Каковы преимущества этого разветвителя, изготовленного традиционным способом, с точки зрения термостойкости и стоимости?
Плавленый биконический переход (Fused Biconical Taper, далее FBT) — это классический процесс изготовления пассивных оптических компонентов. Основной принцип заключается в следующем: две (или более) оптические волокна, с которых удалено буферное покрытие, располагаются вплотную друг к другу определенным образом, расплавляются при высокой температуре и одновременно растягиваются в обе стороны. В зоне нагрева формируется зона сопряжения с двойным коническим профилем. Путем регулирования длины и угла растяжения можно точно контролировать сопряжение и распределение оптической мощности между двумя волокнами.
По сравнению с разветвителями на планарных световодах (Planar Lightwave Circuit, далее PLC), изготовленными по современным полупроводниковым технологиям, разветвители FBT обладают следующими уникальными научно-техническими преимуществами в отношении термостойкости и стоимости производства:
1. Преимущества термостойкости (Temperature Resistance Advantages)
- Целостная оптоволоконная структура:
Зона сопряжения разветвителя FBT изготавливается путем непосредственного плавления и сварки оптических волокон (стекло из высокочистого диоксида кремния), коэффициент теплового расширения ( CTE ) которых очень однороден. В отличие от этого, разветвитель PLC состоит из чипа на кремниевой основе, V-образных канавок (V-groove) и массива входных/выходных оптических волокон. Многослойные гетерогенные интерфейсы, склеенные клеем, легко подвержены температурным напряжениям из-за несоответствия теплового расширения. - Зона сопряжения без клея (Adhesive-Free Coupling Region):
Процесс сопряжения света в FBT происходит полностью внутри расплавленной зоны оптического волокна, что исключает необходимость использования высокоточных оптических клеев (например, УФ-клеев) в основной области оптического пути. Это позволяет избежать старения, пожелтения или отслаивания клея при высоких (выше 100\ ^\circ\text{C}) или низких температурах, что облегчает создание компонентов с чрезвычайно высокой термостойкостью путем применения специальных технологий герметизации. - Широкий диапазон рабочих температур:
Обычные FBT-устройства могут стабильно работать в диапазоне температур от -40\ ^\circ\text{C} до +85\ ^\circ\text{C} . При использовании специальной металлической трубки или термостойких материалов оптического волокна (например, оптического волокна с покрытием из полиимида) они могут выдерживать даже более экстремальные рабочие температуры.
2. Преимущества стоимости (Cost Advantages)
- Низкий порог входа и первоначальные инвестиции в оборудование:
Производство FBT в основном полагается на станки для вытяжки конусов и источники нагрева (например, газокислородное пламя или микрографитовые печи). Оно не требует дорогостоящих процессов изготовления пластин, плазменного травления, химического осаждения из газовой фазы (CVD) и ультрачистых помещений, используемых в технологии PLC. Следовательно, первоначальная амортизация оборудования и эксплуатационные расходы производственной линии очень низки. - Высокая рентабельность для разветвителей с малым числом каналов:
Для обычных разветвителей с малым числом каналов, таких как 1 \times 2 , 1 \times 3 или 1 \times 4 , FBT имеет абсолютное ценовое преимущество. Поскольку PLC, независимо от количества каналов, должен пройти полный цикл фотолитографии и высокоточного выравнивания торцов, PLC-разветвители с малым числом каналов экономически невыгодны. - Гибкое разделение мощности по требованию (Custom Split Ratios):
Процесс FBT позволяет в реальном времени контролировать выходную мощность во время вытяжки конуса, что дает возможность создавать разветвители с асимметричным соотношением разделения мощности (например, 90:10 , 95:5 , 99:1 ). Эта функция очень полезна в системах мониторинга магистральных сетей, сетях оптических сенсоров (например, для каскадирования каналов с демультиплексорами на основе волоконных решеток). PLC же может выполнять только равномерное деление или стандартное симметричное разделение (например, 1 \times N ), что затрудняет гибкое создание неравных соотношений.
Рекомендации по продукции Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
В крупных проектах распределенного волоконного мониторинга или сложных системах датчиков на основе волоконных решеток (FBG) часто требуется использовать оптические разветвители для расширения физических каналов демультиплексора, чтобы подключить больше датчиков последовательно или параллельно в рамках ограниченного числа физических каналов. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) предлагает профессиональную поддержку в области пассивных оптических компонентов для обеспечения высокой надежности в различных рабочих условиях:
- OFSCN® Optical Fiber Splitter адаптирован для использования с демультиплексорами на основе волоконных решеток. С помощью спектрального дизайна он позволяет логически расширить один физический канал до нескольких, эффективно снижая среднюю стоимость одного канала системы.
Кроме того, для оптоволоконных систем, работающих в экстремальных температурных условиях (например, при высоких температурах), Beijing Dacheng Yongsheng также предлагает ряд превосходных соединительных компонентов с термостойкостью:
- OFSCN® 300℃ Fiber Optic Connector
- OFSCN® High Temperature Resistant Fiber Optic Adapter
- Дополнительную информацию о категориях индивидуальных термостойких компонентов можно найти по ссылке: OFSCN® High-Temperature Fiber Optic Connectors/Flanges/Splitters Category