光纖通信與光速測定實驗
三、實驗原理 
光纖通信架構簡介
光纜製作與連接
 
 製作
光纜的製作過程大略可分為以下四個步驟:纖維製造-->蕊線製造-->集中-->外皮。
製造纖維時,在各種光纖維中,以石英(二氧化矽)為主要材料,又為要控制折射率,加入磷、鍺等氧化物而做成的石英系纖維被採用得最為廣泛。石英系光纖維以化學氣相沉積法做成預型體之後再以加熱,用抽絲法製造出芯蕊。
將預型體加熱至攝氏2000度以上,軟化後拉長,可做成直徑約0.12mm的纖維。直徑2~3cm、長數十公尺的預型體,通常可製成數十公里的光纖維。纖維抽絲速度,每分約十到數十公尺。
在抽成絲後的纖維需用塑膠薄膜被覆加以保護。被覆材料採用矽、氨基甲酸乙脂、環氧等。二次被覆材料是使用尼龍、聚乙烯等。在一次被覆及二次被覆之間加入聚樹脂當緩衝層,外皮採用聚乙烯或PVC等。

光纖連接
光纖連接可分為2種。一種是永久性連接,光纖皆好後就不再分離。另一種是連接器連接,使用連接器來連接兩段光纖,在必要的時候還可以拆開來校正、保養。連接器連接多應用在連接站或檢光器等位置。
圖8 4種永久性光纖連接

永久性連接大致可分為4種(如圖8):

1. 放電熔接法
放電熔接法是利用高電壓放電,使石英熔解再加以接合。此種方法重點在於石英熔解接合時,兩端的石英接點必須要正面對應耦合以減少接點接合錯誤所造成的不良狀況。

2. 毛細管法
毛細管法是把要接合的兩條光纖,用一大小直徑比光纖大且剛好可以把光纖插入的中空管包緊,再加以接著劑黏合。此種方法最要注意的地方是中空透管的直徑大小必須比光纖大,讓光纖剛好能套進去。若太大的話則無法成功地使兩光纖耦合。

3. V型槽法
V型槽法是使用V型的凹槽盒來代替毛細管法的透管,把要接合的兩段光纖放入V型凹槽,用接著劑結合之後再壓合。

4. 三桿法
三桿法跟毛細管法類似,它是在加上透管之前先用三根桿子把兩段光纖夾緊,之後再加上透管並在透館外加熱使其緊縮加以固定。

連接器連結:
連接器連結一般使用在光纖連接站或轉接站等地,因為這些站地的設備跟線路可能要經常的維修或轉接,所以需要有能方便更換且耦合性高的連接器。使用連接器連結時,如何正確地使纖維中心固定在插頭中央部位將成為最重要的問題(如圖9)。若能正確地將纖維中心固定在插頭中央部位造成最佳的耦合狀態,連接器連結才會得到最大的效用。

圖9 連接器連結
 
 
 
 
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