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1、1,2007 年3月,光纤制造工艺与长飞光纤,长飞光纤光缆有限公司,2,光纤简介 光纤制造工艺 光纤主要产品介绍 光纤技术发展概况 长飞公司介绍,内 容,3,1. 光 纤 简 介,4,1. 光 纤 简 介,什么是光纤（optical fiber)？,光纤是光导纤维的简称。光纤是以光脉冲的 形式来传输信号，材质以玻璃或有机玻璃为主的 网络传输介质。,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,5,光纤结构,光纤由三部分组成： 芯层（core） 包层（cladding） 涂覆层（coating）内层（buffer layer）外层（top layer）,芯层: SiO2+Ge+F
2、包层: SiO2+F 内涂覆层:丙烯酸树脂 外涂敷层:丙烯酸树脂,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,6,光纤分类,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,7,1. 光 纤 简 介,模式（mode）概念,模式是指光的在光纤中的传输方式（电磁场分 布形式）。,光纤中能够传导的模式是有光纤结构参数所决 定的。外界激励只能激励起光纤中允许存在的模式 而不会改变模式的固有性质。,模式是光波动方程的解。它对应于波动方程某 一本征值并满足全部边界条件。每一个模式对应于 沿光纤轴向传播的一种电磁波。,8,单模与多模光纤,
3、阶跃型多模,单模光纤,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,9,光纤几何尺寸, 芯径单模光纤： 10um;多模光纤： 50um/62.5um包层直径普通光纤： 125um涂覆层直径普通光纤 内层 170200um外层 245um,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,10,光纤工作原理,光纤利用光在 界面上的全反射原 理进行工作。,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,11,光纤剖面折射率示意图,多模,G.652,G.655,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参
4、数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,12,光纤通信原理,光纤通信采用数字通信原理。,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,13,光纤通信网络,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,14,光纤通信特点,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,1. 光 纤 简 介,优点：信号损耗小，中继距离长；光纤为绝缘体不受电磁干扰；玻璃光纤不产生电磁场，保密性高；重量轻，易于施工和运输；,缺点：光纤制造工艺复杂，生产成本较高；光纤连接复杂；配套光器件价格较高,15,2. 光 纤 制 造 工 艺,
5、16,2. 光纤制造工艺,光纤制造基本过程,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,17,2. 光纤制造工艺,预制棒介绍,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,预制棒尺寸： 直径：60mm，80mm，150mm 长度： 1m2m,制棒方法： 玻璃分相法 溶胶凝胶法 气相沉积法,预制棒要求： 高纯度； 准确的折射率分布,18,2. 光纤制造工艺,预制棒制造工艺,气相沉积法,管外法,管内法,管外汽相沉积法（OVD）,汽相轴向沉积法（VAD）,改进的管内化学气相沉 积法（MCVD）,等离子体管内化学气相 沉积法（PCVD）,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性
6、能参数 长飞光纤产品介绍,19,2. 光纤制造工艺,四种工艺在全球的大体市场份额,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,20,管外汽相沉积法（OVD）,优点：沉积速率高、预制棒体积大、原料纯度要求较低、生产率高 不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 结论：擅长制造包层,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,21,汽相轴向沉积法（VAD）,优点：沉积速率高、预制棒体积大、原料纯度要求较低、生产率高 不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 结论：擅长制造包层,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,2
7、2,改进的管内化学气相沉积法（MCVD）,优点：投资少、操作运行较容易、工艺控制性好 不足：原料利用率低、折射率剖面不够精确 结论：擅长制造包层、纤芯制造仅次于PCVD,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,23,等离子体管内化学气相沉积法（PCVD）,优点：沉积层薄、工艺控制性强、折射率剖面精确原材料利用率高 不足：原料要求纯度高、沉积速率低 结论：擅长制造纤芯,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,24,PCVD工艺的优势, 原材料利用率高四氯化硅SiCl4 100%四氯化锗GeCl4 85氟C2F6 90
8、%- 节约原材料，降低成本，有利环保, 沉积层数高达3000层，可精确控制折射率的分布，可良好地对各类光纤的色散进行控制生产出世界一流水平的高带宽多模光纤以及复杂结构的单模光纤, 不需P2O5掺杂，有利于1550 nm的衰减, 对氢损的影响不敏感,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,25,PCVD工艺流程,PCVD沉积,芯棒测试,套棒,筛选,拉丝,熔缩,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,26,PCVD沉积,反应机理 SiCl4+O2 SiO2+2Cl2 GeCl4+O2GeO2+2Cl2优点 沉积层非常薄
9、 工艺控制性强 折射率剖面精确 原材料利用率高,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,27,熔缩设备,经PCVD沉积好的管子在熔缩车床上熔缩成一实心预制棒。,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,28,芯棒测试,套 棒,熔缩好的芯棒经设备测试确定芯棒质量,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,29,2. 光纤制造工艺,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,30,2. 光纤制造工艺,拉 丝,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,
10、31,为保证成品光纤有足够的强度，光纤在筛选机上被施以一定的张力进行强度筛选。,2. 光纤制造工艺,筛 选,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,32,经过强度试验后，合格光纤将进行传输性能和几何性能的测试。,2. 光纤制造工艺,测试与包装,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,33,3.长飞主要光纤产品,34,4. 长飞公司主要光纤产品,DCF光纤,光纤,普 通光 纤,特 种光 纤,单模光纤,多模光纤,保偏光纤,大芯径光纤,光子晶体光纤,产品分类,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,35,4. 长飞公司主要光纤产品,普通单模
11、光纤(G652A/B),特点：光纤中只传导基模 ；芯径小，传输带宽高；熔接和耦合困难，对光源要求高；制造工艺简单。,单模光纤,LP00,Cladding,Core,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,36,4. 长飞公司主要光纤产品,多模光纤(GIMM)的折射率分布（G651),光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,折射率分布公式n2(r)=n21-2(r/a)gg1 三角形分布； g2 抛物线型分布； g 阶跃型分布,37,4. 长飞公司主要光纤产品,渐变型多模光纤（GIMM）,特点：光纤中传导多个模式 ；芯径大，模间色散大；易于耦合，对光源要求
12、低；制造工艺复杂。,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,38,精确的折射率剖面控制 消除中心凹陷 消除芯层/包层界面缺陷,4. 长飞公司主要光纤产品,PCVD工艺在制造多模光纤中的优势,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,39,4. 长飞公司主要光纤产品,各种光纤的用途,单模光纤： 普通单模：高速率、长距离传输通信主干网。多模光纤： 50um多模：局域网通信、音/视频信号传输和数据传输。 62.5um多模：局域网通信（北美地区使用较多）。,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,40,4. 长飞公司主要光纤产品,特种光纤简介,
13、保偏光纤特点：双折射率高，保偏性能好 ；衰耗低；弯曲稳定性好；,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,保偏光纤应用：光纤陀螺 ；偏振敏感器件；偏振传感器；,熊猫型保偏光纤,41,4. 长飞公司主要光纤产品,特种光纤简介,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,DCF光纤特点：负色散值（反色散光纤） ；高色散斜率；芯径小，相对折射率高；,42,4. 长飞公司主要光纤产品,DCF光纤应用,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,43,4. 长飞公司主要光纤产品,特种光纤简介,大芯径光纤特点：光纤芯径大（可达到190um以上），NA值大
14、；与光源间的光耦合效率高；允许更高的光源密度；,光纤简介 光纤制造工艺 光纤重要性能参数 长飞光纤产品介绍,大芯径光纤应用：工业局域网 ；光纤传感；激光能量传输；,44,4. 长飞公司主要光纤产品,特种光纤简介,光子晶体光纤（PCF）：,45,3. 光纤技术发展概况,46,1980-2010年中国电话用户和电话普及率,语音业务的发展,47,因特网业务量以每年翻两番的速度急剧增长,48,人均敷设光纤,4.,5,米,人均敷设光纤,80,米,至,199,9,年底,中国人均光纤拥有量,2,0,米,美国人均光纤拥有量,300,米,全球光纤正以1000m/s铺设,人均光纤拥有量，正成为判断一个国家信息化程
15、度的标志,1999年,49,100M,单信道传输速率向40G更高发展,50,光纤波分复用技术已成为拓宽信息高速公路的有效途径,51,传输速率与传输容量向更高更远发展,52,超长距离传输的关键因素,信道间拉曼效应的影响 FRA增益控制与动态均衡技术 超强纠错EFEC技术 RZ编码调制技术 非线性效应 色散精确补偿,53,建设高速率、大容量、长距离光纤传输干线 ETDM+DWDM+EDFA光纤传输干线 单信道传输速率从10Gbit/s 向40Gbit/s 发展 信道数大于32，传输距离大于2000km,光纤通信技术发展方向（传输网络）,54,以太网技术从千兆向万兆发展,FTTH示例,55,5. 长飞公司介绍,56,3. 长飞公司介绍,1988 - 2006,57,员 工 ：900人固定资产 ：18亿元占地面积 ：150000平方米厂房面积 ：90000平方米注册资金 ：6333万欧元总投资额 ：1.899亿欧元年生产能力：预制棒450吨光纤1500万芯公里(按单模光纤计)光缆15万皮长公里（500万芯公里）,长飞公司的规模,58,长飞公司的发展历程, 1988年5月正式成立。, 1991年6月生产出第一根成品光纤，同年10月开始 生产并销售光缆。, 1992年4月30日，全面实现投产，当年即生产、销 售光缆5,000公里，光纤60,000公里，超过其设计能 力。,
