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© DIAMOND SA / 09-01 / 1 Leistung und Kompatibilität Ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Ferrulentechnologien.

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Präsentation zum Thema: "© DIAMOND SA / 09-01 / 1 Leistung und Kompatibilität Ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Ferrulentechnologien."—  Präsentation transkript:

1 © DIAMOND SA / / 1 Leistung und Kompatibilität Ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Ferrulentechnologien

2 © DIAMOND SA / / 2 Optische Schnittstelle Die am weitverbreitesten Verfahren für die Verbindung Lichtwellenleiter mit Lichtwellenleiter: lösbare Verbindungen (LWL-Stecker), quasi lösbare Verbindungen(z.B. mechanischer Spleiss), nicht lösbare, feste Verbindungen (z.B. Schmelz-Spleiss).

3 © DIAMOND SA / / 3 Optische Schnittstelle Intrinsische Verluste Unterschiede des LWL-Aufbaus (unvermeidbare Fehler). Unterschiedliche Kernradien Numerische Apertur NA Brechungsindex-Profil (Profilparameter) (Kern Umformungen) (Kern Exzentrizität) Different core diameter Different numerical aperture Different index profile

4 © DIAMOND SA / / 4 Optische Schnittstelle Extrinsische Verluste Ungenauigkeiten bei der Herstellung oder im Design Verluste an Stirnflächen: Reflexion Oberflächenqualität (Rauhigkeit) Schnittwinkel (nicht senkrechter Bruch) Verluste durch: radialen Versatz (Koaxialität) Verkippung (Winkelfehler) axialen Abstand Lateral offset Angular misalignment End distance End angle Reflection losses Surface quality

5 © DIAMOND SA / / 5 LWL-Stecker Typische Anforderungen In einer lösbaren optischen Verbindung gibt es mehrere kritische Bedingungen, technische sowie kommerzielle, zu betrachten. Die wichtigsten sind: niedrige Einfügedämpfung (IL) niedrige Rückflussdämpfung (RL) mechanische Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer hohe Packungsdichte hohe thermische Stabilität widerstandsfähiger und handlicher Aufbau marktgerechte Preise

6 © DIAMOND SA / / 6 LWL-Stecker Prinzip Hochpräzise Ferrulen Hochpräzise Führungshülsen Bronze oder andere Metalle sollten nicht eingesetzt werden, um Verunreinigungen der Stirnflächen zu vermeiden Ferrulen und Hülsen innerhalb den entsprechenden Toleranzen erlauben eine genaue Ausrichtung der Faserkerne

7 © DIAMOND SA / / 7 LWL-Stecker Die wichtigsten Parameter Der Hauptfaktor einer LWL-Verbindung ist die Exzentrizität. Die Verluste werden niedrig gehalten, nur wenn die Faserkerne optimal ausgerichtet sind! Schielwinkel (Tilt Angle) Insertion Loss Lichtübertragung wird von der Stirnflächengeometrie stark beeinflusst. Return Loss

8 © DIAMOND SA / / 8 LWL-Stecker Die wichtigsten Parameter Tilt angle distribution of centered plug according to DIAMOND factory specifications Core eccentricity distribution according to DIAMOND factory specifications (measured values from production)

9 © DIAMOND SA / / 9 LWL-Stecker Ferrulen Technologien DIAMOND Multi-Komponenten Ferrulen mit Neusilber Einsatz Aktive Kernausrichtung Führung der geometrischen Parameter Monoblock Ferrulen aus Zirconia Tuning Prozess abhängige geometrische Parameter

10 © DIAMOND SA / / 10 LWL-Stecker Normen CECC : 1998 AbmessungenWertEinheit ABMax. 32° Theoretisch: 30° BB0.0004mm Mit BB 0.4 mm wird die Lage der niedrigsten Dämpfung unerkennbar CB0.0015mm DB0.0005mm AB BBDB CB Active core aligned 0.4 m (0.5 m) no tuning ! Tuned connector 0.4 m 1.5 m tuning within 30° area !

11 © DIAMOND SA / / 11 LWL-Stecker Referenzstecker Ein Referenzstecker muss perfekt sein! Vollkommenheit heisst, dass alle Toleranzen, die in den Normen definiert sind, eingehalten werden. Der besten Wert für die Exzentrizität ist 0 m, da dies genau dem geometrischer Zentrum der Ferrule entspricht. Concentricity range using active aligned connectors against reference Concentricity range using tuned connectors against reference Ferrulendurchmesser (class 0) / mm Exzentrizität des Faserkernes im Bezug auf die Ferrulenachse mm Schielwinkel 0.2 ° Exzentrizität der sphärisch-polierten Ferrulenstirnfläche 30 m Visuelle Inspektion der Faser- endfläche mit 200x VergrösserungKeine Defekte auf der Kernoberfläche Max. Einfügedämpfung zwischen zwei Referenzsteckern 0.15 dB Visuelle InspektionJede 50 Steckzyklen

12 © DIAMOND SA / / 12 LWL-Stecker Stirnflächengeometrie POLIERRADIUS FASERSTELLUNG

13 © DIAMOND SA / / 13 LWL-Stecker Stirnflächengeometrie APEX OFFSET POLIERWINKEL

14 © DIAMOND SA / / 14 Epoxy glue E-Modules: ZrO 2: N/mm 2 Cu-Ni Alloy N/mm 2 Silica N/mm 2 Ferrule mit Neusilber-Einsatz ZrO 2 Cu-Ni Alloy Silica Epoxy glue ZrO 2 Silica ZrO2 Ferrule E-Modules: ZrO 2: N/mm 2 Silica N/mm 2 Eingesetzte Materialien und Eigenschaften

15 © DIAMOND SA / / 15 Ferrule mit Neusilber-Einsatz ZrO2 Ferrule 150 m 126 m 125 m 125 m ist der ideale Faserdurchmesser. Der Innendurchmesser des Loches wird im Bezug auf Faserdurchmesser ausgewählt, um das richtige Flächenverhältnis einzuhalten. 128 m vor dem Trocknen des Klebstoffes an die Faser angepasst Geometrie der Ferrulen

16 © DIAMOND SA / / m is calibrated without glue 150 m Faserstellung der DIAMOND Ferrule Der Druck an der Faserstirnfläche wird durch elastische Verformung des Klebstoffs absorbiert. Diese Verformung entsteht aus der Dicke des Klebstoffes. Je grösser die Schichtdicke, desto mehr kann der Klebstoff sich verformen. Der Bohrungsdurchmesser der Zirkonia-Neusilber Ferrulen ist an das Faserende angepasst. Die Dicke des Klebstoffs ist ziemlich gross im Verhältnis zur Abmessungen der Faser, so dass die Faser sich leicht verschieben kann, im Bezug auf den Druck des Gegensteckers. Die optische Eigenschaften werden, dank dieser Flexibilität konstant gehalten. Das niedrige Elastizitätsmodul des Glases und die hohe Anpassungsfähigkeit der Faserstellung erlauben einen breiten Toleranz- bereich, bezüglich der Höhe der Faser und des APEX.

17 © DIAMOND SA / / 17 Die effektive Kontaktfläche hat einen Durchmesser von etwa 300 m. Die Kontaktfläche ist senkrecht zur Faserachse. Wenn die Stirnflächen zusammengepresst werden, wird eine elastische Verformung der konvex-polierten Fläche erzeugt. Infolge seiner weicheren Material- eigenschaft, zeigt der Neusilber-Einsatz eine grössere elastische Verformung als die ZrO 2 -Ferrule. Neusilber-Zirkonia und monobloc Zirkonia-Ferrulen sind weltweit problemlos im Einsatz ! Geometrie zwei zusammengesetzter Ferrulen

18 © DIAMOND SA / / 18 Test Resultate IL-Messungen Reference Diamond / Test monobloc Insertion 1550 nm Average 0.1 dB STD 0.06 dBMax 0.28 dB80 measurements Reference monobloc / Test Diamond Insertion 1550 nm Average 0.08 dB STD 0.03 dBMax 0.18 dB80 measurements Max offset: = 0.6 m Estimated mean offset: = m Area of reference plug Area of measured plugs Max offset: = 1.75 m Estimated mean offset: = m Area of measured plugs Area of reference plug

19 © DIAMOND SA / / 19 Test Resultate Geometrie und Leistung Die gemessene Dämpfungswerte variieren im Bezug auf die Steckergeomtrie. Die vorher genannten Parameter, Exzentrizität und Schielwinkel, müssen unbedingt unter Kontrolle sein!

20 © DIAMOND SA / / 20 Test Resultate IL Vergleich Die Messung gegen Referenz ist die einzige reproduzierbare Prozedur, die als allgemein gültige Anforderung akzeptiert werden kann.

21 © DIAMOND SA / / 21 Test Resultate Zusammenfassung Area of Active Core Aligned 0.1 dB connectors Area for Active Core Aligned 0.5 dB connectors Area of Monobloc 0.1 dB connectors Area of Monobloc 0.5 dB connectors Measured monobloc sample plugs (various supplier) Geometrie und optische Leistung eines LWL- Steckers sind direkt von einander abhängig. Die Kompatibilität zwischen unterschiedlichen Steckertechnologien wird nur garantiert, wenn die Stecker alle normenentsprechende Toleranzen, bezüglich Geometrie und Oberflächenqualität, 100% aufweisen. KLEINER SCHIELWINKEL KLEINE EXZENTRIZITÄT KLEINE DÄMPFUNG


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