光纤接头的手动抛光过程

为了制作一根光纤跳线，首先要在光纤两端组装接头，然后对露出接头的光纤进行切割和抛光，从而实现低损耗连接。抛光不当可能明显增加连接损耗，甚至造成光纤断裂。本文将介绍完整的抛光用品和抛光过程。

下表列出了光纤抛光用品清单；括号中为示例中用到的产品型号，而斜体表示不在Thorlabs销售的产品。

Thorlabs手动光纤抛光工具

第1步：光纤刻划

如图1所示拿住接头，使用刻划刀(S90R)从环氧树脂胶珠上方轻微地刻划光纤。确保刀刃与光纤垂直。刻划点到插芯的最佳距离等于光纤直径。

图1 刻划光纤

注意：光纤在刻划时不能断，否则光纤边缘可能出现锯齿且无法正确抛光。刀刃只需轻轻接触光纤即可产生一个刻痕，以此实现光滑均匀的切割。

第2步：刻划光纤的切割

轻轻捏住光纤末端，沿光纤轴朝接头相反的方向拉。光纤应从刻划处轻松裂开。如果光纤没有轻松裂开，可从对面重新刻划，然后使光纤从新的刻划点裂开。相比于单模光纤，多模光纤由于芯径更大需要稍大的力。

第3步：检查光纤

使用10倍放大镜(JEL10)检查光纤端面。对于完美的切割，光纤从胶珠上方突出的距离不能超过光纤直径。如果光纤切割面低于胶珠，光纤可能无法正确抛光。但这时仍可继续抛光步骤，因为插芯上方可能仍有足够长的光纤。抛光胶珠后才能确定光纤长度是否足够。

如果光纤从胶珠上方突出的长度超过了光纤直径，必须格外小心，以防光纤末端在前几个抛光步骤中碎裂。在抛光步骤完成之前，应避免接触突出的光纤。

第4步：用手抛光突出的光纤

如果光纤突出了环氧树脂胶珠，首先需用手抛光。如图2所示，从30 µm抛光膜(LF30D)上剪一块对折。捏住抛光膜并轻轻向接头施加压力。来回摩擦光纤，使之与环氧树脂胶珠齐平。所有接头都需完成此步骤。

图2  用手拿接头在30 µm抛光膜上抛光

第5步：准备抛光板

使用蘸有异丙醇的无绒布擦拭玻璃抛光板(CTG913)。对于PC接头(带预圆角)，玻璃板上需额外放置清洁的橡胶垫(NRS913A)，以此保持接头端面的圆角。没有圆角的SMA接头无需橡胶垫。使用压缩空气吹扫玻璃板和橡胶垫，以防杂质造成不平整的抛光。

第6步：清洁并组装抛光盘和接头

用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光盘(D50-FC)底面。使用压缩空气吹干抛光盘和接头。如图3所示，将接头插入抛光盘，然后向后拉接头，使光纤末端退到抛光盘内。这样能确保光纤末端首次接触抛光膜时不开裂。

图3  FC/PC接头插入抛光盘(D50-FC)

第7步：30 µm抛光(LF30D)

注意：这是整个抛光过程中最关键的一步！如果裸露的光纤末端在胶珠下方断裂，或者光纤碎裂，那么光纤末端很可能严重受损而无法挽救。由于损伤程度在完成抛光之前很难确定，因此受损光纤在完成抛光后应仔细检查，以确定能否使用。

将30 µm抛光膜(LF30D)放在橡胶垫上，然后轻轻放上抛光盘。缓缓将光纤/接头推向抛光膜，使光纤端面轻柔地接触抛光膜。不用向下施加压力，以8字形轨迹开始抛光。如果抛光膜上没有出现浅色的8字形痕迹(图4)，请将接头轻轻滑入抛光盘使之接触抛光膜。

图4 使用30 µm抛光膜抛光FC/PC接头

随着光纤和胶珠被抛光，逐渐增大接头和抛光膜之间的压力。当胶珠的抛光面积差不多达到80%时，可大幅增加向下的压力。

在学习抛光过程时，可不断使用10倍放大镜检查光纤端面是否正确抛光。每次检查后需用压缩空气清洁抛光膜和抛光盘/接头。图5展示了未抛光、部分抛光和完全抛光的FC/PC接头。

图5  未抛光、部分抛光和完全抛光的FC/PC接头

继续抛光直至完全去除插芯端面上的胶珠；此时胶珠边缘会开始碎裂。在合适的压力下，大约十次8字形抛光即可得到良好的光纤端面；具体次数取决于胶珠厚度和压力。

LF30D可重复抛光约8到10个接头。每个接头完成抛光后，使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光膜、抛光板和抛光盘。所有接头完成抛光后，清洁并从抛光板上取下抛光膜。

使用提示：为了延长抛光膜的使用寿命，可将不同粒度的抛光膜夹在纸巾之间存放，以避免交叉污染。比如，如果将30 µm抛光膜叠放在1 µm或最终抛光膜上，后者可能被损坏。

特别说明：对于陶瓷或氧化锆插芯，建议使用金刚石抛光膜。相比于氧化铝抛光材料，金刚石抛光膜不会造成底切(Under Cut)：光纤的抛光速度比插芯快，导致光纤凹入插芯。这样在对接两个接头时会形成气隙，使两个端面无法形成贴合的身体接触(PC的全称是Physical Contact)，也就是玻璃-玻璃界面。

第8步：6 µm抛光(LF6D)

使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光板、橡胶垫、抛光盘以及6 µm抛光膜(LF6D)的光亮面，然后用压缩空气吹干。将抛光膜光亮面朝下放在橡胶垫上，将清洁的插芯插入抛光盘，然后轻放在抛光膜上。如图6所示轻轻下压接头，以8字形轨迹开始抛光。使用200倍显微镜(FS201)检查端面。

图6  6 µm抛光

LF6D大约可重复抛光8个接头。每个接头完成抛光后，使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光膜、抛光板、橡胶垫和抛光盘。所有接头完成抛光后，清洁并从抛光板上取下抛光膜。

第9步：3 µm抛光(LF3D)

使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光板、橡胶垫、抛光盘以及3 µm抛光膜(LF3D)的光亮面，然后用压缩空气吹干。将抛光膜光亮面朝下放在橡胶垫上，将清洁的插芯插入抛光盘。在抛光膜上滴三到四滴蒸馏水，然后将抛光盘轻放在沾水的抛光膜上。

图7  3 µm抛光

如图7所示，轻轻下压接头，以8字形轨迹开始抛光，朝抛光膜干燥的一端移动。抛光一个接头大约需要画十五个8字形轨迹。使用光纤显微镜(FS201)检查端面：如果有环氧树脂残留，请清洁抛光膜并重复此步骤。

使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光膜。只要没有深划痕，LF3D抛光膜大约可重复抛光2到4个接头。建议LF3D抛光膜不要使用4次以上。

第10步：1 µm抛光(LF1D)

使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光板、橡胶垫、抛光盘以及1 µm抛光膜(LF1D)的光亮面，然后用压缩空气吹干。将抛光膜光亮面朝下放在橡胶垫上，将清洁的插芯插入抛光盘。在抛光膜上滴三到四滴蒸馏水，然后将抛光盘轻放在沾水的抛光膜上。

图8  1 µm抛光

如图8所示，轻轻下压接头，以8字形轨迹开始抛光，朝抛光膜干燥的一端移动。抛光一个接头大约需要画十五个8字形轨迹。使用光纤显微镜(FS201)检查端面：如果有环氧树脂残留，请清洁抛光膜并重复此步骤。

使用蘸有异丙醇的无绒布清洁抛光膜。只要没有深划痕，LF1D抛光膜大约可重复抛光2到4个接头。建议LF1D抛光膜不要使用4次以上。

第11步：最终抛光(LFCF2)

最终抛光是一个可选步骤。抛光膜(LFCF2)是透明的，因此需确认光亮面是朝下的。在抛光膜上滴三到四滴蒸馏水。将抛光盘和接头放在水面上，以8字形轨迹抛光两到三次。如图9所示，始终在未抛光且干净的区域进行抛光。最终抛光可实现更精细的抛光并降低光损耗。

图9  最终抛光

注意：如果最终抛光操作不当，光纤端面可能产生额外的划痕。如果发生这种情况，请重复3 μm和1 μm抛光步骤以去除这些划痕。

第12步：最终检查

完成抛光后取下接头并用异丙醇清洁插芯。使用FS201显微镜检查接头并确认以下事项：

• 接头端面没有残留环氧树脂

• 光纤端面和插芯端面齐平

• 包层上轻微、随机的划痕可接受，但光纤端面的大部分区域应无任何可见的划痕或缺陷。后面展示了放大400倍的良好和不良抛光端面。

• 多模纤芯可以有少量轻微的随机划痕。单模纤芯及其周围区域不应有可见划痕。

• 插芯端面允许存在轻微的随机划痕，但须满足以下条件：

• 光纤边缘的缺口不得延伸至纤芯。

• 光纤边缘的缺口不超过两个，而且这些缺口的长度与宽度之和不超过光纤周长的20%。

如果接头未能通过最终检查清单中与划痕相关的任何一项，请重复第9到10步。如果发现任何缺口，可以重复抛光步骤；光纤是否能用取决于缺口的深度。

下面展示了通过400倍显微镜观察的单模光纤端面。中心浅灰色小圆是纤芯，然后是深灰色的包层和浅色的插芯。图10是抛光良好的光纤端面；这是完成最终抛光后应有的外观。图11中有细微划痕，需要重复最终抛光步骤，直到实现良好抛光的端面；这是1 µm抛光后应有的外观。

图12出现了小麻点：因为过早进入最终抛光步骤，所以需要返回1 µm抛光步骤，在获得与图11相似的抛光效果后进行最终抛光。

图13出现了裂纹/缺口：因为手工粗抛光不当导致光纤表面下方产生一条裂纹。如果发现缺口或裂纹，请返回30 µm抛光步骤并重复整个过程。不断检查光纤，直至抛光深度达到裂纹下方。如果裂纹依然存在，光纤必须重新组装接头。

前面介绍了FC/PC陶瓷插芯的手动抛光过程。这个过程也适用于其它使用Ø2.5 mm陶瓷插芯的接头，包括ST、SC/PC、FC/APC或裸插芯，但是需要更换兼容的抛光盘。

带FC/PC不锈钢插芯的多模接头：不锈钢插芯可采用陶瓷插芯抛光过程，但是最终抛光步骤不同。不锈钢插芯不使用LFCF2最终抛光膜，而是使用氧化铝抛光膜(LF03P)。这适用于所有Ø2.5 mm不锈钢插芯。

所有SMA接头：抛光膜直接放在CTG913玻璃板上，不需要额外加橡胶垫，以此实现平整的抛光。建议使用高度规(10125HG)维持正确的插芯高度，并使用氧化铝抛光膜(LF5P、LF3P、LF1P)。另外，所有不锈钢插芯使用LF03P氧化铝最终抛光膜。