Page 22 - 网络电信2018年8月刊下
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预制棒专题


                大量引进芬兰NEXTROM公司的MCVD、英国SGC的MCVD和美国               Deposition），简称PCVD。这四种工艺各有其优缺点，下面将
            ASI的OVD外包设备。但随着网络泡沫的破灭、光纤价格的大幅                       分别介绍。
            降低、低水峰光纤的兴起、自制光棒成本太高等问题，很多企                              VAD法是管外沉积，与管内沉积相比消除了石英管尺寸的限
            业没有坚持下来。                                             制，可沉积芯棒尺寸更大；VAD法有脱水工序，能通过氯气脱水
                第三阶段 2006-2010—研发创新阶段                            技术将物理水及化合态的OH-从芯棒疏松体中去除，OH-含量极
                总结之前的成功和失败经验，各家企业努力苦练内功寻找                        低，VAD法沉积速率高，制造成本低。由于VAD法是一次沉积，
            出路。如长飞、亨通、富通、中天科技、法尔胜等。另外通过                          比较难以得到复杂的折射率剖面分布，不适合制备特种光纤。
            中外合资或者技术引进，以VAD+OVD/VAD为新主流，如江阴信                         OVD法也是管外沉积，具有VAD法可沉积芯棒尺寸大的优
            越、富通住电、藤仓烽火、亨通奥维信等；立足于PCVD/VAD/                      点，同时沉积速率高，运行成本低。OVD法采用多次沉积，可以
            OVD芯棒、外包技术的自主开发，对光棒设备进行研发，降低光                        精确控制折射率剖面。OVD法工艺复杂、设备价格昂贵、技术难
            棒生产成本，提高沉积速率和沉积效率，获得了一些成就。                           度高，另外OVD法制备芯棒需使用中心支撑棒，取出后容易造成
                第四阶段 2010-2017—高速发展阶段                            芯棒中心缺陷。
                引进全新的OVD+OVD技术、多喷灯技术和高速沉积技术，                         MCVD法是管内沉积，采用多次沉积，可以精确控制复杂折
            以中利、鑫茂、太平洋为代表。新一轮反倾销时代的光棒投资                          射率剖面。MCVD法的优点是设备简单，操作灵活，原料利用率
            热，促进了更多的企业加紧扩产，长飞潜江工业园、富通嘉善                          高。缺点是沉积速率低、受反应管限制芯棒尺寸小、羟基含量
            工业园等光通信产业集聚项目相继上马。国家对光棒产业从扶                          降低难度大、折射率剖面存在中心凹陷等。
            持阶段进入促进加强阶段，很多企业考虑采用新工艺、新材料                              PCVD法与MCVD法的优点基本一致，同时由于其热源为等离
            来生产光棒，如江苏亨通、海南康宁等。经过近十年的快速发                          子，在沉积速度上比MCVD稍高，收集率高；PCVD的缺点与MCVD
            展，中国已经成为全球第一大光纤光缆制造国和消费国，国内                          的缺点一致。
            厂商通过合资合作或自主发展在光纤预制棒产能规模上不断扩                              b.包层制备技术
            大，不断取得突破性技术发展。长飞、亨通、中天、富通、烽                              光纤预制棒包层常用制备技术有：RIC法和SOOT法。其中
            火早已超越千吨级预制棒的大关，中国光棒企业已经成为世界                          RIC法中套管的制备技术有：OVD、PSOD和连续熔制工艺等。
            最大的光纤预制棒和光纤生产厂，无论从预制棒产能还是质                           主流技术是OVD工艺和PSOD工艺，其中，OVD工艺制备套管的
            量，均达到了国际领先水平。                                        主要代表是德国Heraeus公司；PSOD制备套管工艺的主要代表
                                                                 是久智科技公司。RIC法的优点是设备投资小、只需解决芯棒
                二、光纤预制棒工艺简介                                      制备技术即可实现光棒的生产，缺点是石英套管依靠采购，
                目前，大部分光棒制造厂商采用“两步法”工艺来制造光                        难以得到稳定供应，且利润被石英套管生产企业控制。SOOT
            棒。生产工艺示意图如下所示。                                       法的外包层制备技术有：VAD和OVD工艺，目前主流的制备技
                                                                 术是OVD工艺，OVD工艺制备芯棒外包层的优点是沉积速率高，
              图1 光纤预制棒两步法生产工艺示意图
                                                                 光纤预制棒尺寸大，缺点是原料利用率不高，设备复杂。目前
                                                                 江苏亨通公司通过自主开发已成功掌握了VAD+RIC法和VAD+OVD
                                                                 法两大主流光棒制备技术，其中采用RIC法制备出全球最大
                                                                 （Φ200mm×6000mm）的光纤预制棒，采用OVD法制备芯棒外包
                                                                 层以八甲基环四硅氧烷（有机硅D4）为原料，从源头杜绝了含
                                                                 氯材料SiCl 4 的使用，实现了光棒包层制造全流程含氯污染物零
                                                                 排放，降低了光棒制造成本，极大提高了企业技术竞争力。
                                                                     c.火焰水解反应机理
                                                                     VAD法制备芯棒的化学反应原理是氢氧焰与卤化物发生水解
                                                                 反应，生成氧化物颗粒，其化学反应方程式如下：
                                                                     2H 2 +O 2 →2H 2 O                                式1
                                                                     SiC1 4 +2H 2 O→SiO 2 +4HC1                       式2
                                                                     同时，为了得到折射率差，在沉积过程中还需要在芯层中
                a.芯棒制备技术                                         掺入其它物质，最常见的就是在芯层中掺入GeO 2 ，其化学反应
                经 过 近 5 0 年 的 发 展 ， 目 前 最 为 成 熟 的 四 种 芯 棒 制 备    式如下：
            技术为：日本NTT开发的轴向气相沉积法（Vapor  Axial                         2H 2 +O 2 →2H 2 O                                式3
            Deposition），简称VAD法；美国康宁公司开发的管外气相沉                        GeC1 4 +2H 2 O→GeO 2 +4HC1                       式4
            积法（Outside  Vapor  Deposition），简称OVD法；美国AT&T             OVD法制备外包层根据原材料不同，其化学反应原理也不
            公司（Bell  Labs.）开发的管内化学气相沉积法（Modified                 同。以SiCl 4 为原材料时，反应原理同VAD法制备芯棒。以有机
            Chemical  Vapor  Deposition），简称MCVD法；荷兰菲利浦公          硅D4为原材料时，反应为燃烧反应，反应方程式如下。
            司开发的等离子化学气相沉积法（Plasma  Chemical  Vapor                    C 8 H 24 O 4 Si 4 +16O 2 →4SiO 2 +8CO 2 +4H 2 O              式5


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