長飛光纖觀后感

1、長飛光纖觀后感光實1101 杜雙成 U201110354開學后的第二節(jié)光纖光學課我們參觀了長飛光纖光纜公司，在相關工程師的 帶領下參觀了長飛光纖的制備，了解了光纖光纜的制備流程，這次參觀收獲很多，卜面就談談自己參觀后的感想。首先是對長飛公司的了解，俗話說“耳聞不如目見”，之前還不曾了解這個 公司，通過這次的參觀，讓我對這個公司有了一些了解。長飛公司是目前國內(nèi)唯 一具備規(guī)?；瓢?拉絲-成纜一條龍生產(chǎn)能力，并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的廠家；光纜 產(chǎn)銷量連續(xù)十六年居全國之首；全國份額最大：在“八橫八縱”骨干網(wǎng)中占50%， 其中30%光纖產(chǎn)品出口到世界各地，多模光纖占領美國大約30%的市場。光纖是 如何在這樣

2、一個優(yōu)秀的公司誕生的？帶著這樣的疑問，我們走進了大廳里，在大 廳里工程師詳細的介紹了光纖的制備的流程，而且結合光纖預制棒，各種特種光纖，先談談我對光纖的認識吧，第一次聽說光纖還是在高中的時候?qū)W物理的時 候，學到全反射時了解到的，接著2009年，光纖通信之父“高錕”獲得了諾貝 爾獎，我才知道光纖可以用到通信方面。最近通過課程的學習了解到一根頭發(fā)絲 大小的光纖可以高速，大容量地傳輸很多信息，我不禁好奇這么小小的光纖到底 是什么樣子？它究竟是怎么被制作出來的，這一次參觀我得到了我想要的答案。根據(jù)工程師的介紹和大廳里的工藝流程圖，我逐漸了解了光纖是如何生產(chǎn) 的。長飛的光纖生產(chǎn)流程主要是采用PCVD（微

3、波等離子體沉積法），這也是長飛 光纖的核心工藝。在課堂上我已經(jīng)聽老師介紹過了石英光纖制備過程中的預制棒的制作方法，有1, MCVD （改進型化學氣相沉積法）,主要是在1800度的高溫下 在石英管內(nèi)發(fā)生SiCl4+O2SiO2+2Cl2的反應，在反應過程中旋轉(zhuǎn)石英管，生 成的氧化物顆?？沙练e在其內(nèi)壁上。為確保其均勻性，火焰在石英管長度范圍內(nèi) 來回移動，同時石英管以一定的角速度旋轉(zhuǎn)。包層的折射率通過向管中通入氟加 以控制。當內(nèi)壁形成了充分的包層后，POC13等混合蒸汽中以形成纖芯。當各層 均勻沉積后，提高火焰溫度，使石英管發(fā)生坍塌形成固態(tài)預制棒。2, OVD棒外 化學氣相沉積法，將主要原料摻雜劑以

4、氣態(tài)形式送入氫氧火焰噴燈，使之在氫氧 焰中發(fā)生水解反應，生成石英玻璃微粒粉塵，然后，經(jīng)噴燈噴出，沉積于由石英， 石墨或者氧化鋁制作的木棒的外面，最后將中空的預制棒在高溫下脫水，燒結形 成透明的實心的玻璃棒，得到光纖預制棒。3, VAD軸向氣相沉積法，基本與OVD 差不多，不同的地方在于，他不是在石英棒的外表面沉積而是在其端部軸向沉積， 同時，種子石英棒不斷旋轉(zhuǎn)，通過提升桿向上慢速移動，牽引多孔粉塵預制棒通 過一環(huán)狀加熱器進行燒結處理。參觀中了解到石英光纖的拉制主要分為以下兩個階段，第一階段：預制棒的 制備，就是經(jīng)過提純的原材料制成一根滿足一定折射率的玻璃棒，根據(jù)光纖理論， 這根棒子具有理想的折

5、射率分布，內(nèi)層為高折射率的芯層，外層為低折射率的包 層。在參觀中了解到長飛光纖主要采用的是PCVD （微波等離子體沉積法）該過 程與MCVD工藝法大致相同，不過是采用微波腔產(chǎn)生的等離子體加熱，等離子體 把中小功率的微波送入諧振腔中，使諧振腔中的石英反應管內(nèi)的低壓氣體受激產(chǎn) 生輝光放電所形成的。PCVD法制備光纖預制棒的工藝有兩個工序，即沉積和成 棒。PCVD工藝SiCl4+GeCl4+C2F6+O2磁控管爐體諧振腔等離子體石英管真空泵沉積工藝是借助1Kpa的低壓等離子體使注入石英包皮管內(nèi)氣體鹵化物和氧 氣，在約1000C下直接沉積一層所設計成份玻璃層，PCVD法每層沉積層厚度約 1um，沉積層

6、數(shù)可高達上千層，因此它更適合用于制造精確和復雜波導光纖，例 如：帶寬大的梯度型多模光纖和衰減小單模光纖。成棒是將沉積好的石英玻璃棒移至成棒車床上，利用氫氧火焰的高溫作用將 其熔縮成實心光纖預制棒。PCVD法工藝的優(yōu)點，不用氫氧火焰加熱沉積，沉積溫度低于相應的熱反應 溫度，石英包皮管不易變形；控制性能好，由于氣體電離不受包皮管的熱容量限 制，所以微波加熱腔體可以沿石英包皮管作快速往復運動，沉積層厚度可小于 1um，從而制備出芯層達上千層以上的接近理想分布的折射率剖面。以獲得寬的 帶寬；光纖的幾何特性和光學特性的重復性好，適于批量生產(chǎn)，沉積效率高，對 SiCl4等材料的沉積效率接近100%，沉積速

7、度快，有利于降低生產(chǎn)成本。工程師詳細的介紹了這種工藝的優(yōu)點：沉積層薄，工藝控制性強，折 射率刨面精確，原材料利用率高，不過他們也介紹了這種工藝的缺點，就是原料 的純度要求很高，沉積率比較低。PCVD過程中所發(fā)生的主要化學反應如下：SiCl, + 0 t SiO2 + 2C/2GeCl4 + 0 r GeO2 + 2CI其中，Si02是玻璃的主體材料，Ge02的加入則可以提高玻璃的折射率。而反應 氣體中CZF6的加入，一方面可以在沉積過程中有效去除OH，另一方面通過與Si 結合形成Si-F來降低玻璃的折射率。由于等離子體的溫度很高，因而物料間的 化學反應可以充分完成，物料利用率可接近100%。在

8、參觀車間的過程中了解和發(fā)現(xiàn)到：制備內(nèi)包層玻璃時，由于要求其折射 率稍低于芯層的折射率，因此，主體材料選用四氯化硅，低折射率摻雜材料可以 選擇氟利昂、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼等化學試劑。并需要一根滿足要求 的石英包皮；同時需要載氣、脫泡劑，干燥劑（POC13或C12）等輔助材料。所 需設備主要有可旋轉(zhuǎn)玻璃車床、加熱用氫氧噴燈、蒸化化學試劑用的蒸發(fā)瓶及氣 體輸送設備和廢氣處理裝置、氣體質(zhì)量流量控制器、測溫裝置等。首先利用超純 氧或氬氣作為載運氣體，通過蒸發(fā)瓶1將已汽化的飽和蒸氣SiC14和摻雜劑，經(jīng) 氣體轉(zhuǎn)輸裝置導入石英包皮管中，這里，純氧氣一方面起載氣作用，另一方面起 反應氣體的作用，它的純

9、度一定要滿足要求。然后，啟動玻璃車床，以幾十轉(zhuǎn)/ 分鐘的轉(zhuǎn)速使其旋轉(zhuǎn)，并用高溫氫氧火焰加熱石英包皮管的外壁，這時管內(nèi)化學 試劑在高溫作用下，發(fā)生氧化反應，形成粉塵狀的化合物，并沉積在石英包皮管 的內(nèi)壁上。凡氫氧火焰經(jīng)過的高溫區(qū)，都會沉積一層均勻透明的摻雜玻璃 SiO2-SiF4,反應過程中產(chǎn)生的氯氣和沒有充分反應完的原料均被從石英包皮管 的另一尾端排出，并通過廢氣處理裝置進行中和處理。在沉積過程中，應按一定 速度左右往復地移動氫氧噴燈，氫氧火焰每移動一次，就會在石英包皮管的內(nèi)壁 上沉積一層透明的玻璃薄膜，厚度約為810m。不斷從左到右緩慢移動，然 后，快速返回到原處，進行第二次沉積，重復上述沉

10、積步驟，那么在石英包皮管 的內(nèi)壁上就會形成一定厚度的玻璃層，作為SiO2光纖預制棒的內(nèi)包層。芯層經(jīng) 數(shù)小時的沉積，石英包皮管內(nèi)壁上已沉積相當厚度的玻璃層，已初步形成了玻璃 棒體，只是中心還留下一個小孔。為制作實心棒，必須加大加熱包皮管的溫度， 使包皮管在更高的溫度下軟化收縮，最后成為一個實心玻璃棒。為使溫度升高， 可以加大氫氧火焰，也可以降低火焰左右移動的速度，并保證石英包皮管始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使石英包皮管外壁溫度達到1800C。原石英包皮管這時與沉積的 石英玻璃熔縮成一體，成為預制棒的外包層。外包層不起導光作用，因為依前幾 章的分析可知：激光束是在沉積的芯層玻璃中傳播。工程師介紹說PCVD沉

11、積結束后，帶有沉積層的空心石英管被移到熔縮設備 上。在熔縮設備上通過外部加熱、內(nèi)部形成負壓的方法使玻璃管在表面張力的作 用下產(chǎn)生收縮，逐步形成實心的玻璃棒（芯棒）。芯棒主要用于形成光纖的芯層部 分，在與外套管進行組合后一起在拉絲塔上拉制成光纖。套棒法的工藝流程簡圖預制棒圖1.3套棒法的工藝流程簡圖接著工程師介紹了在預制棒制成后緊接著的拉絲工藝: 絲，成為玻璃光纖。玻璃光纖的外徑粗細通過測量單元進行實測，之后將測量結 果反饋給PLC控制單元，通過調(diào)整預制棒進料速度和拉絲速度進行動態(tài)控制。PLCR1T拉絲爐測量單元1第1層涂覆圖1.4光纖拉絲過程示意圖為對玻璃光纖表面進行保護、防止使用過程中的機械

12、損傷，在拉絲過程中玻璃光 纖表面被涂覆上兩層聚丙烯酸樹脂涂層。涂覆用的樹脂為液體，裝在專用容器之 中。光纖從容器中經(jīng)過時，通過粘附作用在表面涂覆上一層樹脂。光纖表面的液 態(tài)樹脂經(jīng)過固化單元，以紫外光固化或熱固化的方式將液態(tài)樹脂轉(zhuǎn)化成為固態(tài)。 帶有固體涂層的光纖被收集到收線單元上。在后續(xù)的生產(chǎn)過程中進行各項檢測。工程師說；拉絲過程中的關鍵因素是拉絲速度。拉絲速度的高低代表了光纖 拉絲過程的工藝水平。為了提高拉絲速度，需要對拉絲過程進行相應的設備改進 和工藝條件優(yōu)化。此過程是由計算機通過程序控制的精確的控制光纖的直徑在 125微米。 之后需要冷卻光纖，光纖的冷卻過程包括自然冷卻和強制冷卻。自 然冷

13、卻指光纖在運動過程中通過與周圍環(huán)境中的空氣進行熱交換而被冷卻。強制 冷卻則是在光纖經(jīng)過的通道上使用外加冷卻裝置，一般多使用冷卻管。冷卻管由 金屬制成，通過水冷的方式保持20C左右的恒定溫度。光纖經(jīng)過冷卻管時，通 過輻射和對流方式與冷卻管進行熱交換降低自身溫度。光纖的涂敷和固化，玻璃光纖在涂覆之后，表面的涂層仍為液態(tài)。在成為 成品光纖之前，液態(tài)的涂層必須經(jīng)過固化使之成為固態(tài)。目前光纖涂層的固化方 式有兩種，熱固化和光固化。熱固化的固化速度較慢，一般用于低速拉絲和特種 光纖的制備過程。在高速拉絲過程中普遍采用光固化方式。在光固化過程中，有 機涂層在高功率的紫外光照射下，涂層內(nèi)部發(fā)生化學反應形成聚合物，由液態(tài)變 為固態(tài)。在這次參觀過程中了解到長飛光纖綜合了光纖的 PCVD高性能特點和 OVD工藝的低成本優(yōu)勢，從而在保持光纖具有優(yōu)異性能的同時，大幅度地降低 光纖制造成本。長飛公司采用計算機模擬技術研究預制棒沉積過程中，改造關鍵 生產(chǎn)沒備，研制成功了具自一自主知識產(chǎn)權的新型高效多組管噴片設計開發(fā)出能 精確控制光纖的折射率分布，同時采用激光控制系統(tǒng)，從而成功地掌握廠大尺寸 光纖預制棒的量產(chǎn)化技術。原料氣體純度要求較低，原材料可全部實現(xiàn)國產(chǎn)化等 優(yōu)點，體現(xiàn)了我國在光纖制作工藝上的工藝水平，為我國有這樣的大公司而感到 驕傲。通過這次參觀不僅使我進一步認識了光纖，成功地得到