光纤生产流程

光纤之基本构造包括纤芯(core),增加全反射作用强度之包层(cladding),而最外层则为保护外皮(Protective Sheath)。光纤以传输模态可分单膜及多膜,若将纤核直径大小限制在10μm左右,在1300nm传输波长中,便仅有一个传输模态在光纤中传输,即为单膜,若将纤核直径加大,光纤内有多种路径供传递,则称为多膜。单膜主要用在长途通信(须与半导体雷射配合),因此产品要求较严苛,而全球光纤使用量目前仍以单膜为主。单、多膜使用量约10:1,而多膜则适用在智慧型大楼内部及区域性的光纤网路铺设,在全球光纤到家的趋势发展中,未来多膜光纤的成长性高,极被看好。从生产的角度而言,虽单膜要求较高,但多膜的生产流程却较复杂,且产品单价约是单膜的2~3倍。全球光纤1999年的市场占有率如下:康宁30%、Lucent 15%、Alcatel 13%、Sumitomo(住友电工)7%、Furukawa(古河电工)、Fujikura(藤仓)各占7%。

光纤生产方式为,先作预型体(preform),采用汽相沈积法,可分为垂直沈积式(VAD,由日本NTT开发)、外部沈积式(OVD,由康宁开发)及内部沈积式(MCVD,由Bell Lab开发)等方式,目前光纤业者大多采用MCVD制作多膜光纤。在石英管中加氧气及高纯度的卤化物,加热长成多层折射率不同的玻璃,玻璃再收缩变成实心棒,即为预型体,用此法很容易控制预型体的形状及大小,预型体成形後,先作量测,再移到石墨炉中加热抽丝成为光纤,为保护其强度,避免受潮及污染,必须在裸光纤表面镀上保护层,整个生产流程须4~5天(作预型体则须1~2天)。

石英玻璃纤维为制造光纤的最理想材料,主要原因是通过气相沉积方法,很容易从卤化物原料得到高纯度玻璃,且其折射率的控制或掺杂浓度的控制比其他方法更容易。光纤的抽丝速率主要受限于镀膜过程,因必须考虑保护层的均匀度及材料的烘干,目前抽丝速率可达300-600米/分。而其外围保护层的材料亦可分为两大类:1.利用紫外线烘干材料,如高分子环氧基丙烯酸纸、2.利用加热烘干的材料,如矽树脂及各种高分子材料。

光纤生产流程

光纤生产方式为,先作预型体(preform),采用汽相沈积法,可分为垂直沈积式(VAD,由日本NTT开发)、外部沈积式(OVD,由康宁开发)及内部沈积式(MCVD,由Bell Lab开发)等方式,目前光纤业者大多采用MCVD制作多膜光纤。在石英管中加氧气及高纯度的卤化物,加热长成多层折射率不同的玻璃,玻璃再收缩变成实心棒,即为预型体,用此法很容易控制预型体的形状及大小,预型体成形後,先作量测,再移到石墨炉中加热抽丝成为光纤,为保护其强度,避免受潮及污染,必须在裸光纤表面镀上保护层,整个生产流程须4~5天(作预型体则须1~2天)。

石英玻璃纤维为制造光纤的最理想材料,主要原因是通过气相沉积方法,很容易从卤化物原料得到高纯度玻璃,且其折射率的控制或掺杂浓度的控制比其他方法更容易。光纤的抽丝速率主要受限于镀膜过程,因必须考虑保护层的均匀度及材料的烘干,目前抽丝速率可达300-600米/分。而其外围保护层的材料亦可分为两大类:1.利用紫外线烘干材料,如高分子环氧基丙烯酸纸、2.利用加热烘干的材料,如矽树脂及各种高分子材料。

光缆的制造过程分为以下几个步骤:

①光纤的筛选:筛选的目的是选择出传输特性优良和张力合格的光纤。在筛选的过程中,首先,按照有关规定,进行400~600g的张力试验,通过了张力筛选的光纤才能作为成缆的合格光纤。其次,对成缆用的各种塑料、加强元件材料、金属包扎带(涂塑的铝带或涂塑的钢带)、填充胶等进行抽样试验,检查外形

和备用长度是否合格。

②光纤的染色:染色的目的是方便对光纤的识别,有利于施工和维护时的光纤连续操作。光缆中的光纤单元、单元内的光纤、导电线组(对)及组(对)内的绝缘芯线都使用全色谱来识别,也可用零时色谱来识别。用于识别的色表应该鲜明,遇到高温时不退色,也不前移到相邻的其他光缆元件上。染色是可以使全然的单色,也可印成色带。常见的光纤色带,其排列顺序使蓝、橘、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、玫瑰、天蓝

③二次挤塑:目的是为光纤制作套管(紧套管和松套管)。一般选用低膨胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子,能将光纤纳入,并填入防潮、防水的凝胶。二次挤塑的要点:要选用高弹性模量、底膨胀系数的塑料;单纤入管的,其张力和余长设计,必须得到良好控制,以保证套塑后的光纤在低温时有优良的温度特性;要填入凝胶;二次被覆挤塑后的松套的光纤,要储存数天(不少于两天),使外套的塑料管产生一个微小的收缩,并缓慢固化定性下来。

④光缆绞合:目的是将挤塑好的光纤与加强件绞合,构成缆芯。绞合时,在绞合机上,用松套的光纤管(或一次涂覆UV丙烯酸酯和染色后的光纤)环绕着中心强度元件进行绞合。盘绞过程中,应使用拉力控制的全退扭的放线设备。对于层绞式光缆,在绞合定性之前要使用热熔胶,将管子固定在中心加强元件上,用包扎带进行特别的固定,对于骨架式光缆,绞合时,也要包扎好,并用黑色PE塑料套上第一层护套,以固定光纤进入V型槽道内,防止光纤位移到骨架的脊背上,引起光纤受应力而加大附加损耗。

⑤挤光缆外护套:目的就是为光缆加上外层护套,以满足工程应用的需要。在其外护套的过程中要加填凝胶(在加强芯和二次挤塑后的套管之间),以防水流入缆芯。在挤塑中使用纵向涂塑钢带(或涂塑铝带)进行压波纹搭接,金属搭接层的宽度一般为6mm。在挤塑线上,收线之前还要记“米”长的打印,连续记录光缆的段长。

⑥光缆测试:是光缆生产过程中的最后一道工序,其目的是测试光缆是否符合各项设计指标,如测试损耗、是否有断纤、弯曲度如何。通过测试后,就可向用户提供成品光缆了。

光纤之基本构造包括纤芯(core),增加全反射作用强度之包层(cladding),而最外层则为保护外皮(Protective Sheath)。光纤以传输模态可分单膜及多膜,若将纤核直径大小限制在10μm左右,在1300nm传输波长中,便仅有一个传输模态在光纤中传输,即为单膜,若将纤核直径加大,光纤内有多种路径供传递,则称为多膜。单膜主要用在长途通信(须与半导体雷射配合),因此产品要求较严苛,而全球光纤使用量目前仍以单膜为主。单、多膜使用量约10:1,而多膜则适用在智慧型大楼内部及区域性的光纤网路铺设,在全球光纤到家的趋势发展中,未来多膜光纤的成长性高,极被看好。从生产的角度而言,虽单膜要求较高,但多膜的生产流程却较复杂,且产品单价约是单膜的2~3倍。全球光纤1999年的市场占有率如下:康宁30%、Lucent 15%、Alcatel 13%、Sumitomo(住友电工)7%、Furukawa(古河电工)、Fujikura(藤仓)各占7%。

光纤生产方式为,先作预型体(preform),采用汽相沈积法,可分为垂直沈积式(VAD,由日本NTT开发)、外部沈积式(OVD,由康宁开发)及内部沈积式(MCVD,由Bell Lab开发)等方式,目前光纤业者大多采用MCVD制作多膜光纤。在石英管中加氧气及高纯度的卤化物,加热长成多层折射率不同的玻璃,玻璃再收缩变成实心棒,即为预型体,用此法很容易控制预型体的形状及大小,预型体成形後,先作量测,再移到石墨炉中加热抽丝成为光纤,为保护其强度,避免受潮及污染,必须在裸光纤表面镀上保护层,整个生产流程须4~5天(作预型体则须1~2天)。

石英玻璃纤维为制造光纤的最理想材料,主要原因是通过气相沉积方法,很容易从卤化物原料得到高纯度玻璃,且其折射率的控制或掺杂浓度的控制比其他方法更容易。光纤的抽丝速率主要受限于镀膜过程,因必须考虑保护层的均匀度及材料的烘干,目前抽丝速率可达300-600米/分。而其外围保护层的材料亦可分为两大类:1.利用紫外线烘干材料,如高分子环氧基丙烯酸纸、2.利用加热烘干的材料,如矽树脂及各种高分子材料。

光纤生产流程

光纤生产方式为,先作预型体(preform),采用汽相沈积法,可分为垂直沈积式(VAD,由日本NTT开发)、外部沈积式(OVD,由康宁开发)及内部沈积式(MCVD,由Bell Lab开发)等方式,目前光纤业者大多采用MCVD制作多膜光纤。在石英管中加氧气及高纯度的卤化物,加热长成多层折射率不同的玻璃,玻璃再收缩变成实心棒,即为预型体,用此法很容易控制预型体的形状及大小,预型体成形後,先作量测,再移到石墨炉中加热抽丝成为光纤,为保护其强度,避免受潮及污染,必须在裸光纤表面镀上保护层,整个生产流程须4~5天(作预型体则须1~2天)。

石英玻璃纤维为制造光纤的最理想材料,主要原因是通过气相沉积方法,很容易从卤化物原料得到高纯度玻璃,且其折射率的控制或掺杂浓度的控制比其他方法更容易。光纤的抽丝速率主要受限于镀膜过程,因必须考虑保护层的均匀度及材料的烘干,目前抽丝速率可达300-600米/分。而其外围保护层的材料亦可分为两大类:1.利用紫外线烘干材料,如高分子环氧基丙烯酸纸、2.利用加热烘干的材料,如矽树脂及各种高分子材料。

光缆的制造过程分为以下几个步骤:

①光纤的筛选:筛选的目的是选择出传输特性优良和张力合格的光纤。在筛选的过程中,首先,按照有关规定,进行400~600g的张力试验,通过了张力筛选的光纤才能作为成缆的合格光纤。其次,对成缆用的各种塑料、加强元件材料、金属包扎带(涂塑的铝带或涂塑的钢带)、填充胶等进行抽样试验,检查外形

和备用长度是否合格。

②光纤的染色:染色的目的是方便对光纤的识别,有利于施工和维护时的光纤连续操作。光缆中的光纤单元、单元内的光纤、导电线组(对)及组(对)内的绝缘芯线都使用全色谱来识别,也可用零时色谱来识别。用于识别的色表应该鲜明,遇到高温时不退色,也不前移到相邻的其他光缆元件上。染色是可以使全然的单色,也可印成色带。常见的光纤色带,其排列顺序使蓝、橘、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、玫瑰、天蓝

③二次挤塑:目的是为光纤制作套管(紧套管和松套管)。一般选用低膨胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子,能将光纤纳入,并填入防潮、防水的凝胶。二次挤塑的要点:要选用高弹性模量、底膨胀系数的塑料;单纤入管的,其张力和余长设计,必须得到良好控制,以保证套塑后的光纤在低温时有优良的温度特性;要填入凝胶;二次被覆挤塑后的松套的光纤,要储存数天(不少于两天),使外套的塑料管产生一个微小的收缩,并缓慢固化定性下来。

④光缆绞合:目的是将挤塑好的光纤与加强件绞合,构成缆芯。绞合时,在绞合机上,用松套的光纤管(或一次涂覆UV丙烯酸酯和染色后的光纤)环绕着中心强度元件进行绞合。盘绞过程中,应使用拉力控制的全退扭的放线设备。对于层绞式光缆,在绞合定性之前要使用热熔胶,将管子固定在中心加强元件上,用包扎带进行特别的固定,对于骨架式光缆,绞合时,也要包扎好,并用黑色PE塑料套上第一层护套,以固定光纤进入V型槽道内,防止光纤位移到骨架的脊背上,引起光纤受应力而加大附加损耗。

⑤挤光缆外护套:目的就是为光缆加上外层护套,以满足工程应用的需要。在其外护套的过程中要加填凝胶(在加强芯和二次挤塑后的套管之间),以防水流入缆芯。在挤塑中使用纵向涂塑钢带(或涂塑铝带)进行压波纹搭接,金属搭接层的宽度一般为6mm。在挤塑线上,收线之前还要记“米”长的打印,连续记录光缆的段长。

⑥光缆测试:是光缆生产过程中的最后一道工序,其目的是测试光缆是否符合各项设计指标,如测试损耗、是否有断纤、弯曲度如何。通过测试后,就可向用户提供成品光缆了。


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