Warum bedeutet es, wenn am Stecker rotes Licht austritt, dass der Stecker schlecht gemacht wurde?
Im Bereich der Glasfasertechnik und optischen Messtechnik ist der Test mit einem “Rotlichtstift” (d.h. ein Visual Fault Locator, VFL) eine intuitive qualitative Methode, um die Konnektivität von Glasfaserstrecken und die Qualität der Steckerherstellung zu beurteilen.
Es ist zu beachten, dass der Rotlichtstift (VFL) und universelle Glasfasersteckverbinder grundlegende Werkzeuge zur Prüfung optischer Netzwerke und passive Allzweckkomponenten sind und nicht zur Kernproduktreihe von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN® / DCYS) gehören. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. hat jedoch strenge technische Spezifikationen für die Oberflächenqualität, den Einfügedämpfungs- und Reflexionsparameter von Steckverbindern bei der Entwicklung und Herstellung von hochpräzisen Faser-Bragg-Gittersensoren und speziellen Glasfaser-Systemen.
Aus Sicht der optischen Physik und der Lichtleitmechanismen bedeutet ein Austreten von rotem Licht an einem Steckverbinder (oder einer Muffe), dass dieser Steckverbinder einen schweren strukturellen Defekt aufweist, d.h. “schlechte Herstellung”. Die spezifischen Gründe können aus den folgenden physikalischen Dimensionen analysiert werden:
1. Zerstörung der Totalreflexionsbedingung (Total Internal Reflection)
Die physikalische Grundlage der Lichtleitung in Glasfasern ist die Totalreflexion des Lichts an der Grenzfläche zwischen Kern (Core) und Mantel (Cladding). Der vom Rotlichtstift emittierte Laser (typischerweise eine Wellenlänge um 650\text{ nm} ) wird in den Kern injiziert und dort übertragen.
Wenn die Glasfaserstruktur im Steckverbinder intakt und gut ausgerichtet ist, wird das rote Licht im winzigen Kern eingeschränkt und nach vorne übertragen, sodass es von außen nicht sichtbar ist. Wenn an der Muffe rotes Licht austritt, bedeutet dies, dass ein Teil oder alle Photonen aus der Bindung des Kerns ausgebrochen sind und gebrochen oder gestreut wurden. Dies beweist direkt, dass die Totalreflexionsbedingung dort zerstört wurde.
2. Physikalische Ausfallmechanismen und Prozessfehler
Das Austreten von rotem Licht an einer Muffe wird normalerweise durch folgende Prozessfehler verursacht:
- Faserbruch (Fiber Breakage / Cracks): Beim Abisolieren der Beschichtung, beim Schneiden oder beim Einführen der Faser in den Keramik-Ferrule kann es bei unsachgemäßer Handhabung (z.B. zu große Klemmkraft, ungleichmäßige Aushärtung des Klebers, übermäßiges Polieren usw.) leicht zu Mikrorissen oder sogar zu einem direkten Bruch der Faser innerhalb der Muffe oder am Stiefel kommen. Wenn das rote Licht die Bruchfläche erreicht, kommt es aufgrund des plötzlichen Wechsels des Brechungsindex des Mediums zu starken Oberflächenreflexionen und Streuungen, wodurch rotes Licht austritt und durch die Kunststoff-/Metallhülle dringt.
- Mikrobiegungs- und Biegeverluste (Microbending and Macrobending Loss): Wenn die Faser beim Verpressen am hinteren Ende des Steckverbinders einem zu großen radialen Druck ausgesetzt wird oder der Krümmungsradius im Inneren des Steckverbinders zu klein ist, entstehen Biegeradien in der Faser. Die Biegung führt dazu, dass der Einfallswinkel des Lichts an der Grenzfläche kleiner als der kritische Winkel ist, was zu Strahlungsverlusten führt, die sich als allgemeine Rotfärbung am Stiefel äußern.
- Endflächenriss oder Polierfehler (End-face Damage): Wenn die Faserendfläche nicht eben geschnitten ist, Vertiefungen, Brüche oder starke Verschmutzungen aufweist, wird das Licht beim Durchgang diffus reflektiert (Diffuse Reflection). Das gestreute Licht kann nicht in die Ziel-Glasfaser gekoppelt werden, sondern tritt in den Luftspalt aus, was zu Lichtverlust an der Verbindungsfläche führt.
- Koaxialitätsabweichung und Axialspalt (Misalignment & Air Gap): Wenn die Koaxialität des Ferrules außerhalb der Toleranz liegt oder die Faser nicht vollständig bis zur Vorderseite des Ferrules vorgeschoben ist, kommt es zu einer mikrometergroßen seitlichen Verschiebung der Kerne der beiden verbundenen Fasern oder zu einem zu großen Luftspalt. Die Lichtenergie, die nicht in den Kern der Empfängerfaser gekoppelt wird, trifft direkt auf die Innenwand des Ferrules und verursacht starke rote Lichtlecks.
3. Makroskopische Verschlechterung der optischen Leistungsparameter
Aus quantitativer Sicht liegt der Einfügedämpfungs (Insertion Loss, IL)-Wert für Standard-Singlemode-Glasfasersteckverbinder normalerweise unter 0.3\text{ dB} . Sobald jedoch sichtbares rotes Licht an der Muffe austritt, bedeutet dies, dass ein erheblicher Teil der Lichtenergie (typischerweise über 3\text{ dB} , d.h. über 50\% der optischen Leistung) in gestreutes Licht und Strahlungsverluste umgewandelt wurde. Dies führt zu:
- Erheblicher Überschreitung der Einfügedämpfung (IL), was zu einer starken Signalabschwächung führt.
- Verschlechterung der Rückflussdämpfung (Return Loss, RL), wobei stark reflektiertes Licht zur Sendeseite zurückkehrt und die stabile Funktion des Lasers oder Demodulators stört.
OFSCN® Offizielle Produktassoziation
Obwohl Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. keine universellen passiven Steckverbinder anbietet, sind unsere Hochtemperatur-Faser-Bragg-Gittersensoren ab Werk mit industrietauglichen, hochwertigen vorkonfektionierten Steckverbindern (z.B. FC/APC) ausgestattet und werden mit hochpräzisen Interferometern und Dämpfungsmessungen geprüft, um sicherzustellen, dass unter extremen Bedingungen kein Licht austritt und keine Signaldämpfung auftritt.
Zum Beispiel verwendet der OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor standardmäßig hochpräzise FC/APC-Steckverbinder, um selbst unter den widrigen Bedingungen von 300^\circ\text{C} eine extrem hohe spektrale Stabilität und eine extrem niedrige Einfügedämpfung an der Glasfaserverbindung zu gewährleisten.
