Anilhas de cerâmica para conectores de fibra ótica

As ponteiras cerâmicas são elementos essenciais nos conectores de fibra ótica. Protegem e alinham as extremidades das fibras para reduzir as perdas de inserção/retorno.

A tecnologia de moldagem por injeção de cerâmica (CIM) é utilizada para satisfazer requisitos de elevada precisão. As matérias-primas em pó de nano-zircónio granulado são granuladas e depois injectadas num molde para sinterização, sendo o molde produzido posteriormente maquinado com precisão, de modo a cumprir normas de desempenho rigorosas.

Material

Uma virola de cerâmica é um elemento indispensável para garantir a qualidade e o desempenho das ligações de fibra ótica, desde a transmissão de dados a alta velocidade e aplicações de telecomunicações, até à terminação de fibra ótica utilizando zircónio como material. A precisão dimensional deste componente é de grande importância para evitar a perda de transmissão de energia durante os processos de transmissão de dados.

Os procedimentos de polimento desempenham um papel fundamental para garantir a qualidade das virolas de cerâmica. A sua extremidade deve alinhar-se perfeitamente com a extremidade de uma fibra ótica para uma vedação estanque, uma perda de inserção reduzida e uma redução da retro-reflexão. A Ilsintech utiliza um procedimento de polimento meticuloso com várias ferramentas de inspeção para produzir virolas de cerâmica que cumprem normas rigorosas de concentricidade e precisão dimensional.

A nano-zircónia estabilizada com ítrio moído é moída até se tornar uma pasta e depois injectada num molde de injeção para ser sinterizada a altas temperaturas para formar a virola cerâmica. Após a sinterização a altas temperaturas, é submetida a um polimento para remover marcas de maquinação, cortes e riscos, bem como a uma medição para classificar o diâmetro do furo em vários "graus". A escolha do grau adequado de cerâmica para qualquer aplicação específica é fundamental para o seu bom desempenho.

Processo de fabrico

As ponteiras cerâmicas são elementos essenciais nos conectores de fibra ótica. Mantêm a extremidade de uma fibra ótica no lugar, alinhando-a com precisão à sua tomada no conetor - sem elas, pode perder-se energia durante a transmissão.

As ponteiras de cerâmica têm muitas aplicações devido à sua força, durabilidade e resistência a ambientes agressivos. Os conectores ópticos que utilizam virolas cerâmicas proporcionam uma baixa perda de inserção com excelentes propriedades eléctricas, ao mesmo tempo que oferecem uma maior resistência ao desgaste e estabilidade dimensional.

Até ao início dos anos 2000, a maioria das virolas de cerâmica era produzida através de moldagem por extrusão. Isto exigia a extrusão da matéria-prima numa forma maior antes de cortar, polir e perfurar para atingir as dimensões finais - o que exigia muitas horas de esforço laborioso e aumentava significativamente o custo.

Os engenheiros da Adamant Namiki desenvolveram uma tecnologia de moldagem por injeção que elimina a necessidade de perfuração. A Ilsintech conta atualmente com esta técnica de produção avançada.

A moldagem por injeção começa com matérias-primas de nanopó de zircónio estabilizado com ítrio especialmente processadas, que são granuladas e injectadas num molde especial, antes de serem sinterizadas a alta temperatura para formar um molde de virola de cerâmica. A moagem de precisão permite então que o molde atinja uma precisão de processamento submicrónica para uma excelente rigidez e tolerância dimensional.

Desempenho

As ponteiras de cerâmica são elementos essenciais dos conectores de fibras ópticas. A sua função principal é suportar e fixar os condutores para obter o máximo desempenho e estabilidade dos dispositivos de telecomunicações e permitir um alinhamento exato entre as extremidades das fibras ópticas para uma transmissão precisa da informação; as ponteiras de cerâmica de zircónio de qualidade fabricadas segundo normas precisas e rigorosas garantem o máximo desempenho.

O diâmetro do furo do ferrolho deve corresponder exatamente ao do núcleo ótico para obter o máximo desempenho, e mesmo pequenas variações nesta tolerância podem ter repercussões graves no desempenho da conetividade. Quaisquer lacunas ou desfasamentos entre as extremidades podem conduzir a perdas de inserção que reduzem a capacidade de transmissão da luz.

A Kyocera emprega numerosas técnicas de processamento de precisão e gabaritos ao produzir virolas de cerâmica de zircónio para conectores LC/FC, utilizando-as para produzir produtos de alta qualidade com elevada concentricidade em ambas as extremidades, bem como dimensões de diâmetro interior/exterior que complementam perfeitamente os diâmetros do núcleo ótico. Isto assegura que a virola tem a máxima compatibilidade com o núcleo ótico.

Outra consideração fundamental é a obtenção de uma correspondência lateral entre as extremidades da virola cerâmica e o núcleo ótico, conseguida através da retificação da sua face final, criando um bisel de 8 graus na sua superfície final para melhorar o contacto físico entre a fibra ótica e o seu revestimento.

Aplicações

A fibra ótica utiliza fibras ópticas de vidro extremamente finas para transmitir rapidamente grandes volumes de dados a longas distâncias. As virolas cerâmicas são utilizadas para ligar corretamente estas fibras - qualquer desfasamento pode levar à perda de dados!

Recentemente, a maioria das virolas de cerâmica era feita de alumina. Mas, recentemente, a nova tecnologia produziu cerâmicas com padrões de desempenho muito mais elevados; especificamente a ceria-zircónia, que proporciona uma dureza Vicker e uma resistência à fratura KIC inferiores às da alumina, ao mesmo tempo que proporciona uma excelente resistência e estabilidade térmica. Além disso, estas cerâmicas mais macias polem-se muito mais facilmente, permitindo um melhor acoplamento de uma fibra ótica ao ferrolho.

As ponteiras de cerâmica de zircónio são fornecidas em vários estilos para se adaptarem a diferentes tipos de conectores. Proporcionam uma baixa perda de inserção, uma baixa retro-reflexão e uma durabilidade superior ao longo de repetidos acasalamentos, ao mesmo tempo que oferecem desenhos cónicos suaves para guiar a fibra ótica para o seu interior sem riscar as extremidades.

Os processos de fabrico de virolas de cerâmica têm de cumprir normas de concentricidade rigorosas para evitar a perda de sinal, uma vez que os seus diâmetros internos exigem um fabrico de precisão. Se esta precisão não for cumprida, pode formar-se um espaço de ar entre as virolas de cerâmica, o que conduz à degradação do sinal.