Il processo di produzione della fibra ottica
Una preforma di vetro per la produzione di fibra ottica
Tutto ha inizio con la sabbia silicea. Successivamente dei materiali altamente purificati sono combinati per produrre un cilindro di vetro puro, multistrato, di circa 20 centimetri di circonferenza, chiamato Preforma. È formato da due tubi perfettamente concentrici, ognuno con un diverso indice di rifrazione della luce. Per produrre la preforma sono utilizzati svariati processi orizzontali diversi (IVD, OVD, VAD). Lo scopo è sempre lo stesso: fornire la fibra trafilata finita dalle migliori proprietà prestazionali possibili. La preforma è poi montata in cima a una torre e la sua base viene riscaldata in un forno (a oltre 2.000 °C) per produrre una sottile goccia che cadrà per gravità e sarà trafilata per ottenere un diametro stretto e uniforme di circa 100 micron. Il gas argon privo di ossigeno e molto puro viene fatto circolare nel forno per proteggere i componenti di grafite a temperature così elevate. Il rapporto core/cladding della preforma viene mantenuto durante il processo di filatura. La fibra ottica risultante ha il medesimo rapporto core/cladding. La preforma, infatti, è una versione più grande e solida della fibra.
Dalla preforma alla fibra ottica finita
Durante il processo, la fibra nuda viene dapprima raffreddata per applicare due strati di un materiale di rivestimento come l'acrilato o la poliammide che forniscono protezione e proprietà di flessione. La temperatura della fibra necessita di essere ridotta per la corretta applicazione del rivestimento.
Un argano nella parte inferiore della torre di filatura tira continuamente e avvolge la fibra di vetro. La velocità della filatura della fibra dipende dalla preforma, dal tipo di fibra e dall'apparecchiatura disponibile. Può essere di pochi metri al minuto fino a 3.000 metri al minuto per la produzione di fibre per le telecomunicazioni all'avanguardia. La velocità di filatura è attentamente monitorata per controllare il diametro della fibra finita.
Tutte le apparecchiature coinvolte devono essere allineate concentricamente per produrre un filamento di vetro perfettamente rotondo. Le dimensioni della fibra ottica sono direttamente correlate a questo fattore.
La forza di filatura applicata sulla fibra durante il processo deve essere accuratamente controllata per ottimizzare la propagazione della luce nella fibra.
Numerosi dispositivi di misurazione situati lungo la torre di filatura forniscono molti attributi per monitorare le dimensioni finali e la qualità generale della fibra.
Selezione e test della fibra ottica finale
La fibra ottica finita viene avvolta su bobine dalla capacità di diversi chilometri fino a esaurimento della preforma. Sono condotti numerosi test meccanici su di essa per evitare ogni eventuale rischio di rottura. Successivamente vengono utilizzate delle bobine più piccole per selezionare e classificare le fibre ottiche in base alle loro applicazioni future. Complessivamente è possibile differenziare la fibra in due categorie: fibra monomodale (utilizzo per la lunga distanza) e fibra multimodale (per distanze più brevi). In genere il diametro finale per entrambe le fibre è di 250 µm. Dopo la filatura, le fibre ottiche vengono testate per verificare che tutte le altre proprietà soddisfino le specifiche e le esigenze del cliente.
