Чем различаются формы торцов волокон, отполированных по стандартам PC, UPC и APC? Как это влияет на отраженный свет?
В области оптоволоконной связи и оптоволоконных датчиков (таких как датчики на основе волоконных решеток FBG) тип полировки (Polish Type / Polish Grade) оптоволоконного разъема напрямую определяет качество передачи оптического сигнала и силу обратного отражения.
Геометрия торца после полировки PC, UPC и APC принципиально различается, что также по-разному влияет на отраженный свет (т. е. возвратные потери Return Loss):
I. Различия в геометрии торца
-
PC (Physical Contact, Физический контакт)
- Форма торца: Микровыпуклая сферическая поверхность.
- Особенности конструкции: На торце наконечника (Ferrule) оптоволоконного разъема выполняется сферическая полировка микрометрового уровня. При стыковке двух торцов их микровыпуклости обеспечивают физический контакт сердцевин (Core) двух оптических волокон, тем самым устраняя воздушный зазор (Air Gap) между торцами.
-
UPC (Ultra Physical Contact, Ультра физический контакт)
- Форма торца: Также микровыпуклая сферическая поверхность, но процесс обработки более точный, чем у PC.
- Особенности конструкции: Благодаря более тонкой и высококачественной полировке, шероховатость поверхности торца UPC чрезвычайно мала, а контроль кривизны сферы и центровка вершины значительно более совершенны, что обеспечивает более плотный физический контакт.
-
APC (Angled Physical Contact, Скошенный физический контакт)
- Форма торца: При сохранении микросферической формы, торец имеет скос под углом 8° к перпендикулярной плоскости оси волокна.
- Особенности конструкции: Из-за наличия 8-градусного скоса, при стыковке двух APC-разъемов необходимо соблюдать направление, определяемое пазом (обычно выравнивается по ключу наконечника), для физического контакта.
II. Влияние на отраженный свет (возвратные потери)
Когда свет проходит через стык разъема, из-за небольших изменений показателя преломления и несовершенства торца часть света отражается обратно к источнику. Физическим показателем, характеризующим степень этого отражения, являются возвратные потери (Return Loss, обычно отрицательное значение, чем больше абсолютное значение, тем меньше света отражается к источнику и тем лучше характеристики):
| Тип полировки | Типичные возвратные потери (Return Loss) | Направление отраженного света и физический механизм |
|---|---|---|
| PC | \approx -35\text{ dB} до -40\text{ dB} | Определенная доля света все же прямо отражается обратно к источнику из-за небольших несовершенств торца. |
| UPC | \approx -50\text{ dB} до -55\text{ dB} | Превосходное качество поверхности снижает локальное рассеяние и отражение, значительно уменьшая количество отраженного к источнику света по сравнению с PC. |
| APC | \le -60\text{ dB} (обычно \le -65\text{ dB}) | 8-градусный скос изменяет путь распространения отраженного света. Даже если отражение происходит от торца, отраженный свет, согласно закону отражения, преломляется/отражается под определенным углом в оболочку (Cladding) волокна и рассеивается, не возвращаясь по исходному пути в сердцевину. Следовательно, количество света, отраженного к источнику, минимально. |
III. Нормы применения в оптоволоконных датчиках и высокоточных оптических системах
В прецизионных оптоволоконных сенсорных системах (например, системах мониторинга температуры, деформации, вибрации на основе волоконных решеток FBG) или в мощных оптоволоконных лазерах, обратное отражение света создает оптический шум, который может нарушить стабильность источника света (например, лазера с узкой линией) или даже повредить мощные лазерные устройства.
Поэтому в этих требовательных приложениях APC (обычно тип FC/APC) является предпочтительным и стандартным типом полировки.
Связанные продукты от Dacheng Yongsheng (OFSCN®):
Высокоточные оптоволоконные патч-корды и компоненты оптоволоконных датчиков от Dacheng Yongsheng производятся со строгим соблюдением прецизионных оптических стандартов полировки торца, по умолчанию оснащаются разъемами FC/APC с низким уровнем отражения, а также поддерживают заказные варианты других типов:
-
OFSCN® Standard Fiber Patch Cord: Состоит из высококачественных разъемов FC, ST, LC, SC (опционально PC или APC), одномодового волокна G.652D и оболочки из ПВХ, арамида. Разъем по умолчанию — FC/APC.
-
OFSCN® 120℃ Fiber Optic Connector и OFSCN® 200℃ Fiber Optic Connector: Термостойкие оптоволоконные разъемы, разработанные для суровых и высокотемпературных промышленных условий, поддерживают высокоточные процессы полировки торца, такие как FC/PC, FC/APC, ST/PC, ST/APC.
