全球多元化化工企业沙特基础工业公司(SABIC)日前推出了ULTEM™ 3310TD树脂，进一步丰富了其光学材料产品线。这款树脂为单模光纤系统中的光学收发透镜而开发。这种新型聚醚酰亚胺（PEI）树脂的热膨胀系数（CTE）显著低于标准ULTEM牌号，而低CTE对于优化光学透镜的尺寸稳定性、确保与单模光纤的对准至关重要。此外，新牌号产品还可在不降低信号质量的前提下支持近红外（IR）传输。作为玻璃的潜在替代品，ULTEM 3310TD树脂可实现高效率的大批量微注塑成型，免去了高成本的二次加工流程，提高设计自由度，同时也减轻了零件重量。
SABIC ULTEM树脂和添加剂业务总监Scott Fisher表示：“单模光纤是一种新兴的数据中心基础设施技术，可用于大批量数据的长距离高速传输。SABIC的产品有助于扩大单模光纤的应用范围。我们的新型低CTE ULTEM 3310TD树脂是单模光纤收发器透镜的优秀材料之一。与传统的非球面玻璃透镜相比，它具有更好的设计自由度和更高的生产效率，并有助于节省成本。在这款新材料问世前，我们的客户使用现有ULTEM树脂制造多模光纤元件已经有着数10年的成功经验。随着行业技术的进步，单模光纤日益普及，SABIC将持续创新，推出更多有针对性的高性能产品。”
应对单模光纤带来的挑战
随着数据中心处理的数据量日益增加，其产生的热量也会随之上升，而温度的波动会导致光学透镜的膨胀和收缩，因此需要具有极高尺寸稳定性的透镜材料来防止与光纤的错位，从而避免信号损失或失真。由于单模光纤和多模光纤的纤芯直径不同（分别为8-9微米和50-62.5微米），这一挑战对于单模光纤而言更为关键。单模光纤的光束较小，因此对于准直度更敏感，对热膨胀引起的尺寸变化的容忍度也更低。
新型ULTEM 3310TD树脂的CTE仅为~38 ppm/C，比普遍用于多模光纤收发透镜的ULTEM™ 1010树脂降低了30%。
尽管这种新材料的CTE仍高于玻璃，但它扩大了热塑性塑料在单模光纤中的应用前景。此外，与玻璃相比，ULTEM 3310TD树脂具有诸多优势，例如能够微注塑成各种形状，而无需像非球面玻璃镜片那样经过耗时的二次研磨和抛光。作为一种热塑性塑料，这款新树脂有助于实现多种形状的光学器件和多通道透镜阵列等复杂的部件设计，而这是玻璃难以企及的。它还能轻松整合机械部件和光学部件，例如对准定位器。
对于使用ULTEM 1010树脂生产多模光纤透镜的客户而言，选择ULTEM 3310TD树脂代替玻璃生产单模光纤器件，可以使加工过程更具连续性，从而简化供应链。这两款牌号相互补充，为单模和多模应用提供了完整的解决方案。
SABIC高级产品经理王立秋补充道：“由于传统热塑性塑料的CTE太高，目前玻璃仍是制造单模光纤透镜的主流选择。我们研发的ULTEM 3310TD低CTE树脂可满足单模光纤对于尺寸稳定性的更高要求，同时保持85%以上的近红外传输率。为了帮助世界各地的客户逐渐启用ULTEM树脂，SABIC在欧洲和日本的技术中心还提供微注塑成型能力，配备了测试光学特性、计量数据和老化数据的先进设备。”
除了光模块收发透镜外，ULTEM 3310TD树脂还能用于光调制解调器和光缆等其他通信应用。此外，它在各类需要低CTE和良好红外传输性能的领域都有着良好的应用前景，如激光雷达传感器（汽车）、无人机（电子）和机器人（工业）。
ULTEM 3310TD树脂目前已在全球范围内销售。这款新产品也已被收入Zemax OpticStudio数据库。
