張濟(jì)民+楊小光+李奔

【摘要】光纖切割質(zhì)量是決定光纖熔接損耗的重要指標(biāo)。本文應(yīng)用斷裂力學(xué)有關(guān)理論，對(duì)影響光纖切割質(zhì)量的因素進(jìn)行了分析，提出了提高光纖切割質(zhì)量的方法，并在實(shí)際工作中進(jìn)行了驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】切割質(zhì)量；端面角；熔接損耗；斷裂力學(xué)

Research and Analysis on Cut Quality of the Fiber

ZHANG Ji-minYANG Xiao-guangＬＩ Ben

(The 41st Research Institute of CETC National Key Lab of Electronic Measurement Technology, Qingdao Shandong 266000, China)

【Abstract】The cut quality of the fiber is the important index of splice loss.In this paper,the analysis of the influence factors of cut quality is presented by using fracture mechanics.The method for improving the cur quality is given and validated in real work.

【Key words】Cut Quality;Kerf angle;Splice Loss;Fracture Mechanics

0概述

近年來(lái)，光纖的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，從通信主干線路的光纜施工建設(shè)、光纖寬帶入戶(hù)以及光纖傳感器和光無(wú)源器件等等，光纖愈發(fā)凸顯其在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性。在光纖通信施工中，一般使用光纖切割器來(lái)制備光纖端面，用光纖熔接機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖永久性接續(xù)。同一熔接條件下，光纖切割器的設(shè)計(jì)制造精度越高，光纖端面的切割質(zhì)量越好，光纖的熔接損耗越小。因此，在光纖通信施工中，光纖切割質(zhì)量是至關(guān)重要的。本文主要討論影響光纖切割質(zhì)量的因素，提出改進(jìn)切割質(zhì)量的措施并進(jìn)行驗(yàn)證。

1光纖切割質(zhì)量的定義

光纖切割質(zhì)量是指光纖經(jīng)過(guò)專(zhuān)用工具切割制備后端面的表面質(zhì)量狀況，一般用端面角度來(lái)定量描述。光纖端面角是指切割后的光纖末端面與和光纖軸線垂直的面的夾角。若光纖端面角很小，光纖端面的平整性通常也會(huì)很好；若是端面角較大，毛刺和缺損就很容易出現(xiàn)，切割質(zhì)量就會(huì)較差，不能滿足光纖通信施工要求。

2光纖端面角對(duì)光纖熔接損耗的影響

光纖接續(xù)是光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)中工程量大、技術(shù)要求最復(fù)雜的重要工序，其質(zhì)量好壞直接影響光纖線路的傳輸質(zhì)量和可靠性。衡量接續(xù)質(zhì)量的最重要指標(biāo)是熔接損耗，它是指光纖接續(xù)點(diǎn)產(chǎn)生的功率損失，公式如下：

Ｌ＝１０ｌｏｇ■（1）

式中L為熔接損耗，Pi是輸入功率，Po是經(jīng)過(guò)接續(xù)點(diǎn)的輸出功率。

在同一條件下，光纖端面角直接決定著光纖熔接損耗的大小。兩者之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的公式如下：

Ｌ＝１．３×１０－２（ｎ２ｗ?準(zhǔn)／γ）2（2）

式中，L為熔接損耗，ｎ２為折射率，?準(zhǔn)為軸線彎曲角度，γ為傳輸波長(zhǎng)。當(dāng)光纖端面切割傾斜角達(dá)1°時(shí)，光纖熔接損耗的理論值達(dá)0.21dB。

3影響光纖端面角的因素

3.1與光纖端面角有關(guān)的理論

光纖是用石英玻璃拉制而成，光纖的切割及端面的形成，屬于脆性固體斷裂問(wèn)題。

在斷裂力學(xué)中，裂紋位移有三種基本類(lèi)型：張開(kāi)型（Ⅰ型）、滑開(kāi)型（Ⅱ型）和撕開(kāi)型（Ⅲ型），如圖1所示。在三種類(lèi)型中，張開(kāi)型與固體裂紋的擴(kuò)展關(guān)系最大，也是和光纖端面切割有直接關(guān)系。

圖1斷裂的三種基本類(lèi)型

根據(jù)格里菲斯的能量平衡理論可知，裂紋總是沿著機(jī)械能釋放率G的極大值方向擴(kuò)展。而在Ⅰ型裂紋中，裂紋自身所在平面即是G的極大值方向，因此Ⅰ型裂紋總是沿著自身所在平面擴(kuò)展，具有“方向的穩(wěn)定性”。研究表明，對(duì)于一個(gè)光導(dǎo)纖維即玻璃圓柱體而言，沿著與圓柱體軸垂直的方向在其表面人為地刻劃出橫向裂紋，再沿著軸向均勻地施加足夠大的純Ⅰ型張應(yīng)力，可以期望光纖在刻劃處斷裂從而得到一個(gè)良好、唯一和穩(wěn)定的斷裂端面。

3.2影響光纖端面角的因素分析

3.2.1刻劃裂紋的方向

從前述內(nèi)容看，在光纖玻璃圓柱體表面刻劃裂紋時(shí)要沿著與圓柱體軸線垂直的方向，但是實(shí)際當(dāng)中，由于機(jī)械零件的制造誤差和裝配誤差，不能達(dá)到絕對(duì)垂直，將會(huì)對(duì)端面角產(chǎn)生一定的影響。

圖2脆性固體斷裂事例

圖2中所示的是承受均勻拉應(yīng)力作用的脆性環(huán)氧樹(shù)脂平板中的裂紋擴(kuò)展路徑，箭頭所示為預(yù)先存在的裂縫SS'上的各個(gè)載荷分量。在裂紋剛剛開(kāi)始擴(kuò)展時(shí)，Ⅰ型載荷和Ⅱ型載荷是相當(dāng)?shù)模欢S著裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，Ⅰ型載荷就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ⅱ型載荷了。其中的剪應(yīng)力起到了一種“修正”的作用，使偏轉(zhuǎn)的裂紋回到與外加最大主拉伸應(yīng)力相垂直的一個(gè)穩(wěn)定平面上來(lái)。

圖中裂縫與外加拉應(yīng)力方向的夾角約為50°，而商用光纖切割刀的制造精密度很高，刀刃劃刻光纖的方向與光纖軸線的夾角極小，可以推理出：刻劃裂紋方向的偏差對(duì)光纖端面角的影響是比較小的。

3.2.2切割深度

合適的裂紋對(duì)于裂紋擴(kuò)展路徑是一個(gè)重要因素，在實(shí)際情況中，光纖切割深度如何影響端面角，這方面鮮有論文進(jìn)行論述。本項(xiàng)目組自制了一種調(diào)試工具，做了一些定性試驗(yàn)，以研究切割深度對(duì)光纖端面角的影響。

如圖3所示，刀高調(diào)試工具由百分表、底座、測(cè)量頭和固定螺釘組成。百分表的測(cè)量精度0.01mm，其他零件的若干關(guān)鍵尺寸偏差都控制在微米量級(jí)。使用時(shí)把底座放置在刀片兩側(cè)橡膠板上，測(cè)量頭下端的方形通槽與刀刃兩側(cè)面接觸，百分表用于測(cè)量刀刃圓與光纖截面在半徑方向的重合量，即光纖切深。

在若干臺(tái)光纖切割刀上用包層直徑125um的石英光纖做試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整刀刃高度，使百分表的指針從0開(kāi)始增加。在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)百分表示數(shù)小于0.03mm和大于0.08mm時(shí)，使用具備端面角度判斷功能的光纖熔接機(jī)進(jìn)行判斷，光纖端面角都大于1°。而當(dāng)百分表的示數(shù)在0.04mm和0.06mm之間時(shí)，端面角度判斷小于0.5°。由此可推斷出，若要獲得良好的光纖端面角，需要將光纖的切割深度控制在一定范圍內(nèi)。

圖3刀高調(diào)試工具

3.2.3切口角度

在實(shí)際情況中，由于機(jī)械零部件的各種尺寸誤差累積，很容易造成刀刃面與光纖軸線產(chǎn)生夾角。這種情況會(huì)對(duì)光纖端面角造成一定的影響。

圖4切口角度假想事例示意圖

如圖4所示，由于夾持光纖兩端的零件由于制造誤差導(dǎo)致光纖不再處于水平狀態(tài)，而是左右有一高度差h，使得這段光纖的跨中位置的假想端面（與光纖軸線垂直）與鉛垂面有一夾角β；刀刃面由于安裝刀片的零件的制造誤差，與鉛垂面有一夾角?棕。此時(shí)，刀刃在切割光纖時(shí)使得切口有一定角度的傾斜，而這一角度與端面角成互余關(guān)系。假設(shè)裂紋沿著自身所在平面擴(kuò)展，最后形成的端面角正好是β+?棕。

假設(shè)刀刃面在兩個(gè)相距l(xiāng)=0.008mm的鉛垂面之間且在最大傾斜位置，刀刃圓直徑D=20mm，光纖兩端水平距離Ｌ＝11.3mm，高度差h=0.018mm則可以得到：

α=β+?棕=arcsin■+arctan■=arcsin■+arctan■≈0.0114°

從上式知，端面角理論值已經(jīng)達(dá)到了0.1°。有試驗(yàn)證明隨著切口深度的增加，切口角度對(duì)裂紋擴(kuò)展方向的影響增加。所以可類(lèi)比推斷出由機(jī)械零件制造誤差造成的光纖端面傾斜是需要得到足夠的重視。

4提高光纖切割質(zhì)量的方法

4.1控制刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)

從切口角度方面可以看出來(lái)，刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)裂紋擴(kuò)展后形成的端面角有著一定的影響，而這在很大程度上是由機(jī)械零件加工精度和裝配精度造成的，所以應(yīng)采取一些措施，減小不良影響：

（1）提高光纖切割刀的關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零部件的尺寸精度，使刀刃運(yùn)動(dòng)方向與光纖軸線的夾角，以及刀刃面與光纖軸線的夾角保持在一定范圍內(nèi)，盡量減小刻劃裂紋的方向與切口角度對(duì)光纖端面角的不利影響。

（2）選用精密度高的直線導(dǎo)軌，提高刀片運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性能，以避免在切割光纖時(shí)出現(xiàn)刀片振動(dòng)而導(dǎo)致端面角增大甚至端面異常而不能使用。

4.2合理控制切割深度

如前所述，無(wú)論在理論上還是在實(shí)際情況中，光纖切割深度對(duì)于端面角都是一個(gè)重要因素，這就需要將刀刃高度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。本文作者用定性實(shí)驗(yàn)推斷出這個(gè)結(jié)論，也在考慮以后對(duì)光纖切割深度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，來(lái)了解切割深度對(duì)光纖端面角的影響的具體情形。同時(shí)也在考慮設(shè)計(jì)制造更加精確的刀高調(diào)試工具，用來(lái)提高光纖切割質(zhì)量，降低光纖端面角。

4.3控制裂紋受力方向

從理論上講，要獲得良好的斷裂端面，需要向裂紋施加純Ⅰ型張應(yīng)力。但在實(shí)際中，用來(lái)切割包層直徑為125um的光纖切割刀，一般采用四點(diǎn)或三點(diǎn)加載的方式使光纖斷裂。如圖所示，刀片兩端采用橡膠壓板將光纖壓緊，待刀刃在光纖下方刻劃之后，光纖上方有一個(gè)帶有方形通槽或?qū)嵭牡牧慵詣?dòng)落下至裂紋正上方將其掰斷。這樣做的原因是，當(dāng)在裂紋自身所在平面，處于裂紋前方，向裂紋尖端施加足夠大的載荷時(shí)，會(huì)在裂紋兩側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。

圖5光纖切斷示意圖

如圖5，當(dāng)裂紋自身所在平面與砧板左右對(duì)稱(chēng)面重合時(shí)，裂紋兩側(cè)所受拉應(yīng)力σ大小相等、方向相反，屬于純Ⅰ型張應(yīng)力，裂紋沿著自身所在平面擴(kuò)展從而形成良好端面。如果砧板位置較偏或左右傾斜，就會(huì)導(dǎo)致裂紋平面兩側(cè)拉應(yīng)力的方向發(fā)生變化、大小失衡，造成端面角異常。因此，當(dāng)用此種方式切斷光纖時(shí)，最大程度地減小裂紋自身所在平面和砧板左右對(duì)稱(chēng)面的距離，對(duì)降低端面角有重要作用。

5實(shí)例分析

為了驗(yàn)證前面敘述的提高光纖切割質(zhì)量的方法是否有效，作者選用中國(guó)電科集團(tuán)第四十一研究所生產(chǎn)的AV33012型光纖切割器做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。該切割刀采用高強(qiáng)度鋁合金制造，關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零件部尺寸精度均控制在微米級(jí)，將刻劃光纖的方向與切口角度對(duì)端面角的不利影響降到最低程度；同時(shí)選用進(jìn)口高精密直線導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)量控制在3微米以下，最大程度地保證刀片劃刻光纖運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

筆者借助影像測(cè)量?jī)x，將刀刃面與砧板對(duì)稱(chēng)面的距離調(diào)整到0.1mm左右；并借助刀高調(diào)試工具，將刀刃高度調(diào)整到百分表示數(shù)的0.04mm與0.06mm之間。然后制備了幾個(gè)光纖端面，用具有端面角度判斷的光纖熔接機(jī)進(jìn)行判讀，均小于0.5°，又使用影像測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果和光纖熔接機(jī)的判讀差別很小。試驗(yàn)證明，本文中提出的提高光纖切割質(zhì)量的方法是有效的。

6結(jié)論

本文對(duì)光纖切割質(zhì)量的定義進(jìn)行了闡述，采用光纖端面角對(duì)光纖切割質(zhì)量進(jìn)行定量描述。論述了光纖端面角與光纖熔接損耗的對(duì)應(yīng)影響。簡(jiǎn)要敘述了與光纖端面角有關(guān)的斷裂力學(xué)問(wèn)題，分析了影響光纖端面角的因素，提出了提高光纖切割質(zhì)量的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【參考文獻(xiàn)】

［１］牛文學(xué)，梁藝軍，等.光纖端面檢測(cè)方法的實(shí)驗(yàn)研究[J]．應(yīng)用科技，2002，29(3)：19-22．

［２］趙新彥.光纖端面參數(shù)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)的研究[J].光學(xué)儀器，2009(4)：1-6．

［３］趙偉杰.機(jī)器視覺(jué)在光纖端面缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011(19)：136-139．

［責(zé)任編輯：劉帥](méi)

4提高光纖切割質(zhì)量的方法

4.1控制刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)

從切口角度方面可以看出來(lái)，刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)裂紋擴(kuò)展后形成的端面角有著一定的影響，而這在很大程度上是由機(jī)械零件加工精度和裝配精度造成的，所以應(yīng)采取一些措施，減小不良影響：

（1）提高光纖切割刀的關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零部件的尺寸精度，使刀刃運(yùn)動(dòng)方向與光纖軸線的夾角，以及刀刃面與光纖軸線的夾角保持在一定范圍內(nèi)，盡量減小刻劃裂紋的方向與切口角度對(duì)光纖端面角的不利影響。

（2）選用精密度高的直線導(dǎo)軌，提高刀片運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性能，以避免在切割光纖時(shí)出現(xiàn)刀片振動(dòng)而導(dǎo)致端面角增大甚至端面異常而不能使用。

4.2合理控制切割深度

如前所述，無(wú)論在理論上還是在實(shí)際情況中，光纖切割深度對(duì)于端面角都是一個(gè)重要因素，這就需要將刀刃高度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。本文作者用定性實(shí)驗(yàn)推斷出這個(gè)結(jié)論，也在考慮以后對(duì)光纖切割深度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，來(lái)了解切割深度對(duì)光纖端面角的影響的具體情形。同時(shí)也在考慮設(shè)計(jì)制造更加精確的刀高調(diào)試工具，用來(lái)提高光纖切割質(zhì)量，降低光纖端面角。

4.3控制裂紋受力方向

從理論上講，要獲得良好的斷裂端面，需要向裂紋施加純Ⅰ型張應(yīng)力。但在實(shí)際中，用來(lái)切割包層直徑為125um的光纖切割刀，一般采用四點(diǎn)或三點(diǎn)加載的方式使光纖斷裂。如圖所示，刀片兩端采用橡膠壓板將光纖壓緊，待刀刃在光纖下方刻劃之后，光纖上方有一個(gè)帶有方形通槽或?qū)嵭牡牧慵詣?dòng)落下至裂紋正上方將其掰斷。這樣做的原因是，當(dāng)在裂紋自身所在平面，處于裂紋前方，向裂紋尖端施加足夠大的載荷時(shí)，會(huì)在裂紋兩側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。

圖5光纖切斷示意圖

如圖5，當(dāng)裂紋自身所在平面與砧板左右對(duì)稱(chēng)面重合時(shí)，裂紋兩側(cè)所受拉應(yīng)力σ大小相等、方向相反，屬于純Ⅰ型張應(yīng)力，裂紋沿著自身所在平面擴(kuò)展從而形成良好端面。如果砧板位置較偏或左右傾斜，就會(huì)導(dǎo)致裂紋平面兩側(cè)拉應(yīng)力的方向發(fā)生變化、大小失衡，造成端面角異常。因此，當(dāng)用此種方式切斷光纖時(shí)，最大程度地減小裂紋自身所在平面和砧板左右對(duì)稱(chēng)面的距離，對(duì)降低端面角有重要作用。

5實(shí)例分析

為了驗(yàn)證前面敘述的提高光纖切割質(zhì)量的方法是否有效，作者選用中國(guó)電科集團(tuán)第四十一研究所生產(chǎn)的AV33012型光纖切割器做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。該切割刀采用高強(qiáng)度鋁合金制造，關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零件部尺寸精度均控制在微米級(jí)，將刻劃光纖的方向與切口角度對(duì)端面角的不利影響降到最低程度；同時(shí)選用進(jìn)口高精密直線導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)量控制在3微米以下，最大程度地保證刀片劃刻光纖運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

筆者借助影像測(cè)量?jī)x，將刀刃面與砧板對(duì)稱(chēng)面的距離調(diào)整到0.1mm左右；并借助刀高調(diào)試工具，將刀刃高度調(diào)整到百分表示數(shù)的0.04mm與0.06mm之間。然后制備了幾個(gè)光纖端面，用具有端面角度判斷的光纖熔接機(jī)進(jìn)行判讀，均小于0.5°，又使用影像測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果和光纖熔接機(jī)的判讀差別很小。試驗(yàn)證明，本文中提出的提高光纖切割質(zhì)量的方法是有效的。

6結(jié)論

本文對(duì)光纖切割質(zhì)量的定義進(jìn)行了闡述，采用光纖端面角對(duì)光纖切割質(zhì)量進(jìn)行定量描述。論述了光纖端面角與光纖熔接損耗的對(duì)應(yīng)影響。簡(jiǎn)要敘述了與光纖端面角有關(guān)的斷裂力學(xué)問(wèn)題，分析了影響光纖端面角的因素，提出了提高光纖切割質(zhì)量的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【參考文獻(xiàn)】

［１］牛文學(xué)，梁藝軍，等.光纖端面檢測(cè)方法的實(shí)驗(yàn)研究[J]．應(yīng)用科技，2002，29(3)：19-22．

［２］趙新彥.光纖端面參數(shù)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)的研究[J].光學(xué)儀器，2009(4)：1-6．

［３］趙偉杰.機(jī)器視覺(jué)在光纖端面缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011(19)：136-139．

［責(zé)任編輯：劉帥](méi)

4提高光纖切割質(zhì)量的方法

4.1控制刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)

從切口角度方面可以看出來(lái)，刀片劃刻光纖的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)裂紋擴(kuò)展后形成的端面角有著一定的影響，而這在很大程度上是由機(jī)械零件加工精度和裝配精度造成的，所以應(yīng)采取一些措施，減小不良影響：

（1）提高光纖切割刀的關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零部件的尺寸精度，使刀刃運(yùn)動(dòng)方向與光纖軸線的夾角，以及刀刃面與光纖軸線的夾角保持在一定范圍內(nèi)，盡量減小刻劃裂紋的方向與切口角度對(duì)光纖端面角的不利影響。

（2）選用精密度高的直線導(dǎo)軌，提高刀片運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性能，以避免在切割光纖時(shí)出現(xiàn)刀片振動(dòng)而導(dǎo)致端面角增大甚至端面異常而不能使用。

4.2合理控制切割深度

如前所述，無(wú)論在理論上還是在實(shí)際情況中，光纖切割深度對(duì)于端面角都是一個(gè)重要因素，這就需要將刀刃高度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。本文作者用定性實(shí)驗(yàn)推斷出這個(gè)結(jié)論，也在考慮以后對(duì)光纖切割深度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，來(lái)了解切割深度對(duì)光纖端面角的影響的具體情形。同時(shí)也在考慮設(shè)計(jì)制造更加精確的刀高調(diào)試工具，用來(lái)提高光纖切割質(zhì)量，降低光纖端面角。

4.3控制裂紋受力方向

從理論上講，要獲得良好的斷裂端面，需要向裂紋施加純Ⅰ型張應(yīng)力。但在實(shí)際中，用來(lái)切割包層直徑為125um的光纖切割刀，一般采用四點(diǎn)或三點(diǎn)加載的方式使光纖斷裂。如圖所示，刀片兩端采用橡膠壓板將光纖壓緊，待刀刃在光纖下方刻劃之后，光纖上方有一個(gè)帶有方形通槽或?qū)嵭牡牧慵詣?dòng)落下至裂紋正上方將其掰斷。這樣做的原因是，當(dāng)在裂紋自身所在平面，處于裂紋前方，向裂紋尖端施加足夠大的載荷時(shí)，會(huì)在裂紋兩側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。

圖5光纖切斷示意圖

如圖5，當(dāng)裂紋自身所在平面與砧板左右對(duì)稱(chēng)面重合時(shí)，裂紋兩側(cè)所受拉應(yīng)力σ大小相等、方向相反，屬于純Ⅰ型張應(yīng)力，裂紋沿著自身所在平面擴(kuò)展從而形成良好端面。如果砧板位置較偏或左右傾斜，就會(huì)導(dǎo)致裂紋平面兩側(cè)拉應(yīng)力的方向發(fā)生變化、大小失衡，造成端面角異常。因此，當(dāng)用此種方式切斷光纖時(shí)，最大程度地減小裂紋自身所在平面和砧板左右對(duì)稱(chēng)面的距離，對(duì)降低端面角有重要作用。

5實(shí)例分析

為了驗(yàn)證前面敘述的提高光纖切割質(zhì)量的方法是否有效，作者選用中國(guó)電科集團(tuán)第四十一研究所生產(chǎn)的AV33012型光纖切割器做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。該切割刀采用高強(qiáng)度鋁合金制造，關(guān)鍵定位面、安裝面的平行度以及關(guān)鍵零件部尺寸精度均控制在微米級(jí)，將刻劃光纖的方向與切口角度對(duì)端面角的不利影響降到最低程度；同時(shí)選用進(jìn)口高精密直線導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)量控制在3微米以下，最大程度地保證刀片劃刻光纖運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

筆者借助影像測(cè)量?jī)x，將刀刃面與砧板對(duì)稱(chēng)面的距離調(diào)整到0.1mm左右；并借助刀高調(diào)試工具，將刀刃高度調(diào)整到百分表示數(shù)的0.04mm與0.06mm之間。然后制備了幾個(gè)光纖端面，用具有端面角度判斷的光纖熔接機(jī)進(jìn)行判讀，均小于0.5°，又使用影像測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果和光纖熔接機(jī)的判讀差別很小。試驗(yàn)證明，本文中提出的提高光纖切割質(zhì)量的方法是有效的。

6結(jié)論

本文對(duì)光纖切割質(zhì)量的定義進(jìn)行了闡述，采用光纖端面角對(duì)光纖切割質(zhì)量進(jìn)行定量描述。論述了光纖端面角與光纖熔接損耗的對(duì)應(yīng)影響。簡(jiǎn)要敘述了與光纖端面角有關(guān)的斷裂力學(xué)問(wèn)題，分析了影響光纖端面角的因素，提出了提高光纖切割質(zhì)量的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

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［責(zé)任編輯：劉帥](méi)