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。