Keramiske hylser for fiberoptiske kontakter

Keramisk hylsekvalitet er av største betydning for ytelsen til fiberoptiske kontakter, noe som sikrer minimalt innsettingstap, riktig fiberinnretting og redusert tilbakerefleksjon.

Polering av endeflatene er avgjørende for å opprettholde kvaliteten på dette kritiske kontaktpunktet, og Ilsintech har spesialisert seg på produksjon av keramiske hylser.

Produksjonsprosessen

keramisk ferrule begynner som råmateriale som må foredles. For å starte denne prosessen må man først male yttriumstabilisert nano-zirkoniumoksidpulver til en pasta som kan støpes i en sprøytestøpeform, og som etter sintring ved høye temperaturer blir til et fast keramisk materiale.

Sintring er avgjørende for å lage hylser som oppfyller strenge ytelsesstandarder som de som finnes i TIA-568A for multimode fiberoptiske kontakter. Den bestemmer tettheten, styrken og dimensjonene nøyaktig - egenskaper som er avgjørende for å lage hylser som oppfyller denne krevende standarden.

Når en ferrule er ferdig formet, må den gjennom flere prosesser, inkludert polering og inspeksjon. Avanserte prosesserings- og poleringsteknikker bidrar til å sikre presisjon og overflatekvalitet som er nødvendig for lavt signaltap.

Konvensjonell termineringspraksis har lenge anbefalt å la det være et luftgap mellom fibrene for å sikre optimal ytelse. Nyere studier har imidlertid vist at direkte fysisk kontakt gir bedre resultater, og vi har derfor utviklet en metode for å koble sammen optiske fibre ved hjelp av keramiske hylser.

For å oppnå optimale poleringsresultater må keramiske hylser monteres i presisjonsholdere som kan justeres til den ideelle posisjonen. Disse holderne har dessuten fire hjørner som fordeler trykket jevnt og minimerer toppunktsforskyvningen. Disse holderne forhindrer vridning eller vibrasjon som kan øke toppfeil og resultere i inkonsekvent finish.

Materialer

Materialvalg for keramiske hylser som brukes sammen med fiberoptiske kontakter, bør være en integrert del av utvelgelsesprosessen. Høykvalitetsmateriale må gi lavt optisk tap og maksimal mekanisk styrke, i tillegg til presis produksjon for å garantere nøyaktig tilpasning til kontakten og riktig justering.

Dagens keramiske hylser består vanligvis av enten aluminiumoksid eller zirkoniumoksid, og førstnevnte har vanligvis høyere hardhet, slitestyrke og KIC-bruddseighet enn motstykket av zirkoniumoksid. Den lavere KIC-bruddseigheten gjør den imidlertid mer sårbar for skader, og derfor er det vanlig å bruke hylser av aluminiumoksid når mekanisk styrke er av avgjørende betydning.

Men den foreliggende oppfinnelsen tilbyr et alternativ til begge disse materialene ved å benytte ceria-zirkonia som den primære keramiske komponenten. Ceria og zirkonia er kombinert med ca. 12-21 vektprosent i denne oppfinnelsen, mens de resterende delene består av yttria-zirkonia for å skape balanse. Den resulterende keramikken har overlegne fysiske egenskaper, samtidig som den har en betydelig redusert termisk ekspansjonskoeffisient.

Ceria-zirkoniumoksidhylser er relativt mykere enn sine motstykker av aluminiumoksid og har lavere Vickers hardhetsmålinger, noe som gjør det enklere å polere for å sikre riktig paring mellom optisk fiber og hylse. Denne egenskapen er spesielt viktig i singlemode-termineringer, der enhver feilmatching kan føre til betydelige tap av lysoverføring.

Kjennetegn

Keramiske hylser har overlegen mekanisk stabilitet og termisk motstand, er slitesterke, har høy dimensjonal presisjon og tåler tøffe miljøforhold. Keramiske hylser brukes ofte i enkeltmodus- og multimodus-fiberoptiske kontakter, mens metallhylser kan være mer hensiktsmessige i visse spesialiserte bruksområder der presisjon kanskje ikke er like avgjørende.

Når du skal velge en passende keramisk ferrule, er det avgjørende at hullet eller boringen (indre diameter) passer perfekt til den optiske fiberen som skal brukes. For å oppfylle disse strenge toleransene og presise maskineringsprosessene er keramisk sprøytestøping en effektiv løsning. Granulert zirkonia-nanopulver sprøytes deretter inn i spesielle former før det sintres ved høy temperatur og deretter gjennomgår presisjonsslipingsprosesser for å oppnå stivhet og høy prosessnøyaktighet, noe som resulterer i et ideelt keramisk ferruleprodukt.

Presisjon gjør at keramiske hylser kan justeres nøyaktig med optisk fiber, noe som minimerer refleksjon og signaltap i kommunikasjonssystemer og gir maksimal ytelse og kvalitet. Plast- og stålhylser kan være tilgjengelige som alternativer i visse fiberoptiske kontakter, men mangelen på presisjon gjør dem upraktiske løsninger.

Bruksområder

Keramiske hylser har blitt en uunnværlig komponent i utbyggingen av høyhastighetsinternett og kommunikasjonsnettverk med høy kapasitet. De nøyaktige toleransene og ytelsen spiller en uvurderlig rolle når det gjelder å gi oss tilgang til data vi er avhengige av hver eneste dag.

Keramiske hylser krever presisjon når det gjelder hullstørrelse, konsentrisitet og sylindrisk ytterdiameter for å fungere som tiltenkt i optiske kontakter og dempere; kvaliteten må derfor sikre at data og lys beveger seg fritt som tiltenkt.

T&S' forgjenger HNK var en pioner innen keramisk sprøytestøpingsteknologi og opparbeidet seg betydelig erfaring før T&S kjøpte dem opp. Sprøytestøping er mer kostnadseffektivt enn ekstruderingsstøping, ettersom det eliminerer behovet for å bore delene til riktig størrelse, noe som sparer arbeids- og materialkostnader.

Ilsintech gjennomfører en intensiv poleringsprosedyre med ulike inspeksjonsverktøy for å sikre at endeflatene på keramiske hylser er perfekt justert, noe som forhindrer at forurensninger som støv, lo og vann kommer inn i optiske fibre. Videre må det også brukes riktige rengjøringsmetoder og -midler (lofri kluter og spesialrengjøringsmidler) for å holde overflaten på hylsene fri for defekter og forurensning.