光纤材料及制造课件.pptx

1、光纤材料 高纯度熔石英光纤传输损耗低多组分玻璃纤维纤芯包层折射率可在较大范围内变化，易于制造大数值孔径 的光纤。(2)、塑料光纤成本低、材料损耗大、温度性能差。(3)、晶体光纤纤芯为单晶，可用于制作有源和无源光纤器件。(1)、石英光纤4:161 目前通信用光纤主要是用高纯度的玻璃石英玻璃（SiO2）材料制成的。最纯的天然石英,因其含杂质多而不能在光导纤维中使用.还有一个原因是光学性能各向异性(nxnynz)。熔融石英又名人造石英，是制造光导纤维的主要原料。其特点是：熔融石英是非晶态的，也就是说，它不是一个晶体。它没有“熔点”，在较高温度下变得比较柔软。石英玻璃光纤的制备4:162石英光纤的主要

2、原料 纤芯和包层本体材料：SiCl4 纤芯和包层掺杂用剂：GeO2、P2O5、GeCl4、B2O3、POCl3和F等。纤芯材料：SiO2或SiO2+GeO2 包层材料：SiO2+B2O3或SiO2+F。4:163一、超纯的熔融SiO2提取 超纯的熔融石英玻璃通常利用气相沉积法取得，所用原料为SiCl4、GeCl4 化学反应式为 o oC CG Ge eC Cl lO OG Ge eO OC Cl l 170042222 221700242ClSiOOSiClC熔融石英玻璃的折射率约为1.458 二、熔融石英光纤的掺杂剂提取 改变石英光纤折射率经常使用的掺杂剂有GeO2、P2O5、TiO2、Al

3、2O3和B2O3、F等 4:164 221700242ClGeOOGeClC 25217002362ClOPOPOClC 232170023634ClOBOBClC 掺杂剂所用主要原料为GeCl4、POCl3、BCl3和SF6等。化学反应式为：4:175光纤制备方法 光纤制备步骤(气相技术)材料选择预制棒制造-拉丝涂覆 套塑 预制棒制造方法约 10种 21344:1764:177一、原料制备与提纯 MCVD法是目前使用最广泛的预制棒生产工艺。二、制棒的制备过程 管内MCVD法预制棒制备制造预制棒的次序是；首先在石英管内壁上沉积包层；其次在包层内沉积纤芯；最后则是“烧缩成预制棒”。1400160

4、0的高温氢氧火焰加热 4:178MCVD 法示意图 石英反应管：外径1825mm；壁厚1.42mm;长8001200mm氢氧火焰温度:14001600 4:179原料进入石英管，在高温下石英管外的温度为14001600（）产生化学反应。反应生成物是烟灰状的玻璃粒子，它们沉积在火焰前方的冷的管壁上。当纤芯达到设计所规定的厚度时，原料供给停止。4:1710OVD法沉积光纤预制棒（外部）4:1711VAD法沉积光纤预制棒(2轴向)4:1712三、光纤的拉制工艺（a）加热后的预制棒 4:1713通常涂覆都在两层以上，里面的一层用折射率比石英玻璃稍大的变性硅酮树脂，可以用来吸收透过包层的光，涂覆厚度一般为 30150m。外面的第二层是普通的硅酮树脂，而且涂层较厚。两次涂覆后的外径约为 0.80.9mm，有利于提高光纤的低温性能和抗微弯性能。四、光纤涂覆工艺4:1714五.套塑 紧套光纤的套塑工艺示意图4:1715通信波段划分及相应传输媒介频率 Hz10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空间波长（m）电力、电话无线电、电视微波红外可见光双铰线同轴电缆光纤卫星/微波AM无线电FM无线电频段划分传输介质4:1716