Hoje, siga a HX Fiber para explorar passo a passo como a areia é transformada em fibra óptica:

Etapa 1: Compreenda as matérias-primas da fibra óptica

O silício é o elemento mais comum e a matéria-prima mais importante

O silício é o segundo elemento mais comum na crosta terrestre, encontrado principalmente no quartzo na forma de dióxido de silício (principal componente da areia), e é a base da indústria de semicondutores. O silício é fundamental para o desenvolvimento das indústrias de comunicações e informação. Quase todos os chips são baseados em silício e 90% dos circuitos integrados utilizam substratos de silício.

Sendo o material mais crítico para as comunicações atuais, o principal componente da fibra óptica é o dióxido de silício. A comunicação por fibra óptica é um método de comunicação que utiliza ondas de luz para transmitir informações em fibras ópticas. Devido à frequência extremamente alta da luz, a capacidade de comunicação por fibra óptica é muito grande, e a comunicação por fibra óptica também tem as vantagens de forte capacidade de interferência anti-eletromagnética e baixa atenuação de sinal, por isso é amplamente utilizada no campo das comunicações modernas.

O principal componente da fibra óptica é o dióxido de silício (SiO2). O dióxido de silício é um composto inorgânico com alto ponto de fusão e alta dureza. É também uma importante matéria-prima para a fabricação de fibra óptica. Na comunicação por fibra óptica, as ondas de luz são transmitidas através de fibras ópticas feitas de dióxido de silício, conseguindo uma transmissão de informações rápida, eficiente e de longa distância.

Passo 2: Escolha a areia

Na natureza, o silício existe principalmente na forma de areia de quartzo. A areia cristalina na areia do rio é a mais indicada. A areia do deserto é cascalho, o salitre e o pó não são adequados para a extração de silício, mas a areia de rio de alta qualidade é um material de alta qualidade para a extração de silício. Varetas de silício puro são substratos para a fabricação de chips, enquanto a sílica purificada é usada para produzir vidro e fibra óptica.

A areia necessária para a fibra óptica é mais exigente, pedra de quartzo, óxido de cálcio, etc. Precisamos encontrar matérias-primas adequadas na natureza.

O processo de produção da areia à fibra óptica inclui as seguintes etapas:

Preparar matérias-primas: As principais matérias-primas incluem areia de quartzo, alumina, óxido de cálcio, etc., entre as quais a areia de quartzo é a matéria-prima mais importante, que é feita de sílica de alta pureza através de um processo especial. Essas matérias-primas precisam ser trituradas, peneiradas, etc. para garantir a consistência de sua qualidade e tamanho de partícula.

Como a tecnologia mais crítica para cabos ópticos de comunicação, a pré-forma de fibra óptica é a tecnologia mais avançada.

A pré-forma de fibra óptica é o material original da haste que controla o desempenho da fibra óptica. Geralmente tem dezenas a centenas de milímetros de diâmetro. Sua camada interna é uma camada central com alto índice de refração e sua camada externa é uma camada de revestimento com baixo índice de refração para atender às condições básicas para a transmissão de ondas de luz na camada central. A pré-forma de fibra óptica consiste em uma haste central e um revestimento. Existem quatro processos de produção principais: deposição química de vapor modificada (MCVD), deposição axial de vapor (VAD), deposição química de vapor (OVD) e deposição química de vapor por plasma (PCVD). Entre eles, VAD e PCVD têm uma alta relação custo-benefício abrangente e gradualmente se tornam a corrente principal da produção. A pré-forma de fibra óptica obtida é colocada em um forno de trefilação de alta temperatura para aquecimento e amolecimento, e é trefilada em fibras de vidro de diferentes diâmetros com proporções semelhantes. Essas fibras de vidro são o que costumamos chamar de fibras ópticas.

Pré-forma de fibra óptica

A tecnologia mais crítica na produção de fibras ópticas e cabos - produção de pré-formas de fibra óptica, é atualmente produzida apenas por algumas empresas no mundo: os métodos de produção de pré-formas incluem PCVD, OVD e VAD. Embora os métodos sejam diferentes, todos visam a obtenção do embrião mãe de fibra óptica – pré-forma de fibra óptica. a Changfei Company e a FiberHome Company do meu país têm a capacidade de produzir pré-formas de fibra óptica, mas com processos diferentes. Diz-se que estas duas empresas, ambas localizadas em Wuhan, produziram quase metade das pré-formas de fibra óptica do mundo.

Preparação da pré-forma:A pré-forma é um dos principais materiais para a fabricação de fibra óptica. O processo de preparação da pré-forma inclui etapas como injeção de sol, cura do gel e sinterização.

A pré-forma de fibra óptica é uma haste de vidro redonda como a da imagem acima. Parece uma estrutura de peça única, mas na verdade, a camada central no meio e a camada de revestimento externa têm índices de refração diferentes, ou seja, o centro é um vidro com alto índice de refração e o entorno é um vidro comum. A proporção é aproximadamente a mesma que a relação entre o cilindro pequeno e o cilindro grande na imagem acima, com uma proporção de diâmetro de cerca de 8:125.

Como a camada central tem um alto índice de refração, quando o sinal do laser se propaga na camada central, ele se propaga na camada central. Ao encontrar o revestimento, devido aos diferentes índices de refração, formará diretamente um princípio semelhante à reflexão espelhada, refletindo o sinal do laser de volta para a camada central. Portanto, o sinal laser da comunicação óptica sempre se propaga na camada central.

Trefilagem:A haste pré-formada de fibra óptica preparada é colocada em um forno de trefilação de alta temperatura para aquecer e amolecer, e é transformada em fibras de vidro de diferentes diâmetros com proporções semelhantes. Essas fibras de vidro são o que costumamos chamar de fibras ópticas.

Claro, haverá equipamentos para controlar a temperatura de fusão e a velocidade de trefilação para garantir que a fibra óptica trefilada seja uniforme e o diâmetro atenda às especificações. Então, após o resfriamento da fibra de vidro estirada de alta temperatura, uma camada de cola é revestida na superfície, o que evita que a fibra óptica seja muito quebradiça e aumenta sua flexibilidade.

A fibra óptica vem em bobinas padrão de determinados comprimentos, como 10 quilômetros ou 25 quilômetros, conforme mostrado na bobina acima.

Isso forma o núcleo da fibra óptica:

Camada central

Posição: O núcleo está localizado no centro da fibra óptica.

Composição: O núcleo é feito de dióxido de silício (SiO2) de alta pureza e é dopado com uma quantidade muito pequena de dopantes para aumentar o índice de refração do núcleo (n1) para a luz.

Função: A principal função do núcleo é transmitir sinais ópticos. Como o índice de refração do núcleo é maior que o do revestimento, quando a luz entra no núcleo e atende a certas condições, a luz será totalmente refletida internamente na interface entre o núcleo e o revestimento e depois transmitida ao longo do núcleo.

Revestimento

Posição: O revestimento está firmemente enrolado em torno do núcleo.

Composição: A composição do revestimento também é de sílica de alta pureza com uma quantidade muito pequena de dopantes. Seu índice de refração é ligeiramente inferior ao do núcleo (n1>n2).

Função: O revestimento fornece uma superfície de reflexão e isolamento de luz para a transmissão da luz, garantindo que o sinal óptico possa ser transmitido no núcleo sem vazar para o mundo exterior. Ao mesmo tempo, o revestimento também desempenha um certo papel de proteção mecânica.

Revestimento

Localização: O revestimento é a camada mais externa da fibra óptica.

Composição: O revestimento geralmente é composto por materiais como acrilato, borracha de silicone e náilon. O revestimento pode incluir uma estrutura de múltiplas camadas, tal como um revestimento primário, uma camada tampão e um revestimento secundário.

Função: A principal função do revestimento é proteger a fibra óptica da erosão do vapor de água e da abrasão mecânica. Ao mesmo tempo, o revestimento também aumenta a resistência mecânica e a flexibilidade da fibra óptica, o que ajuda a prolongar a vida útil da fibra óptica.

Posteriormente, uma camada protetora é adicionada à camada externa da fibra óptica. O objetivo da cor colorida é principalmente distinguir a ordem dos núcleos das fibras. A camada protetora colorida fora da fibra óptica é, na verdade, a bainha externa da fibra óptica. Seus materiais são diversos e os mais comuns incluem PE (polietileno), PVC (cloreto de polivinila), PVDF (fluoreto de polivinilideno), LSZH (retardador de chama sem halogênio com baixa emissão de fumaça), Plenum (poliolefina de grau retardador de chama) e Riser (poliolefina de grau de eixo). Cada um desses materiais tem suas próprias características e ambientes aplicáveis, como resistência ao fogo, resistência à umidade, resistência às intempéries, etc.

O padrão nacional para a sequência do núcleo de fibra do BELLCORE é: azul, laranja, verde, marrom, cinza, branco, vermelho, preto, amarelo, roxo, rosa, ciano; (laranja também é chamado de laranja) O código de cores deve estar em conformidade com o código de cores Munsell, que também é o código de cores mais abrangente do mundo. O espectro de cores padrão nacional: azul, laranja, verde, marrom, cinza, branco, vermelho, preto, amarelo, roxo, rosa, ciano. A sequência do tubo solto é: vermelho do branco ao branco.

Doze fibras ópticas são agrupadas e uma manga é formada na camada externa por meio de uma máquina de moldagem por injeção. Os 12 núcleos são encapsulados em um tubo e a torta de óleo é injetada no meio para proteger as fibras ópticas enquanto preenche o espaço.

Para distinguir os múltiplos tubos de feixe no cabo óptico, diferentes tubos de feixe têm cores diferentes. Isto permite que diferentes fibras ópticas sejam distinguidas por grupo.

Vários tubos de feixe são conectados para formar cabos ópticos de especificações diferentes. Se um cabo óptico de 12 núcleos tiver fibras ópticas em apenas um tubo de feixe, e se um cabo óptico de 48 núcleos tiver 12 núcleos em cada um dos quatro tubos de feixe, diferentes especificações de cabo óptico serão formadas por analogia.

Geralmente, há um núcleo de reforço no meio do cabo óptico e também existe um núcleo de reforço unilateral. Um feixe de tubos é distribuído ao redor do núcleo de reforço e uma bainha é adicionada para formar o cabo óptico. O núcleo de reforço do cabo óptico comumente usado é geralmente fio de aço.

Antes de a China dominar a tecnologia de produção, o preço dos cabos ópticos era extremamente alto. Quando as empresas chinesas dominaram a tecnologia de produção, o preço global dos cabos ópticos caiu rapidamente. Graças aos nossos fabricantes de cabos ópticos, especialmente empresas nacionais comoYOFCeFibraHome, por suas contribuições à indústria de comunicação óptica do meu país. Graças à sua exploração contínua de uma produção eficiente, o custo da fibra até casa para cada agregado familiar continuou a diminuir, tornando a taxa de penetração das comunicações ópticas da China muito à frente do mundo.

Fonte: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd