光纤的制造工艺和光器

1、关于光纤的制造工艺和光器现在学习的是第一页，共13页光纤构造光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的，细小而柔韧的传输介质。它是用石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝，直径在几个m（光波波长的几倍）到120m。就象水流过管子一样，光能沿着这种细丝在内部传输。光纤的构造一般由3个部分组成：涂覆层，包层，纤芯，如图：现在学习的是第二页，共13页单模光纤所谓单模光纤(Single Mode Fiber)，就是指在给定的工作波长上只能传输一种模态，即只能传输主模态，其内芯很小，约8-10m。由于只能传输一种模态，就可以完全避免模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容

2、量，长距离的光纤通信。它是未来光纤通信和光波技术发展的必然趋势；包层包层纤芯现在学习的是第三页，共13页多模光纤所谓多模光纤(Multi Mode Fiber)就是指在给定的工作波长上，能以多个模态同时传输的光纤，多模光纤能承载成百上千种的模态。由于不同的传输模式具有不同传输速度和相位，因此在长距离的传输之后会产生延时，导致光脉冲变宽，这种现象就是光纤的模间色散（或模态色散）。由于多模光纤具有模间色散的特性，使得多模光纤的带宽变窄,降低其传输的容量，因此仅适用于较小容量的光纤通信；纤芯包层包层现在学习的是第四页，共13页1. 光纤的制造工艺光纤的制造工艺光纤的制作要求光纤的制作要求（1）透明；

3、）透明；（2）能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具）能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具有纤芯有纤芯-包层结构的细小纤维；包层结构的细小纤维；（3）能经受住所需要的工作环境。）能经受住所需要的工作环境。 所以，简单地说，光纤是将透明材料拉伸为细丝制成所以，简单地说，光纤是将透明材料拉伸为细丝制成的。的。制造光纤的材料制造光纤的材料应满足应满足5现在学习的是第五页，共13页光纤的制造工艺光纤的制造工艺原料原料(SiO2和掺杂物质和掺杂物质)制作预制棒制作预制棒对检验合格的预制棒进行拉丝对检验合格的预制棒进行拉丝原料检验原料检验成品预制棒检验成品预制棒检验2022-3-156现在学习的是第六页，共13

4、页光纤预制棒的制作光纤预制棒的制作 光纤预制棒简称光棒，是一种在横截面上有一定折光纤预制棒简称光棒，是一种在横截面上有一定折射率分布和芯射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒。根据折射率的包比的的透明的石英玻璃棒。根据折射率的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分，其芯层的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分，其芯层的折射率较高，是由高纯折射率较高，是由高纯SiO2材料掺杂折射率较高的高纯材料掺杂折射率较高的高纯GeO2材料构成的，包层由高纯材料构成的，包层由高纯SiO2材料构成。材料构成。 光纤预制棒制造技术是光纤制作工艺的核心，光光纤预制棒制造技术是光纤制作工艺的核心，光纤的制作方法

5、取名于预制棒的制造方法。纤的制作方法取名于预制棒的制造方法。2022-3-157现在学习的是第七页，共13页光纤预制棒的制作光纤预制棒的制作制作方法制作方法 四十年来，发展出很多种光纤制造工艺，经淘汰选四十年来，发展出很多种光纤制造工艺，经淘汰选择，目前比较流行且保持批量生产的有四种。择，目前比较流行且保持批量生产的有四种。 OVD VADMCVD PCVD外部气相沉积法；外部气相沉积法； 气相轴相沉积法；气相轴相沉积法； 改进的化学气相沉积法；改进的化学气相沉积法； 等离子化学气相沉积法。等离子化学气相沉积法。 2022-3-158现在学习的是第八页，共13页拉丝拉丝2022-3-159现在

6、学习的是第九页，共13页拉丝拉丝 拉伸炉使预制棒在高温下拉伸炉使预制棒在高温下(200022000C)熔融，在重熔融，在重力的作用下往下垂，并形成细丝，经直径监控设备检测达力的作用下往下垂，并形成细丝，经直径监控设备检测达到标准后，到标准后， (最初的一滴熔融热玻璃从预制棒的底部拉出，延最初的一滴熔融热玻璃从预制棒的底部拉出，延展成光纤的起点，一般情况这一起始段都是废品展成光纤的起点，一般情况这一起始段都是废品)，就可以穿，就可以穿过涂覆器，这样光纤表面就涂上了保护层。再经过紫外固化炉过涂覆器，这样光纤表面就涂上了保护层。再经过紫外固化炉的固化，涂层就紧密结合在光纤表面，涂覆后的光纤由牵引轮的

7、固化，涂层就紧密结合在光纤表面，涂覆后的光纤由牵引轮牵引收到线轴上。牵引收到线轴上。 正确地控制拉丝温度、收丝速度是至关重要的。正确地控制拉丝温度、收丝速度是至关重要的。 2022-3-1510现在学习的是第十页，共13页其他材料制作的光纤其他材料制作的光纤(1) 多组分玻璃光纤：特点是纤芯多组分玻璃光纤：特点是纤芯-包层折射率变化范围大，包层折射率变化范围大，NA大，但材料损耗大；大，但材料损耗大；(2) 塑料光纤：成本低，但损耗很大，温度性能差；塑料光纤：成本低，但损耗很大，温度性能差；(3) 中红外光纤：大于中红外光纤：大于1.55um散射损耗低；散射损耗低；(4) 液芯光纤：纤芯为液体，可以满足特殊需要；液芯光纤：纤芯为液体，可以满足特殊需要；(5) 晶体光纤：纤芯为晶体，可用于制造各种有源和晶体光纤：纤芯为晶体，可用于制造各种