Anilhas de cerâmica para conectores de fibra ótica

A qualidade da virola de cerâmica é da maior importância para o desempenho dos conectores de fibra ótica, garantindo uma perda de inserção mínima, um alinhamento correto da fibra e uma retro-reflexão reduzida.

O polimento das extremidades é essencial para manter a qualidade neste ponto de contacto crítico, e a Ilsintech é especializada no fabrico de virolas de cerâmica.

Processo de fabrico

A virola de cerâmica começa como matéria-prima que tem de ser refinada. Para iniciar este processo, começa-se por moer um pouco de pó de nano-zircónio estabilizado com ítrio até obter uma pasta que pode ser moldada num molde de injeção; depois de sinterizada a altas temperaturas, transformar-se-á num material cerâmico sólido.

A sinterização é essencial na criação de virolas que cumprem normas de desempenho rigorosas, como as encontradas na norma TIA-568A para conectores de fibra ótica multimodo. Determina com exatidão a sua densidade, resistência e dimensões - qualidades essenciais para a criação de virolas que cumpram esta exigente norma.

Uma vez formado o ferrolho, este deve ser submetido a 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 uma baixa perda de sinal.

A prática convencional de terminação há muito que defende a necessidade de deixar um espaço de ar entre as fibras para garantir um desempenho ótimo. Mas estudos recentes demonstraram que o contacto físico direto oferece resultados superiores; por isso, desenvolvemos um método para ligar fibras ópticas utilizando virolas de cerâmica.

Para obter resultados óptimos de polimento, as virolas de cerâmica devem ser montadas em suportes de conectores de precisão que podem ser ajustados à sua posição ideal dentro deles. Além disso, estes suportes possuem quatro cantos que distribuem uniformemente a pressão firme, minimizando o desvio do vértice. Estes suportes evitam a oscilação ou vibração que poderia aumentar o erro do vértice e resultar em acabamentos inconsistentes.

Materiais

A seleção do material para virolas de cerâmica utilizadas com conectores de fibra ótica deve ser um componente integral do seu processo de seleção. O material de alta qualidade deve proporcionar baixa perda ótica e máxima resistência mecânica, bem como uma produção precisa para garantir um encaixe exato no conetor e um alinhamento adequado.

As virolas cerâmicas actuais são tipicamente compostas por alumina ou zircónia, sendo que a primeira tem tipicamente maior dureza, resistência ao desgaste e resistência à fratura KIC do que a sua contraparte de zircónia; no entanto, a sua menor resistência à fratura KIC torna-a mais vulnerável a danos, daí que as virolas de alumina sejam mais utilizadas quando a resistência mecânica é fundamental.

Mas a presente invenção oferece uma alternativa a estes dois materiais ao empregar céria-zircónia como o seu componente cerâmico principal. A céria e a zircónia são combinadas em aproximadamente 12-21 por cento em peso na presente invenção; quaisquer porções restantes consistem em ítria-zircónia para equilíbrio. A cerâmica resultante apresenta propriedades físicas superiores, ao mesmo tempo que apresenta um coeficiente de expansão térmica significativamente reduzido.

As virolas de céria-zircónia são relativamente mais macias do que as suas homólogas de alumina e têm medições de dureza Vicker mais baixas, permitindo um polimento mais fácil para garantir o encaixe adequado entre a fibra ótica e a virola. Esta caraterística é especialmente importante nas terminações monomodo, em que qualquer desfasamento pode levar a perdas substanciais de transmissão de luz.

Características

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

Ao selecionar a virola de cerâmica adequada, é essencial que o orifício ou furo (diâmetro interior) corresponda perfeitamente à fibra ótica utilizada. Para cumprir estas tolerâncias rigorosas e processos de maquinação precisos, a moldagem por injeção de cerâmica oferece uma solução eficaz. O material granulado de nanopó de zircónio é depois injetado em moldes especiais antes de ser sinterizado a alta temperatura e depois de passar por processos de trituração de precisão para obter rigidez e elevada precisão de processamento, resultando num produto de virola de cerâmica ideal.

A precisão permite que as virolas de cerâmica se alinhem exatamente com a fibra ótica, minimizando a retro-reflexão e a perda de sinal nos sistemas de comunicação, para um desempenho e qualidade máximos. As ponteiras de plástico e de aço podem estar disponíveis como alternativas em determinados conectores de fibra ótica; no entanto, a sua falta de precisão torna-as soluções pouco práticas.

Aplicações

As virolas cerâmicas tornaram-se um componente indispensável na expansão da Internet de alta velocidade e das redes de comunicações de alta capacidade. As suas tolerâncias e desempenho precisos desempenham um papel inestimável no acesso aos dados de que dependemos todos os dias.

As virolas cerâmicas requerem precisão em termos de dimensão dos orifícios, concentricidade e cilindricidade do diâmetro exterior para funcionarem como previsto nos conectores e atenuadores ópticos; a sua qualidade deve, por conseguinte, garantir que os dados e a luz circulem livremente como previsto.

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 rentável do que a moldagem por extrusão, uma vez que elimina a necessidade de perfurar as peças à medida, poupando assim custos de mão de obra e de material.

A Ilsintech realiza um procedimento de polimento intensivo com várias ferramentas de inspeção, de modo a garantir que as faces finais das virolas de cerâmica estão perfeitamente alinhadas, o que impede a entrada de contaminantes como pó, cotão e água nas fibras ópticas. Para além disso, devem ser utilizados métodos e materiais de limpeza adequados (toalhetes que não largam pêlos e produtos de limpeza especiais) para manter as superfícies das virolas livres de defeitos e contaminação.