O princípio da emenda por fusão é que as duas extremidades da fibra nua (com os revestimentos removidos) são fundidas sob a influência do calor. Mais precisamente, as extremidades das fibras são inicialmente colocadas em contato próximo, com um pequeno espaço entre elas. Depois de aquecê-los por um curto período de tempo, de modo que as superfícies derretam, eles são empurrados juntos, de modo que as extremidades se fundam.

O aquecimento geralmente é realizado com uma descarga elétrica de alta voltagem, mas existem outros métodos: um fio de níquel-cromo aquecido eletricamente, um laser de CO2 ou uma chama de gás.

A tensão superficial ajuda a obter um bom alinhamento, se os núcleos das fibras estiverem nos eixos das fibras. Também é possível alinhar com precisão as fibras antes da emenda, de modo que os núcleos (mesmo quando ligeiramente descentrados) correspondam bem, mas há o risco de que a tensão superficial puxe as extremidades da fibra em direção a uma posição em que as áreas totais ( em vez dos núcleos) são correspondidos.

A emenda de fibras multimodo é pouco crítica. Aqui, perdas de transição substanciais são esperadas apenas quando os parâmetros da fibra não são bem combinados, por exemplo, se as áreas do núcleo forem bastante diferentes. Para fibras monomodo, o processo é mais crítico. Aqui, as condições ideais para emendas confiáveis ​​de baixa perda são:

• As fibras são fibras de sílica. Nem todos os outros materiais de vidro são adequados para emendas por fusão.

• Os parâmetros do splicer por fusão (em particular, a corrente elétrica e a duração do arco) são bem otimizados para o tipo de fibra em questão (material e diâmetro).

• As fibras têm diâmetros de revestimento iguais.

• O revestimento de fibra é totalmente removido, possivelmente usando um solvente.

• As pontas das fibras são bem preparadas, com cortes exatamente perpendiculares, sem irregularidades superficiais e sem poeira. Uma clivagem de fibra feita com cuidado (feita com algum dispositivo de clivagem de fibra) normalmente deve ser boa o suficiente. O polimento leva à mais alta qualidade de superfície e precisão angular, mas consome mais tempo.

• Os núcleos da fibra estão exatamente nos eixos da fibra e o alinhamento é preciso. (Muitas vezes é observado sob um microscópio.)

• As áreas de modo efetivo são as mesmas e não muito pequenas.

Sob condições ideais, as emendas de fusão exibem de forma bastante confiável perdas de transição muito baixas da ordem de 0,02 dB. Quase nenhuma luz será refletida na emenda. A localização da emenda dificilmente pode ser vista ao microscópio. No entanto, a resistência mecânica da emenda e seus arredores pode ser bem inferior à da fibra nua normal, se a superfície da fibra sofrer algum dano durante o manuseio; arranhões muito pequenos são suficientes para esse efeito. Observe que o revestimento protetor deve ser removido para a emenda e que esse processo de remoção acarreta o risco de danificar a superfície da fibra. Após a emenda, é comum aplicar um novo revestimento ou anexar algum outro material de proteção (por exemplo, um protetor termorretrátil ou um protetor mecânico de crimpagem) para obter uma robustez mecânica suficientemente alta.

Emendas de baixa perda também podem ser obtidas em condições não ideais, por exemplo, para fibras com diâmetros diferentes. Quando os núcleos de fibra não estiverem centralizados, pode ser necessário fazer o alinhamento enquanto monitora o fluxo de luz. Nesses casos, no entanto, o processo de emenda pode ser menos confiável e requer mais cuidado. Uma fração substancial das emendas pode ter que ser refeita até que um resultado satisfatório seja alcançado. Um splicer de fusão de alinhamento de núcleo de 6 motores poderia alcançá-lo. Após a emenda por fusão, geralmente se usa uma luva de proteção de emenda para proteger a região emendada. Observe que a fibra descascada é menos robusta e, portanto, geralmente precisa de alguma proteção extra. 

Características dos splicers de fusão:

Um aparelho adequado para emendas de fusão de alta qualidade geralmente terá os seguintes recursos:

• Braçadeiras de fibra cuidadosamente projetadas permitem a fixação precisa das extremidades da fibra. Pelo menos um grampo é precisamente ajustável com parafusos micrométricos.

• Para emendar fibras que mantêm a polarização, também é necessário girar uma das fibras em torno de seu eixo. O splicer de fusão Shinho S-12PM pode girar com 0,45,90 graus.

• Um microscópio permite a inspeção da qualidade e alinhamento das pontas das fibras. Freqüentemente, há um botão para alternar entre duas direções de visão ortogonais. Os núcleos de fibra também podem ser geralmente vistos. Usamos 2 microscópios com a máquina.

• Alguns splicers fazem o alinhamento automaticamente com base na imagem da câmera e/ou no monitoramento da taxa de transferência de energia óptica. Para este último, deve haver uma fonte de luz ligada a uma extremidade da fibra e um fotodetector na outra.

• Alguns dispositivos também podem medir a qualidade da emenda resultante.

• Enquanto alguns splicers de fusão são especializados para fibras de telecomunicações padrão, outros podem ser usados ​​para uma ampla gama de fibras, por exemplo, com diâmetros de revestimento menores ou maiores. Por exemplo, existem técnicas de fusão baseadas em eletrodos oscilantes que são adequadas para grandes fibras de revestimento.

• Alguns dispositivos simplesmente oferecem maior precisão, conforme necessário, por exemplo, para emendar fibras para multiplexação por divisão de espaço.

Testando Emendas de Fusão

Um primeiro teste de uma emenda é a inspeção com o microscópio do aparelho de emenda. Normalmente, dificilmente seria possível ver a emenda. No entanto, pode haver um problema, por exemplo, resultante de um deslocamento dos núcleos de fibra.

Quando a luz visível é lançada na fibra, muita luz difusa pode resultar em uma emenda defeituosa, que é fácil de reconhecer, embora isso não forneça uma medida quantitativa da qualidade da emenda.

Uma medição precisa de uma perda de emenda é útil, mas não é fácil. Isso começa com o desafio de lançar uma quantidade precisamente conhecida de potência óptica na fibra e continua medindo a potência de saída com uma precisão de 0,1 dB, por exemplo.

A reflectometria óptica no domínio do tempo (OTDR) é frequentemente usada para verificar cabos de fibra, incluindo emendas. Pelo menos falhas graves são facilmente reconhecidas e localizadas com essa técnica. No entanto, isso requer um aparelho OTDR caro.

Observe também que em lasers e amplificadores de fibra de alta potência, a potência da luz perdida nas emendas pode ser suficiente para queimar materiais, em particular revestimentos de fibra. Isso significa que as emendas de alta qualidade são essenciais não apenas para a eficiência energética, mas também para uma operação confiável.

O uso de emendas de fusão é comum para cabos de fibra externos; cabos longos são geralmente feitos por cabos de fibra de emenda por fusão, cada um com um comprimento de alguns quilômetros. Para cabos de transmissão internos, geralmente são usadas emendas mecânicas ou conectores de fibra, evitando o uso de emendas de fusão caras. A emenda por fusão também é usada em fábricas para fabricar dispositivos de fibra óptica estáveis, como lasers de fibra e amplificadores.

fornecedores

A Shinho Communication oferece 12 modelos diferentes de splicers de fusão. Veja detalhes em:

https://www.xhfiber.com/fiber-fusion-splicer_c1