製備光纖預製棒，即是將經過提純的原材料製成一根其內(nei) 芯與(yu) 外包層折射指數分布與(yu) 最終拉製出光纖芯、包層折射指數分布相同的圓柱棒，通常稱為(wei) “預製棒”或“光棒”。預製棒的製造是光纖製造的核心技術，因而其製造技術的水平也就代表了光纖製造技術的水平。
光纖預製棒製造工藝簡介
前言：製備光纖預製棒，即是將經過提純的原材料製成一根其內(nei) 芯與(yu) 外包層折射指數分布與(yu) 最終拉製出光纖芯、包層折射指數分布相同的圓柱棒，通常稱為(wei) “預製棒”或“光棒”。預製棒的製造是光纖製造的核心技術，因而其製造技術的水平也就代表了光纖製造技術的水平。
純的熔石英具有單一的折射率，其光譜折射率的分布是從(cong) 0.55 um處的1.460到1.81 um處的1.444。為(wei) 了製備具有高折射率棒芯（n1）和低折射率包層（n2）預製棒，必須通過“摻雜”，即在石英中摻以適當的摻雜劑，如二氧化鍺（GeO2）或五氧化二磷（P2O5），製成高折射率的棒芯，而以純石英材料為(wei) 低折射率的包層；也可以在石英中摻入折射率低於(yu) 石英的摻雜劑如氟（F）、三氧化二硼（B2O3），構成低折射率的包層，同時以石英材料作為(wei) 棒芯或在石英中摻入少量鍺以提高棒芯折射率。
光纖預製棒的基本製備方法是采用化學氣相沉積工藝，具體(ti) 過程采用“兩(liang) 步法”；第一步是製造芯棒，同時製造部分包層；第二步是在芯棒上附加外包層（俗稱外包技術），製成預製棒。
一、芯棒製作
作為(wei) 製造光纖預製棒的第一步，現行製造芯棒的主要工藝方法可以分為(wei) 如下三大類：第一大類是管內(nei) 化學氣相沉積法，它是將粉塵沉積在熔石英管的內(nei) 壁上，即石英管成為(wei) 包層，沉積在管內(nei) 的是芯與(yu) 包層材料。根據其對反應區加熱方法的不同，又可分為(wei) 兩(liang) 種工藝方法，即“改進的化學氣相沉積法”“微波等離子體(ti) 化學氣相沉積法”；第三大類為(wei) “軸向化學氣相沉積法”。
圖1.光纖預製棒的生產(chan) 示意圖
（1）MCVD法。MCVD法是目前製作高質量石英光纖比較穩定可靠和廣泛使用的光纖預製棒的生產(chan) 工藝。它是1974年由美國貝爾實驗室開發的經典工藝，並為(wei) 朗訊国产黄色在线观看所采購。
（2）PCVD法。PCVD法是由荷蘭(lan) 飛利浦研究實驗室於(yu) 1975年提出的工藝方法，它是一種管內(nei) 低溫等離子體(ti) 的化學氣相沉積法。它與(yu) MCVD法的工藝原理基本相同，隻是不再用氫氧焰進行管外加熱，而是改用微波諧振腔體(ti) 產(chan) 生的等離子體(ti) 加熱。其反應機理是，用高頻功率微波激活石英管內(nei) 的低壓氣體(ti) ，產(chan) 生帶電的等離子體(ti) ，使其能量大大增加，並在低壓下快速擴散到管內(nei) 壁周圍發生反應，帶電離子重新結合時釋放出的熱能融化氣態反應物，形成透明的玻璃態沉積薄層。
（3）OVD法。OVD工藝是1970年由美國康寧国产黄色在线观看開發的管外化學氣相沉積光纖製棒工藝。其工藝原理是，通過火焰加水分解，即將氣態鹵化物等原料與(yu) 摻雜劑送入氫氧焰噴燈，使之在氫氧焰中水解，生成石英玻璃微粒粉塵，並經噴燈噴出，沉積在由石英、石墨或陶瓷製成的旋轉的“母棒”外表麵上，經過多次沉積形成一定尺寸的多孔粉塵預製棒。“母棒”並非芯棒的一部分，由於(yu) 其熱膨脹係數與(yu) 沉積在其上的芯棒材料不同，因此在玻璃熔結成預製棒之前，可以較容易地將“母棒”取出。爾後再將中空的預製棒芯棒在高溫下進行燒結脫水處理，使之成為(wei) 透明無水的實心芯棒。
二、外包技術——在芯棒上附加外包層
製造光纖預製棒的第二步，即在芯棒上附加外包層，製成最終的光纖預製棒。現有比較成熟的4種外加包層技術如下：（1）套管法。即將由化學氣相沉積法製成的芯棒置入作用光纖外包層的高純石英內(nei) 製造大預製棒。（1）SOOT法。SOOT法在國外文獻中常以“SOOT Process”或“SOOT technique”即粉塵法，來泛指OVD，VAD等方法的火焰水解外沉積工藝在芯棒上的外包技術。（3）等離子噴塗法（Plasma Spray）。是指用高頻等離子焰將石英粉末熔製於(yu) 芯棒上製成大預製棒的技術，由阿爾卡特發明並国产成人在线观看免费网站。（4）溶膠-凝膠法（Sol-gel process）。由美國朗訊国产黄色在线观看，是指由玻璃組成元素的有機化合物溶膠，經水解成凝膠，再說水燒結成玻璃的方法。溶膠-凝膠法用作外包技術，包括兩(liang) 種技術途徑：一種是，先用溶膠-凝膠法製成合成石英粉末，再用高頻等離子焰將合成石英粉末熔製於(yu) 芯棒上製成大預製棒。
圖2.光纖預製棒成品示意圖
結語：
經過幾十年的發展，製備光纖預製棒的方法在不同曆史階段先後出現過數十種。但是演變至今，目前並存流行的、能製造出優(you) 質光纖的製棒方法的共性都是，四氯化矽與(yu) 氧氣在高溫下反應生成蓬鬆狀的熔石英粉塵狀物；而區別則主要在於(yu) 粉塵狀物如何沉積，以及如何熔化為(wei) 最終的預製棒。
預製棒的光學特性主要取決(jue) 於(yu) 芯棒製造質量，而預製棒的製造成本則主要取決(jue) 於(yu) 外包技術。因此，芯棒製造技術加上外包技術才能全麵反映光纖預製棒的製造工藝的特征和水平。
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