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亨通光电首创CCVD沉积技术 光纤预制棒业界领先 

2014-05-08 15:38
潇纵
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  江苏亨通光电股份有限公司是目前国内唯一一家自主研发光纤预制棒制造设备和工艺的企业,利用首创的CCVD连续化学气相沉积技术,成功研制及批量生产光纤预制棒,填补国内多项技术空白,先后获得全国工商业联合会科技进步二等奖、国家重点新产品奖、中国新材料产业新产品金奖、第十五届中国专利优秀奖。亨通实现了大尺寸、多规格的光纤预制棒系列产品供应,目前已研发出世界最长的光棒,长度可达6米(相应拉丝光纤14000公里)。

  亨通光电光纤预制棒具有优越、可靠的性能,亨通光电可制造外径从80毫米到200毫米的各种规格的光纤预制棒。用于拉制全波段低水峰G.652D单模光纤,以及用于FTTx建设用G.657A2弯曲不敏感单模光纤。

  通信用光纤大多数是由石英玻璃材料组成的。光纤的制造要经历光纤预制棒制备、光纤拉丝等具体的工艺步骤。最常使用的工艺是两步法:第一步采用四种气相沉积工艺,即:外气相沉积(Outside Vapour Deposition-OVD)、轴向气相沉积(Vapour Axial Deposition-VAD)、改进的化学气相沉积(Modified Chemical Vapour Deposition-MCVD)、等离子化学气相沉积(Plasma Chemical Vapour Deposition-PCVD)中的任一工艺来生产光纤预制棒的芯棒;第二步是在气相沉积获得的芯棒上施加外包层制成大光纤预制棒。值得强调的是,光纤预制棒的光学特性主要取决于芯棒的制造技术,光纤预制棒的成本主要取决于外包技术。

  芯棒制造

  芯棒制造技术普遍采用气相沉积工艺,如OVD、VAD、MCVD、PCVD。

  OVD工艺是1970年美国康宁公司的Kapron研发的简捷工艺。OVD工艺的化学反应机理为火焰水解,即所需的芯玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰中携带的气态卤化物(SiCl4等)产生“粉末”逐渐地一层一层沉积而获得的。OVD工艺有沉积和烧结两个具体工艺步骤:先按所设计的光纤折射分布要求进行多孔玻璃预制棒芯棒的沉积(预制棒生长方向是径向由里向外),再将沉积好的预制棒芯棒进行烧结处理,除去残留水份,以求制得一根透明无水份的光纤预制棒芯棒,OVD工艺最新的发展经历从单喷灯沉积到多喷灯同时沉积,由一台设备一次沉积一根棒到一台设备一次沉积多根棒,从而大大提高了生产率,降低了成本。

  VAD工艺是1977年由日本电报电话公司的伊泽立男等人,为避免与康宁公司的OVD专利的纠纷所发明的连续工艺。VAD工艺的化学反应机理与OVD工艺相同,也是火焰水解。与OVD工艺不同的是,VAD工艺沉积获得的预制棒的生长方向是由下向上垂直轴向生长的。烧结和沉积是在同一台设备中不同空间同时完成的,即预制棒连续制造。VAD工艺的最新发展由上世纪70年代的芯、包同时沉积烧结,到上世纪80年代先沉积芯棒再套管的两步法,再到上世纪90年代的粉尘外包层代替套管制成光纤预制棒。

  MCVD工艺是1974年由美国AT&T公司贝尔实验室的Machesney等人开发的经典工艺。MCVD工艺为朗讯等公司所采用的方法。MCVD工艺是一种以氢氧焰热源,发生在高纯度石英玻璃管内进行的气相沉积。MCVD工艺的化学反应机理为高温氧化。MCVD工艺是由沉积和成棒两个工艺步骤组成。沉积是获得设计要求的光纤芯折射率分布,成棒是将巳沉积好的空心高纯石英玻璃管熔缩成一根实心的光纤预制棒芯棒。现MCVD工艺采用大直径合成石英玻璃管和外包技术,例如用火焰水解外包和等离子外包技术来制作大预制棒。这些外包技术弥补了传统的MCVD工艺沉积速率低、几何尺寸精度差的缺点,提高了质量、降低了成本,增强了MCVD工艺的竞争力。

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