MCVD+OVD光纤预制棒制造技术
MCVD+OVD光纤预制棒制造技术
面的气泡和杂质：②预制棒表面的波纹：＠预制棒的锥度等。
ＯＶＤ沉积的是未玻璃化的ｓｉ０２颗粒（ｓｏｏｔ体），芯棒和ｓｏｏｔ体是截然不同的两个 状态，通过烧结使ｓｏｏｔ体完全玻璃化，在芯棒和ＯＶＤ外包层的界面上不产生柱状模糊 层和气泡杂质等，这些缺陷会造成光纤拉制时丝径的异常波动。以及使光纤存在大量的 低强度点等。解决方法有：①沉积之前芯棒的清洁；②ｏＶＤ沉积的温度、ＳｉＣｌ４流量、 芯棒移动速度，特别是沉积最初的几层非常关键；③烧结工艺，烧结的温度、速度、Ｈｅ 的流量等。Ｓｏｏｔ体是有单个或多个喷灯将水解的Ｓｉ０２颗粒沉积在旋转且移动的芯棒上， 通过周而复始的过程．由沉积重量决定是否终止沉积。这种沉积方法肯定会形成螺纹状 的表面，如果不加弥补，表面波纹越来．越大采用起始点位移式沉积方法可以改善，另 外，喷灯的位置、结构、及安装的角度也直接影响ｓｏｏｔ体表面．预制棒的锥度包括有效 长度上直径的变化率和ＯＶＤ沉积形成的棒两端不均匀段的大小。图４为我们研制的预 制棒及光纤的各种参数的均匀性。从图中可以看到，预制棒的几何尺寸非常均匀，芯径、 外径纵向的波动在２％以内，从而保证了整根棒拉制成光纤后其光纤的几何参数和光学 参数的均匀稳定。
３．外包层沉积（ＯＶＤ）工艺
ＯＶＤ工艺（包括ＶＡＤ工艺）一直是国内光纤预制棒生产厂家追求的工艺方法，也 因为技术壁垒（专利保护）和国外不愿意把先进的制棒技术传入国内，从而制约了我国 光纤特别是预制棒的生产。江苏法尔胜光子有限公司采用ＭＣＶＤ芯棒＋ＯＶＤ沉积外包 层的工艺方法．生产Ｏ．６５２光纤的预制棒。解决的主要技术问题有：①芯棒和外包层界
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一２
光纤工艺流程
光纤工艺流程光纤是一种能够传输光信号的细长柔软的材料，它在现代通信领域中起着至关重要的作用。
光纤的制造工艺流程经过多年的发展和完善，已经变得非常精密和复杂。
下面我们将介绍光纤的制造工艺流程，帮助大家更好地了解光纤的生产过程。
第一步，原材料准备。
光纤的主要原材料是二氧化硅和掺杂剂。
在制造光纤之前，需要准备高纯度的二氧化硅粉末和掺杂剂。
这些原材料经过严格的筛选和清洁处理后，才能用于光纤的制造。
第二步，预制棒制备。
将原材料混合后，通过化学气相沉积（MCVD）技术，将混合物喷涂到一根玻璃棒上，形成预制棒。
预制棒是光纤的前身，其质量和结构对最终光纤的性能有着重要影响。
第三步，预制棒均匀化。
预制棒制备完成后，需要进行均匀化处理。
这一步是为了保证预制棒的直径和成分均匀一致，以便后续的拉丝工艺。
第四步，拉丝制备。
将均匀化的预制棒放入拉丝炉中，通过高温加热，使预制棒软化并拉伸成细长的光纤。
拉丝过程需要非常精密的控制，以确保光纤的直径和质量达到要求。
第五步，包覆。
拉丝完成后，需要对光纤进行包覆。
包覆材料通常是聚合物，其作用是保护光纤并提供机械支撑。
包覆过程需要严格控制包覆厚度和均匀性。
第六步，固化。
包覆完成后，光纤需要进行固化处理。
固化是为了使包覆材料形成坚固的保护层，以提高光纤的耐用性和稳定性。
第七步，切割和测试。
最后一步是对光纤进行切割和测试。
切割是为了将长的光纤切割成适当长度，以便后续的组装和使用。
测试是为了确保光纤的质量和性能符合要求，包括直径、损耗和抗拉强度等指标。
通过以上工艺流程，我们可以得到高质量的光纤产品。
光纤的制造工艺需要高度精密的设备和严格的操作流程，只有这样才能保证光纤的质量和性能达到要求。
随着技术的不断进步，光纤制造工艺也在不断改进和完善，相信未来光纤将会在通信领域发挥更加重要的作用。
mcvd工艺技术
mcvd工艺技术MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) 是一种制备光纤的工艺技术，根据化学气相沉积原理，通过对预先制备好的光纤外壳进行沉积二氧化硅的过程，最终制得具有良好光学性能的光纤。
该工艺技术在光纤通信领域得到广泛应用。
MCVD工艺技术的主要步骤包括光纤外壳预先制备、预咨人气氛控制和杂质沉积、中心芯的合成、烧结等。
首先，在光纤外壳制备前，需要用合适的材料制备内部偏-核外-埋内凸的液滴，形成预先制备好的光纤外壳。
接下来，在进一步的步骤中，将光纤外壳放置于合适的温度下，在氩气的保护下开始加热。
在增加了乙炔和硅醇的反应温度下，发生了化学反应，并形成了泡状结构。
最后，通过烧结的方式，使得所有的材料得以结合。
MCVD工艺技术的关键是控制气氛和杂质沉积。
气氛的控制是通过加热炉的加热使得需要的气氛实现，并且保持恒定的温度，以确保化学反应能够进行。
而杂质沉积是通过对反应气氛中的杂质进行控制。
在气氛中加入适量的化学物质，即可控制光纤中的不纯物质含量。
这些不纯物质能够影响光的传导，因此控制杂质的沉积对光纤的光学性能非常重要。
MCVD工艺技术相较于传统的光纤制备技术，具有许多优势。
首先，它能够制备出更高质量的光纤。
通过控制反应气氛的参数，如温度、压力等，可以使光纤的抗损伤性更好，同时保证了光的传导性能。
其次，这种工艺可以制备出更多样化的光纤产品。
通过调整反应气氛的组成，可以制备不同材质、形状和直径的光纤，满足不同的应用需求。
此外，MCVD工艺技术还具有高效、自动化程度高等特点，提高了生产效率。
总体而言，MCVD工艺技术是一种制备光纤的先进技术。
它通过优化反应气氛和控制杂质沉积，制备出具有良好光学性能的光纤产品。
在光纤通信、激光器等领域应用广泛，为推动光通信技术的发展起到了重要的作用。
未来，随着科技的进一步发展，MCVD工艺技术有望得到更多的创新和改进，为光纤行业带来更加出色的成果。
光纤预制棒制造工艺
3/16/2014
四种工艺在制棒方面的区别
制棒
优势
劣势
OVD：
VAD：
芯棒与包层 沉积速度
芯棒与包层 沉积速度
折射率控制
折射率控制
MCVD：
PCVD：
MCVD工艺是1974年由美国AT&T公司贝尔实验室的Machesney等人开发
的经典工艺。MCVD工艺为朗讯等公司所采用的方法。MCVD工艺是一种以氢
氧焰热源，发生在高纯度石英玻璃管内进行的气相沉积。MCVD工艺的化学 反应机理为高温氧化。MCVD工艺是由沉积和成棒两个工艺步骤组成。沉积 是获得设计要求的光纤芯折射率分布，成棒是将巳沉积好的空心高纯石英玻 璃管熔缩成一根实心的光纤预制棒芯棒。现MCVD工艺采用大直径合成石英
离子使流进高纯石英玻璃沉积管内气态卤化物和氧气在大约1000C°的高
温下直接沉积成设计要求的光纤芯玻璃组成。成棒则是将沉积好的石英玻
璃管移至成棒用的玻璃车床上，利用氢氧焰高温作用将该管熔缩成实心的
光纤预制棒芯棒。
PCVD （Plasma Chemical Vapor Deposition射率控制
沉积速度
沉积速度
当前的预知棒制造多采用组合工艺。
玻璃管和外包技术，例如用火焰水解外包和等离子外包技术来制作大预制棒。
这些外包技术弥补了传统的MCVD工艺沉积速率低、几何尺寸精度差的缺点， 提高了质量、降低了成本，增强了MCVD工艺的竞争力。
MCVD （Modifield Chemical Vapour Deposition)--改进的化学气相沉积法
OVD法制备光纤预制棒(一)
OVD法制备光纤预制棒(一)光纤预制棒（Optical fiber preform rod）是光纤生产的基础材料，其制备关键通常采用外延熔融(Vapor-phase axial deposition, OVD)法。
本文将从OVD法制备光纤预制棒的原理、工艺流程、设备组成和主要应用等方面进行介绍。
一、OVD法制备光纤预制棒的原理OVD法是一种利用化学反应生成物在高温环境下传输从而制备材料的方法，其原理是将化学反应产生的反应物输送到熔池中，沿一个预设的温度梯度进行热分解和降温，使得生成物在熔池内沈积并生长为棒材。
具体而言，就是将光纤预制棒所需原料，如硅烷气体和氧气通过特定方式混合，然后在高温环境下进行化学反应，产生硅氧烷分子，并将其输送到熔池中。
在熔池中，硅氧烷分子逐渐热分解并重新组合形成SiO2的脱水聚合反应，逐渐沉积生长为光纤预制棒。
二、OVD法制备光纤预制棒的工艺流程OVD法制备光纤预制棒的工艺流程如下：（1）混合气体：将硅烷气体、氧气等所需原料按照比例混合。
（2）化学反应：在熔融炉中，将混合气体注入其中，在高温、高压环境下进行反应。
（3）沉积生长：反应产生的生成物均匀地沉积到石英棒材上，并在其表面生长出连续、致密的石英层。
（4）成型：将石英棒材放置于制备设备中，进行拉伸成型。
（5）切割：将拉伸好的光纤预制棒切割成所需长度。
三、OVD法制备光纤预制棒的设备组成OVD法制备光纤预制棒的设备由化学反应单元、降温炉、吸收装置、拉伸装置和自动控制系统组成。
（1）化学反应单元：主要由熔融炉、气体混合系统、加热炉、反应化学炉和定量供应系统组成。
（2）降温炉：用于控制石英棒材内部的温度分布。
（3）吸收装置：用于吸收化学反应释放出的气体产物。
（4）拉伸装置：拉伸预制棒成型。
（5）自动控制系统：对整个制备过程进行调节和控制。
四、OVD法制备光纤预制棒的主要应用光纤预制棒是制备光纤的基础材料，广泛应用于光纸、光通信、激光材料等领域。
光纤预制棒制造过程及方法
光纤预制棒制造过程及方法1、光纤发展史介绍20世纪60年代（激光器发明）20世纪70年代（美国康宁公司研制出第一根衰耗小于20dB/km的光纤）光纤预制棒从最初的阶跃型多模光纤预制棒发展到如今几乎涵盖各个通信场景的光纤类型的预制棒几何直径最初不到10mm发展到200mm以上——大大降低了光纤制造成本2、制造方法化学法：起源于20世纪70年代的气相沉积（Vapor deposition process）系列方法和Sol-Gel法。
气相沉积系列方法包含著名的改良的化学气相沉积工艺MCVD，外部气相沉积工艺OVD，气相轴向沉积工艺VAD和微波等离子体化学气相沉积工艺PVCD，其中MCVD法后来进一步发展成为FCVD。
物理法：基于传统的直接熔融玻璃制造技术，将达到一定纯度级别的石英砂在高温下融实成透明的玻璃，主要方法有法国Alcatel公司于20世纪70年代开发的APVD工艺，另外芬兰Nextrom公司于2008年报道的Sand技术，物理熔融方法在纯度和掺杂上的不足使该技术主要用于光纤预制棒包层的制备。
1980年后随着单模光纤的大规模生产和应用，结合上述各工艺的技术特点以及光纤预制棒芯包层在材料结构，成本结构上的不同要求，光纤预制棒的制备工艺逐步由当初一步法制备用于拉丝的预制棒发展成为分别采用优化的工艺制备芯棒和包层然后再复合的混合工艺。
芯棒和包层的复合方法又主要包含套管法RIT和RIC以及直接外喷法VAD，OVD和APVD等。
MCVD工艺是由美国贝尔实验室于1973年发明的，属于内部气相沉积工艺。
用于沉积的衬管两端分别与化学原料供应系统和反应尾气收集系统相连，置于衬管底部的可移动热源为化学反应，沉积以及熔缩提供热量。
用于通信光纤预制棒生产的原料气体有SiCl4，Gecl4和高纯度O2，此外根据预制棒类型以及工艺需求掺入POCl3，Cl2，He，CF2Cl2和BCl3等辅助原料气体。
尾气收集系统主要包括真空泵和用于处理和收集Cl2，HCl以及二氧化硅粉末的中和洗涤装置。
OVD法制备光纤预制棒(二)
OVD法制备光纤预制棒(二)
1. OVD法制备光纤预制棒的基本原理
OVD法是一种通过拉伸熔融玻璃的方法制备光纤预制棒的技术。
在这个过程中，玻璃材料首先被加热到熔点，然后通过拉伸的方式将其拉成细丝，最终形成光纤预制棒。
2. OVD法制备光纤预制棒的优点
相比于其他制备光纤预制棒的方法，OVD法具有以下优点：
（1）高纯度：由于玻璃材料在制备过程中不会受到污染，因此制备出的光纤预制棒具有高纯度。
（2）高质量：OVD法制备的光纤预制棒具有较高的光学性能，如低损耗、高带宽等。
（3）高效率：与其他制备方法相比，OVD法具有较高的生产效率，可以大规模制备光纤预制棒。
3. OVD法制备光纤预制棒的应用
光纤预制棒是光纤制备的重要材料，广泛应用于通信、医疗、军事等领域。
其中，通信领域是光纤预制棒最主要的应用领域，用于制备各种类型的光纤，如单模光纤、多模光纤、光纤光栅等。
4. OVD法制备光纤预制棒的发展趋势
随着通信技术的不断发展，对光纤预制棒的要求也越来越高。
未来，OVD法制备光纤预制棒的发展趋势将主要表现在以下几个方面：
（1）制备材料的优化：通过改进材料制备工艺和材料配方，提高光纤预制棒的质量和性能。
（2）制备工艺的改进：通过改进制备工艺，提高生产效率和降低制备成本。
（3）新型材料的研发：研发新型材料，如光子晶体、纳米材料等，以提高光纤预制棒的性能和应用范围。
（4）智能化制备：通过引入人工智能和自动化技术，实现光纤预制棒的智能化制备和质量控制。
OVD法制备光纤预制棒-V1
OVD法制备光纤预制棒-V1
OVD法制备光纤预制棒
光纤预制棒是一种在制备光纤时常用的材料，可以减少制备时的劳动
力和时间成本。
而其中一种制备光纤预制棒的方法，就是采用OVD法。
1. OVD法简介
OVD法全称为Outside Vapor Deposition，即外部气相沉积法。
是一
种利用气体化合物在高温区域降解而沉积在基材上的技术。
该技术在
光纤制备领域得到广泛应用，制备出的光纤具有优异的光学性能。
2. 制备光纤预制棒的步骤
（1）预备工作：选择适合的材料和化学品；调整好制备温度、压力等
参数。
（2）将材料切成圆柱形。
（3）将材料放在OVD法的制备设备中，在前端加入气体化合物。
（4）加热材料使它流体化。
（5）从前端喷射气体化合物，使其在材料表面沉积，形成光纤预制棒。
3. OVD法制备光纤预制棒的优点
（1）制备速度快，可以大规模制备光纤预制棒。
（2）制备的光纤预制棒表面光滑，无需再进行后续的加工。
（3）制备的光纤预制棒中材料成份均匀，具有较高的光学性能。
（4）该方法可以用于制备多种材料的光纤预制棒。
4. 研究进展和应用前景
目前，OVD法已经成为了制备光纤预制棒的一种主流方法。
随着科学技术的不断发展，该技术在光通信、光传感、生物医学等领域得到了广
泛应用。
总之，OVD法制备光纤预制棒是一种优秀的制备方法，具有制备速度快、表面光滑等优点，在未来的发展中将会得到更广泛的应用。
浅析光纤预制棒(MCVD法)的制备工艺研究
＞＞富通集 团有 限公司 马静 陈坚盾 董瑞洪 冯高锋 章明伟
一 引 占
理的外包技术 ，制得完整 的光纤预制棒 。
ＭＣＶＤＩ 艺 ， 即 改 进 的 化 学 气 相 沉积 法 ， 是英 文 Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
１ ＭＣＶＤ．Ｔ．艺 波 导材 料 演 变
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ的简称，１９７３年 ，由贝尔实验室
ＳｉＯ 是制造光波 导玻璃的最主要成分 ，其他元素都是掺
的 Ｍａｃｈｅｓｎｅｙ等人首先提出。ＭＣＶＤＩ艺可 以生产折射率机构 杂元素，通过改变预制棒芯层或包层 的折射率 ，在预制棒芯
复杂的光纤结构 。在光纤制造方面 ，它拥有极大 的灵活性 ， 层 和包 层形成一定的折射 率差从而建立光波 导结构。在ＭＣＶＤ
率ｎ１略高于包层 的折射 率ｎ２，芯层与包层 的折射 率差为ｎ卜
△为光纤折射率差， 由此可以看出，紫外吸收与 △成正
ｎ２，ｄｅｌｔａ为 Ａ＝Ａ ｎ／ｎｌ，欲使光纤获得理想 单模传输 ，必须 比 （也可 以看做与掺杂浓度成正比），与波长 成反 比。
Ｖ＜２．４０５。光纤变 为单模的波导截止波长是 Ｃ。截止频率Ｖ与
相 比，Ｐ已经渐渐取代 了Ｂ，￣Ｓｉ０２－ＧｅＯ２－Ｆ—Ｐ２０５玻璃体系为基 璃光纤紫外吸收系数可 以表示为：
础 的各种结构的纤芯和包层沉积进行不 同尝试研究 。 光纤 导光 的基 本原理 是全 反射 ，这就 要求 纤芯 的折射
＝ １５４２ Ａ （４４６ Ａ＋６０００） １０ ｅｘｐ（４．６３／Ａ）式 （２—５）
比如光纤材料选择和光纤尺寸设计等。利用ＭＣＶＤ￣作 的多模 工 艺中主要掺杂ＧｅＯ ，ＧｅＯ。的掺杂可以提高ＳｉＯ 的折射率。
OVD法制备光纤预制棒(1)
OVD法制备光纤预制棒(1)OVD法制备光纤预制棒是一种无污染、高效、节能的制备方法，其优点在于制备出来的光纤预制棒体积大、直径均匀，并可以一次性制备出多个棒材，提高了生产效率。
一、OVD法的基本原理OVD法（Outside Vapor Deposition）是一种光纤预制棒制备技术，其基本原理是利用化学反应将气体化学组分在高温下反应，产生的沉淀物形成光纤预制棒。
OVD法制备光纤预制棒的步骤主要包括气源，沉积、拉伸、密封等几个过程，每个过程都是相互关联、相互影响的。
二、OVD法制备光纤预制棒的特点1. 生产效率高。
OVD法制备光纤预制棒的一个显著特点是可以一次性制备多个棒材，并且每个棒材的直径都是一致的，因此生产效率非常高。
2. 制备出的棒材质量高。
利用OVD法制备出来的光纤预制棒纯度高、直径均匀、表面光洁度好、化学成分稳定，甚至还可控制棒材的强度，具有非常好的光学性能。
3. 环保节能。
OVD法制备光纤预制棒的化学反应过程中并没有任何污染物排放，同时反应所需能量较低，相比其他方法更加节能环保。
三、OVD法制备光纤预制棒的应用1. 光导纤维预制棒。
利用OVD法制备出来的光纤预制棒是制备高品质光导纤维的前提，因此在通信领域广泛应用。
2. 光纤传感器预制棒。
OVD法制备的光纤预制棒不仅表面光洁度高且具有高稳定性，在光纤传感器的制备中也起到了关键作用。
3. 其他应用领域。
OVD法制备光纤预制棒还广泛应用于光纤光源、光纤放大器、光纤光栅等领域。
综上，OVD法制备光纤预制棒具有高效、环保、高质量等特点，其应用范围广泛，其前景也非常光明。
光纤预制棒制造—外汽相(OVD)
11
（2）疏松棒固化 疏松棒的干燥和烧结过程合并称为固化，疏 松棒垂直式进入石墨感应固化炉中。计算机控制 炉温分布、炉内气温、升温速度、保温时间等工 艺程序。 OVD工艺生产的疏松棒含有大量物理吸附 H2O和化学结合的OH-，这对于光纤的衰减特性 是致命的危害，因此，OVD工艺发展的一个重 要方面是脱水烧结工序。
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16
OVD工艺的沉积速度和沉积效率而言，温度梯度就 是关键工艺参数。包括火焰温度、沉积表面的温度、 靶棒周围的环境温度等。
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例如，仅喷灯火焰温度而言，依据喷灯结构和流量， 喷灯火焰温度呈现一定的径向分布。火焰温度的径向分布 又随着离开灯口的距离而改变。再考虑到流量和气体成分 对热传导的影响以及平移速度、靶棒旋转速度、沉积周围 面积等等的影响，优化OVD工艺的沉积工艺参数就是相当 复杂的工作。
OVD 工艺通过以上的反应，除去了大量生成的氯气，有利于 SiO2和 GeO2 形成并消耗部分的H2O，但是仍有大量H2O物理 吸附在疏松的沉积材料中，也有部分与SiO2化学结合形成SiOH，所以在烧结前必须想方法去脱水，这是OVD、VAD等外 部沉积工艺的特点之一。9
OVD工艺的关键技术： （1）疏松棒沉积。 一般，在喷灯口以上10～30mm处，火焰中开始形 成亚微米的球形微粒，这些微粒相互碰撞并集聚，使微 粒长大。从最初的0.01 µm生长到0.04 µm 以上.对于
6
OVD工艺的反应机理：
OVD工艺的化学反应比MCVD工艺的化学反应更为复杂。 在OVD工艺中，不仅SiCl4等原材料参与化学反应，而且 喷灯燃料气体（氢-氧焰或者甲烷-氧焰）也参与化学反 应。喷灯燃料气体首先反应生成水蒸气，SiCl4等原材料 再与水蒸气反应生成SiO2 。
浅析大尺寸光纤预制棒(OVD法)的制备工艺
PAGE 069生产制造Production & Manufacture浅析大尺寸光纤预制棒（OVD 法）的制备工艺■ 董瑞洪 刘法林（富通集团（嘉善）通信技术有限公司 浙江 嘉善 314000）光纤预制棒的大型化是降低光纤拉丝成本的必要手段，本文介绍了利用ＯＶＤ法生产大尺寸光纤预制棒的工艺方法，主要包括大尺寸光纤预制棒在沉积、烧结、保温过程中的设备与工艺介绍。
Increasing optical fiber preform size is considered as an essential way to decrease the cost of optical fiber drawing. In this paper, OVD process for large size optical fiber preform production is briefly described, including the equipments and processes of large size optical fiber preform over cladding during deposition, sintering and annealing procedure.大尺寸光纤预制棒 ＯＶＤ法 沉积 烧结 保温large size optical fiber perform; OVD method; Deposition; Sintering; AnnealingDoi:10.3969/j.issn.1673-5137.2021.01.007摘 要Abstract关键词Key Words一、引言随着“5G”商用提速、“宽带中国”、“信息经济”、“互联网+”、“网络提速降费”和“一带一路”等一系列国家战略的实施，光通信产业快速发展，我国的光纤预制棒产业取得了长足的进步，国内以浙江富通为代表的企业实现了具有自主知识产权光纤预制棒的规模化生产[1]。
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荧．
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关键词。光纤预制棒；光纤：设进向化学气相沉积法；管外气相沉积法
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Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｐｒｅｆｏｒｍ
ｗｉｔｈ ＭＣＶ叶ｏＶＤ ｐｒｏｃｅｓｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎＵ－ｏｄｕｃａｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＭＣＶＤ ａｎｄ ＯＶＤ ｓｉｍｐｌｙ，ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ
３．外包层沉积（ＯＶＤ）工艺
ＯＶＤ工艺（包括ＶＡＤ工艺）一直是国内光纤预制棒生产厂家追求的工艺方法，也 因为技术壁垒（专利保护）和国外不愿意把先进的制棒技术传入国内，从而制约了我国 光纤特别是预制棒的生产。江苏法尔胜光子有限公司采用ＭＣＶＤ芯棒＋ＯＶＤ沉积外包 层的工艺方法．生产Ｏ．６５２光纤的预制棒。解决的主要技术问题有：①芯棒和外包层界
０．ＯＩ，ｏ．０６
０．０１ ≤０．０３
信越（ＶＡＤ） （平均值） ９．２土Ｏ．２
１２５±０．２０ ０ Ｊ５ ０．１９ ２ ８３ ≤
０．３３／０．１９３ ≤０．０３ ≤０．０５ ≤０．０４
１３０６．１３１６
０ ０８６
０．０８
≥４ ５ｌ，４ ３７
０ ０Ｉ／００６
０ ０Ｉ
≤０ ０３
图４是整根棒上光纤的模场直径（ＭＦＤ）（１３１０ｎｍ）和截止波长的分布，其偏差值 在２％以内．由表中的数据比较可见．ＭＣＶＤ芯棒＋ＯＶＤ沉积外包层方法生产的光纤预 制棒可以拉制出符合国标和市场要求的光纤，其各项性能指标与采用ＶＡＤ、ＯＶＤ等方 法的相当，并且解决了光纤各参数的均匀性等关键问题；我们认为此生产方法优于 ＭＣＶＤ＋套管法，是目前国内可以得到的比较先进的工艺方法。
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—４ —６
４．光纤拉制
一
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、位置
＋芯径 图４项制棒及光纤各参数均匀性 ．－．ｉｒａ－外径 一截止波长—，｝模场直径
目前，光纤的拉制技术已经非常成熟、稳定。而且为了提高生产效率、降低生产成 本都采用了高速拉丝技术，配备高精度的丝径监控系统和Ｈｅ冷却装置。对于ＯＶＤ法 沉积的棒而言，外径还是有一定的波动，要精确控制光纤直径在１２５±１ ｐ ｍ，需要拉丝
有鉴于此，我们开发并掌握了具有自主知识产权的光纤预制棒制造技术。即ＭＣＶＤ 芯棒＋ＯＶＤ包层工艺方法，采用此工艺生产的Ｇ．６５２光纤预制棒，所拉制的光纤各项指 标均符合国家标准。
２．芯棒设计及制造技术
ＭＣｖＤ设备的生产能力一直被业内人士所关注。随着ＭＣＶＤ工艺的不断完善，再 与其它技术取长补短，如：阿尔卡特的ＭＣＶＤ＋等离子火焰水解技术、法尔胜的 ＭＣＶＤ＋ＯＶＤ技术等，其生产能力也不断提高，单棒可拉纤长度已超过２５０公里。预制 棒制造流程如下：
实心的预制棒。工艺简图如图Ｉ所示。
庐答
喷灯 图ｌ ＭＣＶＤ工艺简图
ＯＶＩＤ工艺是目前生产光纤预制棒的主要方法之一，相对于ＭＣＶＤ工艺要复杂得多， 而且设备独特，目前只有ＯＶＤ工艺的发明者康宁公司使用，并且已经实现了工业化和 生产自动化，所生产光纤的各项性能指标非常稳定。ＯＶＤ工艺中Ｓｉ０２的获得是利用火 焰水解法，即使用一只或多只燃烧器（独特设计）对着一根在车床上旋转的靶棒（石英、 陶瓷或石墨）燃烧，使ＳｉＣｈ、ＧｅＣｈ等蒸汽水解．形成Ｓｉ０２、Ｏｅ０２等烟灰状颗粒后沉 积在靶棒上，此沉积层为多孔结构．随后第二层、第三层……．各种材料组分及沉积量 由设计者决定；之后，将这种疏松结构的预制棒（ｓｏｏｔ体）慢慢地放入烧结炉中，通入 干燥的气体在１４００＂Ｃ以上的温度下烧结．同时用氦气避免形成气泡，使疏松体内的气体 能通过预制棒未烧结部分逃逸（见图２）。
ｓｏｏｔ体
ｓｏｏｔ体
炉体
预制棒
（ａ）
（ｂ）
图２ ＯＶＤ工艺简图 （ａ）沉积 （ｂ）烧结
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众所周知，我国的光通信行业发展迅速，光纤的需求量２００１年超过了１２００万公里。 比２０００年增长近５０％。根据专家预测，今后１０年（２００１＂－＇２０１０）问，我国光纤光缆需 求的年增长率在２０％左右。光纤来源已由过去的主要依赖进口，发展为部分进口预制棒 国内拉丝。核心的预制棒生产技术掌握在康宁、阿尔卡特、日本的藤仓、古河等国外几 家大公司手里；国内只有长飞光纤光缆有限公司具有一定的制棒技术。
ｂ／ａ值也随着工艺的成熟逐渐变小，ＭＣＶＤ工艺的生产能力也随之提高。 芯棒纵向均匀性的控制：预制棒的锥度是ＭＣＶＤ工艺最难解决的问题．它直接影
响光纤各项参数的稳定（产品的稳定）。我们从以下几个方面进行控制．①喷灯的移动 速度：②原料的进料量（ＳｉＣｈ、ＧｃＣｌ４等）；③沉积温度：④管内压力。纵向均匀性需要 检测的参数包括：①芯径（２ａ）：②内包层直径（２ｂ）：③内包层折射率：④芯层折射率： ｂ／ａ值作为一般关注。
面的气泡和杂质：②预制棒表面的波纹：＠预制棒的锥度等。
ＯＶＤ沉积的是未玻璃化的ｓｉ０２颗粒（ｓｏｏｔ体），芯棒和ｓｏｏｔ体是截然不同的两个 状态，通过烧结使ｓｏｏｔ体完全玻璃化，在芯棒和ＯＶＤ外包层的界面上不产生柱状模糊 层和气泡杂质等，这些缺陷会造成光纤拉制时丝径的异常波动。以及使光纤存在大量的 低强度点等。解决方法有：①沉积之前芯棒的清洁；②ｏＶＤ沉积的温度、ＳｉＣｌ４流量、 芯棒移动速度，特别是沉积最初的几层非常关键；③烧结工艺，烧结的温度、速度、Ｈｅ 的流量等。Ｓｏｏｔ体是有单个或多个喷灯将水解的Ｓｉ０２颗粒沉积在旋转且移动的芯棒上， 通过周而复始的过程．由沉积重量决定是否终止沉积。这种沉积方法肯定会形成螺纹状 的表面，如果不加弥补，表面波纹越来．越大采用起始点位移式沉积方法可以改善，另 外，喷灯的位置、结构、及安装的角度也直接影响ｓｏｏｔ体表面．预制棒的锥度包括有效 长度上直径的变化率和ＯＶＤ沉积形成的棒两端不均匀段的大小。图４为我们研制的预 制棒及光纤的各种参数的均匀性。从图中可以看到，预制棒的几何尺寸非常均匀，芯径、 外径纵向的波动在２％以内，从而保证了整根棒拉制成光纤后其光纤的几何参数和光学 参数的均匀稳定。
０３∞２２
０．１ ０．０５
无
１３００·１３２４ ００９３
０．３
３．４５／２．７６
无，０．Ｓ
０．０５
０．０８
ＭＣＶＤ＋ＯＶＤ（平均值）
９２±０．２ １２５±０．２３
０。１１ ０．１９ １．８２
≤０．３３／ｏ．１９３ ≤Ｏ．０３ ≤Ｏ．０５ ≤０．０４
１３０２．１３１５ ０．０８７
０．０７
≥４．５１／４．３７
ＭＣＶＤ＋ＯＶＤ光纤预制棒制造技术
（孙建军卞进良唐凤再查健江严微江苏法尔ＭＣＶＤ工艺和ＯＶＤ工艺，论述了采用ＭＣＶＤ芯棒、ＯＶＤ沉积外包层的生
产光纤预制棒的工艺方法（两步法）；对生产的预制棒及光纤参数进行了分析讨论．采用两步法生产预
制棒，技术先进，所生产的Ｇ．６５２单模光纤（各项指标）可以和ＯＶＤ、ＶＡＤ等工艺生产的光纤相媲
图３为芯棒各参数的纵向均匀性，通过调整各个系数，使芯棒的纵向均匀性得到极 大的改善，芯径波动在ｌ％以内，内包层直径为２％．芯／包折射率差（△ｎ）在０．００４９～ Ｏ．００５１之间，芯棒的有效长度达到９５０ｒａｍ左右。因此，光纤的参数如：截止波长、模 场直径（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）损耗（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）、色散系数等均匀、可靠。
ｍａｙ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｒｉｖａｌ ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ＯＶＤ ａｎｄ ＶＡＤ ｉｎ ｆｉｂｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｐｒｅｆｏｒｍ：ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ：ＭＣＶＤ ｐｒｏｃｅｓｓ；ＯＶＤ ｐｒｏｃｅｓｓ
要参数指标进行了比较，见下表所示。
信越预制棒和ＭＣＶＤ芯棒＋ＯＶＤ包层法生产的预制棒所拉光纤性能的对比
项目
模场直径（１３１０ｎｍ）。ｕ ｍ 包层直径．ｐ ｍ 包层不圆度．％ 甚，包层同心度误差。ｌａ ｍ 包层，涂覆层同心度误差．“－ 衰减系数最大值
（１３１０／１５５０ｎｍ）．ｄＢ／ｋｍ
衰减点不连续性．ｄＢ 衰减波长特性．ｄＢ／ｋｍ ＯＴＤＲ蛸差．ｄＢ／ｌａｎ 零色散波长范围．ｎｍ 零色散斜率最大值．
ｐＰｓＭ／ Ｄ系（数ａｍ最’大ｋｍ值） 。ｐｓ／侗
抗拉强度
（１０ｍ．６ ０．５／６ ０．１５），ＧＰａ
宏弯附加损耗（１００圈ｍ ７５ｍｍ），
（１３ｌｏ，１５５０ａｍ）．ｄＢ
衰减温度特性
（－６０—＋８５℃）．ｄＢ／ｋｉｎ
熔接损耗．ｄＢ
技术指标（国标） （８．６－９．５）士０．７
１２５±ｌ ≤２
≤０．８ ≤１２．Ｓ
０ ０６
ｏ ００５４
，鸾瓣≤慕黼 ０ ０４
善ｏ．０２
一
篓ｏ
ｏ ００５３ ｏ ００５２ ｏ．００５ｌ
０ ００５
｛争ｃ一０．０２
一Ｏ ０４
ｘ＿一
．Ｏ ０６
位置ｍ
）《
＼◆ ｏ．００４９
、
、一 ｏ ００４８
０．００ｄ７
图３修正后芯棒各参数纵向均匀性
＋芯棒外径 ＋内包层直径
芯层直径 —÷一芯层折射率
，
注；５０ｒａｍ位置不在有效范围内．
ｎｅｗ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｅｆｏｒｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＭＣＶＤ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｃｏｒｅ ｐｌｕｓ ＯＶＤ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ
ｃｌａｄｄｉｎｇ（Ｔｗｏ－ｓｔｅｐ ｐｒｏｃｅｓｓ），ａｎｄ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆｆｉｎａｌ ｐｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ．Ｔｈｅ ｔｗｏ－ｓｔｅｐ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｓｏ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ