Os revestimentos UV com a taxa de cura de luz mais rápida

Faça um pequeno buraco em um cano de madeira cheio de água e use uma luz para iluminar a superfície da água acima do barril. Em seguida, uma cena incrível acontece quando a água flui para fora do buraco, a luz também apresenta uma trajetória curva, como se a luz fosse 'capturada' pelo fluxo de água.

Esse fenômeno aparentemente contra -intuitivo levanta uma pergunta: não deveria viajar leve em uma linha reta? No entanto, a ciência nos fornece a resposta. O princípio por trás desse fenômeno é o efeito de reflexão interna total da luz. Quando a luz é emitida de um meio de alta densidade (como a água) a um meio de baixa densidade (como o ar), se o ângulo de incidência for maior que um certo ângulo, a luz não se refratará no meio de baixa densidade, mas será completamente refletida no meio de alta densidade. Portanto, a luz se propaga ao longo do caminho curvo do fluxo de água, dando às pessoas a ilusão de que a luz está se inclinando para a frente no fluxo de água.

Mais tarde, as pessoas criaram uma espécie de fibra de vidro com alta transparência e espessura como o cabelo: fibra de vidro. Quando a luz entra na fibra de vidro em um ângulo adequado, a luz se move ao longo da fibra de vidro enrolada. Como essa fibra pode ser usada para transmitir luz, ela é chamada de fibra óptica.

Existem dois tipos de fibras ópticas: fibra de vidro de quartzo e fibra de plástico. A fibra de vidro de quartzo é feita de vidro de quartzo com uma pureza particularmente alta (o componente principal é SiO2). Possui excelente desempenho de transmissão de luz, um pequeno índice de refração, baixa atenuação, distância de transmissão de sinal longo e taxa de transmissão rápida. Pode ser usado em comunicações de longa distância, alta velocidade e grande capacidade, transmissão, transmissão de dados e outros campos. No entanto, possui os defeitos de altos custos de processamento, requisitos rígidos de controle de qualidade e materiais quebradiços, fáceis de quebrar e difíceis de reparar. Em nítido contraste com a fibra de vidro de quartzo, é a fibra plástica, feita de materiais poliméricos altos moleculares, que são macios e fáceis de processar e conectar. A fibra óptica plástica tem uma grande atenuação e uma taxa de transmissão lenta, por isso é mais adequada para comunicações de curta distância, aplicações de detecção, controle de automação industrial e eletrodomésticos. Portanto, em comunicações de fibra óptica, a fibra óptica de quartzo ocupa uma vantagem absoluta.

A fibra óptica de quartzo geralmente consiste em uma estrutura de cinco camadas, com um núcleo feito de quartzo de alto-infrativo no centro e uma fibra de quartzo nua com um diâmetro de cerca de 125 mícrons feitos de quartzo de baixa rendição-index; Um revestimento macio é aplicado do lado de fora, seguido por um revestimento duro e, finalmente, uma tinta colorida. Esse projeto estrutural claramente em camadas permite que a fibra óptica de quartzo funcione de forma estável sob várias condições ambientais, garantindo uma transmissão de alta e longa distância de sinais.

O processo de produção da fibra óptica de quartzo é um processo preciso e complexo. Em primeiro lugar, a haste de quartzo pré-fabricada especialmente dopada é derretida em um forno de grafite de alta temperatura em até 2000 ℃. O material de quartzo fundido é então atraído para as fibras para formar fibras finas. No entanto, embora essas fibras nuas tenham excelente desempenho, elas também são extremamente frágeis e facilmente quebradas sob a influência do ambiente externo. Eles podem ser arranhados, empoeirados, absorvem a umidade ou até oxidados, os quais podem afetar diretamente a qualidade da transmissão do sinal óptico. Portanto, revestir e proteger a fibra nua é uma etapa crucial.

O processo de revestimento começa imediatamente após a fibra nua ser retirada. A fibra nu é primeiro resfriada a menos de 150 ° C e depois passa verticalmente pelo tanque de revestimento UV e é uniformemente revestido com o revestimento de fibra UV usando um processo de revestimento de mergulho. Este revestimento não apenas fornece proteção, mas também aprimora a durabilidade da fibra óptica.

O processo de revestimento de camada dupla usada na produção de fibra óptica consiste em um revestimento macio interno e um revestimento duro externo para garantir o desempenho da transmissão e a resistência mecânica da fibra óptica. O revestimento macio interno tem uma baixa temperatura de transição vítrea (TG), exibe alta flexibilidade e baixo módulo na faixa de temperatura de -60 ° C a 100 ° C e possui propriedades anti-oxidação e anti-hidrólise, bem como um alto índice de refração, garantindo que o sinal óptico possa atingir a reflexão total durante a transmissão e reduzir as perdas.

O revestimento duro externo possui um TG e um módulo mais alto, fornecendo força mecânica suficiente e boa resistência ao envelhecimento. Tem forte resistência a substâncias como ácidos, álcalis, solventes e água salgada, e protege a fibra óptica da erosão pelo ambiente externo.

Os revestimentos precoces de fibra óptica foram principalmente à base de solventes e de cura, o que limitou a eficiência da produção de fibra óptica. Com a introdução da tecnologia de cura leve, a taxa de cura aumentou significativamente, melhorando bastante a eficiência da produção das fibras ópticas. Na década de 1980, a velocidade de produção das fibras ópticas excedeu 100 metros por minuto. Nos tempos modernos, o desenvolvimento de novos oligômeros e fotoinitiadores, combinado com a proteção de gás inerte durante o processo de cura leve, permitiu que a taxa de revestimento atingisse até 2.500 a 3.000 metros por minuto, tornando-o o material de cura leve mais rápido atualmente disponível. Esse avanço tecnológico não apenas melhora a eficiência da produção, mas também fornece uma base sólida para o rápido desenvolvimento de comunicações de fibras ópticas.

A existência de revestimento de fibra óptica permite que a fibra óptica funcione a longas distâncias e em ambientes complexos, mantendo o desempenho estável a longo prazo e a baixa perda de qualidade do sinal. Pode-se dizer que a importância do revestimento de fibra óptica para o desempenho geral da fibra óptica não está sem revestimento de fibra óptica de alta qualidade, não haveria rede de fibra óptica de alta qualidade e, portanto, não haveria internet de alta velocidade hoje.