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。
2、工艺流程
3．SiO2光纤原料试剂与制备 制备SiO2石英系光纤的主要原料多数采用一些高纯度的 液态卤化物化学试剂，如四氯化硅（SiCl4）、四氯化锗 （GeCl4）、三氯氧磷（POCl3）、 三氯化硼（BCl3）、 三氯化铝（AlCl3）、溴化硼（BBr3）、气态的六氟化硫 （SF6）、四氟化二碳(C2F4)等。这些液态试剂在常温下呈 无色的透明液体，有刺鼻气味，易水解，在潮湿空气中强 烈发烟，同时放出热量，属放热反应。
一般情况下，SiCl4中可能存在的杂质有四类：金属氧化物、 非金属氧化物、含氢化合物和络合物。
其中金属氧化物和某些非金属氧化物的沸点和光纤化学试 剂的沸点相差很大，可采用精馏法除去，即在精馏工艺中 把它们作为高、低沸点组分除去。 然而，精馏法对沸点与SiCl4 （57.6℃）相近的组分杂质及 某些极性杂质不能最大限度的除去。例如：在SiCl4中对衰 减危害最大的OH-离子，大多有极性，趋向于形成化学键， 容易被吸附剂所吸收，而SiCl4是偶极矩为零的非极性分子。 有着不能或者很少形成化学键的稳定电子结构，不易被吸 附剂吸附，因此，利用被提纯物质和杂质的化学键极性的 不同，选择适当的吸附剂，有效地选择性地进行吸附分离， 可以达到进一步提纯极性杂质的目的。
第四章 光纤制造工艺
第一节 工艺方法的分类 第二节 气相沉积工艺 第三节 非气相技术
第一节 工艺方法的分类 一、概述 1、光纤性能的影响因素：材料组成、结构、波导结构(折 射率分布)和制造工艺。 2、光纤制造工艺要求 (1)光纤的质量在很大程度上取决于原材料的纯度，用作原
பைடு நூலகம்
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。
常用的掺杂剂对石英玻璃折射率变化的作用
二、芯棒工艺
气相沉积法的基本工作原理：首先将经提纯的液态SiCl4和起
掺杂作用的液态卤化物，并在一定条件下进行化学反应而生 成掺杂的高纯石英玻璃。由于该方法选用的原料纯度极高， 加之气相沉积工艺中选用高纯度的氧气作为载气，将汽化后 的卤化物气体带入反应区，从而可进一步提纯反应物的纯度， 达到严格控制过渡金属离子和OH-羟基的目的。
(1)系统组成
将一根石英玻璃管（200×20mm）安装在卧式玻璃车床的两个同 步旋转卡盘上，反应管的一端与化学原料供应系统相连，以便将 各种化学原料按照流量进行混合并输入到反应管中，反应管的另 一端与反应尾气及粉尘处理设备相连，反应管下方有喷灯，以可 控的速度沿反应管纵向平移对其加热。
荷兰菲利浦公司开发
美国阿尔卡特公司在1974年开发，又称 管内化学气相沉积法
外包层：①套管法
②粉末法 ③等离子喷涂法
(2)非气相沉积技术：①界面凝胶
②机械挤压法 ③管束拉丝法 ④溶胶-凝胶 ⑤打孔拉丝法
第二节 气相沉积工艺 一、芯棒技术
1、原理：将液态的SiCl4和GeCl4等卤化物气体，在一定条 件下进行化学反应而生成掺杂的高纯石英玻璃。 ——可严格控制金属离子。
ppb是表示液体浓度的一种单位符号。一般读作十亿分之 一，即10的-9次方的代表符号。类似的还有ppm，ppt等， 分别是-6次和-12次。
洁净度指洁净空气中空气含尘（包括微生物）量多少的程度。
(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级以上洁净度的净化
▲通信光纤大都采用石英玻璃为基础材料，通过气相沉积 方法向基础材料掺杂(Ge、F)来改变折射率分布结构； 由于石英玻璃的优异性能与气相沉积法能够精确地调整 折射率分布结构，所以目前多采用石英玻璃与气相沉积 法制造通信光纤。
3、工艺方法 一步法：预制棒的芯/包层都是由气相沉积工艺完成 二步法：气相沉积芯棒技术+外包技术(大尺寸的预制棒 可降低成本、提高生产效率) 4、工艺分类方法 美国康宁公司在1974年开发成功，1980年全面投入使用。 (1)气相沉积技术 日本NTT公司在1977年开发 芯棒：①外部化学气相沉积法(OVD) ②轴向化学气相沉积法(VAD) ③改进的化学气相沉积法(MCVD) ④等离子化学气相沉积法(PCVD)
以SiCl4为例，它的水解化学反应式如下： SiCl4+2H2O SiCl4+4H2O 4HCl+SiO2 H4SiO4(硅酸) +4HCl
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↑ ▲控制氯气的注量：反应为放热反应，炉内温度随着反应
加剧而升高，所以要控制氯气的注量，防止反应温度过 高，生成Si2Cl6和Si3Cl8。
4、SiO2光纤原料的提纯 经大量研究表明，用来制造光纤的各种原料纯度应达 到99.9999％，或者杂质含量要小于10-6。大部分卤化物材 料都达不到如此高的纯度，必须对原料进行提纯处理。 卤化物试剂目前已有成熟的提纯技术，如精馏法，吸附 法或精馏吸附混合法。目前在光纤原料提纯工艺中，广 泛采用的是“精馏－吸附－精馏”混合提纯法。
1、改进的化学气相沉积法(MCVD) 管内化学气相沉积法，是目前制作高质量石英系玻璃光纤 稳定可靠的方法，它又称为“改进的化学气相沉积法” （MCVD）。MCVD法的特点是在一根石英包皮管内沉积 内包皮层和芯层玻璃，整个系统是处于全封闭的超提纯状 态，所以用这种方法制得的预制棒纯度非常的高，可以用 来生产高质量的单模和多模光纤。