【科学小讲堂】浅谈光纤预制棒工艺篇（图解）

2014-07-24 00:02

　　图为MCVD演示图

　　改进的管内化学气相沉积法（Modified Chemical Vapour Deposition，简称MCVD）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，成棒是将已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。

　　图为PCVD演示图

　　等离子体管内化学气相沉积法（Plasma Chemical Vapour Deposition，简称PCVD）是1975年由荷兰飞利浦公司的Koenings提出的微波工艺。PCVD与MCVD的工艺相似之处是，它们都是在高纯石英玻璃管内进行气相沉积和高温氧化反应。所不同之处是热源和反应机理，PCVD工艺用的热源是微波，其反应机理为微波激活气体产生等离子使反应气体电离，电离的反应气体呈带电离子。带电离子重新结合时释放出的热能熔化气态反应物形成透明的石英玻璃沉积薄层。PCVD工艺制备芯棒的工艺有两个具体步骤，即沉积和成棒。沉积是借助低压等离子使流进高纯石英玻璃沉积管内气态卤化物和氧气在大约1000℃的高温下直接沉积成设计要求的光纤芯玻璃组成。成棒则是将沉积好的石英玻璃管移至成棒用的玻璃车床上，利用氢氧焰高温作用将该管熔缩成实心的光纤预制棒芯棒。PCVD工艺的最新发展是采用大直径合成石英玻璃管为沉积衬底管，沉积速率提高到了2～3g/min，沉积长度达到1.2～1.5m。

　　以下是几种工艺的对比，当然，现实中一般多采取组合工艺。

　　据笔者了解，江苏亨通光电股份有限公司首创CCVD连续化学气相沉积技术，但基于外界所知甚少，这里就不过多说明了。

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