文档介绍：光纤预制棒
来源左懋溁日期2012-9-8 公司东莞市大汉激光机械设备有限公司
光纤预制棒是制造石英系列光纤的核心原材料。简单地说,用于拉光纤(丝)的玻璃特种预制大棒。
简介
人们在制造光纤时先要制做出光纤预制棒,预制棒一般直径为几毫米至几十毫米(俗称光棒)。光纤的内部结构就是在预制棒中形成的,因而预制棒的制作是光纤工艺中最重要的部分。光棒的制作有多种方法,常用的制作工艺是气相氧化法。在气相氧化法中,高纯度金属卤化物的蒸汽和氧气发生反应,形成一些氧化物微粒,这些氧化物微粒会沉积在玻璃或者石英体的表面上(或管状体的内壁),然后通过烧结形成透明的玻璃棒(如果是管状,还要进行收缩使其成为棒状),这样光棒就做成啦。此时光棒已经具备了光纤的基本结构,通过拉丝机拉出来的裸纤就包括了纤芯和包层。有些光纤品种为了保护裸玻璃光纤,使其不受光和水汽等外部物质的污染,在光纤拉成的同时,就给它涂上弹性涂料(被覆层)。光纤由纤芯、包层和被覆层组成,导光的部分是处于轴线上的实心纤芯,包层的作用是提供一个圆柱形的界面,以便把光线束缚在纤芯之中。被覆层是一种弹性耐磨的塑料材料,它增强了光纤的强度和柔软性。
功用
在光纤预制棒完成后,就进入到光纤拉丝的过程。其作法是在无尘室中将光纤预制棒固定在拉丝机顶端,并逐渐加热至2000摄氏度。光纤预制棒受热后便逐渐融化并在底部累积液体,待其自然垂下,就形成光纤,这有点儿像我们吃拔丝山药时拉出糖丝的情景。这里的关键在于均匀加热、拉制速度的控制等。拉制技术无误时,拉出的光纤结构会与光纤预制棒的结构相同(只不过是缩小了很多)。涂覆材料也在拉丝机上及时涂敷,以保护光纤免受潮气、磨损的伤害。有的涂覆材料是通过自然冷却附在光纤上,有的是用某种光线(紫外线)照射光纤使涂覆材料固化。拉丝的过程中,光纤直径的测量及控制非常重要。光纤的直径和结构等质量参数多与拉制速度有关,自动化的测量监控会随时调节拉丝的速度。
生产工艺
国际上生产石英光纤预制棒的方法有十多种,其中普遍使用,并能制作出优质光纤的制棒方法主要有以下四种:
---改进的化学汽相沉积法(MCVD:Modified Chemical Vapour DepositiON)
---轴向汽相沉积法(VAD:Vapour phase Axial Deposition)
---棒外化学汽相沉积法(OVD:Outside Chemical Vapour Deposition)
---(微波)
等离子体激活化学汽相沉积法(PCVD:Plasma activated Chemical Vapour Deposition )
按照传统的命名方法,当前光纤技术市场上四种工艺共存,即OVD、VAD、MCVD、PCVD。然而,仅用上述工艺名称简单地表示当前的生产工艺已经是很不全面了。当前商业生产光纤预制棒的汽相沉积工艺都已经发展为“两步法”(Two-step Processes)。其中,OVD、MCVD等工艺名称仅仅表示生产预制棒的第1步,即生产芯棒(Core-rod/Primary Preform/Initial Preform)所用的工艺。
在生产芯棒时,不仅要制造芯也必需制造部分包层,这是为了确保光纤的光学质量,随后,可以把芯棒拉细成很多小芯棒,也可以不拉细,这取决