Pré Formas de Sílica para Fibra Ótica - Blog ANI
Pré Formas de Sílica para Fibra Ótica
Para otimizar as características, mecânicas, geométricas e ópticas de uma fibra óptica sua fabricação se efetua, habitualmente, em processos de varias etapas. Esta forma de fabricação permite uma produção em grandes quantidades, rápida e rentável, atualmente são premissas fundamentais para as telecomunicações ópticas. Os materiais básicos usados na fabricação de fibras ópticas são sílica pura ou dopada, vidro composto e plástico. As fibras ópticas fabricadas de sílica pura ou dopada, são as que apresentam as melhores características de transmissão e são as usadas em sistemas de telecomunicações. Os processos de fabricação são complexos e caros. As fibras ópticas fabricadas de vidro composto e plástico, não tem boas características de transmissão e são empregadas em sistemas de telecomunicações de baixa capacidade e pequenas distâncias e sistemas de iluminação. Os processos de fabricação dessas fibras são simples e baratos se comparados com as fibras de sílica pura ou dopada.
Na fabricação de fibras de sílica pura existem 4 tipos de processos de fabricação e a diferença entre eles está na etapa de fabricação da preforma (bastão que contém todas as características da fibra óptica, mas possui dimensões macroscópicas). A segunda etapa de fabricação da fibra, é o puxamento, comum a todos os processos. Estes quatro métodos são: MCVD (Modificated Chemical Vapour Deposition); PVCD (Plasma Chemical Vapour Deposition); OVD (Outside Vapour Deposition) e VAD (Vapour Axial Deposition). No processo VAD, a casca e o núcleo são depositados mas no sentido do eixo da fibra. Neste processo utilizam-se dois queimadores que criam a distribuição de temperatura desejada e também injetam os gases. Obtém-se assim uma preforma porosa que é cristalizada num forno elétrico à temperatura de 1500°C.
Este processo obtém preformas com grande diâmetro e grande comprimento, tornando-o extremamente produtivo. Uma vez obtida a preforma, por qualquer um dos métodos descritos acima, esta é levada a uma estrutura vertical chamada torre de puxamento e é fixada num alimentador que a introduz num forno (normalmente de grafite, que utiliza maçaricos especiais ou lasers de alta potência) com temperatura de aproximadamente 2000°C que efetuarão o escoamento do material formando um capilar de vidro, a fibra óptica. O diâmetro da fibra depende da velocidade de alimentação da preforma no forno e da velocidade de bobinamento da fibra, ambas controladas por computador. O controle desse processo é feito através de um medidor óptico de diâmetro.
O Laboratório Ciclo Integrado de Quartzo (LIQC) possui larga experiência em tecnologia VAD para fabricação de preformas de sílica para fibras ópticas. A equipe formada por Carlos Kenichi Suzuki, Delson Torikai, Edson Haruchico Sekiya e Eduardo Ono recebeu o Prêmio Governador do Estado 2002 pelo trabalho: "Processo de automação para fabricação de preforma porosa para fibra óptica". A patente PI0103414 refere-se a "processo de fabricação de preformas de sílica de alta eficiência para fibras óticas". No processo VAD para fabricação de preformas para fibras ópticas, normalmente utiliza-se de maçarico(s) especial(is) para a deposição da sílica e dopagem com germânio. O processo de dopagem por deposição axial e/ou excêntrico ao eixo da preforma no estado vapor, VAD, descrito nesta patente, separa a alimentação de insumos de silício e germânio de formas independentes, depositando-se a sílica através do maçarico VAD convencional, e direcionando-se o fluxo de germânio através do uso de injetor capilar. Por esse processo pode-se controlar a velocidade, a vazão e a direção de incidência do fluxo de vapor de germânio, soprado pelo tubo capilar, relativo ao fluxo de vapor de silício, soprados pelo maçarico VAD, e relativos a preforma em deposição causando uma mistura localizada dos haletos metálicos e ao mesmo tempo alterando a temperatura e caráter localizado da atmosfera. Dessa forma, promove-se a deposição de germânio de forma diferenciada e com elevada eficiência, "moldando-se" um ou mais perfis de concentração de germânio ao longo do raio da preforma, isto é, um perfil gaussiano ou em forma de anéis-concêntricos, ou um complemento dos dois perfis.