Sapphire Optical Fiber, auch bekannt als Sapphire-Derived Fiber (SDF), ist eine optische Hochtemperatur-Übertragungslösung der nächsten Generation, die aus einkristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃) hergestellt wird.
Durch die fortschrittliche Stab-in-Rohr-Fertigungstechnologie kombiniert diese Faser die strukturelle Integrität von Saphir mit einem flexiblen optischen Design und ermöglicht so eine zuverlässige Signalübertragung in Umgebungen, in denen herkömmliche Siliziumdioxid-Fasern schnell abbauen.
SDF-Fasern sind für extreme Betriebsbedingungen ausgelegt und bieten eine stabile Leistung bei hohen Temperaturen, hohem Druck, korrosiven Medien und Strahlenbelastung, was sie zu einem wichtigen Material für fortschrittliche Mess- und industrielle Überwachungssysteme macht.
Wesentliche Leistungsmerkmale
Eignung für extreme Temperaturen
Behält seine optische und mechanische Stabilität bis zu 1400°C (kurzzeitig) und 1000°C (Dauerbetrieb) bei.
Überlegene Biegung und strukturelle Integrität
Im Gegensatz zu Siliziumdioxid-Fasern behält die Saphirfaser ihre strukturelle Stabilität bei thermischer Ausdehnung und mechanischer Belastung.
Optimierung der Infrarotübertragung
Der große Betriebswellenlängenbereich (1300-2000 nm) unterstützt die Infrarotsensorik, Spektroskopie und thermische Diagnostik.
Geringe Dämpfung unter rauen Bedingungen
Typischer Übertragungsverlust ≤2 dB/m bei 1550 nm, was eine brauchbare Signalintegrität in extremen Umgebungen gewährleistet.
Multi-Mode-Flexibilität
Unterstützt Singlemode-, Wenigmode- und Multimode-Konfigurationen für unterschiedliche Erfassungs- und Übertragungsanforderungen.
Vollständig anpassbares Design
Einstellbare Kerngröße, Manteldurchmesser, Beschichtungsmaterialien, NA und Brechungsindexprofil.
Technisches Datenblatt
Optische Parameter
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Betriebswellenlänge | 1300 - 2000 nm |
| Übertragungsverlust | ≤ 2 dB/m @1550 nm |
| Numerische Apertur | 0.3 - 0.5 |
| Übertragungsmodus | Einfach / Wenig / Multimodus |
Faserstruktur
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Kern-Durchmesser | 5 - 20 μm (±1 μm) |
| Ummantelung Durchmesser | 100 - 250 μm (±1 μm) |
| Beschichtung Durchmesser | 200 - 350 μm (±1 μm) |
Leistung unter extremen Bedingungen
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Kurzfristige Temperatur | ≤ 1400°C |
| Langfristige Temperatur | ≤ 1000°C |
| Modulation des Brechungsindex | ≤ 0,015 (abstimmbar) |
Fertigungstechnologie
SDF-Fasern werden durch präzisionsgesteuertes Kristallwachstum und Faserformungstechnologien hergestellt:
- Stab-in-Rohr-Fertigungsverfahren
- Laserbeheiztes Sockelwachstum (LHPG)
- Randdefiniertes filmgespeistes Wachstum (EFG)
Diese fortschrittlichen Methoden gewährleisten:
- Hohe Kristallreinheit
- Stabiles Brechungsindexprofil
- Ausgezeichnete dimensionale Konsistenz
- Zuverlässige optische Leistung
Anwendungsszenarien
Industrielle Überwachung bei hohen Temperaturen
Wird in Öfen und Metallverarbeitungsanlagen zur Echtzeit-Temperaturmessung eingesetzt.
Luft- und Raumfahrt & Turbinensysteme
Ermöglicht die Messung in Düsentriebwerken und Gasturbinen, wo die Temperaturen die Grenzwerte für Quarzfasern überschreiten.
Öl- und Gasexploration
Geeignet für Bohrlochmessungen in Hochdruck- und Hochtemperaturbohrlöchern.
Nukleare und strahlende Umgebungen
Behält seine Leistung auch unter Strahlenbelastung und extremen Bedingungen bei.
Optische Infrarot-Systeme
Anwendung in der Spektroskopie, Wärmebildtechnik und optischen Diagnostik.
Verbrennungsanalyse-Systeme
Wird für die Flammenüberwachung und die Analyse der Verbrennungseffizienz verwendet.
Vergleich: Saphirfaser vs. Quarzfaser
| Merkmal | Optische Faser aus Saphir | Optische Siliziumdioxid-Faser |
|---|---|---|
| Maximale Temperatur | 1400°C | ~1000°C |
| Mechanische Festigkeit | Extrem hoch | Mittel |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Mäßig |
| Infrarot-Leistung | Stark | Begrenzt |
| Anwendungsschwerpunkt | Raue Umgebungen | Telekommunikationsübertragung |
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FAQ
Worin unterscheidet sich die Saphirglasfaser von der Quarzglasfaser?
Saphirfasern sind für extreme Umgebungen ausgelegt und bieten eine höhere Temperaturbeständigkeit und mechanische Haltbarkeit als Siliziumdioxidfasern.
Kann diese Faser individuell angepasst werden?
Ja, alle wichtigen Parameter wie Durchmesser, NA, Beschichtung und Übertragungsmodus können angepasst werden.
Ist es für die Telekommunikation geeignet?
Aufgrund der höheren Dämpfung wird es hauptsächlich für die Überwachung und in rauen Umgebungen und nicht für die Telekommunikation über große Entfernungen verwendet.
Welche Branchen verwenden typischerweise SDF-Fasern?
Luft- und Raumfahrt, Energie, Öl und Gas, Kernkraft und industrielle Fertigung.
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