Волоконно-оптический кабель
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
единения с кислородом образуется SIO2. возникающие при этом порошкообразные частицы при температуре примерно 1000С осаждаются в виде стеклянного слоя.
Поскольку плазменное пламя движется быстро вдоль трубки назад и вперд, то за счет перемещения резонатора можно изготовить более 1000 тонких слоев, благодаря чему повысить точность профиля показателя преломления.
Основное преимущество метода заключается в проведении всего процесса осаждения при более низкой температуре, чем при методе MCVD. точность показателя преломления повышается.
Метод внешнего парофазного осаждения (OVD)
Метод внешнего парофазного осаждения более сложен, чем метод MCVD. Однако полный объем оптического волокна, изготовленных из заготовок, выполненных методом OVD, больше, чем объем оптического волокна, изготовленнх из заготовок, выполненных методом МСVD. Это обусловлено тем, что в крупномасштабном производстве этот метод более эффективен, чем метод МСVD.
Производство заготовки методом OVD осуществляется в два этапа.
Первый этап включает в себя осаждение порошка кремниевого диоксида (часто упоминается, как частицы сажи) с или без легирующих примесей на тонком стержне из кварцевого стекла Al2O3 или графита. Горячий поток частиц сажи проходит по поверхности стержня, некоторые из которых прилипают к стержню, который вращается вокруг своей оси вдоль горелки. Пористая заготовка создается слой за слоем. При этом некоторые из частиц будут в спекшемся состоянии. Когда осядет достаточное количество стекла для сердцевины и оболочки, процесс останавливается и начальный стержень становится заготовкой. В процессе изготовления заготовки кислород (О2) вместе с другими легирующими добавками, необходимыми для обеспечения нужного профиля показателя преломления, например с металлогалогенидами (SiCl4, GeCl4. BCl3. PCl3), подается в горелку и там преобразуется в соответствующие оксиды. Они образуют малые порошкообразные частицы, которые осаждаются на вращающемся стержне. Если стержень также перемещается назад и вперед вдоль продольной оси, то получится слоистая пористая стеклянная заготовка. Каждый слой может легироваться по-разному, т.е. к основному материалу (SiO2) может быть добавлено определенное количество примеси. Для градиентных профилей показателя преломления легирование сердцевины с помощью GeO2 уменьшается от первого слоя к последующим непрерывно до тех пор, пока для оболочки будет осаждаться SiO2 в чистом виде. Соответственно для ступенчатых профилей показателя преломления легирование сердцевины посредством GeO2 остается постоянным от слоя к слою.
Второй этап изготовления заготовки предусматривает процесс усадки пористого стержня.
Пористая форма заготовки нагревается сначала в атмосфере газа хлора, который удаляет воду, и затем происходит дальнейшее ее позонное нагревание до температуры 1400-1600С, при которой частицы сажи спекаются в твердый, свободный от пузырьков стеклянный стержень - заготовку (рис 5.5). Это имеет место в управляемой печной атмосфере. Пустоты изначального стержня в основном схлопываются в течении этого этапа, а отверстие по центру заготовки тоже исчезает. Во время спекания заготовка постоянно омывается газообразным хлором для сушки, с тем, чтобы удалить из стекла по возможности все следы воды, так как в противном случае следует ожидать больших величин затухания.
В целом описанные выше этапы метода OVD включают в себя пять основных последовательных циклов: очистка материалов, транспортировка реагирующих материалов к тепловой зоне, химическая реакция и формирование частиц, осаждение частиц на начальный стержень или заготовку с уже имеющимся напылением, дегидрация и спекание.
Метод осевого парофазного осаждения (VAD)
При методе осевого парофазного осаждения порошкообразные частицы (белой сажи), образуется с помощью кислородно-водородной горелки, осаждаются на торцевую поверхность вращающегося стержня из кварцевого стекла.
Производственная система состоит из механизма для осевого движения заготовки, вакуумной камеры, горелки, выпаривающего модуля для составляющих сырья и блока управления. Заготовка вытягивается медленно, вертикально, вверх через производственное оборудование. Сырье (SiCl4, GeCl4 и PОCl3) вводится таким же образом, как в OVD методе; используется газовая водородно-кислородная горелка и чрезвычайно мелкие стеклянные частицы, сформированные в процессе реакции теплового гидролиза. Эти частицы оседают на поверхности стержня с уже имеющимся напылением, который функционирует как основа для наращивания заготовки. Пористая зоготовка наращивается вдоль оси стержня и увеличивается в направлении роста заготовки. При этом расстояние между горелкой и растущей в осевом направлении заготовкой должно оставаться постоянным. Можно также использовать несколько горелок одновременно, для того чтобы обеспечить требуемые показатели преломления сердцевины и оболочки. В зависимости от конструкции горелок и их расстояния от стержня, а также от температуры при осаждении можно изготавливать различные профили показателя преломления. Превращение в прозрачную заготовку (остеклование) осуществляется с помощью кольцеобразной печи по окончанию осаждения. Для сушки, т.е. удаления остатков влаги, в процессе усадки заготовка омывается газообразным хлором.
Важными элементами процесса изготовления заготовки методом VAD являются:
постоянны процесс роста;
точный контроль над потоком сырья;
точный контроль относительно выхода избыточ?/p>