Κεραμικές σπείρες για συνδέσμους οπτικών ινών

Οι κεραμικοί ακροδέκτες είναι βασικά στοιχεία στους συνδέσμους οπτικών ινών. Προστατεύουν και ευθυγραμμίζουν τα άκρα των ινών για μειωμένες απώλειες εισαγωγής/επιστροφής.

Η τεχνολογία κεραμικής χύτευσης με έγχυση (CIM) χρησιμοποιείται για την ικανοποίηση των απαιτήσεων υψηλής ακρίβειας. Οι πρώτες ύλες σε μορφή σκόνης νανο-ζιρκονίας κοκκοποιούνται και στη συνέχεια εγχέονται σε καλούπι για πυροσυσσωμάτωση, ενώ το παραγόμενο τεμάχιο κατεργάζεται με ακρίβεια στη συνέχεια, προκειμένου να πληροί αυστηρά πρότυπα απόδοσης.

Υλικό

Ένας κεραμικός δακτύλιος είναι ένα απαραίτητο στοιχείο για τη διασφάλιση της ποιότητας και της απόδοσης των συνδέσεων οπτικών ινών, από τη μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας και τις τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές, έως τον τερματισμό οπτικών ινών που χρησιμοποιούν ως υλικό τη ζιρκονία. Η ακρίβεια διαστάσεων αυτού του στοιχείου έχει μεγάλη σημασία προκειμένου να αποφευχθεί η απώλεια μετάδοσης ισχύος κατά τις διαδικασίες μετάδοσης δεδομένων.

Οι διαδικασίες στίλβωσης παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διασφάλιση της ποιότητας των κεραμικών ακροδεκτών. Το άκρο τους πρέπει να ευθυγραμμίζεται τέλεια με το άκρο μιας οπτικής ίνας για στεγανή σφράγιση, μειωμένη απώλεια εισαγωγής και μείωση της ανάκλασης. Η Ilsintech εφαρμόζει μια σχολαστική διαδικασία στίλβωσης με πολλαπλά εργαλεία ελέγχου προκειμένου να παράγει κεραμικούς ακροδέκτες που πληρούν αυστηρά πρότυπα ομόκεντρης και διαστατικής ακρίβειας.

Η σταθεροποιημένη με ύτριο νανο-ζιρκονία αλέθεται σε πάστα και στη συνέχεια εγχέεται σε ένα καλούπι έγχυσης για πυροσυσσωμάτωση σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματιστεί ο κεραμικός δακτύλιος. Μετά την πυροσυσσωμάτωση σε υψηλές θερμοκρασίες, υποβάλλεται σε στίλβωση για την αφαίρεση σημαδιών κατεργασίας, εγκοπών και γρατζουνιών, καθώς και σε μέτρηση για την ταξινόμηση της διαμέτρου της οπής του σε διάφορους "βαθμούς". Η επιλογή του κατάλληλου βαθμού κεραμικού για κάθε συγκεκριμένη εφαρμογή είναι υψίστης σημασίας για την επιτυχημένη απόδοσή του.

Διαδικασία παραγωγής

Οι κεραμικοί ακροδέκτες είναι βασικά στοιχεία στους συνδέσμους οπτικών ινών. Κρατούν το άκρο μιας οπτικής ίνας στη θέση του, ενώ παράλληλα το ευθυγραμμίζουν με ακρίβεια στην υποδοχή του συνδετήρα - χωρίς αυτούς, η ισχύς μπορεί να χαθεί κατά τη μετάδοση.

Οι κεραμικοί ακροδέκτες έχουν πολλές εφαρμογές λόγω της αντοχής, της ανθεκτικότητας και της αντοχής τους σε σκληρά περιβάλλοντα. Οι σύνδεσμοι οπτικών που χρησιμοποιούν κεραμικούς ακροδέκτες παρέχουν χαμηλές απώλειες εισαγωγής με εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, ενώ παράλληλα προσφέρουν αυξημένη αντοχή στη φθορά και σταθερότητα διαστάσεων.

Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι περισσότεροι κεραμικοί ακροδέκτες παράγονταν μέσω χύτευσης με εξώθηση. Αυτό απαιτούσε την εξώθηση της πρώτης ύλης σε ένα μεγαλύτερο σχήμα πριν από την κοπή, τη στίλβωση και τη διάνοιξη οπών για να επιτευχθούν οι τελικές διαστάσεις - κάτι που απαιτούσε πολλές ώρες επίπονης προσπάθειας και αύξανε σημαντικά το κόστος.

Οι μηχανικοί της Adamant Namiki ανέπτυξαν μια τεχνολογία χύτευσης με έγχυση που εξαλείφει την ανάγκη διάτρησης. Η Ilsintech βασίζεται πλέον σε αυτή την προηγμένη τεχνική παραγωγής.

Η χύτευση με έγχυση ξεκινά με ειδικά επεξεργασμένες πρώτες ύλες από νανοσκόνη ζιρκονίας σταθεροποιημένου υττρίου, οι οποίες κοκκοποιούνται και εγχέονται σε ειδικό καλούπι, προτού πυροσυσσωματωθούν σε υψηλή θερμοκρασία για να σχηματίσουν ένα κεραμικό ακατέργαστο τεμάχιο. Στη συνέχεια, η λείανση ακριβείας επιτρέπει στο ακατέργαστο τεμάχιο να επιτύχει ακρίβεια επεξεργασίας κάτω του μικρομέτρου για εξαιρετική ακαμψία και ανοχή διαστάσεων.

Επιδόσεις

Οι κεραμικοί ακροδέκτες είναι βασικά στοιχεία των συνδέσμων οπτικών ινών. Ο πρωταρχικός τους ρόλος είναι να στηρίζουν και να ασφαλίζουν τους αγωγούς για μέγιστη απόδοση και σταθερότητα των τηλεπικοινωνιακών συσκευών και να επιτρέπουν την ακριβή ευθυγράμμιση μεταξύ των ακραίων όψεων των οπτικών ινών για ακριβή μετάδοση πληροφοριών.

Η διάμετρος της οπής του ακροδέκτη πρέπει να αντιστοιχεί ακριβώς με εκείνη του οπτικού πυρήνα για μέγιστη απόδοση και ακόμη και μικρές αποκλίσεις σε αυτή την ανοχή μπορεί να έχουν σοβαρές επιπτώσεις στην απόδοση της συνδεσιμότητας. Τυχόν κενά ή αναντιστοιχίες μεταξύ των ακραίων επιφανειών θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε απώλειες εισαγωγής που μειώνουν την ικανότητα μετάδοσης φωτός.

Η Kyocera χρησιμοποιεί πολυάριθμες τεχνικές επεξεργασίας ακριβείας και jigs κατά την παραγωγή κεραμικών ακροδεκτών ζιρκονίας για συνδετήρες LC/FC, χρησιμοποιώντας τα για την παραγωγή προϊόντων υψηλής ποιότητας με υψηλή ομόκεντρη ακρίβεια και στα δύο άκρα, καθώς και διαστάσεις εσωτερικής/εξωτερικής διαμέτρου που συμπληρώνουν τέλεια τις διαμέτρους των οπτικών πυρήνων. Αυτό εξασφαλίζει ότι ο δακτύλιος έχει μέγιστη συμβατότητα με τον οπτικό πυρήνα.

Μια άλλη βασική παρατήρηση είναι η επίτευξη πλευρικής προσαρμογής μεταξύ των ακραίων επιφανειών του κεραμικού δακτυλίου και του οπτικού πυρήνα, η οποία επιτυγχάνεται με λείανση της ακραίας επιφάνειάς του, δημιουργώντας μια λοξή κλίση 8 μοιρών στην ακραία επιφάνειά του για βελτιωμένη φυσική επαφή μεταξύ της οπτικής ίνας και του περιβλήματός της.

Εφαρμογές

Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούν εξαιρετικά λεπτές οπτικές ίνες γυαλιού για τη γρήγορη μετάδοση μεγάλου όγκου δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις. Για τη σωστή σύνδεση αυτών των ινών μεταξύ τους χρησιμοποιούνται κεραμικοί ακροδέκτες - οποιαδήποτε αναντιστοιχία μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια δεδομένων!

Πρόσφατα, οι περισσότεροι κεραμικοί ακροδέκτες κατασκευάζονταν από αλουμίνα. Πρόσφατα, όμως, η νέα τεχνολογία παρήγαγε κεραμικά με πολύ υψηλότερα πρότυπα επιδόσεων- συγκεκριμένα κεραία-ζιρκονία, η οποία παρέχει χαμηλότερη σκληρότητα Vicker και ανθεκτικότητα σε θραύση KIC από την αλουμίνα, ενώ παρέχει εξαιρετική αντοχή και θερμική σταθερότητα. Επιπλέον, αυτά τα πιο μαλακά κεραμικά γυαλίζουν πολύ πιο εύκολα, επιτρέποντας την καλύτερη προσαρμογή μιας οπτικής ίνας στον ακροδέκτη.

Οι κεραμικοί ακροδέκτες ζιρκονίας διατίθενται σε διάφορα στυλ για να ταιριάζουν σε διαφορετικούς τύπους συνδέσμων. Παρέχουν χαμηλές απώλειες εισαγωγής, χαμηλή ανάκλαση και ανώτερη ανθεκτικότητα σε επανειλημμένες αντιστοιχίσεις, ενώ προσφέρουν ομαλά σχέδια κωνικότητας για να οδηγούν την οπτική ίνα μέσα σε αυτά χωρίς να γρατζουνίζουν τα άκρα της.

Οι διαδικασίες κατασκευής κεραμικών δακτυλίων πρέπει να πληρούν αυστηρά πρότυπα ομόκεντρης συναρμογής για να αποφευχθεί η απώλεια σήματος, καθώς οι εσωτερικές τους διάμετροι απαιτούν κατασκευή ακριβείας. Εάν δεν τηρηθεί αυτή η ακρίβεια, θα μπορούσε να δημιουργηθεί κενό αέρα μεταξύ των κεραμικών ακροδεκτών που θα οδηγούσε σε υποβάθμιση του σήματος.