Acum că știm cum funcționează sistemele cu fibre optice și de ce sunt utile – cum se fabrică? Fibrele optice sunt fabricate din sticlă optică extrem de pură. Ne gândim la o fereastră de sticlă ca fiind transparentă, dar cu cât sticla devine mai groasă, cu atât devine mai puțin transparentă din cauza impurităților din sticlă. Cu toate acestea, sticla dintr-o fibră optică are mult mai puține impurități decât geamul unei ferestre. Descrierea de către o companie a calității sticlei este următoarea: Dacă ați fi deasupra unui ocean care are kilometri de fibră de sticlă optică cu miez solid, ați putea vedea clar fundul.
Fabricarea fibrelor optice necesită următorii pași:
Publicitate
Publicitate
- Fabricarea unui cilindru de sticlă preformat
- Trăgând fibrele din preformă
- Testând fibrele
.
Fabricarea semifabricatului de preformă
Verul pentru preformă este fabricat printr-un proces numit depunere chimică modificată în fază de vapori (MCVD).
În MCVD, oxigenul este barbotat prin soluții de clorură de siliciu (SiCl4), clorură de germaniu (GeCl4) și/sau alte substanțe chimice. Amestecul precis guvernează diferitele proprietăți fizice și optice (indicele de refracție, coeficientul de dilatare, punctul de topire etc.). Vaporii de gaz sunt apoi conduși în interiorul unui tub de siliciu sintetic sau de cuarț (cladding) într-un strung special. În timp ce strungul se rotește, o torță este deplasată în sus și în jos pe partea exterioară a tubului. Căldura extremă a torței provoacă două lucruri:
- Siliciul și germaniul reacționează cu oxigenul, formând dioxid de siliciu (SiO2) și dioxid de germaniu (GeO2).
- Dioxidul de siliciu și dioxidul de germaniu se depun pe interiorul tubului și fuzionează împreună pentru a forma sticlă.
Turnul se rotește continuu pentru a realiza o acoperire uniformă și un semifabricat consistent. Puritatea sticlei este menținută prin utilizarea de plastic rezistent la coroziune în sistemul de alimentare cu gaz (blocuri de supape, țevi, garnituri) și prin controlul precis al debitului și al compoziției amestecului. Procesul de realizare a preformei brute este foarte automatizat și durează câteva ore. După ce preforma brută se răcește, este testată pentru controlul calității (indicele de refracție).
Scoaterea fibrelor din preforma brută
După ce preforma brută a fost testată, aceasta este încărcată într-un turn de tragere a fibrelor.
Fabricatul este coborât într-un cuptor de grafit (3.452 până la 3.992 grade Fahrenheit sau 1.900 până la 2.200 grade Celsius) și vârful se topește până când un glob topit cade prin gravitație. Pe măsură ce cade, se răcește și formează un fir.
Operatorul înfășoară firul printr-o serie de cupe de acoperire (acoperiri tampon) și cuptoare de polimerizare cu lumină ultravioletă pe o bobină controlată de un tractor. Mecanismul tractorului trage încet fibra din semifabricatul preformat încălzit și este controlat cu precizie prin utilizarea unui micrometru cu laser pentru a măsura diametrul fibrei și a transmite informațiile înapoi la mecanismul tractor. Fibrele sunt extrase din semifabricat cu o viteză de 10 până la 20 m/s (33 până la 66 ft/s), iar produsul finit este înfășurat pe bobină. Nu este neobișnuit ca bobinele să conțină mai mult de 2,2 km (1,4 mile) de fibră optică.
Testarea fibrei optice finite
Fibra optică finită este testată pentru următoarele:
- Rezistența la tracțiune – Trebuie să reziste la 100,000 lb/in2 sau mai mult
- Profilul indicelui de refracție – Determină deschiderea numerică, precum și depistarea defectelor optice
- Geometria fibrei – Diametrul miezului, dimensiunile învelișului și diametrul stratului de acoperire sunt uniforme
- Atenuare – Determină măsura în care semnalele luminoase de diferite lungimi de undă se degradează în funcție de distanță
- Capacitatea de transport a informației (lățime de bandă) – Numărul de semnale care pot fi transportate în același timp (fibre multimodale)
- Dispersie cromatică – Răspândirea diferitelor lungimi de undă ale luminii prin miez (important pentru lățimea de bandă)
- Gama de temperatură/umiditate de funcționare
- Funcția atenuării în funcție de temperatură
- Capacitatea de a conduce lumina sub apă – Importantă pentru cablurile submarine
După ce fibrele au trecut de controlul calității, acestea sunt vândute companiilor de telefonie, companiilor de cablu și furnizorilor de rețele. În prezent, multe companii își înlocuiesc vechile sisteme bazate pe fire de cupru cu noi sisteme bazate pe fibră optică pentru a îmbunătăți viteza, capacitatea și claritatea.
.