Субота, 02. април 2011. 20:59

Оптицал Фиберс

Оцените овај артикал
(КСНУМКС гласова)

Оптичка влакна су танке нити стакла које су дизајниране да преносе светлосне зраке дуж своје осе. Диоде које емитују светлост (ЛЕД) or ласерске диоде претварају електричне сигнале у оптичке сигнале који се преносе кроз унутрашње цилиндрично језгро кабла са оптичким влакнима. Нижа рефракциона својства спољашње облоге омогућавају ширење светлосних сигнала унутрашњом рефлексијом дуж унутрашњег цилиндричног језгра. Оптичка влакна су дизајнирана и произведена да се шире или као један светлосни сноп или као више светлосних снопова који се истовремено преносе дуж језгра. (Погледајте слику 1.)

Слика 1. Једномодна и вишемодна оптичка влакна

ПОТ020Ф2

Једномодно влакно се првенствено користи за телефонију, апликације кабловске телевизије и окоснице кампуса. Вишемодно влакно се обично користи за комуникацију података и у локалним мрежама.

Производња оптичких влакана

Посебни материјали и процеси су потребни за производњу оптичких влакана која испуњавају основне критеријуме дизајна: (1) језгро са високим индексом преламања и омотач са ниским индексом преламања, (2) ниско слабљење сигнала или губитак снаге и (3) мала дисперзија или проширење светлосног снопа.

Силицијумско стакло високе чистоће са другим стакленим материјалима (тј. стакла са флуором од тешких метала, халкогенидна стакла) су примарни материјали који се тренутно користе за производњу оптичких влакана. Такође се користе поликристални материјали, монокристални материјали, шупљи таласоводи и полимерни пластични материјали. Сировине морају бити релативно чисте са веома ниским концентрацијама прелазних метала и група које формирају хидроксил (испод нивоа делова на милијарду). Методе обраде морају заштитити стакло за формирање од нечистоћа у производном окружењу.

Оптичка влакна се производе коришћењем неконвенционалне припреме у парној фази стаклене предформе која се затим увлачи у влакно. Испарљива једињења силицијум диоксида се претварају у СиО2 хидролизом пламена, хемијским таложењем из паре (ЦВД) или оксидацијом на високим температурама. Друге додатке се затим додају у стакло да би се променила својства стакла. Варијације у процесу таложења паре почињу са истим материјалом, али се разликују у методи која се користи за претварање овог материјала у силицијум диоксид.

За производњу оптичких влакана на бази силицијум-диоксида користи се једна од следећих метода таложења у парној фази: (1) модификовано хемијско таложење паре (МЦВД), (2) плазма хемијско таложење паре (ПЦВД), (3) спољашње таложење паре (ОВД), и (4) аксијално таложење у парној фази (ВАД) (види слику 2). Силицијум тетрахлорид (СиЦИ4), германијум тетрахлорид (ГеЦИ4) или други испарљиви течни халогениди се претварају у гас када се благо загреју због високог притиска паре. Гасни халогенид се испоручује у реакциону зону и претвара у стаклене честице (видети такође поглавље Микроелектроника и полупроводници.)

Слика 2. Дијаграм тока производње оптичких влакана

ПОТ020Ф1

МЦВД ПЦВД Процеси. Висококвалитетна цев од топљеног силицијум-диоксида је причвршћена на струг са стаклом који је опремљен водоничним/кисеоничким пламеником који прелази његову дужину. Довод халогеног материјала је причвршћен на један крај стаклене цеви, а чистач на супротном крају да би се уклонио вишак халогеног материјала. Површина стаклене цеви се прво чисти ватром полирања док горионик прелази дужину цеви. У парни систем се додају различити реагенси у зависности од производа који се производи. До хемијске реакције долази када халогениди пролазе кроз део цеви који се загрева. Халогениди се претварају у честице "чађи" силицијум диоксида које се таложе на унутрашњем зиду стаклене цеви низводно од бакље. Таложене честице се синтерују у стаклени слој. ПЦВД процес је сличан МЦВД-у, осим што се халогениди напајају путем система за балонирање, а микроталаси се користе уместо бакље за претварање халогеног материјала у стакло.

ОВД и ВАД Процеси. У првој фази процеса производње влакана, језгро облога стакла се пара таложе око ротирајуће циљне шипке да би се формирала "чађава" предформа. Прво се депонује материјал језгра, а затим облагање. Целокупна предформа мора бити изузетно чиста, пошто се и језгро и облога депонују паром. Геометрија влакана се одређује током фазе израде. Након што је циљна шипка уклоњена, предформа се ставља у пећ, где се консолидује у чврсто, прозирно стакло, а централна рупа се затвара. Гас се пропушта кроз предформу да би се уклонила заостала влага која негативно утиче на слабљење влакна (губитак оптичког сигнала како се светлост преноси дуж осе влакна). Предформе се затим перу флуороводоничном киселином да би се обезбедила чистоћа стакла и уклонили загађивачи.

Консолидована стаклена предформа се поставља у вучни торањ да би се формирала непрекидна нити од стаклених влакана. Прво се предформа убацује у врх пећи за извлачење. Затим се врх предформе загрева и комад растопљеног стакла почиње да пада. Како се овај комад извлачи (вуче), он пролази кроз инлине монитор пречника како би се осигурало да влакно испуњава тачан специфицирани пречник (обично се мери у микронима.) Пречник омотача влакна мора да буде у складу са тачним спецификацијама како би губитак сигнала био низак на конекцијама . Спољни пречник омотача се користи као водич за поравнавање језгара влакана током крајње употребе. Језгра се морају поравнати тако да се пренос светлости одвија ефикасно.

Акрилатни полимер или други премази се наносе и очвршћавају ултраљубичастим лампама. Премази су намењени заштити оптичког влакна од околине током крајње употребе. Оптичка влакна су тестирана како би се осигурала усклађеност са стандардима производње за снагу, слабљење и геометрију. Одређене дужине влакана су намотане на колутове према спецификацијама купца.

Током производње оптичких влакана наилази се на бројне потенцијалне опасности. То укључује: (1) излагање флуороводоничној киселини (приликом чишћења стаклених предформи), (2) енергију зрачења и топлотни стрес повезан са радним окружењем у близини стругова и процесима таложења паром, (3) директан контакт са врућим површинама или растопљеним материјалом (стаклене преформе). ), (4) излагање премазима од акрилатног полимера (сензибилизатори коже), (5) убоде коже и раздеротине током руковања влакнима и (6) разне физичке опасности које су претходно описане.

 

Назад

Читати 9866 пута Последња измена у суботу, 30. јула 2022. у 21:38

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

Садржај

Референце за стакло, керамику и сродни материјали

Амерички национални институт за стандарде (АНСИ). 1988. Керамичке плочице. АНСИ А 137.1-1988. Њујорк: АНСИ.

Царниглиа и СЦ Барна. 1992. Приручник о технологији индустријских ватросталних материјала: принципи, типови, својства и примена. Парк Риџ, Њ: Ноиес Публицатионс.

Хабер, РА и ПА Смитх. 1987. Преглед традиционалне керамике. Нев Брунсвицк, Њ: Програм ливења керамике, Рутгерс, Државни универзитет у Њу Џерсију.

Персон, ХР. 1983. Гласс Тецхнологи Мануфацтуринг анд Пропертиес. Сеул: Издавачка компанија Цхеонг Моон Гак.

Тоолеи, ФВ (ур.). 1974. Приручник за производњу стакла. Волс. И и ИИ. Њујорк: Боокс фор Индустри, Инц.