光纤制造工艺

技术开发　Ｆ　—　ｇｉａｓｓ　张振远，等：一种高分辨率大信息量光纤传像柬的制造工艺试验　

中图分类号：ＴＱ３４２￣．８２　文献标识码：Ａ　

一种高分辨率大信息量光纤传像束的制造工艺试验　

张振远，徐明泉，李莉，孙磊，王蓉　

（南京春辉科技实业有限公司，南京２１００１２）　

摘要：介绍了酸溶法、层叠法和复丝法制造光纤传像束的优缺点。结合层叠法与复丝法的优点，采用玻璃管结构，同时　

填充ＥＭＡ纤维，制成了高分辨率大信息量的光纤传像束。通过试验已经制造出３根传像束，具体规格是　１３．５　ｎｌＩｆＩ（截面）×　６００　ｍｉｌｌ（长度），光纤单丝量达１２０万，分辨率≥５Ｏ　ｉｐ／ｍｍ。　

关键词：高分辨率；大信息量；光纤传像束；复丝；单丝；ＥＫＡ纤维　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ａ　Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｉｍａｇｅ　Ｇｕｉｄｅ　ｗｉｔｈ　

Ｈｉｇｈ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｌａｒｇｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　

ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｙｕａｎ，ＸＵ　Ｍｉｎｇｑｕａｎ，Ｌｉ　ｌｉ，ＳＵＮ　Ｌｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｒｏｎｇ　

（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｃｈｕｎｈｕｉ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１　００１　２）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｍｕｌｔｉｆｉｂｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｉｍａｇｅ　ｇｕｉｄｅ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｗａｓ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ　ｂｙ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｉｎ　ａ　ｇｌａｓｓ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ＥＭＡ　ｆｉｂｅｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　

ｇａｐｓ．３　ｉｍａｇｅ　ｇｕｉｄｅ　ｂｕｎｄｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｍａｄｅ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｗａｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂｕｎｄｌｅ　ｓｉｚｅ　ｂｅｉｎｇ　１３．５　ｍｉｌｌ（ｓｅｃｔｉｏｎ）×６００　ｎｌｌｎ　

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超低损耗光纤的制造工艺研究

■ 肖华12 劳雪刚12 沈震强12 翟云霄12 （1.江苏亨通光电股份有限公司 江苏 苏州 215200）（2.江苏亨通光导新材料有限公司 江苏 苏州 215200）

在气相轴向沉积法中通过向光纤预制棒中的纯二氧化硅芯部掺入碱金属元素，来优化光纤芯包层的粘度匹配，从而降低瑞利散射带来的光纤衰减。为了控制碱金属元素的含量，可通过检测仪器进行直接测量，同时通过光纤拉丝确定最优的碱金属浓度范围。The pure silicon dioxide core of an optical fiber preform was doped with alkalis in vapour axial deposition. It can optimize the matching of viscosity between the core and cladding, and thus lower the attenuation caused by Rayleigh scattering. In order to control the concentration of alkali, It can be directly measured by instrument, and the optimum alkali concentration range can be determined by fiber drawing.

超低损耗光纤 碱金属掺杂 瑞利散射 石英粘度ultra-low loss optical fiber; alkali doping; Rayleigh scattering; viscosity

Doi:10.3969/j.issn.1673-5137.2019.01.007摘 要Abstract

关键词Key Words

０．　引言

随着5G第一阶段的标准公布，其大规模的应用试验将

光纤制造工艺

郭克俊 1231410007

【摘要】光线的制造工艺包括光纤原料制备及提纯、光纤预制棒熔炼及表面处理、拉丝及一

次涂覆、光纤张力筛选及着色、二次涂覆五步。其中SiO2光纤预制棒的制造工艺是光纤制

造技术中最重要、也是难度最大的工艺，传统的SiO2光纤预制棒制备工艺普遍采用气相反

应沉积方法。尽管利用气相沉积技术可制备优质光纤预制棒，但是气相技术也有其不足之处，

如原料昂贵，工艺复杂，设备资源投资大，玻璃组成范围窄等。为此，人们经不断的艰苦努

力，终于研究开发出一些非气相技术制备光纤预制棒。溶胶－凝胶法是一种非气相沉积技术，

最具发展前途。

【关键词】 光纤 预制棒 溶胶－凝胶法

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。其制造工艺流程如下图所示：

光纤制造工艺流程

由图可知，光纤的制造工艺主要有光纤原料制备及提纯、光纤预制棒熔炼及表面处理、

拉丝及一次涂覆工艺、光纤张力筛选及着色工艺、二次涂覆工艺五步。其中SiO2光纤预制

棒的制造工艺是当今光纤制造技术中最重要、也是难度最大的工艺。

先将经过提纯的原料制成一根满足一定性能要求的玻璃棒，称之为“光纤预制棒”或“毌

棒”。光纤预制棒是控制光纤的原始棒体材料，组元结构为多层圆柱体，它的内层为高折射

率的纤芯层，外层为低折射率的包层，它应具有符合要求的折射率分布型式和几何尺寸。传

统的SiO2光纤预制棒制备工艺普遍采用气相反应沉积方法。目前最为成熟的技术有四种：

光纤研磨工艺介绍

光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的，细小而柔韧的传输介质。它是用石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝，直径在几个μm（光波波长的几倍）到120μm。就象水流过管子一样，光能沿着这种细丝在内部传输。光纤的构造一般由3个部分组成：涂覆层，包层，纤芯，如图：

通过对光纤结构的了解我们知道，光纤结构自内向外为纤芯，包层，涂覆层。 光纤内部一共有两种光折射率，纤芯的折射率为n1，包层的折射率为n2，由于所掺的杂质不同，使包层的折射率略低于纤芯的折射率，即n2

光纤的类型最常见的划分方式是将光纤分为单模光纤和多模光纤。光纤中光线通过的部分被称为光纤的纤芯，并不是任何角度的光都能进入纤芯的，要进入纤芯，光线的入射角必须在光纤的数值孔径范围内。一旦光纤进入了纤芯，其在纤芯中可以使用的光路数也是有限的，这些光路被称为模式。如果光纤的纤芯很大，光线穿越光纤时可以使用的路径很多，光纤就称为多模光纤。如果光纤的纤芯很小，光线穿越光纤时只允许光线沿一条路径通过，这类光纤就称为单模光纤。

1. 单模光纤

所谓单模光纤(Single Mode Fiber)，就是指在给定的工作波长上只能传输一种模态，即只能传输主模态，其内芯很小，约8--10μm。由于只能传输一种模态，就可以完全避免模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容量，长距离的光纤通信。它是未来光纤通信和光波技术发展的必然趋势；

2. 多模光纤

所谓多模光纤(Multi Mode Fiber)就是指在给定的工作波长上，能以多个模态同时传输的光纤，多模光纤能承载成百上千种的模态。由于不同的传输模式具有不同传输速度和相位，因此在长距离的传输之后会产生延时，导致光脉冲变宽，这种现象就是光纤的模间色散（或模态色散）。由于多模光纤具有模间色散的特性，使得多模光纤的带宽变窄,降低其传输的容涂覆层

包层

纤芯 62.5μm 125μm