1 引言
光纖耦合器是光纖通訊和光纖傳感器中基本的無源器件,光纖耦合器就是使在光纖傳輸中的光在耦合區發生耦合,并進行再分配的光纖器件。本文的光纖耦合器主要應用于光纖陀螺,光纖陀螺向
小型化發展,對光纖耦合器的尺寸要求越來越短,光纖陀螺的工作溫度在40~65℃,對光纖耦合器的工作溫度要求也比較高。
在光纖耦合器制作過程使用多種膠粘劑,用于將光纖耦合器封裝在U型石英槽內、熱縮套管兩端密封和不銹鋼管灌封,其中將光纖固定在U型石英槽的粘接工藝要求高,影響光纖耦合器的性能指標
,決定產品的高低溫特性。在光纖耦合器制作早期階段,一般采用UV膠(紫外固化膠),UV膠固化后硬度高、脆性大,產品高低溫特性差,產品壽命短。本文針對漢泰HT8230熱固化膠,主要介紹該膠基本
特性以及在光纖耦合器制作中應用工藝等,并列出產品的性能測試結果。
2 HT8230熱固化膠介紹
HT8230熱固化膠是煙臺漢泰化學研制的膠粘劑產品,適用于光通信器件的生產,廣泛用在光纖耦合器、光纖連接器的生產上。
HT8230膠是單組份熱固化的環氧膠粘劑,對多種溶劑和化學品具有優異的抵抗性,是一種理想的用于固定光纖、金屬、玻璃、陶瓷和多數塑料的粘接劑。
HT8230膠具有如下獨特性能:使用壽命長;易操作;皮膚過敏性低; 易滲入光纖柬中; 顏色為黑色。HT8230膠一般被推薦應用于薄膜或厚膜,需要應用于其它超厚斷面時,推薦在室溫或略高于室
溫時變成膠狀體,然后升高溫度完全固化。HT8230膠適用于涂刷、點滴、澆灌或者機械滴膠工藝上。
3 HT8230膠工藝方法及要求
3.1 清洗
首先是石英槽清洗,將石英槽用酒精在超聲波清洗器中清洗l0~l5分鐘,清洗完放入45 干燥箱中烘干或自然晾干,裝入干凈的塑料盒里,以后使用中用鑷子夾取清洗過石英槽,禁止用手直接接觸。
光纖在熔融拉錐前剝去涂覆層的時用酒精擦拭,清潔光纖表面。所使用的器具(鑷子、細柳木棒、玻璃片等)用酒精或丙酮清洗干凈,晾干待用。
3.2 HT8230膠回溫
HT8230膠需要在-40環境下保存,使用時需要先拿到23-28℃室溫環境下回溫1-2小時再使用。
3.3 定位
在光纖耦合器熔融拉錐完畢后即可進行封裝,先進行定位,將清洗好的石英槽開口端水平朝上居中的放在封裝架上,對準熔融拉錐好的光纖耦合區,封裝架依照設定參數帶動石英槽移動,將耦合區和裸光纖完全套住。HT8230膠封裝示意圖如圖所示。
3.4 點膠
用點膠針頭,從上往下斜插入石英槽開口處,在距裸光纖lmm的光纖區輕輕點膠,膠點到石英槽底部,完全封住光纖即可,如圖封裝截面圖所示,點膠寬度2mm左右,左右兩邊相同。
3.5 熱固化
點膠完畢后,進行熱固化,將石英槽放入90℃烘箱內,加熱1h,此時膠完全固化,固化后表面光滑。
3.6 后續工藝介紹
HT8230膠固化后,在石英槽外面套熱縮套管,并熱縮緊,在套管兩端點UV膠,紫外燈照5分鐘,主要作用密封保護耦合區和裸光纖與空氣隔絕。然后用硅橡膠將由熱縮套管保護的光纖耦合器灌封在不銹鋼管( 3mm)內,完成光纖耦合器產品。
4 性能測試
光纖耦合器的測試按Bellcore GR-1209.CORE環境與機械實驗標準執行,主要試驗項目有高溫高濕試驗、濕熱循環試驗、浸水試驗和沖擊振動試驗。
高溫高濕試驗將產品放置在溫度85 、濕度85%環境內保持7天;濕熱循環試驗環境條件是溫度在. 4O~75 間7天循環21次、濕度80%,這兩項試驗與HT8230膠固化后特性相關, 下面所列的產品主
要經過這兩項試驗,測試內容為分光比和附加損耗,測試結果見下表。
光纖耦合器的分光比誤差要求小于士3%,附加損耗要求小于O.2dB,從表二測試結果看,利用HT8230膠進行工藝封裝,符合光纖耦合器性能指標要求