浅谈光纤预制棒工艺篇
光纤预制棒酸洗工艺
光纤预制棒酸洗工艺石英光纤预制棒表面处理生产线0 引言石英光纤预制棒主要由纯石英玻璃包层和掺锗石英玻璃芯层组成，石英光纤预制棒是光纤制造工艺的核心。
为提高光纤预制棒的质量，保证光纤具有低损耗，在拉丝及涂覆前必需对它进行处理。
虽然石英玻璃可以抵抗许多种酸，但氢氟酸(HF)能够轻易腐蚀和抛光其表面，世界上最成熟的石英光纤预制棒表面处理生产工艺之一就是用HF、盐酸(HCl)进行处理。
1 酸洗生产线的配置图1为石英光纤预制棒表面处理生产线的流程图，其主要有主工艺处理酸洗槽、漂洗罐、高浓度的HF储罐、低浓度的HF储罐、HCl储罐等组成。
光纤预制棒表面处理生产线组成设备的详细情况可参见表1。
图2为主工艺处理槽(酸洗槽)的结构示意图，此酸洗槽是可承受高压的槽体，带有液压驱动的槽盖，以防止废液飞溅和保护操作人员免受腐蚀性酸液和酸雾损害。
为使HF测量与控制值不超标，处理和存储罐必须有盖子和排气设施，抽气连接到废气处理装置上，产生的废水排到废水处理装置进行处理。
为防止酸和化学物质的腐蚀，所有的容器(罐)都采用聚丙烯(PP)制作。
石英光纤预制棒表面处理生产线对石英光纤预制棒的套管、芯棒或预制棒均可酸洗，酸洗的套管外径可达150,200 mm，套管长度可达1 000~5 000 mm，套管的线质量250 kg/mm，酸洗处理的介质有浓度20%的HF、浓度40%的HF和浓度2%的HCl。
图1 石英光纤预制棒表面处理生产线的流程图表1 光纤预制棒表面处理生产线组成设备的性能参数设备参数酸洗槽高浓度HF储罐低浓度HF储罐去离子水储罐 HCl储罐槽体代号 B100 B200 B300 B400 B6003体积/m 1.68 2.9 2.9 2.9 1.0直径/mm 长(内)5 770× 1 400 1 400 1 400 970 宽(内)660内部高度/mm 填充高度440 2 000 2 000 2 000 1 170材质 PP-Nature PP-Nature PP-Nature PP-Nature PE温度室温室温室温室温室温图2 酸洗槽的结构示意图2 表面处理的工艺步骤石英光纤预制棒(或套管、芯棒)放入酸洗槽后，手动关闭酸洗槽的盖子。
光纤预制棒制备工艺220页PPT
4.2 OVD 法制备光纤预制棒的工艺
沉积工艺 + 烧结工艺
饵棒(中心棒)
粉层状
喷
预制棒
嘴
O2+SiCl4+GeCl4蒸汽 玻璃微粒
芯
包层
粉状预制棒
粉层沉积 粉状预制棒
加热炉 1400度
4.1 反应机理
火焰水解反应： 2H2+O2 ==2H2O 或 CH4+2O2 ==2H2O+CO2
芯层： SiCl4(g)+2H2O == SiO2(s)+4HCl(g) GeCl4(g)+2H2O == GeO2(s)+4HCl(g) 或 SiCl4(g)+H2O ==SiO2(s)+2HCl+Cl2(g) GeCl4(g)+H2O ==GeO2(s)+2HCl+Cl2(g)
在脱水后，经高温作用，松疏的多孔质玻璃沉积体被烧结 成致密、透明的光纤预制棒，抽去靶棒时遗留的中心孔也被烧 成实心。
OVD法的 优点
OVD法的 缺点
沉积速度快，体 积大
不需要套管且 OH-含量很低
精度高、成本低、 适合大规模生产
抽取靶棒时，折射率 分布发生混乱
Tom
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SiO2 SiF4
B2O3
沉积物n2
小
SiO2 GeO2
P2O5
沉积物n1
大
n1大于n2 ，最终实现光的全反射
2.2 MCVD法存在的问题与对策
光纤预制棒生产工艺
光纤预制棒生产工艺光纤预制棒是一种用于制造光纤连接器和光纤封装芯子的重要材料。
其生产工艺包括原材料准备、光纤预处理、预制棒加工、光纤接头组装和成品检测等环节。
首先是原材料准备。
光纤预制棒采用的主要材料包括光纤、辅助材料和包覆材料。
光纤是光纤预制棒的核心材料，需要在准备阶段进行裁剪和清洁。
辅助材料主要是一些胶水和填充物等，用于固定光纤和增加预制棒的强度。
包覆材料则用于包覆光纤和辅助材料，以保护光纤的性能和稳定性。
接下来是光纤预处理。
光纤在预制棒生产之前需要进行一系列处理，包括光纤覆铝、去包覆、剥皮、修切、打磨等工艺。
这些处理过程可以提高光纤的质量和稳定性，同时也方便后续工艺的操作。
然后是预制棒加工。
预制棒加工是将光纤和辅助材料组合在一起，形成一个整体的过程。
该过程主要包括衬垫制备、粘接材料的涂布、搓揉和成型等步骤。
衬垫的制备是为了提供一个平整的工作表面，方便后续的涂布和粘接。
粘接材料的涂布是将胶水均匀地涂布在光纤上，并将辅助材料贴合在上面。
搓揉和成型则是将光纤和辅助材料进行充分的混合和塑造，以确保预制棒的质量。
接着是光纤接头组装。
光纤接头组装是将预制棒连接到光纤封装芯子上，形成完整的连接器。
该过程主要包括光纤封装芯子的安装和预制棒的固定。
光纤封装芯子的安装是将光纤插入封装芯子中，并进行精确的定位和固定。
预制棒的固定则是使用胶水或其他固定材料将预制棒牢固地粘合在封装芯子上。
最后是成品检测。
成品检测是对光纤预制棒进行质量检测和性能测试，以确保其符合相关标准和要求。
成品检测包括外观检查、尺寸检测、光学性能测试等。
只有经过严格的成品检测，才能保证光纤预制棒的质量和可靠性。
综上所述，光纤预制棒的生产工艺涵盖了原材料准备、光纤预处理、预制棒加工、光纤接头组装和成品检测等多个环节。
每个环节都需要严格控制和操作，才能生产出高质量的光纤预制棒。
大直径光纤预制棒烧结工艺研究
大直径光纤预制棒烧结工艺研究严薇江苏法尔胜光子公司 214443 本文分析了大直径疏松体预制棒的特点，利用Scherer 的封闭球形气孔模型和Sakaguchi 假设，分析和研究了烧结过程中固化最后阶段气孔行为的变化，得出了气孔收缩所需时间与气本身大小、气孔中气体的扩散性能、压力、周围玻璃体的粘度、烧结温度等之间的关系，并给出了一组实验数据，从而得到适合大直径疏松体预制棒的烧结工艺。
关键词：疏松体预制棒、烧结、固化、气孔、密度Study on Sintering Process for Diameter Optical Fiber Preform214443Abstract: This paper analyzes the characteristics of big outside diameter soot preform, analyzes and studi ption, draw out the relationship between time-depende viscosity of surrounding glasses a ven here also. Thus t sintering 、consolidation 、pore 、density年，所有的光纤光缆厂都遭受到了严峻的考验----市场需求急剧萎缩，价格也一路下跌不止，有的甚至已经到了成本对于光纤产品的前道和核心光棒制造企业来说，产成本众所周知，用V AD 或OVD 法沉积的疏松体预制棒要经过烧结（可分为脱水和固化两个过程）对光纤的传输衰减特性十分重要。
注的焦点。
因此，研究固化过程中疏松体预制棒中气孔行为的变化就显得十分关键和重要。
松体预制棒的直径、密度、气孔的大小有关，因此烧结工艺必须结合沉积后疏松体预制棒的特点，根据实际情况选择合适的工艺条件。
本文在对大直径疏松体预制棒的特点进行分析的基础上，对烧结固化最后阶段的气孔行为加以研究，得出气孔收缩与疏松体预制棒的烧结工二、大直径疏松体预制棒的特点OV ，在同一根棒上，沉积上去的疏松密度逐层递减，沉积好的疏松体预制棒外径越大，最外层的SiO 2颗粒密度相对于最内层的SiO 2颗粒密度变化也就越大；用相同的沉积工艺，沉积后外径250mm 的疏松摘要：的孔A Big YAN WeiJiangsu Fasten Photonics Co., LTD es the behavior changing of pores at the final stage of the consolidation during sintering process by using Scherer’s closed spherical pore model and Sakaguchi’s assum nt for pore collapse and pore size 、trapped gas diffusivity 、pressure 、nd sintering temperature, etc, a group of experimental data are gi , educes he proper sintering process for big diameter soot preform. Keywords: soot preform 、2002线以下。
光纤预制棒工艺
光纤预制棒工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊光纤预制棒工艺。
这玩意儿啊，就像是搭建信息高速公路的基石！
你想想看，我们现在的生活，哪能离得开那顺畅的网络通信呀！而这光纤预制棒，就是让一切变得可能的关键。
它就好比是一位神奇的魔法师，能把普通的材料变成传输信息的超级通道。
制作光纤预制棒的过程，那可真是精细得很呐！就好像是在雕琢一件极其珍贵的艺术品。
从原材料的选择开始，就得精挑细选，不能有一丝马虎。
这就跟我们做饭选食材一样，得挑最好的，不然做出来的菜能好吃吗？
然后就是一系列复杂的工艺步骤啦。
要经过高温的灼烧，要进行精确的掺杂，每一步都得小心翼翼。
这可不是随便玩玩就能搞定的事儿！这就好像是走钢丝，得稳稳当当的，稍有偏差可能就前功尽弃啦。
而且啊，这个过程中还需要各种先进的设备和技术呢。
就像是给战士配备最精良的武器，有了这些，才能更好地战斗呀！这些设备和技术可不便宜，但为了能做出高质量的光纤预制棒，那也得舍得下本呀！
再说说这光纤预制棒的质量，那可太重要啦！如果质量不过关，那信息传输就可能会出问题，就好比是公路上到处都是坑坑洼洼，车子能开得顺畅吗？所以啊，在这个过程中，每一个环节都得严格把控，不能有一点疏忽。
你说，这光纤预制棒工艺是不是很神奇？它让我们能在瞬间和千里之外的人交流，能让我们看到各种精彩的视频和图片。
没有它，我们的生活得失去多少乐趣呀！
所以呀，我们真得好好感谢那些研究和从事光纤预制棒工艺的人们。
是他们的努力和付出，才让我们能享受到这么便捷的信息时代。
总之呢，光纤预制棒工艺就是这么牛，就是这么重要！它是我们现代生活不可或缺的一部分，难道不是吗？。
光纤预制棒的制备技术
●90年代以来各,使种用V杂AD质的生包产厂括家O增多H了-离,除了子古就河、会滕增仓之加外,传信越输、日损立耗、三。菱、由昭于和等O公H司从-离NT子T获在得了很使容用V易AD工在艺生产光 纤光的纤许 厂可,从,并而热实有施机处了会再多理开年（发观察,实尤V现AD了其光商纤是业生化拉产VA,此丝D工后过艺,朗,朗讯程讯将中也VA从D）工住艺友从引公外进司到购包它得的了层亚使运特用兰V动A大D光工到纤艺芯厂的。许层可,，另外因还与此住工友在艺建对立了外VA套D法的合资
VAD法制预制棒
光电07301班
第三小组
ห้องสมุดไป่ตู้
制棒的种类
---国际上生产石英光纤预制棒的方法有十多种，其中普 遍使用，并能制作出优质光纤的制棒方法主要有以下四 种：
---改进的化学汽相沉积法(MCVD-Modified Chemical Vapour Deposition)
---棒外化学汽相沉积法(OVD-Outside Chemical Vapour Deposition)
最后沉积光纤的纤芯， 其氧化反应过程为：
SiCl4 + O2 → SiO2 + 2Cl2↑ GeCl4 + O2 → GeO2 + 2Cl2↑
VAD法实物图
VAD的特点
可连续生长，适合于制成大型预制棒，从而可拉制成较长 的连续光纤。
可拉制程度长，目前可达100Km的单模光纤。 此外，用VAD法制备的多模光纤不会形成中心部位折射率
价15格mm便,宜足，以大将约表2面0的$/kOm在H左-离右旋子。去转除的干净芯。 棒顶部用火焰水解法沉积芯层和内包层，制成疏松
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
光纤预制棒制备工艺2
沉积内包层方程式：
沉积芯层方程式：
SiO2
SiF4
B2O3
SiO2
GeO2
P2O5
沉积物n小
沉积物n大
n1大于n2 ，最终实现光的全反射
玻璃预制棒
原料纯度要求高
几何尺寸要求精度高
折射率纤芯大于包层
?
如何解决
化学气相沉积法
气相沉积工艺中选用高纯度的氧气作为载气，将汽化后的卤化物气体带入反应区，从而可进一步提纯反应物的纯度，达到严格控制过渡金属离子和OH-羟基的目的。
管内化学气相沉积法工艺示意图
2.1 MCVD法制备光纤预制棒工艺
2.2 MCVD法存在的问题与对策
问题一：热膨胀系数 不同，收缩产生裂纹。
问题二：掺杂剂分解升华, 导致折射率下降
严格控制掺杂 剂含量
补偿法 腐蚀法
微波谐振
等离子体
非等温混合态
产生大量热
各种粒子重新结合，释放出的热量足以熔化蒸发低熔点低沸点的反应材料SiCl4和GeCl4等化学试剂，形成气相沉积层。
4.2 OVD 法制备光纤预制棒的工艺
沉积工艺
O2+SiCl4+GeCl4蒸汽
饵棒(中心棒)
粉层状 预制棒
喷嘴
玻璃微粒
粉层沉积
粉状预制棒 剖面
芯
包层
粉状预制棒
加热炉 1400度
玻璃预制棒
预制棒烧结
拉制光纤
加热炉
玻璃预制棒
烧结工艺
+
氯气 氯化亚砜
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。
光纤预制棒生产设备的工艺工序优化与效率改进
光纤预制棒生产设备的工艺工序优化与效率改进一、引言光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，对于保障信息传输的质量和速度有着重要的影响。
而光纤预制棒作为光纤制造的关键工序之一，对于光纤的质量和性能也起着至关重要的作用。
因此，对于光纤预制棒生产设备的工艺工序进行优化和效率改进，具有非常重要的意义。
二、光纤预制棒生产设备的工艺工序分析在进行光纤预制棒生产设备的工艺工序优化和效率改进之前，我们首先需要对光纤预制棒生产设备的工艺流程进行深入分析。
1.原材料的准备与加工光纤预制棒的制备过程需要使用特定的原材料，如光纤预制棒的主体材料——光纤棒材料以及各种辅助材料。
原材料的准备和加工工序对于光纤预制棒的质量和性能起着重要的影响。
2.光纤棒材料的预热与拉丝光纤预制棒的制备过程需要将预先准备好的光纤棒材料进行预热，使其获得一定的柔韧性，然后通过拉丝机进行拉丝操作，使光纤棒材料形成所需的光纤预制棒。
3.光纤预制棒的切割与封装拉制完成的光纤预制棒需要进行定长切割，并进行封装处理，以保证光纤的质量和性能。
4.光纤预制棒的测试与质检生产完成的光纤预制棒需要进行各项测试与质检工序，以确保其符合相关的质量标准和性能需求。
三、光纤预制棒生产设备的工艺工序优化1.原材料的选择与加工原材料的选择对于光纤预制棒的质量和性能至关重要。
在选择原材料时，需要兼顾其物理性能、化学稳定性以及价格因素。
合理的原材料选择可以从根本上保证光纤预制棒的质量。
2.工艺参数的调整与优化在光纤预制棒生产设备的各个工艺工序中，需要根据不同的要求对工艺参数进行调整与优化。
例如，预热的温度与时间、拉丝机的拉速、切割的精度等等。
通过合理调整和优化工艺参数，可以提高生产效率和产品质量。
3.设备的改造与升级对于老旧的生产设备，可以考虑进行改造和升级，以提高其生产效率和稳定性。
常见的改造与升级包括增加自动化控制系统、提升设备的稳定性和可靠性、优化设备的结构等。
4.工艺流程的优化与整合对于工艺流程中存在的不必要的重复工序，可以进行优化和整合，以减少生产时间和成本。
光纤光缆材料工艺流程
光纤光缆的制造涉及多个工序和材料的处理，以下是光纤光缆的主要材料和工艺流程概述：1. 光纤预制棒制作：- 材料：光纤预制棒主要由高纯度二氧化硅（SiO₂）和其他掺杂剂（如锗、磷等）制成。
- 工艺：首先通过化学气相沉积（CVD）或改进的化学汽相沉积（MCVD）等方法，在内腔中沉积高纯度的二氧化硅和其他掺杂材料，形成光纤预制棒。
之后可能需要进行拉伸或降温处理，确保预制棒的均匀性和稳定性。
2. 光纤拉丝：- 材料：预制棒。
- 工艺：将预制棒放入光纤拉丝塔中，通过高温加热，然后以高速牵引，使预制棒逐渐融化并拉制成直径约为125微米的光纤纤芯（9微米左右的纤芯和125微米的包层）。
3. 涂覆与套塑：- 材料：光纤表面涂覆材料，如丙烯酸酯、硅橡胶等。
- 工艺：光纤拉制完成后，立刻在其表面涂覆一层或几层保护材料，形成紧套层（Buffer Coating），保护光纤不受机械损伤和环境影响。
接着，将多根涂覆光纤聚集在一起，外面再包裹一层或多层铠装材料（如聚乙烯、芳纶纤维等），以增强抗拉伸、抗弯折的能力。
4. 光缆结构组装：- 材料：光纤束、填充物、加强元件（如钢丝、凯夫拉纤维等）、护套材料（如聚氯乙烯、低烟无卤阻燃材料等）。
- 工艺：将涂覆光纤按照设计要求排列组合成光纤束，其间填充阻水材料和填充物以保持结构稳定，环绕光纤束缠绕加强元件以提供机械强度，最后在外围包裹一层或多层护套材料形成完整的光缆结构。
5. 测试与质量控制：- 工艺：每一阶段完成后，都会对光纤和光缆进行严格的光学性能和机械性能测试，如衰减测试、抗拉强度测试、耐温性测试、弯曲损耗测试等，确保产品符合国际和国内相关标准要求。
6. 成品包装与出厂：- 工艺：测试合格的光缆进行长度标识、盘绕包装，然后入库待发货。
整个光纤光缆的生产流程涵盖了从原料提纯、预制棒制备、光纤拉丝、涂覆保护、结构组装、质量检测到成品包装等一系列严谨的工序，确保最终产品的高性能和稳定性。
光纤预制棒的制造工艺包括
光纤预制棒的制造工艺包括光纤预制棒是一种用于制造光纤的关键部件，它包括芯棒和护套。
光纤预制棒的制造工艺涉及多个步骤和技术，下面将详细介绍光纤预制棒的制造工艺。
首先，光纤预制棒的制造需要选择合适的材料。
通常情况下，芯棒材料和护套材料都需要具备高纯度、低损耗和稳定的特性。
最常用的芯棒材料是二氧化硅（SiO2），而护套材料则可以使用氟化聚合物等。
接下来，需要制备芯棒材料。
传统上，芯棒材料是通过化学气相沉积（CVD）的方法制备的。
这种方法利用一种含氧化硅前驱体的气体在高温下与硅芯棒反应产生SiO2高纯度膜。
现在，也有其他一些制备方法，如水热法和溶胶-凝胶法。
制备芯棒材料后，需要对其进行处理和烧结。
这个过程包括对芯棒进行拉伸、切割和烧结。
拉伸是将芯棒材料拉伸成所需直径的重要步骤。
切割是将拉伸后的芯棒切割成合适长度的步骤。
烧结是将芯棒在高温下加热，使其固化和增强。
接下来是护套的制备。
护套材料通常是通过挤出法制备的。
挤出法是将护套材料加热至高温并通过模具挤出成形。
这个过程需要确保护套材料均匀分布并且无气泡。
制备好芯棒和护套后，需要将它们结合在一起制成预制棒。
这个过程称为包覆或涂覆。
包覆通常使用带有压力的机械设备进行。
在包覆过程中，芯棒通过旋转和拉制，涂覆上一层护套。
涂覆层的厚度和材料需要精确控制，以确保光纤的性能。
最后，制备好的光纤预制棒需要经过检验和测试。
这些测试包括光学特性的测量，如损耗、插入损耗和返回损耗，以及机械特性的测量，如弯曲半径和抗张强度。
总结起来，光纤预制棒的制造工艺包括材料选择、芯棒制备、芯棒处理和烧结、护套制备、包覆和涂覆，以及最后的检验和测试。
这些步骤都需要精确的控制和高质量的材料，以确保光纤预制棒的性能和可靠性。
光纤预制棒的制备方法
光纤预制棒的制备方法光纤预制棒制备方法光纤预制棒是光纤传输中必须用到的材料，是光纤传输的基石。
其组成是由纤芯、包层和保护层组成，这些层的制备至关重要。
本文将介绍光纤预制棒的制备方法，包括纤芯、包层、保护层的制备方法。
一、纤芯的制备方法1.化学气相沉积法这种制备方法是先将所需的原料蒸发在反应室内，然后让这些蒸发物与一定的气体反应生成所需的产品。
这种方法具有工艺简单，能掌控材料的纯度和厚度，可以实现产量的大规模化等优点。
具体步骤：(1)在石英极片上制备所需的模板，以保证纤芯的厚度和宽度能够满足要求。
(2)将所需原料在石英极片上进行蒸发，同时在反应室中加入适量的反应气体，如SiCl4、GeCl4等。
(3)将反应产物沉积在石英极片上，形成纤芯。
(4)通过烘干等方式去除残留的气体和液体，得到纤芯。
2.化学溶液法这种制备方法是将所需的原料溶解在溶液中，然后将溶液分别加入到石英极片的凹槽中，使其自然干燥形成纤芯。
具体步骤：(1)在石英极片上制备所需的凹槽，保证凹槽的大小和形状与模板相符。
(2)将原料溶解在溶液中，其中常用的溶液是氟化物水溶液、硝酸水溶液等。
(3)将溶液分别加入到凹槽中，待其自然干燥，得到纤芯。
二、包层的制备方法1.化学气相沉积法这种制备方法是先将所需的原料蒸发在反应室内，然后让这些蒸发物与一定的气体反应生成所需的产品。
与纤芯的制备方法相似，这种方法具有工艺简单，能掌控材料的纯度和厚度，可以实现产量的大规模化等优点。
具体步骤：(1)将纤芯置于反应室中。
(2)将所需原料在石英极片上进行蒸发，同时在反应室中加入适量的反应气体。
(3)将反应产物沉积在纤芯的表面，形成包层。
(4)通过烘干等方式去除残留的气体和液体，得到包层。
2.化学溶液法这种制备方法是将所需的原料溶解在溶液中，然后将溶液分别加入到石英极片的凹槽中，使其自然干燥形成包层。
具体步骤：(1)在石英极片上制备所需的凹槽，保证凹槽的大小和形状与模板相符。
光纤预制棒的工艺
光纤预制棒的工艺
光纤预制棒是一种光缆的组成部分，它可以将光纤保护起来，防
止其受到损坏以及外界干扰。
光纤预制棒的制作工艺相对较为简单，
主要步骤如下：
第一步，准备材料。
光纤预制棒一般采用的材料有塑料、树脂、
橡胶等，根据需要选择不同的材质。
同时需要准备配合剂以及色素等。
第二步，制备材料。
首先将所需要的材料按照特定的比例加热、
混合，形成混合料。
此时需要掌握好所选材料的熔点，否则会导致过
高过低，影响成品的质量。
然后在混合料中添加色素以及配合剂。
第三步，制作预制棒。
将制备好的混合料倒入预制棒成型模具中，然后在成型模具中施以压力，使得混合料均匀填充到模具中。
此外，
在制作的过程中还要注意为防止混合物过早凝固而采取必要措施。
第四步，固化。
将已经填充好混合料的模具，送入烤箱中进行固
化处理。
此时需要控制好烤箱的温度和时间，以保证成品的品质和效果。
一般情况下，温度控制在250℃左右，时间控制在10-30分钟左右。
第五步，清理与质检。
待预制棒固化完成后，需要将成品从模具
中取出，并对其进行清理处理。
此时需要注意避免因操作不当而损坏
成品。
同时，还需要进行质检，检查预制棒的外观、尺寸等是否满足
要求。
综上所述，光纤预制棒的工艺比较简单，但需要严格掌控各个环节，以确保成品的质量。
预制棒的质量好坏将直接影响光缆的使用寿
命和性能，因此在制作时需要十分认真，并严格按照相关的规范进行
操作。
光纤预制棒
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]
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）
普通光纤拉丝塔
特种光纤拉丝塔
光纤直径控制Βιβλιοθήκη 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
⑧
⑨ ⑩
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。
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]。
光纤预制棒
光纤预制棒光纤预制棒是制造石英系列光纤的核心原材料。
简单地说，用于拉光纤（丝）的玻璃特种预制大棒。
简介人们在制造光纤时先要制做出光纤预制棒，预制棒一般直径为几毫米至几十毫米（俗称光棒）。
光纤的内部结构就是在预制棒中形成的，因而预制棒的制作是光纤工艺中最重要的部分。
光棒的制作有多种方法，常用的制作工艺是气相氧化法。
在气相氧化法中，高纯度金属卤化物的蒸汽和氧气发生反应，形成一些氧化物微粒，这些氧化物微粒会沉积在玻璃或者石英体的表面上（或管状体的内壁），然后通过烧结形成透明的玻璃棒（如果是管状，还要进行收缩使其成为棒状），这样光棒就做成啦。
此时光棒已经具备了光纤的基本结构，通过拉丝机拉出来的裸纤就包括了纤芯和包层。
有些光纤品种为了保护裸玻璃光纤，使其不受光和水汽等外部物质的污染，在光纤拉成的同时，就给它涂上弹性涂料（被覆层）。
光纤由纤芯、包层和被覆层组成，导光的部分是处于轴线上的实心纤芯，包层的作用是提供一个圆柱形的界面，以便把光线束缚在纤芯之中。
被覆层是一种弹性耐磨的塑料材料，它增强了光纤的强度和柔软性。
功用在光纤预制棒完成后，就进入到光纤拉丝的过程。
其作法是在无尘室中将光纤预制棒固定在拉丝机顶端，并逐渐加热至2000摄氏度。
光纤预制棒受热后便逐渐融化并在底部累积液体，待其自然垂下，就形成光纤，这有点儿像我们吃拔丝山药时拉出糖丝的情景。
这里的关键在于均匀加热、拉制速度的控制等。
拉制技术无误时，拉出的光纤结构会与光纤预制棒的结构相同（只不过是缩小了很多）。
涂覆材料也在拉丝机上及时涂敷，以保护光纤免受潮气、磨损的伤害。
有的涂覆材料是通过自然冷却附在光纤上，有的是用某种光线（紫外线）照射光纤使涂覆材料固化。
拉丝的过程中，光纤直径的测量及控制非常重要。
光纤的直径和结构等质量参数多与拉制速度有关，自动化的测量监控会随时调节拉丝的速度。
生产工艺国际上生产石英光纤预制棒的方法有十多种，其中普遍使用，并能制作出优质光纤的制棒方法主要有以下四种：---改进的化学汽相沉积法(MCV D：Modified Ch emi cal Vapour DepositiON)---轴向汽相沉积法(VAD：Vapour phase Axial Depos ition)---棒外化学汽相沉积法(OVD：Outside Chemical Vapour Deposition)---（微波）等离子体激活化学汽相沉积法(PCV D：Plas ma activated Chemical Vapour Deposition )按照传统的命名方法，当前光纤技术市场上四种工艺共存，即OV D、VAD、MCV D、PCV D。
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写在前面：前几天，笔者写了篇文章《七宗"最"：国内光纤预制棒生产商盘点（图）》，没想到一发不可收拾，心痒痒了，居然有想做成一个系列的冲动，哈哈。
由于涉及到很强的专业性，与同事们交流时小小的争论也就在所难免，有交流才会有进步嘛。
不过，去写这类文章往往需要花费大量的时间，因此笔者最好的打算是接下来一周会去写1~2篇有关光棒、光纤、光模块等等方面的知识普及，还请持续关注，多多支持。
前文已谈到国内光纤预制棒生产商就这么几家（指已开始正常生产的），那么是什么原因制约了它的发展呢？无外乎两方面：资金和技术。
尤其是技术，一般来讲，核心技术往往为公司的立足之本，不可轻易对外公布。
现已知为全球公认的较成熟的技术有以下四种，它们统称为"气相沉积法"，可按照烧制方式分为"管内法"和"管外法"，见下图：
这里跟大家普及一下相关知识，并辅以图演示。
图为OVD演示图
管外汽相沉积法（Outside Vapour Deposition，简称OVD）是1970年美国康宁公司的Kapron研发的简捷工艺。
OVD工艺的化学反应机理为火焰水解，即所需的芯玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰中携带的气态卤化物(SiCl4等)产生"粉末"逐渐地一层一层沉积而获得的。
OVD工艺有沉积和烧结两个具体工艺步骤：先按所设计的光纤折射分布要求进行多孔玻璃预制棒芯棒的沉积(预制棒生长方向是径向由里向外)，再将沉积好的预制棒芯棒进行烧结处理，除去残留水份，以求制得一根透明无水份的光纤预制棒芯棒，OVD工艺最新的发展经历从单喷灯沉积到多喷灯同时沉积，由一台设备一次沉积一根棒到一台设备一次沉积多根棒，从而大大提高了生产率，降低了成本。
图为VAD演示图
汽相轴向沉积法（Vapour Axial Deposition，简称VAD）是1977年由日本电报电话公司的伊泽立男等人，为避免与康宁公司的OVD专利的纠纷所发明的连续工艺。
VAD工艺的化学反应机理与OVD工艺相同，也是火焰水解。
与OVD工艺不同的是，VAD工艺沉积获得的预制棒的生长方向是由下向上垂直轴向生长的。
烧结和沉积是在同一台设备中不同空间
同时完成的，即预制棒连续制造。
VAD工艺的最新发展由上世纪70年代的芯、包同时沉积烧结，到上世纪80年代先沉积芯棒再套管的两步法，再到上世纪90年代的粉尘外包层代替套管制成光纤预制棒。
图为MCVD演示图
改进的管内化学气相沉积法（Modified Chemical Vapour Deposition，简称MCVD）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，成棒是将已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。
图为PC VD演示图
等离子体管内化学气相沉积法（Plasma Chemical Vapour Deposition，简称PCVD）是1975年由荷兰飞利浦公司的Koenings提出的微波工艺。
PCVD与MCVD的工艺相似之处是，它们都是在高纯石英玻璃管内进行气相沉积和高温氧化反应。
所不同之处是热源和反应机理，PCVD工艺用的热源是微波，其反应机理为微波激活气体产生等离子使反应气体电离，电离的反应气体呈带电离子。
带电离子重新结合时释放出的热能熔化气态反应物形成透明的石英玻璃沉积薄层。
PCVD工艺制备芯棒的工艺有两个具体步骤，即沉积和成棒。
沉积是借助低压等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1000℃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工艺的最新发展是采用大直径合成石英玻璃管为沉积衬底管，沉积速率提高到了2～3g/min，沉积长度达到1.2～1.5m。
以下是几种工艺的对比，当然，现实中一般多采取组合工艺。
据笔者了解，江苏亨通光电股份有限公司首创CCVD连续化学气相沉积技术，但基于外界所知甚少，这里就不过多说明了。