Keramische Ferrulen für Glasfaseranschlüsse

Die Qualität der keramischen Ferrule ist für die Leistung von Glasfasersteckern von größter Bedeutung, da sie eine minimale Einfügedämpfung, eine korrekte Faserausrichtung und eine geringe Rückreflexion gewährleistet.

Das Polieren der Endflächen ist für die Aufrechterhaltung der Qualität an diesem kritischen Kontaktpunkt unerlässlich, und Ilsintech ist auf die Herstellung von Keramikhülsen spezialisiert.

Herstellungsprozess

Die keramische Ferrule beginnt als Rohmaterial, das veredelt werden muss. Dazu wird zunächst etwas yttriumstabilisiertes Nano-Zirkoniumoxid-Pulver zu einer Paste gemahlen, die in einer Spritzgussform geformt werden kann; nach dem Sintern bei hohen Temperaturen wird sie zu einem festen keramischen Material.

Das Sintern ist für die Herstellung von Aderendhülsen, die strenge Leistungsnormen wie die der TIA-568A für Multimode-Glasfaserstecker erfüllen, unerlässlich. Dabei werden Dichte, Festigkeit und Abmessungen genau bestimmt - Eigenschaften, die für die Herstellung von Ferrulen, die diese anspruchsvolle Norm erfüllen, unerlässlich sind.

Nach der Formung einer Ferrule muss diese weitere Prozesse durchlaufen, einschließlich Polieren und Prüfung. Fortschrittliche Verarbeitungs- und Poliertechniken tragen dazu bei, die für einen geringen Signalverlust erforderliche Präzision und Oberflächenqualität zu gewährleisten.

In der herkömmlichen Terminierungspraxis wurde lange Zeit empfohlen, einen Luftspalt zwischen den Fasern zu lassen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Jüngste Studien haben jedoch gezeigt, dass ein direkter physischer Kontakt zu besseren Ergebnissen führt. Daher haben wir eine Methode zur Verbindung von Glasfasern mit Hilfe von Keramikhülsen entwickelt.

Um ein optimales Polierergebnis zu erzielen, müssen die Keramikhülsen in Präzisionsverbindungshaltern montiert werden, die in ihrer idealen Position eingestellt werden können. Darüber hinaus sind diese Halter mit vier Eckpunkten ausgestattet, die den Druck gleichmäßig verteilen und den Scheitelversatz minimieren. Diese Niederhalter verhindern ein Wackeln oder Vibrieren, das den Scheitelfehler erhöhen und zu uneinheitlichen Ergebnissen führen könnte.

Materialien

Die Materialauswahl für keramische Ferrulen, die mit Glasfasersteckern verwendet werden, sollte ein integraler Bestandteil des Auswahlprozesses sein. Hochwertiges Material muss einen geringen optischen Verlust und eine maximale mechanische Festigkeit aufweisen sowie präzise gefertigt sein, um eine genaue Passung mit dem Stecker und eine korrekte Ausrichtung zu gewährleisten.

Heutige keramische Ferrulen bestehen in der Regel entweder aus Aluminiumoxid oder aus Zirkoniumdioxid, wobei ersteres in der Regel eine höhere Härte, Verschleißfestigkeit und KIC-Bruchzähigkeit aufweist als sein Gegenstück aus Zirkoniumdioxid; seine geringere KIC-Bruchzähigkeit macht es jedoch anfälliger für Beschädigungen, weshalb Ferrulen aus Aluminiumoxid häufiger verwendet werden, wenn die mechanische Festigkeit im Vordergrund steht.

Die vorliegende Erfindung bietet jedoch eine Alternative zu diesen beiden Materialien, indem sie Ceroxid-Zirkoniumdioxid als primäre keramische Komponente einsetzt. Ceroxid und Zirkoniumdioxid sind in der vorliegenden Erfindung zu etwa 12-21 Gewichtsprozent kombiniert; die restlichen Anteile bestehen zum Ausgleich aus Yttriumdioxid-Zirkoniumdioxid. Die daraus resultierende Keramik zeichnet sich durch hervorragende physikalische Eigenschaften und einen deutlich verringerten Wärmeausdehnungskoeffizienten aus.

Ceriumdioxid-Zirkoniumdioxid-Ferrulen sind relativ weicher als ihre Pendants aus Aluminiumoxid und weisen eine geringere Vicker-Härte auf, so dass sie leichter poliert werden können, um eine korrekte Verbindung zwischen Glasfaser und Ferrule zu gewährleisten. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig bei Singlemode-Abschlüssen, bei denen jede Fehlanpassung zu erheblichen Verlusten bei der Lichtübertragung führen kann.

Merkmale

Keramikferrulen bieten eine überlegene mechanische Stabilität und Wärmebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, hohe Maßgenauigkeit und können rauen Umgebungsbedingungen standhalten. Keramikferrulen finden sich häufig in Singlemode- und Multimode-Glasfasersteckern, während Metallferrulen für bestimmte Spezialanwendungen, bei denen die Präzision nicht so wichtig ist, besser geeignet sind.

Bei der Auswahl der geeigneten Keramikferrule ist es wichtig, dass das Loch oder die Bohrung (Innendurchmesser) perfekt auf die verwendete Glasfaser abgestimmt ist. Um diese strengen Toleranzen und präzisen Bearbeitungsprozesse einzuhalten, bietet das Keramikspritzgießen eine effektive Lösung. Das granulierte Zirkoniumdioxid-Nanopulver wird dann in spezielle Formen gespritzt, bevor es bei hoher Temperatur gesintert wird, bevor es Präzisionsschleifprozesse durchläuft, die für Steifigkeit und hohe Verarbeitungsgenauigkeit sorgen und zu einem idealen Keramikferrule-Produkt führen.

Dank ihrer Präzision können Keramikferrulen genau auf die Glasfaser ausgerichtet werden, wodurch Rückreflexionen und Signalverluste in Kommunikationssystemen minimiert werden, was zu maximaler Leistung und Qualität führt. Kunststoff- und Stahlferrulen können in bestimmten Glasfasersteckern eine Alternative sein, sind jedoch aufgrund ihrer mangelnden Präzision keine praktikable Lösung.

Anwendungen

Keramische Aderendhülsen sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil beim Ausbau des Hochgeschwindigkeits-Internets und von Kommunikationsnetzen mit hoher Kapazität geworden. Ihre präzisen Toleranzen und ihre Leistung sind von unschätzbarem Wert für den Zugang zu Daten, auf die wir uns täglich verlassen.

Keramische Ferrulen erfordern Präzision in Bezug auf Lochgröße, Konzentrizität und Zylindrizität des Außendurchmessers, damit sie in optischen Steckern und Dämpfungsgliedern wie vorgesehen funktionieren.

Das Vorgängerunternehmen von T&S, HNK, leistete Pionierarbeit in der Keramikspritzgusstechnologie und sammelte umfangreiche Erfahrungen, bevor T&S es übernahm. Das Spritzgießen ist kosteneffizienter als das Strangpressen, da die Teile nicht auf Maß gebohrt werden müssen, was Arbeits- und Materialkosten spart.

Ilsintech führt ein intensives Polierverfahren mit verschiedenen Inspektionswerkzeugen durch, um sicherzustellen, dass die Endflächen der keramischen Ferrulen perfekt ausgerichtet sind, was das Eindringen von Verunreinigungen wie Staub, Flusen und Wasser in die optischen Fasern verhindert. Außerdem müssen geeignete Reinigungsmethoden und -mittel (fusselfreie Tücher und Spezialreiniger) eingesetzt werden, um die Oberflächen der Ferrulen frei von Defekten und Verunreinigungen zu halten.