作为最基本的光无源器件,光纤连接器的应用最为广泛,其种类也非常繁多,有FC、SC、ST、LC、MU、E2000等。
光纤连接器的基本原理是利用某种机械结构,使两个抛光的光纤端面精确对准并紧密接触。两根光纤之间的对接耦合,对径向错位非常敏感,因此要求固定光纤的陶瓷插芯外径具有非常高的圆度,内孔具有非常高的同心度,内孔径尺寸非常精确。为了保证两根光纤的紧密接触,要求陶瓷插芯端面研磨成球面而非平面,这样有助于其中心的光纤相互接触,另外光纤连接器对接时,借助弹簧施加一定压力,使陶瓷插芯的球端面发生轻微变形以保证两光纤端面的紧密接触,如图1所示。需要说明的是,光纤连接器就是靠这种紧密接触来避免菲涅尔反射,而不在端面镀增透膜。试想如果在端面镀增透膜,经多次插拔之后,膜层必然破坏脱落。
图1. 两光纤连接器之间的对接耦合情况
光纤连接器依端面形状分为PC(Physical Contact)和APC(Angled Physical Contact)两种,其中APC 连接器的端面一般研磨成8°倾角。对于PC型连接器,其端面三项值为端面曲率半径(10~25mm)、球面顶点偏心(<50um)、光纤内缩/突出量(+/-50nm);对APC型连接器,除PC型连接器的三项值外(端面曲率半径要求为5~15mm),对端面角度亦提出要求(+/-0.3°),制定这些要求的目的都是为了保证光纤的精确对接和紧密接触,并考虑长期可靠性。增加研磨压力和使用较软的研磨垫,会得到较小的球面曲率半径;提高研磨机的稳定性和使用较软的研磨垫,可以减小球面顶点偏心;降低研磨机转速和使用较小研磨颗粒,可以减小光纤内缩/突出量。