光纖材料及制造課件

光纖材料

高純度熔石英光纖傳輸損耗低多組分玻璃纖維纖芯－包層折射率可在較大范圍內(nèi)變化，易于制造大數(shù)值孔徑的光纖。(2)、塑料光纖成本低、材料損耗大、溫度性能差。(3)、晶體光纖纖芯為單晶，可用于制作有源和無源光纖器件。(1)、石英光纖03:071光纖材料高純度熔石英光纖傳輸損耗低多組分玻璃纖維纖芯－包層目前通信用光纖主要是用高純度的玻璃[石英玻璃（SiO2）]材料制成的。最純的天然石英,因其含雜質(zhì)多而不能在光導(dǎo)纖維中使用.還有一個(gè)原因是光學(xué)性能各向異性(nx≠ny≠nz)。熔融石英又名人造石英，是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。其特點(diǎn)是：熔融石英是非晶態(tài)的，也就是說，它不是一個(gè)晶體。它沒有“熔點(diǎn)”，在較高溫度下變得比較柔軟。

石英玻璃光纖的制備03:072目前通信用光纖主要是用高純度的玻璃[石英玻璃（Si石英光纖的主要原料纖芯和包層本體材料：SiCl4纖芯和包層摻雜用劑：

GeO2

、P2O5

、GeCl4

、

B2O3、

POCl3和F等。纖芯材料：SiO2或SiO2+GeO2包層材料：SiO2+B2O3或SiO2+F。03:073石英光纖的主要原料23:263一、超純的熔融SiO2提取

超純的熔融石英玻璃通常利用氣相沉積法取得，所用原料為SiCl4、GeCl4化學(xué)反應(yīng)式為熔融石英玻璃的折射率約為1.458二、熔融石英光纖的摻雜劑提取改變石英光纖折射率經(jīng)常使用的摻雜劑有GeO2、P2O5、TiO2、Al2O3和B2O3、F等03:074一、超純的熔融SiO2提取

超純的熔融石英玻摻雜劑所用主要原料為GeCl4

、POCl3、BCl3和SF6等?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：03:075摻雜劑所用主要原料為GeCl4、POCl3、B光纖制備方法

光纖制備步驟(氣相技術(shù))材料選擇——預(yù)制棒制造---——拉絲—涂覆——套塑

預(yù)制棒制造方法約

10種213403:076光纖制備方法光纖制備步驟(氣相技術(shù))213423:26603:07723:267一、原料制備與提純

MCVD法是目前使用最廣泛的預(yù)制棒生產(chǎn)工藝。二、制棒的制備過程管內(nèi)MCVD法預(yù)制棒制備制造預(yù)制棒的次序是；首先在石英管內(nèi)壁上沉積包層；其次在包層內(nèi)沉積纖芯；最后則是“燒縮成預(yù)制棒”。1400～1600℃的高溫氫氧火焰加熱

03:078一、原料制備與提純

MCVD法是目前使用最廣泛的預(yù)制棒生產(chǎn)MCVD法示意圖石英反應(yīng)管：外徑18~25mm；壁厚1.4~2mm;長800~1200mm氫氧火焰溫度:1400~1600℃氣相沉積工藝——MCVD法03:079MCVD法示意圖石英反應(yīng)管：外徑18~25mm；壁厚1.原料進(jìn)入石英管，在高溫下石英管外的溫度為1400～1600（℃）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成物是煙灰狀的玻璃粒子，它們沉積在火焰前方的冷的管壁上。當(dāng)纖芯達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的厚度時(shí)，原料供給停止。03:0710原料進(jìn)入石英管，在高溫下石英管外的溫度為1400～1600（OVD法沉積光纖預(yù)制棒（外部）03:0711OVD法沉積光纖預(yù)制棒（外部）23:2611VAD法沉積光纖預(yù)制棒(2軸向)03:0712VAD法沉積光纖預(yù)制棒(2軸向)23:2612三、光纖的拉制工藝（a）加熱后的預(yù)制棒03:0713三、光纖的拉制工藝（a）加熱后的預(yù)制棒23:2613通常涂覆都在兩層以上，里面的一層用折射率比石英玻璃稍大的變性硅酮樹脂，可以用來吸收透過包層的光，涂覆厚度一般為30～150μm。外面的第二層是普通的硅酮樹脂，而且涂層較厚。兩次涂覆后的外徑約為0.8～0.9mm，有利于提高光纖的低溫性能和抗微彎性能。四、光纖涂覆工藝03:0714通常涂覆都在兩層以上，里面的一層用折射率比石英玻璃稍大的變性五.套塑

緊套光纖的套塑工藝示意圖03:0715五.套塑

緊套光纖的套通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介頻率Hz10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空間波長（m）電力、電話無線電、電視微波紅外可見光雙鉸線同軸電纜光纖衛(wèi)星/微波AM無線電FM無線電頻段劃分傳輸介質(zhì)03:0716通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介頻率Hz10110710210光纖材料

高純度熔石英光纖傳輸損耗低多組分玻璃纖維纖芯－包層折射率可在較大范圍內(nèi)變化，易于制造大數(shù)值孔徑的光纖。(2)、塑料光纖成本低、材料損耗大、溫度性能差。(3)、晶體光纖纖芯為單晶，可用于制作有源和無源光纖器件。(1)、石英光纖03:0717光纖材料高純度熔石英光纖傳輸損耗低多組分玻璃纖維纖芯－包層目前通信用光纖主要是用高純度的玻璃[石英玻璃（SiO2）]材料制成的。最純的天然石英,因其含雜質(zhì)多而不能在光導(dǎo)纖維中使用.還有一個(gè)原因是光學(xué)性能各向異性(nx≠ny≠nz)。熔融石英又名人造石英，是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。其特點(diǎn)是：熔融石英是非晶態(tài)的，也就是說，它不是一個(gè)晶體。它沒有“熔點(diǎn)”，在較高溫度下變得比較柔軟。

石英玻璃光纖的制備03:0718目前通信用光纖主要是用高純度的玻璃[石英玻璃（Si石英光纖的主要原料纖芯和包層本體材料：SiCl4纖芯和包層摻雜用劑：

GeO2

、P2O5

、GeCl4

、

B2O3、

POCl3和F等。纖芯材料：SiO2或SiO2+GeO2包層材料：SiO2+B2O3或SiO2+F。03:0719石英光纖的主要原料23:263一、超純的熔融SiO2提取

超純的熔融石英玻璃通常利用氣相沉積法取得，所用原料為SiCl4、GeCl4化學(xué)反應(yīng)式為熔融石英玻璃的折射率約為1.458二、熔融石英光纖的摻雜劑提取改變石英光纖折射率經(jīng)常使用的摻雜劑有GeO2、P2O5、TiO2、Al2O3和B2O3、F等03:0720一、超純的熔融SiO2提取

超純的熔融石英玻摻雜劑所用主要原料為GeCl4

、POCl3、BCl3和SF6等?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：03:0721摻雜劑所用主要原料為GeCl4、POCl3、B光纖制備方法

光纖制備步驟(氣相技術(shù))材料選擇——預(yù)制棒制造---——拉絲—涂覆——套塑

預(yù)制棒制造方法約

10種213403:0722光纖制備方法光纖制備步驟(氣相技術(shù))213423:26603:072323:267一、原料制備與提純

MCVD法是目前使用最廣泛的預(yù)制棒生產(chǎn)工藝。二、制棒的制備過程管內(nèi)MCVD法預(yù)制棒制備制造預(yù)制棒的次序是；首先在石英管內(nèi)壁上沉積包層；其次在包層內(nèi)沉積纖芯；最后則是“燒縮成預(yù)制棒”。1400～1600℃的高溫氫氧火焰加熱

03:0724一、原料制備與提純

MCVD法是目前使用最廣泛的預(yù)制棒生產(chǎn)MCVD法示意圖石英反應(yīng)管：外徑18~25mm；壁厚1.4~2mm;長800~1200mm氫氧火焰溫度:1400~1600℃氣相沉積工藝——MCVD法03:0725MCVD法示意圖石英反應(yīng)管：外徑18~25mm；壁厚1.原料進(jìn)入石英管，在高溫下石英管外的溫度為1400～1600（℃）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成物是煙灰狀的玻璃粒子，它們沉積在火焰前方的冷的管壁上。當(dāng)纖芯達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的厚度時(shí)，原料供給停止。03:0726原料進(jìn)入石英管，在高溫下石英管外的溫度為1400～1600（OVD法沉積光纖預(yù)制棒（外部）03:0727OVD法沉積光纖預(yù)制棒（外部）23:2611VAD法沉積光纖預(yù)制棒(2軸向)03:0728VAD法沉積光纖預(yù)制棒(2軸向)23:2612三、光纖的拉制工藝（a）加熱后的預(yù)制棒03:0729三、光纖的拉制工藝（a）加熱后的預(yù)制棒23:2613通常涂覆都在兩層以上，里面的一層用折射率比石英玻璃稍大的變性硅酮樹脂，可以用來吸收透過包層的光，涂覆厚度一般為30～150μm。外面的第二層是普通的硅酮樹脂，而且涂層較厚。兩次涂覆后的外徑約為0.8～0.9mm，有利于提高光纖的低溫性能和抗微彎性能。四、光纖涂覆工藝03:0730通常涂覆都在兩層以上，里面的一層用折射率比石英玻璃稍大的變性五.套塑

緊套光纖的套塑工藝示意圖03:0731五.套塑

緊套光纖的套通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介頻率Hz10110710210610310510410410