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光纤制造-(光通信基础)

       光纤制造
        光纤的纤芯折射率n1比包层折射率n2高,纤芯材料主要成分为SiO2,其余成分为极少量的掺杂剂(如GeO2等),以提高纤芯的折射率。包层材料一般也为SiO2,作用是把光强限制在纤芯中,为了增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化性,其包层外增加了一层涂覆层,其主要成分是环氧树脂和硅橡胶等高分子材料。
       制造光纤时,需要先熔制出一根合适的玻璃棒,如图3.1.8a所示。为使光纤的纤芯折射率n1比包层折射率n2高,首先在制备纤芯玻璃棒时,要均匀地掺入少量比石英折射率高的材料(如锗);接着在制备包层玻璃时,再均匀地掺入少量比石英折射率低的材料(如硼)。这就制成了拉制光纤的原始玻璃棒,通常把它叫作光纤预制棒。把预制棒放入高温(约2000℃)拉丝炉中加温软化,拉制成线径很细的玻璃丝,如图3.1.8b所示,同时在玻璃丝外增加一层高分子材料涂覆层,以便增强玻璃丝的柔韧性和机械强度。玻璃丝中的纤芯和包皮的厚度比例和折射率分布与预制棒材料的完全一样。这种只有约125μm粗细的玻璃丝就是通信用的导光纤维,简称为光纤。当然,为了使纤芯直径在拉制过程中保持一致,还需要对线径进行测量控制。
光纤制造-(光通信基础)(图2)
图3.1.8   光纤预制棒制造和拉丝装置示意图
a)预制棒制造原理图 b)拉丝装置示意图