Серія спеціальних зварювальних апаратів для оптоволокна Fujikura FSM-100

КОРОТКИЙ ОПИС

Зварювальні апарати серії Fujikura FSM-100 призначені для зварювання різних типів спеціальних оптичних волокон: малого та великого діаметра, що зберігають поляризацію, не круглих, з отворами тощо. Серія FSM-100 складається з чотирьох моделей, що відрізняються набором функцій: FSM-100M, FSM-100M+, FSM-100P та FSM-100P+.

Моделі FSM-100M+ та FSM-100P+ можуть зварювати волокна найбільшого діаметру (до 1200 мкм) та мають додаткові дзеркала для аналізу торців волокон перед зварюванням. Моделі FSM-100P та FSM-100P+ можуть зварювати волокна зі збереженням поляризації. У серії FSM-100 найфункціональніша модель - це Fujikura FSM-100P+. Повний опис всіх характеристик апаратів Fujikura FSM-100 Ви можете завантажити нижче на цій сторінці в розділі Документація.

Області застосування:
- лазерні установки;
- Оптичні компоненти;
- Оптичні прилади;
- Сенсорні системи;
- медичне обладнання;
- наукові дослідження.

Основні характеристики:
Точне вирівнювання з обертанням оптичного волокна (технологія IPA).
Точне вирівнювання по серцевині оптичного волокна (технологія PAS).
Типи волокон, що зварюються: PMF, LDF, NZDS (G655), SM (G652), MM (G651), EDF, DCF та ін.
Середні втрати на зварюванні: 0,06 дБ (PMF), 0,05 дБ (LDF/NZDS), 0 0,03 дБ (SM), 0,02 дБ (MM).
Діаметр оболонки волокон: 60-500 мкм (моделі FSM-100M та FSM-100P).
Діаметр оболонки волокон: 60-1200 мкм (моделі FSM-100M+ та FSM-100P+).
Зварювання волокон із збереженням поляризації (моделі FSM-100P та FSM-100P+).
Аналіз торців волокон перед зварюванням (моделі FSM-100M+ та FSM-100P+).
Передові методи контролю зони плазми ( електроди, що рухаються).
Діапазон робочих температур: від 0 до +40°С. Маса (залежить від моделі): 7,5 – 9,0 кг.
Якісне зварювання спеціальних волокон у лабораторії та на виробництві

Потрібен зварювальний апарат для телекомунікаційних мереж? Дивіться модель Fujikura 86S.
Бажаєте подивитись повний список? Переходьте на основну сторінку по апаратам для зварювання оптоволокна.

ДОКЛАДНИЙ ОПИС

Японська компанія Fujikura відома своїми апаратами для зварювання класичних одномодових та багатомодових оптичних волокон з діаметром оболонки 125 мкм, які використовуються у мережах передачі даних. В даний час це моделі Fujikura 86S і Fujikura 36S.

Але крім телекомунікаційних мереж, оптичне волокно широко використовується в інших сферах, наприклад, у лазерних установках, в оптичних гіроскопах, сенсорах, в різних мініатюрних пристроях і безлічі подібних застосувань. Як правило, волокна, що використовуються у всіх цих випадках, відрізняються від стандартних телекомунікаційних волокон за двома основними параметрами.

Перша відмінність - це діаметр, який залежно від типу волокна може змінюватись в межах від 60 до 1 200 мкм. При цьому існують різновиди як з круглою, так і з некруглою формою оболонки.

Друга відмінність– це внутрішня структура волокна. У різних типів спеціалізованих волокон вона відрізняється досить сильно. Є волокна із подвійною оболонкою. Є з додатковими функціональними елементами, які розташовуються паралельно серцевині (наприклад, у волокнах із збереженням поляризації) і т.д.

Для якісного зварювання настільки складних та різноманітних оптичних волокон у лабораторних та виробничих умовах потрібні спеціальні зварювальні апарати з розширеним набором функцій. Нижче на цій сторінці детально розказано про можливості серії апаратів FSM-100 компанії Fujikura. До цієї серії входять чотири професійні моделі: FSM-100M, FSM-100M+, FSM-100P та FSM-100P+.

Подвійні V-подібні канавки

Для точного центрування і надійного утримання волокон з різними діаметрами оболонок в апаратах серії FSM-100 використовується запатентована конструкція V-подібних канавок, які складаються з двох половинок, що рухаються (на малюнку нижче називаються Split v-groove). Спільно з верхніми притисками волокон (на малюнку нижче називаються Clamp) вони утворюють фіксуючу систему з трьох елементів, яка здатна утримувати точно заданому положенні волокна з різною товщиною.

Зовнішній вигляд цієї системи фіксації та центрування волокон показано на фотографії нижче. Така конструкція V-подібних канавок забезпечує такі переваги: надійне утримання волокон різного діаметра, не потрібно замінювати або налаштовувати систему фіксації при зміні типу волокон, всі необхідні параметри вже закладені в програмному забезпеченні зварювального апарату.

Гнучке керування зоною плазми

Щоб забезпечити оптимальні умови зварювання для волокон різного діаметру, апарати Fujikura FSM-100 можуть гнучко налаштовувати параметри зони плазми, яка утворюється між електродами. Ця технологія називається "Plasma Zone Fiber Positioning". У кожного апарату серії FSM-100 відстань між кінцями електродів може змінюватися в діапазоні від 1 мм до 3 мм. Приклад зображений на цьому малюнку.

Друга особливість технології "Plasma Zone Fiber Positioning" полягає в можливості мати точку зварювання волокон вище, в центрі або нижче дугового розряду. Це дозволяє якісно зварювати дуже тонкі волокна з діаметром оболонки менше 125 мкм (на малюнку нижче це найлівіша картинка).

Друге зображення на малюнку нижче ілюструє зварювання стандартних телекомунікаційних волокон з діаметром оболонки 125 мкм. При цьому точка зварювання знаходиться в центрі дуги.

Третій малюнок на малюнку нижче ілюструє зварювання потовщених волокон з діаметром оболонки 400 мкм. Зверніть увагу, що точка зварювання також знаходиться в центрі дуги, але в цьому випадку електроди розведені на максимальну відстань.

Четверта картинка (найправіша) ілюструє зварювання волокон з максимальним діаметром оболонки, який становить 1200 мкм. З такими товстими волокнами можуть працювати лише дві моделі серії FSM-100, а саме: FSM-100M+ та FSM-100P+. У цих двох моделях електроди можуть обертатися навколо кріплення, що забезпечує розширений контроль над зоною плазми. Ця додаткова технологія, яка є тільки в моделях зі знаком "+" називається "Plasma Zone Path Modulation".

Можливість витягування волокон під час зварювання

У апаратів серії Fujikura FSM-100 є можливість переміщати волокна прямо в процесі роботи дуги, що використовується для різних видів витягування зони зварювання. Ця функція дозволяє зменшити втрати при зварюванні оптичних волокон різних типів. Крім того, вона використовується для обробки некруглих волокон безпосередньо перед зварюванням.

У моделях FSM-100M та FSM-100P ця функція називається "Sweep Arc Technology", вона забезпечує переміщення на відстань до 5 мм. А в моделях FSM-100M+ та FSM-100P+ ця функція називається "Extended Sweep Arc Technology" та забезпечує переміщення на більшу відстань: до 18 мм.

Аналіз зображень торців волокон

Апарати Fujikura FSM-100M+ та Fujikura FSM-100P+ мають додаткову систему дзеркал, за допомогою яких можна безпосередньо отримувати зображення торців волокон. Для цього через оболонку волокна в нього вводиться світло, яке, проходячи по волокну, виходить через сколотий край і потрапляє через дзеркало на камеру зварювального апарату. Ця функція називається "End View Alignment Technology". Для утримання волокон слід використовувати фіксатори серії FH-100-xxx-EV.

Безпосередній аналіз зображень торців дає додаткові можливості якісного зварювання спеціальних типів волокон. Наприклад, апарат Fujikura FSM-100P+ може використовувати ці зображення для взаємного вирівнювання та зварювання волокон із збереженням поляризації. На цьому малюнку схематично показано як апарати Fujikura FSM-100M+ та Fujikura FSM-100P+ отримують зображення торців волокон.

Зварювання волокон із збереженням поляризації

Оптичні волокна, які зберігають поляризацію випромінювання, що проходить по них, знаходять широке застосування в промисловій, військовій і науковій областях. Такі волокна називаються Polarization-Maintaining optical Fiber або, скорочено PMF. Регулярно розробляються нові типи цих волокон із усе більш складною будовою серцевини та оболонки. Наприклад, цьому малюнку показано поперечний переріз деяких популярних різновидів волокон PMF.

Точне вирівнювання та якісне зварювання таких волокон є технічно важким завданням. У серії Fujikura FSM-100 лише дві моделі можуть працювати з ними, а саме: FSM-100P та FSM-100P+. Для роботи з волокнами типу PANDA у них використовується класичний метод вирівнювання. за технологією PAS. Для роботи з будь-якими типами волокон PMF (як PANDA, так і відмінними від них) у цих апаратах використовується новий метод вирівнювання за технологією IPA. Додатково до цих двох методів, модель FSM-100P+ може вирівнювати волокна PMF, аналізуючи зображення їх торців.

Точне вирівнювання із обертанням оптичних волокон (технологія IPA)

Щоб якісно зварити два волокна, із збереженням поляризації, необхідно, щоб апарат міг визначити та точно поєднати структурні елементи обох волокон. При цьому недостатньо просто проаналізувати поперечний профіль яскравості (як це реалізовано в технології PAS).

Удосконалена технологія, яка називається Interrelation Profile Alignment або скорочено IPA використовує поворот волокна навколо своєї осі з фіксованим кроком 20 градусів. При цьому для кожного положення волокна вимірюється більше десяти ключових параметрів поперечного профілю яскравості. Весь цей масив даних аналізується програмним забезпеченням апарату та обчислюється значення кута повороту, при якому максимально точно поєднуються внутрішні структурні елементи обох волокон.

На цьому малюнку показано які дані вимірюються та аналізуються алгоритмом IPA для кожного кута повороту оптичного волокна.

Такий ретельний аналіз масиву ключових параметрів поперечного профілю яскравості дозволяє ідеально вирівняти волокна, що забезпечує мінімальні втрати на зварному з'єднанні як відомих типів волокон зі збереженням поляризації, так нових, які з'являтимуться у майбутньому.

Технічні характеристики зварювальних апаратів для оптоволокна Fujikura FSM-100

Тут наводиться перелік основних характеристик зварювальних апаратів для оптоволокна серії Fujikura FSM-100. Детальні технічні характеристики дивіться нижче на цій сторінці в розділі Документація.