?光纤准直器是光无源器件中的一个重要的组件，在光通信系统中有着非常普遍的应用。
它是由单模尾纤和准直透镜组成，具有低插入损耗，高回波损耗，工作距离长，宽带宽，高
稳定性，高可靠性，小光束发散角，体积小和重量轻等特点。可将光纤端面出射的发散光束变换为平行光束，或者将平行光束会聚并高效率耦合入光纤，是制作多种光学器件的基础器件，因此被广泛应用于光束准直，光束耦合，光隔离器，光衰减器，光开关，环行器，
ＭＭ，密集波分复用器ＥＳ之中。
目录
?光纤准直器的结构与参数
?光纤准直器的原理
?光纤准直器的优点
?光纤准直器的装配
光纤准直器的结构与参数
?光纤准直器的结构参数如图5 所示，因光纤头端面的8 度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角θ，称为点精度。图6 所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为2ωt，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。
光纤准直器的原理
?光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。
光纤准直器的优点
?低插损、高回损、尺寸小
工作距离长、宽带宽
高稳定性、高可靠性
光纤准直器的装配
(1)采用斜端面插针耦合,可大大提高光纤准直器的回波损耗,当斜面倾角为8°01%增
透膜时,光纤准直器的时,光纤准直器的自聚焦透镜后端面镀反射率为0.回波损耗可达
60dB。采用斜端面插针耦合,主要是为了满足器件高回波损耗的求,角度越大,准直器的回波损耗越大。但插针的端面角度越大,准直器的插入损耗就会越大(要求是:插入损耗越小越好,回波损耗越大越好),这和准直器要求的低插入损耗矛盾,对于准直器插入损耗而言,透镜和毛细管是垂直端面最为理想。因此本文采用8°是针对环行器在这种互相制约关系下的一个折中。视应用场合不同其端面斜角可做成6°、8°、9°、11°或任何角度。
(2)透镜与光纤毛细管端面的间隙也主要是和器件高回波损耗有关,为了达到器件高回
波损耗的要求,其间隙一般大于200μm,当间隙大于200μm,器件的回波损耗值近似达到理论上最大值。但透镜和毛细管端面的间隙越大,同时会造成准直器的插入损耗增大,这又是一对矛盾,根据准直器图纸的精度要求,其间隙是0.385mm,这同时能满足高回波损耗的距离要求,也能使其插入损耗达到要求。准直器的插入损耗和回波损耗相比较而言,回波损耗更容易保证,因此在准直器装配时,以其插入损耗为检测依据,就是这个道理。
光纤连接器制作 一、单选题（选择一项正确的答案，共10题,每题5分） 1、光纤熔接前，进行光纤预处理中使用的工业酒精的纯度是（）。 A.50% B.60% C.70% D.99% 考生答案：D 具体得分：5 2、NVP值是指( )。 A.信号在电缆中传输速度与真空中光速之比 B.信号在光纤中传输速度与真空中光速之比 C.信号在电缆中传输速度与信号在光纤中传输速 度之比 D.数字信号在电缆中传输速度与模拟信号在电缆中传输速度之比 考生答案：C 具体得分：5 3、光纤连接器的作用是( )。 A.固定光纤 B.熔接光纤 C.连接光纤 D.成端光纤 考生答案：D 具体得分：5 4、在综合布线系统中，下面有关光缆布放的描述，说法有误的一项是( )。 A.光缆的布放应平直，不得产生扭绞、打圈等现象，不应受到外力挤压或损伤 B.光缆布放时应有冗余，在设备端预留长度一般为5～lOm C.以牵引方式敷设光缆时，主要牵引力应加在光缆的纤芯上 D.在光缆布放的牵引过程中，吊挂光缆的支点间距不应大于1.5m 考生答案：C 具体得分：5 5、EIA/TIA 568 B.3规定光纤连接器(适配器)的衰减极限为( )。 A.0.3dB B.0.5dB C.0.75 dB D.0.8dB 考生答案：C 具体得分：5 6、在进行光纤熔接前，下列（）不需要进行放电试验。 A.刚接通电源后至接续作业开始前 B.改变光纤种类时 C.温度、温度、高原等气压有较大变化时 D.连续3条光纤熔接未成功时 考生答案：D 具体得分：5 7、下图表示（）光纤连接器。
A.SC B.ST C.LC D.FC 考生答案：C 具体得分：5 8、在综合布线系统测试中，不属于光缆测试的参数是( )。 A.回波损耗 B.近端串扰 C.衰减 D.插入损耗 考生答案：B 具体得分：5 9、在综合布线系统中，常见的62.5/125μm多模光纤中的125μm是指( )。 A.纤芯外径 B.包层后外径 C.包层厚度 D.涂覆层厚度 考生答案：C 具体得分：5 10、下列（）子系统中一般用光纤做为传输介质。 A.建筑群 B.配线 C.工作区 D.设备间 考生答案：A 具体得分：5 二、多选题（选择多项正确的答案，共3题,每题10分） 1、下列（）光纤连接器都有直径为2.5mm的陶瓷插针。 A.SC B.ST C.LC D.FC E.MTRJ 考生答案：A、B、D 具体得分：10 2、在综合布线系统中，光纤按端面可以分为（）。 A.FC B.PC C.APC D.MT E.ST 考生答案：A、B 具体得分：10 3、光纤按芯数分，可以分为（）。 A.单芯 B.双芯 C.三芯 D.多芯 E.五芯 考生答案：A、D 具体得分：10
?光纤准直器是光无源器件中的一个重要的组件，在光通信系统中有着非常普遍的应用。 它是由单模尾纤和准直透镜组成，具有低插入损耗，高回波损耗，工作距离长，宽带宽，高 稳定性，高可靠性，小光束发散角，体积小和重量轻等特点。可将光纤端面出射的发散光束变换为平行光束，或者将平行光束会聚并高效率耦合入光纤，是制作多种光学器件的基础器件，因此被广泛应用于光束准直，光束耦合，光隔离器，光衰减器，光开关，环行器， ＭＭ，密集波分复用器ＥＳ之中。 目录 ?光纤准直器的结构与参数 ?光纤准直器的原理 ?光纤准直器的优点 ?光纤准直器的装配 光纤准直器的结构与参数 ?光纤准直器的结构参数如图5 所示，因光纤头端面的8 度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角θ，称为点精度。图6 所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为2ωt，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。 光纤准直器的原理 ?光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。 光纤准直器的优点 ?低插损、高回损、尺寸小 工作距离长、宽带宽
高稳定性、高可靠性 光纤准直器的装配 (1)采用斜端面插针耦合,可大大提高光纤准直器的回波损耗,当斜面倾角为8°01%增 透膜时,光纤准直器的时,光纤准直器的自聚焦透镜后端面镀反射率为0.回波损耗可达 60dB。采用斜端面插针耦合,主要是为了满足器件高回波损耗的求,角度越大,准直器的回波损耗越大。但插针的端面角度越大,准直器的插入损耗就会越大(要求是:插入损耗越小越好,回波损耗越大越好),这和准直器要求的低插入损耗矛盾,对于准直器插入损耗而言,透镜和毛细管是垂直端面最为理想。因此本文采用8°是针对环行器在这种互相制约关系下的一个折中。视应用场合不同其端面斜角可做成6°、8°、9°、11°或任何角度。 (2)透镜与光纤毛细管端面的间隙也主要是和器件高回波损耗有关,为了达到器件高回 波损耗的要求,其间隙一般大于200μm,当间隙大于200μm,器件的回波损耗值近似达到理论上最大值。但透镜和毛细管端面的间隙越大,同时会造成准直器的插入损耗增大,这又是一对矛盾,根据准直器图纸的精度要求,其间隙是0.385mm,这同时能满足高回波损耗的距离要求,也能使其插入损耗达到要求。准直器的插入损耗和回波损耗相比较而言,回波损耗更容易保证,因此在准直器装配时,以其插入损耗为检测依据,就是这个道理。
各种光纤连接器结构及性能浅析 1．引言 在安装任何光纤系统时，都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来，以实现光链路的接续。光纤链路的接续，又可以分为永久性和活动性的两种。永久性的接续，大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现；活动性的接续，一般采用活动连接器来实现。本文将活动连接器做一简单的介绍。 光纤活动连接器，俗称活接头，一般称为光纤连接器，是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通 路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件。 2．光纤连接器的一般结构 光纤连接器的主要用途是用以实现光纤的接续。现在已经广泛应用在光纤通信系统中的光纤连接器，其种类众多，结构各异。但细究起来，各种类型的光纤连接器的基本结构却是一致的，即绝大多数的光纤连接器一般采用高精密组件（由两个插针和一个耦合管共三个部分组成）实现光纤的对准连接。 这种方法是将光纤穿入并固定在插针中，并将插针表面进行抛光处理后，在耦合管中实现对准。插针的外组件采用金属或非金属的材料制作。插针的对接端必须进行研磨处理，另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以释放应力。耦合管一般是由陶瓷、或青铜等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成，多配有金属或塑料的法兰盘，以便于连接器的安装固定。为尽量精确地对准光纤，对插针和耦合管的加工精度要求很高。 3．光纤连接器的性能 光纤连接器的性能，首先是光学性能，此外还要考虑光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。 （1）光学性能：对于光纤连接器的光性能方面的要求，主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本 的参数。 插入损耗（Insertion Loss）即连接损耗，是指因连接器的导入而引起的链路有效光功率的损耗。插入损耗越小越好，一般要求应不大于0.5dB。 回波损耗（Return Loss）是指连接器对链路光功率反射的抑制能力，其典型值应不小于25dB。实际应用的连接器，插针表面经过了专门的抛光处理，可以使回波损耗更大，一般不低于45dB。 （2）互换性、重复性 光纤连接器是通用的无源器件，对于同一类型的光纤连接器，一般都可以任意组合使用、并可以重复多次使用，由此而导入的附加损耗一般都在小于0.2dB的范围内。 （3）抗拉强度 对于做好的光纤连接器，一般要求其抗拉强度应不低于90N。 （4）温度
光纤连接器，是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器影响了光传输系统的可靠性和各项性能。 光纤是传光的纤维波导，裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯，折射率较高，用来传送光；中间为低折射率硅玻璃包层，与纤芯一起形成全反射条件；最外是保护用的树脂涂层。 光纤分类方法很多，可以按照传输模式、工作波长、折射率分布、等进行分类。 （一）按传输模式 多模光纤：可传输多种模式的光，外径一般为125微米(一根头
发平均100微米)，典型纤芯直径为50或62.5微米。 单模光纤：只能传输一种模式的光，外径与多模光纤相同，但纤芯直径较细，一般为9微米。 如何辨别单模光纤与双模光纤呢？最常规的分辨方法就是：黄色的光纤线一般是单模光纤，橘红色或者灰色的光纤线一般是多模光纤。 单模光纤不存在模间时延差，且模场直径仅几微米，带宽一般比渐变型多模光纤的带宽高一两个数量级。因此，它适用于大容量、长距离通信。 （二）按工作波长 短波长光纤：光纤的工作波长为850nm。 长波长光纤：光纤的工作波长为1300nm和1550nm。 光纤损耗一般是随波长加长而减小，850nm的损耗约为2.5dB/km,1300nm的损耗约为0.35dB/km，1550nm的损耗约为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1650nm以上的损耗趋向加大。 （三）按光纤材料 石英光纤：一般是指由掺杂石英芯和掺杂石英包层组成的光纤。这种光纤有很低的损耗和中等程度的色散。目前通信用光纤绝大多数是石英光纤。 全塑光纤：用高度透明的聚苯乙烯制成的，成本低，使用方便，但损耗较大、带宽较小，只适合短距离低速率通信。
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()2 01??? ? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++= 112， （3） 而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12 010if w i q ==λπ，22 023if w i q ==λ π。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： () () 2 12 01 02Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212 Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 2 1 2f C ACf BC AD l w --≤ ， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()() 121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l - =1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： () () () () ?? ? ? ???? ?? -=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1 cos ， （7） 其中，0n 透镜的透镜的轴线折射率，L 为透镜的中心厚度，A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于0n ，L 和A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens(厚透镜)，它的传输矩阵为：
3) 而且， q 1 q 0 l ， q 2 q 3 l w /2， q 0 i 2 w01 if 1， q 3 i 2 w 02 2 if 2。 一 . 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大 (束腰小) 的光束转换为发散角 较小(束腰大)的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们 将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 其中， q i ( i=0,1,2,3 )为高斯光束的 q 参数，q 参数定义为： 图 1 中， q i (i=0,1,2,3 )分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出 射光束的束腰处的 q 参数，而w 01和 w 02分别表示透镜变换前后的束腰； l 表示光 纤端面与透镜间隔， l w 为准直器的设计工作距离。 二 . 理论分析 根据 ABCD 理论，高斯光束 q 参数经透镜变换后， Aq 1 B q2 Cq 1 D ， 光纤准直器原理 曾孝奇 11 qz Rz i w 2z ， 1) 2 ， w z w 0 1 2 w 2)
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： AD BC w 02 w 01 2 Cl D 2 Cf 1 工作距离： 2 l 2 Al B Cl D ACf 12 ， （ 5） l w 2 2 2 ， （ 5） w Cl D 2 Cf 1 2 方程（ 5）是关于 l 的二次方程，为使得 l 有实根，方程（ 5）的判别式应该不小 于零，从而我们可以得到： AD BC 2ACf 1 ， w 2 ， C 2 f 1 方程（ 6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 2D l wmax AD BC 2ACf 1 / C 2 f 1 。此时，我们得到： l f 1 D 。 C 分析：不论对于何 种透镜， 准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传 输矩阵 ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的 距离 l 有关， 也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜， 我们可以通过在透 镜焦距附近改变 l 来实现不同的工作距离。 在实际制作准直器当中， 我们正是通 过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地， 如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离， 需要具体 知道不同透镜的 ABCD 系数。对于 G Lens （自聚焦透镜，通常为 0.23P ），它的 ABCD 矩阵为： 1 cos AL 1 sin AL n o A ， （ 7） n o Asin AL cos AL 其中，n 0 透镜的透镜的轴线折射率， L 为透镜的中心厚度， A 为透镜的聚焦常数。 由于G Lens 的ABCD 系数取决于 n 0，L 和 A ，因而，适当选择这些参数，同样能 改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens （ 厚透镜 ） ，它的传输矩阵为： 4） 6） C A D B
光纤连接器 自从前年开始，基于光缆的千兆以太网有了非常迅猛的发展。在局域网中的主干网 络(backbone)几乎大部分都采用了基于光 缆的千兆以太网。而在千兆网络的光缆链路 中使用的光缆链路连接方式中也发生了新 的变化。 路连接方式传统的光缆链路连接方式主要是ST，SC或。目前它们仍然在大量使用。其形状如图1所示。这式简单方便，所连接的每条光缆都是可以独立使用的。装这些光缆链路时，并不知道在实际中这些光缆是如果道光缆的信号传输方向。在实际使用中，将光缆和网络要首先确定信号在光缆中的传输方向，才能正确地进行缆的连接器的制作也不方便，需要特殊的工具等。
SC插入锁定-------------ST插入锁定---------------- FC旋紧锁定 2.新型的光缆连接方式 大家知道，千兆以太网在连接光缆时都是成对儿使用的，即一个输出(output，也为光源)，一个输入(input，光检测器)，例
如路由器和交换机的光缆连接。如果在使用时，能够成对一块儿使用而不用考虑连接的方向，而且连接简捷方便，那将会有助于千兆以太网的连接。因此不少光缆布线的厂商推出了各种连接器来满足这种应用。这种新的光缆连接器叫做SFF(Small Form Factor)。目前还没有比较明确的术语来描述，我们一般将其称作微型光缆连接器。 目前市场最主要SFF光缆连接器有四种类型。1)LC类型，它是Lucent公司推出的一种SFF类型的连接器。2)FJ类型，它是由Panduit公司推出的连接器。3)MT-RJ 型，它是由美国AMP公司推出的连接器以及由3M公司推出的VF-45连接器。
文章来源: https://www.doczj.com/doc/0b17452455.html,/schemes/scheme-27.htm 在自由空间型的光无源器件（如光隔离器、光环形器、光开关等）中，输入和输出光纤端面必须间隔一定距离，以便在光路中插入一些光学元件，从而实现器件功能。从光纤输出的高斯光束（实际为近高斯光束，可以高斯光束近似处理），束腰半径较小而发散角较大，两根光纤之间的直接耦合损耗对其间距极其敏感，光纤准直器扮演这样一种功能，将从光纤输出的光准直为腰斑较大而发散角较小的光束，以增加对轴向间距的容差，如图 4 所示，从图 2（c）（d）亦可看出准直器对轴向容差的改善。 光纤准直器的结构和参数 光纤准直器的结构参数如图 5 所示，因光纤头端面的 8 度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角θ，称为点精度。图 6 所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为 2ωt，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。 光纤准直器的设计方法 光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距 L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距 L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。具体设计步骤如下： a) 确定所需工作距离Zw； b) 列出从光纤端面至输出光束束腰位置的近轴光线传输矩阵； 下面以 Grin-Lens准直器为例：
光纤连接器图解1
光纤连接器 自从前年开始，基于光缆的千兆以太网有了非常迅猛的发展。在局域网中的主干网 络(backbone)几乎大部分都采用了基于光 缆的千兆以太网。而在千兆网络的光缆链路 中使用的光缆链路连接方式中也发生了新 的变化。 路连接方式主要是ST，SC或者FC的连接方式。目前。这些光缆的连接方式简单方便，所连接的每条光缆都些光缆链路时，并不知道在实际中这些光缆是如果使用际使用中，将光缆和网络设备连接时，就要首先确定信连接。此外，光缆的连接器的制作也不方便，需要特殊
SC插入锁定-------------ST插入锁定---------------- FC旋紧锁定 2.新型的光缆连接方式 大家知道，千兆以太网在连接光缆时都是成对儿使用的，即一个输出(output，也为光源)，一个输入(input，光检测器)，例
如路由器和交换机的光缆连接。如果在使用时，能够成对一块儿使用而不用考虑连接的方向，而且连接简捷方便，那将会有助于千兆以太网的连接。因此不少光缆布线的厂商推出了各种连接器来满足这种应用。这种新的光缆连接器叫做SFF(Small Form Factor)。目前还没有比较明确的术语来描述，我们一般将其称作微型光缆连接器。 目前市场最主要SFF光缆连接器有四种类型。1)LC类型，它是Lucent公司推出的一种SFF类型的连接器。2)FJ类型，它是由Panduit公司推出的连接器。 3)MT-RJ 型，它是由美国AMP公司推出
的连接器以及由3M公司推出的VF-45连接器。 下图是这几种类型的连接器。这种连接器是一对儿光缆一起连接而且接插的方向是固定的。所以在实际使用中比较方便，也不会误插。 光纤配线箱
(5) 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰 大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束 认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1光纤准直器原理示意图 其中，q i （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： i i ； （i ） q z R z 1 2 ? w z 丄2 2 2 f “ z 上 w 0 R z z ， w z Wo .〔 一 ， f 7 （2） z \ f 图1中，q i （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰 处的q 参数，而w oi 和W 02分别表示透镜变换前后的束腰；I 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为 准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后, 工作距离: 2 Al B Cl D ACf i 光纤准直器原理 曾孝奇 q 2 Aq i Cq i (3) 2 而且， q i q o 1 ， q 2 q 3 I w /2 ， q o i if i ， q 3 2 ? W 02 i - if 2。 这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小: W 02 (4) W oi
2 严， Cf i Cl D 2 (5)
方程（5）是关于I 的二次方程，为使得I 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而 我们可以得到： AD BC 2ACf i C 2f i 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 I wmax AD BC 2ACf i /C 2f i o 此时，我们得至U ： I f 1 -。 C 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵 ABCD ;对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离 I 有关，也就 是说，对于 给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变 I 来实现不同 的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透 镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ）,它的ABCD 矩阵为： A C B cos JAL — si n VAL D n -A ， (7) n o J A s in UAL cos JAL 其中，n 。透镜的透镜的轴线折射 率， L 为透镜的中心厚度，、A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于n o ，L 和.A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光 斑大小和工作距离。 对于C Iens （厚透镜），它的传输矩阵为： A C 三. 实例分析 本小组采用C lens 已制作的一些准直器， 曲率半径R=1.2mm ,透镜长度L=2.5mm ，C lens 采用SF11材料，在1550nm 处折射率 n=1.744742另外，从单模光纤SMF28出射的光斑半径为 w °1 5 口m 。这样，根据以上理论 分析，我们容易得到出射光在不同位置的光斑大小，并且，我们将理论计算值与 Beamsca n 得到的测量值比较，如下表： (6) 门 o (8) C lens 参数如下:
光纤连接器的一般结构 1．引言在安装任何光纤系统时，都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来，以实现光链路的接续。光纤链路的接续，又可以分为永久性的和活动性的两种。永久性的接续，大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现；活动性的接续，一般采用活动连接器来实现。本文将对活动连接器做一简单的先容。光纤活动连接器，俗称活接头，一般称为光纤连接器，是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数目最多的光无源器件。2．光纤连接器的一般结构光纤连接器的主要用途是用以实现光纤的接续。现在已经广泛应用在光纤通讯系统中的光纤连接器，其种类众多，结构各异。但细究起来，各种类型的光纤连接器的基本结构却是一致的，即尽大多数的光纤连接器的一般采用高精密组件（由两个插针和一个耦合管共三个部分组成）实现光纤的对准连接。这种方法是将光纤穿进并固定在插针中，并将插针表面进行抛光处理后，在耦合管中实现对准。插针的外组件采用金属或非金属的材料制作。插针的对接端必须进行研磨处理，另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以开释应力。耦合管一般是由陶瓷、或青铜等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成，多配有金属或塑料的法兰盘，以便于连接器的安装固定。为尽量精确地对准光纤，对插针和耦合管的加工精度要求很高。3．光纤连接器的性能光纤连接器的性能，首先是光学性能，此外还要考虑光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。(1)光学性能对于光纤连接器的光性能方面的要求，主要是插进损耗和回波损耗这两个最基本的参数。插进损耗（InsertionLoss）即连接损耗，是指因连接器的导进而引起的链路有效光功率的损耗。插进损耗越小越好，一般要求应不大于0.5dB。回波损耗（ReturnLoss,ReflectionLoss）是指连接器对链路光功率反射的抑制能力，其典型值应不小于25dB。实际应用的连接器，插针表面经过了专门的抛光处理，可以使回波损耗更大，一般不低于45dB。(2)互换性、重复性光纤连接器是通用的无源器件，对于同一类型的光纤连接器，一般都可以任意组合使用、并可以重复多次使用，由此而导进的附加损耗一般都在小于0.2dB的范围内。(3)抗拉强度对于做好的光纤连接器，一般要求其抗拉强度应不低于90N。(4)温度一般要求，光纤连接器必须在-40oC~+70oC的温度下能够正常使用。(5)插拔次数目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000次以上。4．部分常见光纤连接器按照不同的分类方法，光纤连接器可以分为不同的种类，按传输媒介的不同可分为单模光纤连接器和多模光纤连接器；按结构的不同可分为FC、SC、ST、D4、DIN、Biconic、MU、LC、MT等各种型式；按连接器的插针端面可分为FC、PC（UPC）和APC；按光纤芯数分还有单芯、多芯之分。在实际应用过程中，我们一般按照光纤连接器结构的不同来加以区分。以下简单的先容一些目前比较常见的光纤连接器：(1)FC型光纤连接器这种连接器最早是由日本NTT研制。FC是FerruleConnector的缩写，表明其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式(FC)。此类连接器结构简单，操纵方便，制作轻易，但光纤端面对微尘较为敏感，且轻易产生菲涅尔反射，进步回波损耗性能较为困难。后来，对该类型连接器做了改进，采用对接端面呈球面的插针(PC)，而外部结构没有改变，使得插进损耗和回波损耗性能有了较大幅度的进步。(2)SC型光纤连接器这是一种由日本NTT公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同，其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。此类连接器价格低廉，插拔操纵方便，参与损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。(3)双锥型连接器（BiconicConnector）这类光纤连接器中最有代表性的产品由美国贝尔实验室开发研制，它由两个经精密模压成形的端头呈截头圆锥
本技术公开了一种光纤连接器插头，包括光纤接触件、后套，光纤接触件包括插针、与插针的后部连接的法兰盘、套设在法兰盘上的弹簧、活动套及光缆，活动套位于弹簧的后侧且可沿法兰盘在一定范围内轴向移动，弹簧的前端顶紧在法兰盘上、后端顶紧在活动套上，光缆的缆套通过压接套固定在法兰盘的后部，光缆的光纤穿过法兰盘并连接在插针的后端，后套内设有在光纤接触件轴向装入后对活动套进行定位以防其脱出的定位弹簧。不管本技术的插头适配紧套光缆或是松套光缆，插针回退都会和光纤/光缆同步，不会出现光纤损坏情况，因本技术光纤连接器插头能很好的匹配紧套光缆和松套光缆。 技术要求 1.光纤连接器插头，包括光纤接触件、前套、后套，其特征在于：光纤接触件包括插针、与插针的后部连接的法兰盘、套设在法兰盘上的弹簧、活动套及光缆，活动套位于弹簧的后侧且可沿法兰盘在一定范围内轴向移动，弹簧的前端顶紧在法兰盘上、后端顶紧在活动套上，光缆的缆套通过压接套固定在法兰盘的后部，光缆的光纤穿过法兰盘并连接在插针的后端，后套内设有在光纤接触件轴向装入后对活动套进行定位以防其脱出的定位弹簧，所述前套包括套体，套体为阶梯轴状，其内孔为台阶孔，内孔由大径孔和小径孔构成，套体的大径孔内设置有环形安装槽，环形安装槽内安装有胶垫，光纤接触件从该胶垫中部穿过，胶垫位于法兰盘的前端并与法兰盘前端定位键的前端面顶压配合，在光纤连接器插头与插座插接时，胶垫与插座壳体前端挤压配合形成界面密封。 2.根据权利要求1所述的光纤连接器插头，其特征在于：所述法兰盘上设有对活动套前端的向前移动极限位置进行限位的活动套限位台阶，所述法兰盘上还设有对活动套的后端进行轴向限位的活动套挡止结构。 3.根据权利要求1或2所述的光纤连接器插头，其特征在于：所述前套包括套体、通过固定结构固定在套体外侧的用于与相对应的插座壳体导向止转的键块，套体内设有用于与法兰盘导向止转的防转槽。 4.根据权利要求3所述的光纤连接器插头，其特征在于：所述套体上设有对所述键块在套体外周上的安装位置进行定位的定位键槽，所述键块位于所述定位键槽内。 5.根据权利要求4所述的光纤连接器插头，其特征在于：所述键块的一端设有套设在所述套体上的安装套，所述固定结构由所述的安装套形成，所述安装套与所述套体过盈配合。 技术说明书 一种光纤连接器插头 技术领域 本技术涉及光纤连接器领域，特别是涉及一种光纤连接器插头。 背景技术
光纤准直器的应用和发展趋势 发表时间：2019-09-03T16:54:29.790Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：程义[导读] 本文的研究主要结合了光纤准直器的概念以及具体的设计结构，分析光纤准直器的应用及发展前景。 光库科技股份有限公司广东省珠海市 519080 摘要：光纤通信已经成为了当今社会不可缺少的神经系统，在光纤通信高速发展的今天，光纤准直器被广泛的运用在光通信系统之中。本文的研究主要结合了光纤准直器的概念以及具体的设计结构，分析光纤准直器的应用及发展前景。 关键词：光前准直器；应用；发展趋势；价值引言：光纤准直器是光纤通信系统中重要的器件之一，主要的作用是消耗光源信号的能量，实现信号的连接。光纤准直器具有使用价值的光纤无源器件，在光纤通讯过程中的应用广泛，应用的范围较大。光纤通信目前正在朝向大容量、高速率的方向发展，而光纤准直器正是光纤通信发展的元件之一，因此光纤准直器的重要性日益突出，而光纤准直器也成为了光纤器械中的重要组成器件之一可以有效促进 光纤传感、光纤通讯领域的快速发展。 1.光纤准直器及发展 光纤准直器作为光纤通信系统中的重要组成部分，其在光通信系统中具有广泛的应用。光纤准直器的存在可以促进光纤的耦合，通过压缩发散角实现光的准直平行出射，促使光耦合。光纤准直器将自由空间的激光耦合到单模和多模。光纤准直器的体积小，重量轻，光纤准直器还可以有效的将光源元件端面发射，被广泛的应用在光波分复用器、光隔离器和光环形器等多种器件的应用之中。光纤准直器主要是结合自聚焦透镜（或者Clens）的工作原理而形成的。光纤准直器通过透镜就会转化为平行光线，在激光应用中，高斯光束需要通过各种光学元件，光纤准直器就是发散的高斯光束透过透镜（自聚焦透镜、Clens、非球面透镜等），形成准直的高斯光束。光纤准直器作为基本的光学器件，也是光纤通信系统中重要的元件之一，作用和用途就是对于光纤传输的光准直来提高光束间的耦合性。本文的研究主要是结合光纤准直器的相关理论和具体组成部分，分析光纤准直器的使用价值和应用原理。从发展前景的角度来看，2018年全球应用于光通信的光纤准直器透镜组件的消费值达到3.43亿美元，年增幅19.34%。目前单个透镜光纤准直器组件在整体市场中的占主导地位，准直器透镜广泛应用于光子产品中，但他们这份市场研究专注于应用在光通信器件中的微型准直器透镜组件。光准直器透镜成为了光器件行业增长的一个关键指标。 2.光纤准直器的结构 2.1准直器的结构 光纤准直器的基本结构包括pigtail、透镜和外封。根据pigtail的尾纤数量分为单线光纤准直器、双线光纤准直器、四线光纤准直器、阵列光纤准直器等。根据光纤的类别，光纤准直器可分为普通的光纤准直器、保偏光纤准直器和特种光纤准直器。 保偏双线光纤准直器是应用于光环行器中的基本元件，为了确保准直器中双光纤准直器中两路光均以较高的消光比传输，首先要保证光纤的插芯方向是相互垂直的慢轴方向处于一定的角度范围，具体的结构在制作过程中，需要将两根光纤的位置相互对接进行调节，通过来调节来确保光纤准直器中两根光纤的位置，促使两个两根光纤之间的消光比可以达到一定范围，保证具体的元件插入时损耗，均衡元件插入时损耗的均衡值，为更复杂的器件做出保障。 2.2斜端面透镜设计和理论分析 在实际应用中，由于光纤准直器的连接处存在相应的信息光的透射率，相对来就会产生反射，通常情况下，这种反射光也会满足于相应的传输条件，它们将返回光线，不断地放大，严重影响的种子光源或光纤放大器的稳定工作。近几年来光纤准直器的应用实用系统中端面采用斜角（一般角度设计在8度），这样可以在一定程度上确保光纤传输的条件，同时由于大部分的光线在反射的过程中并不能满足光纤传输的要求。因此，通过光纤准直器的应用，很大程度提高回波的损耗（回波损耗一般都在60dB以上），较好地满足器件的使用价值。 3.光纤准直器的应用 光纤准直器的光纤器械被广泛的应用在光通信和光纤传感之中，而光纤准直器也是作为光纤器件之一，应用在光通信系统上。对于光纤准直器是制作光隔离器、光开光、光环形器、光探测器、光衰器件的主要原件。（光纤准直器在插入损耗和回拨损耗的过程中是通过自透镜的损耗来改善透镜的性能通常情况下可以通过二次离子交换法的应用来加强自聚焦透镜性能的完善，促使光纤准直器器械的使用价值不断提升。此句完成不是光纤准直器的应用，这个是介绍自聚焦透镜） 3.1 小型化光纤准直器 正常的光纤准直器外径在2.8mm左右，mini的光纤准直器外径可以做到1.3-1.4mm。有一类产品是基于光纤熔接玻璃棒的结构，尺寸可以做到更小，甚至等同于光纤的大小，外径可以到125μm或者250μm。从而极大地缩小光学元件的尺寸，使其为未来的5G甚至更快的网速提供基础。 3.2 高功率光纤准直器 一般通信的功率大约在mW级，但是准直器同样可以做到十W、百W甚至几百W。这些高功率的光纤准直器，主要用于工业的切割和激光武器中。 3.3 特殊光斑光纤准直器 特殊光斑准直器分为大光斑准直器和小光斑准直器。大光斑准直器由于其发三角非常小，准直距离非常长，可以用于三维距离探测、远距离通讯等。小光斑准直由于其光斑极小，一般在十几μm甚至几μm，其能量密度非常高，可以用于光纤传感、超快激光、激光切割等。 结束语 综上所述，光纤准直器的工作原理是在结合高斯光束原理基础上进行的，可以有效的促使光纤准直器被运用在光纤通信系统、激光系统和传感系统之中。光纤准直器的应用可以有助于促进光纤系统的完善，有助于光线的长距离接收。我们通过从实用的角度上探讨了光纤准直器的应用，同时结合具体的光纤准直器工作原理，分析了光纤准直器的实用性，目前由于光纤准直器应用得不断发展，所以光纤准直器在光学系统中具有广泛的使用价值。
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()201???? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++=112， （3） 而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λ π。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： ()()2120102Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 212f C ACf BC AD l w --≤， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()()121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l -=1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： ()()()() ??????????-=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1cos ， （7） 其中，0n 透镜的透镜的轴线折射率，L 为透镜的中心厚度，A 为透镜的聚焦常数。由于G Lens 的ABCD 系数取决于0n ，L 和A ，因而，适当选择这些参数，同样能改变准直器的出射光斑大小和工作距离。 对于 C lens(厚透镜)，它的传输矩阵为：
光连接器基础知识 一、基本概念（术语） 1、光纤（活动）连接器：是实现将光纤光缆和光纤光缆之间、光纤光缆和有源器件、 光纤光缆和其它无源器件、光纤光缆和系统与仪表进行活动连接的光无源器件（连 接器的作用）。整套光连接器的组成：插头—适配器—插头。 2、光跳线：两端都装有插头的一段光纤或光缆。 3、光纤：是一种利用光全反射原理传导光信号的玻璃纤维。主要成分：SiO2.光纤由纤 芯、包层和涂敷层构成，纤芯的折射率nl大于包层的折射n2.纤芯的作用是传导光 信号，包层的作用是反射光信号，涂敷层的作用是保护光纤，增加光纤的机械强度 和柔韧性。光纤可分为单模光纤（9/125μ）和多模光纤（50/125或62.5/125）。 4、光缆：光缆由护套、加强构件、紧套（或松套）层和涂敷光纤组成。生产跳线采用 的光缆一般有：φ3.0单芯光缆、φ2.0单芯光缆、φ0.9紧套光缆，双芯平行光缆、防水尾缆、束状光缆和带状光缆等。 5、插入损耗：是指光信号通过光连接器之后，光信号的衰减量。一般用分贝数（dB） 表示。表达式为： IL=-10LOG(P1/P0)(d B) 其中P0——输入端的光功率 P1——输出端的光功率 6、回波损耗：也称后向反射损耗，是由于光连接处的非涅尔效应而产生的反射信号， 该信号沿光纤原路返回，会对光源和系统产生不良影响。回波损耗的表达式为： RL=-10LOG(P2/P0) 其中P0—输入端的光功率 P1—后向反射光功率 二、光连接器基本结构原理 图1 光纤连接器精密对中原理 一般均采用精密小孔插芯（Ferrule）和套筒（sleeve）来实现光纤的精确连接。 影响连接器插入损耗的主要因素有： 1、纤芯错位 2、角度偏差 3、连接间隙 4、不同种光纤（数值孔径不同）
光纤准直器原理 曾孝奇 一. 模型 光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下： 图1 光纤准直器原理示意图 其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为： ()()() z w i z R z q 211πλ-=， （1） ()z f z z R 2 +=，()201???? ??+=f z w z w ，λπ2 0w f =； （2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。 二. 理论分析 根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后， D Cq B Aq q ++=112， （3）
而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λ π。 这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小： ()()2120102Cf D Cl BC AD w w ++-=， （4） 工作距离： ()()()()2 12212Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=， （5） 方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到： 1 212f C ACf BC AD l w --≤， （6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 ()()121max /2f C ACf BC AD l w --=。此时，我们得到：C D f l -=1。 分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。 进一步地，如果我们需要定量计算准直器的出射束腰和工作距离，需要具体知道不同透镜的ABCD 系数。对于G Lens （自聚焦透镜，通常为0.23P ），它的ABCD 矩阵为： ()()()() ??????????-=??????L A L A A n L A A n L A D C B A o o cos sin sin 1cos ， （7）