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简述光纤预制棒的工艺发展历史

2014/10/21 1:08:43点击:

    从 20 世纪 70 年代末期开始规模生产光纤以来, 对光纤预制棒制造技术的研究和完善改进就从来没有间断过。美国 AT&T(Lucent)发 明了改进的化学汽相沉积法工艺后,美国 Corning 公司随后开发出了适合光纤大规模生产的管外汽相沉积法工艺, 其后 OVD 工艺又有不断改进,目前已发出第七代工艺,使生产效率和 生产成本大幅度降低;而日本 NT&T 在 OVD 的基础上进行改进,推出 了汽相轴向沉积法工艺; 法国 Alcatel 则利用高频等离子技术开发出了先进的等离子体汽相沉积法预制棒生产工艺;荷兰 Philips 则开发了等离子体化学工艺逼供成功地在生产中加以应用。
   早期光纤预制棒制造技术采用一步法,1980年初开始用套管法制备光纤预制棒,从而使光纤预制棒制造工艺实现了从一步法到二步法的转变,即先制造预制棒芯棒,然后在芯棒外采用不同技术制造 外包层,增加单根预制棒的可拉丝公里数,以提高生产效率。一般认为,芯棒的制造决定了光纤的传输性能,而外包层则决定光纤的制造成本。在芯棒的制造技术中,MCVD 和 PCVD 称为管内沉积工艺,OVD 和 VAD 属于外沉积工艺;在外包层工艺中,外沉积技术是指 OVD 和 VAD,外喷技术主要指用等离子喷涂石英砂工艺。现今光纤外包层制造技术包括套管法、阿尔卡特(Alcatel)公司发明的等离子喷涂法、火焰水解法和美国朗讯科技公司发明的溶胶法-凝胶法,其中SOOT法是泛指OVD和VAD等火焰水解外沉积工艺。

    MCVD法现采用外沉积技术取代套管法制作大预制棒,形成MCVD外沉积工艺相结合的混合工艺,从而改变了传统MCVD工艺沉积速度低、几何尺寸精度差的缺点,降低了生产成本,提高了预制棒的质量。此后,又有一些公司开发了低成本大尺寸的套管工艺,套管制备工艺为Sol-gel和OVD法。
    预制棒制备工艺OVD法近二十年来已从单喷灯沉积发展到多喷灯同时沉积,沉积速率成倍增加,并实现一台设备同时沉积多根棒,并且从依次沉积芯包层制成预制棒的一步法发展到二步法,即先制备出大直径的芯棒,再拉制成小直径芯棒或不拉细,然后采用外包层技术制备出光纤预制棒,提高了生产效率,降低了生产成本。并且,MCVD法尤其是PCVD法、OVD和VAD法更易精确控制芯棒的径向折射率分布,因而对于制备多模光纤MMF和非零色散光纤DZDF芯预制棒更有效。
    近20年来,光纤预制棒外包层技术已有许多发展,美国CORNING公司首先采用SOOT外包技术代替了套管法应用于工业生产。1990年,阿尔卡特Alcatel等离子喷涂技术及美国朗讯公司开发的Sol-gel外包技术替代了套管技术,因而采用套管法制备光纤预制VAD制造光纤芯棒的生产厂家都采用SOOT外包技术。