光纤拉丝工艺
拉丝工艺对光纤性能的影响
拉丝工艺对光纤性能的影响一、拉丝工艺的基本原理拉丝工艺是指将玻璃棒料通过一系列的加热、拉伸、冷却等工艺进行加工，最终得到光纤的过程。
其主要原理是将玻璃棒料在高温下拉伸成细的光纤，并在拉伸的同时控制其直径和形状，以及控制拉伸的速度和温度，从而得到符合要求的光纤产品。
二、拉丝工艺对光纤性能的影响因素1. 温度控制：拉丝过程中的温度是一个非常关键的因素。
过高或过低的温度都会导致玻璃的形变或者结晶，从而影响光纤的机械性能和光学性能。
2. 拉伸速度：拉伸速度直接影响着光纤的直径和形状。
如果拉伸速度过快，会导致光纤直径不均匀，从而影响其光学性能。
3. 真空度：在拉伸过程中，保持一定的真空度可以防止氧化发生，保证玻璃的纯度，从而保证光纤的光学性能。
4. 玻璃成分：不同的玻璃成分对拉丝工艺的影响也不同。
一些特殊的玻璃成分可以使光纤具有特殊的性能，比如增加抗拉强度或者增加光纤的耐高温性能。
三、拉丝工艺对光纤性能的影响1. 光损耗：拉丝工艺影响着光纤的表面平整度和质量，进而影响光的传输损耗。
通过优化拉丝工艺可以降低光纤的光传输损耗，提高光纤的传输效率。
2. 机械性能：拉丝工艺影响着光纤的拉伸强度和弯曲性能，通过合理的拉丝工艺可以提高光纤的机械性能，增加其使用寿命。
3. 调制带宽：拉丝工艺影响着光纤的直径和表面质量，进而影响着光的调制带宽。
通过优化拉丝工艺可以提高光纤的调制带宽，使其更适用于高速通信应用。
拉丝工艺对于光纤的性能有着重要的影响，通过优化拉丝工艺可以有效提高光纤的性能，使其更符合现代通信的要求。
在未来的研究中，可以进一步探讨新材料的应用和新工艺的创新，从而推动光纤通信技术的发展。
光纤拉丝工艺文件
青海中利光纤技术有限公司
管理体系文件
文件名称：光纤拉丝工艺文件
文件编号：
版本号：A.1
页数：2
生效日期：
编制部门：技术部
文件需发放部门
□营销部□研发部□光棒生产部
□光纤生产技术部□设备部□工程部
□物控部□质保部□人力资源行政部□IT部□财务部
光纤拉丝工艺文件修改履历表
记录编号：
1 范围
本工艺适用于进口神户制钢光纤拉丝机。
2工艺参数
表1 拉丝工艺
3 技术要求
3.1 涂料必须在规定的涂料加热箱中恒温12hour（如果中途停电超过3 hour需要重新计时，如果停电在3 hour以内需要再加热6 hour）以上方可用于拉丝。
3.2 涂料罐水浴箱停止加热3hour以上，必需保温3 hour后才可以拉丝。
3.3 从涂料罐中压出的涂料必须返回烘箱中保温36 hour方可使用。
3.4 预制棒搬运过程中避免擦刮碰撞预制棒，在运送预制棒时，禁止碰撞，裸手触摸或用任何物体沾污预制棒。
3.5 光纤穿模具时要特别小心，以免刮伤光纤。
如果出现两次以上穿纤不成功，必须将拉
丝模具进行重新清洗。
3.6 拉丝生产速度为：
亨通棒：1450-2100m/min；
特殊情况下，如高速换盘失败、部分UV固化炉无法工作、涂覆压力高、技术部实验等，可由工艺工程师决定是否降速生产，并由工艺工程师在工艺点检表上签字确认。
4 发放范围
光纤生产技术部、生产区每个拉丝机、文档室。
第四节光纤拉丝技术及涂覆工艺
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)：
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。
光纤拉丝技术
光纤成型机理
• 光纤成型是一个物理过程。将预制棒一端加热至 熔融状态，光纤在牵引力的作用下成型。这个牵 引力用于克服玻璃的内摩擦力（粘度）、表面张 力并使光纤获得加速度。预制棒的加热和光纤的 冷却是决定光纤拉制成败的关键过程，光纤拉制 过程中伴随着极复杂的热物理现象。
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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。
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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
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拉 丝 塔
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• 通过改变光纤拉丝速度的方法来达到控制 光纤外径的目的。通常，选用非接触法之 一的激光散射法来对刚出高温炉的光纤即 刻予以光纤外径遥控。用来自测径仪的信 号自动调整拉丝轮的速度，以获得光纤设 计要求的正确外径125或140
光纤拉丝技术
主讲人：王焫林
拔丝红薯
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光纤拉丝
• 光纤拉丝是将已制得的光纤预制棒直径缩小，且保持芯包比 和折射率分布不变的操作。光纤拉制工序的过程就是将前道 工序制成的预制棒，通过高温炉将预制棒加热软化，在牵引 的作用下拉制成等直径光纤的过程。 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。
光纤拉制工艺过程
一、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。
光纤拉丝技术
主要内容
光纤拉丝是什么 光纤拉丝工艺的发展 光纤拉丝工艺流程 超低PMD光纤拉丝技术 小结
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。
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。
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！
拉丝工艺对光纤性能的影响
拉丝工艺对光纤性能的影响
光纤拉丝工艺是制备光纤的重要工艺之一，对光纤的性能有着重要的影响。
光纤拉丝工艺主要包括预制棒准备、预拉丝、拉丝、退火和包衬等步骤。
预制棒准备是指选择适当的材料制备光纤的预制棒。
预制棒的质量直接决定了光纤的质量，对光纤的性能有着重要影响。
如果预制棒的质量不佳或存在杂质，会导致光纤存在缺陷和不均匀性，进而影响光纤的传输性能。
预拉丝是将预制棒通过加热和拉伸使其尺寸逐渐变细的过程。
预拉丝能够提高光纤拉丝的效率和质量，减小光纤直径的误差和不均匀性。
适当的预拉丝过程可以使光纤的尺寸变得更加均匀，从而提高光纤的传输性能。
拉丝是指将预拉丝的棒材进一步拉细，形成光纤的过程。
拉丝是光纤拉丝工艺中最关键的步骤之一，对光纤的性能影响较大。
在拉丝过程中，需要控制光纤的直径、圆度和椭圆度等尺寸参数，以及光纤的光波导性能。
合理的拉丝工艺可以使光纤的损耗降低，带宽增加，传输性能更好。
退火是将拉丝得到的光纤加热到一定温度，使其具有更好的机械和光学性能。
退火可以提高光纤的抗折强度和传输性能，并减小光纤中的损耗和非线性效应。
合适的退火温度和时间可以使光纤的微观结构重新排列，从而提高光纤的性能。
包衬是将退火后的光纤放入外包层中，形成完整的光纤。
包衬材料的选择和包衬工艺的优化对光纤性能也有重要影响。
合适的包衬材料可以提高光纤的抗弯曲性能、机械强度和耐用性。
拉丝工艺对光纤性能的影响
拉丝工艺对光纤性能的影响1. 引言1.1 拉丝工艺对光纤性能的影响拉丝工艺是光纤制备过程中的关键环节，对光纤的性能具有重要影响。
通过不同的拉丝工艺参数的调控，可以调整光纤的力学性能、传输特性以及光学性能。
具体来说，拉丝工艺对光纤的拉伸强度影响主要体现在拉拔过程中拉伸的力度和速度，这会直接影响光纤的强度和耐力。
而对光纤的抗弯性能影响则是通过控制拉丝工艺中的拉拔方式和温度等参数来实现的，这会影响光纤在安装和使用中的稳定性和可靠性。
拉丝工艺还会影响光纤的传输损耗、色散特性和光学非线性效应，这些参数的控制需要在拉丝工艺中精心设计和调整。
拉丝工艺是影响光纤性能的重要因素，对光纤的性能表现有着直接而重要的影响。
通过不断优化和改进拉丝工艺，可以提高光纤的性能表现，满足不同领域对光纤性能的要求。
2. 正文2.1 拉丝工艺对光纤的拉伸强度影响拉丝工艺是影响光纤性能的重要因素之一，其中对光纤的拉伸强度影响尤为重要。
在光纤的制作过程中，拉丝工艺可以直接影响到光纤的拉伸强度。
拉丝工艺的优化可以提高光纤的拉伸强度，从而延长光纤的使用寿命并提高其可靠性。
首先，拉丝工艺会影响光纤的内部结构。
通过控制拉丝过程中的拉伸速度和温度，可以使光纤内部的晶格结构更加均匀和致密。
这样的内部结构可以提高光纤的抗拉伸性能，使其能够承受更大的拉力而不容易断裂。
其次，拉丝工艺还会影响光纤的表面光滑度。
拉丝过程中，如果拉伸速度过快或拉丝机器不稳定，可能导致光纤表面出现凹凸不平或者表面裂纹，从而降低光纤的拉伸强度。
因此，在拉丝工艺中需要注意控制拉伸速度和保持设备稳定，以保证光纤表面的光滑度。
总的来说，拉丝工艺对光纤的拉伸强度影响是非常显著的。
通过优化拉丝工艺，可以提高光纤的拉伸强度，进而提高其使用性能和可靠性。
因此，在光纤制作过程中，拉丝工艺的重要性不可忽视。
2.2 拉丝工艺对光纤的抗弯性能影响拉丝工艺是光纤制备过程中至关重要的一环，对光纤的性能有着直接的影响。
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）
制造商
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
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
1.折射率剖面粗糙 2.原料利用率低
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）
拉丝操作步骤四（涂覆和加速）
1.涂覆开始和加速
5. 当二涂层直径测量仪显示光纤直径在220um以上时，用 手牵引光纤，将光纤挂线到舞蹈轮后到达收线机传动轮， 保持吸尘器在收线机A盘一侧继续吸引光纤 6. 按下控制柜上的[加速]按钮使速度提高到25m/min，同 时保持光纤的直径大约125±5µm，并继续升高炉温 2175ºC。 7. 启动第一次涂覆。确定气控柜上第一次涂覆CO2流量，确 定一次涂覆初始压力，确定气控柜上一次涂覆UV固化灯 氮气喷入和喷出流量. 8. 在电脑主操作面上的〔自动启动运行设定〕中选择〔一次 涂覆压力〕和〔二次涂覆压力〕为[自动]
炉内壁
预制棒 间隙要均匀
卡盘 预制棒 加热炉 退火管 纤径测量仪
拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）
3. 拉丝炉升温
① ② ③ ④ 在拉丝炉退火管下放一铁桶，将底门关闭 打开拉丝炉的电源 在辅助牵引轮下放一铁桶 设定预制棒母棒长和母棒直径的数值。其中，母 棒长=（预制棒有效长度+263）mm ⑤ 设定下料温度。使用新预制棒时，下料炉温应设 定到2150ºC；拉过丝的旧棒下料炉温设定到 2100 ºC。确定拉丝炉氩气流量设定正确；确定 〔拉丝炉〕中的气压和冷却水的指示灯均为绿色。 ⑥ 确定拉丝炉升温前检查各项正常后，按下主控柜 [拉丝炉]〔开〕，拉丝炉开始升温
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
光纤拉丝工艺
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，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。
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在拉丝操作过程中，最重要的技术：到损伤并正确控制芯/包层外径尺寸及折射率分布形式包层外径尺寸及折射率分布形式。
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，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，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而且在光纤接续时，连接损耗也会增大，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。
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一次涂覆工艺：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。
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，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。
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，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。
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五个基本部分构成：光纤预制棒馈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；加热系统加热系统；拉丝机构拉丝机构；各参数控制系统各参数控制系统；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。
《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。
拉丝工艺对光纤性能的影响
拉丝工艺对光纤性能的影响1. 引言1.1 光纤的重要性光纤作为信息传输的重要载体，在现代通信、医疗、科研等领域发挥着至关重要的作用。
光纤具有传输速度快、带宽大、信号稳定等优点，广泛应用于电话、互联网、电视等通信领域。
在医疗领域，光纤的应用使得医学影像的传输更加精准和高效，为医生提供了更多的诊断和治疗手段。
在科研领域，光纤被广泛用于激光、光谱分析等领域，推动了科学研究的进步。
由于光纤的重要性日益凸显，不断提高光纤的性能和品质是当前研究的热点之一。
拉丝工艺作为光纤制备的关键环节，对光纤的性能有着重要影响，因此对拉丝工艺对光纤性能的影响进行研究，对提高光纤质量、改善传输性能具有重要意义。
通过对拉丝工艺的研究和优化，可以不断提升光纤的性能，推动光纤技术的发展，促进信息时代的进步和发展。
1.2 拉丝工艺的介绍光纤是一种重要的通信传输媒介，其在现代通信、网络和数据传输领域发挥着至关重要的作用。
光纤的性能直接影响着通信质量和传输效果，因此对光纤的制备工艺进行研究和优化具有重要意义。
拉丝工艺是光纤制备过程中至关重要的环节，是将预制的光纤芯棒通过高温熔融并拉伸成细长的光纤的过程。
拉丝工艺直接影响着光纤的结构和性能，包括抗拉性能、色散性能、损耗性能、弯曲性能以及传输性能等方面。
在拉丝工艺中，熔融拉伸的温度、速度和拉伸比等参数对光纤的性能有着重要影响。
通过合理控制这些参数，可以调控光纤的结构和性能，从而实现光纤性能的优化和提升。
深入研究拉丝工艺对光纤性能的影响具有重要的理论意义和实际应用价值。
通过对光纤拉丝工艺的深入研究，可以为光纤通信技术的发展提供有力支持，并进一步推动光纤通信领域的不断创新和进步。
【共240字】1.3 研究背景和意义光纤作为信息传输和通信领域中不可或缺的重要元件，其性能直接影响着信息传输的质量和速度。
拉丝工艺作为影响光纤性能的关键加工工艺之一，对光纤的抗拉性能、色散性能、损耗性能、弯曲性能和传输性能等方面均有显著影响。
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。
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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
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
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。
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
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。
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
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
★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。
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。
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
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
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。
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
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。