Keramische adereindhulzen voor glasvezelverbindingen

De kwaliteit van keramische hulzen is van het grootste belang voor de prestaties van optische vezelschakelaars. Ze zorgen voor een minimaal insertieverlies, een goede uitlijning van de vezel en een verminderde terugreflectie.

Het polijsten van de eindvlakken is essentieel voor het behoud van de kwaliteit op dit kritieke contactpunt en Ilsintech is gespecialiseerd in de productie van keramische adereindhulzen.

Productieproces

keramische huls begint als grondstof die moet worden verfijnd. Om dit proces te beginnen, wordt eerst wat yttrium-gestabiliseerd nano-zirkoniumpoeder vermalen tot een pasta die in een spuitgietmatrijs kan worden gegoten; na het sinteren bij hoge temperaturen wordt het vast keramisch materiaal.

Sinteren is essentieel bij het maken van ferrules die voldoen aan strenge prestatienormen zoals die in TIA-568A voor multimode optische vezelschakelaars. Het bepaalt nauwkeurig hun dichtheid, sterkte en afmetingen - kwaliteiten die essentieel zijn om ferrules te maken die aan deze veeleisende standaard voldoen.

Nadat een huls is gevormd, moet deze nog extra processen ondergaan, waaronder polijsten en inspectie. Geavanceerde verwerkings- en polijsttechnieken zorgen voor de precisie en oppervlaktekwaliteit die nodig zijn voor een laag signaalverlies.

De conventionele afsluitingspraktijk heeft lang gepleit voor het laten bestaan van een luchtspleet tussen vezels om optimale prestaties te garanderen. Recente studies hebben echter aangetoond dat direct fysiek contact superieure resultaten oplevert; daarom hebben we een methode ontwikkeld voor het verbinden van optische vezels met keramische adereindhulzen.

Om een optimaal polijstresultaat te bereiken, moeten keramische ferrules in precisieconnectorhouders worden gemonteerd die daarin op hun ideale positie kunnen worden afgesteld. Bovendien zijn deze houders voorzien van houders met vier hoeken die de stevige druk gelijkmatig verdelen en de verschuiving van de hoekpunten minimaliseren. Deze houders voorkomen wiebelen of trillen waardoor de vertexfout kan toenemen en inconsistente afwerkingen kunnen ontstaan.

Materialen

De materiaalselectie voor keramische ferrules die worden gebruikt met glasvezelconnectoren moet een integraal onderdeel zijn van het selectieproces. Hoogwaardig materiaal moet een laag optisch verlies en maximale mechanische sterkte bieden, evenals een nauwkeurige productie om een precieze passing in de connector en een juiste uitlijning te garanderen.

De huidige keramische hulzen zijn doorgaans samengesteld uit aluminiumoxide of zirkonia, waarbij de eerste doorgaans een hogere hardheid, slijtvastheid en KIC-breuktaaiheid heeft dan de tegenhanger van zirkonia; de lagere KIC-breuktaaiheid maakt het echter kwetsbaarder voor schade, vandaar dat hulzen van aluminiumoxide vaker worden gebruikt wanneer mechanische sterkte van het grootste belang is.

Maar de huidige uitvinding biedt een alternatief voor beide materialen door gebruik te maken van ceria-zirconia als primaire keramische component. Ceria en zirconia worden voor ongeveer 12-21 gewichtspercenten gecombineerd in deze uitvinding; de resterende delen bestaan uit yttria-zirconia voor het evenwicht. De resulterende keramiek beschikt over superieure fysische eigenschappen en heeft een aanzienlijk lagere thermische uitzettingscoëfficiënt.

Ferrules van Ceria-zirconia zijn relatief zachter dan hun tegenhangers van aluminiumoxide en hebben een lagere Vicker-hardheid, waardoor ze gemakkelijker gepolijst kunnen worden om een goede paring tussen optische vezel en ferrule te garanderen. Deze eigenschap is vooral belangrijk bij singlemode afsluitingen waar elke mismatch kan leiden tot aanzienlijke verliezen in lichttransmissie.

Kenmerken

Keramische ferrules bieden superieure mechanische stabiliteit en thermische weerstand, slijtvastheid, hoge dimensionale precisie en zijn bestand tegen zware omgevingsomstandigheden. Keramische adereindhulzen worden vaak gebruikt in enkelvoudige en multimodale optische vezelschakelaars, terwijl metalen adereindhulzen geschikter zijn voor bepaalde gespecialiseerde toepassingen waarbij precisie minder belangrijk is.

Bij het kiezen van de juiste keramische huls is het essentieel dat het gat of de boring (binnendiameter) perfect past bij de optische vezel die wordt gebruikt. Om aan deze strenge toleranties en nauwkeurige bewerkingsprocessen te voldoen, biedt keramisch spuitgieten een effectieve oplossing. Gegranuleerd zirconia nanopoeder materiaal wordt dan in speciale mallen geïnjecteerd voordat het bij hoge temperatuur wordt gesinterd en daarna precisie slijpprocessen ondergaat voor stijfheid en een hoge verwerkingsnauwkeurigheid wat resulteert in een ideaal keramisch ferrule product.

Dankzij de precisie kunnen keramische adereindhulzen nauwkeurig worden uitgelijnd met optische vezels, waardoor weerkaatsing en signaalverlies in communicatiesystemen worden geminimaliseerd, voor maximale prestaties en kwaliteit. Kunststof en stalen adereindhulzen kunnen beschikbaar zijn als alternatief in bepaalde glasvezelconnectoren, maar door hun gebrek aan precisie zijn dit onpraktische oplossingen.

Toepassingen

Keramische ferrules zijn een onmisbaar onderdeel geworden in de uitbreiding van hogesnelheidsinternet en communicatienetwerken met hoge capaciteit. Hun nauwkeurige toleranties en prestaties spelen een rol van onschatbare waarde bij het bieden van toegang tot gegevens waar we elke dag op vertrouwen.

Keramische ferrules vereisen precisie in termen van gatgrootte, concentriciteit en buitendiameter cilindriciteit om te presteren zoals bedoeld in optische connectoren en verzwakkers; hun kwaliteit moet daarom garanderen dat gegevens en licht vrij kunnen reizen zoals bedoeld.

T&S's voorganger HNK pionierde met keramische spuitgiettechnologie en vergaarde aanzienlijke ervaring voordat T&S hen overnam. Spuitgieten is kosteneffectiever dan extrusiegieten omdat er geen stukken op maat geboord hoeven te worden, wat arbeids- en materiaalkosten bespaart.

Ilsintech voert een intensieve polijstprocedure uit met verschillende inspectie-instrumenten om ervoor te zorgen dat de eindvlakken van keramische ferrules perfect zijn uitgelijnd, waardoor verontreinigingen zoals stof, pluisjes en water niet in optische vezels kunnen binnendringen. Bovendien moeten de juiste reinigingsmethoden en -benodigdheden (pluisvrije doekjes en speciale reinigers) worden gebruikt om de oppervlakken van de ferrules vrij van defecten en verontreiniging te houden.