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光纤的生产方法

所属词条:光纤

生产方法

目前通信中所用的光纤一般是石英光纤。石英的化学名称叫二氧化硅(SiO2),它和我们日常用来建房子所用的砂子的主要成分是相同的。但是普通的石英材料制成的光纤是不能用于通信的。通信光纤必须由纯度极高的材料组成;不过,在主体材料里掺入微量的掺杂剂,可以使纤芯和包层的折射率略有不同,这是有利于通信的。

制造光纤的方法很多,目前主要有:管内CVD(化学汽相沉积)法,棒内CVD法,PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法。但不论用哪一种方法,都要先在高温下做成预制棒,然后在高温炉中加温软化,拉成长丝,再进行涂覆、套塑,成为光纤芯线。光纤的制造要求每道工序都要相称精密,由计算机控制。在制造光纤的过程中,要注重:

①光纤原材料的纯度必须很高。

②必须防止杂质污染,以及气泡混入光纤。

③要准确控制折射率的分布;

④正确控制光纤的结构尺寸;

⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害,提高光纤机械强度。

管棒法

将内芯玻璃棒插入外层玻璃管中(尽量紧密),熔融拉丝;

双坩埚法

在两个同心铂坩埚内,将内芯和外层玻璃料分别放入内、外坩埚中;

分子填充法

将微孔石英玻璃棒浸入高折射率的添加剂溶液中,得所需折射率分布的断面结构,再进行拉丝操作,它的工艺比较复杂。在光导纤维通信中还可用内外气相沉积法等,以保证能制造出光损耗率低的光导纤维。

气相沉积法

对象

芯棒

外包层

方法

外部化学气相沉积法

(OVD)

改进的化学气相沉积法/管内化学气相沉积法

(MCVD)

轴向化学气相沉积法

(VAD)

等离子化学气相沉积法

(PCVD)

套管法

粉末法

等离子喷涂法

溶胶-凝胶

反应

机理

火焰水解

高温氧化

火焰水解

低温氧化

 

VAD制芯棒

OVD沉积外包层

  

热源

甲烷或氢氧焰

氢氧焰

氢氧焰

等离子体

    

沉积

方向

靶棒外径向

管内表面

靶同轴向

管内表面

    

沉积

速率

大

中

大

小

    

沉积

工艺

间歇

间歇

连续

间歇

    

预制棒

尺寸

大

小

大

小

    

折射率

分布

控制

容易

容易

单模:容易

多模:较难

极易

    

原料

纯度

要求

不严格

严格

不严格

严格

    

研发

企业

1974年美国康宁公司开发

1980年全面投入使用

1974年美国阿尔卡特公司开发

1977年日本NTT公司开发

荷兰飞利浦公司开发

 

1995年美国Spectram开发

  

使用

厂家

(代表)

美国康宁公司

日本西谷公司

中国富通公司

美国阿尔卡特公司

天津46所

日本住友、古河等公司

荷兰飞利浦公司、中国武汉长飞公司

    

VAD工艺示意图(3张) · · · · · · · · · · · · · · · · · · 光导纤维应用时还要做成光缆,它是由数根光导纤维合并先组成光导纤维芯线,外面被覆塑料皮,再把光导纤维芯线组合成光缆,其中光导纤维的数目可以从几十到几百根,最大的达到4000根

太空融拉法

将光纤的拉丝装置放到太空的微重力环境下去拉制,可以获得地球上无法得到的超长的高质量导光纤维。
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