แก้วควอตซ์บริสุทธิ์สูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของใยแก้วนำแสง

ลองจินตนาการถึงโลกที่ปราศจากใยแก้วนำแสง อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงที่เราพึ่งพา การแพทย์ทางไกล การประชุมทางวิดีโอ และแม้แต่ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมก็จะหมดสิ้นไป การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกทำหน้าที่เป็นทางด่วนข้อมูลในสังคมสมัยใหม่ และแก้วควอตซ์มีบทบาทสำคัญใน "ท่อร้อยสายที่สมบูรณ์แบบ" สำหรับสัญญาณแสง โดยส่งข้อมูลไปในระยะทางอันกว้างใหญ่โดยสูญเสียน้อยที่สุด

ในบรรดาวัสดุอุตสาหกรรม แก้วควอตซ์โดดเด่นด้วยคุณสมบัติทางแสงที่โดดเด่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง ข้อได้เปรียบหลัก ได้แก่ การส่งผ่านแสงที่ไม่ธรรมดาและการสูญเสียการส่งผ่านที่ต่ำอย่างน่าทึ่ง ทำให้ใยแก้วนำแสงที่มีพื้นฐานมาจากควอทซ์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสื่อสารทางไกลแบบบรอดแบนด์และเป็นรากฐานสำหรับเครือข่ายสมัยใหม่

การส่งผ่านแสงที่ยอดเยี่ยม:แก้วควอตซ์แสดงความโปร่งใสที่สูงมากทั้งในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรดใกล้ ช่วยให้สัญญาณแสงเดินทางผ่านเส้นใยโดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุดในระยะทางไกล

การสูญเสียการส่งผ่านต่ำมาก:เนื่องจากเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในใยแก้วนำแสง ใยแก้วควอทซ์จึงมีการลดทอนสัญญาณที่ต่ำอย่างน่าทึ่ง โดยจะรักษาความแรงของสัญญาณในการส่งสัญญาณที่ขยายออกไปในขณะที่ยังคงคุณภาพการสื่อสารไว้

แก้วควอตซ์ทำหน้าที่สำคัญสองประการในการผลิตเส้นใย:

ท่อพื้นผิว:ในกระบวนการผลิต เช่น Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) และ Plasma Chemical Vapour Deposition (PCVD) หลอดซับสเตรตแก้วควอทซ์ให้ทั้งสภาพแวดล้อมที่เกิดปฏิกิริยาและการรองรับทางโครงสร้างสำหรับการขึ้นรูปแกนไฟเบอร์

หลอดแจ็คเก็ต:ท่อหุ้มแก้วควอตซ์ห่อหุ้มแกนในระหว่างการผลิต ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการมองเห็นโดยลดการกระเจิงของสัญญาณ

การใช้งานไฟเบอร์ออปติกต้องการแก้วควอตซ์บริสุทธิ์เป็นพิเศษ เนื่องจากแม้แต่สิ่งเจือปนเล็กน้อยก็สามารถเพิ่มการสูญเสียสัญญาณได้อย่างมาก มาตรฐานความบริสุทธิ์สำหรับวัสดุ เช่น SUPRASIL-F300 ของ Shin-Etsu Quartz แสดงให้เห็นถึงข้อกำหนดที่เข้มงวดเหล่านี้:

วิธีการวิเคราะห์ประกอบด้วย ICP-AES สำหรับองค์ประกอบโลหะ สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงอินฟราเรดสำหรับปริมาณ OH และการวัดความขุ่นสำหรับการวัดคลอรีน

หลอดที่มีความบริสุทธิ์สูงเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในกระบวนการผลิตทั้ง MCVD และ PCVD:

การใช้งาน MCVD:ความเสถียรทางความร้อนและความทนทานต่อสารเคมีของท่อซับสเตรต ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและก๊าซปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการสะสมชั้นกระจกหลายชั้นเพื่อสร้างแกนไฟเบอร์

ความเข้ากันได้ของ PCVD:วัสดุนี้สนับสนุนกระบวนการสะสมที่ปรับปรุงด้วยพลาสมาอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งให้อัตราการสะสมที่เร็วกว่าและการควบคุมองค์ประกอบที่แม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับวิธี MCVD ทั่วไป

มีให้เลือกหลายขนาดเพื่อรองรับการออกแบบพรีฟอร์มที่แตกต่างกัน:

ท่อหุ้มเหล่านี้ช่วยเพิ่มทั้งความทนทานเชิงกลและประสิทธิภาพด้านการมองเห็น ไม่ว่าจะนำไปใช้ในระหว่างกระบวนการออฟไลน์ที่แยกจากกัน หรือรวมเข้ากับการดำเนินการวาดเส้นไฟเบอร์โดยตรง ประโยชน์ที่สำคัญ ได้แก่ :

การเสริมแรงทางกล:แจ็คเก็ตควอตซ์ช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึงและแรงดัดงอได้อย่างมาก ปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานในการใช้งาน

การเพิ่มประสิทธิภาพทางแสง:การเลือกวัสดุและการควบคุมขนาดที่เหมาะสมช่วยลดการสูญเสียการกระเจิงในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านสูงสุด

มีให้เลือกหลายรูปแบบ:

ในขณะที่เทคโนโลยีการสื่อสารก้าวหน้าไปสู่ความเร็วที่สูงขึ้น ความจุที่มากขึ้น และช่วงที่ขยายออกไป การพัฒนาแก้วควอตซ์จึงมุ่งเน้นไปที่ประเด็นสำคัญสามประการ:

เพิ่มความบริสุทธิ์:การลดสิ่งเจือปนเพิ่มเติมเพื่อลดการลดทอนสัญญาณและขยายระยะการส่งสัญญาณ

วัสดุขั้นสูง:การพัฒนาสูตรควอตซ์เฉพาะที่มีดัชนีการหักเหของแสงหรือคุณลักษณะการกระจายตัวที่ปรับแต่งมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานเฉพาะกลุ่ม

การผลิตที่แม่นยำ:เทคนิคการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพมิติและพื้นผิวที่เข้มงวดมากขึ้น

แม้ว่าวัสดุทางเลือก เช่น พลาสติกใยแก้วนำแสง (POF) แก้วฟลูออไรด์ และแก้วชาลโคเจไนด์มีแนวโน้มสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน แต่แก้วควอตซ์ยังคงเป็นมาตรฐานที่ไม่มีปัญหาสำหรับการสื่อสารใยแก้วนำแสงกระแสหลัก เนื่องจากประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ไม่มีใครเทียบได้

วัสดุที่โดดเด่นนี้ยังคงสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลที่ขับเคลื่อนโลกที่เชื่อมต่อระหว่างกันของเรา ตั้งแต่เครือข่ายข้อมูลความเร็วสูงไปจนถึงเทคโนโลยีทางการแพทย์ที่ช่วยชีวิต ทั้งหมดนี้ทำหน้าที่เป็นแกนหลักที่มองไม่เห็นของการสื่อสารสมัยใหม่