拉丝工艺-光纤的制造

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）
电源；在泄漏被查明和修复之前，拉丝炉不能通电。 ⑩ 防止UV固化灯内烟气进入工作间。
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
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
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）
CO2 UV胶
涂覆材料：环氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯 CO2:消除涂覆过程中出现的气泡
拉丝塔各部件介绍（光固装置）
紧固开关 C型夹
排风
N2
连接件
• UV石英灯管：避免通过的光纤受空气的污 染和振动
• N2气：惰性气体氮气来避氧以加速固化。 洁净干燥的氮气从石英管底部被引入，并 以层流的方式向上到炉子顶端，这将起着 排除氧气的作用，同时还可带出涂料中的 挥发组分，使光纤免受污染，还可避免光 纤因受灯源的红外辐射所致的过热问题
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
最后工艺测试与包装
经过强度试验后， 合格光纤将进行传输 性能和几何性能的测 试。
卡盘 预制棒
加热炉 退火管
纤径测量仪
冷却管
辅助牵引轮 一次涂覆
UV固化灯 纤径测量仪 冷却管
二次涂覆 同心度监控仪
UV固化灯 纤径测量仪
拉丝塔结构
环境条件 ： 洁净度：10000级 温度：20ºC－30 ºC 湿度：40%－70%
制造商 POF, YOFC
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
普通光纤拉丝塔
特种光纤拉丝塔
光纤直径控制原理
已知在正常状态，若预制棒的馈送速度 为V送，光纤的拉丝速度为V拉,预制棒的外径 为D，裸光纤的外径为d。 熔化前的棒体容积：
[π*(D/2）²](*V送*t)
等于熔化拉丝后光纤的容积：
[π*(d/2）²](*V拉*t)
化简后关系： V拉=V送*D² /d²
拉丝操作步骤一（动力供给）
1.打开控制柜上的主开关 ，启动微机，显示光纤拉丝塔的主 操作界面
2.打开气体管路阀门，确定气控柜各种气体压力参数 （Ar、 N2、He、CO2和压缩空气）
3.打开冷却水阀门，确定冷却水压力和流量
拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）
1.拉丝炉抽真空
Ar气
① 安装炉顶盖
真空器 ② 插入炉底塞并用底门固定
导向轮
张力 测量轮
牵引轮
收线轮
拉丝工序的安全防护措施
① 在拉丝塔上作业时要穿戴好洁净服、防滑鞋和安全帽。 ② 在拉丝塔上作业时，所用的工具用完后要立即放回工具箱内，
严防任何物品从高处坠落。 ③ 在拉丝塔正常运行时，牵引轮和收线机的防护罩必须关上。 ④ 高温操作时必须戴好隔热手套，避免被高温光棒及熔化料头烫
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 导向器 盖
经PCVD沉积好的管子在熔缩车床上熔缩成一实心预制棒
预制棒
拉丝
预制棒经拉丝，被拉成125µm 粗 细的光纤，并涂上二层树脂以保 护光纤的强度。
★ 芯径 单模光纤： <10um（长距离通信主干） 多模光纤： 50um/62.5um（通信局域网，一般是橘色外皮）
★包层直径 普通光纤： 125um
★涂覆层直径 普通光纤 内层 － 170～200um 外层 － 245um
• 抽风装置：确保紫外固化炉在正常工作时 不至于因温度过高而烧坏炉子。
筛选工艺及设备简介（筛选设备）
张力轮
ห้องสมุดไป่ตู้
放线轮
收线轮
通过在光纤上施加一适当大小的张力，筛去低于或等于筛选强度的裂 纹点，保证幸存光纤的机械可靠性，从而避免光纤在后续工序的使用过 程中断纤；这主要是因为当光纤在成缆过程中和用于实际环境中时，必 须经受住一定的机械应力和化学环境的侵蚀,选择传输特性优良和张力合 格的光纤
③ 在主操作界面上设置Ar气流量（上中下）
底门 炉底塞
④ 当拉丝炉压力表读数为0时，按下手动控制 盒上的抽真空[开]， 当拉丝炉压力表读数 稳定在为-0.09MPa时，按下手动控制盒上 的Ar气〔开〕，使压力表从－0.09MPa升 到0。反复进行三次，完成抽真空操作