第四节光纤拉丝技术及涂覆工艺
光纤拉丝工艺
光纤拉丝工艺ppt xx年xx月xx日CATALOGUE目录•引言•光纤拉丝工艺发展历程•光纤拉丝工艺的生产流程•光纤拉丝工艺的技术特点•光纤拉丝工艺的应用领域•光纤拉丝工艺的前景展望01引言光纤拉丝工艺是指利用高温高压技术将高纯度玻璃或塑料光纤预制件拉制成细直径的工艺方法。
光纤拉丝工艺是光通信领域中的关键技术之一，被广泛应用于光缆、光器件和光通讯网络等领域。
光纤拉丝工艺简介光纤拉丝工艺流程选取高纯度玻璃或塑料作为预制件材料，经过高温高压处理制作成预制件。
光纤预制件制作拉丝机安装与调试拉丝过程涂覆与测试安装拉丝机并对其进行精确调试，确保拉丝过程中各项参数的稳定。
将预制件送入拉丝机的高温炉中加热至软化点，通过牵引轮和收线轮相互配合将光纤拉制成细直径。
对拉制好的光纤进行涂覆保护，并进行性能测试以确保符合要求。
1光纤拉丝工艺的重要性23光纤拉丝工艺制成的光纤具有低损耗、高带宽等特点，能够实现长距离、高速率的光通信。
实现长距离光通信光纤拉丝工艺作为光通信产业的基础技术，对光通信产业的发展起着至关重要的作用。
促进光通信产业发展光纤拉丝工艺的广泛应用有助于提升国家信息基础设施的水平，促进信息技术的快速发展。
提升国家信息基础设施水平02光纤拉丝工艺发展历程03初步应用虽然技术尚未成熟，但在一些特定领域，如航空航天、军事等领域开始尝试应用。
第一阶段：起步期01技术引入光纤拉丝工艺起源于20世纪70年代，最初由美国Corning公司引入。
02初步研究在起步期，研究人员开始探索光纤拉丝的基本原理和控制方法。
进入21世纪初，随着技术不断发展，光纤拉丝工艺逐渐转型。
技术突破光纤拉丝工艺逐渐实现规模化生产，生产效率和技术水平显著提高。
生产规模化光纤拉丝工艺逐渐应用于通信、医疗、工业控制等领域。
应用扩展近年来，随着科技的不断进步，光纤拉丝工艺不断创新。
技术创新新型光纤材料不断涌现，如玻璃纤维、碳纤维等，具有更高的强度和更轻的重量。
如何进行一次高质量光纤接续过程：熔接与涂覆
如何进行一次高质量光纤接续过程：熔接与涂覆一、高质量光纤接续工艺之熔接光纤熔接主要分为四个步骤：剥、切、熔、护。
所谓的剥：是指将光缆中的光纤芯剥离出来，这其中包括了最外层的塑料层，中间的钢丝，内层中的塑料层及光纤表面的颜色油漆层。
所谓的切：是指将剥好准备熔接的光纤的端面用“切割机”切齐。
所谓的熔：是指将两根光纤在“熔接机”中熔接到一起。
所谓的护：是指将已经熔接好的光纤接头部份用“热缩管”保护起来。
下面将详细介绍各个步骤地操作。
一、端面的制备。
光纤端面的制备包括剥覆、清洁和切割这几个环节。
合格的光纤端面是熔接的必要条件，端面质量直接影响到熔接质量。
1.1 光纤涂面层的剥除熟练掌握平、稳、快三字剥纤法。
“平”，即持纤要平。
左手拇指和食指捏紧光纤，使之成水平状，所露长度以5cm为它，余纤在无名指、小拇指之间自然打弯，以增加力度，防止打滑。
“稳”，即剥纤钳要握得稳。
“快”，即剥纤要快，剥纤钳应与光纤垂直，上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤，右手随之用力，顺光纤轴向平推出去，整个过程要自然流畅，一气呵成。
1.2 裸纤的清洁观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除，若有残留应重剥。
如有极少量不易剥除的涂覆层，可用棉球沾适量酒精，边浸渍，边逐步擦除。
一块棉花使用2～3次后要及时更换，每次要使用棉花的不同部位和层面，这样既可提高棉花利用率，又防止了探纤的两次污染。
1.3 裸纤的切割切割是光纤端面制备中最为关键的部分，精密、优良的切刀是基础，严格、科学的操作规范是保证。
（1）切刀的选择切刀有手动和电动两种。
前者操作简单，性能可靠，随操作者水平的提高，切割效率和质量可大幅度提高，且要求裸纤较短，但该切刀对环境温差要求较高。
后者切割质量较高，适宜在野外寒冷条件下作业，但操作较复杂，工作速度恒定，要求裸纤较长。
熟练的操作者在常温下进行快速光缆接续或抢险，采用手动切刀为宜；反之，初学者或在野外较寒冷条件下作业时，直用电动切刀。
拉丝工艺-光纤的制造
预制棒的预处理
预制棒
预制棒和把棒连接
氢氧焰
氢氧焰
拉丝塔工艺控制过程
拉丝塔主要部件介绍（送棒机构）
XY
1 手动控制盒可控制送棒机构可上 下左右移动
2 将预制棒向下送入拉丝炉内，目 测预制棒与拉丝炉的间隙。当发 现其偏离中心位置时，用手动控 制盒上的〔XY位置调整〕按钮进 行调整
拉丝塔各部件介绍（拉丝炉）
套管
电极
Ar
退火管
顶盖 冷却 水 中心管
炉底门
冷却水：起到冷却炉体、炉顶盖、 炉底盖、电极、和夹具的作用， 确保冷却水已开
Ar：确保炉内充满氩气，避免石 墨和氧气接触发生反应
退火管：消除光纤的应力
中心管：石墨体
顶盖：防止氧气进入拉丝炉
电极：电加热
拉丝塔各部件介绍（涂覆装置）
涂覆器 锁扣
模具
顶
Lucent
Corning
Japan NTT
优点
1.沉积层薄 2.工艺控制性强 3.折射率剖面精确 4.原材料利用率高 1.投资少 2.操作运行较容易 3.工艺控制性好 1.沉积速率高 2.预制棒体积大 3.原料纯度要求较低 4.生产率高 1.沉积速率高 2.预制棒体积大 3.原料纯度要求较低 4.生产率高
缺点
1. 原料要求纯度高 2. 沉积速率低
1. 原料利用率低 2. 折射率剖面不够精确
1.折射率剖面粗糙 2.原料利用率低
1.折射率剖面粗糙 2.原料利用率低
结论 擅长制造纤芯 擅长制造包层， 纤芯制造仅次
于 PCVD 擅长制造包层
擅长制造包层
外部化学气相沉积法（OVD）
OVD实物图
等离子体管内化学气相沉积法（PCVD）
光纤拉丝机中的涂覆过程和涂层质量控制
光纤拉丝机中的涂覆过程和涂层质量控制光纤是一种用于传输光信号的纤维，具有高速、大容量和低损耗等特点，在现代通信以及光学领域发挥着重要作用。
而光纤的制造过程中，涂覆是非常关键的一步，涂层的质量对光纤的性能和寿命有着重要影响。
本文将重点介绍光纤拉丝机中的涂覆过程以及涂层质量控制。
光纤拉丝机中的涂覆过程是将光纤芯线包裹在一层保护涂层中，以提供保护和光信号传输的可靠性。
涂覆的主要目标是保护光纤芯线免受外界环境的损害，并提供足够的机械强度以保证光纤的可靠性。
涂覆材料通常是一种聚合物树脂，例如丙烯酸乙烯酯（EVA）或聚乙烯（PE）。
涂覆过程是将光纤芯线经过预先加热的涂覆机头，通过挤压或浸涂的方式施加涂层材料。
在涂覆过程中，有几个关键的参数需要控制，以确保涂层质量的稳定性和一致性。
首先是涂层材料的温度控制。
涂层材料必须在一定的温度范围内才能够保持其物理性质和涂覆性能。
过高或过低的温度都会导致涂层材料的性质发生变化，甚至影响到光纤的性能。
因此，在涂覆过程中，需要精确控制涂层材料的温度，并确保其稳定性。
其次是涂层的厚度控制。
涂层的厚度直接影响到光纤的传输性能，过厚或过薄的涂层都会降低光纤的性能。
因此，在涂覆过程中，需要通过调整涂覆头的挤出速度和光纤的拉丝速度来控制涂层的厚度。
这需要对涂覆头和拉丝机进行精确的调试和控制，以确保涂层的厚度在一定的范围内。
涂覆过程中的均匀性也是一个重要的考虑因素。
如果涂层的厚度分布不均匀，将导致光纤中的光信号传输不稳定。
为了确保涂层的均匀性，需要保持涂覆头和光纤之间的距离恒定，并且涂层材料的挤出速度和光纤的拉丝速度需要保持一致。
此外，还可以通过使用旋转或振动的方法来改善涂层的均匀性。
涂层质量的控制是光纤制造中不可或缺的一部分。
为了确保涂层的质量，可以采取以下措施。
首先是对涂层材料进行严格的质量控制。
涂层材料必须符合一定的标准和规范，以确保其物理性质和化学稳定性。
其次是对涂覆头和拉丝机进行定期的维护和检查。
制作光纤预制棒拉丝涂覆套塑成缆
主要内容
一、光纤的结构、类型 二、光纤的传输特性 三、光纤的制造工艺 四、光纤的标准 五、光缆 六、新类型光纤
一、光纤的结构、类型
光导纤维（简称光纤）是工作在光波波 段的一种圆柱形状的介质波导.
为了达到全反射条件，保证光线被约束 在纤芯中传播，要求纤芯的折射率大于包层 的折射率。涂覆层起到保护光纤的作用，与 光的传播特性无关。
GeO2-B2O3-SiO2纤芯
SiO2包层 SiO2包层 B2O3-SiO2包层
B2O3-SiO2包层
光纤预制棒的制造工艺（1）
管内化学气相沉积法 改进的化学气相沉积法(MCVD) Modified chemical-vapor deposition 等离子体激活化学气相沉积法(PCVD) Plasma-activated chemicalvapor deposition
涂覆和套塑流程
制造中造成强度下降的原因
1）预制棒在制造中可能存在杂质和气泡， 会转移到光纤中。由于杂质的膨胀系数与周 围玻璃不同，可能导致裂纹，造成强度的下 降；气泡对强度的影响将更大。
2）拉丝过程中，拉丝炉的温度稳定性、周 围环境中的粉尘及拉丝卷绕等有可能使光纤 表面出现划痕、裂纹等机械损伤，影响光纤 的强度。环境中的水分等有害物质将对光纤 造成腐蚀，使光纤表面的裂纹扩展，降低光 纤强度。
10 L
lg
P(L) P(0)
(dB / km)
光纤对光信号产生衰减的原因很多，有的 是光纤材料固有的，有的是使用中造成的， 可以归纳为：
•吸收衰减
•散射衰减 •工程应用中造成的衰减
场分布
Cladding Core
光纤工艺流程
光纤工艺流程
《光纤工艺流程》
光纤是一种用于传送光信号的细长柔软的电子产品。
通常情况下，光纤主要由三种材料组成：内核、包层和外壳。
光纤的制造工艺流程简单来说就是，通过一系列的步骤将这三种材料组装在一起，形成一根完整的光纤。
下面我们来具体了解一下光纤的工艺流程。
首先，制造光纤的关键步骤之一是拉伸。
拉伸是将光纤的内核和包层材料加热到高温并拉伸成细长丝状的过程。
这一步骤非常关键，因为它会决定光纤的最终质量和性能。
在拉伸的过程中，内核和包层的材料要经过严格的控制，保证其尺寸和组成符合要求。
接着，就是涂覆。
在涂覆的过程中，制造商们会将内核和包层组合在一起，并加入外壳材料，形成光纤的基本结构。
这一步骤的目的是保护内核和包层，并确保光信号能够在光纤中稳定地传输而不受到外界干扰。
最后，就是光滑和切割。
在这一步骤中，制造商们会对光纤进行抛光和切割，确保其表面光滑且长度一致。
这样做的目的是为了提高光纤的传输效率和可靠性。
总的来说，光纤的制造工艺流程非常复杂，需要多个步骤的精密控制和高技术水平。
然而，正是因为如此，我们才能够使用高质量的光纤产品来实现高速、稳定的光通信和数据传输。
光
纤工艺流程的不断改进和创新也为未来光纤技术的发展提供了无限的可能性。
光纤涂覆技术的操作与技巧
科研及工程实践中光纤涂覆机详细操作步骤（图文）一、清洁涂覆夹具涂覆夹具包括上、下两片光滑的石英片，每片的中间有一个半圆形槽，为了使上下两石英片扣和形成完美的圆形腔，需要清洁附着在石英片表面的灰尘，可以使用无尘纸沾酒精来清洗。
用沾有酒精的无尘纸轻轻擦拭石英片，擦拭时候注意从一边单向擦拭，切勿来回擦拭（来回擦拭擦不干净，同时容易损伤石英表面镀金层），擦拭完毕后稍等残余酒精挥发或者用干的无尘纸再擦拭一遍后进行下一步操作。
请注意：清洗时需轻轻擦拭，以防划伤石英片光滑表面二、连接电源三、打开涂覆机电源开关打开开关后，左上角电源灯常亮即可。
四、光纤放置1、打开涂覆夹具上盖和左右两夹具的上盖2、确保涂覆夹具和光纤夹具干净3、打开真空吸附控制开关4、先对准位置，是光纤剥除部分在涂覆夹具半圆槽中，然后把光纤放置于真空V型槽中，再次检查光纤剥出部分的位置；5、先合上一侧的夹具，此时轻轻拉直光纤，确保光纤处于绷紧状态，再合上另一侧夹具。
光纤始终应处于一条直线，并且都在相应的槽中；6、轻轻合上涂覆夹具，全部扣合完毕，确保光纤在光纤槽中，没有偏出后，关闭吸附键。
五、注胶按下注胶控制按钮，从上透明石英片观察胶水走向，直至涂覆胶覆盖到光纤剥出部分的两边，再次按下注胶控制按钮，停止注胶。
备注：注胶键需要持续按住，停止按下则注胶停止。
半自动半自动注胶模式：不是传统的手动摇杆控制，也不是全自动定时定量注胶，按钮控制，长按按钮开始注胶，松开后注胶停止，根据实际需求及光纤长度不同人工控制注胶长度，上层夹具是透明石英玻璃，可以随时观察注胶进度，到光纤切割端面注胶会停止流动，此时即可松开按钮停止注胶六、固化1、按下UV灯控制按钮，UV灯会持续亮系统设定时间后熄灭；固化键是一次触发，自动走完固化时间，无需长按。
备注：固化时间显示下方按钮为时间调节按钮，单位为：0.1s，PC373等低折射胶水时间约为7s，dsm-950-200等高折射胶水时间约为1s，可根据固化软硬需求程度不同进行调节。
光纤涂覆层
随着光纤应用环境的扩展，普通光纤已经无法适应特殊环境的使用条件。
尤其是在高温工作环境下，普通紫外固化涂层极易发生热老化和热氧老化，降低涂层对光纤的保护作用，并最终可能导致光纤失效。
对了应对这一情况，国内外光纤厂商展开了针对耐高温进行研发。
目前，国际主流的耐高温光纤主要有：耐高温丙烯酸树脂涂层光纤、有机硅胶涂层光纤、聚酰亚胺涂层光纤以及金属涂覆光纤四种。
凭借在制造工艺和性能上的不同特点，这几款耐高温光纤已经在油气井探测、航天、光纤传能等高端领域实现了部署，开拓了光纤应用的新市场。
耐高温丙烯酸树脂涂层光纤耐高温丙烯酸树脂涂层光纤拥有优异的性能，可在85℃-150℃环境下长期稳定使用，同时其涂层可直接使用剥线钳进行涂层剥离。
一般情况下，耐高温丙烯酸树脂涂层采用光固化耐高温丙烯酸树脂进行双层涂覆。
而江苏亨通光纤公司则选用一种新型的光固化耐高温丙烯酸树脂，对模具进行改进，采用单层涂覆工艺可使涂覆光纤外径达到200μm。
与双层涂覆技术相比，单层涂覆耐高温光纤不仅涂覆工艺简化，拥有更高的生产效率，拉丝速度更高;同时其单层涂覆，不存在内外涂层的差异，因此其在高温下涂层失重率更小，拥有更加稳定的性能;另外其外涂直径为200μm，体积较小，可以用于小型器件的生产，拥有一定的市场前景。
从高层丙烯酸树脂涂层光纤的生产工艺上看，首先光纤预制棒在温度为1700℃-2200℃的高温石墨炉中融化并被拉丝成直径为125μm的裸光纤。
裸光纤经过强制冷却后进入涂覆模具，之后通过紫外固化炉，使其快速固化变成外直径为245μm的成品光纤，最后使用收线装置将光纤绕盘。
有机硅胶涂层光纤目前，200℃温度段的耐高温光纤主要是有机硅胶涂层光纤。
能够在200℃的环境下长期使用，且衰减附加值以及涂层失重率均较低。
不过，有机硅胶涂层光纤的生产成本较高，效率较低，还需要后期涂层热处理。
从制作工艺上看，其首先采用有机硅胶双层涂覆技术使光纤直径达245μm，之后在硅胶涂层外紧包一层聚四氟乙烯套，外径为700-900μm。
光纤拉丝工艺资料
2、操作工艺 将已制备好的预制棒安放在拉丝塔（机）上部的预制棒馈送机 构的卡盘上。馈送机构缓慢地将预制棒送入高温加热炉内。在 Ar气氛保护下，高温加热炉将预制棒尖端加热至2000º C，在此 温度下，足以使玻璃预制棒软化，软化的熔融态玻璃从高温加 热炉底部的喷嘴处滴落出来并凝聚形成一带小球细丝，靠自身 重量下垂变细而成纤维，即我们所说的裸光纤。将有小球段纤 维称为“滴流头”，操作者应及时将滴流头去除，并预先采用 手工方式将已涂覆一次涂层的光纤头端绕过拉丝塔上的张力轮、 导轮、牵引轮后，最后绕在收线盘上。然后再启动自动收线装 置收线。
第四章 光纤制造技术
①气体喷灯：历史上应用火焰燃烧器把高温玻璃拉制成纤维 的例子甚多，一般都采用氢氧或氧-煤气喷灯，这种加热设备 本身存在火焰骚动问题，因而拉制的光纤外径尺寸控制精度 一直不高。目前，这种方法极少应用。
②石墨加热炉(石墨电阻炉)：采用直流或工频交流电源为石墨
炉加热，在加热中为防止石墨材料在高温下发生氧化，进而产 生粉尘污染，一般需采用惰性气体如Ar气或氮气进行气氛保护。 由于加热炉中充入Ar保持，而炉内Ar的紊乱流动将导致炉内温 度的变化。因此必须对保护气体Ar的流量进行控制，以保持炉 温的稳定。在拉制光纤时，需安装光纤外径测量仪反馈测量光 纤外径的变化情况，因此可通过这一反馈测量值的变化来控制 保护气体Ar的流量，使光纤外径的变化量控制在允许（1um） 范围内。
第四章 光纤制造技术
3、关键技术：
(1)馈送速度 预制棒送入高温加热炉内的馈送速度主要取决于高温炉的结构、 预制棒的直径、光纤的外径尺寸和拉丝机的拉丝速度，一般约 为0.002～ 0.003cm/s。
(2)外径控制 在拉丝工艺中不需要模具控制光纤的外径，因为模具会在光纤
光纤涂覆技术的操作与技巧
光纤涂覆技术的操作与技巧一、主要设备：1.涂覆装置：光纤涂覆的核心设备，包括涂覆头、引纤设备等；2.光纤拉丝机：用于制作裸光纤；3.涂布盘：用于放置光纤及涂料，以及去除涂料的气泡；4.固化炉：用于固化光纤涂料；5.光纤在线检测设备：用于检测涂覆后光纤的质量。
二、涂覆技术的操作步骤：1.准备工作：准备好涂覆头、涂料、光纤、引纤设备等，确保操作区域清洁无尘。
2.涂料选择：根据光纤的用途和要求选择适合的涂料。
涂料应具有良好的附着性、机械强度、耐高温和低压阻尼等性能。
3.光纤引入：将裸光纤通过引纤设备引入涂覆头，确保光纤的进入平稳，并且避免造成过度拉伸或压迫。
4.涂料涂覆：涂覆头的涂料腔内应始终保持一定的涂料储备，使光纤均匀地被涂料覆盖。
同时，涂覆头的运动速度和涂覆速度应匹配，以避免涂层厚度不均匀或产生气泡。
5.涂层测量：涂层测量是判断涂层厚度和均匀性的重要方法。
可以采用光学或电磁方法进行测量，确保光纤涂层达到要求。
6.涂覆后处理：去除涂料表面的气泡、清理涂料库、修剪光纤末端等工作。
这些工作对于涂布质量的提升和保证光纤性能至关重要。
7.固化：将涂覆完的光纤放入固化炉中进行热固化，确保涂层达到要求的机械强度和耐温性能。
8.检测：使用光纤在线检测设备对涂覆后的光纤进行质量检测，包括涂层厚度、表面缺陷等。
三、技巧与注意事项：1.涂料的储存和调配应严格按照要求进行，避免使用过期或质量不符合要求的涂料；2.涂覆头和其他关键设备的选择和维护要做到合理和及时，以保证其稳定的工作性能；3.涂料的温度和湿度对涂覆质量有影响，要确保涂料和操作环境的合理温湿度；4.涂覆头的运动速度、涂覆速度以及涂料腔压力的控制要合理，以保证涂层的均匀和厚度；5.操作人员应经过专业的培训，掌握涂覆技术的操作要领和安全知识，避免操作不当造成事故。
以上是光纤涂覆技术的一些操作与技巧，希望能对您有所帮助。
最全光纤涂覆系列技术分享(剥除、切割、熔接、涂覆一体化)
如何进行高质量的光纤熔接涂覆接续工艺（剥除、切割、熔接、涂覆一体化）随着光纤激光在工业生产以及精密医疗等领域的深入应用，除了常规光纤之外，越来越多地涉及到了大芯径光纤、保偏光纤、玻璃管光纤、光子晶体光纤等光纤、材料的切割、接续处理。
关于“如何进行高质量的光纤熔接涂覆接续工艺”，我们已经讲过很多次，今天我们就这个话题进行一次比较完全的说明。
第一步、关于光纤涂层剥除。
涂层剥除是光纤处理的首次环节，也是一个重要环节。
常见的涂层剥除工具有：刀片、剥线钳（米勒钳）、热剥器等。
剥除涂层的时候要注意避免光纤损伤，常见的是剥除起始位置的损伤，其次是整个剥除段上的光纤损伤，要注意剥除的倾斜角度和力度，避免钳口和光纤包层的接触，避免划伤包层。
尤其是针对大芯径光纤的剥除，剥除做不好，后续可能都白忙了。
良好的剥除效果能有效避免高功率激光器等应用中发生漏光和烧光纤的情况。
第二步、关于光纤的清洁操作。
完成光纤剥除工艺后，需要对剥除段进行清洁，主要的方式是无尘纸、无尘棉蘸取无水酒精（浓度99.7%以上）进行清洁。
这种清洁方式优点是：方便经济。
缺点是：力度过大可能导致碎屑划伤光纤，产生裂纹。
在后续使用中，裂纹受到温度、震荡等环境因素影响，会逐渐增大，最终导致光纤断裂，因此影响产品使用寿命。
所以要注意的是清洁操作一定要规范：单向轻轻擦拭，单张无尘纸避免反复使用，清洁完成后等酒精挥发完全后才可进行下一步操作。
除此之外，也可以采用超声波等方式进行清洁。
第三步、关于光纤的切割工艺。
关于光纤的切割工艺，最常见的就是市面上各种切割刀以及大芯径切割刀。
判断切割刀好坏的标准那就是看实效。
能否顺利切断？断面是否平整？断面是否存在缺陷？切割角度如何？刀位高度调整是否方便精准？等等。
目前市面上切割刀种类繁多，需要精心挑选，根据要切割的光纤包层及涂层直径，选择恰当的光纤夹具。
切割中还有一个问题就是避免过大的损伤光纤包层，包层损伤会降低光纤的抗拉强度。
《光纤拉丝工艺》课件
01
案例分析
某公司光纤拉丝工艺流程介绍
光纤预制棒制备
通过化学气相沉积等方法制备 光纤预制棒。
光纤拉丝
将光纤预制棒加热至熔融状态 ，通过拉丝机拉制成连续光纤 。
涂覆与包层
在拉制出的光纤表面涂覆一层 保护性涂层，并进行包层。
检测与包装
对光纤进行各项性能检测，合 格后进行包装。
某公司光纤拉丝工艺设备配置
拉丝塔设备
拉丝塔设备是实现光纤拉丝的核心设备，其作用是将熔融状态的预制棒通过一定 速度的拉丝头拉伸成光纤。
设备的稳定性和精度对于光纤的直径和质地具有重要影响，因此需要保持设备的 良好状态，并进行定期校准和维护。
涂覆与保护设备
涂覆与保护设备的作用是在光纤表面涂覆一层保护材料，以 增强光纤的机械性能和保护光纤不受环境因素的影响。
01
光纤拉丝工艺是指将高纯度玻璃 管通过加热和拉丝机的作用，制 备成具有特定折射率和光学性能 的光纤的过程。
02
该工艺需要精确控制温度、速度 和玻璃管成分，以确保制备出高 质量的光纤。
光纤拉丝工艺的原理
光纤拉丝工艺基于玻璃的热膨胀和表 面张力原理。
通过控制加热温度和拉丝速度，可以 形成连续且均匀的玻璃丝，即光纤。
总结词
拉丝过程中，需要保持环境的清洁度 ，防止灰尘、杂质等对光纤造成污染 。ห้องสมุดไป่ตู้
详细描述
拉丝设备的维护和清洁工作十分重要 ，需要定期进行，以确保设备的正常 运行和光纤的质量。
涂覆与保护的质量控制
详细描述
涂覆与保护的质量控制包括对涂层的厚度 、硬度、粘附性等指标进行检测和控制，
以确保其满足工艺要求。
总结词
光纤预制棒制备设备
包括反应腔、加热系统、气流控制装置等。
拉丝工艺光纤的制造培训课件.pptx
拉丝工序的主要辅料及工具
原料：光纤预制棒(带把棒) 内涂UV固化涂料 外涂UV固化涂料。
辅料：收线盘 氩气 氮气 二氧化碳 氦气 乙醇 洁净纸 一次性手套 粘胶带等。
工具：光纤坠 力矩扳手 斜口钳 清洁刷 乙 醇瓶 手电筒 铁桶 吸尘器 镊子 螺 丝刀 卷尺 直尺 喉箍等。
光纤的制造ຫໍສະໝຸດ 光纤成品芯层: SiO2+Ge+F 包层: SiO2+F 内涂覆层:丙烯酸树脂 外涂敷层:丙烯酸树脂
纤芯和包层是不可分离的，纤芯与包层合起来组成裸光纤。
光纤原理（全反射）
光纤的制造主要工艺步骤： 1 光纤预制棒制备 2 光纤拉丝（原材料：预制棒）
生产工艺 PCVD MCVD OVD VAD
伤。 ⑤ 接触光纤碎屑（如光纤穿丝过程），要防止光纤扎伤皮肤；万
一光纤扎入皮肤，应立即用镊子将其夹出。 ⑥ 在UV固化灯和拉丝炉等强光处操作时要戴好防护墨镜，严禁
裸眼直视。 ⑦ 在进行接触化学品如涂覆树脂、乙醇等的操作时，要戴好乳胶
手套。 ⑧ 在升降机上操作时，当升降机在升降过程中，头手不要伸到护
栏外部。 ⑨ 防止拉丝炉及拉丝炉周围的水泄漏，一旦发现泄漏，立即切断
套管
电极
Ar
退火管
顶盖 冷却 水 中心管
炉底门
冷却水：起到冷却炉体、炉顶盖、 炉底盖、电极、和夹具的作用， 确保冷却水已开
Ar：确保炉内充满氩气，避免石 墨和氧气接触发生反应
退火管：消除光纤的应力
中心管：石墨体
顶盖：防止氧气进入拉丝炉
电极：电加热
拉丝塔各部件介绍（涂覆装置）
涂覆器 锁扣
光纤拉丝工艺ppt
控制涂层的厚度和质量，以确保光纤的机械 性能和光学性能。
光纤涂覆
涂料选择
选择合适的涂料，以确保光纤在各种环境条件下 具有良好的稳定性和可靠性。
涂层厚度控制
控制涂层的厚度，以确保光纤的机械性能和光学 性能。
பைடு நூலகம்涂层均匀性
确保涂层在整个光纤表面上均匀分布，无气泡、 裂纹等缺陷。
光纤测试与包装
光学性能测试
高效化
01
提高光纤拉丝速度和产量，降低生产成本，提高市场竞争力。
智能化
02
引入自动化、智能化设备和技术，实现生产过程的自动化和智
能化控制，提高生产效率和产品质量。
精细化
03
提高光纤拉丝工艺的精度和稳定性，实现产品性能的精细调控
，满足不同应用场景的需求。
光纤拉丝工艺在通信领域的应用前景
5G通信
随着5G通信技术的快速发展，光纤拉丝工艺将广泛应用于5G通信基站和传输网的建设， 为5G通信提供更高速、更稳定的数据传输服务。
率和产品质量。
02
医疗健康
光纤拉丝工艺可用于医疗设备制造和生物医学研究，提高医疗设备和
仪器的精度和稳定性，促进医疗健康事业的发展。
03
安全监控
光纤拉丝工艺可用于安全监控领域的视频传输和数据采集，提高监控
系统的传输效率和稳定性，保障公共安全和国家安全。
05
结束语
对光纤拉丝工艺的总结
光纤拉丝工艺是一种高精度、高效率的生产工 艺，被广泛应用于光纤通信、航空航天、医疗 等领域。
2. 优化工艺参数，如 温度、压力、冷却速 度等，以提高光纤的 质量和稳定性。
3. 根据实际需求调整 拉丝速度，找到最佳 的生产效率和光纤质 量平衡点。
光纤拉丝技术
总结
拉丝技术是生产低PMD光纤的有效 方法。不同拉丝技术对降低PMD和提高 拉丝光纤性能方面有很大影响。目前有 更多的机构参与了拉丝光纤各方面的研 究，相信不久会出现更优越的拉丝方案。
拉 丝 塔
示意图
工艺流程： 1， 制作直径符合要求的预制棒， 装卡在滑台上； 2， 打开控制电源，预设参数； 3， 加热炉温，达到软化温度； 4， 拉丝； 5， 测量直径，将数据传输给计算 机，经分析处理后控制拉丝速度； 6， 涂敷固化； 7， 绕盘。
工艺流程
光纤拉丝的过程：在调速系统的控制下，将光纤预制棒 徐徐送入高温炉。炉内温场预先设计成纵向梯度分布， 炉温由测量仪器监视并反馈至控温设备实现恒温。预制 2000 棒的端头在2000摄氏度下软化，粘度减小，在其表面 张力作用下迅速收缩变细，并由收丝轮以合适的张力向 下拉成细丝。通过激光测径仪监视并反馈至调速系统及 时调节上面预制棒的送入速度和下面的收丝速度，以精 确控制成纤外径在125±2um的规定范围内。最后经过 涂覆与套塑工艺最后生产出我们所见的光纤成品。
光纤拉丝技术
主要内容
光纤拉丝是什么 光纤拉丝工结
光纤拉丝
概念：拉丝是将预制 棒拉制成符合标准的 光纤的工艺。
拉丝工艺的发展
光纤拉丝最早是Barlow在20多年前提出的。 那时的拉丝技术主要针对预制棒，这种方法 对低速光纤而言简单适用，但不适用于高速 光纤，因为发动机必须同时保持高速旋转。 技术在90年代中后期得到改善，改良方案直 接对光纤而不是预制棒进行拉丝。
知识补充
偏振模色散 指单模光纤中偏振色散，简称PMD （=Polarization Mode Dispersion），起因于实 际的单模光纤中基模含有两个相互垂直的偏振 模，沿光纤传播过程中，由于光纤难免受到外 部的作用，如温度和压力等因素变化或扰动， 使得两模式发生耦合，并且它们的传播速度也 不尽相同，从而导致光脉冲展宽，展宽量也不 确定，便相当于随机的色散。随着传输速率的 提高，该色散对通信系统的影响愈来愈明，而 且越来越不可低估！
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3、涂覆装置：1)无外部加压开口杯式
2)压力涂覆器
第四章 光纤制造技术
采用简单的无外部加压开口杯式涂覆器，移动中的光纤会粘 附一些液体涂料，并穿过一个使涂料在光纤上自对中可调模 具口，涂层厚度由模具口大小和光纤直径决定。但这种结构 涂覆器，在高速拉丝时（V>1000m/s）得不到均匀涂敷层。 因此，现在实际应用更普遍的是压力涂敷器。这种结构涂覆 器最适合用于高速拉丝，而且不会在涂料中搅起气泡。
第四章 光纤制造技术
第四章 光纤制造技术
第四节 光纤拉丝技术及涂覆工艺
第四章 光纤制造技术
第四节 光纤拉丝技术及涂覆工艺
光纤拉丝：将制备好的光纤预制棒，利用某种加热设备加热熔 融后拉制成直径符合要求的细小光纤纤维，并保证光纤的芯/包 直径比和折射率分布形式不变的工艺操作过程。
在拉丝操作过程中，最重要的技术：如何保证不使光纤表面受 到损伤并正确控制芯/包层外径尺寸及折射率分布形式。 如果光纤表面受到损伤，将会影响光纤机械强度与使用寿命， 而外径发生波动，由于结构不完善不仅会引起光纤波导散射损 耗，而且在光纤接续时，连接损耗也会增大，因此在控制光纤 拉丝工艺流程时，必须使各种工艺参数与条件保持稳定。
第四章 光纤制造技术
③氧化锆(ZrO2)感应加热炉：利用氧化锆材料在常温下为绝缘 体，接近1500º C时，就会变成导体的特点而设计制造。其本身 既可作炉管又是加热体，在高频感应场中加热。因为氧化锆的 氧化温度在2500º C。因此氧化锆感应炉一般不需要气氛保护， 但在制造光纤时，为隔离空气降低制造过程中产生的衰减，必 须充Ar气进行气氛保护。 ④高功率激光器：用激光拉制光纤的清净度是各种方法无法比
第四章 光纤制造技术
1、涂覆层的作用(双层)：
①内层：选择折射率比石英玻璃偏大且弹性模量较低的 聚合物涂层→吸收透过包层得多余光和保护光 纤表面损伤、使用中缓冲外界应力； ②外层：硬、弹性模量高→防止磨损和提供强度
2、涂料：①热固性硅树脂液体
②紫外光固化丙烯酸酯液体 ③聚氨基甲酸乙酯
第四章 光纤制造技术
1、拉丝装置组成 光纤预制棒的拉丝机由五个基本部分构成：(1)光纤预制棒馈 送系统；(2)加热系统；(3)拉丝机构；(4)各参数控制系统；(5) 水冷却和气氛保护及控制系统。五者之间精确的配合构成完整 拉丝工艺。 具体的机械和电气设备系统包括：机械系统拉丝塔架、送棒及 调心系统、加热炉、激光测径仪、牵引装置、水气管路系统， 电气部分送棒控制及调心控制系统、加热炉控制系统、外径测 控系统、牵引控制系统、冷却水及保护气氛控制系统、人机界 面、PLC信号处理系统等。
第四章 光纤制造技术
5、固化工艺： ①热固化
②紫外光灯固化
紫外固化工艺主要设备是紫外固化炉，它是由一组对放的
半椭圆形紫外灯组成，一般有3-7个紫外灯。基本固化原理 是采用紫外光照固化，以特定频率的紫外灯光（简称UV） 照射对该频段UV有敏感的涂料(如丙烯酸酯) ，且满足一定 时间和强度要求，使涂层固化。
第四章 光纤制造技术
3、关键技术：
(1)馈送速度 预制棒送入高温加热炉内的馈送速度主要取决于高温炉的结构、 预制棒的直径、光纤的外径尺寸和拉丝机的拉丝速度，一般约 为0.002～ 0.003cm/s。
(2)外径控制 在拉丝工艺中不需要模具控制光纤的外径，因为模具会在光纤
表面留下损伤的痕迹，降低光纤的强度。绝大多数光纤制造者 是将高温加热炉温度和送棒速度保持不变，通过改变光纤拉丝 速度的方法来达到控制光纤外径尺寸的目的。
热源不仅要提供足以熔融石英玻璃的2000º C以上高温，还必 须在拉制区域能够非常精确的控制温度，因为在软化范围内， 玻璃光纤的精度随温度而变化，在此区域内，任何温度梯度 的波动都可能引起不稳定性而影响光纤直径的控制。同时， 由于2000º C的高温已超过一般材料的熔点，因而加热炉的设 计是拉丝技术的又一关键技术。常用的拉丝热源有：(1)气体 喷灯；(2)各种电阻及感应加热炉；(3)大功率CO2激光器。
第四章 光纤制造技术
在正常状态，若预制棒的馈送速度为V，光纤的拉丝速度为
Vf，预制棒的外径为D，裸光纤的外径为d。根据熔化前的棒体 容积等于熔化拉丝后光纤的容积的特点，可知，前三者与光纤 的外径有如下关系： VD2=Vfd2
因此，光纤的外径可由上式给出：d2=VD2/Vf
第四章 光纤制造技术
(3)加热装置ห้องสมุดไป่ตู้
第四章 光纤制造技术
第四章 光纤制造技术
2、操作工艺 将已制备好的预制棒安放在拉丝塔（机）上部的预制棒馈送机 构的卡盘上。馈送机构缓慢地将预制棒送入高温加热炉内。在 Ar气氛保护下，高温加热炉将预制棒尖端加热至2000º C，在此 温度下，足以使玻璃预制棒软化，软化的熔融态玻璃从高温加 热炉底部的喷嘴处滴落出来并凝聚形成一带小球细丝，靠自身 重量下垂变细而成纤维，即我们所说的裸光纤。将有小球段纤 维称为“滴流头”，操作者应及时将滴流头去除，并预先采用 手工方式将已涂覆一次涂层的光纤头端绕过拉丝塔上的张力轮、 导轮、牵引轮后，最后绕在收线盘上。然后再启动自动收线装 置收线。
第四章 光纤制造技术
★光纤涂覆层的剥除 当光纤与光纤连接时，靠近连接端面一段的涂层应当被剥除，
从玻璃上除去各种聚合物的方法有多种，最有效最实用的方 法是将涂覆光纤夹在二片Scott Felt纸板中间，浸泡在热的丙 二醇溶液中，溶液温度为160℃，约浸泡30秒钟，用夹钳把 光纤夹出，涂覆层被纸垫片吸住而滑落。
第四章 光纤制造技术
三、收丝 1、一般采用涂有橡胶的牵引轮和牵引装置、张力控制轮、收 排线盘等设备完成。牵引拉丝轮的速度在10～20m/s间，要求 保证光纤所受拉力为“零”。
2、卷绕方式： ①大卷装 排线质量直接影响光纤的衰减，要求排线平整、无压线、夹
线现象。控制好排线质量的关键是第一层光纤的排线质量， 首先，要调整好排线节距的大小，其次要控制制好光纤与收 线圆盘边缘距离(7-8μm)，否则，将会出现夹线、断线等现象。
第四章 光纤制造技术
4、涂层厚度 如果仅从机械强度考虑，涂层越厚越好，若综合考虑光纤的传 输特性，涂层太厚，不仅在弯曲、拉伸及温度变化时会产生微 弯，同时还会成为光纤损耗增加的主要原因，此外，涂层材料 的机械特点，也严重影响光纤的传输特性。绝大多数光纤的涂 层厚度控制在125-250微米 ，但特殊光纤的涂层直径高达1000 微米 ，调节涂覆器端头的小孔直径、锥体角度和高分子材料的 粘度，可以得到规定厚度的涂覆层材料。
第四章 光纤制造技术
一次涂覆工艺：将拉制成的裸光纤表面涂覆上一层弹性模量比 较高的涂覆材料。 作用：保护拉制出的光纤表面不受损伤，并提高其机械强度， 降低衰减。 在工艺上，一次涂覆与拉丝是相互独立的两个工艺步骤，而在 实际生产中，一次涂覆与拉丝是在一条生产线上一次完成的。
第四章 光纤制造技术
一、拉丝工艺
第四章 光纤制造技术
排线方式有三种：矩形排线、梯形排线和倒梯形排线。
矩形排线
梯形排线 倒梯形排线 ②自动换筒：纤头的捕获
拟的，因为在拉丝过程中，激光器自身不会带来任何污染；而 在光纤直径的控制上，在不需控制环的帮助下，大长度光纤直 径的偏差小于标准值的1%，且加热温度稳定不变。常用的激 光器为CO2激光器。
第四章 光纤制造技术
二、涂覆
通过测径仪后光纤要经过足够的冷却时间才可进行涂覆。 光纤一次涂覆工艺之所以称为“一次涂覆”是相对二次涂 覆而言。一次涂覆是对光纤最直接的保护，所以显得尤为 重要。 SiO2玻璃是一种脆性易断裂材料，在不加涂覆材料时，由于 光纤在空气中裸露，致使表面缺陷扩大，局部应力集中，易 造成光纤强度极低，为保护光纤表面，提高抗拉强度和抗弯 曲强度，实现实用化，需要给裸光纤涂覆一层或多层高分子 材料，
第四章 光纤制造技术
①气体喷灯：历史上应用火焰燃烧器把高温玻璃拉制成纤维 的例子甚多，一般都采用氢氧或氧-煤气喷灯，这种加热设备 本身存在火焰骚动问题，因而拉制的光纤外径尺寸控制精度 一直不高。目前，这种方法极少应用。
②石墨加热炉(石墨电阻炉)：采用直流或工频交流电源为石墨
炉加热，在加热中为防止石墨材料在高温下发生氧化，进而产 生粉尘污染，一般需采用惰性气体如Ar气或氮气进行气氛保护。 由于加热炉中充入Ar保持，而炉内Ar的紊乱流动将导致炉内温 度的变化。因此必须对保护气体Ar的流量进行控制，以保持炉 温的稳定。在拉制光纤时，需安装光纤外径测量仪反馈测量光 纤外径的变化情况，因此可通过这一反馈测量值的变化来控制 保护气体Ar的流量，使光纤外径的变化量控制在允许（1um） 范围内。