Nyt kun tiedämme miten kuituoptiset järjestelmät toimivat ja miksi ne ovat hyödyllisiä — miten ne valmistetaan? Optiset kuidut valmistetaan erittäin puhtaasta optisesta lasista. Pidämme lasi-ikkunaa läpinäkyvänä, mutta mitä paksumpi lasi on, sitä vähemmän läpinäkyväksi se muuttuu lasissa olevien epäpuhtauksien vuoksi. Optisen kuidun lasissa on kuitenkin paljon vähemmän epäpuhtauksia kuin ikkunalasissa. Erään yrityksen kuvaus lasin laadusta on seuraava: Jos olisit valtameren päällä, joka on kilometrikaupalla massiivista optista kuitulasia, näkisit pohjan selvästi.
Optisten kuitujen valmistus vaatii seuraavat vaiheet:
Valmistaminen
Valmistaminen
.
Esimuotin aihion valmistus
Esimuotin lasi valmistetaan modifioiduksi kemialliseksi kaasufaasipinnoitukseksi (MCVD) kutsutulla prosessilla.
MCVD:ssä happea kuplitetaan piikloridin (SiCl4), germaniumkloridin (GeCl4) ja/tai muiden kemikaalien liuosten läpi. Tarkka seos säätelee erilaisia fysikaalisia ja optisia ominaisuuksia (taitekerroin, laajenemiskerroin, sulamispiste jne.). Kaasuhöyryt johdetaan sitten synteettisen piidioksidi- tai kvartsiputken (verhous) sisäpuolelle erityisellä sorvilla. Kun sorvi pyörii, polttimella liikutellaan putken ulkopintaa ylös ja alas. Soihdun aiheuttama äärimmäinen kuumuus saa aikaan kaksi asiaa:
- Piikki ja germanium reagoivat hapen kanssa muodostaen piidioksidia (SiO2) ja germaniumdioksidia (GeO2).
- Pii- ja germaniumdioksidi laskeutuvat putken sisäpuolelle ja sulautuvat yhteen muodostaen lasia.
Sorvi pyörii jatkuvasti, jotta saadaan aikaan tasainen pinnoite ja tasainen aihio. Lasin puhtaus säilytetään käyttämällä korroosionkestävää muovia kaasun syöttöjärjestelmässä (venttiililohkot, putket, tiivisteet) ja ohjaamalla tarkasti seoksen virtausta ja koostumusta. Aihion valmistusprosessi on pitkälle automatisoitu ja kestää useita tunteja. Kun aihio on jäähtynyt, se testataan laadunvalvontaa varten (taitekerroin).
Kuitujen vetäminen aihiosta
Kun aihio on testattu, se lastataan kuidunvetotorniin.
Aihio lasketaan grafiittiuuniin (3452-3992 celsiusastetta eli 1900-2200 celsiusastetta), ja kärki sulatetaan sulaksi, kunnes sula pallo putoaa alaspäin painovoiman avulla. Pudotessaan se jäähtyy ja muodostaa säikeen.
Koneenkäyttäjä kierrättää säikeen pinnoituskuppien (puskuripinnoitteet) ja ultraviolettivalon avulla kovettuvien uunien läpi traktoriohjatulle kelalle. Vetomekanismi vetää kuitua hitaasti lämmitetystä aihiosta, ja sitä ohjataan tarkasti käyttämällä lasermikrometriä, joka mittaa kuidun halkaisijan ja syöttää tiedon takaisin vetomekanismille. Kuidut vedetään aihiosta nopeudella 33-66 ft/s (10-20 m/s), ja lopputuote kelataan kelalle. On tavallista, että kela sisältää yli 2,2 km (1,4 mailia) optista kuitua.
Valmiin optisen kuidun testaus
Valmis optinen kuitu testataan seuraavien ominaisuuksien osalta:
- Murtolujuus – Kestää 100,000 lb/in2 tai enemmän
- Taitekerroinprofiili – Määrittää numeerisen apertuurin sekä seuloa optiset viat
- Kuidun geometria – Ytimen halkaisija, verhousmitat ja päällysteen halkaisija ovat yhdenmukaiset
- VAIMENNUS – Määritetään, missä määrin eri aallonpituuksilla olevat valosignaalit heikkenevät matkan varrella
- Tiedonsiirtokapasiteetti (kaistanleveys) – Niiden signaalien lukumäärä, joita voidaan siirtää kerralla (monimuotokuidut)
- Kromaattinen dispersio – Valon eri aallonpituuksien leviäminen ytimen läpi (tärkeää kaistanleveyden kannalta)
- Toimintalämpötila/kosteusalue
- Lämpötilariippuvuus vaimennuksesta
- Kyky johtaa valoa veden alla – Tärkeää merenalaisissa kaapeleissa
Kun kuidut ovat läpäisseet laadunvalvonnan, ne myydään puhelinyhtiöille, kaapeliyhtiöille ja verkon tarjoajille. Monet yritykset korvaavat parhaillaan vanhoja kuparijohtopohjaisia järjestelmiään uusilla valokuitupohjaisilla järjestelmillä nopeuden, kapasiteetin ja selkeyden parantamiseksi.