无锡工艺光纤光缆

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1、1.光纤的光传输理论导光原理：光信息在高折射率的纤芯和低折射率的包层所构成的光波导中传播。2.按照折射率分布的不同，光纤一般可分为阶跃型光纤和渐变型光纤两种。(1) 阶跃型光纤如果纤芯折射率n1 沿半径方向保持一定，包层折射率n2 沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤，称为阶跃型光纤，又可称为均匀光纤。横截面2a2brn折射率分布纤芯包层AtAot输入脉冲光线传播路径输出脉冲(2) 渐变型光纤如果纤芯折射率n1 随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2 是均匀的， 这种光纤称为渐变型光纤，又称为非均匀光纤。如梯度光纤中的折射率分布为mA横截面折射率分布输入脉

2、冲光线传播路径输出脉冲50 125mrnitAot3.数值孔径 NA (1)NA 表示光纤接收和传输光的能力，NA( 或c)越大， 光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。对于无损耗光纤，在c内的入射光都能在光纤中传输；(2)NA 越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好；(3)但 NA 越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。所以要根据实际使用场合，选择适当的NA。4.光纤的色散：由于光纤中光信号中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度的不同而使得传播时间不同，因此，造成光信号中的不同频率成分或不同模式的光到达光纤终端有先有后，形成时间的

3、展宽，从而产生波形畸变的一种现象。5 色散的种类 :.(1)模式色散 (2)材料色散 (3)波导色散6.光纤的损耗：光波在光纤中传输，随着传输距离的增加而光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗。1.光纤的损耗1 吸收损耗 (1) 本征吸收 (2） 杂质吸收2. 散射损耗 :线性散射损耗和非线性散射损耗3. 附加损耗 (1)宏弯曲 (2)微弯曲7.光纤原材料 : 主体原材料 (SiCl4)掺杂原材料 (GeCl4、CCl3F3 氟里昂、 C2F6 六氟乙烷 ) 8. 热膨胀系数构成光纤包层的石英玻璃的较小；构成光纤纤芯的掺杂石英的较大在纤芯/包层界面处一定产生应力光纤产生附近损耗在光纤预制棒设计中

4、应选用热膨胀系数比较接近的材料来制造光纤预制棒。9.气相沉积技术: 芯棒：外部化学气相沉积法(OVD) 轴向化学气相沉积法(VAD) 改进的化学气相沉积法 (MCVD) 等离子化学气相沉积法(PCVD) 10.外包层：套管法粉末法等离子喷涂法(2)非气相沉积技术：界面凝胶机械挤压法管束拉丝法溶胶 -凝胶打孔拉丝法11.常用的掺杂剂对石英玻璃折射率变化的作用SiO2 光纤原料的提纯:“ 精馏吸附精馏” 混合提纯法。改进的化学气相沉积法(MCVD 12 工艺流程.将一根石英玻璃管（200 20mm）安装在卧式玻璃车床的两个同步旋转卡盘上，反应管的一端与化学原料供应系统相连，以便将各种化学原料按照流

5、量进行混合并输入到反应管中，反应管的另一端与反应尾气及粉尘处理设备相连，反应管下方有喷灯，以可控的速度沿反应管纵向平移对其加热。13.外部化学气相沉积法(OVD) 2)工艺流程)沉积OVD 法的沉积顺序是先沉积芯层，后沉积包层， 所用原料完全相同。沉积过程首先需要一根母棒，如母棒用氧化铝陶瓷或高纯石墨制成，则应先沉积芯层，后沉积包层，如母棒是一根合成的高纯度石英玻璃时，这时只需沉积包层玻璃。在 OVD 工艺中，氢氧火焰固定而靶棒边旋转边来回左右移动，然后，将高纯度的原料化合物，如SiCl4，GeCl4 等，通过氢氧焰或甲烷焰火炬喷到靶棒上，高温下，水解产生的氧化物玻璃微粒粉尘，沉积在靶棒上。正

6、是靶棒沿纵向来回移动，才可以实现一层一层地沉积生成多孔的玻璃体。光纤芯层和包层的沉积层沉积量满足要求时（约200 层） ，即达到所设计的多孔玻璃预制棒的组成尺寸和折射率分布要求，沉积过程即可停止。通过改变每层的掺杂物的种类和掺杂量可以控制折射率分布。2)烧结工艺当沉积工序完成后， 抽去中心靶棒， 将形成的多孔质母体送入一高温烧结炉内，在 14001600的高温下，进行脱水处理，并烧缩成透明的无气泡的固体玻璃预制棒，这一过程称为烧结。在脱水后，经高温作用，松疏的多孔质玻璃沉积体被烧结成致密、透明的光纤预制棒，抽去靶棒时遗留的中心孔也被烧成实心。13.轴向化学气相沉积法(VAD) 14.光纤由芯、

7、芯棒包层和附加外包层等三部分玻璃材料组成。15.光纤拉丝：将制备好的光纤预制棒，利用某种加热设备加热熔融后拉制成直径符合要求的细小光纤纤维，并保证光纤的芯/包直径比和折射率分布形式不变的工艺操作过程。2、拉丝操作工艺将已制备好的预制棒安放在拉丝塔（机）上部的预制棒馈送机构的卡盘上。馈送机构缓慢地将预制棒送入高温加热炉内。在Ar 气氛保护下，高温加热炉将预制棒尖端加热至2000o C，在此温度下，足以使玻璃预制棒软化，软化的熔融态玻璃从高温加热炉底部的喷嘴处滴落出来并凝聚形成一带小球细丝，靠自身重量下垂变细而成纤维，即我们所说的裸光纤。将有小球段纤维称为“ 滴流头 ” ，操作者应及时将滴流头去除

8、，并预先采用手工方式将已涂覆一次涂层的光纤头端绕过拉丝塔上的张力轮、导轮、牵引轮后，最后绕在收线盘上。然后再启动自动收线装置收线。16.常用的拉丝热源有：(1)气体喷灯； (2)各种电阻及感应加热炉；(3)大功率 CO2 激光器。17.涂覆层的作用 (双层 )：内层：选择折射率比石英玻璃偏大且弹性模量较低的聚合物涂层吸收透过包层得多余光和保护光纤表面损伤、使用中缓冲外界应力外层：硬、弹性模量高防止磨损和提供强度；18 涂覆 .涂料：热固性硅树脂液体紫外光固化丙烯酸酯液体聚氨基甲酸乙酯19.涂层厚度由模具口大小和光纤直径决定。20.固化工艺：热固化紫外光灯固化21. 疲劳断裂(1)光纤疲劳：在一

9、定的条件下，光纤表面裂纹生长扩大到光纤断裂的过程。(2)按施加压力的方式不同：静态疲劳和动态疲劳静态疲劳：施加一个恒定的应力，测量其断裂的时间动态疲劳：施加一个具有恒定速率的应力、测量加载时间和断裂时间。22. 光纤的筛选1.放丝区2.加载区 3.筛选区 4.卸载区 施加的筛选应力值应大于规定的筛选应力23.翘曲：剥除预涂覆层后的石英玻璃裸光纤自然弯曲的曲率半径 R 米表示。24 光纤环境性能试验1.温度循环试验浸水试验2. 高温试验3.湿热试验25.光缆主要由二部分构成：缆芯和护套。护套型式Y、 A 护套S、 W 型护套A、S、金属护套外护套型式无外护套或04 型53、 54、 33、 34

10、型05、 333、 43型动态弯曲20D 25D 30D 静态弯曲10D 12.5D 15D 26.光缆常用护套根据所用的材料不同可以分为：聚乙烯护套(Y 护套 )、无卤阻燃护套、聚氯乙烯护套、覆膜铝带与聚乙烯护套共同组成的护套(A 护套 )、覆膜钢带与聚乙烯护套料共同组成的护套(S护套 )。27. 按光纤在缆芯中状态分类:可将光缆分为松套结构光缆，紧套结构光缆和半松半紧光缆。28.按光纤形态分类 :1.分离式光缆2.光纤束光缆3.光纤带光缆29.按光缆缆芯结构型式分类又可将光缆分为：中心管式光缆、层绞式光缆和骨架槽式光缆三种。层绞式光缆1)结构特点：将几根至十几根或更多根一次着色涂覆光纤或光

11、纤束或光纤带制成松套光纤单元，再将这些单元围绕光纤中心加强件螺旋绞合（S、 Z 绞或 SZ 绞）成一层或几层制成缆芯后外挤护套得到的光缆。2)将 250m 光纤套入高模量材料制成的松套管中，松套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，特殊要求的光缆，金属加强芯外还需要挤上一层聚乙烯(PE)。松套管 (和填充绳 )围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物。缆芯外挤上一层聚乙烯内护套，双面涂塑钢带(PSP)纵包后挤制聚乙烯护套成缆。30.(1)结构组成：将一次着色涂覆光纤或二次被覆紧套光纤或光纤带，轻轻放入位于中心加强件周围的螺旋绞合塑料骨架槽中并外包阻水包扎带后，

12、挤制外护套构成的光缆。2(特点：优点：结构紧凑、缆径小、光纤芯密度大，多股架持续效率高 缺点：制造设备复杂、工艺环节多、生产技术难度大。31.ADSS 光缆采用松套层绞式结构，将250m 光纤套入高模量材料制成的松套管中，松套管内填充防水化合物。松套管（和填充绳）围绕非金属中心加强芯（FRP）绞合成紧凑的缆芯，缆芯的缝隙充以阻水油膏。缆芯外挤制聚乙烯（PE）内护套，然后绞合起加强作用的芳纶，最后挤制聚乙烯（PE）外护套或耐电痕（ AT）外护套。32.合理的光纤余长光纤余长：当光缆从正常状态拉伸到光缆中光纤刚收到拉伸应变时，光缆相对伸长。(与光缆的结构、抗拉强度和温度特性有关) 余长：100tt

13、fLLLLt 松套管长度光纤长度33.光缆机械强度是光缆施工铺设和长期使用时要考虑的重要特性之一。机械强度：抗拉加强件、增强件耐侧压EFd2F拉力 E加强件杨氏模量光纤允许的应变34 光纤着色 :在线着色和独立着色35.色谱规定 (1)分离光纤 (每根松套管最多可容纳12根分离光纤 )：1.全色谱领示色序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 颜色兰桔绿棕灰白红黑黄紫粉红青绿表 9-1 分离光纤全色谱带36.套塑方式：套塑工艺操作有松套、紧套两种方式37.光纤余长1)余长的控制：光纤余长大小的确定是套塑工艺控制的关键。那么，在制造工艺中如何得到光纤余长的设计值？在不同的光缆结构

14、中，要求光纤或光纤带在束管中有不同的余长值。光纤余长在工艺上的形成一般有两种方法：热松弛法和弹性拉伸法。2).热松弛法：利用冷却水温与材料玻璃化温度的差异，使材料产生收缩变化得到光纤余长。光纤或光纤带从光纤放线盘上放出，挤上PBT 塑料套管，并在套管中充以油膏，由余长牵引轮进行牵引，光纤或光纤带在轮式余长牵引轮上得到锁定。光纤或光纤带在余长牵引轮上会形成一定的负余长。套管在热水槽和余长牵引轮区间， PBT 套管温度在45 75之间，其高于PBT 材料的玻璃化温度(40 45 )，基本上不会产生收缩，不产生余长。进入冷却水槽后(1420)，PBT 会产生较大的收缩，这一收缩不仅补偿了其在余长牵引

15、轮上的负余长，而且得到了所需的正余长。此时，要求主牵引的牵引张力很低，使套管得到充分的热松弛。主牵引的线速度低于余长牵引轮的线速度，其速度差的调整和确定既决定了所的余长值，这样得到的具有光纤正余长的套管在离开主牵引到收线盘时，基本上没有内应力，从而得到一个稳定38.根据光缆所用的护套材料不同，光缆护套可以分为：聚乙烯护套(Y 护套 )、无卤阻燃护套、聚氯乙烯护套、覆膜铝带与聚乙烯护套共同组成的护套(A 护套 )、覆膜钢带与聚乙烯护套料共同组成的护套(S 护套 )。39.、实例例 1：金属加强件、松套层绞、填充式、铝-聚乙烯粘结护套、皱纹钢带铠装、聚乙烯护套的通信用室外光缆，包含12 根 50/125 微米石英玻璃系梯度折射率型多模光纤和5 根用于远供电及监测的铜线径为0.9mm的 4线组。光缆的型号为：GYTA53 12A1+4 0.9 光缆的型号为：GYDTA 24B4 金属加强件、光纤带、松套层绞、填充式、铝-聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，包含24根 “ 非零色散位移型” 单模光纤。