光纤是一种柔性玻璃电缆，主要由二氧化硅制成，用于传输光信号。它由纤芯、包层和塑料护套组成（图 1）。光在纤芯中传输，包层阻止光从纤芯逸出。光纤
主要分为两种类型：单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径非常小（8 至 10 微米），只能传输一种模式的光（光束）。
多模光纤的纤芯直径大于 50 微米，可以传输多种模式的光。
由于单模光纤的带宽比多模光纤高，因此可以传输更多信息。
光纤接续类型
有两种：机械接续和熔接。机械接续是将光纤排列在支撑物上，然后用机械方式或胶水将其固定。
机械熔接主要用于多模光纤，但如果单模光纤的偏心率较低，也可以使用机械熔接，前提是其插入损耗高于熔接，而回波损耗低于熔接。
熔接是通过使用高压电弧或其他加热方式熔化光纤材料而形成的。熔接可用于任何类型的光纤：单模或多模光纤，并且具有更低的插入损耗和更高的回波损耗（减少反射）。
熔接：
简而言之，熔接是将两根光纤末端的材料熔化，从而连接起来的过程。熔接通常使用热源，由两个电极组成。当施加4000至5000伏的高压电源并控制电流时，两个电极之间会产生电弧。电弧产生的热量取决于高压电源在特定时刻提供的电流。
光纤熔接通常使用一种称为熔接机或熔接器的设备进行。该设备的主要功能包括光纤对接、对准、熔接和损耗估算（图 2）。最后，该设备还集成了一个加热器，用于安装熔接保护器。.
如何进行光纤熔接
：进行熔接前，必须先剥去光纤的绝缘层（去除主涂层），然后用浸有酒精（最好是乙醇，但也可以使用异丙醇）的无绒纸或纱布清洁光纤。最后，必须使用精密切割刀切割光纤，确保切割角度（相对于垂直方向）小于1°。将光纤放入机器中，注意不要污染光纤，然后只需按下按钮即可完成熔接，机器会自动执行熔接过程。熔接完成后，机器会评估熔接损耗，并可应用熔接保护器。光纤
对准是影响光纤熔接中光信号损耗的最主要因素；对准可分为三种类型：纵向（分离）、横向和角度。
光信号损耗取决于这些对准误差值以及被熔接光纤的特性，包括纤芯直径和数值孔径 (NA)。参见图 3。
光纤熔接时实现低损耗的最重要因素之一是切割角与垂直于轴线的角度；该角度在整个切割面上必须小于 1°。精密切割刀用于进行这些切割（图 4）。
熔接器的组成
熔接器由不同的系统组成，每个系统都有不同的功能，我们可以将其区分如下：
- 主屏蔽夹紧系统。 其目的是防止光纤移入或移出机器，并防止光纤在熔接过程中旋转。-
熔接点观察系统。 该系统可以显示熔接区域。它可以由显微镜（较旧或低成本的机器）、摄像机和反射镜组成，也可以由两台摄像机组成。后者速度最快，因为可以同时观察两个对准轴。-
对准系统。 其主要功能是对准光纤端面，使两根光纤的纤芯尽可能精确地重合。对准系统主要有两种类型：纤芯对准和包层对准。前者定位并对准光纤纤芯，后者定位并对准包层。
能够对准岩芯的机器使用 LID 或 PAS 等对准系统。.
光注入与检测 (LID) 系统的工作原理是：通过光纤弯曲，将光穿过屏蔽层注入其中一根光纤
，然后使用相同的注入方法从屏蔽层中提取光，检测传输到另一根光纤的光。该系统存在一些缺点：注入的光量取决于屏蔽层的不透明度和厚度，因此它不适用于某些光纤。此外，注入和提取的光量
通常非常弱，这会减慢对准过程。轮廓
对准系统 (PAS) 利用准直光源（平行光束）照射光纤时，通过一台或两台摄像机拍摄的图像来获取光纤纤芯轮廓，从而实现对准。它是应用最广泛的系统，因为它速度最快（9 秒即可完成熔接）且用途最广泛。
- 熔接系统。 该系统由电极和高压电源组成，其功能是实现光纤材料的正确熔接。-
加热系统。 其功能是加热 接头处的热缩管。-
控制系统。 该系统负责控制各个系统，以实现机器的自动化运行，并在最短的时间内以最高的质量完成熔接。
这些系统的精度和质量显著影响接头的结果和工作执行速度，这将转化为更高的盈利能力。（图 5）.
熔接机的类型
熔接机种类繁多，可分为两大类：现场熔接机和工厂熔接机。现场熔接机应用最为广泛，主要用于光纤电缆的安装；工厂熔接机则用于光电元件（放大器、补偿器等）制造或科研实验室中光纤的熔接（图 6）。
现场熔接机可熔接多模光纤（G651、EIA-492 或 ISO/IEC 793）和单模光纤（G652、G653、G654、G655、G656 和 G657）。
图 7. 用于带状光纤和单根光纤的现场熔接机。.
工厂熔接机也可用于熔接现场熔接机中使用的各种光纤以及包层直径大于 150 µm 的光纤。对于需要保持极性的光纤（例如熊猫型、蝴蝶结型等），则需要更复杂的工厂熔接机，因为这些光纤需要旋转以保持偏振。
光纤电缆的制造方式有两种：一种是将光纤捆扎成带状，另一种是将散装光纤插入管或护套中；因此，现场熔接机可以分为带状熔接机和单芯光纤熔接机（图 7）。
要连接带状光纤，需要一台能够同时熔接带状光纤中所有光纤（12 芯、10 芯、8 芯、4 芯等）的机器。而
由散装光纤组成的光缆则使用单芯光纤熔接机进行熔接。
单纤现场熔接机主要分为两大类，区别在于它们采用的光纤对准方式：纤芯对准熔接机和包层对准熔接机。纤芯
对准熔接机熔接质量最佳，因为光在光纤纤芯中传播，对准纤芯可以最大限度地减少熔接点的光信号损耗。因此，它们主要用于熔接单模光纤，但也可以熔接多模光纤。包层对准熔接机非常适合熔接多模光纤，但如果纤芯中心与包层中心对齐（偏心率低），也可以用于熔接单模光纤。
纤芯对准熔接机由两个V形槽（用于放置光纤）组成，并配备横向和纵向移动机构。由于纤芯对准熔接机配备更多电机和更高质量的摄像头及镜头，因此价格比包层对准熔接机更高
包层对准机具有V形槽，待连接的光纤放置在该槽内，从而实现光纤包层的对准。在光缆中使用多年的单模光纤的偏心率非常低。因此，包层对准机也可用于加工使用年限不超过15年的单模光纤光缆。
应该购买哪种熔接机？
为了选择最符合您所有需求的机器类型，您应该分析以下几个方面：
- 对准类型。 鉴于纤芯对准机比包层对准机具有更好的性能，我们必须考虑以下几点：对于损耗极低的单模光纤（电信领域），纤芯对准机是最佳选择；而对于损耗适中的单模光纤（FTTx、CATV、LAN 等）或多模光纤（LAN、工业控制等）的熔接，任何类型的熔接机均可使用。-
成本。 纤芯对准机比包层对准机更昂贵（² +35%）。-
环境条件。 建议从市场上不同的选项中选择能够承受使用环境的温度、湿度和海拔条件，以及能够抵抗运输过程中的振动、冲击、灰尘等的设备。室内作业的要求非常基本，但室外作业则需要更高的安全裕度。-
售后服务。 这些机器是高精度仪器，需要定期重新调整和快速维修，因此最好具备国家级的良好售后技术服务。
作者：
Pedro Notario，TELECOM-UNITRONICS 技术总监
