Page 23 - 网络电信2016第16期
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技术前沿

自主创新，提升光纤预制棒核心竞争力

吴椿烽 蒋新力 钱宜刚 沈一春 中天科技精密材料有限公司

          回顾光纤预制棒制造工艺的历史和现状，介
     绍中天科技以引进、吸收与消化模式，开发出
     VAD+OVD全合成工艺制备G.652光纤预制棒，
     并通过进一步的自主开发与技术升级，实现大
     尺寸光纤预制棒的制造的历程。同时，展现采
     用三步法工艺制造超低损耗、大有效面积等光
     纤预制棒以实现高端产品多样化的方向。最后
     讨论围绕精细制造这一企业文化实现提质增效
     的目标。

    一、引言                                                         备工艺。表1列出了这四种主要制棒工艺的特点及应用。
                                                                       光纤预制棒的生产流程通采用两步法制备芯棒和外包层。
      光纤通信技术已彻底改变了人类的生活，2009年诺贝尔
物理学奖获得者高锟博士于1966年首先提出：基于二氧化硅的                                    芯棒通常由芯层和内包层两个部分构成，它决定了光纤的光学
石英光纤，当玻璃纤维的损耗率下降到20dB/km时，光纤通信                                   性能；外包层部分占了预制棒总体体积的90%左右，决定了光纤
就会成为可能。这为世界光通信技术的发展奠定了理论基础。                                      预制棒的制造成本。在过去的三十年，单模光纤G.652一直是主
光纤预制棒是光纤、光缆的重要基础材料，被誉为皇冠上的明                                      流的通信光纤，由于VAD工艺适于制造剖面简单的光纤，且得
珠，其制造技术也成为光纤、光缆的核心技术。我国的光纤研                                      益于技术转让使得VAD所制造的芯棒比例大幅上升；而OVD受专
究起始于20世纪70年代，几乎与国外同步。但在随后的发展历                                    利技术限制，应用范围局限。管内沉积工艺（MCVD、PCVD）受
程中，我国对光纤预制棒的制备技术迟迟未能走出实验室，直                                      尺寸小、沉积速率低等因素的限制，发展相对缓慢。当今，国
到20世纪90年代，开始通过各种合资方式引进国外光纤预制棒                                    内光纤预制棒企业充分利用四大工艺特长点进行光纤预制棒的
制造技术，然而仍未能掌握预制棒制造的的核心技术[1]。很长                                    制造。随着光通信市场飞速发展，对光纤产品需求的迅速多样
一段时间，光纤预制棒技术都掌握在美国、日本的少数企业手                                      化，推进了生产厂家生产不同性能的、在经济上具有竞争力的
中。在2009年以来，中天科技以引进、吸收和消化模式，开启                                    各种光纤产品以满足这种多样化的需求。目前，各种技术路线
了自主创新光纤预制棒的制造之门，历经多年努力，光纤预制                                      都有生产厂家采用，所生产的光纤符合国际标准，在市场上有
棒制造水平已取得了突破性的发展。                                                 相当的竞争力。

    二、光纤预制棒制造工艺                                                      三、光纤预制棒技术升级与产品多样化

      MCVD、PCVD、VAD和OVD工艺是目前光纤预制棒制造技术中                                1.全合成技术的创新
主要的四大气相沉积工艺[2]。其中，VAD、PCVD是国内最广泛使                                      2009年，中天科技开始涉足光纤预制棒领域。通过引进、
                                                                 消化、吸收日立技术，自主创新，成为当时中国唯一一家独资
用的芯棒制备技术。OVD是外包层或石英套管最适宜和经济的制                                    生产芯棒和外包层的企业，并在2010年开始批量生产。这标志
                                                                 着我国光纤预制棒受制于国外厂商的局面被打破，该项目的成
表1 四大气相沉积工艺的特点及应用                                                功，拓展了中天科技的光纤光缆产业链，进一步增强了公司的
                                                                 核心竞争力，实现了棒、纤、缆一体化和产品线特色化的发展
类型                 沉积速率 沉积效率         产品  烧结与成棒       主要应用        战略。
                   （g/min） （%）      灵活性                                中天科技采用VAD+OVD全合成工艺制备G.652光纤预制棒，
                                    很容易                          这种预制棒制造技术的组合具有最高的性价比和很强的市场竞
      MCVD         0.5～1.5  50～60           沉积、熔缩，   特种光纤和多      争力。通过引进消化吸收再创新等对VAD、OVD设备一系列的技
    (Modified                       很容易  难于彻底脱水，棒        模光纤     术升级与工艺优化，满足了大尺寸光纤预制棒的制造要求，达
Chemical Vapor                                                   到了国际先进水平。
   Deposition)                       容易        尺寸受限                    通过预制棒制造技术和石英加工技术的不断积累与改进，
                                     困难
       PCVD        1.0～3.0  85～100          沉积、熔缩，
(Plasma activated                        难于彻底脱水，棒 所有通信光纤
 Chemical Vapor
                                               尺寸受限
   Deposition )

         OVD                50～70        脱水烧结成棒，尺    G.652、多
(Outside Chemical 60～120                       寸不受限  模、外包层

Vapor Deposition)                                       (套管)

        VAD        10～20    50～70        脱水烧结成棒，尺 G.652、
 (-Vapor phase
Axial Deposition)                        寸不受限        G.657A1/A2

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