Keramiska hylsor för fiberoptiska kontakter

Keramiska ferruler är viktiga element i fiberoptiska kontakter. De skyddar och riktar in fiberändarna för minskade insättnings-/returförluster.

CIM-teknik (Ceramic Injection Molding) används för att uppfylla höga precisionskrav. Granulerade råmaterial av nano-zirkoniumdioxidpulver granuleras och injiceras sedan i en form för sintring, varvid det producerade ämnet precisionsbearbetas efteråt för att uppfylla strikta prestandastandarder.

Material

En keramisk ferrule är ett oumbärligt element för att säkerställa kvaliteten och prestandan hos fiberoptiska anslutningar, från höghastighetsdataöverföring och telekomapplikationer, till optisk fiberavslutning med zirkoniumoxid som material. Dimensionsnoggrannheten hos denna komponent är av stor betydelse för att förhindra förlust av kraftöverföring under dataöverföringsprocesser.

Poleringsprocedurer spelar en nyckelroll när det gäller att säkerställa kvaliteten på keramiska hylsor. Deras ände måste ligga perfekt i linje med en optisk fiberände för tät tätning, minskad insättningsförlust och minskning av bakre reflektion. Ilsintech använder en noggrann poleringsprocedur med flera inspektionsverktyg för att producera keramiska hylsor som uppfyller stränga standarder för koncentrisk och dimensionell noggrannhet.

Yttriumstabiliserad nano-zirkonia mals till en pasta och sprutas sedan in i en formsprutning för att sintras vid höga temperaturer och bilda den keramiska hylsan. Efter sintring vid höga temperaturer genomgår den polering för att ta bort bearbetningsmärken, hack och repor samt mätning för att klassificera dess borrdiameter i olika "kvaliteter". Att välja rätt keramisk kvalitet för en viss applikation är avgörande för att den ska fungera väl.

Tillverkningsprocess

Keramiska ferruler är viktiga element i fiberoptiska kontakter. De håller änden av en optisk fiber på plats samtidigt som de exakt anpassar den till dess uttag i kontakten - utan dem kan strömmen gå förlorad under överföringen.

Keramiska ferruler har många användningsområden tack vare sin styrka, hållbarhet och motståndskraft mot tuffa miljöer. Optiska kontakter som använder keramiska ferruler ger låg inkopplingsförlust med utmärkta elektriska egenskaper samtidigt som de ger ökad slitstyrka och dimensionsstabilitet.

Fram till början av 2000-talet tillverkades de flesta keramiska ferruler genom extrudering. Detta innebar att råmaterialet extruderades till en större form innan det skars, polerades och hålborrades för att uppnå de slutliga måtten - vilket krävde många timmars mödosamt arbete och ökade kostnaden avsevärt.

Adamant Namikis ingenjörer har utvecklat en formsprutningsteknik som eliminerar behovet av borrning. Ilsintech förlitar sig nu på denna avancerade produktionsteknik.

Formsprutningen börjar med att specialbehandlade yttriumstabiliserade zirkoniumdioxidråvaror i nanopulver granuleras och sprutas in i en specialform, innan de sintras vid hög temperatur för att bilda ett keramiskt ferruleämne. Precisionsslipning gör att ämnet kan uppnå en bearbetningsnoggrannhet på submikronnivå för utmärkt styvhet och dimensionell tolerans.

Prestanda

Keramiska hylsor är viktiga element i optiska fiberkontakter. Deras primära roll är att stödja och säkra ledare för maximal prestanda och stabilitet hos telekomutrustning och möjliggöra exakt inriktning mellan ändytorna på optiska fibrer för korrekt överföring av information; kvalitetszirkoniumdioxidkeramiska ferruler tillverkade enligt exakta och stränga standarder garanterar maximal prestanda.

För maximal prestanda måste hylsans borrdiameter exakt motsvara den optiska kärnans diameter, och även små variationer i denna tolerans kan få allvarliga konsekvenser för konnektivitetens prestanda. Eventuella luckor eller missanpassningar mellan ändytorna kan leda till insättningsförlust som minskar ljusöverföringskapaciteten.

Kyocera använder många precisionsbearbetningstekniker och jiggar när de tillverkar zirkoniumdioxidkeramiska hylsor för LC/FC-kontakter, och använder dem för att tillverka högkvalitativa produkter med hög koncentricitet i båda ändar samt inner-/ytterdiametermått som perfekt kompletterar optiska kärndiametrar. Detta säkerställer att hylsan har maximal kompatibilitet med den optiska kärnan.

En annan viktig faktor är att uppnå lateral matchning mellan ändytorna på den keramiska hylsan och den optiska kärnan, vilket åstadkoms genom slipning av ändytan, vilket skapar en 8 graders avfasning på ändytan för förbättrad fysisk kontakt mellan den optiska fibern och dess mantel.

Tillämpningar

Fiberoptik utnyttjar extremt tunna optiska glasfibrer för att snabbt överföra stora mängder data över långa avstånd. Keramiska hylsor används för att koppla ihop dessa fibrer på rätt sätt - varje felkoppling kan leda till dataförlust!

För inte så länge sedan tillverkades de flesta keramiska ferruler av aluminiumoxid. Men nyligen har ny teknik producerat keramik med mycket högre prestandastandarder; särskilt ceria-zirkonia som ger lägre Vickers hårdhet och KIC-frakturtålighet än aluminiumoxid samtidigt som den ger utmärkt styrka och termisk stabilitet. Dessutom är dessa mjukare keramer mycket lättare att polera, vilket gör det lättare att para ihop en optisk fiber med en ferrule.

Ferruler av zirkoniumdioxidkeramik finns i olika utföranden för att passa olika typer av kontakter. De ger låg insättningsförlust, låg bakreflektion och överlägsen hållbarhet vid upprepade matningar samtidigt som de har en slät konisk design för att leda optisk fiber in i dem utan att repa ändarna.

Tillverkningsprocessen för keramiska ferrule måste uppfylla stränga krav på koncentriskhet för att undvika signalförluster, eftersom deras innerdiametrar kräver precisionstillverkning. Om denna precision inte uppfylls kan det bildas ett luftgap mellan de keramiska hylsorna, vilket leder till signalförluster.