Hoy, sigue a HX Fiber para explorar paso a paso cómo se transforma la arena en fibra óptica:

Paso 1: comprender las materias primas de la fibra óptica

El silicio es el elemento más común y la materia prima más importante.

El silicio es el segundo elemento más común en la corteza terrestre, se encuentra principalmente en el cuarzo en forma de dióxido de silicio (el principal componente de la arena), y es la base de la industria de los semiconductores. El silicio es clave para el desarrollo de las industrias de las comunicaciones y la información. Casi todos los chips se basan en silicio y el 90% de los circuitos integrados utilizan sustratos de silicio.

Como material más crítico para las comunicaciones actuales, el componente principal de la fibra óptica es el dióxido de silicio. La comunicación por fibra óptica es un método de comunicación que utiliza ondas de luz para transmitir información en fibras ópticas. Debido a la frecuencia extremadamente alta de la luz, la capacidad de comunicación por fibra óptica es muy grande y la comunicación por fibra óptica también tiene las ventajas de una fuerte capacidad de interferencia antielectromagnética y una baja atenuación de la señal, por lo que se usa ampliamente en el campo de las comunicaciones modernas. .

El componente principal de la fibra óptica es el dióxido de silicio (SiO2). El dióxido de silicio es un compuesto inorgánico con alto punto de fusión y alta dureza. También es una materia prima importante para la fabricación de fibra óptica. En la comunicación por fibra óptica, las ondas de luz se transmiten a través de fibras ópticas hechas de dióxido de silicio, logrando una transmisión de información rápida, eficiente y a larga distancia.

Paso 2: elige arena

En la naturaleza, el silicio existe principalmente en forma de arena de cuarzo. La arena cristalina de la arena de río es la más adecuada. La arena del desierto es grava, el salitre y el polvo no son adecuados para extraer silicio, pero la arena de río de alta calidad es un material de alta calidad para extraer silicio. Las varillas de silicio puro son sustratos para la fabricación de chips, mientras que la sílice purificada se utiliza para producir vidrio y fibra óptica.

La arena necesaria para la fibra óptica es más delicada, piedra de cuarzo, óxido de calcio, etc. Necesitamos encontrar materias primas adecuadas de la naturaleza.

El proceso de producción de arena a fibra óptica incluye los siguientes pasos:

Preparar materias primas: Las principales materias primas incluyen arena de cuarzo, alúmina, óxido de calcio, etc., entre las cuales la arena de cuarzo es la materia prima más importante, que está hecha de sílice de alta pureza mediante un proceso especial. Estas materias primas deben triturarse, tamizarse, etc. para garantizar la consistencia de su calidad y tamaño de partículas.

Como la tecnología más crítica para los cables ópticos de comunicación, la preforma de fibra óptica es la tecnología más avanzada.

La preforma de fibra óptica es el material de varilla original que controla el rendimiento de la fibra óptica. Por lo general, tiene entre decenas y cientos de milímetros de diámetro. Su capa interna es una capa central de alto índice de refracción y su capa externa es una capa de revestimiento de bajo índice de refracción para cumplir las condiciones básicas para la transmisión de ondas de luz en la capa central. La preforma de fibra óptica consta de una varilla central y un revestimiento. Hay cuatro procesos de producción principales: deposición química de vapor modificada (MCVD), deposición axial de vapor (VAD), deposición química de vapor con varilla (OVD) y deposición química de vapor por plasma (PCVD). Entre ellos, VAD y PCVD tienen una alta rentabilidad integral y gradualmente se convierten en la corriente principal de producción. La preforma de fibra óptica obtenida se coloca en un horno de trefilado a alta temperatura para calentarla y ablandarla, y se estira en fibras de vidrio de diferentes diámetros con proporciones similares. Estas fibras de vidrio son lo que solemos llamar fibras ópticas.

Preforma de fibra óptica

La tecnología más crítica en la producción de fibras y cables ópticos, la producción de preformas de fibra óptica, actualmente solo la producen unas pocas empresas en el mundo: los métodos para producir preformas incluyen PCVD, OVD y VAD. Aunque los métodos son diferentes, todos tienen como objetivo obtener el embrión madre de fibra óptica: la preforma de fibra óptica. Tanto Changfei Company como FiberHome Company de mi país tienen la capacidad de producir preformas de fibra óptica, pero con procesos diferentes. Se dice que estas dos empresas, ambas ubicadas en Wuhan, han producido casi la mitad de las preformas de fibra óptica del mundo.

Preparación de preforma:La preforma es uno de los materiales clave para fabricar fibra óptica. El proceso de preparación de la preforma incluye pasos como la inyección de sol, el curado en gel y la sinterización.

La preforma de fibra óptica es una varilla de vidrio redonda como la de la imagen de arriba. Parece una estructura de una sola pieza, pero de hecho, la capa central en el medio y la capa de revestimiento exterior tienen diferentes índices de refracción, es decir, el centro es un vidrio con un alto índice de refracción y el entorno es vidrio ordinario. La relación es aproximadamente la misma que la relación entre el cilindro pequeño y el cilindro grande en la imagen de arriba, con una relación de diámetro de aproximadamente 8:125.

Debido a que la capa central tiene un alto índice de refracción, cuando la señal láser se propaga en la capa central, se propagará en la capa central. Cuando encuentra el revestimiento, debido a los diferentes índices de refracción, formará directamente un principio similar al reflejo del espejo, reflejando la señal láser de regreso a la capa central. Por lo tanto, la señal láser de comunicación óptica siempre se propaga en la capa central.

Trefilado:La varilla de preforma de fibra óptica preparada se coloca en un horno de trefilado de alta temperatura para calentarla y ablandarla, y se estira en fibras de vidrio de diferentes diámetros con proporciones similares. Estas fibras de vidrio son lo que solemos llamar fibras ópticas.

Por supuesto, habrá equipos para controlar la temperatura de fusión y la velocidad de estiramiento para garantizar que la fibra óptica estirada sea uniforme y el diámetro cumpla con las especificaciones. Luego, una vez que la fibra de vidrio estirada a alta temperatura se enfría, se recubre la superficie con una capa de pegamento, lo que evita que la fibra óptica sea demasiado quebradiza y aumenta su flexibilidad.

La fibra óptica viene en bobinas estándar de determinadas longitudes, como 10 kilómetros o 25 kilómetros, como se muestra en la bobina de arriba.

Esto forma el núcleo de la fibra óptica:

capa central

Posición: El núcleo está situado en el centro de la fibra óptica.

Composición: El núcleo está hecho de dióxido de silicio (SiO2) de alta pureza y está dopado con una cantidad muy pequeña de dopantes para aumentar el índice de refracción (n1) del núcleo para la luz.

Función: La función principal del núcleo es transmitir señales ópticas. Dado que el índice de refracción del núcleo es mayor que el del revestimiento, cuando la luz ingresa al núcleo y cumple ciertas condiciones, la luz se reflejará totalmente internamente en la interfaz entre el núcleo y el revestimiento y luego se transmitirá hacia adelante a lo largo del núcleo.

Revestimiento

Posición: El revestimiento está bien enrollado alrededor del núcleo.

Composición: La composición del revestimiento también es sílice de alta pureza con una cantidad muy pequeña de dopantes. Su índice de refracción es ligeramente inferior al del núcleo (n1>n2).

Función: El revestimiento proporciona una superficie de reflexión y aislamiento de la luz para la transmisión de luz, asegurando que la señal óptica pueda transmitirse en el núcleo sin filtrarse al mundo exterior. Al mismo tiempo, el revestimiento también desempeña una determinada función de protección mecánica.

Revestimiento

Ubicación: El recubrimiento es la capa más externa de la fibra óptica.

Composición: El recubrimiento suele estar compuesto por materiales como acrilato, caucho de silicona y nailon. El recubrimiento puede incluir una estructura multicapa tal como un recubrimiento primario, una capa amortiguadora y un recubrimiento secundario.

Función: La función principal del recubrimiento es proteger la fibra óptica de la erosión por vapor de agua y la abrasión mecánica. Al mismo tiempo, el recubrimiento también aumenta la resistencia mecánica y la capacidad de flexión de la fibra óptica, lo que ayuda a extender la vida útil de la fibra óptica.

Posteriormente, se añade una capa protectora a la capa exterior de la fibra óptica. El propósito del color colorido es principalmente distinguir el orden de los núcleos de fibra. La colorida capa protectora fuera de la fibra óptica es en realidad la funda exterior de la fibra óptica. Sus materiales son diversos y los más comunes incluyen PE (polietileno), PVC (cloruro de polivinilo), PVDF (fluoruro de polivinilideno), LSZH (retardante de llama libre de halógenos y bajo humo), Plenum (poliolefina de grado retardante de llama) y Riser (grado de eje). poliolefina). Cada uno de estos materiales tiene sus propias características y entornos aplicables, como resistencia al fuego, resistencia a la humedad, resistencia a la intemperie, etc.

El estándar nacional para la secuencia del núcleo de fibra de BELLCORE es: azul, naranja, verde, marrón, gris, blanco, rojo, negro, amarillo, morado, rosa, cian; (El naranja también se llama naranja) El código de color debe cumplir con el código de color Munsell, que también es el código de color más completo del mundo. El espectro de colores completo estándar nacional: azul, naranja, verde, marrón, gris, blanco, rojo, negro, amarillo, morado, rosa, cian. La secuencia de los tubos sueltos es: rojo de blanco a blanco.

Se agrupan doce fibras ópticas y se forma una funda en la capa exterior mediante una máquina de moldeo por inyección. Los 12 núcleos se encapsulan en un tubo y se inyecta torta de aceite en el medio para proteger las fibras ópticas mientras se llena el espacio.

Para distinguir los múltiples haces de tubos en el cable óptico, los diferentes haces de tubos tienen diferentes colores. Esto permite distinguir diferentes fibras ópticas por grupo.

Se conectan varios haces de tubos para formar cables ópticos de diferentes especificaciones. Si un cable óptico de 12 núcleos tiene fibras ópticas en un solo haz de tubos, y si un cable óptico de 48 núcleos tiene 12 núcleos en cada uno de los cuatro haces de tubos, se forman por analogía diferentes especificaciones de cables ópticos.

Generalmente, hay un núcleo de refuerzo en el medio del cable óptico, y también se da el caso de un núcleo de refuerzo de un solo lado. Se distribuye un haz de tubos alrededor del núcleo de refuerzo y se añade una funda para formar el cable óptico. El núcleo de refuerzo del cable óptico comúnmente utilizado es generalmente alambre de acero.

Antes de que China dominara la tecnología de producción, el precio de los cables ópticos era extremadamente alto. Cuando las empresas chinas dominaron la tecnología de producción, el precio mundial de los cables ópticos cayó rápidamente. Gracias a nuestros fabricantes de cables ópticos, especialmente empresas nacionales comoYOFCyFibraInicio, por sus contribuciones a la industria de las comunicaciones ópticas de mi país. Gracias a su continua exploración de una producción eficiente, el costo de la fibra hasta el hogar para cada hogar ha seguido disminuyendo, lo que hace que la tasa de penetración de las comunicaciones ópticas de China esté muy por delante del mundo.

Fuente: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd