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).

             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

Процессы изготовления

Процесс PCVD

Плазменный метод химического парофазного осажде­ния (PCVD), изобретенный компанией Philips в 1980-х годах, запатентованный и принадлежащий компании Draka, так же как и методы MCVD/FCVD, представляет собой процесс внутреннего осаждения. Единственным существенным отли­чием является то, что источником тепла, используемым для спекания осажденного ультрадисперсного порошка внутри опорной трубы, служит расположенная внутри плазма низкого давления, создаваемая радиочастотным полем. Это позво­ляет очень точно контролировать процесс спекания слоев, что обеспечивает более точный контроль профиля показа­теля преломления, особенно, в случае оптических волокон с градиентным показателем преломления, но в то же время при этом допускается значительное включение легирую­щих примесей. Развитие этой технологии для изготовле­ния телекоммуникационных оптических волокон идет в том же направлении, что и развитие технологии MCVD, то есть целью дальнейшего развития является изготовление заго­товок сердцевины волокна с меньшим соотношением B/A и стержней для изготовления сердцевины с большими диаме­трами, что приведет к повышению производительности.

Процесс вытяжки

Заключение

Процесс изготовления стержней для сердцевины одномо-довых оптических волокон не претерпел каких-либо значи­тельных изменений, но в его развитии отмечаются шаги по увеличению размера заготовок, повышению произво­дительности, решению проблем, связанных с вызванным наличием гидроксильных групп (OH) затуханием, и новыми конструкциями волокон, требующих новых профилей пока­зателя преломления.

Компания Nextrom внесла свой вклад в развитие этого процесса, разработав новый метод осевого парофазного осаждения, обеспечивающий высокую стабильность процесса,

Рис. 14. Башня для вытяжки оптических волокон специального назначения

для которого используется технология химического паро-фазного осаждения с помощью печи, разработанной компа­нией Silitec Fibers. Процесс наложения оболочки на одномо-довые оптические волокна претерпел более существенные изменения, направленные на увеличение размера загото­вок, повышение производительности и сокращение расходов на материалы. Компании Nextrom и Silitec внедрили новые высокоэффективные и востребованные процессы, такие как высокопроизводительный процесс наложения оболочки методом наружного парофазного осаждения, новая техно­логия наращивания оболочки методом засыпки кварцевой крошки и технология вытяжки заготовок большого диаме­тра. В области оптических волокон специального назначе­ния разработка технологических процессов шла в направ­лении новых более гибких способов производства загото­вок сложных структур и высоколегированных оптических волокон. В этой области компании Silitec и Nextrom также разработали инновационные процессы изготовления, такие как легирование и засыпка кварцевого песка, изготовление волокон с несколькими сердцевинами и поликристалличе­ских волокон с наращиванием оболочки методом засыпки кварцевого песка.

ЛИТЕРАТУРА

1. F. Sandoz et al. «A Novel process to manufacture high effciency laser fbers» Photonics 2008, Dehli.

2. P. Roy et al. «Active Optical Fibers: New design and alternative method of fabrication», Photonics 2008, Dehli.

3. A. Sarkar, B. Orchanian, A. Chan. «A Novel VAD process», IWCS 2008

4. N. Niizek, N. Inagaki and T. Edahiro. «Vapor-Phase Axial Deposition Method», Chapter 3, Optical Fiber Communication Vol. 1, Fiber Fabrication, edited by T. Li, Academic Press (1983).

Журнал «НАУКА и ТЕХНИКА»

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