العملية المعقدة لتصنيع الألياف البصرية: الخطوات الأساسية والدقة التكنولوجية

الخطوة 2: رسم الألياف-من قضيب إلى خيط رفيع الشعر

يتم تحويل التشكيل إلى الألياف في أ >برج السحب الرأسي 10 أمتار ، حيث يكون الاستقرار الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية.

خطوات فرعية حرجة:

1. التدفئة والتليين:

   • يتم تخفيض طرف التشكيل في فرن الجرافيت أو الزركونيا (1900-200 درجة مئوية) ، تتجاوز نقطة تليين السيليكا (حوالي 1600 درجة مئوية).

2. الرسم والتحكم في القطر:

   • يتم سحب الزجاج المنصهر بواسطة Capstan بسرعة تصل إلى 40 م/ث (144 كم/ساعة). شاشات ميكرومتر ليزر قطر (معيار: 125 ± 1 ميكرون) ، مع التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي ضبط درجة حرارة أو سرعة السحب.

   • تضمن ديناميات العنق إلى أسفل المقاييس المرفقة Core/Cladding RI تمامًا من التشكيل إلى الألياف.

3. الطلاء - الدروع ضد الهشاشة:

   • لماذا معطف؟: يطور ألياف السيليكا العارية القطع الصغيرة عند تعرضها للرطوبة في الغلاف الجوي (أيونات OH⁻) ، مما يسبب تآكل الإجهاد والفشل.

   • العملية: ضمن مللي ثانية من الخروج من الفرن ، يتم تطبيق راتنج الأكريليت القابلة للأشعة فوق البنفسجية عن طريق وفاة الدقة:

     • الطلاء الأساسي: المخزن المؤقت الناعم (~ 30 ميكرون) مباشرة على الزجاج.

     • الطلاء الثانوي: طبقة واقية صلبة (قطر إجمالي: 250 ميكرون).

   • المعالجة: البلمرة الفورية تحت مصابيح الأشعة فوق البنفسجية يضمن التصاق الخالي من العيوب.

4. لف:

   • يتم تخزين الألياف المطلية عند التوتر المتحكم فيه لتجنب الإنفاقات الميكروية التي تؤثر على الأداء البصري.

الخطوة 3: الاختبار - التحقق من الكمال

تخضع كل دفعة من الألياف اختبارات شاملة:

• الاختبارات الهندسية:

  • تركيز الأساس/الكسوة (التسامح: ≤0.64 ميكرون) ، سمك الطلاء ، وتوحيد القطر.

• الاختبارات البصرية:

  • التوهين: الخسارة تقاس بأطوال الموجات الرئيسية (على سبيل المثال ، 0.2 ديسيبل/كيلومتر في 1550 نانومتر).

  • عرض النطاق الترددي/التشتت: تشتت وضع اللوني والاستقطاب.

• ميكانيكي & الاختبارات البيئية:

  • قوة الشد (تم اختبار إثبات في ≥100 كيلو أمتار) ، ودراجات درجة الحرارة/الرطوبة ، ومقاومة الانحناء.

  • 
    

لماذا تهم الدقة: العلم وراء الضوابط

• الاستقرار الحراري في MCVD: يجب أن تجنب معدلات تدفق الغاز وتدرجات درجة حرارة الشعلة تبخير الجيولوجي ، الذي يشوه ملفات تعريف RI.

• ارسم حلقات التغذية المرتدة للبرج: تكتشف ميكرومتر الليزر تقلبات القطر صغيرة تصل إلى 0.1 ميكرون ، مما يؤدي إلى تصحيحات داخل ميلي ثانية.

• سلامة الطلاء: يؤدي المعالجة أو تلوث الجسيمات غير المكتمل إلى فقدان الإشارة عن طريق الإنفاق على الميكروب.

الخلاصة: مسار الضوء الهندسي

يمزج تصنيع الألياف الضوئية الديناميكا الحرارية المتطرفة (2200 درجة مئوية) ، وديناميات السوائل (رقبة زجاجية لزجة) ، والضوئية (التنميط RI). تشكل MCVD وعمليات الرسم/الطلاء عالية السرعة-التي تحظى بالتحمل على نطاق نانومتر-ألياف قابلة للإنشاء التي تمتد إلى المحيطات مع مقاومة الانحلال البيئي. مع تقدم 5G والشبكات الكمومية ، فإن الابتكارات مثل الجسيمات النانوية ذات المخدر من أجل التشكيلات والراتنجات الأسرع للأشعة فوق البنفسجية ستدفع هذه الخيوط الزجاجية الصغيرة إلى مستقبلنا التكنولوجي.