Ceramiczne tuleje do złączy światłowodowych

Jakość ceramicznej tulei ma ogromne znaczenie dla wydajności złączy światłowodowych, zapewniając minimalne straty wtrąceniowe, prawidłowe wyrównanie włókien i zmniejszone odbicie wsteczne.

Polerowanie powierzchni czołowych ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania jakości w tym krytycznym punkcie styku, a Ilsintech specjalizuje się w produkcji tulei ceramicznych.

Proces produkcji

Ceramiczna tuleja zaczyna się jako surowiec, który musi zostać poddany rafinacji. Aby rozpocząć ten proces, należy najpierw zmielić trochę stabilizowanego itrem proszku nanotlenku cyrkonu na pastę, którą można formować w formie wtryskowej; po spiekaniu w wysokich temperaturach stanie się stałym materiałem ceramicznym.

Spiekanie jest niezbędne do tworzenia tulejek, które spełniają rygorystyczne standardy wydajności, takie jak te określone w normie TIA-568A dla wielomodowych złączy światłowodowych. Określa ono dokładnie ich gęstość, wytrzymałość i wymiary - cechy niezbędne do tworzenia tulejek spełniających ten wymagający standard.

Po uformowaniu tuleja musi zostać poddana dodatkowym procesom, w tym polerowaniu i kontroli. Zaawansowane techniki przetwarzania i polerowania pomagają zapewnić precyzję i jakość powierzchni niezbędną do niskiej utraty sygnału.

Konwencjonalna praktyka terminowania od dawna zaleca pozostawienie szczeliny powietrznej między włóknami w celu zapewnienia optymalnej wydajności. Jednak ostatnie badania wykazały, że bezpośredni kontakt fizyczny zapewnia lepsze wyniki; dlatego opracowaliśmy metodę łączenia włókien światłowodowych za pomocą ceramicznych tulei.

Aby osiągnąć optymalne wyniki polerowania, ceramiczne tuleje muszą być zamontowane w precyzyjnych uchwytach łączących, które można dostosować do ich idealnej pozycji. Co więcej, uchwyty te są wyposażone w czterokątne dociski, które równomiernie rozkładają mocny nacisk, minimalizując jednocześnie przesunięcie wierzchołków. Uchwyty te zapobiegają drganiom lub wibracjom, które mogłyby zwiększyć błąd wierzchołka i skutkować niespójnym wykończeniem.

Materiały

Wybór materiału dla ceramicznych tulejek używanych ze złączami światłowodowymi powinien być integralnym elementem procesu ich wyboru. Wysokiej jakości materiał musi zapewniać niskie straty optyczne i maksymalną wytrzymałość mechaniczną, a także precyzyjną produkcję, aby zagwarantować dokładne dopasowanie do złącza i prawidłowe wyrównanie.

Obecne tuleje ceramiczne składają się zazwyczaj z tlenku glinu lub tlenku cyrkonu, przy czym ten pierwszy ma zazwyczaj wyższą twardość, odporność na zużycie i odporność na pękanie KIC niż jego odpowiednik z tlenku cyrkonu; jednak jego niższa odporność na pękanie KIC czyni go bardziej podatnym na uszkodzenia, dlatego też tuleje z tlenku glinu są częściej stosowane, gdy najważniejsza jest wytrzymałość mechaniczna.

Jednak niniejszy wynalazek oferuje alternatywę dla obu tych materiałów, wykorzystując tlenek cyrkonu jako główny składnik ceramiczny. Ceria i tlenek cyrkonu są połączone w około 12-21 procentach wagowych w niniejszym wynalazku; wszelkie pozostałe porcje składają się z tlenku cyrkonu yttria dla równowagi. Uzyskana w ten sposób ceramika charakteryzuje się doskonałymi właściwościami fizycznymi, a jednocześnie znacznie obniżonym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej.

Tuleje z tlenku cyrkonu są stosunkowo bardziej miękkie niż ich odpowiedniki z tlenku glinu i mają niższą twardość Vickera, co pozwala na łatwiejsze polerowanie w celu zapewnienia prawidłowego dopasowania między światłowodem a tuleją. Cecha ta jest szczególnie ważna w przypadku zakończeń jednomodowych, gdzie jakiekolwiek niedopasowanie może prowadzić do znacznych strat w transmisji światła.

Charakterystyka

Ceramiczne tulejki oferują doskonałą stabilność mechaniczną i odporność termiczną, odporność na zużycie, wysoką precyzję wymiarową i mogą wytrzymać trudne warunki środowiskowe. Ceramiczne tulejki są powszechnie stosowane w jedno- i wielomodowych złączach światłowodowych, podczas gdy metalowe mogą być bardziej odpowiednie w niektórych specjalistycznych zastosowaniach, w których precyzja może nie być tak istotna.

Przy wyborze odpowiedniej tulei ceramicznej ważne jest, aby otwór lub otwór (średnica wewnętrzna) idealnie pasował do używanego światłowodu. Aby sprostać tym rygorystycznym tolerancjom i precyzyjnym procesom obróbki, skutecznym rozwiązaniem jest formowanie wtryskowe ceramiki. Granulowany nanoproszek cyrkonu jest następnie wtryskiwany do specjalnych form, a następnie spiekany w wysokiej temperaturze przed przejściem przez precyzyjne procesy szlifowania w celu uzyskania sztywności i wysokiej dokładności przetwarzania, co skutkuje idealnym produktem ceramicznym.

Precyzja pozwala ceramicznym tulejkom na dokładne wyrównanie ze światłowodem, minimalizując odbicia wsteczne i straty sygnału w systemach komunikacyjnych, zapewniając maksymalną wydajność i jakość. Plastikowe i stalowe tuleje mogą być dostępne jako alternatywa w niektórych złączach światłowodowych; jednak ich brak precyzji czyni je niepraktycznymi rozwiązaniami.

Zastosowania

Ceramiczne tuleje stały się niezbędnym elementem w rozbudowie szybkiego Internetu i sieci komunikacyjnych o dużej przepustowości. Ich precyzyjne tolerancje i wydajność odgrywają nieocenioną rolę w zapewnianiu nam dostępu do danych, na których polegamy każdego dnia.

Ceramiczne tuleje wymagają precyzji pod względem rozmiaru otworu, współosiowości i cylindryczności średnicy zewnętrznej, aby działać zgodnie z przeznaczeniem w złączach optycznych i tłumikach; ich jakość musi zatem zapewniać swobodny przepływ danych i światła zgodnie z przeznaczeniem.

Poprzednik T&S, firma HNK, była pionierem w technologii formowania wtryskowego ceramiki i zgromadziła znaczące doświadczenie przed przejęciem przez T&S. Formowanie wtryskowe jest bardziej opłacalne niż wytłaczanie, ponieważ eliminuje potrzebę wiercenia elementów na wymiar, oszczędzając w ten sposób koszty pracy i materiałów.

Ilsintech przeprowadza intensywną procedurę polerowania za pomocą różnych narzędzi kontrolnych, aby zapewnić idealne wyrównanie powierzchni czołowych ferrul ceramicznych, co zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń, takich jak kurz, kłaczki i woda, do włókien światłowodowych. Ponadto należy stosować odpowiednie metody czyszczenia i materiały eksploatacyjne (niestrzępiące się chusteczki i specjalistyczne środki czyszczące), aby powierzchnie ferrul były wolne od wad i zanieczyszczeń.