1. 소개
광섬유 커넥터는 광섬유 통신 시스템에서 광섬유를 연결하여 광 신호를 전송하는 데 필수적인 구성 요소입니다. 이러한 커넥터의 품질은 전송된 신호의 무결성과 효율성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 광섬유 커넥터의 품질을 결정하는 주요 요인 중 하나는 제조 과정에서 사용되는 연마 방법입니다. 서로 다른 연마 방법은 삽입 손실 및 반사 손실과 같은 다양한 수준의 손실을 초래할 수 있으며, 이는 광섬유 커넥터의 성능을 평가하는 데 중요한 매개변수입니다.
2. 광섬유 커넥터 연마 방법 개요
2.1 4단계 연마 방법
4단계 연마 방법은 광섬유 커넥터 제조에서 널리 사용되는 접근 방식입니다. 다음 단계로 구성됩니다:
버 제거: 이 초기 단계에서는 광섬유 커넥터에서 보호 코팅 또는 "접착 패키지"를 제거합니다. FC, SC, ST 및 LC 유형과 같은 세라믹 슬리브가 있는 커넥터의 경우 일반적으로 버 제거에 탄화 규소 연마 시트(예: SC30/15)를 사용합니다.
거친 연마: 거친 연마의 목적은 커넥터의 끝면에서 상당한 양의 재료를 신속하게 제거하는 것입니다. 특정 요구 사항에 따라 다양한 입자 크기의 다이아몬드 연마 시트를 사용합니다. 예를 들어, 이 단계에서는 D9, D6 또는 D3 다이아몬드 연마 시트를 사용할 수 있습니다.
반정밀 연마: 이 단계는 커넥터의 끝면을 더욱 정제하여 표면 거칠기를 줄이고 최종 연마를 준비합니다. 반정밀 연마에는 일반적으로 D1 다이아몬드 연마 시트를 사용합니다.
정밀 연마 및 연마: 더 미세한 입자의 다이아몬드 연마 시트(예: D0.5)를 사용한 정밀 연마 후 특정 연마 패드 및 연마액을 사용하여 연마합니다. APC 세라믹 슬리브 커넥터의 경우 큰 입자의 다이아몬드 연마 시트를 먼저 사용하여 끝면에 8도 각도를 만든 다음 D9-D1-ADS 연마 순서를 적용합니다. MT-RJ 유형과 같은 플라스틱 슬리브 커넥터의 경우 다른 세트의 연마 시트(예: SC30/15-SC9-SC6-SC3-SC1) 및 연마 재료(검은색 가죽 + 세륨 산화물 연마액 및 유리 연마 패드)를 사용합니다.
2.2 연마 매체 및 매개변수의 중요성
물은 광섬유 커넥터 연마 과정에서 일반적으로 연마 매체로 사용됩니다. 연마재의 선택은 연마 효과에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 일반적인 원칙은 연마 시트가 공작물보다 단단해야 하고 연마 패드는 더 부드러워야 한다는 것입니다. 예를 들어, APC 커넥터 연마에서는 ADS/세륨 산화물 연마 필름 + SiO2 연마액이 자주 사용되며 고무 연마 패드가 사용됩니다.
3. APC 및 UPC 커넥터 비교
3.1 끝면 구조
APC 커넥터: APC 커넥터는 8도 각도의 끝면을 특징으로 합니다. 이 각도 설계는 정밀한 연마 및 연마 과정을 통해 달성됩니다. 8도 각도는 반사된 빛이 광섬유의 클래딩으로 향하게 하여 광원으로 반사되지 않도록 하여 반사 손실을 크게 줄입니다.
UPC 커넥터: UPC 커넥터는 PC(물리적 접촉) 커넥터에 비해 더 둥근 모양을 형성하는 약간의 곡률을 가진 끝면을 가지고 있습니다. 이 설계는 광섬유의 보다 정밀한 정렬을 달성하여 더 나은 광학 성능을 제공합니다.
3.2 광학 성능
반사 손실: APC 커넥터는 일반적으로 ≥60 dB의 반사 손실을 제공하며, 이는 UPC 커넥터(≥50 dB)의 반사 손실보다 높습니다. 더 높은 반사 손실은 더 적은 빛 반사를 나타내며, 이는 고성능 광통신 시스템에서 전송 신호의 안정성과 무결성을 유지하는 데 유익합니다.
삽입 손실: APC 및 UPC 커넥터 모두 일반적으로 0.3 dB 미만(일부 경우 약 0.2 dB)으로 낮은 삽입 손실을 달성할 수 있습니다. 그러나 UPC/PC 커넥터의 공기 간격이 더 작기 때문에 특정 상황에서 더 낮은 삽입 손실을 달성할 가능성이 더 높을 수 있습니다. 그러나 삽입 손실은 커넥터 끝면의 먼지 입자와 같은 요인에 의해서도 영향을 받을 수 있다는 점을 유의해야 합니다.
3.3 응용 시나리오
APC 커넥터: APC 커넥터는 CATV(케이블 텔레비전) 시스템과 같은 고파장 범위 광 RF 애플리케이션에서 일반적으로 사용됩니다. 8도 각도의 끝면 설계는 종종 아날로그 광 변조를 기반으로 하는 텔레비전 신호의 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 이러한 애플리케이션에서 APC 커넥터의 반사 감소는 전송 신호와의 간섭 및 레이저 소스 손상을 방지합니다.
UPC 커넥터: UPC 커넥터는 기본 네트워크, 텔레비전 신호 전송 및 전화 시스템에서 널리 사용됩니다. PC 커넥터에 비해 표면 마감이 우수하고 반사 손실이 낮아 다양한 범용 광통신 응용 분야에 적합합니다.
연마재 선택
연마재 선택에 영향을 미치는 요인
커넥터의 재료: 광섬유 커넥터 슬리브의 재료(예: 세라믹 또는 플라스틱)는 적절한 연마재를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 세라믹 슬리브 커넥터의 경우, 다이아몬드 연마 시트가 그 단단함과 정밀한 연마 능력 때문에 일반적으로 사용됩니다. 플라스틱 슬리브 커넥터의 경우, 플라스틱 재료를 손상시키지 않기 위해 다른 유형의 연마재와 연마 재료가 필요합니다.
원하는 표면 마감: 커넥터 단면에 필요한 표면 마감 수준도 연마재 선택에 영향을 미칩니다. 더 매끄러운 표면 마감을 달성하기 위해 더 미세한 그릿 연마재가 사용되며, 이는 삽입 손실을 줄이고 반사 손실을 개선하는 데 필수적입니다.
연마 공정 매개변수: 연마 압력, 속도 및 시간과 같은 연마 매개변수는 연마재 선택 시 고려해야 합니다. 최상의 결과를 얻기 위해 서로 다른 연마재는 서로 다른 연마 조건을 필요로 할 수 있습니다.
일반적인 연마재와 그 특성
다이아몬드 연마 시트: 다이아몬드 연마 시트는 광섬유 커넥터 연마의 거친 연마 및 미세 연마 단계에서 널리 사용됩니다. 이는 거친 (예: D9)에서 미세 (예: D0.5)까지 다양한 그릿 크기로 제공됩니다. 다이아몬드는 매우 단단한 물질로, 커넥터 단면에서 물질을 빠르고 효율적으로 제거하는 데 적합합니다.
세륨 산화물 연마 필름: 세륨 산화물 연마 필름은 고품질 표면 마감을 달성하기 위해 최종 연마 단계에서 자주 사용됩니다. 이는 우수한 연마 특성을 가지고 있으며 커넥터 단면의 남아 있는 표면 결함과 수정층을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 수정층은 연마 과정에서 형성되는 얇은 물질층으로, 커넥터의 광학적 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 세륨 산화물 연마 필름을 사용함으로써 수정층의 두께와 굴절률을 줄일 수 있어 반사 손실을 개선할 수 있습니다.
연마 품질이 커넥터 성능에 미치는 영향
평가 매개변수
광섬유 커넥터 연마의 품질은 곡률 반경, 정점 오프셋 및 섬유 코어 함몰과 같은 여러 주요 매개변수를 기반으로 평가됩니다. 이러한 매개변수는 두 섬유 단면 간의 좋은 물리적 접촉을 보장하기 위해 특정 범위 내에 있어야 합니다. 또한 커넥터 단면에 긁힘이나 기타 오염 물질이 최소화되어야 하며, 낮은 삽입 손실과 높은 반사 손실 요구 사항을 충족해야 합니다.
실험 연구
실험 연구에 따르면 연마 방법과 연마재의 선택이 광섬유 커넥터의 광학적 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 미세 그릿 다이아몬드 연마 시트와 세륨 산화물 연마 필름을 연마 과정에서 사용하면 삽입 손실이 낮고 반사 손실이 높은 커넥터를 얻을 수 있습니다. 적절한 연마를 통해 수정층의 두께와 굴절률도 줄일 수 있어 커넥터의 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
결론
결론적으로, 저손실 광섬유 커넥터의 과학은 제조 과정에서 사용되는 연마 방법과 밀접한 관련이 있습니다. 4단계 연마 방법과 연마재의 신중한 선택은 광섬유 커넥터의 원하는 광학적 성능을 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. APC 및 UPC 커넥터는 서로 다른 단면 구조와 광학적 특성을 가지고 있어 광섬유 통신 분야의 다양한 응용 분야에 적합합니다. 광섬유 커넥터 연마의 원리와 연마재 선택에 영향을 미치는 요인을 이해함으로써 제조업체는 효율적이고 신뢰할 수 있는 광신호 전송에 대한 증가하는 요구를 충족하는 고품질 광섬유 커넥터를 생산할 수 있습니다. 이 분야의 미래 연구는 연마 기술을 더욱 개선하고 제조 비용을 줄이기 위해 새로운 연마재를 개발하는 데 중점을 둘 수 있습니다.
