Керамические феррулы для волоконно-оптических разъемов

Керамические феррулы являются важнейшими элементами волоконно-оптических разъемов. Они защищают и выравнивают концы волокон для снижения вносимых/возвратных потерь.

Технология литья керамики под давлением (CIM) используется для удовлетворения высоких требований к точности. Гранулированный порошок нано-циркония гранулируется, затем впрыскивается в форму для спекания, после чего полученная заготовка подвергается точной механической обработке, чтобы соответствовать строгим стандартам производительности.

Материал

Керамическая обойма - незаменимый элемент, обеспечивающий качество и производительность оптоволоконных соединений, начиная от высокоскоростной передачи данных и телекоммуникационных приложений и заканчивая заделкой оптического волокна с использованием диоксида циркония в качестве материала. Точность размеров этого компонента имеет большое значение для предотвращения потерь при передаче энергии во время процессов передачи данных.

Процедуры полировки играют ключевую роль в обеспечении качества керамических феррулов. Их торец должен идеально совпадать с торцом оптического волокна для обеспечения герметичности, снижения вносимых потерь и уменьшения обратного отражения. Компания Ilsintech применяет тщательную процедуру полировки с использованием многочисленных инструментов контроля, чтобы производить керамические феррулы, отвечающие строгим стандартам концентричности и точности размеров.

Наноцирконий, стабилизированный иттрием, измельчают в пасту, затем вводят в литьевую форму для спекания при высоких температурах, чтобы получить керамический наконечник. После спекания при высоких температурах она подвергается полировке для удаления следов обработки, зазубрин и царапин, а также измерению для классификации диаметра отверстия на различные "сорта". Выбор подходящего сорта керамики для конкретного применения имеет первостепенное значение для его успешной работы.

Процесс производства

Керамические феррулы - важнейшие элементы волоконно-оптических разъемов. Они удерживают конец оптического волокна на месте, точно выравнивая его по гнезду разъема - без них питание может быть потеряно во время передачи.

Керамические феррулы находят широкое применение благодаря своей прочности, долговечности и устойчивости к неблагоприятным условиям окружающей среды. Оптические разъемы, в которых используются керамические феррулы, обеспечивают низкие вносимые потери и отличные электрические свойства, а также повышенную износостойкость и стабильность размеров.

До начала 2000-х годов большинство керамических феррулов производилось методом экструзионного формования. Для этого требовалось экструдировать сырье в большую форму, а затем резать, полировать и сверлить отверстия для достижения окончательных размеров, что требовало многих часов кропотливой работы и значительно увеличивало стоимость.

Инженеры Adamant Namiki разработали технологию литья под давлением, которая исключает необходимость сверления. Теперь компания Ilsintech использует эту передовую технологию производства.

Литье под давлением начинается со специально обработанного сырья в виде нанопорошка циркония, стабилизированного иттрием, которое гранулируется и впрыскивается в специальную форму, а затем спекается при высокой температуре для формирования керамической заготовки ферулы. Прецизионная шлифовка позволяет достичь субмикронной точности обработки заготовки, что обеспечивает превосходную жесткость и точность размеров.

Производительность

Керамические феррулы являются важнейшими элементами оптических волоконных соединителей. Их основная роль заключается в поддержке и фиксации проводников для обеспечения максимальной производительности и стабильности телекоммуникационных устройств, а также в обеспечении точного выравнивания торцов оптических волокон для точной передачи информации; качественные феррулы из циркониевой керамики, изготовленные в соответствии с точными и строгими стандартами, гарантируют максимальную производительность.

Для достижения максимальной производительности диаметр отверстия ферулы должен точно соответствовать диаметру оптического сердечника, и даже небольшие отклонения в этом допуске могут иметь серьезные последствия для производительности соединения. Любые зазоры или несоответствия между торцевыми поверхностями могут привести к вносимым потерям, что снижает пропускную способность.

Kyocera применяет многочисленные прецизионные технологии обработки и оснастку при производстве циркониевых керамических обойм для разъемов LC/FC, используя их для производства высококачественных изделий с высокой концентричностью на обоих концах, а также с размерами внутреннего/внешнего диаметра, идеально соответствующими диаметрам оптических сердечников. Это обеспечивает максимальную совместимость ферул с оптическими сердечниками.

Другим ключевым моментом является достижение бокового соответствия между торцевыми поверхностями керамической обоймы и оптического сердечника, которое достигается путем шлифовки торцевой поверхности, создавая скос 8 градусов на торцевой поверхности для улучшения физического контакта между оптическим волокном и его оболочкой.

Приложения

В волоконной оптике используются очень тонкие оптические стеклянные волокна для быстрой передачи больших объемов данных на большие расстояния. Для правильного соединения этих волокон используются керамические феррулы - любое несоответствие может привести к потере данных!

В последнее время большинство керамических феррулов изготавливалось из глинозема. Но недавно новые технологии позволили создать керамику с гораздо более высокими эксплуатационными характеристиками; в частности, керамика-цирконий, которая обеспечивает более низкую твердость по Виккеру и вязкость разрушения KIC по сравнению с глиноземом, обеспечивая при этом отличную прочность и термостабильность. Кроме того, эта более мягкая керамика гораздо легче полируется, обеспечивая лучшее сопряжение оптического волокна с ферулой.

Феррулы из циркониевой керамики выпускаются в различных стилях, чтобы соответствовать различным типам разъемов. Они обеспечивают низкие вносимые потери, низкое обратное отражение и превосходную долговечность при многократном сопряжении, а также имеют гладкую коническую форму, позволяющую направлять в них оптическое волокно, не царапая его концы.

Чтобы избежать потери сигнала, при производстве керамических наконечников необходимо соблюдать строгие стандарты концентричности, поскольку их внутренние диаметры требуют прецизионного изготовления. Если эта точность не соблюдается, между керамическими наконечниками может образоваться воздушный зазор, что приведет к потере сигнала.