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毫不夸張的講,光纖是人類通信史上的一個(gè)超越時(shí)間和空間的奇跡,那么光纖是如何制造的呢?在光纖熔接過程中的常見問題又有哪些呢?
光纖是如何制造的?
光纖的制作主要分為三個(gè)過程:預(yù)制棒制備、光纖拉絲和測試。光纖整體結(jié)構(gòu)中,纖芯和包層兩個(gè)不可分割的部分,一起組成了裸光纖。
1)預(yù)制棒制備
預(yù)制棒生產(chǎn)主要有MCVD、OVD、VAD和PCVD等工藝。其中MCVD工藝由貝爾實(shí)驗(yàn)室于1974年開發(fā)。它將由氯化硅、氯化鍺和其它化學(xué)物質(zhì)組成的氣態(tài)混合物導(dǎo)入到包層中,并在石英管外旋轉(zhuǎn)加熱,硅和鍺氧化反應(yīng),形成二氧化硅和二氧化鍺,并駐留在石英管內(nèi)構(gòu)成光纖的主要部分。
針對(duì)光纖的折射率、膨脹系數(shù)和熔點(diǎn)等,可通過氣態(tài)混合物的成分濃度來控制。當(dāng)預(yù)制棒冷卻后,要進(jìn)行質(zhì)量(折射率)測試。
2)光纖拉絲
將預(yù)制棒放入光纖拉絲塔,進(jìn)行拉絲。預(yù)制棒經(jīng)拉絲,被拉成125μm粗細(xì)的光纖,并涂上二層樹脂以保護(hù)光纖的強(qiáng)度。
光纖拉絲塔內(nèi)有可產(chǎn)生17000-2000度的高溫的石墨爐,使預(yù)制棒軟化,再由拉絲輪卷繞而拉成細(xì)長的光纖。拉絲塔有一個(gè)信息反饋系統(tǒng),用來反饋爐溫和繞速等,以通過激光測微計(jì)來精確控制光纖直徑。
在拉絲過程中還要同時(shí)為光纖涂上一層很薄的樹脂并及時(shí)烘干,以增強(qiáng)光纖強(qiáng)度,避免相互黏附。
3)測試
光纖拉絲完成后,還需要對(duì)成品進(jìn)行測試,測試內(nèi)容主要包括:抗拉強(qiáng)度、折射率、光纖結(jié)構(gòu)、衰減、信息承載能力(帶寬)、色散、工作溫度和濕度范圍等。
光纖熔接過程中常見問題
1)熔接時(shí)接點(diǎn)有氣泡或者裂紋:存在這類問題可能是光纖切割不當(dāng),列如端面傾斜、有毛刺或者端面不清潔,必須再次清潔光纖以后再重新進(jìn)行熔纖工作;另外 一種問題是防電電極老化,必須更換電極棒。
2)熔接過厚或者接點(diǎn)變細(xì):熔接過厚、接點(diǎn)變粗通常是因?yàn)楣饫w饋入過多、推動(dòng)過快導(dǎo)致的;熔接縮頭、接點(diǎn)變細(xì)則是是饋入量不足、放電電弧太強(qiáng)導(dǎo)致的。這幾類問題都需要調(diào)整電弧防電參數(shù)和光纖饋入?yún)?shù)。
3)熱縮后比熱縮前損耗大:這類現(xiàn)象是因?yàn)楣饫w剝?nèi)ケWo(hù)套層后遭到污染,熔纖完畢后熱縮管緊縮時(shí),殘存的污染物(如微小砂粒)會(huì)壓迫光纖,造成 光纖變形,因此熔纖損耗才會(huì)增大。這個(gè)時(shí)候需要再次清理光纖、再次熔纖。
4)盤纖造成短纖或者損耗增大:光纖熔接完畢后,在接頭盒內(nèi)固定的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)輕拿輕放,確保光纖在最小彎曲半徑之上。接頭盒也需要謹(jǐn)慎置放,防止遭到擠壓和碰撞。
5)熔接處機(jī)械強(qiáng)度差,容易被折斷:造成這類現(xiàn)象的因素比較多:①光纖自身的品質(zhì)欠佳;②光纖橫切面不平整、造成熔接效果差;③熔縮接頭方人員托盤卡槽時(shí)用力不當(dāng)。
6)接續(xù)時(shí)出現(xiàn)負(fù)損耗:續(xù)接時(shí)出現(xiàn)負(fù)損耗,是在測試曲線上出現(xiàn)往上的發(fā)展趨勢。通常出現(xiàn)在模場直徑大的光纖續(xù)接模場直徑小的時(shí)候,是因?yàn)槟鲋睆叫〉墓饫w引導(dǎo)反向散射光的能力比模場直徑大的光纖強(qiáng)。這類情況下,我們應(yīng)當(dāng)采用雙向測試平均法來計(jì)算出熔接點(diǎn)的真實(shí)損耗!
光纖制造的過程決定了光纖的機(jī)械強(qiáng)度、傳輸特性和使用壽命,對(duì)保證光纖質(zhì)量十分重要。