一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，光纖連接器通過研磨夾具進行獨立加壓方式進行分工序螺旋旋轉方式研磨：研磨夾具包括夾具大本體、若干個小本體組件和設置在夾具大本體上的蓋板，夾具大本體和蓋板之間設有若干彼此獨立平行的立柱孔，夾具大本體上均設有若干個小本體組件，小本體組件上設有導向的小本體立柱，小本體立柱頂部通過單向螺絲活動固定在立柱孔，單向螺絲設置在蓋板上，小本體立柱上嵌套有上下活動移動的施壓彈簧：分工序研磨采用漸進式研磨片把光纖連接器固定在研磨夾具進而使用不同的研磨機上進行研磨。本發(fā)明的研磨夾具具有光學性能優(yōu)異、信號傳輸損耗低、綜合性能良好和生產(chǎn)成本低廉的特點。
【專利說明】
一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及光纖連接器加工技術領域，具體是指一種用于制作零損耗光纖連接器 的研磨方法。
【背景技術】
[0002] 隨著大數(shù)據(jù)時代到來，數(shù)據(jù)傳輸量越來越大，對光纖互連質(zhì)量要求越來越高。光纖 互連性能直接影響網(wǎng)絡傳輸品質(zhì)。一個常見現(xiàn)象:運營商承諾用戶端帶寬10Mbps，然而實際 網(wǎng)速卻僅有5到6Mbps，這代表中間傳輸環(huán)節(jié)有大量的傳輸損耗。
[0003] 在光纖鋪設環(huán)節(jié)上，光纖互連的光功率損耗(power loss)會造成接收端的誤碼 (bit error)，從而增加了傳輸?shù)难舆t(latency)，拖累實際網(wǎng)速。從電信機房主干網(wǎng)到用戶 端，需要多級光纖連接器連接。以目前光纖連接器生產(chǎn)工藝，大部分接入損耗約在〇. 25到 0.5dB，即單次連接的光功率損耗即為5.6 %到10.9 %。經(jīng)過多次分支連接，傳輸光功率損耗 越來越大，造成誤碼、誤幀(frame error)現(xiàn)象愈趨嚴重，進而拉低傳輸速率，此為我國網(wǎng)路 帶寬和實際網(wǎng)速存在落差的最根本原因。
[0004] 國際電工委員會（IEC)對光纖連接器的光學性能定義三個級別：B級隨機互配 (random mating)接入損耗平均值彡0.12dB，最大值彡0.25dB;C級平均值彡0.25dB，最大值 彡0.5dB;D級平均值彡0.5dB，最大值彡ldB。隨著超高速網(wǎng)路逐漸興起，IEC正著手制定A級 標準。國內(nèi)大部分廠商生產(chǎn)的光纖連接器處于C到D級水平。國外僅有數(shù)家技術領先公司如： 瑞士Reichle&De-Massari、瑞士Diamond、日本住友等生產(chǎn)的光纖連接器可優(yōu)于B級水平，插 入損耗平均值約在0.07到0.1 dB，然而價格十分高昂，產(chǎn)量亦少。
[0005] 傳統(tǒng)的光纖連接器制造工藝存在光纖損傷風險、良率難控制以及生產(chǎn)效率低等問 題。且大部分光纖連接器插入損耗為0.25到0.5dB，很難有突破。特別在以下幾方面，傳統(tǒng)工 藝存在嚴重問題：
[0006] 1.傳統(tǒng)工藝在一些關鍵工序上仍以不合理的工具操作，人為因素決定了產(chǎn)品質(zhì) 量。例如:傳統(tǒng)工藝以米勒鉗剝除光纖外被，若光纖外被材料較硬，或光纜包覆力較緊，或處 于溫度較低的環(huán)境，采用米勒鉗便不易剝除表面外被，而強力剝除會造成光纖損傷。當光通 過表面損傷光纖時，光會穿透損傷表面，產(chǎn)生功率損耗。在其它工具使用上，傳統(tǒng)工藝也存 在損傷光纖的問題。
[0007] 2.光纖研磨(polishing)是光纖連接器生產(chǎn)的重要工序。傳統(tǒng)研磨工藝是以"8"形 狀的路徑研磨，每個連接器的研磨路徑是相互重疊的，研磨產(chǎn)生的粉末會相互影響。因此傳 統(tǒng)工藝制造的光纖連接器的3D性能（end-face geometry)較差，在角度(APC angle)、偏心 量(apex offset)和曲率半徑(radius of curvature)上，無法達到較好的一致性。另外在 光學端面的光潔度上，均有輕微的劃痕、刮傷及其它缺陷。這些都是影響光纖連接器光學性 能的重要因素，然而采用傳統(tǒng)研磨工藝無法徹底改善，造成光學性能的瓶頸，難以突破。
[0008] 3.光纖連接器之于寬帶網(wǎng)路，就像螺絲之于工業(yè)，看似平凡的零件，要批量做到頂 尖品質(zhì)，卻非常困難。傳統(tǒng)上，生產(chǎn)光纖連接器很難有效控制質(zhì)量，主因在于:光纖本身材質(zhì) 是玻璃，需精巧處理，而自動化生產(chǎn)光纖連接器經(jīng)數(shù)十年發(fā)展仍存在諸多限制，因此目前仍 須仰賴人工，避免不了人為因素造成的質(zhì)量問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，具有光學性能 優(yōu)異、信號傳輸損耗低、綜合性能良好和生產(chǎn)成本低廉的特點。
[0010] 本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：
[0011] 本發(fā)明公開了一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，所述光纖連接器通過 研磨夾具進行獨立加壓方式進行分工序研磨。
[0012] 所述研磨夾具包括夾具大本體、若干個小本體組件和設置在夾具大本體上的蓋 板，所述夾具大本體和所述蓋板之間設有若干彼此獨立平行的立柱孔，所述夾具大本體上 均設有若干個小本體組件，所述小本體組件上設有導向的小本體立柱，所述小本體立柱頂 部通過單向螺絲活動固定在所述立柱孔，所述單向螺絲設置在所述蓋板上，所述小本體立 柱上嵌套有上下活動移動的施壓彈簧;所述研磨夾具進行獨立加壓研磨的軌跡采用螺旋旋 轉方式進行研磨。通過設置彼此獨立的李主控和采用螺旋上升方式的軌跡進行研磨，不同 光纖連接器在研磨過程中不重疊，每個連接器研磨過程中產(chǎn)生的臟污和粉末不影響到相鄰 的光纖連接器，有效避免傳統(tǒng)研磨工藝是以"8"形狀的路徑研磨，每個光纖連接器的研磨路 徑是相互重疊的，研磨產(chǎn)生的粉末會相互影響的缺陷，有效提高了光纖連接器的性能。通過 采用平行設置的方式設置立柱孔，可以根據(jù)生產(chǎn)需要設置立柱孔的數(shù)量，滿足光纖連接器 加工的需要，提高生產(chǎn)效率。通過在立柱上設置施壓彈簧，從而實現(xiàn)光纖連接器在研磨的過 程中保持固定的壓力，保證了光纖連接器打磨后品質(zhì)的一致性。
[0013] 所述分工序研磨的過程中漸進式地采用在磨料粒度上從大顆粒到小顆粒的研磨 片把光纖連接器初產(chǎn)品固定在所述研磨夾具進而使用不同的研磨機上進行研磨得到最終 的光纖連接器產(chǎn)品。通過采用把研磨夾具固定在不同研磨機實現(xiàn)不同的研磨工序，每道研 磨工序配置專門的研磨機。與傳統(tǒng)的研磨工藝是每研磨完一道工序就需要更換一次研磨墊 相比，傳統(tǒng)的研磨工藝更換研磨墊時需要將底盤擦拭干凈防止底盤上的臟污造成研磨片的 不平，此種做法浪費時間，生產(chǎn)效率低。而本發(fā)明采用每道研磨工序對應專門研磨機的方 式，不但節(jié)省了更換研磨墊的時間，而且研磨墊與研磨機的底盤是連接裝配，保證了機臺的 平面度。
[0014] 進一步地，所述夾具本體與所述研磨機的導軌座之間設有墊片，所述墊片的厚度 根據(jù)研磨片的使用時間以及研磨機導軌座的高度進行調(diào)整。通過采用不同厚度的墊片可以 實現(xiàn)控制研磨壓力的目的。新使用的研磨片在輕壓力之下即可達到較好的研磨效果。但隨 著時間的推移，研磨片的研磨顆粒被磨損，需要加大研磨壓力才可達到研磨效果。通過分工 序對研磨墊片進行固定厚度的量化和標準化，可以實現(xiàn)研磨壓力的量化，相比常規(guī)的研磨 工藝部分采用固定壓力研磨，部分采用旋鈕調(diào)節(jié)壓力而言，傳統(tǒng)的兩種都不能實現(xiàn)研磨壓 力的量化式可調(diào)節(jié)，不能最有效率地利用研磨片壓力的控制精度和靈活度，與本發(fā)明的控 制方式存在較大的差距。
[0015] 進一步地，所述光纖連接器包括APC型和PC型，也可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要進一步拓 展其他的類型。
[0016] 進一步地，所述研磨夾具上設有定位孔，APC型光纖連接器使用的研磨夾具小本體 組件的定位孔采用8.15度傾斜;所述PC型光纖連接器使用的研磨夾具小本體組件的定位孔 采用0度垂直。8.15度傾斜是為了彌補連接器的研磨曲率造成的偏移，3D方面可獲得較好的 8度角，進而使得光學的回波損耗(return loss)得到提升。
[0017] 進一步地，所述APC型和PC型光纖連接器分工序研磨過程中各個工序磨料的粒度 依次為：30μηι、30μηι、15μηι、9μηι、lym、ADS，所述不同工序研磨的時間為30s。與傳統(tǒng)研磨工藝 的相比，傳統(tǒng)的研磨工藝磨料粒度包括15μπι、1μπι和ADS，本發(fā)明的研磨工序比傳統(tǒng)的研磨工 序多出三道。六道研磨的各工序研磨時間僅30秒，多道短時間工序的研磨工藝，可及時地清 除研磨產(chǎn)生的顆粒粉末，延長研磨片的使用時間以及提升研磨質(zhì)量，有效避免研磨的時間 長產(chǎn)生粉料多，難以清潔造成清潔不干凈不干凈使研磨片的損耗增大的弊端。
[0018] 進一步地，所述研磨夾具在進完成研磨后使用水洗研磨端面并用高壓氣槍清除臟 污。在實際中，水洗是采用溫度30°C的中度水溫清潔，只清潔研磨夾具前端凸出的插芯，避 免水污染到光纖連接器的其它部分。
[0019] 進一步地，所述的研磨夾具小本體組件設有可左右扳動的旋轉扳手。當扳手旋轉 至最左邊時，可以快速地插入連接器到夾具上。當扳手向右旋轉，螺絲旋進固定夾緊連接 器。研磨完成后，拆卸光纖連接器時，只需將扳手向左邊旋轉即可拆卸。采用帶旋轉扳手的 單向螺絲固定，光纖連接器拆卸方便，且可牢固地固定光纖連接器，避免在研磨時可能出現(xiàn) 的縮頭現(xiàn)象。
[0020]進一步地，所述研磨夾具采用高定位框的方式。所述定位框上設有凹形定位框鍵 槽，所述定位框鍵槽對應光纖連接器的光纖連接器卡點，防止連接器裝反以及角度偏轉，從 而保證3D的key值在0.05度范圍內(nèi)。
[0021] 本發(fā)明一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，具有如下的有益效果：
[0022] 第一、光學性能優(yōu)異，本發(fā)明研磨方法制備的光纖連接器在介入損耗和回波損耗 方面均符合國際IEC規(guī)范的性能要求，甚至諸如在隨機互配的接入損耗和回波損耗均高于 國際IEC規(guī)范的要求；
[0023] 第二、信號傳輸損耗低，本發(fā)明制備所得的光纖連接器其曲率半徑相比國際IEC規(guī) 范的分布范圍更小，產(chǎn)品一致性更優(yōu);光纖高度、偏心量和APC角度相比國際IEC規(guī)范更小， 有效降低信號傳輸?shù)膿p耗；
[0024] 第三、綜合性能良好，本發(fā)明所述光纖連接器進行機械性能、環(huán)境性能測試，測試 結果表明本發(fā)明所生產(chǎn)光纖連接器已通過美國貝爾實驗室Telcordia GR-326-C0RE測試；
[0025] 第四、生產(chǎn)成本低廉，在實際生產(chǎn)過程中，采用本發(fā)明研磨方法的生產(chǎn)直通率達到 100%，有效提高了物料利用率，降低了生產(chǎn)制造成本。
【附圖說明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術研磨軌跡示意圖（十六工位）。
[0027] 圖2為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的研磨軌跡示意圖（十六工 位)。
[0028] 圖3為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的研磨夾具立體組裝結構示 意圖。
[0029] 圖4為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的研磨夾具組裝正視圖。
[0030] 圖5為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的研磨夾具大本體。
[0031] 圖6為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的小本體結構圖。
[0032] 圖7為本發(fā)明用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法的光纖連接器插入小本體示 意圖。
[0033] 圖中的標記包括:1、夾具大本體，2、小本體立柱，3、施壓彈簧，4、單向螺絲，5、小本 體固定座，6、定位孔，7、旋轉扳手，8、蓋板，9、定位框，10、立柱孔，11、擋柱，12、光纖連接器， 13、光纖連接器卡點，14、定位框鍵槽，15、光纖連接器插芯、16、小本體組件。
【具體實施方式】
[0034] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合實施例及附圖 對本發(fā)明產(chǎn)品作進一步詳細的說明。
[0035] 實施例1
[0036] -種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，所述光纖連接器通過研磨夾具進行 獨立加壓方式進行分工序研磨：
[0037]如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，所述研磨夾具包括夾具大本體1、若干個小本體組 件16和設置在夾具大本體1上的蓋板8,所述夾具大本體1和所述蓋板8之間設有若干彼此獨 立平行的立柱孔10,所述夾具大本體上均設有若干個小本體組件16,所述小本體組件16上 設有導向的小本體立柱2,所述小本體立柱2頂部通過單向螺絲4活動固定在所述立柱孔10， 所述單向螺絲4設置在所述蓋板8上，所述小本體立柱2上嵌套有上下活動移動的施壓彈簧 3〇
[0038]如圖2所示，所述研磨夾具進行獨立加壓研磨的軌跡采用螺旋旋轉方式進行研磨。 [0039] 在本實施例中，所述光纖連接器為APC型。所述研磨夾具上設有定位孔6，APC型光 纖連接器使用的研磨夾具小本體組件16的定位孔6采用8.15度傾斜。所述分工序研磨漸進 式地采用在磨料粒度上從大顆粒到小顆粒的研磨片把所述光纖連接器固定在所述研磨夾 具進而使用不同的研磨機上進行研磨。具體為所述APC型光纖連接器分工序研磨過程中各 個工序磨料的粒度依次為：3(^111、3(^111、15以111、9以111、以111、403，所述不同工序研磨的時間為 30s。所述夾具本體1與所述研磨機導軌座之間設有墊片，所述墊片的厚度根據(jù)分工序研磨 的不同工序磨料粒度的降低逐漸減小。所述研磨夾具在完成研磨后使用水洗研磨端面并用 高壓氣槍清除臟污。所述的研磨夾具小本體組件16設有可左右扳動的旋轉扳手7。所述研磨 夾具采用高定位框9的方式。所述定位框9上設有凹形定位框鍵槽14,所述定位框鍵槽14對 應光纖連接器12的光纖連接器卡點13。
[0040] 實施例2
[0041] -種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，所述光纖連接器通過研磨夾具進行 獨立加壓方式進行分工序研磨：
[0042] 如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，所述研磨夾具包括夾具大本體1、若干個小本體組 件16和設置在夾具大本體1上的蓋板8,所述夾具大本體1和所述蓋板8之間設有若干彼此獨 立平行的立柱孔10,所述夾具大本體上均設有若干個小本體組件16,所述小本體組件16上 設有導向的小本體立柱2,所述小本體立柱2頂部通過單向螺絲4活動固定在所述立柱孔10， 所述單向螺絲4設置在所述蓋板8上，所述小本體立柱2上嵌套有上下活動移動的施壓彈簧 3〇
[0043] 如圖2所示，所述研磨夾具進行獨立加壓研磨的軌跡采用螺旋上升方式進行研磨。
[0044] 在本實施例中，所述光纖連接器為PC型。所述研磨夾具上設有定位孔6,所述PC型 光纖連接器使用的研磨夾具小本體組件16的定位孔6采用0度垂直。所述分工序研磨采用在 磨料粒度上從大顆粒到小顆粒的漸進式研磨片把所述光纖連接器固定在所述研磨夾具進 而使用不同的研磨機上進行研磨。所述夾具本體1與所述研磨機導軌座之間設有墊片，所述 墊片的厚度根據(jù)分工序研磨的不同工序磨料粒度的降低逐漸減小。所述研磨夾具在進完成 研磨后使用水洗研磨端面并用高壓氣槍清除臟污。所述的研磨夾具小本體組件16設有可左 右扳動的旋轉扳手7。所述研磨夾具采用高定位框9的方式。所述定位框9上設有凹形定位框 鍵槽14,所述定位框鍵槽14對應光纖連接器12的光纖連接器卡點13。
[0045] 與此同時，為了驗證本發(fā)明所述研磨方法后對光纖連接器性能提升的效果，采用 本發(fā)明研磨方法所得的光纖連接器進行光學性能、3D性能和測試和端面性能測試，并把具 體測試結果與國際IEC規(guī)范比對，具體測試結果如所示：
[0046] 表1光學性能測試結果
[0048] 從表1可以看到，本發(fā)明研磨方法制備的光纖連接器在插入損耗和回波損耗方面 均符合國際IEC規(guī)范的性能要求，甚至諸如在隨機互配的插入損耗和回波損耗均優(yōu)于國際 IEC規(guī)范的要求。
[0049] 如表2所示，本發(fā)明研磨方法制備所得的光纖連接器其曲率半徑、光纖高度、偏心 量和APC角度相比國際IEC規(guī)范更優(yōu)，有效降低信號傳輸?shù)膿p耗。
[0050] 表2 3D性能測試結果
[0052]端面性能測試采用400倍顯微鏡觀察端面的劃痕、麻點等外觀缺陷。從表3可以看 到，本發(fā)明研磨方法所制備的光纖連接器產(chǎn)品在端面性能上相比于國際IEC規(guī)范而言，其各 項指標遠遠優(yōu)于國際IEC規(guī)范的指標要求。
[0053]表3端面性能測試結果
[0055] 與此同時，本發(fā)明研磨方法制備所得的光纖連接器同時也進行了機械性能、環(huán)境 性能測試，測試結果表明本發(fā)明所生產(chǎn)光纖連接器已通過美國貝爾實驗室Telcordia GR-326-C0RE測試，而常規(guī)工藝無法通過。
[0056] 在實際生產(chǎn)過程中，采用本發(fā)明研磨方法的生產(chǎn)直通率達到100%，有效提高了物 料利用率，降低了生產(chǎn)制造成本。
[0057] 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制;凡 本行業(yè)的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上所述而順暢地實施本發(fā)明；但是，凡 熟悉本專業(yè)的技術人員在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，可利用以上所揭示的技術內(nèi)容而 作出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實施例；同時，凡依據(jù)本發(fā)明 的實質(zhì)技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的 技術方案的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述光纖連接器通過研 磨夾具進行獨立加壓方式進行分工序研磨： 所述研磨夾具包括夾具大本體、若干個小本體組件和設置在夾具大本體上的蓋板，所 述夾具大本體和所述蓋板之間設有若干彼此獨立平行的立柱孔，所述夾具大本體上均設有 若干個小本體組件，所述小本體組件上設有導向的小本體立柱，所述小本體立柱頂部通過 單向螺絲活動固定在所述立柱孔，所述單向螺絲設置在所述蓋板上，所述小本體立柱上嵌 套有上下活動移動的施壓彈簧； 所述研磨夾具進行獨立加壓研磨的軌跡采用螺旋旋轉方式進行研磨； 所述分工序研磨的過程中漸進式地采用在磨料粒度上從大顆粒到小顆粒的研磨片把 光纖連接器初產(chǎn)品固定在所述研磨夾具進而使用不同的研磨機上進行研磨得到最終的光 纖連接器產(chǎn)品。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述夾 具本體與所述研磨機的導軌座之間設有墊片，所述墊片的厚度根據(jù)研磨片的使用時間以及 研磨機導軌座的高度進行調(diào)整。3. 根據(jù)權利要求2所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述光 纖連接器包括APC型和PC型。4. 根據(jù)權利要求3所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述研 磨夾具上設有定位孔，APC型光纖連接器使用的研磨夾具小本體組件的定位孔采用8.15度 傾斜;所述PC型光纖連接器使用的研磨夾具小本體組件的定位孔采用O度垂直。5. 根據(jù)權利要求4所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于：所述 APC型和PC型光纖連接器分工序研磨過程中各個工序磨料的粒度依次為:30μπι、30μπι、15μπι、 9ym、lym、ADS，所述不同工序研磨的時間為30s。6. 根據(jù)權利要求5所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述研 磨夾具在進完成研磨后使用水洗研磨端面并用高壓氣槍清除臟污。7. 根據(jù)權利要求6所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述的 研磨夾具小本體組件設有可左右扳動的旋轉扳手。8. 根據(jù)權利要求7所述的用于制作零損耗光纖連接器的研磨方法，其特征在于:所述研 磨夾具采用高定位框的方式。所述定位框上設有凹形定位框鍵槽，所述定位框鍵槽對應光 纖連接器的光纖連接器卡點。
【文檔編號】B24B37/30GK105922123SQ201610270137
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】孫傳生
【申請人】新富生光電(深圳)有限公司