Anéis de cerâmica para conectores de fibra óptica

A qualidade do ferrolho de cerâmica é de extrema importância para o desempenho dos conectores de fibra óptica, garantindo perda mínima de inserção, alinhamento adequado da fibra e reflexão traseira reduzida.

O polimento das faces das extremidades é essencial para manter a qualidade nesse ponto de contato crítico, e a Ilsintech é especializada na fabricação de ponteiras de cerâmica.

Processo de fabricação

A virola de cerâmica começa como matéria-prima que deve ser refinada. Para iniciar esse processo, primeiro moa um pouco de pó de nanozircônia estabilizada com ítrio até formar uma pasta que possa ser moldada em um molde de injeção; depois de sinterizada em altas temperaturas, ela se tornará um material cerâmico sólido.

A sinterização é essencial para a criação de ponteiras que atendam a padrões de desempenho rigorosos, como os encontrados na norma TIA-568A para conectores de fibra óptica multimodo. Ela determina sua densidade, resistência e dimensões com precisão - qualidades essenciais para a criação de ponteiras que atendam a esse exigente padrão.

Após a formação do ferrolho, ele deve passar por processos adicionais, incluindo polimento e inspeção. As técnicas avançadas de processamento e polimento ajudam a garantir a precisão e a qualidade da superfície necessárias para a baixa perda de sinal.

A prática convencional de terminação há muito tempo defende que se deixe um espaço de ar entre as fibras para garantir o desempenho ideal. Mas estudos recentes demonstraram que o contato físico direto oferece resultados superiores; portanto, desenvolvemos um método para conectar fibras ópticas usando ponteiras de cerâmica.

Para obter os melhores resultados de polimento, as virolas de cerâmica devem ser montadas em suportes de conectores de precisão que possam ser ajustados à sua posição ideal dentro deles. Além disso, esses suportes contam com suportes de quatro cantos que distribuem uniformemente a pressão firme e minimizam o deslocamento do vértice. Esses suportes evitam oscilações ou vibrações que poderiam aumentar o erro do vértice e resultar em acabamentos inconsistentes.

Materiais

A seleção de material para ponteiras de cerâmica usadas com conectores de fibra óptica deve ser um componente integral de seu processo de seleção. O material de alta qualidade deve proporcionar baixa perda óptica e máxima resistência mecânica, além de uma produção precisa para garantir o encaixe exato no conector e o alinhamento adequado.

As virolas de cerâmica atuais são normalmente compostas de alumina ou zircônia, sendo que a primeira normalmente tem maior dureza, resistência ao desgaste e resistência à fratura KIC do que sua contraparte de zircônia; no entanto, sua menor resistência à fratura KIC a torna mais vulnerável a danos, por isso as virolas de alumina são usadas mais comumente quando a resistência mecânica é fundamental.

Mas a presente invenção oferece uma alternativa a esses dois materiais ao empregar a ceria-zircônia como seu principal componente cerâmico. A céria e a zircônia são combinadas em aproximadamente 12% a 21% por peso na presente invenção; as porções restantes consistem em ítria-zircônia para equilibrar. A cerâmica resultante apresenta propriedades físicas superiores e um coeficiente de expansão térmica significativamente menor.

As virolas de céria-zircônia são relativamente mais macias do que suas contrapartes de alumina e têm medidas de dureza Vicker mais baixas, o que permite um polimento mais fácil para garantir o acoplamento adequado entre a fibra óptica e a virola. Esse recurso é especialmente importante em terminações monomodo, em que qualquer incompatibilidade pode levar a perdas substanciais de transmissão de luz.

Características

As ponteiras de cerâmica oferecem estabilidade mecânica e resistência térmica superiores, resistência ao desgaste, alta precisão dimensional e podem suportar condições ambientais adversas. As ponteiras de cerâmica são comumente encontradas em conectores de fibra óptica monomodo e multimodo, enquanto as de metal podem ser mais apropriadas em determinadas aplicações especializadas em que a precisão pode não ser tão crucial.

Ao selecionar a virola de cerâmica apropriada, é essencial que o furo ou orifício (diâmetro interno) corresponda perfeitamente à fibra óptica que está sendo usada. Para atender a essas tolerâncias rigorosas e aos processos de usinagem precisos, a moldagem por injeção de cerâmica oferece uma solução eficaz. O material granulado de nanopó de zircônia é então injetado em moldes especiais antes de ser sinterizado em alta temperatura e, em seguida, passar por processos de retificação de precisão para obter rigidez e alta precisão de processamento, resultando em um produto ideal de ponteira de cerâmica.

A precisão permite que as ponteiras de cerâmica se alinhem com precisão à fibra óptica, minimizando a reflexão traseira e a perda de sinal nos sistemas de comunicação, para obter o máximo de desempenho e qualidade. As ponteiras de plástico e aço podem estar disponíveis como alternativas em determinados conectores de fibra óptica; no entanto, sua falta de precisão as torna soluções impraticáveis.

Aplicativos

As ponteiras de cerâmica se tornaram um componente indispensável na expansão da Internet de alta velocidade e das redes de comunicação de alta capacidade. Suas tolerâncias e desempenho precisos desempenham um papel inestimável ao nos fornecer acesso aos dados dos quais dependemos todos os dias.

As virolas de cerâmica exigem precisão em termos de tamanho do orifício, concentricidade e cilindricidade do diâmetro externo para funcionar como pretendido em conectores e atenuadores ópticos; sua qualidade deve, portanto, garantir que os dados e a luz trafeguem livremente como pretendido.

A antecessora da T&S, a HNK, foi pioneira na tecnologia de moldagem por injeção de cerâmica e acumulou uma experiência significativa antes de ser adquirida pela T&S. A moldagem por injeção é mais econômica do que a moldagem por extrusão, pois elimina a necessidade de perfurar as peças no tamanho certo, economizando custos de mão de obra e material.

A Ilsintech realiza um procedimento de polimento intensivo com várias ferramentas de inspeção para garantir que as faces das extremidades das ponteiras de cerâmica estejam perfeitamente alinhadas, o que evita que contaminantes como poeira, fiapos e água entrem nas fibras ópticas. Além disso, métodos e suprimentos de limpeza adequados (lenços que não soltam fiapos e limpadores especiais) também devem ser utilizados para manter as superfícies das ponteiras livres de defeitos e contaminação.