Ghiere in ceramica per connettori in fibra ottica

Ghiere in ceramica per connettori in fibra ottica

Le ghiere in ceramica sono elementi essenziali nei connettori per fibre ottiche. Proteggono e allineano le estremità delle fibre per ridurre le perdite di inserzione/ritorno.

La tecnologia di stampaggio a iniezione della ceramica (CIM) viene utilizzata per soddisfare requisiti di alta precisione. Le materie prime in polvere di nano-zirconia vengono granulate e poi iniettate in uno stampo per la sinterizzazione, mentre il pezzo grezzo prodotto viene successivamente lavorato con precisione per soddisfare i rigorosi standard di prestazione.

Materiale

La ghiera in ceramica è un elemento indispensabile per garantire la qualità e le prestazioni delle connessioni in fibra ottica, dalla trasmissione dati ad alta velocità alle applicazioni di telecomunicazione, fino alla terminazione della fibra ottica che utilizza l'ossido di zirconio come materiale. L'accuratezza dimensionale di questo componente è di grande importanza per evitare perdite di potenza durante i processi di trasmissione dei dati.

Le procedure di lucidatura svolgono un ruolo fondamentale nel garantire la qualità delle ghiere in ceramica. La loro estremità deve allinearsi perfettamente con l'estremità della fibra ottica per garantire la tenuta, la riduzione della perdita di inserzione e la riduzione della riflessione posteriore. Ilsintech impiega una procedura di lucidatura meticolosa con diversi strumenti di ispezione per produrre ghiere in ceramica che soddisfano i rigorosi standard di concentricità e precisione dimensionale.

La nano-zirconia stabilizzata con ittrio viene macinata in pasta e poi iniettata in uno stampo a iniezione per essere sinterizzata ad alte temperature per formare la ghiera in ceramica. Dopo la sinterizzazione ad alte temperature, viene sottoposta a lucidatura per rimuovere segni di lavorazione, scalfitture e graffi, nonché a misurazione per classificare il diametro del foro in vari "gradi". La scelta del grado di ceramica appropriato per ogni particolare applicazione è fondamentale per il successo delle prestazioni.

Processo di produzione

Le ghiere in ceramica sono elementi essenziali nei connettori per fibre ottiche. Tengono in posizione l'estremità di una fibra ottica allineandola con precisione alla presa del connettore: senza di esse, la potenza potrebbe andare persa durante la trasmissione.

Le ghiere in ceramica trovano molte applicazioni grazie alla loro forza, durata e resistenza agli ambienti difficili. I connettori ottici che utilizzano ghiere in ceramica offrono una bassa perdita di inserzione con eccellenti proprietà elettriche, oltre a una maggiore resistenza all'usura e stabilità dimensionale.

Fino ai primi anni 2000, la maggior parte delle ghiere in ceramica veniva prodotta attraverso lo stampaggio per estrusione. Ciò richiedeva l'estrusione del materiale grezzo in una forma più grande prima di tagliare, lucidare e forare per raggiungere le dimensioni finali, il che richiedeva molte ore di lavoro e un notevole aumento dei costi.

Gli ingegneri di Adamant Namiki hanno sviluppato una tecnologia di stampaggio a iniezione che elimina la necessità di forare. Ilsintech si affida ora a questa tecnica di produzione avanzata.

Lo stampaggio a iniezione inizia con la granulazione di materie prime in nanopolveri di zirconia stabilizzata con ittrio, che vengono iniettate in uno stampo speciale, prima di essere sinterizzate ad alta temperatura per formare un grezzo di ghiera in ceramica. La rettifica di precisione consente al grezzo di raggiungere un'accuratezza di lavorazione inferiore al micron per un'eccellente rigidità e tolleranza dimensionale.

Prestazioni

Le ghiere in ceramica sono elementi essenziali dei connettori per fibre ottiche. Il loro ruolo principale è quello di sostenere e fissare i conduttori per ottenere le massime prestazioni e la massima stabilità dei dispositivi di telecomunicazione e di consentire un allineamento accurato tra le facce terminali delle fibre ottiche per una trasmissione accurata delle informazioni; le ghiere ceramiche in zirconio di qualità, prodotte secondo standard precisi e rigorosi, garantiscono le massime prestazioni.

Il diametro del foro della ferula deve corrispondere esattamente a quello del nucleo ottico per ottenere le massime prestazioni e anche piccole variazioni di questa tolleranza possono avere serie ripercussioni sulle prestazioni della connettività. Eventuali spazi vuoti o disallineamenti tra le superfici terminali possono causare perdite di inserzione che riducono la capacità di trasmissione della luce.

Kyocera impiega numerose tecniche di lavorazione di precisione e maschere per la produzione di ghiere in ceramica di zirconio per connettori LC/FC, che consentono di ottenere prodotti di alta qualità con un'elevata concentricità su entrambe le estremità e dimensioni del diametro interno/esterno che si adattano perfettamente ai diametri dei nuclei ottici. In questo modo si garantisce la massima compatibilità del nucleo ottico con la ferula.

Un'altra considerazione fondamentale è il raggiungimento dell'accoppiamento laterale tra le facce terminali della ghiera in ceramica e il nucleo ottico, ottenuto rettificando la faccia terminale, creando uno smusso di 8 gradi sulla superficie terminale per migliorare il contatto fisico tra la fibra ottica e il suo rivestimento.

Applicazioni

La fibra ottica utilizza fibre ottiche di vetro estremamente sottili per trasmettere rapidamente grandi volumi di dati su lunghe distanze. Le ghiere in ceramica vengono utilizzate per collegare correttamente queste fibre: qualsiasi disallineamento può portare alla perdita di dati!

Negli ultimi tempi, la maggior parte delle ghiere in ceramica era realizzata in allumina. Recentemente, però, la nuova tecnologia ha prodotto ceramiche con standard di prestazioni molto più elevati; in particolare la ceria-zirconia, che offre una durezza di Vicker e una tenacità alla frattura KIC inferiori rispetto all'allumina, pur garantendo un'eccellente resistenza e stabilità termica. Inoltre, queste ceramiche più morbide si lucidano molto più facilmente, consentendo un migliore accoppiamento della fibra ottica alla ghiera.

Le ghiere in ceramica di zirconio sono disponibili in vari stili per adattarsi a diversi tipi di connettore. Offrono una bassa perdita di inserzione, una bassa riflessione posteriore e una durata superiore per accoppiamenti ripetuti, oltre a un design conico e liscio per guidare la fibra ottica al loro interno senza graffiarne le estremità.

I processi di produzione delle ghiere ceramiche devono rispettare rigorosi standard di concentricità per evitare perdite di segnale, poiché i loro diametri interni richiedono una produzione di precisione. Se questa precisione non viene rispettata, tra le ghiere in ceramica potrebbe formarsi un vuoto d'aria con conseguente degradazione del segnale.


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