Persiapan bar prefabrikasi
1. Bahan dan Struktur:
Serat optik terdiri dari lapisan inti (indeks bias tinggi) dan lapisan kelongsong (indeks bias rendah), biasanya menggunakan silikon dioksida (SiO₂) sebagai bahan dasar, didoping dengan germanium (GE), fluor (f), atau boron (b) untuk menyesuaikan indeks bias.
Metode persiapan:
2. Deposisi Uap Kimia (CVD):Gas seperti SICL₄ dan GECL₄I diperkenalkan ke dalam tabung kuarsa untuk menyimpan lapisan inti pada suhu tinggi, dan kemudian disinter ke dalam kaca transparan.
3. Eksternal Vapor Deposition (OVD):SiO₂particles disimpan pada permukaan batang target yang berputar untuk membentuk bentuk preform berpori, yang kemudian disinter.
4. Deposisi Aksial Uap (VAD):Deposisi bahan di sepanjang arah aksial batang target, cocok untuk pembuatan batang prefabrikasi berukuran besar.
Titik kunci: Kontrol konsentrasi doping secara akurat untuk mencapai distribusi indeks bias dan memastikan kemurnian material (pengotor di bawah level PPB).
Proses menggambar kawat
1. Pemanasan pelunakan:Ujung preform dipanaskan hingga sekitar 2000 derajat dalam tungku suhu tinggi (graphite resistance furnace/induksi tungku) untuk melembutkannya.
2. Pembentukan gambar kawat:Kontrol Kecepatan: Kecepatan traksi mencapai 10-50 meter per detik, dan pemantauan laser waktu nyata dari diameter (125μm ± 1μm) digunakan untuk umpan balik dan menyesuaikan kecepatan dan suhu.
3. Proses Pendinginan:Serat optik yang ditarik secara alami didinginkan di menara gambar untuk menghindari stres internal.
4. Kontrol Lingkungan:Lingkungan bebas debu untuk mencegah kontaminasi permukaan dan memastikan kekuatan mekanik serat optik.
Proses pelapisan
1. Satu kali lapisan:Oleskan resin akrilik UV yang disembuhkan dengan ketebalan sekitar 250 μ m ketika serat optik baru saja terbentuk, untuk melindungi permukaan dan mengurangi kehilangan lentur mikro.
2. Lapisan sekunder:Menambahkan lapisan nilon atau poliimida untuk meningkatkan kekuatan mekanik dan ketahanan lingkungan.
3. Teknologi Curing:UV Curing Instan memastikan adhesi yang seragam dari lapisan.
4 Kontrol Kualitas
1. Parameter geometris:Diameter laser yang diukur, mikroskop terdeteksi konsentrisitas inti/kelongsong (deviasi<0.5 μ m).
2. Kinerja optik:OTDR mendeteksi atenuasi (kurang dari atau sama dengan 0. 2 dB)/ km@1550nm) Karakteristik bandwidth dan dispersi.
3. Kinerja Mekanik:Pengujian tarik (kekuatan tarik lebih besar dari atau sama dengan 100 kpsi), uji lentur untuk mengevaluasi fleksibilitas.
4. Pengujian Lingkungan:Verifikasi stabilitas jangka panjang dalam kondisi seperti suhu dan kelembaban tinggi, korosi kimia, dll.
Lima Perlindungan Lingkungan dan Pertimbangan Biaya
1. Pengolahan gas limbah:Cl2 dan GECL₄ yang dihasilkan oleh proses CVD perlu diserap dan diobati dengan larutan alkali.
2. Faktor Biaya:Bahan kemurnian tinggi dan peralatan presisi menaikkan biaya, tetapi produksi skala besar (seperti gambar berkelanjutan) dapat mengurangi harga unit.
3. Arah Inovasi:Mengembangkan dopan berbiaya rendah dan meningkatkan kecepatan gambar (seperti kecepatan sangat tinggi yang menggambar hingga 2000m/menit).
Tantangan dan solusi teknis
1. Fluktuasi Diameter:Sistem kontrol loop tertutup menyesuaikan kecepatan traksi dan suhu tungku secara real-time.
2. Cacat Pelapisan:Cetakan pelapis presisi tinggi dan teknologi kontrol viskositas.
3. Masalah Kekuatan:Mengontrol lingkungan secara ketat untuk mengurangi cacat permukaan, dan melindungi lapisan pelapis tepat waktu.
Ringkasan
Manufaktur gambar serat adalah proses kompleks yang mengintegrasikan ilmu material, rekayasa presisi, dan teknologi optik. Intinya terletak pada gambar pra kemurnian tinggi