光纤的制作过程主要分为:预制棒制备、光纤拉丝和测试三个过程。
预制棒制备
预制棒生产主要有MCVD、OVD、VAD和PCVD等工艺,本文只介绍MCVD工艺
MCVD(modified chemical vapor deposition)工艺由贝尔实验室于1974年开发。它将由SiCl4(氯化硅)、GeCl4(氯化锗)和其它化学物质组成的气态混合物导入到石英玻璃管(包层)中,并在石英管外旋转加热,硅和锗氧化反应,形成SiO2(二氧化硅)和GeO2(二氧化锗),并驻留在石英管内构成光纤的主要部分。
针对光纤的折射率、膨胀系数和熔点等,可通过气态混合物的成分浓度来控制。
当预制棒冷却后,要进行质量(折射率)测试
光纤拉丝
将预制棒放入光纤拉丝塔,进行拉丝。预制棒经拉丝,被拉成125μm粗细的光纤,并涂上二层树脂以保护光纤的强度。
光纤拉丝塔内有一个石墨炉,可产生17000-2000度的高温,使预制棒软化,再由拉丝轮卷绕而拉成细长的光纤。拉丝塔有一个信息反馈系统,用来反馈炉温和绕速等,以通过激光测微计来精确控制光纤直径。
为增强光纤强度,在拉丝过程中还要及时为光纤涂上一层很薄的树脂,并及时烘干避免相互黏附。
拉丝完成后,还需要对成品光纤进行测试,内容主要包括:抗拉强度、折射率、光纤结构、衰减、信息承载能力(带宽)、色散、工作温度和湿度范围等。
光纤就是这样制造出来的!
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