今日は、HX ファイバーに従って、砂がどのように光ファイバーに変換されるかを段階的に調べてみましょう。
ステップ1：光ファイバーの原材料を理解する
シリコンは最も一般的な元素であり、最も重要な原料です
シリコンは地殻で 2 番目に多い元素で、主に二酸化ケイ素 (砂の主成分) の形で石英に含まれており、半導体産業の基礎となっています。シリコンは通信および情報産業の発展の鍵です。ほぼすべてのチップはシリコンをベースにしており、集積回路の 90% はシリコン基板を使用しています。
現在の通信にとって最も重要な材料である光ファイバーの主成分は二酸化ケイ素です。光ファイバー通信は、光ファイバー内で光波を利用して情報を伝送する通信方式です。光の周波数が非常に高いため、光ファイバー通信の容量は非常に大きく、また、光ファイバー通信は、強力な耐電磁干渉能力と低い信号減衰という利点もあり、現代の通信分野で広く使用されています。
光ファイバーの主成分は二酸化ケイ素（SiO2）です。二酸化ケイ素は、融点が高く、硬度が高い無機化合物です。光ファイバーを製造するための重要な原料でもあります。光ファイバー通信では、二酸化ケイ素で作られた光ファイバーを通して光波を伝送し、情報の高速、効率的、長距離伝送を実現します。
ステップ 2: 砂を選ぶ
自然界では、シリコンは主に珪砂の形で存在します。川砂の中でも透き通った砂が最適です。砂漠の砂は砂利、硝石、塵などはシリコンの抽出には適していませんが、良質な川砂はシリコンの抽出に適した高品質の素材です。純粋なシリコンロッドはチップ製造用の基板であり、精製シリカはガラスや光ファイバーの製造に使用されます。
光ファイバーに必要な砂は、石英、酸化カルシウムなど、よりこだわりがあり、自然の中から適切な原料を見つける必要があります。
砂から光ファイバーまでの製造プロセスには次の手順が含まれます。
原料の準備：主な原料には珪砂、アルミナ、酸化カルシウムなどが含まれますが、その中で最も重要な原料は珪砂であり、特殊なプロセスを経て高純度のシリカから作られます。これらの原材料は、品質と粒子サイズの一貫性を確保するために、粉砕、ふるい分けなどを行う必要があります。
光ファイバプリフォームは通信用光ケーブルの最も重要な技術である最先端の技術です。
光ファイバプリフォームは、光ファイバの性能を左右するロッドの元となる素材です。通常、直径は数十から数百ミリメートルです。その内層は高屈折率コア層であり、外層は低屈折率クラッド層であり、コア層における光波伝送の基本条件を満たす。光ファイバ母材はコアロッドとクラッドから構成されます。主要な製造プロセスには、修正化学気相成長法 (MCVD)、アキシャル気相成長法 (VAD)、ロッドアウト化学気相成長法 (OVD)、およびプラズマ化学気相成長法 (PCVD) の 4 つがあります。中でもVADとPCVDは総合的な費用対効果が高く、徐々に生産の主流となりつつあります。得られた光ファイバ母材を高温の線引き炉に入れて加熱・軟化させ、線径の異なるガラスファイバを同程度の割合で線引きします。これらのガラスファイバーは、私たちがよく光ファイバーと呼ぶものです。
光ファイバ母材
光ファイバとケーブルの製造における最も重要な技術である光ファイバプリフォームの製造は、現在世界で数社だけが製造しています。プリフォームの製造方法には PCVD、OVD、VAD などがあります。方法は異なりますが、いずれも光ファイバーの母胎、つまり光ファイバーのプリフォームを得ることを目的としています。私の国のChangfei CompanyとFiberHome Companyはどちらも光ファイバープリフォームを製造する能力を持っていますが、プロセスは異なります。武漢に拠点を置くこの2社は、世界の光ファイバープリフォームのほぼ半分を生産していると言われている。
プリフォームの準備:プリフォームは光ファイバーを製造するための重要な材料の 1 つです。プリフォームの作製プロセスには、ゾル注入、ゲル硬化、焼結などのステップが含まれます。
光ファイバ母材は上の写真のような丸いガラス棒です。一体構造のように見えますが、実は真ん中のコア層と外側のクラッド層は屈折率が異なり、中心が屈折率の高いガラス、周囲が普通のガラスとなっています。この比率は上の写真の小円柱と大円柱の関係とほぼ同じで、直径比は約8：125です。
コア層は屈折率が高いため、レーザー信号がコア層内を伝播すると、コア層内を伝播します。クラッドに遭遇すると、屈折率が異なるため、鏡面反射と同様の原理が直接形成され、レーザー信号が反射してコア層に戻ります。したがって、光通信のレーザー信号は常にコア層を伝播します。
伸線:準備された光ファイバー母材ロッドを高温の伸線炉に入れて加熱して軟化し、異なる直径のガラスファイバーを同様の比率で線引きします。これらのガラスファイバーは、私たちがよく光ファイバーと呼ぶものです。
もちろん、線引きされた光ファイバーが均一であり、直径が仕様を満たすことを保証するために、溶融温度と線引き速度を制御する装置もあります。次に、線引きされた高温ガラスファイバーが冷却された後、表面に接着剤の層がコーティングされます。これにより、光ファイバーが脆くなりすぎるのを防ぎ、柔軟性が高まります。
光ファイバーは、上記のコイルに示されているように、10 キロメートルや 25 キロメートルなど、特定の長さの標準的なコイルで提供されます。
これが光ファイバーのコアを形成します。
コア層
位置: コアは光ファイバーの中心にあります。
組成: コアは高純度の二酸化ケイ素 (SiO2) でできており、光に対するコアの屈折率 (n1) を高めるために、非常に少量のドーパントがドープされています。
機能: コアの主な機能は光信号を送信することです。コアの屈折率はクラッドよりも高いため、コアに光が入射して一定の条件を満たすと、光はコアとクラッドの界面で全反射し、コアに沿って前方に伝播します。
クラッディング
位置: クラッドはコアの周りにしっかりと巻き付けられています。
組成: クラッドの組成も、非常に少量のドーパントを含む高純度シリカです。その屈折率はコアの屈折率よりわずかに低くなります (n1>n2)。
機能: クラッドは光の伝送に反射面と光絶縁を提供し、光信号が外界に漏れることなくコア内で伝送されることを保証します。同時に、被覆材は一定の機械的保護の役割も果たします。
コーティング
場所: コーティングは光ファイバーの最外層です。
組成: コーティングは通常、アクリレート、シリコーンゴム、ナイロンなどの材料で構成されます。コーティングは、一次コーティング、緩衝層および二次コーティングなどの多層構造を含んでもよい。
機能: コーティングの主な機能は、水蒸気による浸食や機械的磨耗から光ファイバーを保護することです。同時に、このコーティングは光ファイバーの機械的強度と曲げ性も向上させ、光ファイバーの耐用年数を延ばすのに役立ちます。
続いて、光ファイバーの外層に保護層を追加します。カラフルな色の目的は主に繊維コアの順序を区別することです。光ファイバーの外側にあるカラフルな保護層は、実際には光ファイバーの外側のシースです。その材質は多岐にわたり、PE（ポリエチレン）、PVC（ポリ塩化ビニル）、PVDF（ポリフッ化ビニリデン）、LSZH（低発煙ハロゲンフリー難燃剤）、プレナム（難燃グレードポリオレフィン）、ライザー（シャフトグレードポリオレフィン）などが一般的です。これらの材料には、耐火性、耐湿性、耐候性など、それぞれに独自の特性と適用環境があります。
BELLCORE のファイバーコア配列の国家標準は、青、オレンジ、緑、茶色、灰色、白、赤、黒、黄色、紫、ピンク、シアンです。 (オレンジはオレンジとも呼ばれます) カラーコードはマンセルカラーコードに準拠する必要があります。マンセルカラーコードは世界で最も包括的なカラーコード配列でもあります。国家標準のフルカラースペクトル: 青、オレンジ、緑、茶色、グレー、白、赤、黒、黄色、紫、ピンク、シアン。ルース チューブの順序は、赤から白へです。
12本の光ファイバーを束ね、射出成形機で外層にスリーブを形成します。 12本のコアをチューブの中に封入し、その真ん中にオイルケーキを注入して、空間を埋めながら光ファイバーを保護します。
光ケーブル内の複数のバンドルチューブを区別するために、バンドルチューブごとに異なる色が付けられています。これにより、異なる光ファイバをグループごとに区別することができます。
複数のバンドルチューブを接続して仕様の異なる光ケーブルを形成します。 12 心の光ケーブルが 1 つのバンドル チューブにのみ光ファイバを備えている場合と、48 心の光ケーブルが 4 つのバンドル チューブのそれぞれに 12 つのコアを備えている場合、異なる光ケーブルの仕様が類推によって形成されます。
一般に光ケーブルの途中に補強コアが入っていますが、片面補強コアの場合もあります。バンドルチューブが補強コアの周囲に配置され、シースが追加されて光ケーブルが形成されます。一般的に使用される光ケーブルの補強コアは鋼線が一般的です。
中国が生産技術を習得する前は、光ケーブルの価格は非常に高かった。中国企業が生産技術を習得すると、光ケーブルの世界的な価格は急速に下落した。光ケーブルメーカー、特に国営企業のおかげでYOFCそしてファイバーホーム、私の国の光通信産業への貢献に対して。効率的な生産の継続的な探求のおかげで、各家庭の光ファイバーのコストは下がり続け、中国の光通信の普及率は世界を大きくリードしています。
出典: 東莞 HX ファイバーテクノロジー株式会社
今日は、HX ファイバーに従って、砂がどのように光ファイバーに変換されるかを段階的に調べてみましょう。
ステップ1：光ファイバーの原材料を理解する
シリコンは最も一般的な元素であり、最も重要な原料です
シリコンは地殻で 2 番目に多い元素で、主に二酸化ケイ素 (砂の主成分) の形で石英に含まれており、半導体産業の基礎となっています。シリコンは通信および情報産業の発展の鍵です。ほぼすべてのチップはシリコンをベースにしており、集積回路の 90% はシリコン基板を使用しています。
現在の通信にとって最も重要な材料である光ファイバーの主成分は二酸化ケイ素です。光ファイバー通信は、光ファイバー内で光波を利用して情報を伝送する通信方式です。光の周波数が非常に高いため、光ファイバー通信の容量は非常に大きく、また、光ファイバー通信は、強力な耐電磁干渉能力と低い信号減衰という利点もあり、現代の通信分野で広く使用されています。
光ファイバーの主成分は二酸化ケイ素（SiO2）です。二酸化ケイ素は、融点が高く、硬度が高い無機化合物です。光ファイバーを製造するための重要な原料でもあります。光ファイバー通信では、二酸化ケイ素で作られた光ファイバーを通して光波を伝送し、情報の高速、効率的、長距離伝送を実現します。
ステップ 2: 砂を選ぶ
自然界では、シリコンは主に珪砂の形で存在します。川砂の中でも透き通った砂が最適です。砂漠の砂は砂利、硝石、塵などはシリコンの抽出には適していませんが、良質な川砂はシリコンの抽出に適した高品質の素材です。純粋なシリコンロッドはチップ製造用の基板であり、精製シリカはガラスや光ファイバーの製造に使用されます。
光ファイバーに必要な砂は、石英、酸化カルシウムなど、よりこだわりがあり、自然の中から適切な原料を見つける必要があります。
砂から光ファイバーまでの製造プロセスには次の手順が含まれます。
原料の準備：主な原料には珪砂、アルミナ、酸化カルシウムなどが含まれますが、その中で最も重要な原料は珪砂であり、特殊なプロセスを経て高純度のシリカから作られます。これらの原材料は、品質と粒子サイズの一貫性を確保するために、粉砕、ふるい分けなどを行う必要があります。
光ファイバプリフォームは通信用光ケーブルの最も重要な技術である最先端の技術です。
光ファイバプリフォームは、光ファイバの性能を左右するロッドの元となる素材です。通常、直径は数十から数百ミリメートルです。その内層は高屈折率コア層であり、外層は低屈折率クラッド層であり、コア層における光波伝送の基本条件を満たす。光ファイバ母材はコアロッドとクラッドから構成されます。主要な製造プロセスには、修正化学気相成長法 (MCVD)、アキシャル気相成長法 (VAD)、ロッドアウト化学気相成長法 (OVD)、およびプラズマ化学気相成長法 (PCVD) の 4 つがあります。中でもVADとPCVDは総合的な費用対効果が高く、徐々に生産の主流となりつつあります。得られた光ファイバ母材を高温の線引き炉に入れて加熱・軟化させ、線径の異なるガラスファイバを同程度の割合で線引きします。これらのガラスファイバーは、私たちがよく光ファイバーと呼ぶものです。
光ファイバ母材
光ファイバとケーブルの製造における最も重要な技術である光ファイバプリフォームの製造は、現在世界で数社だけが製造しています。プリフォームの製造方法には PCVD、OVD、VAD などがあります。方法は異なりますが、いずれも光ファイバーの母胎、つまり光ファイバーのプリフォームを得ることを目的としています。私の国のChangfei CompanyとFiberHome Companyはどちらも光ファイバープリフォームを製造する能力を持っていますが、プロセスは異なります。武漢に拠点を置くこの2社は、世界の光ファイバープリフォームのほぼ半分を生産していると言われている。
プリフォームの準備:プリフォームは光ファイバーを製造するための重要な材料の 1 つです。プリフォームの作製プロセスには、ゾル注入、ゲル硬化、焼結などのステップが含まれます。
光ファイバ母材は上の写真のような丸いガラス棒です。一体構造のように見えますが、実は真ん中のコア層と外側のクラッド層は屈折率が異なり、中心が屈折率の高いガラス、周囲が普通のガラスとなっています。この比率は上の写真の小円柱と大円柱の関係とほぼ同じで、直径比は約8：125です。
コア層は屈折率が高いため、レーザー信号がコア層内を伝播すると、コア層内を伝播します。クラッドに遭遇すると、屈折率が異なるため、鏡面反射と同様の原理が直接形成され、レーザー信号が反射してコア層に戻ります。したがって、光通信のレーザー信号は常にコア層を伝播します。
伸線:準備された光ファイバー母材ロッドを高温の伸線炉に入れて加熱して軟化し、異なる直径のガラスファイバーを同様の比率で線引きします。これらのガラスファイバーは、私たちがよく光ファイバーと呼ぶものです。
もちろん、線引きされた光ファイバーが均一であり、直径が仕様を満たすことを保証するために、溶融温度と線引き速度を制御する装置もあります。次に、線引きされた高温ガラスファイバーが冷却された後、表面に接着剤の層がコーティングされます。これにより、光ファイバーが脆くなりすぎるのを防ぎ、柔軟性が高まります。
光ファイバーは、上記のコイルに示されているように、10 キロメートルや 25 キロメートルなど、特定の長さの標準的なコイルで提供されます。
これが光ファイバーのコアを形成します。
コア層
位置: コアは光ファイバーの中心にあります。
組成: コアは高純度の二酸化ケイ素 (SiO2) でできており、光に対するコアの屈折率 (n1) を高めるために、非常に少量のドーパントがドープされています。
機能: コアの主な機能は光信号を送信することです。コアの屈折率はクラッドよりも高いため、コアに光が入射して一定の条件を満たすと、光はコアとクラッドの界面で全反射し、コアに沿って前方に伝播します。
クラッディング
位置: クラッドはコアの周りにしっかりと巻き付けられています。
組成: クラッドの組成も、非常に少量のドーパントを含む高純度シリカです。その屈折率はコアの屈折率よりわずかに低くなります (n1>n2)。
機能: クラッドは光の伝送に反射面と光絶縁を提供し、光信号が外界に漏れることなくコア内で伝送されることを保証します。同時に、被覆材は一定の機械的保護の役割も果たします。
コーティング
場所: コーティングは光ファイバーの最外層です。
組成: コーティングは通常、アクリレート、シリコーンゴム、ナイロンなどの材料で構成されます。コーティングは、一次コーティング、緩衝層および二次コーティングなどの多層構造を含んでもよい。
機能: コーティングの主な機能は、水蒸気による浸食や機械的磨耗から光ファイバーを保護することです。同時に、このコーティングは光ファイバーの機械的強度と曲げ性も向上させ、光ファイバーの耐用年数を延ばすのに役立ちます。
続いて、光ファイバーの外層に保護層を追加します。カラフルな色の目的は主に繊維コアの順序を区別することです。光ファイバーの外側にあるカラフルな保護層は、実際には光ファイバーの外側のシースです。その材質は多岐にわたり、PE（ポリエチレン）、PVC（ポリ塩化ビニル）、PVDF（ポリフッ化ビニリデン）、LSZH（低発煙ハロゲンフリー難燃剤）、プレナム（難燃グレードポリオレフィン）、ライザー（シャフトグレードポリオレフィン）などが一般的です。これらの材料には、耐火性、耐湿性、耐候性など、それぞれに独自の特性と適用環境があります。
BELLCORE のファイバーコア配列の国家標準は、青、オレンジ、緑、茶色、灰色、白、赤、黒、黄色、紫、ピンク、シアンです。 (オレンジはオレンジとも呼ばれます) カラーコードはマンセルカラーコードに準拠する必要があります。マンセルカラーコードは世界で最も包括的なカラーコード配列でもあります。国家標準のフルカラースペクトル: 青、オレンジ、緑、茶色、グレー、白、赤、黒、黄色、紫、ピンク、シアン。ルース チューブの順序は、赤から白へです。
12本の光ファイバーを束ね、射出成形機で外層にスリーブを形成します。 12本のコアをチューブの中に封入し、その真ん中にオイルケーキを注入して、空間を埋めながら光ファイバーを保護します。
光ケーブル内の複数のバンドルチューブを区別するために、バンドルチューブごとに異なる色が付けられています。これにより、異なる光ファイバをグループごとに区別することができます。
複数のバンドルチューブを接続して仕様の異なる光ケーブルを形成します。 12 心の光ケーブルが 1 つのバンドル チューブにのみ光ファイバを備えている場合と、48 心の光ケーブルが 4 つのバンドル チューブのそれぞれに 12 つのコアを備えている場合、異なる光ケーブルの仕様が類推によって形成されます。
一般に光ケーブルの途中に補強コアが入っていますが、片面補強コアの場合もあります。バンドルチューブが補強コアの周囲に配置され、シースが追加されて光ケーブルが形成されます。一般的に使用される光ケーブルの補強コアは鋼線が一般的です。
中国が生産技術を習得する前は、光ケーブルの価格は非常に高かった。中国企業が生産技術を習得すると、光ケーブルの世界的な価格は急速に下落した。光ケーブルメーカー、特に国営企業のおかげでYOFCそしてファイバーホーム、私の国の光通信産業への貢献に対して。効率的な生産の継続的な探求のおかげで、各家庭の光ファイバーのコストは下がり続け、中国の光通信の普及率は世界を大きくリードしています。
出典: 東莞 HX ファイバーテクノロジー株式会社
