光纖的制造工藝和光器

關(guān)于光纖的制造工藝和光器光纖構(gòu)造光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由一組光導(dǎo)纖維組成的用于傳播光束的，細(xì)小而柔韌的傳輸介質(zhì)。它是用石英玻璃或者特制塑料拉成的柔軟細(xì)絲，直徑在幾個(gè)μm（光波波長(zhǎng)的幾倍）到120μm。就象水流過(guò)管子一樣，光能沿著這種細(xì)絲在內(nèi)部傳輸。光纖的構(gòu)造一般由3個(gè)部分組成：涂覆層，包層，纖芯，如圖：第2頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天單模光纖所謂單模光纖(SingleModeFiber)，就是指在給定的工作波長(zhǎng)上只能傳輸一種模態(tài)，即只能傳輸主模態(tài)，其內(nèi)芯很小，約8--10μm。由于只能傳輸一種模態(tài)，就可以完全避免模態(tài)色散，使得傳輸頻帶很寬，傳輸容量很大。這種光纖適用于大容量，長(zhǎng)距離的光纖通信。它是未來(lái)光纖通信和光波技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)；包層包層纖芯第3頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天多模光纖所謂多模光纖(MultiModeFiber)就是指在給定的工作波長(zhǎng)上，能以多個(gè)模態(tài)同時(shí)傳輸?shù)墓饫w，多模光纖能承載成百上千種的模態(tài)。由于不同的傳輸模式具有不同傳輸速度和相位，因此在長(zhǎng)距離的傳輸之后會(huì)產(chǎn)生延時(shí)，導(dǎo)致光脈沖變寬，這種現(xiàn)象就是光纖的模間色散（或模態(tài)色散）。由于多模光纖具有模間色散的特性，使得多模光纖的帶寬變窄,降低其傳輸?shù)娜萘?，因此僅適用于較小容量的光纖通信；纖芯包層包層第4頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天51.光纖的制造工藝光纖的制作要求（1）透明；（2）能將其拉制成沿長(zhǎng)度方向均勻分布的具有纖芯-包層結(jié)構(gòu)的細(xì)小纖維；（3）能經(jīng)受住所需要的工作環(huán)境。

所以，簡(jiǎn)單地說(shuō)，光纖是將透明材料拉伸為細(xì)絲制成的。制造光纖的材料應(yīng)滿(mǎn)足第5頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/196光纖的制造工藝原料(SiO2和摻雜物質(zhì))制作預(yù)制棒對(duì)檢驗(yàn)合格的預(yù)制棒進(jìn)行拉絲原料檢驗(yàn)成品預(yù)制棒檢驗(yàn)第6頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/197光纖預(yù)制棒的制作

光纖預(yù)制棒簡(jiǎn)稱(chēng)光棒，是一種在橫截面上有一定折射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒。根據(jù)折射率的不同光棒可從結(jié)構(gòu)上分為芯層和包層兩個(gè)部分，其芯層的折射率較高，是由高純SiO2材料摻雜折射率較高的高純GeO2材料構(gòu)成的，包層由高純SiO2材料構(gòu)成。

光纖預(yù)制棒制造技術(shù)是光纖制作工藝的核心，光纖的制作方法取名于預(yù)制棒的制造方法。第7頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/198光纖預(yù)制棒的制作制作方法

四十年來(lái)，發(fā)展出很多種光纖制造工藝，經(jīng)淘汰選擇，目前比較流行且保持批量生產(chǎn)的有四種。OVDVADMCVDPCVD外部氣相沉積法；

氣相軸相沉積法；

改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法；

等離子化學(xué)氣相沉積法。

第8頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/199拉絲第9頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/1910拉絲

拉伸爐使預(yù)制棒在高溫下(2000~22000C)熔融，在重力的作用下往下垂，并形成細(xì)絲，經(jīng)直徑監(jiān)控設(shè)備檢測(cè)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，(最初的一滴熔融熱玻璃從預(yù)制棒的底部拉出，延展成光纖的起點(diǎn)，一般情況這一起始段都是廢品)，就可以穿過(guò)涂覆器，這樣光纖表面就涂上了保護(hù)層。再經(jīng)過(guò)紫外固化爐的固化，涂層就緊密結(jié)合在光纖表面，涂覆后的光纖由牽引輪牽引收到線軸上。

正確地控制拉絲溫度、收絲速度是至關(guān)重要的。

第10頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天2024/4/1911其他材料制作的光纖(1)多組分玻璃光纖：特點(diǎn)是纖芯-包層折射率變化范圍大，NA大，但材料損耗大；(2)塑料光纖：成本低，但損耗很大，溫度性能差；(3)中紅外光纖：大于1.55um散射損耗低；(4)液芯光纖：纖芯為液體，可以滿(mǎn)足特殊需要；(5)晶體光纖：纖芯為晶體，可用于制造各種有源和無(wú)源光器件。第11頁(yè),共13頁(yè)，2024年2月25日，星期天謝謝觀看愛(ài)剪輯-光釬制