光纖預(yù)制棒工藝技術(shù)簡(jiǎn)介 - 無(wú)圖版
suby --- 2017-11-25 11:42:51
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全球公認(rèn)的較成熟的光纖預(yù)制棒技術(shù)有以下四種,它們統(tǒng)稱為"氣相沉積法",可按照燒制方式分為"管內(nèi)法"和"管外法"。管外法分兩種:管外汽相沉積法(Outside Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱OVD)和汽相軸向沉積法(Vapour Axial Deposition,簡(jiǎn)稱VAD);管內(nèi)法也分兩種:改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法(Modified Chemical Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱MCVD)和等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Chemical Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱PCVD)。
管外汽相沉積法(Outside Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱OVD)是1970年美國(guó)康寧公司的Kapron研發(fā)的簡(jiǎn)捷工藝。OVD工藝的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為火焰水解,即所需的芯玻璃組成是通過(guò)氫氧焰或甲烷焰中攜帶的氣態(tài)鹵化物(SiCl4等)產(chǎn)生"粉末"逐漸地一層一層沉積而獲得的。OVD工藝有沉積和燒結(jié)兩個(gè)具體工藝步驟:先按所設(shè)計(jì)的光纖折射分布要求進(jìn)行多孔玻璃預(yù)制棒芯棒的沉積(預(yù)制棒生長(zhǎng)方向是徑向由里向外),再將沉積好的預(yù)制棒芯棒進(jìn)行燒結(jié)處理,除去殘留水份,以求制得一根透明無(wú)水份的光纖預(yù)制棒芯棒,OVD工藝最新的發(fā)展經(jīng)歷從單噴燈沉積到多噴燈同時(shí)沉積,由一臺(tái)設(shè)備一次沉積一根棒到一臺(tái)設(shè)備一次沉積多根棒,從而大大提高了生產(chǎn)率,降低了成本。
汽相軸向沉積法(Vapour Axial Deposition,簡(jiǎn)稱VAD)是1977年由日本電報(bào)電話公司的伊澤立男等人,為避免與康寧公司的OVD專(zhuān)利的糾紛所發(fā)明的連續(xù)工藝。VAD工藝的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與OVD工藝相同,也是火焰水解。與OVD工藝不同的是,VAD工藝沉積獲得的預(yù)制棒的生長(zhǎng)方向是由下向上垂直軸向生長(zhǎng)的。燒結(jié)和沉積是在同一臺(tái)設(shè)備中不同空間同時(shí)完成的,即預(yù)制棒連續(xù)制造。VAD工藝的最新發(fā)展由上世紀(jì)70年代的芯、包同時(shí)沉積燒結(jié),到上世紀(jì)80年代先沉積芯棒再套管的兩步法,再到上世紀(jì)90年代的粉塵外包層代替套管制成光纖預(yù)制棒。
改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法(Modified Chemical Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱MCVD)是1974年由美國(guó)AT&T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的Machesney等人開(kāi)發(fā)的經(jīng)典工藝。MCVD工藝為朗訊等公司所采用的方法。MCVD工藝是一種以氫氧焰熱源,發(fā)生在高純度石英玻璃管內(nèi)進(jìn)行的氣相沉積。MCVD工藝的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為高溫氧化。MCVD工藝是由沉積和成棒兩個(gè)工藝步驟組成。沉積是獲得設(shè)計(jì)要求的光纖芯折射率分布,成棒是將已沉積好的空心高純石英玻璃管熔縮成一根實(shí)心的光纖預(yù)制棒芯棒。現(xiàn)MCVD工藝采用大直徑合成石英玻璃管和外包技術(shù),例如用火焰水解外包和等離子外包技術(shù)來(lái)制作大預(yù)制棒。這些外包技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的MCVD工藝沉積速率低、幾何尺寸精度差的缺點(diǎn),提高了質(zhì)量、降低了成本,增強(qiáng)了MCVD工藝的競(jìng)爭(zhēng)力。
等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Chemical Vapour Deposition,簡(jiǎn)稱PCVD)是1975年由荷蘭飛利浦公司的Koenings提出的微波工藝。PCVD與MCVD的工藝相似之處是,它們都是在高純石英玻璃管內(nèi)進(jìn)行氣相沉積和高溫氧化反應(yīng)。所不同之處是熱源和反應(yīng)機(jī)理,PCVD工藝用的熱源是微波,其反應(yīng)機(jī)理為微波激活氣體產(chǎn)生等離子使反應(yīng)氣體電離,電離的反應(yīng)氣體呈帶電離子。帶電離子重新結(jié)合時(shí)釋放出的熱能熔化氣態(tài)反應(yīng)物形成透明的石英玻璃沉積薄層。PCVD工藝制備芯棒的工藝有兩個(gè)具體步驟,即沉積和成棒。沉積是借助低壓等離子使流進(jìn)高純石英玻璃沉積管內(nèi)氣態(tài)鹵化物和氧氣在大約1000℃的高溫下直接沉積成設(shè)計(jì)要求的光纖芯玻璃組成。成棒則是將沉積好的石英玻璃管移至成棒用的玻璃車(chē)床上,利用氫氧焰高溫作用將該管熔縮成實(shí)心的光纖預(yù)制棒芯棒。PCVD工藝的最新發(fā)展是采用大直徑合成石英玻璃管為沉積襯底管,沉積速率提高到了2~3g/min,沉積長(zhǎng)度達(dá)到1.2~1.5m。
1538361984 --- 2018-09-06 09:01:27
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1855003217 --- 2018-12-03 13:07:26
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