精品光纤连接器研磨文档格式.docx
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精品光纤连接器研磨文档格式.docx
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沒擰緊會造成沒有研磨不充分﹔Ferrule上歪了會造成其頂點偏心,嚴重者影響附近的幾個甚至正盤的Ferrule偏心狀況。
研磨時Ferrule上盤需要嚴格的對稱,不能一邊多,一邊少。
2、研磨程式難于控制,研磨程式受限于每盤Ferrule的數量。
滿盤研磨才可以得到較好的效果。
3、返修苦難,如在新的一盤加入一部分返修的Ferrule,其往往不理想,或者是全盤(拆卸過的)返修,返修工序要從前幾道工序開始。
因Ferrule拆邪過以及上盤時,Ferrule難免會出現長度不一致的現象,所以只能依靠前幾道工序將Ferrule的長度研磨成一致,才可以得到良好的返修效果,但是會對IL產生不理想的效果。
四角加壓式研磨機:
從研磨盤的四個角施加的壓力,如廠內的精工技研的SFP-550。
其優點是:
1、研磨程序比較穩定,研磨盤的設計是采用IPC(獨立的拋光控制)控制。
理論上可以研磨數量從1~其最大孔位。
因其每個孔位是獨立的,不影響周邊孔位的Ferrule。
實際上當數量上少的話,研磨時間應當相應減少。
2、上盤容易,可躲免因上盤而出現Ferrule長短不一致的現象。
裝歪的現象也可以容易檢查出來。
3、反修容易,其反修一般可以從后几道工序反修(主要指端面有不太嚴重的缺陷,黑點、划痕、膠圈等)。
1、壓力不可調節,完全依賴于研磨墊的硬度跟研磨時間的長短來調節Ferrule端面的3D參數。
總體而言,SFP-550研磨機比EZ-312研磨機更穩定,操作上更為簡便。
研磨墊:
1、橡膠墊,其高度跟硬度對Ferrule端面3D參數有著重要的影響。
精工技研的研磨墊型號:
PR5X-500(高度)-80(肖氏硬度)指厚度為5mm,硬度為80。
廠內常用的有高度為5mm,硬度是60、70、80、90等。
另外還有高度為4.8mm的,硬度為80。
2、玻璃墊,主要運用在研磨8度角的Ferrule,即APCTypeFerrule。
研磨片:
研磨片上的砂粒材質:
SiC、金剛石、SiO2等
以下是精工技研的研磨片不同型號的砂粒材質:
30u研磨片:
SiC材質,脆而鋒利,莫氏硬度一般約為9﹔壽命2次
9u研磨片:
金剛石材質,莫氏硬度一般約為10,壽命20次
5u研磨片:
金剛石材質,莫氏硬度一般約為10,壽命20次
1.5u研磨片:
NTTFOS-01拋光片:
SiO2材質,莫氏硬度一般約為7,壽命2次
研磨片上砂粒的大小:
30um、9um、5um、3um、1.5um、1um、0.5um、0.2um等。
P.S.:
如小刀其莫氏硬度約爲5.5、銅幣約爲3.5至4、指甲約爲2至3、玻璃硬度爲6,10級莫氏硬度是9級莫氏硬度150倍,是7級的莫氏硬度1000倍。
研磨液:
PL-50:
精工技研的研磨液,減小研磨的切削力,增加研磨片的使用壽命。
主要配合鑽石材質的研磨片使用。
蒸餾水:
最後的拋光用,不可以用一般的自來水,因一般的自來水內含的雜質會對光纖端面產生不理想的影響。
酒精+蒸餾水:
作用與蒸餾水相同。
可減少黑點,膠圈等不良現象,提升良率。
但是會降低其本身的使用壽命,對光纖高度影響比較大。
干涉儀:
厂內用的是DORCZX-1干涉儀,主要是測試Ferrule端面的3D數值。
原理是利用牛頓環干涉原理對Ferrule端面的3D狀況進行檢測。
干涉儀主要是起檢測作用,對研磨后的Ferrule的3D參數進行檢測判斷。
每隔固定的時間需要進行校正,校正判定標准以頂點偏心AO在0°
、90°
、180°
、270°
四個方向的最大跟最小值差值大小進行判定(△≦4um)。
校正儀器對Ferrule端面的曲率半徑跟光纖高度一般是不起作用的,所以若曲率半徑跟光纖高度一般只有儀器本身的重復性帶來的測試誤差,而頂點偏心則還會在校正中可帶來一定的誤差。
另外需要注意的是,Ferrule端面跟柱面在測試之前需要擦拭干淨,以免帶來測試誤差。
Ferrule:
材質一般為:
氧化鋁/氧化鋯(PSZ)摩氏硬度一般約為7.5
陶瓷插芯的材料一般氧化鋁:
強度低、粒度大,碰到堅硬表面時易碎裂。
氧化鋯:
硬度小、顆粒小,易於進行研磨抛光(Ferrule常用此種材料)。
另外上述的Ferrule也可能會參雜鐵,以到達增加Ferrule的耐摩性效果。
鋼鐵、橡膠,這些材質的Ferrule運用的比較少。
Ferrule分類:
以直徑大小分:
Φ2.5mm,Φ1.25mm。
類型:
常見的有UPCType(UltraPhysicalContact、超級平面物理接觸),APCType(AnglePhysicalContact、帶角度的物理接觸-通常是帶8度角)。
FerruleEndFace:
LCType的EndFace的直徑有0.9mm、0.6mm(IECType)兩種
MUType的EndFace直徑為0.53mm(NTTType)、0.6mm(IECType)
SCType的EndFace直徑為1.92mm
APC(ConicalType)EndFace直徑為為1.0mm,其倒角的角度跟PCType一樣為30°
,只是其倒角邊長比較長。
APC(StepType)EndFace直徑為為1.4mm
了解EndFace的大小對調節新的Ferrule研磨程式有很大的幫助。
如LCTypeFerruleEndFace為0.9mm與0.6mm的研磨程式差異很大。
在厂內的SFP-550研磨機,EndFace為0.9mm的研磨效果比較好,因0.6mm的端面小,造成研磨時曲率半徑過小,只能選用比較硬的研磨墊與之搭配研磨,帶來的后果是3D的參數比EndFace為0.9mm的差。
3D參數解析:
1.ROC曲率半徑R(PC:
7~25mm/APC:
5~12mm):
端面圓弧的半徑
曲率半徑不可以太大(曲率半徑最大的情況就是無限大,也就成了平面,嚴重影響RL)﹔也不可以太小,太小了就容易出現因為光纖同心度不好導致對接出現氣隙,影響對接性能。
RadiusofCurvature(簡稱ROC)
廠內的規格PC選擇的是10~25mm,IEC採用的是此標准。
GR-326-CORE采用則為7~25mm。
APC都選擇的是5~12mm。
2.ApexOffset頂點偏心(AO<
50um):
最高點位置偏離光纖中心軸線的距離
兩個頂點偏心大的接頭對接,直接接觸的肯定是最高點,而光纖中心因為沒有直接接觸而導致了氣隙,容易出現干涉等現象,影響對接特性。
ApexOffset(頂點偏心)
計算公式:
Apexoffset=R*△
其中R為曲率半徑,△為偏移的角度(注:
因△很小,所以sin△≈△,上述公式省略了sin)。
廠內△的設置為≦0.2°
3.FiberUndercutandProtrusion光纖高度:
光纖突出或者縮進插芯的量
在GR-326-CORE中光纖高度的要求是如上圖,在曲率半徑為7~10mm的光纖高度為-125~+50nm。
而在曲率半徑為10~25mm區域為:
-0.02R3+1.3R2-31R+325~+50nm。
厂內使用最嚴的標准-50nm~+50nm,若按GR-326-CORE的標准,則可以提高拋光片的使用壽命。
4.APC拋光角度
一般的規格為8°
+/-0.5°
Apexoffset≈R*sin(8)*δ
其中R為端面的曲率半徑,δ為定位插銷方位誤差角。
Ferrule端面區域定義(參考GR-326-CORE):
區域定義:
D=250um,E=140um,F=50um。
D區內的是Ferrule對接區域,D以外的區域是不需要監控的,因其不影響對接特性。
所以D區域只要不是有很嚴重的缺陷便可以接受,畢竟它不直接影響光學特性。
E~F區域不需要測試。
因這個區域不影響對接性能,也不影響通光性能。
F區域是重點的區域,因其頂點偏心就是在這個區域。
只有50um的範圍區域。
光纖端面的情況是要求最嚴格的,不允許有任何缺陷。
(這是對SM光纖而言的,因SMF的MFD只有大概10um。
若對MM光纖,比如60/125或者50/125則F區域應該至少應該取100um。
)
廠內定義的F區域至少120um。
在400倍的端面放大儀器下不允許有任何缺陷,此定義比326的要求高很多。
研磨的規律:
1、加研磨壓力和使用較軟的研磨墊,會得到較小的球面曲率半徑R
對研磨墊施加的壓力越大,其形變也就越大,其形變的曲率半徑就越小,從而在研磨時就會得到較小的Ferrule曲率半徑。
同樣的,在壓力不變的情況下,墊子越軟,形變就越大,同樣可以得到較小的曲率半徑。
2、高的研磨機穩定性和使用較軟的研磨墊,可以減小球面頂點偏心AO
提高研磨機的穩定性可以減少Ferrule晃動的幅度,從而減少頂點偏心。
這里更確切的講,應該是減少頂點的偏移角度△(Apexoffset=R*△)。
較軟的研磨墊除了可以減少Ferrule晃動的幅度,減少頂點的偏移角度△,另外還可以減小曲率半徑R,控制AO的兩個因子,從而達到減小頂點偏心目的。
所以研磨墊的硬度對頂點偏心影響很大。
3、降低研磨機轉速和使用較小研磨顆粒,可以減小光纖內縮/突出量
降低研磨機轉速可以減小光纖高度,原因不詳。
以上的研磨機都可以調節速度,但是未曾使用過,實際效果不詳。
越小的研磨砂粒,可以研磨出越光滑跟平整的的光纖端面,從而可以減小光纖高度。
另外隨著拋光片(最後一道的拋光)的使用次數的增加,光纖高度的會往負漂移,即不斷往內縮。
(廠內有兩種拋光片,FOS-01和ADS。
光纖高度對FOS-01拋光片使用壽命限制更為顯著。
以LCType為例,FOS-01使用壽命只有2次,之後其光纖高度一般都會在-50nm以下,超出廠內的規格。
而ADS則可使用10次以上,光纖高度的變化量不大。
4、研磨時間的對3D的影響:
研磨時間:
若研磨時間長了,因Ferrule會變短,則其研磨墊受到的壓力相應減小﹔而且FerruleEndFace還會變大(除StepAPC外)。
則Ferrule曲率半徑會變大,而且頂點偏心也會變大。
若研磨時間短了,會造成研磨不充分,對光纖的端面會造成不良的影響。
比如黑塊,劃痕,膠圈等端面不良現象。
所以在研磨的時間選擇上需要選擇一個合適的量。
在同時滿足3D數值與端面的情況下盡量減少時間,以便提升效率。
5、研磨片對研磨的影響:
5.1、粒大小不均:
如果研磨片上的砂粒大小不均勻,即有些砂粒較凸出,這種情況會很容易造成光纖端面劃痕。
5.2、切削速度不一致:
如果研磨片設計有問題,使研磨後的剩餘物不能清除而把砂面的空隙填滿,這種情況容易造成同一盤的端面切削的速度不
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