Как называется эта тонкая белая трубка? Она полая? Откуда исходит свет?
В области волоконно-оптической связи и волоконно-оптических датчиков этот крошечный белый выступ в центре оптического разъема, который вы видите, выполняет очень точные и критически важные функции точного позиционирования и передачи. Вот профессиональный академический ответ на ваш вопрос:
1. Как называется эта белая трубочка?
Официальное академическое название этой белой трубочки — керамическая втулка (англ. Ceramic Ferrule), в инженерной практике ее часто называют керамическим штифтом.
- Материал: Обычно изготавливается из высокоточного, высокотвердого и термически стабильного керамического материала диоксида циркония (ZrO_2).
- Назначение: Основная функция — обеспечение чрезвычайно точного физического выравнивания. Когда два оптических разъема стыкуются (или вставляются во фланец/адаптер), керамическая втулка гарантирует идеальное совмещение центральных осей двух оптических волокон, тем самым минимизируя потери при передаче и отраженные потери оптического сигнала.
2. Она полая?
И да, и нет (в зависимости от стадии производства и сборки):
- До сборки (полуфабрикат): Она полая. Вдоль центральной оси керамической втулки просверлено чрезвычайно малое осевое отверстие (микроотверстие). Для стандартных одномодовых оптических разъемов диаметр этого микроотверстия обычно составляет от 125\ \mu\text{m} до 127\ \mu\text{m}, что лишь немного больше внешнего диаметра стекла стандартного оптического волокна ( 125\ \mu\text{m}).
- В готовом разъеме (в рабочем состоянии): Она цельная. В процессе изготовления разъема, оголенное стекло оптического волокна пропускается через это микроотверстие и фиксируется с помощью специального термостойкого эпоксидного клея. Затем специалисты проводят чрезвычайно точную полировку и шлифовку торца втулки. Таким образом, в готовом разъеме микроотверстие полностью заполнено стеклянным волокном и клеем и уже не является полым.
3. Откуда выходит свет?
Свет излучается из сердцевины оптического волокна (Fiber Core), которая вставлена в геометрический центр отшлифованной торцевой поверхности керамической втулки.
Рассмотрим на примере наиболее распространенного стандартного одномодового оптического разъема, его физическая структура распределена следующим образом:
- Внешний диаметр керамической втулки: Обычно 2.5\text{mm} (например, разъемы FC, SC, ST) или 1.25\text{mm} (например, разъем LC).
- Стеклянное тело волокна (оболочка): Расположено в центре втулки, диаметр 125\ \mu\text{m}.
- Сердцевина: Находится в самом центре стеклянного тела, ее диаметр обычно составляет всего около 9\ \mu\text{m}.
Оптический сигнал строго ограничен тончайшей сердцевиной диаметром 9\ \mu\text{m} и передается вперед путем полного отражения, в конечном итоге излучаясь из чрезвычайно малой области в центре торца втулки. Поскольку область выхода света очень мала (примерно десятая часть толщины человеческого волоса), при использовании безопасного видимого источника света (например, красного лазерного маркера) вы увидите крошечное пятнышко света в центре втулки.
Связанные технологии и продукты
В высокопроизводительных оптоволоконных патч-кордах и датчиках OFSCN® (OFSCN®) для обеспечения длительного точного позиционирования в различных условиях — от нормальных температур до высоких, а также в суровых промышленных средах — используются высококачественные прецизионные керамические втулки из диоксида циркония.
Примеры соответствующих разъемов и патч-кордов:
- OFSCN® 120℃ Fiber Optic Connector: Оптические коннекторы с высокой точностью, поддерживающие обычные и экстремальные температуры до 120℃, охватывающие различные типы интерфейсов, такие как FC/PC, FC/APC, ST, SC, LC.
- OFSCN® 200℃ Fiber Optic Connector: Прецизионные оптические разъемы, выдерживающие температуру до 200℃.
- OFSCN® 300℃ Fiber Optic Connector: Специализированные оптические коннекторы, выдерживающие экстремальные температуры до 300℃, с использованием термостойких керамических втулок и специального металлического корпуса.
Эти высокоточные керамические втулки в сочетании со специальными термостойкими оптическими волокнами образуют высококачественные оптоволоконные патч-корды, такие как OFSCN® 300℃ Fiber Optic Patch Cord, обеспечивая высокоточное соединение с низкими потерями оптического сигнала или сигнала датчика на основе волоконной брэгговской решетки (FBG) в суровых рабочих условиях через торец этой керамической втулки.