Férules céramiques pour connecteurs à fibres optiques

La qualité de la virole céramique est d'une importance capitale pour la performance des connecteurs à fibre optique, car elle garantit une perte d'insertion minimale, un alignement correct de la fibre et une réduction de la réflexion arrière.

Le polissage des extrémités est essentiel pour maintenir la qualité à ce point de contact critique, et Ilsintech est spécialisé dans la fabrication d'embouts en céramique.

Processus de fabrication

La virole en céramique est d'abord une matière première qui doit être raffinée. Pour commencer ce processus, il faut d'abord broyer de la poudre de nano-zircone stabilisée à l'yttrium pour obtenir une pâte qui peut être moulée dans un moule à injection ; après avoir été frittée à haute température, elle deviendra un matériau céramique solide.

Le frittage est essentiel pour créer des embouts qui répondent à des normes de performance rigoureuses telles que celles de la norme TIA-568A pour les connecteurs à fibre optique multimode. Il détermine avec précision leur densité, leur résistance et leurs dimensions - des qualités essentielles pour créer des embouts qui répondent à cette norme exigeante.

Une fois la virole formée, elle doit subir d'autres processus, notamment le polissage et l'inspection. Des techniques avancées de traitement et de polissage permettent d'assurer la précision et la qualité de surface nécessaires à une faible perte de signal.

La pratique conventionnelle en matière de terminaison a longtemps préconisé de laisser un espace d'air entre les fibres afin de garantir des performances optimales. Mais des études récentes ont démontré que le contact physique direct offre des résultats supérieurs ; nous avons donc développé une méthode de connexion des fibres optiques à l'aide de ferrules en céramique.

Pour obtenir des résultats de polissage optimaux, les bagues en céramique doivent être montées dans des porte-connecteurs de précision qui peuvent être réglés dans leur position idéale. En outre, ces porte-connecteurs sont dotés de supports à quatre coins qui répartissent uniformément la pression ferme tout en minimisant le décalage des sommets. Ces points d'ancrage empêchent les vibrations qui pourraient augmenter l'erreur d'arête et entraîner des finitions incohérentes.

Matériaux

La sélection des matériaux pour les embouts céramiques utilisés avec les connecteurs de fibre optique doit faire partie intégrante du processus de sélection. Un matériau de haute qualité doit offrir une faible perte optique et une résistance mécanique maximale, ainsi qu'une production précise pour garantir une adaptation exacte au connecteur et un alignement correct.

Les ferrules céramiques actuelles sont généralement composées d'alumine ou de zircone, la première présentant généralement une dureté, une résistance à l'usure et une ténacité à la rupture KIC supérieures à celles de la zircone ; toutefois, sa ténacité à la rupture KIC inférieure la rend plus vulnérable aux dommages, raison pour laquelle les ferrules en alumine sont plus couramment utilisées lorsque la résistance mécanique est primordiale.

Mais la présente invention offre une alternative à ces deux matériaux en utilisant la céria-zircone comme principal composant céramique. La céria et la zircone sont combinées à hauteur d'environ 12 à 21 % en poids dans la présente invention ; les parties restantes sont constituées d'yttrium-zircone pour l'équilibre. La céramique obtenue présente des propriétés physiques supérieures et un coefficient de dilatation thermique considérablement réduit.

Les ferrules en céria-zircone sont relativement plus souples que leurs homologues en alumine et présentent des mesures de dureté de Vicker inférieures, ce qui permet un polissage plus facile pour assurer une bonne adaptation entre la fibre optique et la ferrule. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les terminaisons monomodes, où tout décalage peut entraîner des pertes substantielles de transmission de la lumière.

Caractéristiques

Les ferrules en céramique offrent une stabilité mécanique et une résistance thermique supérieures, une résistance à l'usure, une grande précision dimensionnelle et peuvent résister à des conditions environnementales difficiles. Les ferrules en céramique sont couramment utilisées dans les connecteurs de fibres optiques monomodes et multimodes, tandis que les ferrules en métal peuvent être plus appropriées dans certaines applications spécialisées où la précision n'est pas aussi cruciale.

Lors de la sélection de la virole céramique appropriée, il est essentiel que le trou ou l'alésage (diamètre intérieur) corresponde parfaitement à la fibre optique utilisée. Pour respecter ces tolérances strictes et ces processus d'usinage précis, le moulage par injection de céramique offre une solution efficace. La nanopoudre de zircone granulée est ensuite injectée dans des moules spéciaux avant d'être frittée à haute température et de passer par des processus de meulage de précision pour assurer la rigidité et une grande précision de traitement, ce qui permet d'obtenir une virole en céramique idéale.

La précision permet aux bagues en céramique de s'aligner avec précision sur la fibre optique, minimisant ainsi la réflexion arrière et la perte de signal dans les systèmes de communication, pour une performance et une qualité maximales. Les bagues en plastique et en acier peuvent être des alternatives dans certains connecteurs de fibre optique, mais leur manque de précision en fait des solutions peu pratiques.

Applications

Les bagues en céramique sont devenues un élément indispensable de l'expansion de l'internet à haut débit et des réseaux de communication à grande capacité. Leurs tolérances précises et leurs performances jouent un rôle inestimable dans l'accès aux données dont nous dépendons tous les jours.

Les ferrules en céramique doivent être précises en termes de taille de trou, de concentricité et de cylindricité du diamètre extérieur pour fonctionner comme prévu dans les connecteurs optiques et les atténuateurs ; leur qualité doit donc garantir que les données et la lumière voyagent librement comme prévu.

Le prédécesseur de T&S, HNK, a été le pionnier de la technologie du moulage par injection de la céramique et a accumulé une expérience considérable avant d'être racheté par T&S. Le moulage par injection est plus rentable que le moulage par extrusion, car il élimine la nécessité de percer les pièces sur mesure, ce qui permet de réduire les coûts de main-d'œuvre et de matériaux.

Ilsintech procède à un polissage intensif à l'aide de divers outils d'inspection afin de s'assurer que les extrémités des ferrules en céramique sont parfaitement alignées, ce qui empêche les contaminants tels que la poussière, les peluches et l'eau de pénétrer dans les fibres optiques. En outre, des méthodes et des fournitures de nettoyage appropriées (lingettes non pelucheuses et nettoyants spécialisés) doivent également être utilisées afin de maintenir les surfaces des ferrules exemptes de défauts et de contamination.