Keramické ferule pre konektory optických vlákien

Kvalita keramických ferulí je mimoriadne dôležitá pre výkon optických konektorov, pretože zabezpečuje minimálne vložné straty, správne zarovnanie vlákien a zníženie spätného odrazu.

Leštenie čelných plôch je nevyhnutné na zachovanie kvality v tomto kritickom kontaktnom bode a spoločnosť Ilsintech sa špecializuje na výrobu keramických koncoviek.

Výrobný proces

Keramické kovanie začína ako surovina, ktorá sa musí zušľachtiť. Ak chcete začať tento proces, najprv rozomeľte určitý prášok stabilizovaného nanocirkonu s obsahom ytria na pastu, ktorú možno formovať vo vstrekovacej forme; po spekaní pri vysokých teplotách sa z nej stane pevný keramický materiál.

Spekanie je nevyhnutné pri vytváraní ferulí, ktoré spĺňajú prísne výkonnostné normy, ako sú normy TIA-568A pre multimódové optické konektory. Presne určuje ich hustotu, pevnosť a rozmery - vlastnosti nevyhnutné na vytvorenie ferulí, ktoré spĺňajú túto náročnú normu.

Po vytvorení kovania musí prejsť ďalšími procesmi vrátane leštenia a kontroly. Pokročilé techniky spracovania a leštenia pomáhajú zabezpečiť presnosť a kvalitu povrchu potrebnú pre nízke straty signálu.

Konvenčné postupy ukončovania dlho odporúčali ponechať medzi vláknami vzduchovú medzeru, aby sa zabezpečil optimálny výkon. Nedávne štúdie však ukázali, že priamy fyzický kontakt poskytuje lepšie výsledky; preto sme vyvinuli metódu na spájanie optických vlákien pomocou keramických ferulí.

Aby sa dosiahli optimálne výsledky leštenia, musia byť keramické kovania namontované v presných držiakoch konektorov, ktoré sa v nich dajú nastaviť do ideálnej polohy. Okrem toho sú tieto držiaky vybavené štvorhrannými príchytkami, ktoré rovnomerne rozdeľujú pevný tlak a zároveň minimalizujú posunutie vrcholov. Tieto držiaky zabraňujú viklaniu alebo vibráciám, ktoré by mohli zvýšiť chybu vrcholu a viesť k nekonzistentnej povrchovej úprave.

Materiály

Výber materiálu pre keramické ferule používané s optickými konektormi by mal byť neoddeliteľnou súčasťou procesu ich výberu. Vysokokvalitný materiál musí poskytovať nízke optické straty a maximálnu mechanickú pevnosť, ako aj precíznu výrobu, ktorá zaručí presné spojenie s konektorom a správne zarovnanie.

Súčasné keramické ferule sa zvyčajne skladajú buď z oxidu hlinitého, alebo zo zirkónu, pričom prvý z nich má zvyčajne vyššiu tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a lomovú húževnatosť KIC ako jeho zirkónový náprotivok; jeho nižšia lomová húževnatosť KIC ho však robí náchylnejším na poškodenie, preto sa ferule z oxidu hlinitého používajú častejšie, keď je najdôležitejšia mechanická pevnosť.

Súčasný vynález však ponúka alternatívu k obom týmto materiálom, pretože ako primárnu keramickú zložku využíva keramický oxid zirkoničitý. V tomto vynáleze je kombinácia ceru a zirkónu približne 12-21 hmotnostných percent; všetky zvyšné časti pozostávajú z ytrium- zirkónu na vyváženie. Výsledná keramika sa vyznačuje vynikajúcimi fyzikálnymi vlastnosťami a zároveň výrazne zníženým koeficientom tepelnej rozťažnosti.

Cero-zirkónové ferule sú relatívne mäkšie ako ich náprotivky z oxidu hlinitého a majú nižšiu Vickerovu tvrdosť, čo umožňuje ľahšie leštenie na zabezpečenie správneho párovania medzi optickým vláknom a ferulou. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá pri jednomódových zakončeniach, kde môže akýkoľvek nesúlad viesť k značným stratám pri prenose svetla.

Charakteristika

Keramické koncovky majú vynikajúcu mechanickú stabilitu a tepelnú odolnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, vysokú presnosť rozmerov a odolávajú náročným podmienkam prostredia. Keramické ferule sa bežne používajú v jednomódových a viacmodových optických konektoroch, zatiaľ čo kovové ferule môžu byť vhodnejšie v určitých špecializovaných aplikáciách, kde presnosť nemusí byť taká dôležitá.

Pri výbere vhodnej keramickej objímky je dôležité, aby otvor alebo diera (vnútorný priemer) dokonale zodpovedali použitému optickému vláknu. Na splnenie týchto prísnych tolerancií a presných procesov obrábania ponúka efektívne riešenie vstrekovanie keramiky. Granulovaný materiál zirkónového nanoprášku sa vstrekuje do špeciálnych foriem, potom sa speká pri vysokej teplote a následne prechádza procesmi presného brúsenia pre dosiahnutie tuhosti a vysokej presnosti spracovania, výsledkom čoho je ideálny výrobok keramickej ferule.

Presnosť umožňuje presné zarovnanie keramických ferulí s optickým vláknom, čím sa minimalizuje spätný odraz a strata signálu v komunikačných systémoch pre maximálny výkon a kvalitu. Plastové a oceľové ferule môžu byť k dispozícii ako alternatívy v určitých optických konektoroch; ich nedostatočná presnosť z nich však robí nepraktické riešenia.

Aplikácie

Keramické koncovky sa stali nepostrádateľnou súčasťou pri rozširovaní vysokorýchlostného internetu a vysokokapacitných komunikačných sietí. Ich presné tolerancie a výkonnosť zohrávajú neoceniteľnú úlohu pri zabezpečovaní prístupu k údajom, na ktoré sa každý deň spoliehame.

Keramické ferule si vyžadujú presnosť, pokiaľ ide o veľkosť otvoru, sústrednosť a valcovitosť vonkajšieho priemeru, aby fungovali tak, ako majú, v optických konektoroch a atenuátoroch; ich kvalita preto musí zabezpečiť, aby sa dáta a svetlo voľne pohybovali tak, ako je určené.

Predchodca spoločnosti T&S, spoločnosť HNK, bola priekopníkom v technológii vstrekovania keramiky a nazbierala značné skúsenosti ešte pred tým, ako ju spoločnosť T&S získala. Vstrekovanie je nákladovo efektívnejšie ako vytláčanie, pretože odpadá potreba vŕtať kusy na mieru, čím sa šetria náklady na prácu a materiál.

Spoločnosť Ilsintech vykonáva intenzívny postup leštenia pomocou rôznych kontrolných nástrojov, aby sa zabezpečilo dokonalé zarovnanie koncových plôch keramických ferulí, čo zabraňuje prenikaniu nečistôt, ako je prach, vlákna a voda, do optických vlákien. Okrem toho sa musia používať aj správne čistiace metódy a prostriedky (utierky bez žmolkov a špeciálne čistiace prostriedky), aby sa povrch ferulí udržiaval bez defektov a kontaminácie.