POLISSAGE DE FIBRES MECANIQUES
Les connecteurs jouent un rôle clé dans les communications par fibre optique. La finition de l'extrémité d'un connecteur poli détermine la qualité de la transmission des ondes lumineuses. En conséquence, tous les connecteurs polis utilisés pour les communications doivent être conformes à un ensemble de normes et de spécifications strictes. Certaines personnes sur le terrain pensent que les niveaux de performance les plus élevés ont été atteints, tandis que d'autres estiment qu'il y a place à amélioration. La main-d'œuvre développée pour ce domaine est composée de techniciens dont les outils sont passés des appareils manuels aux machines de précision. Ces machines, combinées à une main-d'œuvre expérimentée, ouvrent la voie à une communication globale.
Initialement, le polissage des connecteurs était une tâche manuelle effectuée par un seul opérateur. Après quelques années de croissance, la chaîne de production traditionnelle commençait à s'implanter. Les fabricants de câbles d'assemblage à grande échelle («Jumper Houses») comptaient des dizaines de personnes, chacune polissant un connecteur à la fois (et, à ce jour, le polissage manuel joue toujours un rôle). Bien que le polissage manuel puisse être pratique pour certaines applications, il est très peu pratique pour le polissage de gros volumes ou pour le respect efficace et répétable de spécifications strictes. L’alternative, le polissage mécanique, est une méthode rentable, qui produit de grands volumes de connecteurs dont les niveaux de performance respectent ou dépassent les normes de l’industrie. Une machine qui utilise un mouvement de polissage spécifique et dont la conformité aux normes de l'industrie est testée produira des connecteurs polis de qualité avec des niveaux élevés de cohérence d'un lot à l'autre.
LA MACHINE À POLIR
Lorsque vient le temps d’acheter une machine à polir mécanique, un certain nombre de questions doivent être posées:
1. Les fonctions d’exploitation sont-elles simples à utiliser?
2. L'unité offre-t-elle une interchangeabilité facile des connecteurs?
3. Les plateaux de polissage sont-ils faciles d'accès?
4. Existe-t-il une fonction de réglage de la pression?
5. Le mouvement de polissage attaque-t-il les connecteurs de tous les côtés de manière égale?
6. La machine peut-elle polir les angles?
7. Le fabricant est-il en mesure de fournir une fixation personnalisée si nécessaire?
8. Les résultats finaux respectent-ils et / ou dépassent-ils les normes actuelles en matière de personnel?
Un polisseur de production de qualité répondra «oui» à toutes ces questions.
En détail, une machine à polir les fibres aura:
1. Minuterie - une minuterie paramétrable permet d’utiliser une séquence prédéfinie de techniques d’opérations. La synchronisation s'est avérée cruciale pour obtenir les spécifications de performance du connecteur. Une minuterie devrait avoir des réglages de temps allant de 0 à 60 secondes.
2. Dispositif de réglage de la pression - une machine à polir doit avoir une capacité de charge de pression réglable. La pression combinée à la dureté de la surface de polissage permettra à la machine de produire la géométrie d'extrémité requise des connecteurs. Cet appareil doit avoir un outil de réglage qui indique clairement les divisions de mesure.
3. Interchangeabilité des supports de connecteurs - les supports de connecteurs pouvant être retirés rapidement et facilement offrent un rendement accru, moins de temps d'arrêt et une production améliorée. Une machine offrant des porte-connecteurs pour tous les types de connecteurs ajoute de la flexibilité à la production.
4. Disponibilité des supports de connecteurs - Lors de l'évaluation de l'équipement, il est important de prendre en compte les supports de connecteurs disponibles. Il est important que le fabricant dispose de supports pour les connecteurs standard utilisés dans le monde entier - SC, FC, ST - pour les configurations PC et APC.
En outre, le fabricant devrait être en mesure de fournir une gamme de supports de connecteurs allant au-delà des "normes" utilisées - la polyvalence dans ce domaine minimisera les occasions perdues et optimisera la capacité de répondre aux demandes des clients potentiels.
5. Plateaux de polissage amovibles - Les plateaux de polissage portent les films de polissage agissant sur l'extrémité du connecteur. Ceux-ci devraient être facilement enlevés et remplacés. Cela minimise la contamination, augmente la sortie du connecteur et optimise la durée de vie du film de polissage.
6. Mouvement de polissage - Un élément clé d'un système de polissage de haute qualité est le mouvement de la surface qui effectue le polissage. Si l'action de polissage n'est pas équilibrée uniformément de tous les côtés, les performances du connecteur en souffriront et les coûts augmenteront en raison du matériau rejeté et de l'usure excessivement rapide des films de polissage. Pour obtenir des résultats cohérents de haute qualité, la machine doit fournir un mouvement de polissage orbital, une oscillation circulaire.
7. La machine peut-elle polir les angles - Bien que les nouvelles techniques de polissage, telles que MPC (contact physique maximum), permettent aux connecteurs finis pour PC d'obtenir des résultats APC (contact physique incliné), la nécessité d'effectuer un polissage d'angle est indispensable. Le polissage des angles (généralement poli à 8 °) est nécessaire lorsque des lectures de contre-rotation de <–65 db="" sont="">
Une polisseuse doit offrir la possibilité de polir les connecteurs plats, avec une finition PC ou APC. Différentes machines ne doivent pas être achetées pour différents types de vernis. Un polisseur de qualité aura la capacité d'effectuer tous les types de polissage.
8. Une «recette» pour respecter les normes - Les normes pour les connecteurs actuels sont strictes. Il est important que le fabricant de la machine fournisse, avec un bon manuel d'utilisation, illustré de préférence, des «recettes» de polissage spécifiques pour obtenir les spécifications du connecteur (décrites dans la section ci-dessous). Vous devez également disposer de lignes de communication ouvertes avec le fabricant. vous tenir au courant de cette technologie en développement.
CRITÈRES D'ACCEPTATION D'EXTRÉMITÉ POLI POUR DES CONNECTEURS DE FIBRE OPTIQUE
Dans le domaine des communications, des normes élevées sont nécessaires pour la transmission téléphonique et des normes encore plus strictes pour la transmission CATV - le mouvement apparent aux normes plus élevées étant influencé par la logique d'utilisation des lignes téléphoniques pour la télévision par câble. Les connecteurs monomodes sont utilisés pour assurer des résultats optimaux - et ces résultats optimaux sont fonction de la qualité des surfaces d'extrémité des connecteurs polis - Il s'agit plus précisément des caractéristiques de performance mesurables.
qui sont contrôlés dans le polissage du connecteur. Les caractéristiques qu'une machine à polir doit fournir sont:
1. Réflexion
2. Perte d'insertion
3. Décalage d'apex
4. Rayon de courbure
5. Déformation de la fibre / saillie
6. Inspection de l'extrémité du connecteur
1. BACKREFLECTION
La réflexion arrière est la lumière réfléchie à travers la fibre vers la source, qui transmet l'onde lumineuse. La réflexion de la lumière se produit au point de contact de deux connecteurs lorsqu'ils sont couplés. Un niveau élevé de rétro-réflexion entraînera des problèmes de transmission pour les systèmes qui dépendent de la vitesse et de la clarté d'un système à fibre, car les débits de données élevés souhaités peuvent rencontrer des erreurs de bits si le signal est déformé. La norme actuelle de l'industrie pour les réflexions arrière est <>
Les connecteurs sont communément appelés PC, SPC, UPC et APC. Ces termes décrivent les extrémités des connecteurs et concernent également la désignation de la réflexion arrière:
• PC (contact physique)
Description de la face arrière sphérique en contact Réflexion arrière Valeur = –35db
• CPS (contact physique super)
Description de la face arrière sphérique en contact Réflexion arrière Valeur = –45db
• UPC (contact physique ultra)
Description de la face arrière sphérique en contact Réflexion arrière Valeur = <>
• APC (contact physique incliné)
Description de l'extrémité sphérique angulaire en contact. L'angle de choix est de 8 °. Cet angle dévie la réflexion arrière à <>
Un fabricant de câbles polis peut voir l’une ou l’autre de ces valeurs spécifiée, y compris le commun «in-betweener» de <-50db, mais="" le="" besoin="" croissant="" est="" upc=""><-55db), fortement="" influencé="" par="" les="" besoins="" de="" transmission="">
2. PERTE D'INSERTION
La perte d'insertion est la quantité de puissance optique perdue à l'interface de deux connecteurs. De mauvaises lectures de perte d'insertion sont généralement le résultat d'un défaut d'alignement de la fibre, d'une séparation entre les connexions (également appelé «entrefer») et / ou de la qualité de la finition à l'extrémité du connecteur.
La perte d'insertion dépend du matériel de polissage et de la technique utilisée pour effectuer le polissage. Une machine qui produit une géométrie d'extrémité médiocre générera presque toujours des niveaux de perte inacceptables. La norme actuellement indiquée pour la perte d'insertion est <0,5 db,="" mais="" le="" niveau="" généralement="" attendu="" est="" devenu=""><0,3> Outre les caractéristiques de performance ci-dessus, il existe une géométrie de produit spécifiée, afin de garantir la fiabilité et les performances continues du connecteur dans des conditions défavorables telles que les vibrations et les cycles de température. Ces caractéristiques dépendent du niveau de contrôle élevé fourni par une polisseuse mécanique.
3. OFFSET APEX
Le terme Apex définit le point le plus élevé de la surface sphérique à l'extrémité du connecteur. Apex Offset est la distance mesurée entre le centre de la fibre et le point haut réel d'un connecteur poli.
Bien que Apex Offset décrit une condition physique de la fibre polie plutôt qu'un paramètre de performance, il est considéré comme un critère d'acceptation en soi. Un décalage Apex excessif contribue à une perte d'insertion élevée et à des lectures de réflexion arrière élevées.
4. RAYON DE COURBURE
Le rayon de courbure est la mesure de la condition sphérique d'extrémité d'un connecteur. Le rayon généré sur une extrémité de connecteur affecte les performances du connecteur. Il est donc spécifié: il doit être tel que, lorsqu'il est couplé à un autre connecteur, l'essentiel de la compression générée est appliqué au matériau entourant la fibre (également appelé virole). absorption). En général, les viroles utilisées sont pré-arrondies. Le rayon est maintenu pendant le polissage en appliquant une pression entre le connecteur et une surface de polissage élastique, en appliquant un poids ou en appliquant une compression dimensionnelle (il est de plus en plus rare, mais la formation d’une virole à extrémité plate dans une extrémité PC se fait toujours par même technique de base pour appliquer une pression sur une surface élastique). Plus la surface de polissage élastique est dure, plus le rayon du connecteur résultant (plus plat) sera grand. Inversement, plus la surface de polissage est douce, plus le rayon du connecteur est petit. Un rayon approprié, associé à une sous-coupe de la fibre, permet une compression correcte de la fibre au connecteur. La spécification de l'industrie pour le rayon de courbure est 10-25mm. Cette plage permet une performance maximale du connecteur.
5. SOUS-COUP DE FIBRE / PROTRUSION
Lorsqu'une fibre est encastrée dans une ferrule de connecteur, le terme utilisé est «Fibre Undercut». Lorsqu'une fibre dépasse de la ferrule, elle est appelée «Fibre Protrusion». La mesure de cette caractéristique est effectuée à l'aide d'un interféromètre. Un interféromètre affiche le décalage des lignes d'interférence passant sur la fibre.
La plupart des séquences de polissage commencent par des matériaux agressifs, tels que le carbure de silicium pour enlever les films de rodage époxy et diamant pour le polissage initial et intermédiaire, qui éliminent à la même vitesse la virole et la fibre. Lors de la dernière étape de polissage, cependant, un matériau moins agressif, généralement du dioxyde de silicium, est utilisé car il n’attaque que la fibre. Si un film agressif est utilisé pour l'étape de polissage final, il en résultera une sous-coupe excessive.
L'excès excessif de fibres est généralement spécifié comme étant supérieur à 50 nm. Le dégagement de fibre est une condition qui affecte à la fois la réflexion arrière et la perte d'insertion. Lorsque les connecteurs sont accouplés, le matériau de la virole entourant la fibre se comprime, ce qui permet de manière optimale que les fibres présentant une contre-dépouille / une saillie acceptable soient en contact. Fibres qui ne font pas contact intime
avoir un entrefer. Un entrefer produira des mesures inacceptables de réflexion arrière et de perte d'insertion.
Fibre Protrusion a également une limite: une saillie de 50 nm est acceptable. Le dégraissage et la protrusion résultent du processus de polissage. Si une saillie excessive est présente, des éclats de fibres et / ou des fissures peuvent se produire pendant le processus de raccordement du connecteur.
6. INSPECTION DU CONNECTEUR
Pour la mesure des critères de performance, réflexion arrière et perte d'insertion, il existe des compteurs disponibles qui sont généralement connus des polisseurs. Les critères géométriques, décalage de l'apex, rayon de courbure et dégagement de fibre sont confirmés à l'aide d'un interféromètre.
L'inspection visuelle jouera toujours un rôle important dans l'évaluation de la surface polie (voir le diagramme ci-dessous), mais l'interféromètre, de plus en plus utilisé, est nécessaire pour confirmer la géométrie. Les interféromètres sont disponibles à partir d’un certain nombre de sources, allant de celles fournissant un moniteur à partir duquel l’utilisateur détermine l’acceptabilité du produit, aux programmes assistés par ordinateur qui fournissent une lecture imprimée qui inclut toutes les caractéristiques de performance et géométriques du connecteur.
TECHNIQUES DE POLISSAGE
Le processus appliqué - la technique - est essentiel au bon polissage. Il permet de respecter les différentes
Caractéristiques.
Les premiers connecteurs étaient tous fabriqués avec des extrémités plates, spécifiées comme étant proches (la tolérance linéaire sur le SMA, par exemple, étant de 8 microns), mais évitant trop spécifiquement le contact réel. Au fur et à mesure de l'évolution du polissage, le concept de contact physique (Physical Contact) a été mis au point (extrémités sphériques, les fibres établissant un véritable contact physique). La finition du PC a nettement amélioré les performances, car la suppression de l'entrefer a permis une transmission accrue des ondes lumineuses.
Les premiers connecteurs PC, qui précèdent le développement des férules pré-arrondies désormais communes, ont nécessité la formation sphérique de leurs extrémités plates dans le cadre du processus de polissage. Ces techniques de polissage traditionnelles, pour les connecteurs PC monomodes, impliquaient un processus en quatre étapes: élimination de l'époxy, formation de la virole, polissage préliminaire et polissage final. Ces étapes utilisaient des matériaux agressifs pour les étapes d'élimination d'époxy et de formation de viroles, généralement réalisées à l'aide d'un film de polissage au diamant. Maintenant, cependant, presque tous les connecteurs sont «pré-arrondis» et le processus de polissage devrait éviter toute perturbation excessive de la surface sphérique - le genre de chose qu'un processus mécanisé peut faire (et un processus manuel mal). En conséquence, la réduction du temps de cycle et la modification des gradations de film pour s’adapter aux configurations de connecteur actuelles ont redynamisé les techniques de polissage traditionnelles. Aujourd'hui, le processus traditionnel en quatre étapes est nettement amélioré (élimination de l'époxy, débutant, brillant, intermédiaire et final).
Vous trouverez ci-dessous une liste de techniques de polissage pour le polissage monomode et multimode.
COMMENTAIRES TECHNIQUES DE POLISSAGE SUPPLÉMENTAIRES
Des techniques de polissage plus récentes indiquent que les étapes d'enlèvement agressif d'époxy et de formation de ferrules qui étaient auparavant populaires devraient être minimisées au cours du processus de polissage, ce qui augmenterait la confiance dans le rayon préformé. Cela peut être accompli en utilisant des qualités plus fines de carbure de silicium pour l'élimination de l'époxy et en remplaçant, voire en éliminant l'étape de formation de la virole. Les techniques les plus courantes utilisent un processus en trois étapes; élimination de l'époxy, polissage des viroles et des fibres. Cette technique offre des niveaux de sortie plus élevés tout en maintenant les normes de performances actuelles et entraîne un coût inférieur par connecteur.
Le polissage à la machine est le seul moyen pratique disponible pour répondre aux demandes d'augmentation des performances et de la production. Dans la mesure où le polissage manuel peut être efficace, il exige des performances d'un personnel hautement qualifié (pour une tâche répétitive et monotone) et, à mesure que les spécifications deviennent plus difficiles - CPS, UPC, APC - le polissage manuel devient déraisonnable (voire impossible ) tâche. Comme dans les autres domaines "high tech", la capacité des machines à effectuer des tâches répétitives d'ultra précision est la solution.
Comme décrit ci-dessus, une machine à polir doit avoir de bonnes instructions et une "recette" pour produire des connecteurs polis qui répondent à toutes les spécifications. Cependant, un certain nombre de variables affectent le processus, sur lequel l'industrie continue à apprendre et à se développer. Il est important que la machine sélectionnée puisse intégrer de nouveaux développements, que le fabricant vous en informe et qu'il soit disponible pour toute assistance ou conseil.
CONSEILS DE POLISSAGE ET CONSIDÉRATIONS RELATIVES AU PROCESSUS
Dans certains cas, l'utilisateur de la machine se rendra compte de certains facteurs impliquant des variables autres que le polisseur lui-même. Voici quelques éléments qui sont souvent négligés.
1. Films de polissage
2. époxy
3. Propreté
4. lubrification
1. Films de polissage - Les films sont le facteur le plus important dans vos opérations de polissage. La qualité et les gradations varient d'un fournisseur à l'autre. Lorsqu'une technique de polissage est développée, le type de film, la marque et la taille des particules doivent être choisis avec soin. Des films excessivement agressifs peuvent détruire une fibre de 125 µm et le rayon sphérique peut être perturbé de manière irréparable. Le coût initial du film de polissage est également d’une importance cruciale pour le coût réel, car il est lié à la durée de vie du cycle fournie par les films; il peut varier considérablement selon les fabricants.
Conseil: nettoyez chaque morceau de film de polissage avant et après chaque utilisation. Propreté (discuté
ci-dessous) augmentera la durée de vie du film et réduira le coût par connecteur.
2. Époxy - différents types d'époxy peuvent être éliminés plus facilement avec des grades spécifiques de films de polissage en carbure de silicium. Les films à utiliser à cette étape dépendent du type d'époxy et de la taille du cordon d'époxy monté sur l'extrémité du connecteur. Différents époxydes ont différents niveaux de dureté - certains sont collants et d'autres sont fermes - les époxydes durs sont facilement éliminés avec des films à grosses particules (20 um, 30 um, etc.), tandis que les époxydes plus doux conviennent mieux à des films plus petits, soit 9 um, 5 um, etc.
Conseil: le cordon de résine époxy qui reste sur le connecteur avant le polissage doit être minimisé (taille d'une tête d'épingle). Cela prolongera la vie de tous les films de polissage. Essayez également différentes nuances de carbure de silicium jusqu'à ce que vous trouviez le film de retrait époxy qui convient le mieux à vos besoins.
3. Propreté - Un environnement exempt de contamination est essentiel lorsqu'un polissage optimal du connecteur est souhaité. Cinq éléments sont nécessaires pour minimiser la contamination:
1. Eau déminéralisée / filtrée
2. Alcool Isopropylique
3. Tissus non pelucheux
4. Tampons non pelucheux
5. Air en conserve
Eau déminéralisée / filtrée - Une eau propre est nécessaire pour empêcher les particules étrangères de détruire le vernis. L'eau du robinet et les autres sources d'eau contiennent des particules (saleté) pouvant atteindre 15 microns. Les débris de cette taille détruiront un connecteur poli. L'eau déminéralisée ou filtrée éliminera cette possibilité.
Alcool isopropylique - L’alcool doit être utilisé pour nettoyer les films de polissage, les connecteurs et la zone environnante (à l’intérieur du dispositif de polissage automatique) avant et après chaque étape de polissage. Cela éliminera pratiquement toutes les particules ou débris de
transfert à la prochaine étape de polissage.
Tissus non pelucheux - Les tissus seront utilisés pour appliquer l'alcool sur les films, les connecteurs et la machine. Les tissus seront également utilisés pour sécher l'extrémité du connecteur avant l'étape de test et d'inspection du processus de polissage.
Tampons non pelucheux - Nettoyez toujours les compteurs de référence et les coupleurs imbibés d'alcool. Les instruments de mesure et les dispositifs de couplage sont les équipements les plus négligés lors de la création d’un environnement exempt de toute contamination. Le nettoyage des équipements de test devrait devenir une habitude. L'utilisation répétée de ces instruments entraînera une accumulation de débris. S'ils sont correctement entretenus, des résultats corrects peuvent être obtenus en toute confiance, sans parler des problèmes de résolution des problèmes de performances médiocres.
Air comprimé - Ceci est très utile pour éliminer les débris des coupleurs de connecteurs. Il peut également être utilisé comme agent de nettoyage général pour éliminer la poussière des connecteurs, des films ou du poste de travail.
Conseil: vérifiez périodiquement l'extrémité du câble de référence pour détecter d'éventuels défauts. La connexion et la déconnexion entraîneront une accumulation de débris sur une période donnée. Nettoyez l'extrémité avec de l'alcool à l'aide d'un chiffon non pelucheux. De plus, à un moment donné, la référence devra être repolie. Après plusieurs polissages, le câble de référence devra être remplacé.
4. Lubrification - L’utilisation convenable d’eau déminéralisée, d’eau filtrée et de suspensions peut améliorer les performances du connecteur. Les meilleures solutions ont de très petites tailles de particules allant de 20 à 60 nm. La taille des particules de la solution doit être au moins égale à la moitié de celle du film de polissage final. Les solutions sont utilisées pour réduire les pertes de retour jusqu'à 5 dB. Attention aux solutions colloïdales. Ils ont tendance à sécher rapidement et peuvent détruire un vernis s'il n'est pas retiré rapidement de l'extrémité du connecteur. Aussi, placez la solution est une zone sèche à la température ambiante. Solutions de protection contre les températures froides. De nombreuses solutions perdent leur capacité à améliorer les performances à mesure qu'elles deviennent plus solides (denses).
Conseil: diluez la solution. Toute plage de 2 à 5 parties d’eau filtrée / désionisée pour une solution peut améliorer vos performances.
CONCLUSION
Les machines à polir mécaniques offrent aux fabricants de câbles à fibres et aux fabricants d’équipements d’origine un moyen économique de répondre aux exigences de production élevées tout en maintenant les niveaux de qualité exigés. L'utilisation de machines de polissage étant devenue une nécessité, il est important de faire preuve de jugement lors du choix de la machine. Il est raisonnable de demander aux fabricants d’obtenir des preuves objectives pour étayer leurs allégations de performances (l’existence d’un équipement de test automatique fournissant une copie imprimée des résultats de test le permet), de fournir des références et des échantillons de vos composants pour votre propre inspection. Ne négligez pas le fait qu'il s'agit toujours d'un domaine dynamique et en pleine croissance. Les connecteurs vont changer et les techniques de traitement vont s'améliorer. Il est important de disposer d'un équipement pouvant s'adapter facilement aux changements de configuration du connecteur et de la technique de polissage. Et il est également important que le fabricant de l'équipement soit conscient de ces développements et qu'il participe à ces développements, et qu'il communique efficacement avec les utilisateurs de leurs équipements. La haute performance et la fabrication économique représentent un défi pour nous tous dans l'industrie, et il semble évident que le défi est relevé efficacement. Cela indique un avenir prometteur pour les communications par fibres optiques, un avenir dans lequel une entreprise bien préparée peut prospérer.
