Đây là cách thủy tinh, bộ phận truyền ánh sáng của cáp quang, được sử dụng để làm lõi sợi quang. Nó được tạo ra như thế nào, được giải thích bằng những thuật ngữ đơn giản trong trường hợp bạn chưa biết về lõi sợi quang. 

Đối với hầu hết mọi người, lõi sợi quang là một loại cáp điện khác được chế tạo để kết nối mạng dữ liệu đường dài. 

Nhưng đã bao giờ bạn dừng lại và suy nghĩ, quy trình sản xuất lõi sợi quang như thế nào? Tại sao nó được sử dụng trong viễn thông thay vì dây cáp làm bằng dây? Điều gì khiến nó gửi dữ liệu qua khoảng cách xa? 

Trừ khi việc sử dụng cáp của bạn bị giới hạn ở các loại dây thông thường, lõi sợi quang là loại cáp hiệu suất cao mà bạn nên thử.

Nhưng chính xác thì lõi sợi được tạo ra như thế nào? 

Lõi sợi được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh. Có những trường hợp các thành phần khác được sử dụng. Tuy nhiên, nó phụ thuộc vào phạm vi truyền tải cần thiết. 

Thủy tinh làm cho nó trở thành một phần quan trọng của sợi, để truyền ánh sáng. 

Bạn muốn biết thêm về quy trình sản xuất lõi sợi? Hãy ngồi lại, thư giãn và đọc thêm. Nó sẽ đủ rõ ràng để dễ hiểu.

Lõi sợi là gì

Một sợi quang bao gồm ba thành phần đồng tâm cơ bản. Họ đang: 

• Cốt lõi

• Tấm ốp 

• Lớp phủ hoặc áo khoác

Lõi sợi quang là bộ phận nhỏ của sợi quang có chức năng truyền ánh sáng. Tuy nhiên, là phần nhỏ nhất không có nghĩa là nó kém quan trọng. Đây là phần quan trọng nhất của sợi quang. 

Theo một bài giảng trình diễn của Harvard: 

Ánh sáng được truyền bởi một bó sợi quang có thể thực hiện được nhờ sự hiện diện của lõi sợi. 

Thành phần chính của lõi sợi là thủy tinh. Mặc dù một số quy trình sản xuất liên quan đến việc sử dụng nhựa nhưng thủy tinh vẫn phổ biến. Có những trường hợp việc sản xuất đòi hỏi phải sử dụng các yếu tố khác. 

Tuy nhiên, nó còn phụ thuộc vào phạm vi truyền dẫn mà ánh sáng sợi quang cần. Vì nhiệm vụ chính của lõi là vận chuyển ánh sáng đến sợi quang. 

Là một thành phần quan trọng, mặc dù cấu tạo của nó có thể so sánh với cấu trúc của tấm ốp. Chỉ số khúc xạ thấp hơn (có chênh lệch 1%). 

Sự khác biệt chỉ số này có thể nhận thấy dọc theo chiều dài của sợi. Vì nó nhắc nhở sự phản chiếu bên trong xuất hiện ở ranh giới chỉ số. 

Khi truyền và xuất hiện ánh sáng trên sợi quang. Lõi làm cho nó không thoát ra ngoài cũng như không đi vòng qua các thành bên. 

Thủy tinh làm lõi giúp truyền ánh sáng dễ dàng. 

Nó chỉ bao gồm silicon dioxide (SiO2) đích thực. 

Kính bao gồm thành phần này thường rất rõ ràng. Nếu bạn nhìn nó từ một góc 5 đến 6 dặm, nó sẽ trông như thể bạn đang nhìn qua cửa sổ nhà mình. 

Ngoài ra, germania và phốt pho pentoxit (hoặc alumina) là chất khử chính được sử dụng trong quá trình sản xuất. Chúng giúp hạn chế sự gia tăng không kiểm soát được của chỉ số khúc xạ trong quá trình sản xuất.

Việc sản xuất lõi sợi dành cho các ứng dụng khác nhau. Để xác định điều này, các đường kính khác nhau phải được sử dụng để làm cho đúng. Các lõi sợi làm bằng thủy tinh có kích thước từ 3,7um đến 200um. 

Sợi quang dùng trong viễn thông gồm 3 loại lõi sợi: 

9um, 50um và 62,5um 

Các loại sợi quang phụ thuộc vào kích thước lõi. Hai loại sợi đơn mode và đa mode chứa các lõi khác nhau. 

Sợi đơn mode được tạo thành từ 8 đến 10 micron lõi. Điều này làm cho việc truyền bánh răng nhẹ theo một bước sóng duy nhất. Ánh sáng truyền đến khu vực giữa của lõi. 

Sau đó, sợi đa mode đôi khi bao gồm lõi nhựa. Phạm vi micron trong lõi thường là 50 đến 62,5. Nó lớn hơn nhiều so với một cái ly. 

Phạm vi lõi nhựa điển hình là 980um. 

Phân tích nền 

Khi nhắc đến cáp quang hay lõi cáp quang, chúng ta nghĩ ngay đến viễn thông. Điều này không xa sự thật. Tuy nhiên, phát minh của nó còn có nhiều điều hơn thế. 

Lõi sợi quang không có mặt trong quá trình phát triển chiếc điện thoại đầu tiên. Nhà phát minh điện thoại đầu tiên của Mỹ, Alexander Graham Bell đã không sử dụng nó. Trong khi nỗ lực giao tiếp đầu tiên của ông vào năm 1880 liên quan đến ánh sáng. Lõi cáp quang không được sử dụng nên việc liên lạc qua điện thoại bị hạn chế. 

Trong những năm 1880, khi điện thoại đang được phát triển thì việc sử dụng ánh sáng đã xuất hiện. Tuy nhiên, khoảng cách đã ngắn hơn nhiều so với thời điểm giữa thế kỷ 20. 

Giữa thế kỷ XX là sự ra đời của truyền thông sóng ánh sáng. Nó hỗ trợ việc cung cấp các nguồn thông tin liên lạc thông qua sự trợ giúp của công nghệ tiên tiến. Tất cả những điều này có thể thực hiện được thông qua việc cung cấp:

• tia laser

• Một phương tiện tiên tiến 

• Sợi quang 

tia laze

Điều này được phát triển vào năm 1960 khi truyền thông sóng ánh sáng hạn chế vẫn còn được sử dụng. Nó được đưa vào sử dụng do sự ra đời của một công nghệ tiên tiến bắt đầu từ giữa thế kỷ XX. 

Sợi quang và phương tiện tiên tiến

Môi trường tiên tiến được phát hiện 6 năm sau khi tia laser được phát minh. Trong thời gian này, các nhà nghiên cứu người Anh phát hiện ra rằng sóng ánh sáng có thể truyền đi. Việc truyền tải được thực hiện thông qua sợi thủy tinh silica và không bị mất tín hiệu. 

Bốn năm sau (năm 1970), việc chế tạo một loại laser mới đã diễn ra. Chính trong thời gian này, việc sản xuất sợi quang thương mại đã bắt đầu. 

Do đó, sản xuất sợi quang đã trở thành nhân tố chính trong hệ thống truyền thông. Nó là một sợi tóc mịn được kéo ra từ thủy tinh silica nóng chảy. Loại kính này là lõi sợi, thường đơn lẻ.

Việc thay thế dây kim loại

Sợi quang đã dần trở thành thành phần chính trong ngành viễn thông. Dây kim loại đã lỗi thời vì cáp quang có công suất và tốc độ rất cao. 

Ngoài ra, họ không thể đáp ứng nhu cầu liên lạc nhanh chóng. Vì nó liên quan đến việc chuyển đổi thông tin thành ánh sáng thông qua lõi của sợi quang. 

Hiện nay, cáp quang được sử dụng trên toàn thế giới cho các dịch vụ viễn thông. Các công ty điện thoại của Mỹ là minh chứng cho công nghệ này. Bởi vì tính chất truyền tải là hoàn hảo cho đường dây điện và truy cập mạng máy tính. 

Trong hệ thống truyền dẫn cáp quang, lõi sợi kết nối các liên kết dữ liệu bao gồm tia laser và cảm biến ánh sáng. 

Để truyền tải thông tin liên lạc, một liên kết dữ liệu sẽ biến đổi các tín hiệu điện tử tương tự. Điều này có thể được thực hiện thông qua việc sản xuất một máy quay video hoặc một cuộc thảo luận trên truyền hình. Nó biến nó thành ánh sáng laser hoặc nhịp điệu kỹ thuật số. 

Khi tất cả những thứ này di chuyển, sợi quang sẽ hỗ trợ nó di chuyển đến các liên kết dữ liệu khác, nơi cảm biến ánh sáng sẽ biến chúng thành tín hiệu điện tử.

Nguyên liệu/Thành phần

Silicon dioxide là thành phần chính của sợi quang. Mặc dù tỷ lệ hóa chất không đáng kể thường được thêm vào. 

Dưới đây là các thành phần khác và nó được sử dụng: 

• Trong kỹ thuật sản xuất nồi nấu kim loại đã lỗi thời hiện nay, người ta sử dụng silic có độ tinh khiết cao ở dạng bột. 

• Nguồn silicon chính cho quá trình lắng đọng hơi hiện đang được sử dụng phổ biến là silicon tetrachloride lỏng (SiCI 4) ở dạng khí oxy nguyên chất (02). 

• Các hợp chất hóa học được sử dụng để làm lõi sợi là germanium tetrachloride (GeCI 4) và photpho oxychloride (POC1 3). Ngoài chức năng cụ thể của chúng đối với các sản phẩm quang học, chúng còn được sử dụng để chế tạo lớp vỏ bên ngoài hoặc lớp bọc của sợi. 

Tính năng quan trọng nhất của lõi sợi là thành phần hóa học và độ tinh khiết của thủy tinh được sử dụng trong quá trình chế tạo. Nó cũng ảnh hưởng đến mức độ mờ dần. 

Đó là lý do tại sao nghiên cứu tập trung hơn vào việc lắp ráp thủy tinh có độ tinh khiết vượt trội nhất. 

Để có được lõi trong suốt có gần như toàn bộ dải tần số ánh sáng đáng chú ý, người ta cần chú ý cẩn thận đến kính. Vì nó giúp cải thiện hiệu suất của sợi quang. Loại kính hoàn hảo cho những điều này là loại kính có hàm lượng florua cao. 

Nói chung, kính tốt rất có lợi cho sợi quang đa mode. Chúng giúp truyền nhiều tín hiệu sóng ánh sáng rời rạc cùng nhau.

Lớp bọc bằng thủy tinh hoặc nhựa khác nhau là nguồn nguyên liệu chính của lõi sợi. 

Các vật liệu khác có thể có mặt là fluorozirconate, thủy tinh chalcogenide và fluoroaluminate. 

Ngoài ra, các nguyên tố tinh thể như sapphire cũng được sử dụng. Khi chúng bổ sung vào các ứng dụng kỹ thuật có bước sóng dài hơn như tia hồng ngoại. 

Thiết kế

Mặc dù lõi và vỏ bọc của cáp quang có thể trông giống nhau nhưng thiết kế lại khác nhau. Trong lõi sợi, nhiều sợi quang đơn lẻ được cố định chung quanh một chất mang nhựa có độ bền cao chính. Trong nhiều trường hợp, cáp thép được sử dụng để hỗ trợ. 

Vật liệu được sử dụng để bảo vệ các lớp lõi là kevlar, nhôm và polyetylen. 

Để thiết kế sợi quang, lớp phủ silicon dioxide là vị trí đầu tiên. Một thanh trừ rỗng được sử dụng và silicon dioxide sau đó được đặt lên bề mặt bên trong.

Quá trình này được thực hiện thông qua sự lắng đọng hơi hóa học đã được sửa đổi. Điều này liên quan đến việc kết hợp các hơi hóa học khác nhau trộn với dòng khí oxy nguyên chất, sau đó được đưa vào thanh. 

Khi dòng khí chạm vào bề mặt nóng của thanh, bên trong bắt đầu hình thành cặn thủy tinh. Muội thủy tinh này thường dày nhiều lớp bên trong thanh.  

Khi cặn thủy tinh tích tụ đến độ dày cần thiết, thanh nền sẽ được đẩy qua các giai đoạn nung nóng khác. Điều này giúp loại bỏ bất kỳ bong bóng, hơi nước hoặc hơi ẩm nào có trong các lớp bồ hóng được làm nóng. 

Xin lưu ý rằng khi thanh đế nóng lên, lớp bồ hóng bên trong sẽ dày lên để tạo thành bó hoa. Còn được gọi là dạng phôi silicon dioxide có độ tinh khiết cao. 

Lõi sợi được tạo ra như thế nào

Thành phần chính của lõi sợi là thủy tinh silica có độ tinh khiết cao. Việc sản xuất lõi sợi có hai loại, đó là: 

1. Kỹ thuật nấu kim loại: điều này liên quan đến việc làm tan chảy bột silic. Sau đó, nó tạo ra các sợi đa mode dày hơn và thích hợp để truyền các tín hiệu sóng ánh sáng khác nhau trong khoảng cách ngắn. 

2. Kỹ thuật lắng đọng hơi: kỹ thuật này chủ yếu dành cho truyền dẫn đường dài. Trong quá trình này, một lõi hình trụ rắn, bao gồm cả vật liệu ốp được tạo ra. Sau đó được làm nóng và kéo thành sợi đơn mode, nó rất mỏng. 

Kỹ thuật lắng đọng hơi là phương pháp sản xuất lõi sợi được sử dụng phổ biến. Có ba loại đó là: 

1 Lắng đọng pha hơi bên ngoài

2. Lắng đọng dọc trục pha hơi

3 Sự lắng đọng hơi hóa học biến đổi

Sự lắng đọng hơi hóa học đã được sửa đổi (MCVD) là phù hợp nhất cho nhu cầu liên lạc hiện đại. Nó tạo ra sợi quang có tổn thất thấp, hiệu quả cao cho cáp đường dài. 

Quá trình lắng đọng hơi hóa học đã được sửa đổi

Đầu tiên, sự lắng đọng của các lớp silicon dioxide có công thức đặc biệt được thực hiện để tạo thành phôi hình trụ. Điều này được thực hiện trên bề mặt bên trong của thanh nền rỗng. 

Các lớp này được lắng đọng bằng cách thêm nhiều hơi hóa học, ví dụ như germanium tetrachloride (GeC 4), silicon tetrachloride (SiCI 4), bao gồm cả phốt pho oxychloride (POC1 3). Chúng được thêm vào dòng khí oxy nguyên chất. 

Dưới thanh có ngọn lửa khiến bức tường luôn nóng lên. Trong quá trình này, silicon dioxide có độ tinh khiết cao được hình thành. Nó tạo ra một lớp bồ hóng thủy tinh rất dày, sau đó lắng đọng vào khu vực bên trong của thanh. Muội thủy tinh đọng lại cuối cùng sẽ trở thành lõi. 

Hãy di chuyển xa hơn để tìm hiểu làm thế nào.

Để bảo vệ lớp phủ được hình thành, nhiều lớp bảo vệ khác nhau được thêm vào. Mức độ nghiêm trọng của môi trường nơi cáp sẽ được lắp đặt sẽ quyết định mức độ bảo vệ. 

 Việc bảo vệ này được thực hiện thông qua quá trình gia nhiệt để đông đặc và tạo thành phôi. Bó hoa này hoặc thực hiện các biện pháp:

Đường kính 10 – 25 mm(0,39 đến 98 inch). 

Chiều dài thường là 600 đến 1000 mm. Đó là 23,6 đến 39,37 inch. 

Tiếp theo là quá trình kéo sợi

Mẫu phôi rắn thu được từ quy trình trên được vận chuyển tự động sang hoạt động kéo sợi dọc. 

Hệ thống kéo dọc hoặc vận hành là những máy có thể tạo ra các sợi liên tục. Chúng thường cao hai tầng và có thể tạo thành các sợi liên tục dài tới 186 dặm (khoảng 300 km). 

Hệ thống kéo dọc bao gồm một lò nung giúp hòa tan các cạnh của phôi. Nó còn có các cảm biến để kiểm soát việc sản xuất sợi, đặc biệt là đường kính được kéo từ phôi. Ngoài ra, nó còn có các thiết bị phủ hoạt động như lớp phủ bảo vệ trên lớp ốp bên ngoài.

Giống như một cái vòi bị rò rỉ rơi xuống nước, cái gob ở cuối phôi rơi xuống. Khi rơi xuống phôi đã có sẵn sợi quang bên trong rồi mới được đưa ra ngoài. Khi sợi quang được rút ra khỏi phôi đã được gia nhiệt, phần tử trong thanh nền ban đầu sẽ tạo thành lớp bọc. 

Bây giờ silicon dioxide lắng đọng trước đó (dưới dạng bồ hóng), là thứ tạo thành lõi của sợi quang. 

Đó không phải là tất cả vì khi sợi được kéo ra, cần phải đo độ tròn của nó. Để chính xác, các thiết bị đo được sử dụng để theo dõi đường kính. Trong khi các thiết bị khác áp dụng một lớp phủ bảo vệ. 

Cuối cùng, trước khi nó được quấn vào ống cuộn, một thiết bị đo sẽ theo dõi đường kính. Điều này xảy ra khi nó đi qua một lò điều chỉnh. 

Đảm bảo chất lượng 

Lưu ý: Tất cả các quy trình này đều nhằm mục đích cung cấp thông tin. Nếu bạn quan tâm đến việc kinh doanh sản xuất cáp quang. Bạn có thể liên hệ với các chuyên gia của chúng tôi để được tư vấn và báo giá miễn phí. 

Các chuyên gia của chúng tôi có thể sản xuất máy cáp quang phù hợp với nhu cầu kinh doanh của bạn. Với các ưu đãi tiết kiệm chi phí và sẵn sàng trợ giúp các chuyên gia. Việc thực hiện một thỏa thuận kinh doanh với chúng tôi là điều đáng giá. 

Kiểm soát chất lượng là rất quan trọng trong sản xuất sợi quang. Cần chú ý đến từng chi tiết, bắt đầu từ nhà cung cấp hợp chất hóa học đến nhà cung cấp đặc sản. 

Các nguyên liệu thô được sử dụng để chế tạo lõi sợi như thanh nền, lớp phủ sợi bảo vệ và chất phản ứng hóa học cần phải được kiểm tra. Phân tích trực tuyến trên máy vi tính có thể được sử dụng. Nó có thể được kết nối với các bình xử lý để có thể kiểm tra các hợp chất cấu thành. 

Quá trình này liên quan đến chuyên môn của các kỹ sư và kỹ thuật viên được đào tạo và chứng nhận. Khi các sợi được kéo ra và quá trình sản xuất phôi diễn ra sau đó. Cần có một người giám sát chặt chẽ chuyên nghiệp để giám sát các tàu kín. 

Ngoài ra, còn có khả năng quản lý tự động nhiệt độ và áp suất cao trong quá trình sản xuất. Máy tính được các chuyên gia thiết lập để vận hành và quản lý hiệu quả các sơ đồ quy trình phức tạp.  

Đường kính sợi được theo dõi liên tục bằng cơ chế đo chi tiết. Thiết bị này cũng cung cấp phản hồi hỗ trợ kiểm soát quá trình kéo sợi. 

Chức năng của lõi trong sợi quang

Lõi giống như một phương tiện trong cáp quang. Ánh sáng mà sợi quang tạo ra sẽ đi qua lõi. Đây là sau một sự phản ánh nội tâm tích lũy. 

Lõi cũng bảo tồn năng lượng ánh sáng. Khi ánh sáng đi qua giữa sợi quang. Nó trải qua hàng triệu phản xạ, các bức tường lõi bảo vệ nó trong quá trình này. 

Sự phát triển sắp tới 

Vẫn còn những nghiên cứu liên tục liên quan đến tương lai của sợi quang. Tuy nhiên, nó dựa trên việc cải thiện tính chất quang học. 

Hiện nay, dạng hứa hẹn nhất của sợi quang là dạng có lõi làm từ thủy tinh silica. Nó sẽ có hiệu quả cao, chứa hàm lượng florua tăng lên. 

Ngoài ra, tổn thất trong quá trình sản xuất cũng giảm đi. Khi so sánh với trước đây, mức suy hao trung bình hiện tại mà bạn sẽ gặp phải khi vẽ từ kính là 0,005-0,008 decibel mỗi km. Không giống như các sợi trước đó có tổn thất dao động từ 0,2 decibel trên km. 

Ngoài ra còn có sự gia tăng trong việc sử dụng các quy trình rất phức tạp trong quá trình sản xuất. Hiện nay, tia laser năng lượng cao hơn được sử dụng để hòa tan phôi trước khi rút sợi. 

Với nhu cầu ngày càng cao về công nghệ và tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành viễn thông. Quy trình sản xuất sợi quang được thiết lập để giành chiến thắng nhanh chóng. 

Những từ cuối 

Chúng tôi đã làm rõ các kỹ thuật sản xuất lõi sợi một cách rõ ràng hơn. Bây giờ bạn đã biết lõi sợi là gì, thành phần quan trọng và những vật liệu không đáng kể. Nếu bạn có ý định sản xuất cáp quang, chuyên gia tại Hongkai là lựa chọn tốt nhất của bạn để được hướng dẫn và mua dây chuyền sản xuất tốt hơn. Hãy gọi điện hoặc gửi email để được tư vấn miễn phí.