Spleißen von Multimodefasern mit dem Faserspleißgerät GGS2

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Spleißen von Multimodefasern mit dem Faserspleißgerät GGS2"

Irmela Brahms
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Labor Mikroptik Spleißen von Multimodefasern mit dem Faserspleißgerät GGS2 1. Aufbau des Spleißgerätes: Das GGS2 ist ein halbautomatisches Spleißgerät zur Verbindung von Ein- und Mehrmodenfasern. Die Fasern werden manuell ausgerichtet und in einem automatischen Prozeß mit einem Lichtbogen gespleißt. Zur Fixierung der zuverbindenden Fasern sind 2 Klemmen und entsprechende Aufnahmeplatten vorgesehen mit jeweils einer flachen und einer tiefen V-Nut, in denen die primär- bzw. sekundärbeschichteten Fasern gehalten werden. Beide Aufnahmeplatten lassen sich auf Verschiebetischen in axialer Richtung bewegen. Die rechte Platte ist mit 2 feingängigen Stellschrauben und einer Hebelübersetzung in 2 Richtungen senkrecht zur Faserachse spleissen.doc Seite 1 von 5 Stand:

2 verstellbar. Zur Kontrolle der Faserausrichtung ist ein Mikroskop mit 2 Objektiven eingebaut, welche die Faserstoßstelle aus 2 zueinander senkrechten Richtungen abbildet. 2. Spleißvorbereitung: 2.1 Faserpräperation: Die Faserendflächen müssen vor dem eigentlichen Spleißvorgang präpariert werden. Dazu entfernt man das Sekundär- und das Primärcoating. Das Sekundärcoating - falls vorhanden - kann mit einer speziellen Abisolierzange je nach Duchmesser des LWL mechanisch abgezogen werden. Das Primärcoating ist eine feine Kunststoffschicht, welche die Faser vor mechanischen Druck- und Zugspannungen schützen soll. Bei Weichcoating läßt sich die Schicht mit einer Nylonfaden- schleife leicht abziehen. Bei Hartcoating muß die Schicht zunächst mit einem organischen Lösungsmittel wie Dichlormethan (Methylenchlorid) quellen und kann danach abgezogen oder abgewischt werden. In allen Fällen ist eine gründliche Nachreinigung mit z.b. Isopropanol erforderlich. Für eine dämpfungsarme Verbindung der LWL müssen die Faserendflächen plan, von optischer Qualität und senkrecht zur Faserachse präpariert sein. Mit dem Faserbrechgerät CT 03 von Fujikura werden durch Ritzen und anschließendes Brechen der eingespannten Faser senkrechte und plane Endflächen hergestellt. Dazu wird die abisolierte Faser in die Führung eingelegt und mit einer Klappe festgehalten. Danach wird die magnetische Klemmung umgelegt und das Ritzrad betätigt. Nach dem Ritzen ist eine kleine Kerbe auf der Faser entstanden. Durch einen Hebel wird die Faser gekippt und bricht an der eingeritzten Stelle. Die vorgefertigten Faserenden werden nun in die entsprechenden V-Nuten der Faseraufnahmeplatten des Spleißgerätes eingelegt und mit äußeren Hebeln geklemmt. Dabei ist zu beachten, daß die Endflächen im Mikroskop sichtbar sind. 2.2 Ausrichten der Fasern: Im Mikroskop ist die Faserstoßstelle als Doppelbild sichtbar, wobei die Koppelstelle von LEDs beleuchtet wird. Die linke Faser ist rechts und die rechte Faser links sichtbar. Nach Betätigen der RESET-Taste werden die Verschiebetische auf eine Grundposition gefahren, danach können die Faserenden ausgerichtet werden. Die Fasern werden mit den XY-Positionierschrauben und den Verschiebetischschrauben so ausgerichtet, daß sie exakt fluchten und sich ihre Enden mit möglichst geringem Abstand zwischen den Elektoden gegenüberstehen. Die Faserenden sollten sich in der Mitte des Bildfeldes befinden, wo auch die Elektrodenspitzen sichtbar sind. Die radiale Ausrichtung muß sehr genau und feinfühlig vorgenommen werden, wobei die Faserränder sowie Lichtreflexe auf den Fasern als Bezugsmarkierungen dienen können. 3. Einstellen der Spleißparameter: spleissen.doc Seite 2 von 5 Stand:

3 3.1 Vorschmelzzeit: Der Vorschmelzprozeß reinigt und glättet die Faserenden. Er sollte möglichst kurz gewählt werden, damit die Faserenden nicht zu stark verrunden. Bei zu kurzer Vorschmelzzeit können dagegen, besonders bei schlechten oder verschmutzten Endflächen, Blasen innerhalb der Spleißstelle entstehen. 3.2 Verschmelzungsdauer und -temperatur: Die mit FUSION gewählte Verschmelzungsdauer ist abhängig von der mit INTENSITY eingestellten Verschmelzungstemperatur. Insbesondere beim Spleißen von Einmodenfasern sollte die Temperatur möglichst niedrig gehalten werden, um eine Zerstörung der Kerngeometrie durch Materialmischung und Diffusion zu verhindern. Andererseits ist eine gute Verschmelzung für eine ausreichende Spleißfestigkeit wesentlich. In den meisten Fällen werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn man die Temperatur möglichst niedrig und die Verschmelzungsdauer so lang wie nötig vorgibt. 3.3 Faservorschub: Mit dem Drehknopf FEED wird der Weg eingestellt, um den die Fasern über die Position nach dem Justieren ineinandergestaucht werden. Dieser Weg ist in hohem Maße abhängig von der Qualität der Faserendflächen, wobei vor allem Winkelfehler einen großen Einfluß haben können. Der Vorschub muß in Abhängigkeit von der Faserendflächenqualität, die im Mikroskop gut zu beurteilen ist, für jeden Spleiß neu gewählt werden. Alle anderen Spleißparameter können, wenn sie einmal für einen bestimmten Fasertyp optimiert sind, unverändert bleiben. Nur wenn man über ein sehr gutes und zuverlässiges Trenngerät verfügt, kann der Vorschub klein und konstant gehalten werden. 4. Automatischer Spleißablauf: Nach den genannten Vorbereitungen kann die START-Taste gedrückt werden. Die Beleuchtung der Koppelstelle erlischt, und die linke Faser wird ein kurzes Stück zurückgezogen. Beim Loslassen der START- Taste zündet der Lichtbogen. Nach Ablauf der Vorschmelzzeit werden die Fasern zusammengeführt, ineinandergestaucht und während der von diesem Moment an ablaufenden FUSION-Zeit verschmolzen. Durch das Mikroskop kann man den Spleißvogang beobachten. Der Faserkern leuchtet im Lichtbogen heller als das Mantelmaterial, so daß erkennbar ist, wieweit die Kerngeometrie durch den Spleißvorgang gestört wird. Am Ende des Spleißvorgangs schaltet der Lichtbogen ab und die Beleuchtung wieder ein. Der gesamte automatische Ablauf dauert normalerweise nicht länger als 5 Sekunden. Nun können die verbundenen Fasern aus der Klemmung genommen und ein eventueller Spleißschutz angebracht werden. 5. Bestimmung der Spleißdämpfung: Bevor die Faser zum Spleißen gebrochen wird, werden die Faserenden (Faseranfang und -ende) einer Faserspule präpariert Das präparierte Faserende wird in den Faseradapter für das Radiometer eingeführt, der präparierte Faseranfang wird in eine Faseraufnahmeplatte zur Lichteinkopplung gelegt. spleissen.doc Seite 3 von 5 Stand:

4 Die Lichteinkopplung erfolgt in einer speziellen Vorrichtung, die aus einem LED-Halter, einem Mikroskopobjektiv und einer Faseraufnahmeplatte besteht. Der LED-Halter ist mit dem Mikroskopobjektiv verbunden und kann, analog der Faseraufnahmeplatte, über 3 Mikrometerschrauben in der Höhe bzw. in der senkrechten Richtung und in der Richtung zur Faserachse verstellt werden. Der LED-Halter ist mit einer IR-Leuchtdiode bestückt, die bei einem Strom von 100 ma betrieben wird. Nach Justage der LED wird durch Verdrehen der Mikrometerschrauben die Lichteinkopplung in den LWL optimiert. Danach wird der Meßbereich des Radiometers auf db gesetzt und den Referenz-Offset so eingestellt, daß das Display 0 db anzeigt. Nun sind alle Vorbereitungen getroffen und die Faser kann gebrochen werden. Nach dem Spleiß, zeigt das Display die Spleißdämpfung in db an, vorausgesetzt die Einkoppelbedingungen sind während des Spleißvorgangs konstant geblieben. 6. Arbeitsprogramm 6.1 Aufgaben: 1. Bauen Sie einen Spleißdämpfungs-Meßplatz auf. Die Lichteinkopplung erfolgt über eine Roßberg- Verbiegung, die mit 2 Mikrometerschrauben so justiert werden kann, daß möglichst viel Lichtleistung in der Faser geführt wird. Verwenden Sie zunächst eine Gradientenindex-Multimodefaser 50/125 mit einer Infrarot-LED (950 nm). Präparieren Sie die Endflächen der Faser so wie in Kapitel Spleißvorbereitung spleissen.doc Seite 4 von 5 Stand:

5 beschrieben. Danach wird das eine Ende der Faser mit einem Mantelmodenabstreifer versehen und an den Radiometer-Meßkopf mittels eines Adapters montiert. Das andere Ende wird auf eine Roßberg-Verbiegung gespannt und nach der Anzeige des Radiometers bei der entsprechenden Wellenlänge optimiert. Führen Sie mit den gegebenen Parametern einen Spleiß mit Spleißdämpfungsmessung aus. 2. Präparieren Sie die Faser MF 25 II von SELund führen Sie mit den gegebenen Parametern analog Aufgabe 1 einen Spleiß ohne Spleißdämpfungsmessung aus. spleissen.doc Seite 5 von 5 Stand:

Ähnliche Dokumente

Labor Optische Messtechnik

Fachbereich MN Fachhochschule Darmstadt Studiengang Optotechnik und Bildverarbeitung Labor Optische Messtechnik Versuch: Michelson Interferometer durchgeführt am: 30. April 003 Gruppe: Tobias Crößmann,