光ファイバーコネクター用セラミックフェルール

セラミックフェルールの品質は、光ファイバーコネクターの性能にとって最も重要であり、最小限の挿入損失、適切なファイバーアライメント、後方反射の低減を保証します。

端面の研磨は、この重要な接触点の品質を維持するために不可欠であり、イルシンテックはセラミックフェルールの製造に特化しています。

製造工程

セラミック・フェルールは、精製が必要な原材料から始まる。このプロセスを開始するには、まずイットリウム安定化ナノジルコニア粉末を射出成形金型で成形可能なペースト状に粉砕する。

焼結は、マルチモード光ファイバーコネクターのTIA-568Aに見られるような厳しい性能規格を満たすフェルールを作成するために不可欠です。焼結は、フェルールの密度、強度、寸法を正確に決定し、この厳しい規格に適合するフェルールを作成するために不可欠な品質です。

フェルールが形成されると、研磨や検査などの追加工程を経なければなりません。高度な加工と研磨技術は、低信号損失に必要な精度と表面品質を確保するのに役立ちます。

従来の終端処理では、最適な性能を確保するためにファイバー間にエアギャップを空けることが推奨されてきた。しかし最近の研究では、直接物理的に接触させた方が優れた結果が得られることが実証されています。そこで私たちは、セラミックフェルールを用いた光ファイバの接続方法を開発しました。

最適な研磨結果を得るためには、セラミック・フェルールを、その中で理想的な位置に調整できる精密コネクター・ホルダーに取り付ける必要があります。さらに、これらのホルダーは、頂点のオフセットを最小限に抑えながら、しっかりとした圧力を均等に分散させる4隅のホールドダウンを備えています。これらのホールドダウンは、頂点誤差を増大させ、一貫性のない仕上げをもたらす可能性のある、ぐらつきや振動を防ぎます。

材料

光ファイバー・コネクターに使用されるセラミック・フェルールの材料選択は、その選択プロセスの不可欠な要素であるべきです。高品位の材料は、低光学損失と最大の機械的強度を提供し、コネクタとの正確な嵌合と適切なアライメントを保証する精密な製造が必要です。

現在のセラミック・フェルールは、一般的にアルミナまたはジルコニアで構成されており、前者は一般的にジルコニアよりも硬度、耐摩耗性、KIC破壊靭性が高い。

しかし、本発明は、セリア-ジルコニアを主要なセラミック成分として採用することにより、これらの材料の両方に代わるものを提供する。セリアとジルコニアは、本発明では約12～21重量％の割合で組み合わされ、残りの部分はバランスをとるためにイットリア-ジルコニアで構成されています。その結果、セラミックは優れた物理的特性を誇り、熱膨張係数が著しく低下します。

セリア-ジルコニア・フェルールは、アルミナ・フェルールよりも比較的軟らかく、ビッカース硬度の測定値が低いため、光ファイバーとフェルールの適切な嵌合を確保するための研磨が容易です。この特徴は、不一致が光伝送の大幅な損失につながる可能性があるシングルモード終端では特に重要です。

特徴

セラミックフェルールは、優れた機械的安定性と耐熱性、耐摩耗性、高い寸法精度を備え、過酷な環境条件にも耐えることができます。セラミックフェルールは、シングルモードおよびマルチモードの光ファイバーコネクターで一般的に使用されていますが、精度がそれほど重要でない特殊な用途では、メタルフェルールの方が適している場合があります。

適切なセラミックフェルールを選択する場合、穴またはボア（内径）が使用する光ファイバーと完全に一致することが不可欠です。このような厳しい公差と精密な機械加工工程を満たすために、セラミック射出成形が効果的なソリューションを提供します。粒状化されたジルコニアナノパウダーを特殊な金型に注入し、高温で焼結させた後、精密研磨工程を経て、剛性と高い加工精度を備えた理想的なセラミックフェルール製品が出来上がります。

セラミックフェルールは高精度のため、光ファイバーと正確に整列し、通信システムにおける後方反射と信号損失を最小限に抑え、最高の性能と品質を実現します。プラスチックやスチールのフェルールは、特定の光ファイバーコネクターの代替品として利用できる場合がありますが、精度が不足しているため、実用的なソリューションではありません。

アプリケーション

セラミック・フェルールは、高速インターネットや大容量通信ネットワークの拡大に不可欠な部品となっています。その精密な公差と性能は、私たちが毎日頼りにしているデータへのアクセスを提供する上で、かけがえのない役割を果たしています。

セラミック・フェルールは、光コネクターやアッテネーターで意図した性能を発揮するために、穴の大きさ、同心度、外径の円筒度などの点で精度が要求される。したがって、その品質は、データと光が意図した通りに自由に移動することを保証しなければならない。

T&Sの前身であるHNKは、セラミック射出成形技術のパイオニアであり、T&Sが買収するまでに多くの経験を積んできました。射出成形は押し出し成形よりもコスト効率が高く、サイズに合わせてドリルで穴を開ける必要がないため、人件費や材料費を節約することができます。

イルシンテックでは、セラミックフェルールの端面が完全に整列していることを確認するために、様々な検査ツールを使用して集中的な研磨手順を実施し、ほこり、糸くず、水などの汚染物質が光ファイバーに侵入するのを防ぎます。さらに、フェルールの表面に欠陥や汚染がないように、適切な洗浄方法と洗浄用品（糸くずの出ないワイプや特殊クリーナー）を使用する必要があります。