光线预制棒的制作工艺PPT课件

1、1.4 表示光纤性质的参数光学参数(1)相对折射率差() 121nnn 第1页/共17页(2) 数值孔径(NA)和受光角 第2页/共17页数值孔径NA(Numerical Aperture)受光角21nNA)rad(2221maxni第3页/共17页(3) 折射率分布系数折射率分布： 其中，n(0)是纤芯中心的折射率，a为纤芯半径，是折射率分布系数。ararnrn)(21)0()(arnrn2)(第4页/共17页折射率分布形状折射率分布形状第5页/共17页(4) 归一化频率 归一化频率说明光纤中允许传输的模式的数量。 V2.405时，只传输基模。(5) 截止波长 截止波长是保证光纤实现单模传输

2、的必要条件。 光纤中传输的波长大于c时，光纤为单模光纤。NAaV2221nVacc第6页/共17页结构参数(1) 芯径(2) 外径 2maxminddd2maxminDDD第7页/共17页(3) 纤芯非圆率和包层非圆率 (4) 偏心率或不圆度 x为纤芯中心与包层中心的距离。dddeminmaxDDDEminmax%100dxC第8页/共17页1.5 光纤的设计和制造光纤的设计 1. 多模光纤的设计 通信用多模光纤标准尺寸：d=50m，D=125 m，NA=0.200.23，1.0%1.3 用途：局域网、模拟电视、图像传输、大功率泵浦激光器输出。第9页/共17页 2. 单模光纤的设计 (1) 常

3、规单模光纤 性能对1310nm波长的光波最佳。匹配包层阶跃型：纤芯掺锗（Ge）。损耗、色散性能好。压低包层阶跃型：纤芯掺锗减少，包层掺氟（F）和磷（P）。损耗、色散性能好，弯曲损耗低。纯石英纤芯型：包层掺氟。损耗最低。第10页/共17页(2) 最佳单模光纤 性能对1550nm波长的光波最佳。 光纤的制造 过程：制作预制棒拉丝涂覆(1)制作预制棒 MCVD改进的化学汽相沉积法 PVCD等离子体激活化学汽相沉积法 OVD棒外汽相沉积法 VAD轴向汽相沉积法第11页/共17页 MCVD法的特点：在石英反应管（衬底管）内沉积内包层和芯层的玻璃，整个系统处于封闭的超提纯状态下。 MCVD法制备光纤预制棒

4、示意图法制备光纤预制棒示意图掺杂试剂掺杂试剂第12页/共17页第一步：熔制光纤的内包层玻璃。主体材料：液态SiCl4；掺杂试剂：CF2Cl2, SF6, C2F4；载运气体：O2 SiCl4+O2SiO2+2Cl2 2 CF2Cl2+ SiCl4+2O2 SiF4+2Cl2 +2CO2 石英管内壁上形成SiO2SiF4玻璃层，作为光纤内包层。CF2Cl2第13页/共17页第二步：熔制芯层玻璃。主体材料：液态SiCl4；掺杂试剂：GeCl4；载运气体：O2 SiCl4+O2SiO2+2Cl2 GeCl4+O2GeO2+2Cl2SiO2 GeO2沉积在内包层玻璃上，成为芯层玻璃。第14页/共17页(2) 预制棒拉制成丝 预制棒由送料机构送入管状加热炉（石墨电阻炉）中，当预制棒尖端热到一定温度时，粘度变低，靠自身重量逐渐下垂变细形成纤维。纤维经由纤径测量仪监测并拉引到牵引辊绕到卷筒上。送料机构的速度必须与牵引辊收丝的速度相适应。拉丝速度一般为30100米/秒。预制棒拉丝示意图预制棒拉丝示意图第15页/共17页(3) 涂覆 裸露在空气中的光纤容易断裂，所以为了