光纤预制棒制造工艺
光纤预制棒
光纤预制棒折叠编辑本段概述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。
折叠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，使其不受光和水汽预制棒拉丝等外部物质的污染，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。
折叠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。
折叠编辑本段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(MCVD:Modified Chemical Vapour DepositiON)---轴向汽相沉积法(VAD:Vapour phase Axial Deposition)---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(PCVD:Plasma 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OVD、VAD、MCVD、PCVD。
光纤预制棒的制备技术
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(7)光纤拉制:
预制棒拉制成光纤的示意图如图2.3所示， 当预制棒由送料机 构以一定的速度均匀地送往环状加热炉中加热， 且预制棒尖端加热 到一定的温度时， 棒体尖端的粘度变低， 靠自身重量逐渐下垂变 细而成纤维， 由牵引棍绕到卷筒上。 光纤外径和圆的同心度由激 光测径仪和同心度测试仪监测， 其监测结果控制送棒机构和牵引辊 相互配合， 以保证光纤的同心度和外径的均匀性。 目前， 光纤的 外径波动可控制在±0.5 μm以内， 拉丝速度一般为600 m/min。
●80年代的VAD工艺是先做出大直径芯棒,然后把该大直径芯棒拉细成多根小芯棒, 再用套管法制成预制棒,从“一步法”发展到“二步法”。
●90年代改成用SOOT外包代替套管法制成光纤预制棒。
●90年代以来,使用VAD的生产厂家增多了,除了日本古河、滕仓之外,信越、日立、 三菱、昭和等公司从日本NTT获得了使用VAD工艺生产光纤的许可,并实施了再 开发,实现了商业化VAD工艺,朗讯也从住友公司购得了使用VAD工艺的许可,另 外还与住友在美国建立了VAD法的合资光纤厂,从而有机会多年观察VAD光纤生 产,此后,朗讯将VAD工艺引进到它的亚特兰大光纤厂。
凹陷或空眼，因此其带宽要比MCVD法高一些。 • 其单模光纤损耗也比较小，可达到0.25~0.5dB/km。
• 价格便宜，大约20$/km左右。
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VAD法设备示意图
汽相轴向沉积法VAD
这种方法是在反应室里放 置一根基棒——石英玻璃棒， 基棒可以旋转并向反应室外 移动，如图所示：当反应气 体送入反应室后，就在基棒 上沉积，基棒的旋转运动保 证了芯棒的轴对称性，疏松 的预制棒在向上移动的过程 中经过一环形加热器，从而 生成玻璃预制棒。玻璃预制 棒沉积预制棒环形加热器反 应气体入孔反应室。
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。
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
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。
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。
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。
光纤预制棒制造—外汽相(OVD)
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（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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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
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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 。
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
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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。
光纤的生产工艺
光纤的生产工艺光纤是用纤维材料制作而成的导光装置，广泛应用于通信、医疗、航天、工业等领域。
其生产工艺主要包括光纤预制棒制备、光纤拉丝和光纤涂覆等步骤。
首先，光纤预制棒制备是光纤生产的第一步，也是最为关键的一步。
预制棒的制备过程主要包括材料准备、预臂棒成型、磨削和烧结等步骤。
首先，根据光纤的需要选择适当的材料，如石英玻璃、高纯度单晶体等。
然后，将材料研磨成粉末，加入适量的添加剂，并混合均匀。
接下来，将粉末放入预臂棒模具中，通过振荡、挤压等方法制成棒状。
最后，将预臂棒进行磨削和烧结处理，使其具有光学所需的优良性能。
其次，光纤拉丝是光纤生产的核心步骤。
拉丝过程主要包括预拉丝、细拉丝和定形三个阶段。
首先，将预制棒放入拉丝炉中进行预热。
然后，将预热后的预制棒通过轮子式拉丝机进行拉丝，拉出较细的光纤。
拉丝过程需要控制温度、速度和拉力等参数，以保证光纤的质量和尺寸。
在细拉丝阶段，通过不断减小拉丝孔口的尺寸，使光纤的直径得到进一步细化。
最后，在定形阶段，将拉出的细拉丝进行冷却和定型，使其稳定成型，并进行必要的切割和打磨等处理。
最后，光纤涂覆是为了保护光纤并改变其光学特性。
涂覆过程主要包括涂覆材料准备、涂覆罩和固化等步骤。
首先，根据需求选择适当的涂覆材料，如聚合物等。
然后，将涂覆材料加热融化，并通过涂覆罩涂覆在拉丝好的光纤表面。
涂覆罩的形状和尺寸应与光纤的直径相匹配。
最后，在涂覆好的光纤上进行固化处理，使涂层硬化成薄膜状，并保证其精确的位置和厚度。
总的来说，光纤的生产工艺是一个复杂且精密的过程，需要掌握多种技术和工艺流程。
通过光纤预制棒制备、光纤拉丝和光纤涂覆等步骤，可以得到质量优良的光纤产品，满足各种应用领域的需求。
光纤预制棒
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
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
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%
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）
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
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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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
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 70年代的芯、包同时沉积烧结，到80年 代先沉积芯棒再套管的两步法，再到90 年代的粉尘外包层代替套管 制成光纤预制棒。
3/16/2014
VAD（Vapor Axial Deposition)法--轴向气相沉积
高温反应，沉积效率较高，设备简单、价格便宜，易于控制折射率，可制作较复
杂折射率结构剖面光纤；沉积速率低，对原料要求高，需要衬管。
PCVD （Plasma Chemical Vapor Deposition)—等离子化学气相沉积法
PCVD工艺是1975年由荷兰飞利浦公司的Koenings提出的微波工艺。长 飞公司采用的就是这种工艺。PCVD与MCVD的工艺相似之处是，它们都是
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。
3/16/2014
OVD( Outside Vapor Deposition)法--------外气相沉积
全合成工艺，沉积效率高，对原材料要求低，可制作大尺寸预制棒，生产成本 低；粉尘处理代价高，设备复杂昂贵，拔出靶棒会引起缺陷。沉积效率低。
3/16/2014
VAD（Vapor Axial Deposition)法--轴向气相沉积
VAD工艺是1977年由日本电报电话公司（NTT）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。
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
沉积效率高，折射率分布控制精确，可制作复杂折射率结构剖面光纤；
沉积速率低，对原料要求高，需要衬管。
3/16/2014
OVD( Outside Vapor Deposition)法--------外气相沉积
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
在高纯石英玻璃管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
光纤预制棒制造工艺
气相沉积
3/16/2014
MCVD（改进的化学气相沉积法) 气相沉积技术
PCVD（等离子化学气相沉积法）
OVD（外部化学气相沉积法） VAD（轴向气相沉积法）
光纤预制棒制造技术
非气相沉积技术
MCVD （Modifield Chemical Vapour Deposition)--改进的化学气相沉积法