Обзор технологий изготовления оптических телекоммуникационных волокон и связанные с ними инновац

Введение

На протяжении последних лет в производстве опти­ческих волокон произошли серьезные изменения в плане применяемых технологий. Колебания спроса и снижение цен на оптические телекоммуникационные волокна привели к необходимости разработки новых экономически эффектив­ных технологий изготовления и новых конструкций волокон. В настоящей статье описаны принятые в отрасли технологии производства оптических телекоммуникационных и специ­альных волокон, а также представлены несколько послед­них инновационных решений для изготовления заготовок и волокон. Телекоммуникационные оптические волокна производятся в очень больших объемах (свыше 100 млн км одномодового волокна, соответствующего ITU-T 652, в год) и имеют малое количество подкатегорий. Стимулом для разработки инновационных технологий является стрем­ление к сокращению производственных расходов, повыше­нию производительности, достижению экономии, обуслов­ленной ростом масштабов производства, и улучшению характеристик оптического волокна. Волокна специального назначения, наоборот, производятся небольшими партиями, с многочисленными типами конструкций (подкатегорий), продаются метрами, при этом стимулом для новых техно­логических решений служат требования гибкости произ­водства в связи с постоянно изменяющимися конструкци­ями оптических волокон.

Обзор технологий изготовления оптических

телекоммуникационных волокон и связанные

с ними инновационные решения

Стандартная последовательность технологического процесса производства одномодовых оптических волокон состоит из следующих этапов: изготовление заготовки серд­цевины оптического волокна (Core), наращивание оболочки (Clad), вытяжка заготовки в волокно (Draw) и, наконец, прове­дение испытаний на соответствие качества волокна (испы­тание на прочность, проверка геометрических параметров и оптические испытания) (QC).

Core

>

Clad

>

Draw

>

QC

Рис. 1. Этапы технологического процесса

Изготовление заготовки сердцевины одномодового оптического волокна

Заготовка сердцевины определяет качество и эксплу­атационные характеристики волокна и поэтому является его наиболее важной частью. К известным процессам изготовления сердцевины относятся следующие: VAD, OVD, PCVD, MCVD и FCVD. Наиболее широко применяются методы VAD и OVD

Рис. 2. Сердцевина ( Core ) и оболочка ( Clad ) оптического волокна

Развитие в направлении создания оптических воло­кон с низким и нулевым пиком воды (ITU-T 652D) приводит к новой проблеме, которую должна учитывать технология изготовления волокон: необходимость сокращения погло­щения гидроксильных групп OH

Процесс изготовления сердцевины волокна методом VAD

Метод осевого парофазного осаждения (VAD), изобре­тенный в 1970 году в Японии, представляет собой химиче­ский процесс гидролиза в пламени, при котором в резуль­тате реакции паровой фазы формируются наночастицы стекла, образующие окиси. Частицы (SiO2, GeO2) осажда­ются в осевом направлении на вращающемся кварцевом стержне путем термофорезного осаждения [4]. Пористая заготовка затем спекается (дегидратируется и остекловывается), а потом вытягивается в стержень, готовый к нара­щиванию оболочки. Метод VAD лучше всего подходит для изготовления оптических волокон с низким содержанием гидроксильных групп, но он также является очень трудным процессом для промышленного производства. В тради­ционной технологии осаждения по методу VAD использу­ются концентрические кварцевые горелки, изготовленные в стекольных мастерских, и небольшие камеры осаждения с естественным потоком воздуха. Компания Nextrom разра­ботала новый процесс VAD с использованием металличе­ских горелок с калиброванными отверстиями и большой камерой осаждения с принудительным потоком воздуха [3].

Металлическая горелка выполнена из обработанного на прецизионном станке металлического газораспределителя с коррозионностойкой трубкой и образует тепловой и хими­ческий барьер путем подачи чистого воздуха, основанный на эффекте Вентури. Образование пламени и химическая реакция происходят в ламинарном потоке чистого воздуха. Это дает возможность получать очень точное и повторяе­мое осаждение, контролировать при помощи конструкции объем и скорость газов, использовать стандартные рецептуры, поскольку они ведут себя единообразно на любой установке для осаждения. Большая камера с принудитель­ным потоком воздуха имеет раздельные выпускные отвер­стия для сердцевины и оболочки с минимальным осажде­нием на стенках камеры, обеспечивает хорошую возмож­ность контроля нежелательного вторичного осаждения, а также повышения стабильности пламени благодаря лами­нарной зоне осаждения. Такая конструкция камеры успешно используется для производства оптических волокон с низким пиком воды при скорости осаждения 6 г/мин. В настоящее время ведутся дальнейшие разработки с целью повыше­ния производительности эти

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать