光纤预制棒制造过程及方法
光纤生产流程
光纤生产流程
光纤作为信息传输的重要载体，其生产流程十分复杂且精细。
下面将为大家详细介绍光纤的生产流程。
首先，光纤的生产主要分为预制棒制备、光纤预制棒拉制和光
纤制备三个主要步骤。
预制棒制备是指将原材料进行预处理，通常
是将石英砂和其他添加剂混合后，在高温熔融成玻璃棒。
这一步骤
的关键是控制熔融温度和时间，以及确保原材料的纯度和均匀性。
接下来是光纤预制棒拉制，这一步骤是将预制棒加热至熔化状态，
然后通过拉拔成细丝。
这一过程需要严格控制拉拔速度和温度分布，以确保光纤的直径和质量均匀。
最后是光纤制备，这一步骤是将光
纤进行涂覆和包覆，然后进行切割和测试。
在涂覆和包覆过程中，
需要控制涂覆厚度和包覆材料的均匀性，以及确保光纤的表面质量。
切割和测试是最后的环节，通过切割和测试，可以确保光纤的长度
和质量达到要求。
在整个生产流程中，质量控制是至关重要的。
从原材料的选择
和处理，到生产过程的控制和最终的测试，都需要严格按照标准操作。
只有确保每一个环节的质量，才能保证最终产品的质量稳定和
可靠。
除了质量控制，自动化技术在光纤生产中也发挥着重要作用。
通过自动化设备和智能控制系统，可以实现生产过程的精密控制和数据实时监测，大大提高了生产效率和产品质量。
总的来说，光纤的生产流程是一个精密而复杂的过程，需要严格的质量控制和先进的生产技术。
只有不断提高生产工艺和技术水平，才能更好地满足信息通信领域对光纤产品的需求。
光纤如何生产工艺
光纤如何生产工艺光纤的生产工艺是指根据预先设计的光纤结构，通过一系列的制造步骤来生产光纤产品的过程。
光纤的生产工艺主要包括预制棒制备、拉伸成形和涂层覆盖三个步骤。
下面将详细介绍光纤的生产工艺。
首先是预制棒制备。
预制棒是光纤的原料，通常由二氧化硅（SiO2）等材料制成。
预制棒的制备过程主要包括材料准备、混合、熔融、拉制和冷却等步骤。
首先，原材料经过研磨、筛分等处理，得到均匀细致的粉末。
然后将粉末与特定的添加剂混合，形成均匀的混合物。
接下来，将混合物投入高温的熔炉中，进行熔融。
在熔融状态下，混合物变得黏稠，可以用拉丝机将其拉伸成细长的预制棒。
最后，将拉制好的预制棒经过冷却和固化处理，得到成型的预制棒。
接下来是拉伸成形。
拉伸成形是将预制棒转换成具有所需光学性能的光纤的过程。
该过程主要包括预拉伸、拉丝和退火等步骤。
首先，将预制棒通过加热炉进行预拉伸，使其在拉丝时能够得到更细更长的光纤。
然后，将预拉伸的预制棒通过拉丝机进行拉丝。
拉丝机会逐渐拉伸预制棒，形成更细的纤芯和包层。
拉丝结束后，还需要对光纤进行退火处理，以消除拉丝过程中产生的应力，保证光纤的稳定性和一致性。
最后是涂层覆盖。
由于光纤的表面会存在微小的划伤和氧化，因此需要对光纤进行涂层保护。
涂层覆盖的主要目的是为了保护纤芯和包层，并减少光纤的损耗和信号传输的衰减。
涂层覆盖通常是通过光纤涂覆机来完成的。
光纤涂覆机会将光纤通过喷嘴和挤出机构，使涂覆材料均匀地喷涂在光纤的外表面上。
涂覆材料通常是一种具有适当折射率和机械强度的聚合物。
涂层覆盖结束后，还需要进行光纤的表面清洗和检测，以确保光纤的质量和性能。
综上所述，光纤的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到预制棒制备、拉伸成形和涂层覆盖等步骤。
这些步骤需要高精度的设备和严格的控制，以确保光纤产品的质量和性能。
光纤的生产工艺在技术上不断创新和改进，以满足不断增长的市场需求。
玻璃光纤制作工艺流程
玻璃光纤制作工艺流程一、预制棒制备玻璃光纤的预制棒是整个制作过程的核心，其制备方法主要有化学气相沉积法和物理气相沉积法等。
化学气相沉积法是最常用的方法，其基本原理是将原料气体通过反应器加热，使气体在高温下发生化学反应，生成所需的玻璃材料，沉积在芯棒上形成预制棒。
预制棒的直径一般为100毫米左右，长度为1米左右。
二、拉丝塔制备拉丝塔是用于将预制棒拉制成细纤维的设备，主要由加热装置、拉丝轮、冷却装置等组成。
在拉丝过程中，预制棒经过加热软化后，通过拉丝轮的旋转将玻璃拉成细纤维，同时通过冷却装置进行快速冷却，以保持光纤的强度和稳定性。
三、玻璃熔炼与提纯玻璃熔炼与提纯是制作玻璃光纤的重要步骤，其目的是将原料熔化成玻璃液，并去除其中的杂质和气体。
熔炼过程中需要控制温度、气氛和熔炼时间等条件，以保证玻璃液的质量和稳定性。
提纯的目的是进一步降低玻璃中的杂质和气体含量，提高其光学性能和稳定性。
四、玻璃棒切割玻璃棒切割是将玻璃棒切割成适当长度的预制棒的过程。
在切割过程中，需要保证切面的平滑度和垂直度，以确保光纤的精度和质量。
一般采用激光切割或金刚石锯切割等方法进行切割。
五、光纤涂层与固化光纤涂层是指在光纤表面涂覆一层或多层涂层，以保护光纤不受环境的影响和损伤。
涂层材料一般采用聚合物材料，如聚酰亚胺等。
涂层后需要进行固化，使涂层材料在光纤表面形成一层稳定的保护膜。
固化可以采用热固化或紫外光固化等方法。
六、光纤测试与筛选光纤测试与筛选是确保光纤质量和性能的重要步骤。
测试主要包括光学性能测试、机械性能测试和环境性能测试等，以评估光纤的性能和可靠性。
筛选则是根据测试结果将不合格的光纤剔除，保证产品的质量和稳定性。
七、光纤包装与储存光纤包装与储存是为了保护光纤在运输和储存过程中不受损伤，同时保持其性能和稳定性。
包装材料一般采用防潮、防震、防尘的材料，如纸盒、塑料盒等。
储存环境需要保持干燥、清洁、阴凉等条件，以避免光纤受潮、污染和温度变化的影响。
拉丝工艺-光纤的制造 ppt课件
拉丝操作步骤二（拉丝炉升温）
2.预制棒进给
⑤ 降低预制棒，新棒以起始端为零点，拉过 丝的旧棒以其与拉丝炉顶相切处的外径大 约为10mm作为零点，按住[复位]键清零， 开始记数 ⑥ 在上述条件下将预制棒插入拉丝炉 263mm。降低预制棒的同时应检查预制 棒不能碰到拉丝炉。 ⑦ 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
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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]
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生产工艺
PCVD
MCVD
OVD
VAD
优点 缺点 1.沉积层薄 2.工艺控制性强 1. 原料要求纯度高 POF, YOFC 3.折射率剖面精确 2. 沉积速率低 4.原材料利用率高 1.投资少 1. 原料利用率低 Lucent 2.操作运行较容易 2. 折射率剖面不够精确 3.工艺控制性好 1.沉积速率高 2.预制棒体积大 1.折射率剖面粗糙 Corning 3.原料纯度要求较低 2.原料利用率低 4.生产率高 1.沉积速率高 1.折射率剖面粗糙 Japan 2.预制棒体积大 NTT 3.原料纯度要求较低 2.原料利用率低 4.生产率高 PPT课件
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。
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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。
工艺过程及机理
精确控制的反应气体通过供气系统连续不断的充入旋转的衬管中，置于衬管底部的氢
氧喷灯对衬管进行加热，当化学原料混合物被加热到1400~1600℃时，即发生化学反应，生成包含所需掺杂剂的二氧化硅玻璃微粒并沉积于热区下游的衬管的内表面上。
热源通过控制系统沿衬管的轴向以合适的速度来回移动，从而实现反应物在衬管内部
的逐层沉积，根据折射率剖面的设计需要，可以改变每一层的原料气体流量从而获得
合适的折射率分布。
在沉积完成之后，根据衬管和掺杂剂的不同以1800到2200℃的
温度把沉积的高纯材料连同衬管一起熔缩成实心石英玻璃棒，即芯棒。
MCVD工艺中主要的化学反应为卤化物以及掺杂剂的氧化反应，生成二氧化硅和二氧
化锗等。
研究表明，反应产物二氧化硅和二氧化锗纳米颗粒在衬管上的沉积机理为热泳，即在
存在温度梯度的条件下，处在高温区的分子的平均运动速度，动能大于低温区，在热
区反应生成的二氧化硅等纳米颗粒随气流往泵端移动的过程中在两侧受到这些分子的
碰撞。
由于两侧碰撞力度有差别，结果微粒将受到降温方向的净作用力，即微粒向较
低温区迁移。
在管壁温度降低到低于气流温度时，部分微粒就沉积在管壁上，因此有
相关专利和文献提出在热源下游增加附加冷却装置来冷却衬管以提高沉积效率。
VAD工艺是外部沉积工艺的一种，目前是我国光纤预制棒产业应用最为广泛的芯棒制
造工艺。
先粉末棒沉积后脱水烧结。
VAD工艺的反应与沉积一般在中心对称的耐腐蚀和高温的密闭墙体内进行，不同于其
他三大工艺预制棒径向逐层沉积，该工艺采用一个或几个喷灯一次性形成所需的径向
折射率分布。
根据折射率分布的不同，在不同的喷灯输入不同比例的反应原材料和可
燃气体，反应生成二氧化硅等颗粒沿粉末预制棒的轴向生长，在最底端通过激光或者
其他摄像设备实时监测端部的几何形状，并反馈给控制系统，从而控制合适的预制棒
向上提升速度，获得外径均匀的预制棒。
包层OVD工艺过程和机理与芯棒一样，由于对材料和掺杂均匀性没有芯棒要求高但是用量大，各预制棒制造企业分别在原材料选择，反应室设计，喷灯数量，布局和沉积
方式，以及烧结工艺上投入大量的研发并形成了多种成本领先的技术方向。
MCVD工艺是由沉积和熔缩（成棒）两个工艺步骤组成，沉积是获得按设计要求的光
纤芯折射率分布，熔缩是将已沉积好的空心石英玻璃管熔缩成一根实心的光纤预制棒
芯棒。
OVD工艺包括沉积、烧结和保温三个步骤，沉积过程的化学反应机理为火焰水解法，即气态卤化物。