光纤预制棒的制造技术优化方案

1966年，英国标准通信实验室的华人高琨博士和霍克曼首次公开提出了石英玻璃用于光通信的理论，并推测石英玻璃的总衰减可以减小到20dB／km以下。

1970年，美国康宁（Corning）公司成功制造出传输衰减20dB／km的光纤。后经过约10年的深入研究，将石英玻璃光纤的衰减降低到0.2dB／km以下，人类从此开启了光通信时代，石英玻璃光纤也进入了快速发展阶段。通信传输方式从电到光的重大变革，使大容量图像传输、视频传送和即时通信等由理想变成了现实，让人们体会到高科技给生活带来的便利，生活方式也发生了翻天覆地的变化，不得不说光纤通信是人类历史上最伟大的发明之一。如今，光纤通信已经成为现代生活中最重要的部分，人们也都习惯了互联网生活模式，而这一切的前提，正是基于下面要介绍的通信石英玻璃光纤。

石英玻璃因其可以通过气相反应和沉积工艺制得，具有纯度高、折射率易于控制，掺杂物质浓度精确可控的特性，具有稳定的化学、物理性能及机械性能，制作石英玻璃的原材料容易获得，因而被选为制作光纤的理想材料。

光纤通信用石英玻璃的主要成分是高纯的二氧化硅（SiO2），为了确保光信号能在石英玻璃内长距离传输，需要通过特殊的结构设计，以满足光在其中始终保持全反射。合适的折射率剖面结构是保证光纤发生全反射的必要条件。经过大量的实验和摸索，人们选择二氧化锗（GeO2）作为最常用的掺杂剂来增加石英玻璃的折射率。

光纤的石英玻璃包层直径非常小，只有125μm，为了制造出光纤，通常是将预先设计好的石英玻璃预制成圆柱棒的形状，再通过高温熔融拉制成微细的石英玻璃纤维。(www.xing528.com)

预制成型的圆柱形结构的石英玻璃棒，称为预制棒，是一种在横截面上有一定折射率分布和一定芯／包比的圆柱形透明石英玻璃棒。光纤预制棒是制造石英玻璃光纤的核心材料，也是光纤制造技术的核心，更是光纤通信的命脉。

常规的光纤预制棒由芯棒和包层两部分组成。芯棒部分通常包括芯层和内包层，主要为SiO2材料，通过掺杂GeO2，P2O5，F等成分来改变纤芯和内包层折射率的大小，以达到设计不同类型光纤的目的。外包层主要由高纯的SiO2构成。

预制棒芯棒和包层掺杂含量和折射率分布不同，芯棒部分和包层部分在制造过程中的工艺和技术要求也有所不同。芯棒是关键，所以通常要求芯棒各组分的纯度更高、杂质含量更低、缺陷更少。

根据石英玻璃光纤预制棒的制造工艺流程，主要分为实心预制棒和套管预制棒两类。目前市场上已经形成了以MCVD、PCVD或APCVD、OVD和VAD为最主要代表的四种独立制棒工艺，以及两种甚至两种以上工艺相结合的组合制棒技术。