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光纤预制棒制造工艺

发布于:2022-11-02 14:34:02 来自:电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点:光纤预制棒

光纤预制棒也称“光棒”、“光纤母棒”,是控制光纤性能的原始棒体材料,一般直径为几十到几百毫米,其内层为高折射率纤芯层,外层为低折射率的包层,以满足光波在芯层传输基本条件。


通信领域所用光纤预制棒一般长一到数米,单根光棒可通过拉丝生产上千公里光纤(工业激光特纤领域与之差异较大,但机理基本一致)。光棒成品的质量及特性(如纯度、强度、有效折射率、衰减程度)对光纤有重大影响。光棒作为生产光纤的基础原材料,处于整个通信光纤光缆产业链的上游,占据产业链利润的70%以上。

光纤预制棒由芯棒和包层组成,其芯棒有多种生产方式,主要原理是基于气相沉积法,当前普遍采用:改进的化学气相沉积法(MCVD)、轴向气相沉积法(VAD)、棒外化学气相沉积法(OVD)和等离子化学气相沉积法(PCVD)四大主流工艺。光棒外部包层制造一般采用套管法(早期是 RIT,后来演进为 RIC)和全合成法(OVD、VAD)。

芯棒是以高纯四氯化硅、四氯化锗为原料,在氢氧焰或甲烷焰作用下经高温熔融形成的具有不同折射率的高纯 SiO2。主流的四种生产工艺中,VAD 和 PCVD 综合性价比较高,逐渐成为生产主流。

而外包层生产工艺中,套管法投资规模小、建设周期短、生产工艺简单、流程短、产品质量高、试用尺寸范围广是最优的生产工艺。

但套管法核心难点在于石英套管需高纯度,否则将影响光纤的折射率,且不能有壁偏,否则影响光纤的同心度,进而影响熔接等。因制造难度较高,国内相当比例光纤预制棒生产企业短期内仍需进口,仅2018 年国内进口光纤波导用石英套管达 20 亿元左右;长期内不得不将产能由套管法转向合成法。

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制得的光纤预制棒放入高温拉丝炉中加温软化,并以相似比例尺寸拉制成线径不一的玻璃丝,玻璃丝中的芯层和包层的厚度比例以及折射率分布于原始的预制棒材料一致,这些玻璃丝就是我们常说的光纤。

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这个家伙什么也没有留下。。。

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