长飞光纤观后感

1、长飞光纤观后感光实1101 杜双成 U201110354开学后的第二节光纤光学课我们参观了长飞光纤光缆公司，在相关工程师的 带领下参观了长飞光纤的制备，了解了光纤光缆的制备流程，这次参观收获很多，卜面就谈谈自己参观后的感想。首先是对长飞公司的了解，俗话说“耳闻不如目见”，之前还不曾了解这个 公司，通过这次的参观，让我对这个公司有了一些了解。长飞公司是目前国内唯 一具备规模化制棒-拉丝-成缆一条龙生产能力，并实现工业化生产的厂家；光缆 产销量连续十六年居全国之首；全国份额最大：在“八横八纵”骨干网中占50%， 其中30%光纤产品出口到世界各地，多模光纤占领美国大约30%的市场。光纤是 如何在这样

2、一个优秀的公司诞生的？带着这样的疑问，我们走进了大厅里，在大 厅里工程师详细的介绍了光纤的制备的流程，而且结合光纤预制棒，各种特种光纤，先谈谈我对光纤的认识吧，第一次听说光纤还是在高中的时候学物理的时 候，学到全反射时了解到的，接着2009年，光纤通信之父“高锟”获得了诺贝 尔奖，我才知道光纤可以用到通信方面。最近通过课程的学习了解到一根头发丝 大小的光纤可以高速，大容量地传输很多信息，我不禁好奇这么小小的光纤到底 是什么样子？它究竟是怎么被制作出来的，这一次参观我得到了我想要的答案。根据工程师的介绍和大厅里的工艺流程图，我逐渐了解了光纤是如何生产 的。长飞的光纤生产流程主要是采用PCVD（微

3、波等离子体沉积法），这也是长飞 光纤的核心工艺。在课堂上我已经听老师介绍过了石英光纤制备过程中的预制棒的制作方法，有1, MCVD （改进型化学气相沉积法）,主要是在1800度的高温下 在石英管内发生SiCl4+O2SiO2+2Cl2的反应，在反应过程中旋转石英管，生 成的氧化物颗粒可沉积在其内壁上。为确保其均匀性，火焰在石英管长度范围内 来回移动，同时石英管以一定的角速度旋转。包层的折射率通过向管中通入氟加 以控制。当内壁形成了充分的包层后，POC13等混合蒸汽中以形成纤芯。当各层 均匀沉积后，提高火焰温度，使石英管发生坍塌形成固态预制棒。2, OVD棒外 化学气相沉积法，将主要原料掺杂剂以

4、气态形式送入氢氧火焰喷灯，使之在氢氧 焰中发生水解反应，生成石英玻璃微粒粉尘，然后，经喷灯喷出，沉积于由石英， 石墨或者氧化铝制作的木棒的外面，最后将中空的预制棒在高温下脱水，烧结形 成透明的实心的玻璃棒，得到光纤预制棒。3, VAD轴向气相沉积法，基本与OVD 差不多，不同的地方在于，他不是在石英棒的外表面沉积而是在其端部轴向沉积， 同时，种子石英棒不断旋转，通过提升杆向上慢速移动，牵引多孔粉尘预制棒通 过一环状加热器进行烧结处理。参观中了解到石英光纤的拉制主要分为以下两个阶段，第一阶段：预制棒的 制备，就是经过提纯的原材料制成一根满足一定折射率的玻璃棒，根据光纤理论， 这根棒子具有理想的折

5、射率分布，内层为高折射率的芯层，外层为低折射率的包 层。在参观中了解到长飞光纤主要采用的是PCVD （微波等离子体沉积法）该过 程与MCVD工艺法大致相同，不过是采用微波腔产生的等离子体加热，等离子体 把中小功率的微波送入谐振腔中，使谐振腔中的石英反应管内的低压气体受激产 生辉光放电所形成的。PCVD法制备光纤预制棒的工艺有两个工序，即沉积和成 棒。PCVD工艺SiCl4+GeCl4+C2F6+O2磁控管炉体谐振腔等离子体石英管真空泵沉积工艺是借助1Kpa的低压等离子体使注入石英包皮管内气体卤化物和氧 气，在约1000C下直接沉积一层所设计成份玻璃层，PCVD法每层沉积层厚度约 1um，沉积层

6、数可高达上千层，因此它更适合用于制造精确和复杂波导光纤，例 如：带宽大的梯度型多模光纤和衰减小单模光纤。成棒是将沉积好的石英玻璃棒移至成棒车床上，利用氢氧火焰的高温作用将 其熔缩成实心光纤预制棒。PCVD法工艺的优点，不用氢氧火焰加热沉积，沉积温度低于相应的热反应 温度，石英包皮管不易变形；控制性能好，由于气体电离不受包皮管的热容量限 制，所以微波加热腔体可以沿石英包皮管作快速往复运动，沉积层厚度可小于 1um，从而制备出芯层达上千层以上的接近理想分布的折射率剖面。以获得宽的 带宽；光纤的几何特性和光学特性的重复性好，适于批量生产，沉积效率高，对 SiCl4等材料的沉积效率接近100%，沉积速

7、度快，有利于降低生产成本。工程师详细的介绍了这种工艺的优点：沉积层薄，工艺控制性强，折 射率刨面精确，原材料利用率高，不过他们也介绍了这种工艺的缺点，就是原料 的纯度要求很高，沉积率比较低。PCVD过程中所发生的主要化学反应如下：SiCl, + 0 t SiO2 + 2C/2GeCl4 + 0 r GeO2 + 2CI其中，Si02是玻璃的主体材料，Ge02的加入则可以提高玻璃的折射率。而反应 气体中CZF6的加入，一方面可以在沉积过程中有效去除OH，另一方面通过与Si 结合形成Si-F来降低玻璃的折射率。由于等离子体的温度很高，因而物料间的 化学反应可以充分完成，物料利用率可接近100%。在

8、参观车间的过程中了解和发现到：制备内包层玻璃时，由于要求其折射 率稍低于芯层的折射率，因此，主体材料选用四氯化硅，低折射率掺杂材料可以 选择氟利昂、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼等化学试剂。并需要一根满足要求 的石英包皮；同时需要载气、脱泡剂，干燥剂（POC13或C12）等辅助材料。所 需设备主要有可旋转玻璃车床、加热用氢氧喷灯、蒸化化学试剂用的蒸发瓶及气 体输送设备和废气处理装置、气体质量流量控制器、测温装置等。首先利用超纯 氧或氩气作为载运气体，通过蒸发瓶1将已汽化的饱和蒸气SiC14和掺杂剂，经 气体转输装置导入石英包皮管中，这里，纯氧气一方面起载气作用，另一方面起 反应气体的作用，它的纯

9、度一定要满足要求。然后，启动玻璃车床，以几十转/ 分钟的转速使其旋转，并用高温氢氧火焰加热石英包皮管的外壁，这时管内化学 试剂在高温作用下，发生氧化反应，形成粉尘状的化合物，并沉积在石英包皮管 的内壁上。凡氢氧火焰经过的高温区，都会沉积一层均匀透明的掺杂玻璃 SiO2-SiF4,反应过程中产生的氯气和没有充分反应完的原料均被从石英包皮管 的另一尾端排出，并通过废气处理装置进行中和处理。在沉积过程中，应按一定 速度左右往复地移动氢氧喷灯，氢氧火焰每移动一次，就会在石英包皮管的内壁 上沉积一层透明的玻璃薄膜，厚度约为810m。不断从左到右缓慢移动，然 后，快速返回到原处，进行第二次沉积，重复上述沉

10、积步骤，那么在石英包皮管 的内壁上就会形成一定厚度的玻璃层，作为SiO2光纤预制棒的内包层。芯层经 数小时的沉积，石英包皮管内壁上已沉积相当厚度的玻璃层，已初步形成了玻璃 棒体，只是中心还留下一个小孔。为制作实心棒，必须加大加热包皮管的温度， 使包皮管在更高的温度下软化收缩，最后成为一个实心玻璃棒。为使温度升高， 可以加大氢氧火焰，也可以降低火焰左右移动的速度，并保证石英包皮管始终处于旋转状态，使石英包皮管外壁温度达到1800C。原石英包皮管这时与沉积的 石英玻璃熔缩成一体，成为预制棒的外包层。外包层不起导光作用，因为依前几 章的分析可知：激光束是在沉积的芯层玻璃中传播。工程师介绍说PCVD沉

11、积结束后，带有沉积层的空心石英管被移到熔缩设备 上。在熔缩设备上通过外部加热、内部形成负压的方法使玻璃管在表面张力的作 用下产生收缩，逐步形成实心的玻璃棒（芯棒）。芯棒主要用于形成光纤的芯层部 分，在与外套管进行组合后一起在拉丝塔上拉制成光纤。套棒法的工艺流程简图预制棒图1.3套棒法的工艺流程简图接着工程师介绍了在预制棒制成后紧接着的拉丝工艺: 丝，成为玻璃光纤。玻璃光纤的外径粗细通过测量单元进行实测，之后将测量结 果反馈给PLC控制单元，通过调整预制棒进料速度和拉丝速度进行动态控制。PLCR1T拉丝炉测量单元1第1层涂覆图1.4光纤拉丝过程示意图为对玻璃光纤表面进行保护、防止使用过程中的机械

12、损伤，在拉丝过程中玻璃光 纤表面被涂覆上两层聚丙烯酸树脂涂层。涂覆用的树脂为液体，装在专用容器之 中。光纤从容器中经过时，通过粘附作用在表面涂覆上一层树脂。光纤表面的液 态树脂经过固化单元，以紫外光固化或热固化的方式将液态树脂转化成为固态。 带有固体涂层的光纤被收集到收线单元上。在后续的生产过程中进行各项检测。工程师说；拉丝过程中的关键因素是拉丝速度。拉丝速度的高低代表了光纤 拉丝过程的工艺水平。为了提高拉丝速度，需要对拉丝过程进行相应的设备改进 和工艺条件优化。此过程是由计算机通过程序控制的精确的控制光纤的直径在 125微米。 之后需要冷却光纤，光纤的冷却过程包括自然冷却和强制冷却。自 然冷

13、却指光纤在运动过程中通过与周围环境中的空气进行热交换而被冷却。强制 冷却则是在光纤经过的通道上使用外加冷却装置，一般多使用冷却管。冷却管由 金属制成，通过水冷的方式保持20C左右的恒定温度。光纤经过冷却管时，通 过辐射和对流方式与冷却管进行热交换降低自身温度。光纤的涂敷和固化，玻璃光纤在涂覆之后，表面的涂层仍为液态。在成为 成品光纤之前，液态的涂层必须经过固化使之成为固态。目前光纤涂层的固化方 式有两种，热固化和光固化。热固化的固化速度较慢，一般用于低速拉丝和特种 光纤的制备过程。在高速拉丝过程中普遍采用光固化方式。在光固化过程中，有 机涂层在高功率的紫外光照射下，涂层内部发生化学反应形成聚合物，由液态变 为固态。在这次参观过程中了解到长飞光纤综合了光纤的 PCVD高性能特点和 OVD工艺的低成本优势，从而在保持光纤具有优异性能的同时，大幅度地降低 光纤制造成本。长飞公司采用计算机模拟技术研究预制棒沉积过程中，改造关键 生产没备，研制成功了具自一自主知识产权的新型高效多组管喷片设计开发出能 精确控制光纤的折射率分布，同时采用激光控制系统，从而成功地掌握厂大尺寸 光纤预制棒的量产化技术。原料气体纯度要求较低，原材料可全部实现国产化等 优点，体现了我国在光纤制作工艺上的工艺水平，为我国有这样的大公司而感到 骄傲。通过这次参观不仅使我进一步认识了光纤，成功地得到