Keramik-Ferrule

Keramik-Ferrule sind die Kernkomponenten von Glasfasersteckern.

Der Glasfaserstecker
Glasfaserstecker sind unverzichtbare passive Komponenten in optischen Kommunikationssystemen. Sie werden hauptsächlich verwendet, um die präzise Stoßverbindung von zwei nicht permanenten Stirnflächen zwischen Geräten, Geräten und Instrumenten, Geräten und Glasfasern sowie Glasfaser und Glasfaser im System zu erreichen. Sie koppeln die optische Energie von der sendenden Faser zur empfangenden Faser maximal. Die meisten Glasfaserstecker bestehen aus drei Teilen: zwei Steckverbinder (Ferrule) und eine Kupplungshülse. Zwei Ferrules werden an den beiden Enden der Glasfaser installiert; die Kupplungshülse dient zur Ausrichtung, und die Hülse ist in der Regel mit einer metallischen oder nichtmetallischen Flanschplatte ausgestattet, um die Installation und Fixierung des Steckverbinders zu erleichtern.

Keramik-Ferrule
Die Qualität der Ferrule beeinflusst direkt die präzise Zentrierung der beiden Glasfasern. Ferrules werden aus Keramik, Metall oder Kunststoff hergestellt. Keramik-Ferrule werden weit verbreitet eingesetzt, das Hauptmaterial ist Zirkoniumdioxid, das die Eigenschaften von guter thermischer Stabilität, hoher Härte, hohem Schmelzpunkt, Verschleißfestigkeit und hoher Verarbeitungsgenauigkeit aufweist.

Prozess der Keramik-Ferrule
Da der Rohling der Keramik-Ferrule ein kleines Loch von 0,1 mm enthält und die Anforderungen an die Größenkonzentrik sehr hoch sind, ist dies nur durch die Technologie des keramischen Spritzgussverfahrens möglich. Der Herstellungsprozess der Keramik-Ferrule besteht aus zwei Teilen, nämlich der Herstellung des Rohlings und der Präzisionsbearbeitung. Zunächst wird das speziell verarbeitete Rohmaterial aus nanoverstärktem Zirkonoxidpulver in eine spezielle Form eingespritzt, nach Granulierung in eine Form gebracht und dann gesintert, um den Rohling herzustellen. Der zweite Teil besteht aus einer Reihe von Präzisionsschleifvorgängen, um eine Verarbeitungsgenauigkeit im Submikrometerbereich zu erreichen und eine Keramik-Ferrule mit guter Steifigkeit und hoher Präzision zu erhalten. Die Voraussetzung für die Herstellung von präzisen Keramik-Ferrules ist der unterstützende Einsatz von präzisen Keramik-Ferrules und Keramik-Ferrules (PIN-Stifte).

Glasfaser-Keramik-Ferrules werden unter Verwendung folgender fortschrittlicher Verfahrenstechnologien hergestellt:
1. Formulierung des Nano-Zirkonoxidpulver-Spritzgussmaterials und Spritzgussverfahrenstechnologie;
2. Technologie zur Bildung schlanker Mikrolöcher mit einem Innendurchmesser von 0,125 mm und einer Länge von 12-15 mm;
3. Präzisionskeramik-Bearbeitungstechnologie mit einer Genauigkeitsabweichung von 0,1 μm;
4. Submikronisierungs-Verfahrenskontrolle für gesinterte Körner;
5. Optische Kommunikationskomponenten mit geringem Verlust, bei denen der Einfügungsverlust ≤0,2 dB und die Rückflussdämpfung ≥40 dB beträgt.

Ferrule end-face
Um sicherzustellen, dass die Endflächen der beiden Glasfasern besser in Kontakt kommen, werden die Ferrule-Endflächen normalerweise in unterschiedliche Strukturen geschliffen, und unterschiedliche Ferrule-Endflächen beeinflussen die Verlustleistung des Steckers. PC, APC, UPC repräsentieren die vordere Oberflächenstruktur der Keramik-Ferrule.

PC steht für "Physischer Kontakt" (Physical Contact). Bei PC wird die Ferrulenoberfläche durch Mikrosphärenschleifen und -polieren in eine leicht kugelförmige Oberfläche geschliffen, wobei der Faserkern sich an der höchsten Biegung befindet, so dass sich die beiden Faserendflächen physisch berühren.
APC (Angled Physical Contact) steht für abgeschrägter physischer Kontakt. Dabei wird die Endfläche der Faser in der Regel in einen 8°-Schrägschliff geschliffen. Der 8°-Winkelschliff sorgt für eine engere Verbindung der Faserendfläche und reflektiert das Licht über den Schrägflächenwinkel auf den Mantel anstatt direkt zur Lichtquelle zurück, was eine bessere Verbindung gewährleistet.
UPC (Ultra Physical Contact) baut auf PC auf und optimiert die Politur und Oberflächengüte der Endfläche, wodurch die Endfläche mehr gewölbt aussieht. Bei der Steckverbindung müssen die Stecker dieselbe Endflächenstruktur aufweisen. Zum Beispiel können APC und UPC nicht kombiniert werden, da dies zu einer Verschlechterung der Steckverbindungsleistung führen würde.