“

OFSCN Global Teknik Merkezi OFSCN Teknik Bilgi Bankası
1

Lifin ortalanmamışsa ekleme sırasında ne gibi sorunlar ortaya çıkar?

2

Optik mühendisliğinde, fiberin çekirdeği fiziksel kesitinin geometrik merkezinden saptığında, bu fiziksel parametre sapmasına Çekirdek-Kaplama Eşmerkezlilik Hatası (Core-to-Cladding Concentricity Error) veya Çekirdek Eksantrikliği (Core Eccentricity) denir.

Tek modlu fiberlerde, çekirdek çapı genellikle yalnızca yaklaşık 9\ \mu\text{m} ve kaplama çapı 125\ \mu\text{m} olduğundan, eğer çekirdek tam merkezde değilse, Fiber Kaynağı (Fusion Splicing) sırasında aşağıdaki temel teknik sorunlar ortaya çıkar:

1. Kaynak Kaybının Önemli Ölçüde Artması (Splicing Loss Increase)

Bu, eksantrikliğin en doğrudan ve en ciddi fiziksel sonucudur.

  • Kaplama Hizalama Kaynak Makineleri İçin (Cladding-Alignment Splicer / V-Groove Alignment):
    Bu tür kaynak makineleri (genellikle düşük maliyetli kaynak, çoklu fiber şerit kaynakları veya saha hızlı sonlandırmalar için kullanılır), yalnızca V-yivleri gibi mekanik konumlandırma yapıları aracılığıyla fiberin dış kaplamasını hizalar. Fiberde eşmerkezlilik hatası varsa, kaplama çok hassas bir şekilde hizalansa bile, kaynaklanacak iki çekirdek arasında fiziksel bir Yanal Ofset (Lateral Offset) d olacaktır.
    Dalga optiği kuplaj teorisine göre, tek modlu fiberler çekirdek yanal ofsetine karşı son derece hassastır. Sadece 1\ \mu\text{m}'lik bir çekirdek ofseti, normalde 0.02\ \text{dB}'den az olan kaynak spesifikasyonlarının çok üzerinde, yaklaşık 0.2\ \text{dB}'den 0.5\ \text{dB}'ye kadar ek kaynak kaybına neden olabilir.

  • Kayıp Hesaplama Modeli:
    İki tek modlu fiberin mod alan çapı (MFD) \text{MFD} olduğunda kaynaklandığında, yanal ofset d’den kaynaklanan teorik kayıp (eğim ve boşluk hariç), şu şekilde yaklaştırılabilir:

    \text{Loss (dB)} \approx -10 \log_{10} \left( \exp \left( -\frac{d^2}{w^2} \right) \right) \approx 4.34 \left( \frac{d}{w} \right)^2

    Burada w, mod alan yarıçapıdır (w \approx \text{MFD}/2). Buradan da görülebileceği gibi, kayıp ofset mesafesi d’nin karesiyle doğru orantılıdır.

2. Çekirdek Hizalama Zorluğu, Kaynak Süresinin Uzaması ve Hatta Başarısızlık

  • Çekirdek Hizalama Kaynak Makineleri İçin (Core-Alignment Splicer):
    Üst düzey kaynak makineleri, çekirdeği doğrudan görüntülemek ve aktif üç boyutlu hizalama yapmak için profil hizalama sistemleri (PAS) veya odaklama yöntemleri kullanır. Fiberin eşmerkezlilik hatası büyükse, kaynak makinesi çekirdekleri hizalamak için motorları önemli ölçüde hareket ettirmelidir.
  • Fiziksel Deformasyon:
    Çekirdek hizalanmış olsa da kaplama merkezi hizalanmamış olduğundan, kaynak sırasında ek yerinde asimetrik bir basamak oluşacak veya fiber içinde büyük bir yanal makaslama gerilimi oluşacaktır.
  • Hizalama Hatası:
    Eksantriklik, kaynak makinesinin ince ayar motorlarının fiziksel limitlerinin veya hizalama algoritmasının tolerans aralığının dışına çıkarsa, kaynak makinesi hizalamayı tamamlayamaz ve “Çekirdek Hizalama Başarısız” (Core Alignment Failed) veya “Aşırı Eksantriklik” hata uyarıları verir.

3. Geri Dönüş Kaybının Kötüleşmesi (Return Loss Degradation)

Çekirdeğin kusurlu bir şekilde hizalanması, iletim ışığının süreksiz arayüzde Fresnel yansımasına neden olur. Eksantriklik çekirdeklerin ciddi şekilde ofset olmasına veya yerel erime deformasyonuna neden olduğunda, kayna makinesine geri yansıyan ışık gücü önemli ölçüde artar, bu da sistemin geri dönüş kaybını kötüleştirir (yani geri dönüş kaybının mutlak değerini küçültür). Bu, yüksek hızlı tutulumlu optik iletişim veya yüksek hassasiyetli fiber optik sensör sistemlerinde ciddi gürültü parazitine neden olabilir.

4. Mekanik Güvenilirlik ve Çekme Dayanımının Azalması

Kaynak makinesi çekirdekleri zorla hizalamaya çalıştığında ve kaplama ofset olduğunda, kaynak noktası eriyip soğuduktan sonra mikroskobik geometrik deformasyonlar korunur. Isıyla daralan koruyucu tüp takıldığında veya çekme testi uygulandığında, gerilim kaplama ofsetinin kenarlarında yoğunlaşır. Uzun süreli sıcaklık değişimi veya titreşimli ortamlarda, burada mikro çatlakların genişlemesi ve fiberin kırılması daha olasıdır.

OFSCN® (Dacheng Yongsheng) Yüksek Hassasiyetli Fiber Optik Çözümleri

Eşmerkezlilik sapmasından kaynaklanan kaynak kaybını ve sensör performansı düşüşünü önlemek için, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) tarafından sağlanan fiber optik ürünler, üretim sırasında çekirdek-kaplama eşmerkezliliğinin son derece sıkı bir şekilde kontrol edilmesini sağlayarak, çok düşük eksantriklik oranları ile mükemmel kaynak uyumluluğu ve ultra düşük kayıplar elde eder.

İlgili yüksek hassasiyetli fiber optik ürünler aşağıdadır: