Folgen Sie heute HX Fiber und erfahren Sie Schritt für Schritt, wie Sand in Glasfaser umgewandelt wird:

Schritt 1: Verstehen Sie die Rohstoffe von Glasfasern

Silizium ist das häufigste Element und der wichtigste Rohstoff

Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste, kommt hauptsächlich in Quarz in Form von Siliziumdioxid (dem Hauptbestandteil von Sand) vor und ist die Grundlage der Halbleiterindustrie. Silizium ist der Schlüssel zur Entwicklung der Kommunikations- und Informationsindustrie. Fast alle Chips basieren auf Silizium und 90 % der integrierten Schaltkreise verwenden Siliziumsubstrate.

Als wichtigstes Material für die aktuelle Kommunikation ist Siliziumdioxid der Hauptbestandteil von Glasfasern. Glasfaserkommunikation ist eine Kommunikationsmethode, bei der Lichtwellen zur Übertragung von Informationen in Glasfasern verwendet werden. Aufgrund der extrem hohen Lichtfrequenz ist die Kapazität der Glasfaserkommunikation sehr groß, und die Glasfaserkommunikation bietet außerdem die Vorteile einer starken antielektromagnetischen Interferenzfähigkeit und einer geringen Signaldämpfung, sodass sie im Bereich der modernen Kommunikation weit verbreitet ist .

Der Hauptbestandteil optischer Fasern ist Siliziumdioxid (SiO2). Siliziumdioxid ist eine anorganische Verbindung mit hohem Schmelzpunkt und hoher Härte. Es ist auch ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung optischer Fasern. Bei der Glasfaserkommunikation werden Lichtwellen durch Glasfasern aus Siliziumdioxid übertragen, wodurch eine schnelle, effiziente Übertragung von Informationen über große Entfernungen erreicht wird.

Schritt 2: Wählen Sie Sand

In der Natur kommt Silizium hauptsächlich in Form von Quarzsand vor. Der kristallklare Sand im Flusssand ist am besten geeignet. Wüstensand ist Kies, Salpeter und Staub eignen sich nicht zur Gewinnung von Silizium, hochwertiger Flusssand ist jedoch ein hochwertiges Material zur Gewinnung von Silizium. Stäbe aus reinem Silizium sind Substrate für die Chipherstellung, während gereinigtes Silizium zur Herstellung von Glas und optischen Fasern verwendet wird.

Der für optische Fasern benötigte Sand ist wählerischer, Quarzstein, Kalziumoxid usw. Wir müssen geeignete Rohstoffe aus der Natur finden.

Der Produktionsprozess vom Sand zur Glasfaser umfasst folgende Schritte:

Rohstoffe vorbereiten: Zu den Hauptrohstoffen zählen Quarzsand, Aluminiumoxid, Kalziumoxid usw., wobei Quarzsand der wichtigste Rohstoff ist, der durch ein spezielles Verfahren aus hochreinem Siliciumdioxid hergestellt wird. Diese Rohstoffe müssen zerkleinert, gesiebt usw. werden, um eine gleichbleibende Qualität und Partikelgröße sicherzustellen.

Als wichtigste Technologie für optische Kommunikationskabel ist die Glasfaser-Vorform die fortschrittlichste Technologie.

Die Vorform für optische Fasern ist das ursprüngliche Stabmaterial, das die Leistung von optischen Fasern steuert. Im Allgemeinen hat er einen Durchmesser von mehreren zehn bis hundert Millimetern. Seine innere Schicht ist eine Kernschicht mit hohem Brechungsindex und seine äußere Schicht ist eine Mantelschicht mit niedrigem Brechungsindex, um die Grundbedingungen für die Lichtwellenübertragung in der Kernschicht zu erfüllen. Die Vorform einer optischen Faser besteht aus einem Kernstab und einem Mantel. Es gibt vier Hauptproduktionsprozesse: modifizierte chemische Gasphasenabscheidung (MCVD), axiale Gasphasenabscheidung (VAD), chemische Gasphasenabscheidung (Rod-out, OVD) und chemische Gasphasenabscheidung im Plasma (PCVD). Unter ihnen weisen VAD und PCVD eine hohe Gesamtkosteneffizienz auf und werden nach und nach zum Mainstream der Produktion. Die erhaltene Vorform für optische Fasern wird zum Erhitzen und Erweichen in einen Hochtemperatur-Ziehofen gegeben und zu Glasfasern mit unterschiedlichen Durchmessern und ähnlichen Anteilen gezogen. Diese Glasfasern werden oft als optische Fasern bezeichnet.

Vorformling für optische Fasern

Die kritischste Technologie bei der Herstellung von Glasfasern und Kabeln – die Herstellung von Glasfaser-Preforms – wird derzeit weltweit nur von wenigen Unternehmen hergestellt: Zu den Methoden zur Herstellung von Preforms gehören PCVD, OVD und VAD. Obwohl die Methoden unterschiedlich sind, zielen sie alle darauf ab, den Mutterembryo der optischen Faser zu erhalten – die Vorform der optischen Faser. Die Changfei Company und die FiberHome Company meines Landes verfügen beide über die Fähigkeit, Vorformen für optische Fasern herzustellen, jedoch mit unterschiedlichen Verfahren. Es wird gesagt, dass diese beiden Unternehmen, die beide in Wuhan ansässig sind, fast die Hälfte der weltweiten Glasfaser-Vorformen hergestellt haben.

Vorbereitung des Vorformlings:Preform ist eines der Schlüsselmaterialien für die Herstellung von Glasfasern. Der Vorbereitungsprozess des Vorformlings umfasst Schritte wie Sol-Injektion, Gel-Härtung und Sintern.

Die Vorform der optischen Faser ist ein runder Glasstab wie im Bild oben. Es sieht aus wie eine einteilige Struktur, aber tatsächlich haben die Kernschicht in der Mitte und die Mantelschicht außen unterschiedliche Brechungsindizes, das heißt, die Mitte ist ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und die Umgebung ist gewöhnliches Glas. Das Verhältnis ist ungefähr das gleiche wie das Verhältnis zwischen dem kleinen Zylinder und dem großen Zylinder im Bild oben, mit einem Durchmesserverhältnis von etwa 8:125.

Da die Kernschicht einen hohen Brechungsindex hat, breitet sich das Lasersignal, wenn es sich in der Kernschicht ausbreitet, auch in der Kernschicht aus. Wenn es auf den Mantel trifft, bildet es aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes direkt ein Prinzip ähnlich der Spiegelreflexion aus und reflektiert das Lasersignal zurück zur Kernschicht. Daher breitet sich das Lasersignal der optischen Kommunikation immer in der Kernschicht aus.

Drahtziehen:Der vorbereitete Vorformstab für optische Fasern wird zum Erhitzen und Erweichen in einen Hochtemperatur-Drahtziehofen gegeben und zu Glasfasern mit unterschiedlichen Durchmessern und ähnlichen Anteilen gezogen. Diese Glasfasern werden oft als optische Fasern bezeichnet.

Natürlich wird es Geräte zur Steuerung der Schmelztemperatur und der Ziehgeschwindigkeit geben, um sicherzustellen, dass die gezogene optische Faser gleichmäßig ist und der Durchmesser den Spezifikationen entspricht. Anschließend wird nach dem Abkühlen der gezogenen Hochtemperatur-Glasfaser eine Leimschicht auf die Oberfläche aufgetragen, die verhindert, dass die optische Faser zu spröde wird, und ihre Flexibilität erhöht.

Glasfasern werden in Standardspulen mit bestimmten Längen geliefert, z. B. 10 Kilometer oder 25 Kilometer, wie in der Spule oben gezeigt.

Dies bildet den Kern der Glasfaser:

Kernschicht

Position: Der Kern befindet sich in der Mitte der Glasfaser.

Zusammensetzung: Der Kern besteht aus hochreinem Siliziumdioxid (SiO2) und ist mit einer sehr geringen Menge an Dotierstoffen dotiert, um den Brechungsindex (n1) des Kerns für Licht zu erhöhen.

Funktion: Die Hauptfunktion des Kerns besteht in der Übertragung optischer Signale. Da der Brechungsindex des Kerns höher ist als der des Mantels, wird das Licht, wenn es in den Kern eintritt und bestimmte Bedingungen erfüllt, an der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel vollständig intern reflektiert und dann entlang des Kerns nach vorne übertragen.

Verkleidung

Position: Der Mantel ist eng um den Kern gewickelt.

Zusammensetzung: Die Zusammensetzung der Umhüllung besteht ebenfalls aus hochreinem Siliciumdioxid mit einer sehr geringen Menge an Dotierstoffen. Sein Brechungsindex ist etwas niedriger als der des Kerns (n1>n2).

Funktion: Die Ummantelung bietet eine Reflexionsfläche und Lichtisolierung für die Lichtübertragung und stellt sicher, dass das optische Signal im Kern übertragen werden kann, ohne nach außen zu dringen. Gleichzeitig übernimmt die Verkleidung auch eine gewisse mechanische Schutzfunktion.

Beschichtung

Ort: Die Beschichtung ist die äußerste Schicht der optischen Faser.

Zusammensetzung: Die Beschichtung besteht üblicherweise aus Materialien wie Acrylat, Silikonkautschuk und Nylon. Die Beschichtung kann eine mehrschichtige Struktur wie etwa eine Primärbeschichtung, eine Pufferschicht und eine Sekundärbeschichtung umfassen.

Funktion: Die Hauptfunktion der Beschichtung besteht darin, die optische Faser vor Wasserdampferosion und mechanischem Abrieb zu schützen. Gleichzeitig erhöht die Beschichtung auch die mechanische Festigkeit und Biegsamkeit der optischen Faser, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer der optischen Faser beiträgt.

Anschließend wird die äußere Schicht der optischen Faser mit einer Schutzschicht versehen. Der Zweck der bunten Farbe besteht hauptsächlich darin, die Reihenfolge der Faserkerne zu unterscheiden. Die bunte Schutzschicht außerhalb der Glasfaser ist eigentlich die Außenhülle der Glasfaser. Seine Materialien sind vielfältig und zu den gebräuchlichsten gehören PE (Polyethylen), PVC (Polyvinylchlorid), PVDF (Polyvinylidenfluorid), LSZH (halogenfreies Flammschutzmittel mit geringer Rauchentwicklung), Plenum (flammhemmendes Polyolefin) und Riser (Wellenqualität). Polyolefin). Diese Materialien haben jeweils ihre eigenen Eigenschaften und anwendbaren Umgebungen, wie z. B. Feuerbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wetterbeständigkeit usw.

Der nationale Standard für die Faserkernsequenz von BELLCORE ist: blau, orange, grün, braun, grau, weiß, rot, schwarz, gelb, lila, rosa, cyan; (Orange wird auch Orange genannt) Der Farbcode muss dem Munsell-Farbcode entsprechen, der zugleich die umfassendste Farbcode-Anordnung der Welt ist. Das nationale Standard-Vollfarbspektrum: Blau, Orange, Grün, Braun, Grau, Weiß, Rot, Schwarz, Gelb, Lila, Rosa, Cyan. Die Reihenfolge der losen Röhren ist: Rot von Weiß nach Weiß.

Zwölf optische Fasern werden gebündelt und mit einer Spritzgussmaschine wird auf der Außenschicht eine Hülse geformt. Die 12 Kerne sind in einem Rohr eingekapselt und in der Mitte wird Ölkuchen eingespritzt, um die optischen Fasern zu schützen und gleichzeitig den Raum zu füllen.

Um die mehreren Bündelrohre im optischen Kabel zu unterscheiden, haben verschiedene Bündelrohre unterschiedliche Farben. Dadurch können verschiedene Lichtwellenleiter nach Gruppen unterschieden werden.

Mehrere Bündelrohre werden zu optischen Kabeln unterschiedlicher Spezifikationen verbunden. Wenn ein 12-adriges optisches Kabel Lichtwellenleiter in nur einem Bündelrohr aufweist und ein 48-adriges optisches Kabel 12 Adern in jedem der vier Bündelrohre aufweist, ergeben sich analog unterschiedliche Spezifikationen für optische Kabel.

Im Allgemeinen befindet sich in der Mitte des optischen Kabels ein Verstärkungskern, und es gibt auch den Fall eines einseitigen Verstärkungskerns. Um den Verstärkungskern wird ein Bündelrohr verteilt und mit einem Mantel versehen, um das optische Kabel zu bilden. Der üblicherweise verwendete Verstärkungskern für optische Kabel ist im Allgemeinen Stahldraht.

Bevor China die Produktionstechnologie beherrschte, waren die Preise für optische Kabel extrem hoch. Als chinesische Unternehmen die Produktionstechnologie beherrschten, sanken die Weltpreise für optische Kabel rapide. Dank unserer Hersteller optischer Kabel, insbesondere nationaler Unternehmen wie zYOFCUndFiberHome, für ihren Beitrag zur optischen Kommunikationsindustrie meines Landes. Dank ihrer kontinuierlichen Suche nach einer effizienten Produktion sind die Kosten für die Glasfaserverbindung bis ins Haus für jeden Haushalt weiter gesunken, sodass Chinas Durchdringungsrate für optische Kommunikation weit über der Welt liegt.

Quelle: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd