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光纤预制棒取棒装置的研发应用发布时间：2021-06-04T15:13:11.113Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：沈国锋肖斌[导读] 摘要：自20世纪70年代末以来，美国Corning公司开发了适合光纤大规模生产的管外汽相沉积法（OVD）工艺。
华能（泰安）光电科技有限公司山东新泰 271200摘要：自20世纪70年代末以来，美国Corning公司开发了适合光纤大规模生产的管外汽相沉积法（OVD）工艺。
其后，OVD工艺得到不断改进，目前已开发出第7代工艺，使生产效率得到极大的提高，生产成本有效降低。
日本NTT公司推出了汽相轴向沉积法（V AD）工艺，早期光纤预制棒的生产均采用“一步法”，即通过选定的工艺技术直接进行光纤预制棒芯层及包层的生产，该方法受外围技术设备和工艺技术本身的制约，所生产的光纤预制棒单棒可拉丝长度受到极大的限制，阻碍了生产效率的提高。
目前，光纤预制棒的生产一般采用“两步法”复合工艺技术，即先制造光纤预制棒芯棒，然后在芯棒外采用不同技术制造外包层或直接套管，在不影响光纤性能的同时，增加光纤预制棒单棒可拉丝长度，提高生产效率，降低光纤的生产成本。
关键词：光纤预制棒；取棒装置；应用引言光纤预制棒是生产石英系列光纤的原材料，而光纤预制棒的生产技术落后是制约我国光纤产业发展的瓶颈。
为了摆脱生产工艺落后的被动局面，提高产品的市场竞争力，国内光纤生产企业越来越重视生产工艺的改进和生产管理的自动化、信息化。
目前，国内外石英光纤预制棒的制备工艺主要包括：电熔制备法、气炼制备法、直接合成制备法、间接合成制备法和高频等离子沉积制备法（简称PSOD）。
1光纤预制棒取棒装置根据光纤预制棒取棒装置的功能任务需求，暂定光纤预制棒取棒装置由4大模块组成，分别是机架及移动模块、升降机构模块、旋转机构模块和夹持机构模块。
如图1所示，各个模块的功能动作及结构在设计上是独立的。
图1结构设计方案光纤预制棒取棒装置是在包层沉积工序后使用的装置设备。
OVD法制备光纤预制棒(一)光纤预制棒（Optical fiber preform rod）是光纤生产的基础材料，其制备关键通常采用外延熔融(Vapor-phase axial deposition, OVD)法。
本文将从OVD法制备光纤预制棒的原理、工艺流程、设备组成和主要应用等方面进行介绍。
一、OVD法制备光纤预制棒的原理OVD法是一种利用化学反应生成物在高温环境下传输从而制备材料的方法，其原理是将化学反应产生的反应物输送到熔池中，沿一个预设的温度梯度进行热分解和降温，使得生成物在熔池内沈积并生长为棒材。
具体而言，就是将光纤预制棒所需原料，如硅烷气体和氧气通过特定方式混合，然后在高温环境下进行化学反应，产生硅氧烷分子，并将其输送到熔池中。
在熔池中，硅氧烷分子逐渐热分解并重新组合形成SiO2的脱水聚合反应，逐渐沉积生长为光纤预制棒。
二、OVD法制备光纤预制棒的工艺流程OVD法制备光纤预制棒的工艺流程如下：（1）混合气体：将硅烷气体、氧气等所需原料按照比例混合。
（2）化学反应：在熔融炉中，将混合气体注入其中，在高温、高压环境下进行反应。
（3）沉积生长：反应产生的生成物均匀地沉积到石英棒材上，并在其表面生长出连续、致密的石英层。
（4）成型：将石英棒材放置于制备设备中，进行拉伸成型。
（5）切割：将拉伸好的光纤预制棒切割成所需长度。
三、OVD法制备光纤预制棒的设备组成OVD法制备光纤预制棒的设备由化学反应单元、降温炉、吸收装置、拉伸装置和自动控制系统组成。
（1）化学反应单元：主要由熔融炉、气体混合系统、加热炉、反应化学炉和定量供应系统组成。
（2）降温炉：用于控制石英棒材内部的温度分布。
（3）吸收装置：用于吸收化学反应释放出的气体产物。
（4）拉伸装置：拉伸预制棒成型。
（5）自动控制系统：对整个制备过程进行调节和控制。
四、OVD法制备光纤预制棒的主要应用光纤预制棒是制备光纤的基础材料，广泛应用于光纸、光通信、激光材料等领域。
OVD法制备光纤预制棒(二)
1. OVD法制备光纤预制棒的基本原理
OVD法是一种通过拉伸熔融玻璃的方法制备光纤预制棒的技术。
在这个过程中，玻璃材料首先被加热到熔点，然后通过拉伸的方式将其拉成细丝，最终形成光纤预制棒。
2. OVD法制备光纤预制棒的优点
相比于其他制备光纤预制棒的方法，OVD法具有以下优点：
（1）高纯度：由于玻璃材料在制备过程中不会受到污染，因此制备出的光纤预制棒具有高纯度。
（2）高质量：OVD法制备的光纤预制棒具有较高的光学性能，如低损耗、高带宽等。
（3）高效率：与其他制备方法相比，OVD法具有较高的生产效率，可以大规模制备光纤预制棒。
3. OVD法制备光纤预制棒的应用
光纤预制棒是光纤制备的重要材料，广泛应用于通信、医疗、军事等领域。
其中，通信领域是光纤预制棒最主要的应用领域，用于制备各种类型的光纤，如单模光纤、多模光纤、光纤光栅等。
4. OVD法制备光纤预制棒的发展趋势
随着通信技术的不断发展，对光纤预制棒的要求也越来越高。
未来，OVD法制备光纤预制棒的发展趋势将主要表现在以下几个方面：
（1）制备材料的优化：通过改进材料制备工艺和材料配方，提高光纤预制棒的质量和性能。
（2）制备工艺的改进：通过改进制备工艺，提高生产效率和降低制备成本。
（3）新型材料的研发：研发新型材料，如光子晶体、纳米材料等，以提高光纤预制棒的性能和应用范围。
（4）智能化制备：通过引入人工智能和自动化技术，实现光纤预制棒的智能化制备和质量控制。
OVD法制备光纤预制棒-V1
OVD法制备光纤预制棒
光纤预制棒是一种在制备光纤时常用的材料，可以减少制备时的劳动
力和时间成本。
而其中一种制备光纤预制棒的方法，就是采用OVD法。
1. OVD法简介
OVD法全称为Outside Vapor Deposition，即外部气相沉积法。
是一
种利用气体化合物在高温区域降解而沉积在基材上的技术。
该技术在
光纤制备领域得到广泛应用，制备出的光纤具有优异的光学性能。
2. 制备光纤预制棒的步骤
（1）预备工作：选择适合的材料和化学品；调整好制备温度、压力等
参数。
（2）将材料切成圆柱形。
（3）将材料放在OVD法的制备设备中，在前端加入气体化合物。
（4）加热材料使它流体化。
（5）从前端喷射气体化合物，使其在材料表面沉积，形成光纤预制棒。
3. OVD法制备光纤预制棒的优点
（1）制备速度快，可以大规模制备光纤预制棒。
（2）制备的光纤预制棒表面光滑，无需再进行后续的加工。
（3）制备的光纤预制棒中材料成份均匀，具有较高的光学性能。
（4）该方法可以用于制备多种材料的光纤预制棒。
4. 研究进展和应用前景
目前，OVD法已经成为了制备光纤预制棒的一种主流方法。
随着科学技术的不断发展，该技术在光通信、光传感、生物医学等领域得到了广
泛应用。
总之，OVD法制备光纤预制棒是一种优秀的制备方法，具有制备速度快、表面光滑等优点，在未来的发展中将会得到更广泛的应用。
OVD法制备光纤预制棒(1)OVD法制备光纤预制棒是一种无污染、高效、节能的制备方法，其优点在于制备出来的光纤预制棒体积大、直径均匀，并可以一次性制备出多个棒材，提高了生产效率。
一、OVD法的基本原理OVD法（Outside Vapor Deposition）是一种光纤预制棒制备技术，其基本原理是利用化学反应将气体化学组分在高温下反应，产生的沉淀物形成光纤预制棒。
OVD法制备光纤预制棒的步骤主要包括气源，沉积、拉伸、密封等几个过程，每个过程都是相互关联、相互影响的。
二、OVD法制备光纤预制棒的特点1. 生产效率高。
OVD法制备光纤预制棒的一个显著特点是可以一次性制备多个棒材，并且每个棒材的直径都是一致的，因此生产效率非常高。
2. 制备出的棒材质量高。
利用OVD法制备出来的光纤预制棒纯度高、直径均匀、表面光洁度好、化学成分稳定，甚至还可控制棒材的强度，具有非常好的光学性能。
3. 环保节能。
OVD法制备光纤预制棒的化学反应过程中并没有任何污染物排放，同时反应所需能量较低，相比其他方法更加节能环保。
三、OVD法制备光纤预制棒的应用1. 光导纤维预制棒。
利用OVD法制备出来的光纤预制棒是制备高品质光导纤维的前提，因此在通信领域广泛应用。
2. 光纤传感器预制棒。
OVD法制备的光纤预制棒不仅表面光洁度高且具有高稳定性，在光纤传感器的制备中也起到了关键作用。
3. 其他应用领域。
OVD法制备光纤预制棒还广泛应用于光纤光源、光纤放大器、光纤光栅等领域。
综上，OVD法制备光纤预制棒具有高效、环保、高质量等特点，其应用范围广泛，其前景也非常光明。
