光纤预制棒的制备技术
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
Nick
更多精品资请访问
更多品资源请访问
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
VAD法制备光纤预制棒ppt课件
制棒的主要方法:
一、外部汽相堆积法〔OVD〕 二、汽相轴向堆积法〔VAD〕 三、改良的化学外部汽相堆积法〔MCVD〕 四、等离子堆积法〔PCVD〕
VAD法原理
主要原料掺杂剂以气态方式送入氢氧火焰喷灯， 使之在氢氧液中水解，生成石英〔 SiO2 〕玻璃微粒 粉尘，然后经喷灯喷出，堆积于有石英、石墨或氧化 铝资料制造的“母棒〞端部，经多次堆积构成一定尺 寸的多孔粉尘预制棒，然后停顿任务，去掉母棒，再 将中空的预制棒在高温下脱水、烧结成透明的实心玻 璃棒，即获得所需的光线预制棒。
的资料制造技术，与80年代中期开场运用于光纤制造。 Sol-gel工艺有一些优点：液相反响，可极大改善资料 的均匀性；易掺杂，掺杂浓度高；所得资料浓度高； 可准确控制资料的折射率；较低的处置温度。
Sol-gel工艺在光纤制造中的运用有多种不 同的方式，比较典型的是Bell实验室采用的合成管工 艺，该工艺消费的合成石英管曾经开场运用于Lucent 的光纤制造。
棒的外包层堆积。
• 外包层技术的开展，使光纤消费本钱最低化。据推 算，目前光纤消费本钱最低的是采用OVD法消费的 G.652单模光纤，而套管法消费的光纤本钱比前者高 出最近一些新的制造技术也在加紧适用化详细进展如下： 〔1〕Sol-gel预制棒制造技术 Sol-gel工艺是五六十年代提出的一种新型
二、光纤预制棒外包层制造技术
•
在芯棒技术开展的同时，外包层技术也迅猛开展。
进入90年代，外包层技术包括VAD、OVD和等离子外
喷工艺成为光纤预制棒制造主体工艺。目前，套管法
相对份额由原来的70%下降到30%，其中OVD占85%
以上，等离子外喷工艺占10%左右，VAD工艺更适宜
制造芯棒，目前曾经有少数厂家采用其单独进展预制
亨通光电预制棒制备工艺
亨通光电预制棒制备工艺
亨通光电预制棒制备工艺是指亨通光电公司在生产光纤预制棒时所采用的制备方法和工艺流程。
以下是亨通光电预制棒制备工艺的简要描述：
1. 原料准备：选择高纯度的石英材料作为基础材料，进行粉碎和筛分，得到均匀的细粉末。
2. 混合：将石英粉末和适量的添加剂进行混合，确保添加剂均匀分散在石英粉末中。
3. 成型：将混合后的粉末转移到模具中，进行成型。
常用的成型方法有注塑成型、挤压成型等。
4. 烧结：将成型好的预制棒放入高温炉中进行烧结，以使其形成致密的结构。
烧结温度和时间根据具体要求进行调整。
5. 长棒拉拔：将烧结好的预制棒放入光纤陶瓷拉拔系统中进行拉拔，使其变得更长且细。
6. 校直：通过拉拔过程中的拉力调节，使预制棒的直径均匀，保持光纤的圆度。
7. 长度切割：将拉拔好的预制棒按照要求的长度进行切割，得到最终的光纤预制棒。
8. 表面处理：对最终的光纤预制棒进行表面处理，如抛光、清
洗等，以提高其光学性能。
9. 包装：将处理完的光纤预制棒进行分类、包装，便于后续的使用和运输。
以上是亨通光电预制棒制备工艺的基本流程，不同公司和厂家可能会有一些差异，但大体上是相似的。
这个工艺流程能够确保光纤预制棒具有良好的物理和光学性能，满足光通信等领域的需求。
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
玻璃层
快速移动，使沉积厚度减少， 有利于控制折射率分布 快速来回移动的微波谐振腔 (2.45 GHz，8米/分钟)
光纤预制棒制备工艺2
1)不用氢氧火焰加热沉积，沉积温度低于相应的 2) 热反应温度，石英包管不易变形；
2) 控制性能好，由于气体电离不受包管的热容量 限制，所以微波加热腔体可以沿石英包管作快 速往复运动，沉积层厚度可小于1um，从而制备 出芯层达上千层以上的接近理想分布的折射率剖 面以获得宽的带宽；
玻璃预制棒 加热炉
拉制光纤
氯
化氯 亚气
烧结工艺中 通入气体
氮 气
砜
主要是起到脱水 作用，本质除去
里面的OH-
主要是起到除泡 剂的作用，除去
残留的气体
SOCl2和Cl2进行脱水处理反应方程式：
(1) (≡Si-OH)+SOCl2== (≡ Si-Cl)+HCl +SO2 (2) H2O+SOCl2== 2HCl +SO2 (3) 2Cl2+2H2O ==4HCl +O2
3) 光纤的几何特性和光学特性的重复性好，适于 批量生产，沉积效率高，对SiCl4等材料的沉积效 率接近100%，沉积速度快，有利于降低生产成本。
光纤预制棒制备工艺2
OVD 法的反应机理为火焰水解，即所需 的玻璃组份是通过氢氧焰或甲烷焰水解卤化物 气体产生“粉尘”逐渐地沉积而获得。
OVD 法工艺示意图
加热炉 1400度
玻璃预制棒 预制棒烧结
玻璃预制棒 加热炉
拉制光纤
如何解决
?
原料纯度要求高 几何尺寸要求精度高
化学气相沉积法
折射率纤芯大于包层
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。
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
一种光纤预制棒的制备方法
一种光纤预制棒的制备方法
本发明公开了一种光纤预制棒的制备方法，属于光通信领域。
该方法采用了熔融抽拉法制备，能够快速高效地制备出质量优良的光纤预制棒，同时降低了生产成本。
具体步骤如下：
第一步：准备原料
选择适当的光纤预制棒原料，通常采用高纯度石英，也可添加一些稀土元素等材料来改善其性能。
第二步：熔融
将原料放入熔解炉中，加热至适宜的温度，使其熔化成液态，确保温度均匀。
同时搅拌液态材料以提高均匀度。
第三步：抽拉
将液态材料用针形金属模具从熔解炉中抽拉出来，经过不断降温和拉伸，最终形成一根细长的光纤预制棒。
第四步：漆包
将光纤预制棒的表面涂上一层漆，用于对预制棒的保护，同时便于后续加工。
第五步：切割
将漆包好的光纤预制棒切割成所需尺寸的预制棒，保证其长度和直径的一致性和精度。
第六步：调试
对切割好的光纤预制棒进行调试，测试其强度、透光率等性能参数，确保预制棒的质量符合要求。
以上就是光纤预制棒的制备方法的具体步骤。
该方法能够生产出质量优良的光纤预制棒，具有制作工艺简便、成本低廉、生产效率高等优点。
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。
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。
光纤预制棒pcvd的的原理_概述说明以及概述
光纤预制棒pcvd的的原理概述说明以及概述1. 引言1.1 概述光纤预制棒PCVD（Plasma Chemical Vapor Deposition）是一项关键的技术，用于生产光纤预制棒。
光纤预制棒作为光纤的前体材料，对最终光纤的质量和性能具有重要影响。
因此，研究光纤预制棒PCVD的原理和概述是十分必要的。
1.2 文章结构本文将从引言、光纤预制棒PCVD的原理、概述说明以及结论等几个方面进行阐述。
首先将简要介绍PCVD技术和光纤预制棒的概念与作用，然后详细讲解光纤预制棒PCVD的基本原理。
接着将在第三部分概述说明中，探讨原始材料选择与准备、预制棒成型过程以及PCVD工艺参数调控与优化等关键问题。
最后，在结论部分总结主要观点和论点，并展望了光纤预制棒PCVD未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面深入地介绍光纤预制棒PCVD的原理和概述，并通过对原始材料选择与准备、成型过程以及工艺参数调控与优化等要点的说明，提供一个全面的了解。
同时，通过对光纤预制棒PCVD未来发展的展望，为读者提供对该技术发展的前景和挑战的理解。
以上是本文“1. 引言”部分的详细内容。
2. 光纤预制棒PCVD的原理2.1 PCVD技术介绍PCVD（Plasma Chemical Vapor Deposition，等离子体化学气相沉积）是一种重要的光纤预制棒生产技术。
它利用等离子体反应平衡来沉积材料，并通过控制工艺参数来实现所需光纤预制棒的性能。
2.2 光纤预制棒的概念与作用光纤预制棒是指在光纤生产中用于包覆和保护传输光信号的材料。
它具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够有效防止光信号的损耗和干扰。
2.3 光纤预制棒PCVD的基本原理光纤预制棒PCVD主要依靠等离子体反应来进行材料沉积。
其基本过程包括以下几个步骤：首先，将合适的原始材料选择并准备好。
通常情况下，这些原始材料是有机硅化合物、氧化合物等。
然后，在预制棒成型过程中，将原始材料加热到较高温度，使其分解生成活性气体。
光纤工艺流程
光纤工艺流程
光纤工艺流程主要包括以下步骤：
1. 光纤预制棒制备：将纯度极高的原料（如二氧化硅）放入特定容器中，经过高温处理，形成特定形状和直径的玻璃棒，称为光纤预制棒。
2. 光纤拉丝：将光纤预制棒放入拉丝塔中，在一定的温度和速度下，通过拉丝机将光纤预制棒拉制成细丝。
3. 涂覆和加固：拉制后的光纤非常细，容易断裂，因此需要涂覆一层保护涂层，并进行加固处理，以提高光纤的机械强度和保护光纤免受环境的影响。
4. 检测和包装：经过涂覆和加固处理的光纤需要进行一系列的检测，以确保其性能符合标准。
最后，将合格的光纤进行包装，以备后用。
整个光纤工艺流程需要精确控制温度、速度、涂层厚度等参数，以确保最终产品的质量和性能。
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。
VAD法制备光纤预制棒PPT课件
材料质量
材料的质量对制备出的光纤预制棒的 性能和质量有重要影响，需要选用质 量稳定、纯度高的材料。
设备维护与保养
日常维护
日常维护包括清洁设备、检查设 备的运行状态、记录设备的运行 数据等，可以及时发现并解决设 备潜在的问题，保证设备的正常
运行。
定期保养
定期保养包括对设备进行全面的 检查、清洗、润滑和调整，可以 延长设备的使用寿命，提高设备
原料粒径大小需严格控制
详细描述
原料的粒径大小对光纤预制棒的生长速度和直径有着直接 的影响。粒径过大会导致生长速度过快，可能导致光纤预 制棒内部结构疏松，影响其机械性能和光学性能。因此， 对原料的粒径大小进行严格控制是必要的。
总结词
原料干燥与除气处理
详细描述
在VAD法制备光纤预制棒之前，需要对原料进行干燥和除 气处理，以去除其中的水分和气体。水分和气体的存在会 影响光纤预制棒的生长速度和质量，因此需要进行有效的 干燥和除气处理。
成核控制技术
总结词
成核数量与分布影响光棒质量
详细描述
成核是VAD法制备光纤预制棒过程中的一个重要环节，成核的数量和分布对光纤预制棒的质量有着显著的影响。 过多的成核会导致光纤预制棒内部结构疏松，过少的成核则可能导致光纤预制棒内部存在缺陷。因此，控制成核 的数量和分布是关键技术之一。
成核控制技术
总结词
案例三
总结词：实际应用
详细描述：VAD法制备的光纤预制棒在通信领域得到了广泛 应用，其优良的光学性能和机械强度满足了长距离、高速通 信的需求。通过不断的技术创新和市场拓展，VAD法制备光 纤预制棒的市场份额逐年增长。
THANKS
感谢观看
成核温度与压力控制
详细描述
光纤预制棒生产过程
光纤预制棒生产过程光纤预制棒啊，这可是个神奇的东西呢！就像是魔法棒一样，不过它变出的不是魔法，而是能让我们畅游网络世界的光纤。
咱们来说说这光纤预制棒是怎么生产的吧。
这生产过程啊，就像是一场精心策划的烹饪大赛。
原材料就像是食材，必须精挑细选。
制作预制棒的原料得是那种纯度特别高的东西，就好比咱们包饺子，面粉得是好面粉，肉也得是新鲜的好肉，这样包出来的饺子才好吃。
那生产预制棒的原料要是不纯，做出来的预制棒就像坏了的饺子，肯定不行呀。
制作光纤预制棒有好几种方法呢。
有一种叫气相沉积法，这名字听起来是不是有点高大上？其实啊，就有点像盖房子，一层一层地往上盖。
在一个特殊的设备里，各种气体就像小砖头一样，慢慢地沉积下来，一层又一层，最后就形成了预制棒的形状。
这过程得小心翼翼的，就像我们小时候搭积木，稍微不小心，积木就倒了。
要是这个过程出了岔子，那预制棒可就不完美了。
还有一种方法呢，是熔缩法。
这就好比是把一些小蜡烛融化了，然后再让它们重新凝固成一个大蜡烛。
把那些用来制作预制棒的材料先加热融化，然后通过特殊的工艺让它们缩成我们想要的预制棒的样子。
这个过程就像是一场神奇的变身秀，原本分散的材料一下子就变成了一个整体。
不过这变身可不容易，得掌握好火候，就像炒菜一样，火大了就糊了，火小了又做不熟。
在整个生产过程中，环境也特别重要。
这就像我们睡觉，得有个安静舒服的环境才能睡得好。
生产预制棒的环境必须特别干净，一点点灰尘都不能有。
那些灰尘要是跑到预制棒里，就像吃饭的时候吃到沙子一样，难受得很呢。
而且温度、湿度这些条件也得控制得恰到好处，不然就像在不合适的天气里种花，花怎么也长不好。
在制作过程中，设备也起着关键的作用。
设备就像是厨师的好帮手，要是设备不好使，就像厨师没有好厨具一样，想做出美味佳肴可就难喽。
这些设备得非常精密，要不断地检查和维护，就像我们保养自己的爱车一样，时不时就得看看这儿有没有问题，那儿需不需要修理。
检测环节也是不可或缺的。
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。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
VAD的特点 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. 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 此外,用VAD法制备的多模光纤不会形成中心部位折射率 凹陷或空眼,因此其带宽要比MCVD法高一些. 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. 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. 价格便宜,大约20$/km左右.
VAD制作的芯棒一般都较粗且外径不均匀,无法直接插入套管合 VAD制作的芯棒一般都较粗且外径不均匀,无法直接插入套管合 成预制棒,需要经过一道延伸工序来使外径变均匀变细.芯棒延伸可 以采用成本较低的氢氧火焰作为热源,但氢氧焰会造成芯棒表面OH以采用成本较低的氢氧火焰作为热源,但氢氧焰会造成芯棒表面OH离子污染,需要后面进行等离子蚀洗或酸洗.另外一种办法是采用等 离子体作为热源进行延伸,可以省去一个去OH离子体作为热源进行延伸,可以省去一个去OH-离子的过程.
SiCl4 + O2 4BCl3 + 3O2 SiCl4 + O2 GeCl4 + O2
→ SiO2 + 2Cl2↑ → 2B2O3 + 6Cl2↑ → → SiO2 + 2Cl2↑ GeO2 + 2Cl2↑
最后沉积光纤的纤芯, 其氧化反应过程为: 最后沉积光纤的纤芯, 其氧化反应过程为:
VAD法实物图 VAD法实物图
VAD法设备示意图 VAD法设备示意图
汽相轴向沉积法VAD 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, 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. VAD工艺示意图 VAD工艺示意图
(2)芯棒在氯气气氛中脱水 (2)芯棒在氯气气氛中脱水
沉积好的芯棒疏松体要放在1200℃ 沉积好的芯棒疏松体要放在1200℃含氯或含氟的气氛中.脱水的 原理是氯气进入芯棒孔隙中取代C,其产生的Si-Cl键吸收波长在25微 原理是氯气进入芯棒孔隙中取代C,其产生的Si-Cl键吸收波长在25微 米,远离光纤工作波段.脱水的速率取决于脱水温度和氯气的流量. 脱水后OH-离子的含量将少于8X10-10(w%). 脱水后OH-离子的含量将少于8X10-10(w%).
VAD工艺的发展 VAD工艺的发展
●70年代的VAD工艺,芯和包层同时沉积,同时烧结,号称预制连续制造工艺. 70年代的VAD工艺,芯和包层同时沉积,同时烧结, ●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 80年代的VAD工艺是先做出大直径芯棒, 棒,再用套管法制成预制棒,从"一步法"发展到"二步法". 再用套管法制成预制棒, 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, 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, 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, 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 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 另外还与住友在美国建立了VAD法的合资光纤厂, 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. 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.
过程及原理
在母棒端部,即其轴向,发生化学反应,生成的石英玻璃粉尘微 粒经喷灯喷出,沉积于种子石英棒一端,沿轴向形成多孔粉尘预制棒. 粒经喷灯喷出,沉积于种子石英棒一端,沿轴向形成多孔粉尘预制棒. 种子石英棒不断旋转,并通过提升杆向上慢速移动,牵引粉尘多孔预 制棒通过一环状加热器进行烧结处理,使之熔接缩成透明的光纤预制 棒. 反应的主要公式: 反应的主要公式:
(5)等离子蚀洗 (5)等离子蚀洗
等离子蚀洗的原理是:等离子火焰沿着旋转着的芯棒进行轴向 移动,高达9000℃ 移动,高达9000℃的火焰将芯棒表面的一层物质迅速升华挥发.一般 的蚀洗深度是0.25±0.15mm,足以将表面的OH的蚀洗深度是0.25±0.15mm,足以将表面的OH-离子去除干净.
(3)芯棒在氦气气氛中烧结 (3)芯棒在氦气气氛中烧结
芯棒在炉内继续升温到1500℃ 芯棒在炉内继续升温到1500℃,通入氦气进行烧结.氦气是一种 分子体积很小而传热系数很高的气体,能够将热量带到芯部,是疏松 体依靠表面张力而生成透明的玻璃体.烧结效果取决于下送速度,烧 结温度,氦气流量等因素.
(4)芯棒延伸 (4)芯棒延伸
(7)光纤拉制: (7)光纤拉制 光纤拉制:
预制棒拉制成光纤的示意图如图2.3所示, 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, 拉丝速度一般为600 m/min. 外径波动可控制在±0.5 m以内, 拉丝速度一般为600 m/min.
VAD法制预制棒 VAD法制预制棒
光电07301班 光电07301班
第三小组
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 ---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 ---改进的化学汽相沉积法(MCVDVapour Deposition) ---棒外化学汽相沉积法(OVD-Outside Chemical Vapour ---棒外化学汽相沉积法(OVDDeposition) ---轴向汽相沉积法(VAD-Vapour phase Axial Deposition) ---轴向汽相沉积法(VAD---微波等离子体激活化学汽相沉积法(PCVD- Plasma ---微波等离子体激活化学汽相沉积法(PCVDactivated Chemical Vapour Deposition )
�
(6)低OH-含量的合成石英管作外包层 (6)低OH由于采用了更大的外套管,整个光纤的成本急剧降低.对石英 管的要求是高纯,低损耗和高抗拉强度.石英管的OH管的要求是高纯,低损耗和高抗拉强度.石英管的OH-含量决定了芯 棒制作时的D/d值的大小.在套管车床上将芯棒和套管装配在一起, 棒制作时的D/d值的大小.在套管车床上将芯棒和套管装配在一起, 用环形氢氧焰沿轴线从上到下进行加热,同时用真空泵抽去缝隙内的 空气,使套管烧结在芯棒上,形成一体的预制棒. 芯棒D/d值 外套管OH芯棒D/d值 外套管OH-含量 7.5 <200 ppm 5.2 <1.0 ppm 4.4 <0.5 ppm 表6 外套管水份含量和芯棒 D/d的关系 D/d的关系
VAD流程图 VAD流程图
VAD工艺流程 VAD工艺流程
(1)用VAD工序制作芯棒: (1)用VAD工序制作芯棒 工序制作芯棒:
在旋转的芯棒顶部用火焰水解法沉积芯层和内包层,制成疏松 体.内包层直径D/芯层直径d的比值略小于7.5.由于VAD制芯工艺是 体.内包层直径D/芯层直径d的比值略小于7.5.由于VAD制芯工艺是 成本较高的工艺,沉积量和(D/d)2成正比.D/d越小,对外套管的要 成本较高的工艺,沉积量和(D/d)2成正比.D/d越小,对外套管的要 求越高.因为D/d值小,一部分光能会在内包层和套管中进行传输, 求越高.因为D/d值小,一部分光能会在内包层和套管中进行传输, 各种杂质包括OH-离子就会增加传输损耗.由于OH各种杂质包括OH-离子就会增加传输损耗.由于OH-离子在很容易在 热处理(尤其是拉丝过程中)从外包层运动到芯层,因此工艺对外套 管的含OH-离子的浓度要求就相当严格.商业化生产的D/d比值一般 管的含OH-离子的浓度要求就相当严格.商业化生产的D/d比值一般 在2.0～7.5之间. 2.0～7.5之间.