光纤的制造、性能与应用

　　光纤和激光器的问世，拉开了光纤通信的序幕。与此同时，计算机和互联网日益普及，又大大地刺激人们对信息交换的需求。正是光纤、激光器、系统设备、计算机、互联网共同构筑的通信平台创造出了一个崭新的信息时代。

　　一、光纤制造

　　通信用光纤大多数是由石英玻璃材料组成的。光纤的制造要经历光纤预制棒制备、光纤拉丝等具体的工艺步骤。最常使用的工艺是两步法：第一步采用四种气相沉积工艺，即：外气相沉积（Outside Vapour Deposition-OVD）、轴向气相沉积（Vapour Axial Deposition-VAD）、改进的化学气相沉积（Modified Chemical Vapour Deposition-MCVD）、等离子化学气相沉积（Plasma Chemical Vapour Deposition-PCVD）中的任一工艺来生产光纤预制棒的芯棒；第二步是在气相沉积获得的芯棒上施加外包层制成大光纤预制棒。值得强调的是，光纤预制棒的光学特性主要取决于芯棒的制造技术，光纤预制棒的成本主要取决于外包技术。

　　1．芯棒制造

　　芯棒制造技术普遍采用气相沉积工艺，如OVD、VAD、MCVD、PCVD。其中OVD工艺是1970年美国康宁公司的Kapron研发的简捷工艺。OVD工艺的化学反应机理为火焰水解，即所需的芯玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰中携带的气态卤化物（SiCl4等）产生“粉末”逐渐地一层一层沉积而获得的。OVD工艺有沉积和烧结两个具体工艺步骤：先按所设计的光纤折射分布要求进行多孔玻璃预制棒芯棒的沉积（预制棒生长方向是径向由里向外），再将沉积好的预制棒芯棒进行烧结处理，除去残留水份，以求制得一根透明无水份的光纤预制棒芯棒，OVD工艺最新的发展经历从单喷灯沉积到多喷灯同时沉积，由一台设备一次沉积一根棒到一台设备一次沉积多根棒，从而大大提高了生产率，降低了成本。