Профессиональный производитель и поставщик оптоволоконных кабелей на заказ с 2014 года.
Сложный процесс производства оптических волокон: основные шаги и технологическая точность
Оптические волокна, кость глобальных телекоммуникаций, являются чудесами материальной инженерии. Их изготовление требует точности атомного уровня для достижения низкой потери сигнала, высокой полосы и механической устойчивости. Процесс зависит от двух основополагающих шагов: Изготовление преформы и рисунок волокна, за которыми следуют строгие тестирование. Здесь мы анализируем эти этапы с технической глубиной, используя стандартные методы и параметры отрасли.
Шаг 1: Изготовление преформы - создание плана
Предварительная форма представляет собой макроскопический стеклянный стержень (обычно 25 мм в диаметре), содержащий структуру ядра будущего волокна. Его чистота и геометрическая точность определяют оптическую производительность волокна.
Ключевые методы:
MCVD (модифицированное химическое осаждение паров):
Процесс: вращающаяся синтетическая кварцевая трубка (предшественник оболочки) нагревается извне до 1600–1900 ° C, в то время как газы (SICL₄, GECL₄, O₂) поток внутри. Тепловое окисление производит частицы SIO₂ и Geo₂, которые осаждают вниз по течению как «сажи» на внутренней стенке трубки.
Консолидация: Слои сажи спечены в >2000 ° C в прозрачное стекло, свернув трубку в сплошной стержень. Допинг Германия корректирует показатель преломления ядра (RI) для руководства света.
Преимущества: исключительный контроль профиля RI, пригодность для волокон с низким уровнем потери, на длинные дистанции.
Альтернативные методы:
OVD (внешнее осаждение паров): сажа наносит извне на вращающуюся оправку, а затем удаляется перед консолидацией.
VAD (пара-фаза осевой осевой осевой): сажа в сердечнике/облицовка осаждается аксиально на семенном стержне, что позволяет непрерывному производству.
Контроль качества:
Предварительные преформы подвергаются профилированию и сканированию дефектов (например, пузырьков, примесей) перед рисунком.
Шаг 2: Рисунок волокна-от жезла до тонкой нити волос
Преформ трансформируется в волокно в >10-метровая вертикальная башня, где размерная стабильность имеет решающее значение.
Критические субтеп:
Нагрев и смягчение:
Наконечник преформы опускается в графитовую или цирконию печи (1 900–2,200 ° C), превышающая точку смягчения кремнезема (~ 1600 ° C).
Управление рисованием и диаметрами:
Расплавленное стекло вытягивается капстаном на скорости до 40 м/с (144 км/ч). Лазерный микрометр контролирует диаметр (стандарт: 125 ± 1 мкм), с регулирующей температурой обратной связи в реальном времени или скорости тяги.
Динамика шеи гарантирует, что профиль RI Core/Cladding идеально масштабируется от преформы до волокна.
Покрытие - броня против хрупкости:
Зачем пальто?: Голое кремнеземное волокно развивает микросоры, когда подвергается воздействию атмосферной влаги (ионов OH⁻), вызывая коррозию и отрыв напряжений.
Процесс: В течение миллисекундов после выхода из печи ультрафиолетолевой акрилатной смолы применяется через точные штампы:
Первичное покрытие: мягкий буфер (~ 30 мкм) непосредственно на стекле.
Вторичное покрытие: твердый защитный слой (общий диаметр: 250 мкм).
Отверждение: мгновенная полимеризация под УФ-лампами обеспечивает адгезию без дефектов.
Обмотка:
Клебку с покрытием опускается при контролируемом натяжении, чтобы избежать микробендов, влияющих на оптические характеристики.
Шаг 3: Тестирование - проверка совершенства
Каждая волоконная партия проходит исчерпывающие тесты:
Геометрические тесты:
Концентричность ядра/облицовки (толерантность: ≤0,64 мкм), толщина покрытия и однородность диаметром.
Оптические тесты:
Затухание: потеря, измеренная на ключевых длин волн (например, 0,2 дБ/км при 1550 нм).
Пропускная способность/дисперсия: хроматическая и поляризационная дисперсия количественная.
Механический & Экологические тесты:
Предел прочности (Доказательство проверено в ≥100 кпи), цикл температуры/влажности и сопротивления изгиба.
Почему точность имеет значение: наука, стоящая за контролем
Термическая стабильность в MCVD: скорости потока газа и градиенты температуры горелки должны избегать испарения геоиза, которая искажает профили RI.
Нарисуйте петли обратной связи башни: лазерные микрометра определяют колебания диаметром, составляющие 0,1 мкм, что запускает поправки в пределах миллисекунды.
Целостность покрытия: неполное отверждение или загрязнение частиц вызывает потерю сигнала через микрооборотное.
Вывод: путь инженерного света
Оптическое производство волокна смешивает экстремальную термодинамику (2200 ° C), динамика жидкости (вязкое стекло вниз) и фотоника (RI Profiling). Предуформирование MCVD и высокоскоростные процессы рисования/покрытия-построены на нанометровые допуски-полученные волокна, охватывающие океаны, сопротивляясь распаду окружающей среды. По мере продвижения 5G и квантовых сетей, инновации, такие как легированные наночастицы для преформ и более быстрые смолы с ультрафиолетовым ультрафиолетом, будут продвигать эти крошечные стеклянные нити дальше в наше технологическое будущее.
