浅谈光纤预制棒工艺篇

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1、写在前面：前几天，笔者写了篇文章《七宗”最“：国内光纤预制棒生产商盘点（图）》,没想到一发不可收拾，心痒痒了，居然有想做成一个系列的冲动，哈哈。由于涉及到很强的专业性，与同事们交流时小小的争论也就在所难免，有交流才会有进步嘛。不过，去写这类文章往往需要花费大量的时间，因此笔者最好•的打算是接下来一周会去写1~2篇有关光棒、光纤、光模块等等方而的知识普及,述请持续关注，多多支持。前文已谈到国内光纤预制棒生产商就这么几家（指已开始正常生产的），那么是什么原因制约了它的发展呢？无外乎两方而：资金和技术。尤其是技术，一般来讲，核心

2、技术往往为公司的立足之木，不可轻易对外公布。现已知为全球公认的较成熟的技术有以下四种，它们统称为“气相沉积法“，可按照烧制方式分为嘖内法”和”管外法”,见下图：管外汽相沉积法（OVD）管外法气沉法相积汽相轴向沉积法（VAD）改进的管内化学气相沉积法（MCVD）管内法等离子体管内化学气相沉积法（PCVD）这里跟人家普及一下相关知识，并辅以图演示。图为OVD演示图管外汽相沉积法(OutsideVapourDeposition,简称OVD)是1970年美国康宁公司的Kapron研发的简捷工艺。OVD工艺的化学反应机理为火焰水解，

3、即所需的芯玻璃组成是通过氢氧焰或叩烷焰中携带的气态卤化物(SiCI4等)产生“粉末”逐渐地一层一层沉积而获得的。OVD工艺冇沉积和烧结两个具体工艺步骤：先按所设计的光纤折射分布要求进行多孔玻璃预制棒芯棒的沉积(预制棒生长方向是径向由里向外)，再将沉积好的预制棒芯棒进行烧结处理，除去残留水份，以求制得一根透明无水份的光纤预制棒芯棒，OVD工艺最新的发展经历从单喷灯沉积到多喷灯同时沉积，由一台设备一次沉积一根棒到一台设备一次沉积多根棒，从而大大提高了主产率，降低了成本。图为VAD演示图汽相轴向沉积法(VapourAxialDe

4、position,简称VAD)是1977年由口本电报电话公司的伊泽立男等人，为避免与康宁公司的OVD专利的纠纷所发明的连续工艺。VAD工艺的化学反应机理与OVD工艺和同，也是火焰水解。与OVD工艺不同的是，VAD工艺沉积获得的预制棒的牛•长方向是山下向上垂直轴向牛长的。烧结和沉积是在同一台设备中不同空间同吋完成的，即预制棒连续制造。VAD工艺的最新发展山上世纪70年代的芯、包同吋沉积烧结，到上世纪80年代先沉积芯棒再套管的两步法，再到上世纪90年代的粉尘外包层代替套管制成光纤预制棒。图为MCVD演示图改进的管内化学气相沉积

5、法(ModifiedChemicalVapourDeposition,简称MCVD)是1974年由美国AT&T公司贝尔实验室的Machesney等人开发的经典工艺。MCVD工艺为朗讯等公司所采用的方法。MCVD工艺是一种以氢氧焰热源，发生在高纯度石英玻璃管内进行的气相沉积。MCVD工艺的化学反应机理为高温氧化。MCVD工艺是由沉积和成棒两个工艺步骤组成。沉积是获得设计耍求的光纤芯折射率分布,成棒是将己沉积好的空心高纯石英玻璃管熔缩成一根实心的光纤预制棒芯棒。现MCVD工艺采用大直径合成石英玻璃管和外包技术，例如用火焰水解外

6、包和等离子外包技术来制作大预制棒。这些外包技术弥补了传统的MCVD工艺沉积速率低、几何尺寸精度差的缺点，提高了质量、降低了成本，增强了MCVDT艺的竞争力。图为PCVD演示图等离子体管内化学气相沉积法(PlasmaChemicalVapourDeposition,简称PCVD)是1975年由荷兰飞利浦公司的Koenings提出的微波工艺。PCVD与MCVD的工艺相似Z处是，它们都是在高纯石英玻璃管内进行气相沉积和高温氧化反应。所不同Z处是热源和反应机理，PCVDJ：艺用的热源是微波，其反应机理为微波激活气体产生等离子使反应

7、气体电离，电离的反应气体呈带电离子。带电离子重新结合时释放出的热能熔化气态反应物形成透明的石英玻璃沉积薄层。PCVDJ2艺制备芯棒的工艺有两个具体步骤，即沉积和成棒。沉积是借助低压等离了使流进高纯石英玻璃沉积管内气态卤化物和氧气在人约1000°C的高温下肓接沉积成设计要求的光纤芯玻璃纟R成。成棒则是将沉积好的石英玻璃管移至成棒用的玻璃车床上，利用氢氧焰高温作用将该管熔缩成实心的光纤预制棒芯棒。PCVD工艺的最新发展是采用人肓径合成石英玻璃管为沉积衬底管，沉积速率提高到了2〜3g/min,沉积长度达到以下-是几种工艺的对比，

8、当然，现实中一般多采取组合工艺。优势2劣势门结论20VM沉积速度快，原料纯度要求低，生产率高“折射率控制难，原料利用率低a适宜制造包层3VA2沉积速度快，原料纯度要求低，生产率高Q折射率控制难，原料利用率低a适宜制造包层心MCVD^1折射率控制较好，便于操作Q沉积速度慢，原料利用率低Q包层、芯棒均可eP