Kuidas valmistatakse fiiberoptilisi juhte?
Optilise kiu tootmine jaguneb peamiselt kolmeks protsessiks, nimelt kiudude joonistamine, katsetamine ja eelvormide ettevalmistamine.
Tooriku ettevalmistamine:
Toorikute tootmiseks on palju protsessitehnoloogiaid, sealhulgas MCVD, OVD, VAD ja PCVD, mille hulgas on kõige sagedamini kasutatav MCVD protsess, millele ka käesolev artikkel keskendub. MCVD täielik ingliskeelne nimi on modifitseeritud keemiline auru sadestamine. Selle optilise kiu eelvormi tootmisprotsessi töötas välja Bell Labs 1974. aastal. SiCl4 (ränikloriid), GeCl4 (germaaniumkloriid) ja muudest keemilistest ainetest koosnev gaasiline segu sisestatakse kvartsklaasitorusse (vooder) ja kvartsitoru pööratakse ja kuumutatakse ning räni ja germaanium oksüdeeruvad, moodustades SiO2 (ränidioksiid) ja GeO2 (germaaniumdioksiid), mis muudab selle kvartsitorusse, moodustades optilise kiu põhiosa.
Lisaks saab gaasilise segu komponentide kontsentratsiooni abil reguleerida ka selliseid parameetreid nagu murdumisnäitaja, paisumistegur ja optilise kiu sulamistemperatuur. Pärast tooriku jahutamist tuleb selle kvaliteeti testida.
Kiudjoonis:
Pange toorik joonistamiseks kiudude tõmbetorni. Pärast joonistamist muutub eelvorm 125 μm paksuseks ja õhukeseks kiudaineks ning on optilise kiu tugevuse kaitsmiseks kaetud kahe vaigukihiga. Kiudude tõmbetorni struktuur sisaldab grafiitahju, mis suudab toota kõrget temperatuuri 1700–2000 kraadi, tooriku täielikult pehmendada ja kerida selle läbi joonistusratta, et saada õhem kiud.
Tõmbetorn suudab tagastada ahju temperatuuri ja mähise kiirust ning kiudude läbimõõtu saab täpselt kontrollida läbi lasermikromeetri. Optilise kiu tugevuse parandamiseks peab joonistamisprotsess vastastikuse nakkumise vältimiseks katma optilise kiu õigeaegselt õhukese vaigukihiga ja kuivatama.
Test:
Pärast joonistamist on oluline kontrollida valmis kiudu. Katse parameetrid hõlmavad tõmbetugevust, murdumisnäitajat, kiudude struktuuri, sumbumist, teabe kandevõimet (ribalaiust), dispersiooni, töötemperatuuri ja niiskuse vahemikku jne.
