光纤光缆制造工艺及设备(5)

纤表面裂纹趋向扩大、生长，以致裂纹末端的应力集中加强。这样就使裂纹的扩展速度逐渐加快，直至应力集中重新达到临界值，并出现断裂，这种现象属材料的静态疲劳。它决定了光纤在有张应力作用情况下的使用寿命期限。

为提高成品光纤的机械强度和传输性能，对石英包皮管的内在的杂质含量和几何尺寸精

度，都必须提出严格的要求。管内沉积石英包皮管技术指标要求：

外径：20±0.8（mm） 外径公差：<0.15～0.05（mm）

壁厚：2±0.3mm 壁厚公差：0.02～0.1（mm）

长度：1000～1200mm

锥度：≤0.5mm/m （外径）

弓形: ≤1mm/m

不同心度：≤0.15mm

椭圆度（长、短轴差）：≤0.8mm

CSA:同一根包皮管，平均CSA＝2.5％；同一批包皮管，平均CSA＝4％（CSA-包皮管横截面的变化量）

-OH浓度：≤150ppm

开放形气泡：不允许存在任何大小的开放形气泡；

封闭形气泡可允许：⑴每米一个长1.5～5mm、宽0.8mm封闭形气泡存在

⑵每米1－3个长0.5～1.5mm、宽0.1mm封闭形气泡存在

⑶每米3－5个长0.2～0.5mm、宽0.1mm封闭形气泡存在

夹杂物：在同一批包皮管中2％包皮管允许每米有最大直径0.3mm的夹杂物。

严重斑点（非玻璃化粒子）：决不允许

外来物质（指纹、冲洗的污斑和灰尘）：决不允许

沟棱凹凸：<0.1（mm）

表5-1-4 石英包皮管中杂质含量的极限值

金属离子杂质名称 Al Ca Fe K Li Mg Mn Na Ti

最大允许值（ppm） 24.5 24 1.7 3.7 3.0 0.2 0.05 3.2 1.2

5.2.SiO2光纤预制棒熔炼工艺

传统实体SiO2玻璃光纤制造方法有两种:一种是早期用来制作传光和传像的多组分玻璃

光纤的方法；另一种是当今通信用石英光纤最常采用的制备方法。

先将经过提纯的原料制成一根满足一定性能要求的玻璃棒，称之为“光纤预制棒”或“毌

棒”。光纤预制棒是控制光纤的原始棒体材料，组元结构为多层圆柱体，它的内层为高折射率的纤芯层，外层为低折射率的包层，它应具有符合要求的折射率分布型式和几何尺寸。

折射率获得:纯石英玻璃的折射率n＝1.458，根据光纤的导光条件可知，欲保证光波在

光纤芯层传输，必须使芯层的折射率稍高于包层的折射率，为此，在制备芯层玻璃时应均匀地掺入少量的较石英玻璃折射率稍高的材料，如GeO2,使芯层的折射率为n1；在制备包层玻璃时，均匀地掺入少量的较石英玻璃折射率稍低的材料，如SiF4，使包层的折射率为n2，这样n1>n2，就满足了光波在芯层传输的基本要求。

几何尺寸:将制得的光纤预制棒放入高温拉丝炉中加温软化，并以相似比例尺寸拉制成

线径很小的又长又细的玻璃丝。这种玻璃丝中的芯层和包层的厚度比例及折射率分布，与原始的光纤预制棒材料完全一致，这些很细的玻璃丝就是我们所需要的光纤。

当今，SiO2光纤预制棒的制造工艺是光纤制造技术中最重要、也是难度最大的工艺，传

统的SiO2光纤预制棒制备工艺普遍采用气相反应沉积方法。

目前最为成熟的技术有四种：

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