Was ist die "Polierqualität" bei Glasfasersteckverbindern?

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PC、UPC、APC sind polierte Stirnflächenformenunterschiede? Welche Auswirkungen hat dies auf das reflektierte Licht?

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In den Bereichen Glasfaserkommunikation und Glasfaser-Sensorik (wie z. B. FBG-Faser-Sensoren) bestimmt die Schleifqualität (Polish Type / Polish Grade) des Glasfasersteckers direkt die Qualität der Lichtübertragung und die Stärke der Rückreflexion.

Die geometrische Form der geschliffenen Stirnflächen von PC, UPC und APC unterscheidet sich grundlegend, und ihre Auswirkung auf das reflektierte Licht (d. h. die Rückflussdämpfung, Return Loss) ist ebenfalls sehr unterschiedlich:

I. Unterschiedliche Stirnflächengeometrie

  1. PC (Physical Contact, physischer Kontakt)

    • Stirnflächenform: Eine leicht konvexe Kugelform.
    • Konstruktionsmerkmal: Die Stirnfläche des Steckverbinders (Ferrule) wird im Mikrometerbereich sphärisch poliert. Wenn die beiden Stirnflächen aufeinandertreffen, sorgt die leicht konvexe Kugelform dafür, dass die Kerne (Core) der beiden Glasfasern physischen Kontakt haben, wodurch der Luftspalt (Air Gap) zwischen den beiden Stirnflächen beseitigt wird.

  2. UPC (Ultra Physical Contact, ultra physischer Kontakt)

    • Stirnflächenform: Ebenfalls eine leicht konvexe Kugelform, jedoch mit einem präziseren Bearbeitungsverfahren als PC.
    • Konstruktionsmerkmal: Durch feineres, hochwertigeres Polieren und Schleifen weist die UPC-Stirnfläche eine extrem geringe Oberflächenrauheit auf, die Krümmungsgenauigkeit der Kugel und die Zentrierung des geometrischen Scheitelpunkts sind perfekter, was einen engeren physischen Kontakt ermöglicht.

  3. APC (Angled Physical Contact, angestellter physischer Kontakt)

    • Stirnflächenform: Während sie eine leicht kugelförmige Oberfläche aufweist, ist die Stirnfläche um 8° zum lotrechten Schnitt der Glasfaserachse geneigt.
    • Konstruktionsmerkmal: Aufgrund des 8-Grad-Winkels müssen beim Zusammenstecken von zwei APC-Steckverbindern diese gemäß der Richtung des festen Steckplatzes (normalerweise ausgerichtet durch die Schlüsselfläche des Steckers) physisch ineinander gesteckt werden.

II. Auswirkungen auf das reflektierte Licht (Rückflussdämpfung)

Wenn Licht die Kontaktfläche des Steckverbinders passiert, wird aufgrund kleiner Änderungen des Brechungsindex und der Unvollkommenheit der Stirnfläche ein Teil des Lichts zur Quelle zurückreflektiert. Die Kennzahl für dieses Reflexionsmaß ist die Rückflussdämpfung (Return Loss, üblicherweise ein negativer Wert, je größer der absolute Wert, desto weniger Licht wird zur Quelle zurückreflektiert, desto besser ist die Leistung):

Schleiftyp Typische Rückflussdämpfung (Return Loss) Richtung und physikalischer Mechanismus des reflektierten Lichts
PC \approx -35\text{ dB} bis -40\text{ dB} Aufgrund kleiner Unvollkommenheiten der Stirnfläche wird immer noch ein bestimmter Anteil des Lichts vorwärts gerichtet entlang des Glasfaserkerns zur Lichtquelle zurückreflektiert.
UPC \approx -50\text{ dB} bis -55\text{ dB} Die hervorragende Oberflächenqualität reduziert die lokale Streuung und Reflexion, wodurch das zur Quelle zurückkehrende Licht im Vergleich zu PC erheblich reduziert wird.
APC \le -60\text{ dB} (typischerweise \le -65\text{ dB}) Die 8°-Schräge verändert den Ausbreitungsweg des reflektierten Lichts. Selbst wenn eine Reflexion an der Stirnfläche auftritt, wird das reflektierte Licht gemäß dem Reflexionsgesetz mit einem bestimmten Winkel in den Mantel (Cladding) der Faser gebrochen/reflektiert und dort gedämpft, anstatt auf dem gleichen Weg zum Kern zurückzukehren. Daher ist das zur Lichtquelle zurückkehrende Licht extrem gering.

III. Anwendungsrichtlinien in der Glasfaser-Sensorik und hochpräzisen optischen Systemen

In präzisen Glasfaser-Sensorsystemen (wie z. B. Temperatur-, Dehnungs-, Vibrationsüberwachungssystemen auf Basis von Faser-Bragg-Gittern, FBG) oder Hochleistungs-Glasfaserlasern kann das rückwärts reflektierte Licht optisches Rauschen erzeugen, die Stabilität der Lichtquelle (wie z. B. Schmalbandlaser) stören oder sogar Hochleistungslaserbauteile beschädigen.

Daher ist in diesen anspruchsvollen Anwendungen APC (typischerweise vom Typ FC/APC) der bevorzugte und standardmäßige Schleifstandard.

Verbundene Produkte von Dacheng Yongsheng (OFSCN®):

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