光纤的制造技术

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资源描述

1.光纤的制作工艺流程主要包括光纤预制棒生长和拉丝两个阶段,其中决定光纤主要性能的是光纤预制棒的生长。光纤预制棒就像一根按比例放大了的光纤,它的折射率分布剖面和拉制出来的光纤是一致的。生产光纤的主要原料有四氯化硅,四氯化锗,氟利昂等,氧化和运载气体为氧气和氩气。2.光纤预制棒的生产工艺主要有MCVD法、OVD法、VAD法和PCVD法。MCVD(改进的化学气相沉积)法沿着预制棒的径向,先沉积包层,再沉积纤芯;OVD(棒外气相沉积)法沿着预制棒的径向先沉积纤芯,后沉积包层;VAD(轴向气相沉积)法沿着光纤预制棒的轴向(纵向)进行沉积;PCVD(等离子体化学气相沉积)法是利用微波代替了MCVD法中的氢氧焰对石英管进行加热。3.举一个MCVD法生产光纤预制棒的例子,如图所示:四氯化硅、四氯化锗等原料为液态,通过氧气进行鼓泡,输送到一根由氢氧焰加热的高纯石英管内发生氧化反应。在石英管壁上沉积出二氧化硅或二氧化硅-二氧化锗。为了沉积的均匀性,需要以一定的速度旋转石英管,氢氧焰喷灯也要以一定的速度沿着石英管来回移动。芯层折射率的提高是通过在二氧化硅中掺杂适量的二氧化锗。在沉积过程结束时,由于是由外向里沉积,所以预制棒的中心有一个小孔而不可能完全长成实心。那么最后还要加大火焰,使石英棒软化,在表面张力的作用下中心的小孔就会被“吃”掉。但由此也造成了中心折射率的下陷。4.各个公司的拉丝工艺比较统一,如图所示,在拉丝塔的上端,有一个石墨加热炉,它在强大的电流下产生极高的温度(1200度以上),足以使光纤预制棒最下端熔化。熔化了的二氧化硅在重力的作用下,自动的留下来呈细丝状。很快这个细丝就冷却成玻璃纤维,然后涂覆上一层紫外固化胶。在紫外灯的照射下,涂覆的胶很快固化,把光纤保护起来。在拉丝机的下部,有一个光纤扭绞装置,实际上是两个搓盘,它的作用是对刚拉制的光纤反复进行搓绞,这样可以使光纤的PMD下降。拉丝机的最下部是收线盘,它把光纤缠绕在光纤盘的芯轴上。为了保证光纤的几何尺寸满足国际标准的要求,在光纤刚从石墨炉出来,就开始测量光纤的直径,根据测量的直径控制拉丝的速度。当直径偏大时,就增加收线速度,反之降低收线速度,这样可以确保光纤的几何尺寸合乎要求。

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