光ファイバーシステムの仕組みと有用性がわかったところで、ではどのようにして作られるのでしょうか?光ファイバーは極めて純度の高い光学ガラスで作られています。窓ガラスは透明だと思われがちですが、ガラスが厚くなるほど、ガラスに含まれる不純物の影響で透明性が低下します。しかし、光ファイバーのガラスは窓ガラスよりもはるかに不純物が少ないのです。ある企業は、ガラスの品質について次のように述べています。「何マイルにもわたる光ファイバーガラスの固体コアの上に立っていたとしても、海底まではっきりと見通せるでしょう。」
光ファイバーの製造には次の手順が必要です。
プリフォームガラスシリンダーの製造
プリフォームから繊維を引き出す
繊維のテスト
プリフォームブランクの作成
プリフォーム用のガラスは、修正化学蒸着法 (MCVD) と呼ばれるプロセスによって製造されます。
MCVDでは、塩化ケイ素(SiCl4)、塩化ゲルマニウム(GeCl4)、その他の化学物質の溶液に酸素を吹き込みます。この正確な混合比によって、様々な物理的・光学的特性(屈折率、膨張係数、融点など)が決まります。その後、ガス蒸気は特殊な旋盤にかけられた合成シリカまたは石英管(クラッド)の内側へと導かれます。旋盤が回転すると、トーチが管の外側を上下に動かされます。トーチからの高熱によって、以下の2つの現象が起こります。
シリコンとゲルマニウムは酸素と反応して二酸化ケイ素 (SiO2) と二酸化ゲルマニウム (GeO2) を形成します。
二酸化ケイ素と二酸化ゲルマニウムがチューブの内側に堆積し、融合してガラスを形成します。
旋盤は連続的に回転し、均一なコーティングと均一なブランクを製造します。ガラスの純度は、ガス供給システム(バルブブロック、パイプ、シール)に耐腐食性プラスチックを使用し、混合物の流量と組成を精密に制御することで維持されます。プリフォームブランクの製造工程は高度に自動化されており、数時間かかります。プリフォームブランクが冷却された後、品質管理のための検査が行われます。
プリフォームブランクからの繊維の引き出し
プリフォームブランクはテストが完了すると、ファイバー線引きタワーにロードされます。
ブランクはグラファイト炉(華氏3,452~3,992度、摂氏1,900~2,200度)に下げられ、先端が溶けて重力で落下する。落下するにつれて冷却され、ねじ山が形成される。
作業者は、一連のコーティングカップ(バッファコーティング)と紫外線硬化炉を通り、トラクター制御のスプールに光ファイバーを通します。トラクター機構は、加熱されたプリフォームブランクから光ファイバーをゆっくりと引き出します。このトラクター機構は、レーザーマイクロメータを用いて光ファイバーの直径を測定し、その情報をトラクター機構にフィードバックすることで精密に制御されます。光ファイバーはブランクから毎秒33~66フィート(10~20メートル)の速度で引き出され、完成した製品はスプールに巻き取られます。スプールに2.2キロメートル(1.4マイル)を超える光ファイバーが巻き取られることも珍しくありません。
完成した光ファイバーのテスト
完成した光ファイバーは、以下の項目についてテストされます。
引張強度 - 100,000 lb/in2以上に耐える必要がある
屈折率プロファイル - 開口数を決定し、光学的欠陥をスクリーニングします
ファイバー形状 - コア径、クラッド寸法、コーティング径は均一
減衰 - さまざまな波長の光信号が距離に応じてどの程度減衰するかを決定します
情報伝送容量(帯域幅) - 一度に伝送できる信号の数(マルチモード光ファイバー)
波長分散 - コアを通過する光のさまざまな波長の広がり(帯域幅に重要)
動作温度/湿度範囲
減衰の温度依存性
水中で光を伝導する能力 - 海底ケーブルにとって重要
品質管理を通過した光ファイバーは、電話会社、ケーブル会社、ネットワークプロバイダーに販売されます。多くの企業は現在、速度、容量、そして透明性を向上させるため、古い銅線ベースのシステムを新しい光ファイバーベースのシステムに置き換えています。












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