Measurement 1 Coating 1st
Coating 2nd
Take-up unit
Capstan
Measurement 2
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2. 光纤制造工艺
?拉 丝
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2. 光纤制造工艺
?筛 选
为保证成品光纤有足够的强度，光纤在筛选机上被施 以一定的张力进行强度筛选。
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2. 光纤制造工艺
?测试与包装
?四种工艺在全球的大体市场份额
VAD OVD MCVD PCVD
32%
28%
30%
10%
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2. 光纤制造工艺
?管外汽相沉积法（ OVD）
优点：沉积速率高、预制棒体积大、原料纯度要求 较低、生产率高
不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 结论：擅长制造包层
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2. 光纤制造工艺
?汽相轴向沉积法（ VAD）
缺点： 光纤制造工艺复杂，生产成本较高； 光纤连接复杂； 配套光器件价格较高
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2. 光 纤 制 造 工 艺
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2. 光纤制造工艺
?光纤制造基本过程
玻璃加工
制棒
清洗
包装入库
性能测试
拉丝
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2. 光纤制造工艺
?预制棒介绍
预制棒尺寸： －直径：φ60mm ，φ80mm ，φ150mm －长度： 1m～2m
光纤与光纤制造工艺
1
内容
1. 光纤简介 2. 光纤制造工艺 3. 主要光纤产品介绍 4. 光纤技术发展概况
2
1. 光 纤 简 介
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1. 光 纤 简 介
?什么是光纤（ optical fiber) ？
光纤是光导纤维的简称。光纤是以光脉冲的 形式来传输信号，材质以玻璃或有机玻璃为主的 网络传输介质。
★涂覆层直径
125um
普通光纤
245um
内层 － 170～200um
外层 － 245um
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1. 光 纤 简 介
?光纤工作原理
光纤利用光在 界面上的全反射原 理进行工作。
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1. 光 纤层
包层
G.652
G.655
多模
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1. 光 纤 简 介
?光纤通信原理
5
1. 光 纤 简 介
?光纤分类
光纤
通 信用 光纤
非 通信 用光纤
单模光纤（SM）
多模光纤（MM ）
特种光纤
光纤传感 光纤信号处理 光纤测量 其它光学系统
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1. 光 纤 简 介
?模式（mode ）概念
模式是指光的在光纤中的传输方式（电磁场分 布形式）。
模式是光波动方程的解。它对应于波动方程某 一本征值并满足全部边界条件。每一个模式对应于 沿光纤轴向传播的一种电磁波。
★ 沉积层数高达3000层，可精确控制折射率的分 布，可良好地对各类光纤的色散进行控制生产 出世界一流水平的高带宽多模光纤以及复杂结 构的单模光纤
★ 不需P2O5掺杂，有利于1550 nm的衰减 ★ 对氢损的影响不敏感
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2. 光纤制造工艺
?PCVD工艺流程
沉积层
涂覆层
PCVD沉积
石英管 石英套管 石英衬管
熔缩
芯层
包层
包层
芯棒测试
套棒
拉丝 筛选 光纤测试 成品包装
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2. 光纤制造工艺
?PCVD 沉积
反应机理
SiCl4+GeCl4+ C2F6+O2
SiCl4+O2 → SiO2+2Cl2
GeCl 4+O2→GeO 2+2Cl2
PCVD
优点 * 沉积层非常薄 * 工艺控制性强 磁控管 * 折射率剖面精确 * 原材料利用率高
光纤
电信 号
光发 送机
光接 受机
电信 号
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1. 光 纤 简 介
?光纤结构
光纤由三部分组成： ◆芯层（core） ◆包层（cladding） ◆涂覆层（coating）
－内层（buffer layer ） －外层（top layer）
芯层: SiO2+Ge+F 包层: SiO2+F 内涂覆层:丙烯酸树脂 外涂敷层:丙烯酸树脂
预制棒要求： －高纯度； －准确的折射率分布
制棒方法： －玻璃分相法 －溶胶－凝胶法 －气相沉积法
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2. 光纤制造工艺
?预制棒制造工艺
气相 沉积 法
管外法 管内法
管外汽相沉积法（OVD）
汽相轴向沉积法（VAD）
改进的管内化学气相沉 积法（MCVD） 等离子体管内化学气相 沉积法（PCVD）
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2. 光纤制造工艺
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2. 光纤制造工艺
?等离子体管内化学气相沉积法（ PCVD）
优点：沉积层薄、工艺控制性强、折射率剖面精确 原材料利用率高
不足：原料要求纯度高、沉积速率低 结论：擅长制造纤芯
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2. 光纤制造工艺
?PCVD工艺的优势
★ 原材料利用率高 四氯化硅SiCl4 ～100% 四氯化锗GeCl4 ～85％ 氟C2F6 ～90% ---- 节约原材料，降低成本，有利环保
经过强度试验后， 合格光纤将进行传 输性能和几何性能 的测试。
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3. 主要光纤产品
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3. 主要光纤产品
?产品分类
光纤
普通 光纤
特种 光纤
单模光纤
多模光纤
保偏光纤 DCF 光纤 大芯径光纤 光子晶体光纤
优点：沉积速率高、预制棒体积大、原料纯度要求 较低、生产率高
不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 结论：擅长制造包层
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2. 光纤制造工艺
? 改进的管内化学气相沉积法（ MCVD）
优点：投资少、操作运行较容易、工艺控制性好 不足：原料利用率低、折射率剖面不够精确 结论：擅长制造包层、纤芯制造仅次于PCVD
光纤中能够传导的模式是由光纤结构参数所决 定的。外界激励只能激励起光纤中允许存在的模式 而不会改变模式的固有性质。
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1. 光 纤 简 介
?单模与多模光纤
单模光纤
阶跃型多模
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1. 光 纤 简 介
?光纤几何尺寸
★ 芯径
单模光纤： <10um; 多模光纤： 50um/62.5um
★包层直径
普通光纤： 125um
炉体 谐振腔 等离子体
石英管
真空泵
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2. 光纤制造工艺
?熔缩设备
经PCVD沉积好的管子在熔缩车床上熔缩成一实 心预制棒。
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2. 光纤制造工艺
?芯棒测试
熔缩好的芯棒经 设备测试确定芯 棒质量
?套 棒
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2. 光纤制造工艺
Feeder RIT
Furnace
PLC Fusion group 1 Fusion group 2
光纤通信采用数字通信原理。
模拟信号
编码
010011010
数字信号
解码
模拟信号
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1. 光 纤 简 介
?光纤通信网络
光--电--光中继的数字通信
单信道全光中继数字通信
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1. 光 纤 简 介
?光纤通信特点
优点： 信号损耗小，中继距离长； 光纤为绝缘体不受电磁干扰； 玻璃光纤不产生电磁场，保密性高； 重量轻，易于施工和运输；