如何利用光纤适配器实现光纤的精密连接？

可以看到两个光纤插芯是如何通过一个陶瓷套管精确对准的。陶瓷套管的内径略小于插芯的外径。由于套管上有狭缝，可以插入光纤。膨胀的套管将两个插芯拉紧，实现精确对准。
单模光纤SMF的纤芯直径只有8~10μm左右，为保证较低的连接损耗，两根光纤必须精确对准。对于单模光纤适配器，两根光纤之间的横向错位应小于0.5um。

然而，仅仅精确对准对于光纤连接来说是远远不够的。我们知道，光会在两种不同介质的界面处反射回来。1.55um处石英光纤的折射率约为1.455，因此在光纤端面的反射回波BR为3.4%。回射光会影响通信系统的稳定性，同时每个石英玻璃-空气界面都会引入约0.15dB的插入损耗。因此，每个光纤连接器都会增加0.3dB的损耗。

人们通常在端面涂增透膜来减少反射回波。但在光纤适配器中并没有考虑涂层问题。首先，AR涂层会增加适配器的成本。其次，光纤连接不固定，反复插拔会损坏AR涂层。那么，我们能否在光纤端面涂AR涂层，而使光纤端面不接触呢？

当两根光纤对接时，小到50um的纵向距离就会引入近1dB的损耗，这在光纤通信系统中是不能容忍的。因此，我们达成共识，两根光纤必须接触，光纤端面不能涂涂层。反射回波发生在两种不同介质的交界处，必须将光纤端面之间的空气排出，使两光纤端面物理接触（PC），犹如介质熔接在一起。由于光纤固定在陶瓷插芯中间，陶瓷表面的任何粗糙都会影响光纤之间的物理接触。为了保证光纤之间的物理接触，插芯表面通常被磨成球面，光纤端面位于球面的顶点。这是光纤适配器中的第二个巧妙设计。

如图1所示，插芯插入套管，在压力作用下，插芯端面在压力下变形，端面的变形可以保证光纤之间的物理接触。因为物理接触取决于端面的变形，而陶瓷既耐磨又具有一定的弹性，这就是为什么选择它而不是玻璃作为插芯材料的原因。

光纤之间的物理接触虽然可以保证光纤连接点的低损耗，但回波损耗RL只能达到55dB。对于一些需要更高RL的应用，光纤连接器的端面被磨成一定的角度，这种结构称为斜面物理接触APC。光纤端面通常被打磨成8°斜度，RL可额外提高36dB，因此APC连接器的总RL通常大于65dB。

光纤适配器是光纤通信系统中最基本的光无源器件，系统对光纤连接器的基本技术要求包括低插入损耗IL和高回波损耗RL，也就是尽可能低的反射回波BR。然而，作为应用最广泛的光无源器件，它的成本和连接便捷性与技术指标同样重要。