光線預(yù)制棒的制作工藝PPT課件

1、1.4 表示光纖性質(zhì)的參數(shù)光學(xué)參數(shù)(1)相對折射率差() 121nnn 第1頁/共17頁(2) 數(shù)值孔徑(NA)和受光角 第2頁/共17頁數(shù)值孔徑NA(Numerical Aperture)受光角21nNA)rad(2221maxni第3頁/共17頁(3) 折射率分布系數(shù)折射率分布： 其中，n(0)是纖芯中心的折射率，a為纖芯半徑，是折射率分布系數(shù)。ararnrn)(21)0()(arnrn2)(第4頁/共17頁折射率分布形狀折射率分布形狀第5頁/共17頁(4) 歸一化頻率 歸一化頻率說明光纖中允許傳輸?shù)哪Ｊ降臄?shù)量。 V2.405時，只傳輸基模。(5) 截止波長 截止波長是保證光纖實現(xiàn)單模傳輸

2、的必要條件。 光纖中傳輸?shù)牟ㄩL大于c時，光纖為單模光纖。NAaV2221nVacc第6頁/共17頁結(jié)構(gòu)參數(shù)(1) 芯徑(2) 外徑 2maxminddd2maxminDDD第7頁/共17頁(3) 纖芯非圓率和包層非圓率 (4) 偏心率或不圓度 x為纖芯中心與包層中心的距離。dddeminmaxDDDEminmax%100dxC第8頁/共17頁1.5 光纖的設(shè)計和制造光纖的設(shè)計 1. 多模光纖的設(shè)計 通信用多模光纖標(biāo)準(zhǔn)尺寸：d=50m，D=125 m，NA=0.200.23，1.0%1.3 用途：局域網(wǎng)、模擬電視、圖像傳輸、大功率泵浦激光器輸出。第9頁/共17頁 2. 單模光纖的設(shè)計 (1) 常

3、規(guī)單模光纖 性能對1310nm波長的光波最佳。匹配包層階躍型：纖芯摻鍺（Ge）。損耗、色散性能好。壓低包層階躍型：纖芯摻鍺減少，包層摻氟（F）和磷（P）。損耗、色散性能好，彎曲損耗低。純石英纖芯型：包層摻氟。損耗最低。第10頁/共17頁(2) 最佳單模光纖 性能對1550nm波長的光波最佳。 光纖的制造 過程：制作預(yù)制棒拉絲涂覆(1)制作預(yù)制棒 MCVD改進的化學(xué)汽相沉積法 PVCD等離子體激活化學(xué)汽相沉積法 OVD棒外汽相沉積法 VAD軸向汽相沉積法第11頁/共17頁 MCVD法的特點：在石英反應(yīng)管（襯底管）內(nèi)沉積內(nèi)包層和芯層的玻璃，整個系統(tǒng)處于封閉的超提純狀態(tài)下。 MCVD法制備光纖預(yù)制棒

4、示意圖法制備光纖預(yù)制棒示意圖摻雜試劑摻雜試劑第12頁/共17頁第一步：熔制光纖的內(nèi)包層玻璃。主體材料：液態(tài)SiCl4；摻雜試劑：CF2Cl2, SF6, C2F4；載運氣體：O2 SiCl4+O2SiO2+2Cl2 2 CF2Cl2+ SiCl4+2O2 SiF4+2Cl2 +2CO2 石英管內(nèi)壁上形成SiO2SiF4玻璃層，作為光纖內(nèi)包層。CF2Cl2第13頁/共17頁第二步：熔制芯層玻璃。主體材料：液態(tài)SiCl4；摻雜試劑：GeCl4；載運氣體：O2 SiCl4+O2SiO2+2Cl2 GeCl4+O2GeO2+2Cl2SiO2 GeO2沉積在內(nèi)包層玻璃上，成為芯層玻璃。第14頁/共17頁(2) 預(yù)制棒拉制成絲 預(yù)制棒由送料機構(gòu)送入管狀加熱爐（石墨電阻爐）中，當(dāng)預(yù)制棒尖端熱到一定溫度時，粘度變低，靠自身重量逐漸下垂變細形成纖維。纖維經(jīng)由纖徑測量儀監(jiān)測并拉引到牽引輥繞到卷筒上。送料機構(gòu)的速度必須與牽引輥收絲的速度相適應(yīng)。拉絲速度一般為30100米/秒。預(yù)制棒拉絲示意圖預(yù)制棒拉絲示意圖第15頁/共17頁(3) 涂覆 裸露在空氣中的光纖容易斷裂，所以為了