学习情景二：石英预制棒制造.ppt

OVD法制作芯棒及抽芯——芯棒的脱水和烧结 ——延 伸芯棒 ——在芯棒外沉积外包层。 2）作为当前主流工艺二步法SOOT方法的发展，是指 从依次沉积芯、包层连续制成预制棒的“一步法”发 展到“二步法”；即先用陶瓷棒或石墨棒为靶棒,只 沉积芯材料(含少量包层)做出大直径芯棒,经去水烧 结后,把该大直径芯棒拉细成多根小直径芯棒,再用这 些小直径芯棒为靶棒来沉积包层,同时还为其他工艺 如VAD/PCVD/MCVD制造的芯棒进行外沉积，沉积包 层，制成光纤预制棒,大大提高了生产率、降低了成 本。 管内化学汽相沉积法是以超纯氧气作为载体将sicl4 等原材料和Gecl4等参杂剂送入旋转的外径18- 25mm，壁厚1.4——2mm的石英反应管，用1400℃- 1600℃的高温氢氧火焰加热石英反应管外壁，使管 内的原料和参杂剂在高温下发生氧化还原反应 VAD虽然和OVD一样属于外沉积法，但其的发展却同 PCVD、MCVD一样体现在制造芯棒技术的进步方面， 这包括从连续制造预制棒工艺即芯和包层同时沉积、 同时烧结发展为先做出大直径芯棒,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。当 前最重要的变化就是采用混合工艺代替传统套管。 即VAD+OVD。 §2.24 等离子气相沉积——PCVD预制棒制备工艺 所谓“两步法”并不局限于一种工艺的两步，更多时 候是混合几种工艺，因此也常被称作混合工艺法。不 难看出，在混合工艺中，光纤预制棒的光学特性主要 取决于芯棒制造技术；光纤预制棒的成本主要取决于 外包技术,因此,芯棒制造技术加上外包技术才能全面 说明当前光纤预棒制造工艺的特征。 §2.6 石英光纤预制棒测试技术 通过折射率剖面图的绘制，可以很容易的了解预制棒 芯直径、包层直径、整个预制棒的折射率变化情况， 以及预制棒的数值孔径，在了解了预制棒的这些参数 后才能更精确的选择套管（如果用套管工艺）或指定 外沉积菜单（用OVD等外包）。同时，检测预制棒剖面 可以检测和判定剖面是否合格，从预制棒源头降低不 合格光纤的产生，减少不必要的后续工序浪费。 §2.7 石英光纤预制棒制造辅助工序 ③胶--凝胶法制成合成石英管作为套管。 OVD工艺在各方面性能均较好，故仍处于领导地位， 以德国的Heraeus公司的技术最为典型。 PCVD与MCVD工艺的相同点：它们都是在高纯石英玻璃管管内进行气相沉积和高温氧化反应； PCVD与MCVD的区别 PCVD的特点：在石英管里面长，沉积和熔缩在两台设备上。 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 PCVD与MCVD工艺的不同点：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沉积层。 PCVD工艺流程具体步骤： ①沉积：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1000℃以上的高温条件下直接沉积成设计要求的光纤芯玻璃组成。 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 ②熔缩：沉积后的下一步就是把沉积管熔缩成实心棒。沿管子方向往返移动的石墨电阻炉对不断旋转的管子加热到大约2200摄氏度，在表面张力的作用下，分阶段将沉积好的石英管熔缩成一根实心棒（预制棒）。其熔缩现场如图 图2－7 PCVD预制棒制造工艺熔缩现场照片 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 ③套 棒：为获得光纤芯层与包层材料的适当比例，将熔缩后的石英棒套入一根截面积经过精心挑选的管子中，这样装配后即可以进行拉丝。 ⑤光纤测试：拉出的光纤要经过各种测试，以确定 光纤的几何、光学和机械性能。 ④拉丝：套棒被安装在拉丝塔的顶部，下端缓缓放入约2100摄氏度的高温的炉中。此端融化后备拉成所需包层直径的光纤（通常为125CM）并进行在线双层涂覆和紫外固化。 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 PCVD预制棒制造工艺流程具体步骤简图：其中，a：保温炉 b：谐振腔 c ：等离子体 d：石英反应管 e：磁控管 f：真空泵； g：电加热炉 h：沉积管 I：芯棒 j：套管 k：拉丝 PCVD预制棒制造工艺流程具体步骤简图 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 PCVD的优缺点 PCVD的优点 ①沉积用预热炉提供的环境温度仅在1000℃~1200℃范围内，便于控制。 ② PCVD工艺温度低于MCVD热反应温度，因此反应管不易变形。 ③每层沉积厚度的减小，使折射率的分布更为精确。 ④可以获得更宽的带宽。 光电子技术专业-国家重点建设示范性专业 光纤光缆制备 ⑤沉积速度快，成本低，易于批量生产。 ①温度的精确测量和温度的均匀性问题。 PCVD