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1、光纤预制棒制造技术的状态与发展趋势日前，已形成光纤光缆全球性大发展的良好气候，美国KMT公司预测，今后10年,全球光纤光缆需求将持续增长,为适应全球光纤光缆需求的增长，国际上各大光纤生产厂商正进行新一轮的扩产，同时，国内光纤产业的发展势头也很强劲，有的光红生产企业正在扩产，还将新建几个大型光纤厂。这里，技术路线的选怪是很重要的。木文根据最新的文献资料和国际技术交流信息综述光红预制棒制造技术的当前状态与发展趋势,重点是“两步法”工艺，包括各种芯棒制造技术(OVD、VAD、MCVD.PCVD)和外包层制造技术(套管法、等离子喷涂法、火焰水解法、熔胶一凝
2、胶法)，希望对国内光纤产业的发展有所裨益。一、制造预制棒的“两步法”光纤工业在70年代兴起。20多年来，光红制造商工艺一直在不断发展。由于光纤预制棒制造技术是光纤制造工艺的核心,光纤行业历来用光纤预制棒制造技术来命名光纤制造工艺。按照传统的佥名方法，当前光纤技术市场上四种T艺共存，即OVD.VAD、MCVD、PCVDo然而，仅用上述工艺名称直里地表示当前的生产工艺已经是很不全面了。当前商业生产光纤预制棒的汽相沉积工艺都已经发展为“两步法”(Two-stepProcesses)。图1较为全血地撞述了当前商业生产光纤预制棒的工艺，其屮,0VD.MCVD
3、等工艺名称仅仅表示生亡预制棒的第1步，即生产芯棒(Core-rod/PrimaryPreform/InitialPreform)所用的工艺,在生产芯棒时,不仅要制造芯也必需制造部分包层，这是为了确保光纤的光学质量，随后,可以把芯棒拉细成很多小芯棒,也可以不拉细，这取决于芯棒的大小。第二步，在芯棒上附加外包层(俗称外包技术或Overcladding),制成预制棒，拉丝之_前，可以把预制棒拉细也可以不拉细,这取决于预制棒和拉丝炉的大小。所以,所谓“两步法”并不局限于两步,光纤预制棒的光学特性主要取决于芯棒制造技术:光纤预制棒的成木主要取决于外包技术、因
4、此，芯棒制造技术加上外包技术才能全面说明当前光纤预棒制造工艺的特征。参见图1。这里要说明的是：•图1中的芯棒技术名称和套管法，已经是众所周知，此外无须赘述。•“SOOT”法，国外文献中常用“sootprocess"来泛指OVD、VAD等火焰水解外沉积工艺。在木文中我们称Z为：SOOT外包技术而不用OVD术语，以示与OVD芯棒技术的区别，该技术在美国和口本备公司已广为应用。•等离了喷涂(PlasmaSpray),是指用高频等离了焰将石英粉末熔制于芯棒上制成大预制棒的技术，由阿尔卡特发明、使用。•溶胶一凝胶法(Sol-gel)用作外包技术，是美国朗讯发
5、明的，包括两条途径。其一，先用溶胶一凝胶法制成合成石英管作为套管，再用套管法制成大预制棒;其二，先用溶胶一凝胶法制成合成石英粉末，再川高频等离了焰将合成石英粉末熔制于芯棒上制成大预制棒的技术,所以从木质上看它应属于SOOT或等离子喷涂法。二、芯棒制造工艺的发展趋势2.1各种化学汽相沉积工艺从1980年到2000年的发展MCVD是最早成熟的工艺，早期的多模光纤主要是该工艺生产的，进入80年代以后，伴随看常规单模光纤(SMF)的成熟,OVD.VAD在光纤市场的份额迅速增加，美国康宁和LI本各公司均停止使用MCVD工艺,MCVD的市场份额迅速下降,OVD
6、.VAD工艺的份额迅速增加。但是,MCVD工艺不断改进，纳入了多项新技术，因此迄今仍占一约1/3的市场份额。表1列出4种化学汽相沉积工艺从1980年到2000年所占市场份额的变化。表1各种化学汽相沉积丁艺所占市场份额⑸的变化(1980年一2000年)注：这里所述的各种工艺所占的份额均是以芯棒的制造工艺來划分,不考虑其外包工艺。2.2MCVD的发展•最初的MCVD是在一台车床上依次进行包层沉积、芯沉积、熔缩成预制棒，这是典型的“一步法”。忖前，阿尔卡特己经将沉积与熔缩分开，在沉积之后，用另一台专用车床熔缩成棒，并用石墨感应炉代替氢氧焰做热源进行熔缩成
7、棒。•采用大肓径合成石英管代替天然水晶粉熔制成的小肓径石英管做为衬底管，目前在生产上用的合成石英衬底管外亩径约为40mm,沉积长度1.2〜1.5nu”•最重要的是，用各种外沉积技术取代了套管法来制作大预棒，例如用火焰水解外包和等离了外包技术在芯棒上制作外包层,形成了MCVD与外沉积T•艺相结合的混合T艺。这此新技术弥补了传统MCVDI艺沉积速率低、几何尺寸精度差的缺点，降低了成木、提高了质量、增强了竞争力。•开发低成本、高质量、大尺寸的套管的制造方法（如溶胶一凝胶法,OVD法），供套管使用。2.3VAD工艺的发展70年代的VAD工艺,芯和包层同时沉
8、积、同时烧结，号称预制连续制造工艺。80年代的VADT艺是先做出大肓径芯棒，然后把该大肓径芯棒拉细成多根小芯棒，再用套管法
