Aujourd'hui, suivez HX Fiber pour découvrir étape par étape comment le sable se transforme en fibre optique :

Étape 1 : Comprendre les matières premières de la fibre optique

Le silicium est l'élément le plus courant et la matière première la plus importante

Le silicium est le deuxième élément le plus répandu dans la croûte terrestre, on le trouve principalement dans le quartz sous forme de dioxyde de silicium (le principal composant du sable), et il constitue la base de l'industrie des semi-conducteurs. Le silicium est essentiel au développement des industries des communications et de l’information. Presque toutes les puces sont à base de silicium et 90 % des circuits intégrés utilisent des substrats en silicium.

En tant que matériau le plus critique pour les communications actuelles, le composant principal de la fibre optique est le dioxyde de silicium. La communication par fibre optique est une méthode de communication qui utilise des ondes lumineuses pour transmettre des informations dans des fibres optiques. En raison de la fréquence extrêmement élevée de la lumière, la capacité de communication par fibre optique est très grande et la communication par fibre optique présente également les avantages d'une forte capacité d'interférence anti-électromagnétique et d'une faible atténuation du signal, elle est donc largement utilisée dans le domaine des communications modernes.

Le composant principal de la fibre optique est le dioxyde de silicium (SiO2). Le dioxyde de silicium est un composé inorganique ayant un point de fusion élevé et une dureté élevée. C'est également une matière première importante pour la fabrication de fibres optiques. Dans la communication par fibre optique, les ondes lumineuses sont transmises à travers des fibres optiques en dioxyde de silicium, permettant une transmission d'informations rapide, efficace et longue distance.

Étape 2 : Choisissez du sable

Dans la nature, le silicium existe principalement sous forme de sable de quartz. Le sable cristallin du sable de rivière est le plus approprié. Le sable du désert est constitué de gravier, le salpêtre et la poussière ne conviennent pas à l'extraction du silicium, mais le sable de rivière de haute qualité est un matériau de haute qualité pour l'extraction du silicium. Les tiges de silicium pur sont des substrats pour la fabrication de puces, tandis que la silice purifiée est utilisée pour produire du verre et des fibres optiques.

Le sable nécessaire à la fibre optique est plus exigeant, la pierre de quartz, l'oxyde de calcium, etc. Nous devons trouver des matières premières adaptées dans la nature.

Le processus de production du sable à la fibre optique comprend les étapes suivantes :

Préparer les matières premières : Les principales matières premières comprennent le sable de quartz, l'alumine, l'oxyde de calcium, etc., parmi lesquelles le sable de quartz est la matière première la plus importante, qui est fabriquée à partir de silice de haute pureté grâce à un processus spécial. Ces matières premières doivent être broyées, criblées, etc. pour garantir la constance de leur qualité et de leur granulométrie.

En tant que technologie la plus critique pour les câbles optiques de communication, la préforme de fibre optique est la technologie la plus avancée.

La préforme de fibre optique est le matériau de tige d'origine qui contrôle les performances de la fibre optique. Son diamètre mesure généralement des dizaines à des centaines de millimètres. Sa couche interne est une couche centrale à indice de réfraction élevé et sa couche externe est une couche de revêtement à faible indice de réfraction pour répondre aux conditions de base de la transmission des ondes lumineuses dans la couche centrale. La préforme de fibre optique est constituée d'une tige centrale et d'une gaine. Il existe quatre procédés de production principaux : le dépôt chimique en phase vapeur modifié (MCVD), le dépôt axial en phase vapeur (VAD), le dépôt chimique en phase vapeur par tige (OVD) et le dépôt chimique en phase vapeur par plasma (PCVD). Parmi eux, le VAD et le PCVD ont une rentabilité globale élevée et deviennent progressivement le courant dominant de la production. La préforme de fibre optique obtenue est placée dans un four d'étirage à haute température pour être chauffée et ramollie, et est étirée en fibres de verre de différents diamètres avec des proportions similaires. Ces fibres de verre sont ce que l'on appelle souvent des fibres optiques.

Préforme de fibre optique

La technologie la plus critique dans la production de fibres optiques et de câbles - la production de préformes de fibres optiques - n'est actuellement produite que par quelques entreprises dans le monde : les méthodes de production de préformes incluent le PCVD, l'OVD et le VAD. Bien que les méthodes soient différentes, elles visent toutes à obtenir l’embryon mère de fibre optique – préforme de fibre optique. Les sociétés Changfei et FiberHome de Chine ont toutes deux la capacité de produire des préformes de fibres optiques, mais avec des processus différents. On dit que ces deux sociétés, toutes deux situées à Wuhan, auraient produit près de la moitié des préformes de fibres optiques dans le monde.

Préparation de la préforme :La préforme est l'un des matériaux clés pour la fabrication de fibres optiques. Le processus de préparation de la préforme comprend des étapes telles que l'injection de sol, le durcissement du gel et le frittage.

La préforme de fibre optique est une tige de verre ronde comme celle de l'image ci-dessus. Cela ressemble à une structure monobloc, mais en fait, la couche centrale au milieu et la couche de revêtement à l'extérieur ont des indices de réfraction différents, c'est-à-dire que le centre est un verre avec un indice de réfraction élevé et l'environnement est du verre ordinaire. Le rapport est à peu près le même que la relation entre le petit cylindre et le grand cylindre dans l'image ci-dessus, avec un rapport de diamètre d'environ 8:125.

Étant donné que la couche centrale a un indice de réfraction élevé, lorsque le signal laser se propage dans la couche centrale, il se propage dans la couche centrale. Lorsqu'il rencontre la gaine, en raison des différents indices de réfraction, il formera directement un principe similaire à la réflexion miroir, réfléchissant le signal laser vers la couche centrale. Par conséquent, le signal laser de communication optique se propage toujours dans la couche centrale.

Tréfilage :La tige de préforme de fibre optique préparée est placée dans un four de tréfilage à haute température pour chauffer et ramollir, et est étirée en fibres de verre de différents diamètres avec des proportions similaires. Ces fibres de verre sont ce que l'on appelle souvent des fibres optiques.

Bien entendu, il y aura des équipements pour contrôler la température de fusion et la vitesse d’étirage afin de garantir que la fibre optique étirée est uniforme et que le diamètre répond aux spécifications. Ensuite, une fois la fibre de verre étirée à haute température refroidie, une couche de colle est appliquée sur la surface, ce qui empêche la fibre optique d'être trop cassante et augmente sa flexibilité.

La fibre optique se présente sous forme de bobines standard de certaines longueurs, par exemple 10 kilomètres ou 25 kilomètres, comme le montre la bobine ci-dessus.

Ceci constitue le cœur de la fibre optique :

Couche centrale

Position : Le noyau est situé au centre de la fibre optique.

Composition : Le noyau est constitué de dioxyde de silicium (SiO2) de haute pureté et est dopé avec une très petite quantité de dopants pour augmenter l'indice de réfraction (n1) du noyau pour la lumière.

Fonction : La fonction principale du noyau est de transmettre des signaux optiques. Étant donné que l'indice de réfraction du noyau est supérieur à celui de la gaine, lorsque la lumière pénètre dans le noyau et remplit certaines conditions, la lumière sera totalement réfléchie en interne à l'interface entre le noyau et la gaine, puis transmise vers l'avant le long du noyau.

Bardage

Position : Le revêtement est étroitement enroulé autour du noyau.

Composition : La composition de la gaine est également de la silice de haute pureté avec une très petite quantité de dopants. Son indice de réfraction est légèrement inférieur à celui du noyau (n1>n2).

Fonction : le revêtement fournit une surface de réflexion et une isolation lumineuse pour la transmission de la lumière, garantissant que le signal optique peut être transmis dans le noyau sans fuite vers le monde extérieur. Parallèlement, le bardage joue également un certain rôle de protection mécanique.

Revêtement

Emplacement : Le revêtement est la couche la plus externe de la fibre optique.

Composition : Le revêtement est généralement composé de matériaux tels que l'acrylate, le caoutchouc de silicone et le nylon. Le revêtement peut comprendre une structure multicouche telle qu'un revêtement primaire, une couche tampon et un revêtement secondaire.

Fonction : La fonction principale du revêtement est de protéger la fibre optique de l’érosion par la vapeur d’eau et de l’abrasion mécanique. Dans le même temps, le revêtement augmente également la résistance mécanique et la flexibilité de la fibre optique, ce qui contribue à prolonger la durée de vie de la fibre optique.

Ensuite, une couche protectrice est ajoutée à la couche externe de la fibre optique. Le but de la couleur colorée est principalement de distinguer l’ordre des noyaux de fibres. La couche protectrice colorée située à l’extérieur de la fibre optique est en réalité la gaine extérieure de la fibre optique. Ses matériaux sont divers et les plus courants comprennent le PE (polyéthylène), le PVC (chlorure de polyvinyle), le PVDF (fluorure de polyvinylidène), le LSZH (ignifuge sans halogène à faible fumée), le Plenum (polyoléfine de qualité ignifuge) et le Riser (polyoléfine de qualité arbre). Ces matériaux ont chacun leurs propres caractéristiques et environnements applicables, tels que la résistance au feu, la résistance à l'humidité, la résistance aux intempéries, etc.

La norme nationale pour la séquence de noyau de fibre de BELLCORE est la suivante : bleu, orange, vert, marron, gris, blanc, rouge, noir, jaune, violet, rose, cyan ; (l'orange est également appelé orange) Le code couleur doit être conforme au code couleur Munsell, qui est également l'arrangement de code couleur le plus complet au monde. Le spectre de couleurs standard national : bleu, orange, vert, marron, gris, blanc, rouge, noir, jaune, violet, rose, cyan. La séquence des tubes lâches est la suivante : rouge du blanc au blanc.

Douze fibres optiques sont regroupées et un manchon est formé sur la couche externe via une machine de moulage par injection. Les 12 noyaux sont encapsulés dans un tube et un tourteau est injecté au milieu pour protéger les fibres optiques tout en remplissant l'espace.

Afin de distinguer les multiples tubes du faisceau dans le câble optique, différents tubes du faisceau ont des couleurs différentes. Cela permet de distinguer différentes fibres optiques par groupe.

Plusieurs tubes en faisceau sont connectés pour former des câbles optiques de spécifications différentes. Si un câble optique à 12 conducteurs comporte des fibres optiques dans un seul tube de faisceau, et si un câble optique à 48 conducteurs comporte 12 conducteurs dans chacun des quatre tubes de faisceau, différentes spécifications de câble optique sont formées par analogie.

Généralement, il y a une âme de renfort au milieu du câble optique, et il existe également un cas d'âme de renfort unilatérale. Un faisceau de tubes est réparti autour de l'âme de renfort et une gaine est ajoutée pour former le câble optique. L'âme de renforcement des câbles optiques couramment utilisée est généralement du fil d'acier.

Avant que la Chine ne maîtrise la technologie de production, le prix des câbles optiques était extrêmement élevé. Lorsque les entreprises chinoises ont maîtrisé la technologie de production, le prix mondial des câbles optiques a chuté rapidement. Grâce à nos fabricants de câbles optiques, notamment aux entreprises nationales telles queYOFCetFibreAccueil, pour leurs contributions à l'industrie des communications optiques de mon pays. Grâce à leur recherche continue d'une production efficace, le coût de la fibre jusqu'au domicile pour chaque foyer a continué de baisser, ce qui place le taux de pénétration des communications optiques de la Chine bien en avance sur le monde.

Source : Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.