光纤光缆制造工艺及设备

重点内容:原料提纯工艺、预制棒汽相沉积工艺、拉丝工艺、套塑工艺、余长形成、松套水冷、绞合工艺、层绞工艺

难点: 汽相沉积工艺参数确定、拉丝环境保护、余长的控制、梯度水冷的控制、绞合参数的选择

主要内容:

(1)

(2)缆芯制造工艺(成缆工艺)

二次套塑

缆芯

(3)护套挤制工艺

成品光缆

图5－0-1光纤光缆制造工艺流程图

通信用光纤是由高纯度SiO2与少量高折射率掺杂剂GeO2、TiO2、Al2O3、ZrO2和低折射率掺杂剂SiF4(F)或B2O3或P2O5等玻璃材料经涂覆高分子材料制成的具有一定机械强度的涂覆光纤。而通信用光缆是将若干根(1～2160根)上述的成品光纤经套塑、绞合、挤护套、装铠等工序工艺加工制造而成的实用型的线缆产品。在光纤光缆制造过程中，要求严格控制并保证光纤原料的纯度，这样才能生产出性能优良的光纤光缆产品，同时，合理的选择生产工艺也是非常重要的。目前，世界上将光纤光缆的制造技术分成三大工艺.

5.0.1光纤制造工艺的技术要点:

1.光纤的质量在很大程度上取决于原材料的纯度，用作原料的化学试剂需严格提纯，其金属杂质含量应小于几个ppb，含氢化合物的含量应小于1ppm，参与反应的氧气和其他气体的纯度应为6个9(99.9999％)以上，干燥度应达－80℃露点。

2.光纤制造应在净化恒温的环境中进行，光纤预制棒、拉丝、测量等工序均应在10000级以上的净化车间中进行。在光纤拉丝炉光纤成形部位应达100级以上。光纤预制棒的沉积区应在密封环境中进行。光纤制造设备上所有气体管道在工作间歇期间，均应充氮气保护，避免空气中潮气进入管道，影响光纤性能。

3.光纤质量的稳定取决于加工工艺参数的稳定。光纤的制备不仅需要一整套精密的生产设备和控制系统，尤其重要的是要长期保持加工工艺参数的稳定，必须配备一整套的用来检测和校正光纤加工设备各部件的运行参数的设施和装置。以MCVD工艺为例：要对用来控制反应气体流量的质量流量控制器(MFC)定期进行在线或不在线的检验校正，以保证其控制流量的精度；需对测量反应温度的红外高温测量仪定期用黑体辐射系统进行检验校正，以保证测量温度的精度；要对玻璃车床的每一个运转部件进行定期校验，保证其运行参数的稳定；甚至要对用于控制工艺过程的计算机本身的运行参数要定期校验等。只保持稳定的工艺参数，才有可能持续生产出质量稳定的光纤产品。

每种光缆都有自己的生产工艺，因为它们之间存在着不同的性能要求和结构型式，所以各部分材料不尽相同，结构方面存在差异。故生产过程中都有自己的生产工艺流程。但是各种光缆的基本制造工艺流程是基本相同的。成缆工艺首先要做两方面的准备并应注意这样几点技术要点：

(1)选择具有优良传输特性的光纤，此光纤可以是单模光纤也可以是多模光纤，并对光纤施加相应应力的筛选，筛选合格之后才能用来成缆；

2)对成缆用各种材料，强度元件，包扎带，填充等进行抽样检测，100％的检查外形和备用长度，同时，按不同应用环境，选择专用的成缆材料。)))))SiCl4+2H2O 4HCl+SiO2 (5-1-1)

SiCl4+4H2O H4SiO4+4HCl (5-1-2)

由于卤化物试剂的沸点低，SiCl4试剂的沸点在57.6℃，故易汽化，故提纯工艺多采用汽相提纯。SiCl4的化学结构为正四面体，无极性，与HCl具有同等程度的腐蚀性，有毒。

SiCl4是制备光纤的主要材料，占光纤成分总量的85％～95％。SiCl4的制备可采用多种方法，最常用的方法是采用工业硅在高温下氯化制得粗SiCl4，化学反应如下：

Si+2Cl2 SiCl4 (5-1-3)

该反应为放热反应，反应炉内温度随着反应加剧而升高，所以要控制氯气流量，防止反应温度过高，生成Si2Cl6和