非接觸MPO光纖連接器簡(jiǎn)介(MNC?)

1.1 非接觸光纖連接器(MNC?)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代信息社會(huì)的基石。無(wú)止境的光纖連接需要大量的光纖連接器。

目前，單光纖連接器已不能滿足光纖連接密度的要求。需要高密度多光纖連接器。在高密度光纖連接器中，光纖的數(shù)量從8、12、24、48不等。在未來(lái)，它可以增加到144,576，甚至1024。

然而，目前高密度光纖連接器的工作原理存在很大的問(wèn)題，因?yàn)樗蕾囉诠饫w端面之間的物理接觸來(lái)傳輸光信號(hào)。例如，如果有48根光纖，每對(duì)光纖的端面必須相互接觸，這顯然是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的。

圖 1. 48通道非接觸MPO光纖連接器 (MNC?)

我們發(fā)明的非接觸式MPO光纖連接器，使其成為傳輸光纖端面之間無(wú)接觸光信號(hào)的理想選擇，完美地解決了這一重大技術(shù)問(wèn)題。圖1顯示了一個(gè)48通道非接觸式MPO光纖連接器。非接觸式MPO光纖連接器具有MNC?商標(biāo)。

MNC?光纖連接器基于MPO光纖連接器。MNC?的形狀因子與常規(guī)MPO相同，唯一的區(qū)別在于光纖端面。MNC?光纖連接器有兩個(gè)關(guān)鍵要素: A)一個(gè)是光纖端面的防反射涂層(如圖2),和B)所有光纖端面要比連接器塑料插芯表面略微凹陷 (見(jiàn)圖3)。防反射膜可以防止光的多次反射,光纖端面凹陷可以確保光纖的端面對(duì)接時(shí)不損壞。

1.2光纖連接器工作原理的比較

常規(guī)的MPO光纖連接器要求所有光纖端之間同時(shí)進(jìn)行物理接觸。一般情況下，由于拋光后并非所有的光纖端面都在平面上，所以當(dāng)MPO光纖連接器配對(duì)使用時(shí)，光纖端面之間自然會(huì)形成微小的間隙。光纖端面之間的灰塵和其他污染物也會(huì)造成空氣間隙。帶有間隙的常規(guī)MPO的示意圖如圖4(A)所示。

光在光纖/空氣界面有4%的反射。當(dāng)光纖端面之間存在間隙時(shí)，光在光纖兩端多次反射形成法布里-珀羅腔，如圖4(b)所示。圖4(c)為連接器插入損耗隨間隙變化的理論計(jì)算。插入損耗值隨間隙的變化而迅速振蕩是不可接受的，這嚴(yán)重影響了信號(hào)的穩(wěn)定性。因此，MPO光纖連接器必須保證光纖端面始終處于緊密的物理接觸狀態(tài)，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題。

圖 4 (a) MPO連接器對(duì)接示意圖	圖 5 (a) MNC?   連接器對(duì)接示意圖
圖 4 (b) 存在反射的MPO連接器	圖 5 (b) 不存在反射的MNC? 連接器
圖 4 (c) MPO插損隨著間隙變化迅速震蕩	圖 5 (c) MNC?   插損隨著間隙的變化幾乎不變

MPO光纖連接器必須消除自然存在的微小空氣間隙，以實(shí)現(xiàn)物理接觸。為確保沒(méi)有間隙,首先,所有的光纖端面需要顯著的凸出研磨的塑料插芯表面，然后一個(gè)由彈簧施加的大工作壓力需要應(yīng)用在MPO光纖連接器,所以光纖表面充分變形達(dá)到多根光纖同時(shí)物理接觸的效果。

實(shí)際工作環(huán)境中存在大量粉塵等污染物，會(huì)使光纖之間的物理接觸停止，使該光纖連接器的連接穩(wěn)定性較差。在接觸型MPO光纖連接器中，光纖的數(shù)目越多，光纖連接的穩(wěn)定性越差。

在接觸MPO光纖連接器上施加的工作壓力與光纖的數(shù)量成正比。光纖越多，工作壓力越大。48 通道MPO要求工作壓力過(guò)大。

因此，接觸式MPO光纖連接器的工作原理是一個(gè)大問(wèn)題。

與物理接觸MPO光纖連接器相比,我們的MNC?光纖連接器端面要低于塑料插芯表面,表面和光纖凹陷的深度控制約為0.6μm。凹陷的光纖端面可以確保連接器匹配時(shí)不受損壞。防反射鍍膜層沉積在所有光纖端面上,連接器匹配后,光纖端面之間產(chǎn)生一個(gè)1.2μm的空氣間隙, 如圖5(a)所示。

防反射膜可以防止光的多次反射，從而不會(huì)形成法布里-珀羅腔，如圖5(b)所示。

圖5(c)顯示了MNC?連接器插入損耗隨空氣間隙影響的理論計(jì)算。當(dāng)間隙增大時(shí)，插入損耗值穩(wěn)定，基本為零。例如，假設(shè)磨削不均勻產(chǎn)生的間隙為0.5微米，初始間隙為1.2微米，最終間隙為1.7微米。從圖5(c)可以看出，間隙由1.2微米變?yōu)?/span>1.7微米所造成的插入損失可以忽略不計(jì)。

因此，MNC?連接器的信號(hào)傳輸不受光纖端面之間不可避免的小間隙影響，是最理想的高密度光纖連接器。MNC?連接器可以在單模和多模光纖上工作。

由于光纖之間沒(méi)有物理接觸，只需要一個(gè)小的彈簧壓力。塑料套圈表面之間可形成接觸。我們?cè)?/span>24通道和48通道 MNC?光纖連接器中使用的彈簧是我們?cè)?/span>12通道 MNC?中使用的10N彈簧。MNC?連接器不需要突出的光纖端面，這大大簡(jiǎn)化了研磨過(guò)程。

1.3 MNC? 連接器測(cè)試結(jié)果

圖6(a)和圖6(b)顯示了插入損耗和返回?fù)p耗的測(cè)試結(jié)果。連接器是12通道單模MNC?光纖連接器。插入損耗比常規(guī)MPO略低(更好)，MNC?的返回?fù)p耗比常規(guī)MPO高約10 dB。這進(jìn)一步驗(yàn)證了MNC?的工作原理，當(dāng)光束在光纖端面之間的間隙中傳播時(shí)，插入損耗不會(huì)顯著增加。

圖7是MPO和MNC?連接器插入損耗可重復(fù)性的直接比較。4種MPO連接器(SM MPO、MM MPO、SM MNC?、MM MNC?)共配對(duì)100次，中間不進(jìn)行清洗，每5次配對(duì)后測(cè)量一次。

圖 7. MPO光纖連接器對(duì)接100次后的插損結(jié)果

對(duì)比多模 MNC?的測(cè)試結(jié)果(圖7(a)和圖7(b))，可以發(fā)現(xiàn)物理接觸多模 MPO的插入損耗測(cè)試結(jié)果是高度不穩(wěn)定的。而MNC?插入損耗測(cè)試結(jié)果非常穩(wěn)定。將單模MPO和MNC?的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果與圖7(c)和圖7(d)相同。

我們也可以發(fā)現(xiàn)，MNC?在重復(fù)性方面比傳統(tǒng)MPO具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。穩(wěn)定的光纖連接可靠性是我們的MNC?光纖連接器被客戶積極采用的最根本原因。

1.4 MNC? 光纖連接器卓越的優(yōu)勢(shì)

MNC?光纖連接器使用相同的組件，其工作原理具有創(chuàng)新性，因此是比常規(guī)MPO具有更可靠的高密度光纖連接器。它的許多優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于它更合理和簡(jiǎn)單的工作原理。

MNC?光纖連接器具有以下顯著的性能優(yōu)勢(shì):

·                低插損：平均0.06dB;

·                高回?fù)p：75dB (單模);

·                插損重復(fù)性：<0.01dB;

·                較長(zhǎng)的連接器使用壽命: >2,000 次 (是MPO的10倍);

·                互換性:保證任何一對(duì)連接器之間的連接;

·                對(duì)灰塵不敏感;

·                彈簧作用力?。?/span>48通道MNC?只需10N;

·                MNC?可以和MPO對(duì)接;

·                MNC不損壞待測(cè)器件;

·                成本略高于傳統(tǒng)MPO連接器.