
電線とは異なり、光ファイバーは適切な光伝搬のために端面処理を必要とする。表面処理の最も一般的な方法は、劈開と研磨の2つである。ファイバの劈開は、125 ミクロンのような小さな直径のファイバに非常に効果的ですが、研磨は、200 ミクロンを超えるクラッド径を持つほとんどすべてのガラス系ファイバに不可欠です。さらに、すべてのファイバコネクタに研磨が必要です。プラスチック光ファイバー(POF)は、高温で特殊なブレードを使用して切断しても満足のいく結果が得られるため、このチュートリアルではガラスベースのファイバー研磨に焦点を当てて説明します。
ファイバー・ルール
ほとんどの光ファイバーの直径は80umから1000umで、直接研磨するには小さすぎる。ファイバーを保護するために、セラミック、金属、またはガラスのフェルールがしばしば使用される。最も一般的に使用されているファイバーコネクターは、セラミックまたは金属フェルールを採用しています。接着性を高めるために研磨後に光学コーティングが必要な場合は、ガラス・フェルールが好ましい。3つの材料の硬度には大きな違いがあるため、最適な結果を得るには適切な研磨設定が重要です。
主要研磨成分
レンズ研磨とは異なり、ファイバーフェルールの凸面は、フェルールを柔軟な研磨パッドに押し付けることで実現します。ドーム状の表面は、2つのシングルモードファイバーコア間の真の物理的接触に理想的です。コアの直径が小さい場合は、マルチモードファイバーでも物理的接触が可能です。ドームの曲率半径は、押し付け力、硬度、研磨パッドの厚さによって決まります。真の物理的接触には、ファイバーのわずかなアンダーカットも必要です。アンダーカットの量は、使用する琢磨フィルムのタイプ、加える力、琢磨スピードの結果である。想像できるように、安定した高品質の研磨は、よく設計され、精密に調整された琢磨機によってのみ達成されます。同様に重要なのは、作業者がプロセスに従う適切な手順と、使用する琢磨フィルムの種類です。
研磨フィルム
研磨フィルムの粒子材料は、アンダーカットの量を決定する重要な要因である。ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化アルミニウムが、今日使用されている最も一般的な3つの材料です。最適な結果を得るためには、1つの工程で異なるフィルム材料の混合が必要な場合もあります。その場合は、その工程で推奨されている方法に従うべきである。すべての琢磨フィルムには、脱イオン化冷却水を推奨します。
ロードフォース
これは、ファイバー研磨の前にオペレーターが設定する必要がある重要なパラメータの1つです。負荷力は、コネクタ/フェルールのタイプ、フェルールの数、およびフェルールの直径の選択に基づいて決定されます。よくある間違いの一つは、琢磨冶具に完全に負荷がかかっていないときに負荷力を調整しないことです。例えば、Princetel PF2500冶具に完全に荷重をかけると、12個のコネクターに対応します。コネクターが6個しか装填されていない場合は、荷重を半分に減らす必要があります。マニュアルの手順に従うことが非常に重要です。Princetelのすべての琢磨機には荷重調整機構が内蔵されています。例えば、ポータブルのFP180eは、フォース調整のためにマイクロメーターに依存しています。
スピード
ほとんどの琢磨機は、速度調整の柔軟性を提供していません。これは、ほとんどのユーザーがジルコニアのような1種類のフェルール材料しか扱う必要がないという事実によるところもあります。わずかな速度の変化は、コネクターの研磨結果に大きな影響を与えません。これが、手動でレバーを回すことができるPrincetel「ポータブル・ポリッシャー」の基本です。しかし、汎用性の高いポリッシャーは、フェルールや研磨フィルムの材質に応じて速度を変えられる機能が必要です。
研磨時間
研磨膜を必要以上に長持ちさせないことが重要です。研磨し過ぎると、フェルールの長さが理想的でなくなったり、研磨膜が不必要に摩耗したり、パーティクルが蓄積して研磨仕上げが劣化したりします。各段階で推奨される研磨時間が理想的でない場合は、適切に調整してください。
検査とテスト
ファイバーコネクターは、各研磨ステップの間に検査され、前のステップが完了していることを確認します。大きな倍率(60倍以上)の実体顕微鏡または単体顕微鏡が必要です。作業者の疲労を軽減するには、同軸照明、カメラ、モニター付きのモノラル顕微鏡(180倍以上)が理想的です。干渉計は、ドームの曲率半径と表面品質の検査と記録に有用です。しかし、この種の方法は、個々のコネクターを装置に挿入する必要があるため、生産には実用的ではありません。挿入損失試験は、DUTをマスターと嵌合させることで達成できます。リターンロスは、DUT を適格なコネクターと嵌合することで測定できます。ルースエンドをマンドレルで数回転巻くことを忘れないでください。
ハンド・ポリッシュ
よく設計されたファイバー研磨機のすべての利点を考慮すると、多くの非生産タイプの終端処理はまだ手作業で行われています。リターンロス性能ははるかに劣り、全体的な性能の一貫性もありません。優れた研磨機は高級オーディオ・システムのようなものです。手に入れるまで、何が足りないかわかりません。一度手に入れたら、もう元には戻れないでしょう。Princetelの FP180ハンドポリッシャーから始めるのがよいでしょう。当社は業界で初めてユニークなハンドクラック機能を提供しました。より安定した結果を得るために、付属の電動工具を使って研磨機を駆動させることができますが、これも業界初です。この研磨機は現場技術者向けに設計されていますが、ラボや生産現場での少量生産にも最適です。
結論
ファイバー研磨は科学であると同時に芸術でもあります。研磨の科学はよく設計された機械に結晶化され、研磨の芸術はプロセス手順と個々のユーザーによる改善のための継続的な努力に存在します。手順とトレーニングは研磨機と同じくらい価値があります。したがって、研磨機の購入者は、研磨会社のハードウェアとノウハウの両方を購入することになります。ですから、正しい機械を選ぶだけではなく、正しい会社を選んでください。
