Keramická ferule pro konektory optických vláken

Keramické ferule jsou základními prvky v konektorech optických vláken. Chrání a zarovnávají konce vláken a snižují tak vložné a zpětné ztráty.

Ke splnění požadavků na vysokou přesnost se používá technologie vstřikování keramiky (CIM). Granulované nanozirkoniové práškové suroviny jsou granulovány a poté vstřikovány do formy ke spékání, přičemž vyrobený polotovar je následně přesně opracován, aby splňoval přísné výkonnostní normy.

Materiál

Keramická ferule je nepostradatelným prvkem pro zajištění kvality a výkonu optických spojů, od vysokorychlostního přenosu dat a telekomunikačních aplikací až po zakončení optických vláken, jejichž materiálem je zirkon. Rozměrová přesnost této součásti má velký význam, aby se zabránilo ztrátám při přenosu energie během procesů přenosu dat.

Klíčovou roli při zajišťování kvality keramických kování hrají postupy leštění. Jejich konec musí dokonale lícovat s koncem optického vlákna, aby bylo zajištěno těsné utěsnění, sníženy vložné ztráty a redukovány zpětné odrazy. Společnost Ilsintech používá pečlivý postup leštění s mnoha kontrolními nástroji, aby mohla vyrábět keramická pouzdra, která splňují přísné normy soustřednosti a rozměrové přesnosti.

Rozemletý nanozirkon stabilizovaný yttriem se rozemele na pastu a poté se vstříkne do vstřikovací formy, kde se při vysokých teplotách slinuje a vytvoří keramické pouzdro. Po spékání při vysokých teplotách se ferule leští, aby se odstranily stopy po obrábění, vrypy a škrábance, a měří se její průměr otvoru, aby se rozdělil do různých "tříd". Výběr vhodného stupně keramiky pro konkrétní aplikaci má zásadní význam pro její úspěšnou funkčnost.

Výrobní proces

Keramické ferule jsou základními prvky optických konektorů. Udržují konec optického vlákna na místě a zároveň jej přesně zarovnávají do zásuvky konektoru - bez nich může dojít ke ztrátě výkonu během přenosu.

Keramické koncovky mají díky své pevnosti, trvanlivosti a odolnosti vůči drsnému prostředí mnohostranné využití. Optické konektory, které používají keramické ferule, poskytují nízké vložné ztráty s vynikajícími elektrickými vlastnostmi a zároveň nabízejí zvýšenou odolnost proti opotřebení a rozměrovou stabilitu.

Až do počátku roku 2000 se většina keramických kování vyráběla vytlačováním. To vyžadovalo vytlačování surového materiálu do většího tvaru před řezáním, leštěním a vrtáním otvorů pro dosažení konečných rozměrů - což vyžadovalo mnoho hodin pracného úsilí a výrazně zvyšovalo náklady.

Inženýři společnosti Adamant Namiki vyvinuli technologii vstřikování, která eliminuje nutnost vrtání. Společnost Ilsintech se nyní spoléhá na tuto pokročilou výrobní techniku.

Vstřikování začíná tím, že se speciálně zpracované suroviny z nanoprášku zirkonia stabilizovaného yttriem granulují a vstřikují do speciální formy, kde se pak při vysoké teplotě slinují a vytvářejí keramický polotovar ferule. Přesné broušení pak umožňuje dosáhnout submikronové přesnosti zpracování pro vynikající tuhost a rozměrovou toleranci.

Výkon

Keramické ferule jsou základními prvky konektorů optických vláken. Jejich hlavním úkolem je podepřít a zajistit vodiče pro maximální výkon a stabilitu telekomunikačních zařízení a umožnit přesné zarovnání mezi koncovými plochami optických vláken pro přesný přenos informací; kvalitní zirkoniové keramické ferule vyrobené podle přesných a přísných norem zaručují maximální výkon.

Průměr otvoru objímky musí přesně odpovídat průměru optického jádra, aby byl zajištěn maximální výkon, a i malé odchylky v této toleranci mohou mít vážné důsledky pro výkon připojení. Jakékoli mezery nebo nesoulad mezi koncovými plochami mohou vést k vložným ztrátám, které snižují kapacitu přenosu světla.

Společnost Kyocera používá při výrobě zirkonkeramických ferulí pro konektory LC/FC řadu přesných technik zpracování a přípravků, které umožňují vyrábět vysoce kvalitní produkty s vysokou soustředností na obou koncích a s rozměry vnitřního a vnějšího průměru, které dokonale doplňují průměry optických jader. Tím je zajištěna maximální kompatibilita ferulí s optickým jádrem.

Dalším klíčovým faktorem je dosažení boční shody mezi koncovými plochami keramické ferule a optického jádra, čehož se dosáhne broušením její čelní plochy, čímž se na jejím koncovém povrchu vytvoří 8stupňový úkos pro lepší fyzický kontakt mezi optickým vláknem a jeho pláštěm.

Aplikace

Optická vlákna využívají extrémně tenká skleněná optická vlákna k rychlému přenosu velkých objemů dat na velké vzdálenosti. Ke správnému propojení těchto vláken se používají keramické ferule - jakýkoli nesoulad může vést ke ztrátě dat!

V nedávné době se většina keramických kování vyráběla z oxidu hlinitého. V poslední době se však díky novým technologiím vyrábí keramika s mnohem vyššími výkonnostními standardy; konkrétně se jedná o cericko-zirkonovou keramiku, která poskytuje nižší Vickerovu tvrdost a lomovou houževnatost KIC než oxid hlinitý a zároveň vynikající pevnost a tepelnou stabilitu. Navíc se tato měkčí keramika mnohem lépe leští, což umožňuje lepší párování optického vlákna s ferulí.

Zirkoniové keramické koncovky se dodávají v různých provedeních pro různé typy konektorů. Poskytují nízké vložné ztráty, nízký zpětný odraz a vynikající trvanlivost při opakovaném krytí, přičemž nabízejí hladké kuželové provedení, které do nich vede optické vlákno, aniž by poškrábalo jeho konce.

Výrobní procesy keramických ferulí musí splňovat přísné standardy soustřednosti, aby se zabránilo ztrátám signálu, protože jejich vnitřní průměry vyžadují přesnou výrobu. Pokud by tato přesnost nebyla dodržena, mohla by mezi keramickými ferulemi vzniknout vzduchová mezera, která by vedla k degradaci signálu.