光纖的結(jié)構(gòu)

纖芯

    1)  位置：光纖的中心部位

    2)  材料：高純度SiO2，摻有極少量的摻雜劑(GeO2，P2O5)，作用是提高纖芯折射率(n1)，以傳輸光信號(hào)

包層

    1) 位置：位于纖芯的周圍

    2) 材料：高純度SiO2，極少量摻雜劑(如B2O3)的作用則是適當(dāng)降低包層折射率(n2)，使之略低于纖芯折射率，使得光信號(hào)能約束在纖芯中傳輸

涂覆層

    1)  位置：位于光纖的最外層

    2)  結(jié)構(gòu)和材料：包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層

           a) 一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機(jī)硅或硅橡膠材料

           b) 緩沖層一般為性能良好的填充油膏 (防水)

           c) 二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物

    3) 作用：保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)又增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長(zhǎng)光纖壽命的作用

光纖的分類主要是從工作波長(zhǎng)、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，各種分類如下。

    （1）工作波長(zhǎng)：紫外光纖、可觀光纖、近、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

    （2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

    （3）傳輸模式：?jiǎn)文９饫w（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

    （4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

    （5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學(xué)汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

階躍（SI）型光纖與漸變（GI）型光纖

階躍型光纖（SIF）：

    纖芯折射率呈均勻分布，纖芯和包層相對(duì)折射率差Δ為1%～2%。

階躍光纖的導(dǎo)光原理：

    光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，階躍光纖就是靠光波在芯包界面發(fā)生全反射將光波限制在纖芯中向前傳播的。

    階躍型的光纖，纖芯折射率為n1 ，包層的折射率為n2，且n1>n2，空氣折射率為n0。在光纖內(nèi)傳輸?shù)淖游绻饩€，簡(jiǎn)稱內(nèi)光線，遇到纖芯與包層的分界面的入射角大于θc時(shí)，才能保證光線在纖芯內(nèi)產(chǎn)生多次全反射，使光線沿光纖傳輸。

漸變型光纖（GIF）：

    纖芯折射率呈非均勻分布，在軸心處，而在光纖橫截面內(nèi)沿半徑方向逐漸減小，在纖芯與包層的界面上降至包層折射率n2。

    在漸變光纖中，光線傳播的軌跡近似于正弦波。若光以一定的入射角從軸心處層射向與第二層的交界面時(shí)，由于是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，折射接角大于入射角，光線將折射進(jìn)第二層射向與第

    三層的交界面，并再次發(fā)生折射進(jìn)入第三層，依次第推。因此，當(dāng)纖芯分層數(shù)無(wú)限多，其厚度趨于零時(shí)，漸變型光纖纖芯折射率呈連續(xù)變化，光線在其中的傳播軌跡不再是折線，而是一條近似于正弦型的曲線。

漸變光纖的導(dǎo)光原理：

    依據(jù)折射原理,光線最遲在芯包界面發(fā)生全反射，將子午射線限制在纖芯中向前傳播的。

漸變光纖的導(dǎo)光示意圖

    當(dāng)r=0時(shí)光線的軌跡。可以看出，從光纖端面上同一點(diǎn)發(fā)出的近軸子午光線經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)木嚯x后又重新匯集到一點(diǎn)。也就是說(shuō)，它們有相同的傳輸時(shí)延，有自聚焦性質(zhì)。

對(duì)比圖：

    光纖的損耗決定了光信號(hào)在光纖中被增強(qiáng)之前可傳輸?shù)木嚯x。

光纖損耗的來(lái)源：

    （1）光纖材料的吸收與散射損耗；

    （2）光纖的彎曲輻射損耗；

    （3）光纖的連接；

    （4）耦合損耗。

1）光纖材料的吸收與散射損耗；

    本征吸收：光纖材料對(duì)光信號(hào)的吸收。

    雜質(zhì)吸收：雜質(zhì)不是指光纖中的摻雜物，而是由于材料不純凈及工藝不*而引入的雜質(zhì)，如過(guò)渡金屬離子和OH-離子。

    原子缺陷吸收：由于材料受到熱輻射或光輻射引起的。

    散射損耗：在光纖材料中，由于某種遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的不均勻性引起的光散射構(gòu)成光纖的散射損耗。

損耗主要機(jī)理：材料吸收、瑞利散射和輻射損耗

（2）光纖的彎曲輻射損耗

    光纖實(shí)際應(yīng)用中不可避免的要產(chǎn)生彎曲，這就伴隨著產(chǎn)生光的彎曲輻射損耗。

（3）光纖的連接損耗

（4）耦合損耗

    光源與光纖的耦合損耗

    光纖與光器件的耦合損耗

  光纖傳輸特性和光學(xué)特性

    光纖的傳輸特性和光學(xué)特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)、傳輸速率、傳輸距離和信息質(zhì)量等都有著至關(guān)重要的作用。

    光纖的傳輸特性和光學(xué)特性具體涉及到的適用特性有：衰減、色散、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑、基帶響應(yīng)、數(shù)值孔徑、有效面積、光學(xué)連續(xù)性和微彎敏感性等等。

其中主要特性包括：

1.數(shù)值孔徑NA

    入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。

對(duì)于階躍型光纖，當(dāng)光線在纖芯與包層界面上發(fā)生全反射時(shí)，光波在纖芯中傳播軌跡為折線，相應(yīng)的端面入射角記為光纖波導(dǎo)的孔徑角（或端面臨界角）。即只有光纖端面入射角大于的光線才能在光纖中傳播，故光纖的受光區(qū)域是一個(gè)圓錐形區(qū)域，圓錐半錐角的值就等于。為表示光纖的集光能力大小，定義光纖波導(dǎo)孔徑角的正弦值為光纖的數(shù)值孔徑（NA），即：

    在光學(xué)中，數(shù)值孔徑是表示光學(xué)透鏡性能的參數(shù)之一。用放大鏡把太陽(yáng)光匯聚起來(lái)，能點(diǎn)燃紙張就是一個(gè)典型例子。若平行光線照射在透鏡上，并經(jīng)過(guò)透鏡聚焦于焦點(diǎn)處時(shí)，假設(shè)從焦點(diǎn)到透鏡邊緣的仰角為θ，則取其正弦值，稱之為該透鏡的數(shù)值孔徑， 　 光纖的數(shù)值孔徑大小與纖芯折射率，及纖芯－包層相對(duì)折射率差有關(guān)。從物理上看，光纖的數(shù)值孔徑表示光纖接收入射光的能力。NA越大，則光纖接收光的能力也越強(qiáng)。從增加進(jìn)入光纖的光功率的觀點(diǎn)來(lái)看，NA越大越好，因?yàn)楣饫w的數(shù)值孔徑大些對(duì)于光纖的對(duì)接是有利的。但是NA太大時(shí)，光纖的模畸變加大，會(huì)影響光纖的帶寬。因此，在光纖通信系統(tǒng)中，對(duì)光纖的數(shù)值孔徑有一定的要求。通常為了地把光射入到光纖中去，應(yīng)采用其數(shù)值孔徑與光纖數(shù)值孔徑相同的透鏡進(jìn)行集光。 數(shù)值孔徑是多模光纖的重要參數(shù)，它表征光纖端面接收光的能力，其取值的大小要兼顧光纖接收光的能力和對(duì)模式色散的影響。

2.模場(chǎng)直徑d

    模場(chǎng)直徑表征單模光纖集中光能量的程度。 由于單模光纖中只有基模在進(jìn)行傳輸，因此粗略地講，模場(chǎng)直徑就是在單模光纖的接收端面上基模光斑的直徑（實(shí)際上基模光斑并沒(méi)有明顯的邊界）。 可以極其粗略地認(rèn)為（很不嚴(yán)格的說(shuō)法），模場(chǎng)直徑d 和單模光纖的纖芯直徑相近。

3.截止波長(zhǎng)λc

    我們知道，當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸，即在光纖中僅有基模在傳輸，其余的高次模全部截止。 也就是說(shuō)，除了光纖的參量如纖芯半徑，數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長(zhǎng)大于某個(gè)數(shù)值，即λ≥λc，這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長(zhǎng)。 因此，截止波長(zhǎng)λc的含義是，能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL(zhǎng)。也就是說(shuō)，盡管其它條件皆滿足，但如果光波波長(zhǎng)不大于單模光纖的截止波長(zhǎng)，仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。

4.回波損耗---Return Loss

    回波損耗又稱為反射損耗，它是指出光端，后向反射光相對(duì)輸入光的比率的分貝數(shù)，回波損耗愈大愈好，以減少反射光對(duì)光源和系統(tǒng)的影響.

5.接收靈敏度(Receiver Sensitivity)

    衡量接收端為保證一定誤碼率(1×10exp(-12))所需接收的最小平均光功率,單位為 dBm.

6.誤碼率

    誤碼率是指在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),經(jīng)過(guò)接收端的光電轉(zhuǎn)換后收到的誤碼碼元數(shù)與誤碼儀輸出端給出碼元數(shù)的比率.

7.瑞利散射

    光纖在加熱制造過(guò)程中，熱騷動(dòng)使原子產(chǎn)生壓縮性的不均勻，造成材料密度不均勻，進(jìn)一步造成折射率的不均勻。這種不均勻在冷卻過(guò)程中固定下來(lái)，引起光的散射，稱為瑞利散射。

8. 鬼影

    它是由于光在較短的光纖中，到達(dá)光纖末端B產(chǎn)生反射，反射光功率仍然很強(qiáng)，在回程中遇到個(gè)活動(dòng)接頭A，一部分光重新反射回B，這部分光到達(dá)B點(diǎn)以后，在B點(diǎn)再次反射回OTDR，這樣在OTDR形成的軌跡圖中會(huì)發(fā)現(xiàn)在噪聲區(qū)域出現(xiàn)了一個(gè)反射現(xiàn)象。

9. 死區(qū)

死區(qū)的產(chǎn)生是由于反射淹沒(méi)散射并且使得接收器飽和引起，通常分為衰減死區(qū)和事件死區(qū)兩種情況。

     1)、衰減死區(qū)：從反射點(diǎn)開(kāi)始到接收點(diǎn)回復(fù)到后向散射電平約0.5db范圍內(nèi)的這段距離。這 是OTDR能夠再次測(cè)試衰減和損耗的點(diǎn)。

     2)、 事件死區(qū)：從OTDR接收到的反射點(diǎn)開(kāi)始到OTDR恢復(fù)的反射點(diǎn)1.5db一下的這段距離，這里可以看到是否存在第二個(gè)反射點(diǎn)，但是不能測(cè)試衰減和損耗。

10.后向散射系數(shù)

    如果連接的兩條光纖的后向散射系數(shù)不同，就很有可能在OTDR上出現(xiàn)被測(cè)光纖是一個(gè)增益器的現(xiàn)象，這是由于連接點(diǎn)的后端散射系數(shù)大于前端散射系數(shù)，導(dǎo)致連接點(diǎn)后端反射回來(lái)的光功率反而高于前面反射回的光功率的緣故。遇到這種情況，建議大家用雙向測(cè)試平均趣值的辦法來(lái)對(duì)該光纖進(jìn)行測(cè)量。

11. 動(dòng)態(tài)范圍

    它表示后向散射開(kāi)始與噪聲峰值間的功率損耗比。它決定了OTDR所能測(cè)得的最長(zhǎng)光纖距離。如果OTDR的動(dòng)態(tài)范圍較小，而待測(cè)光纖具有較高的損耗，則遠(yuǎn)端可能會(huì)消失在噪聲中.

12.吸收

    在光纖傳輸中，如果光（光子流）所擁有的頻率具有的能量等于材料的能級(jí)距離，這種光會(huì)被材料吸收。這種吸收導(dǎo)致光功率的損耗，而減少損耗可以通過(guò)改變光的頻率或改善材料。材料的主要吸收波峰在945nm、1240nm、1380nm處。在實(shí)際應(yīng)用中，改善材料的方法已經(jīng)達(dá)到極限，我們只能通過(guò)改變光的頻率。符合需求的光波長(zhǎng)有三個(gè)吸收較小的區(qū)域，分別位于850nm附近，1300nm附近和1500nm附近，這三個(gè)區(qū)域被稱為透明窗口。

光纖連接器的原理

連接器基本結(jié)構(gòu)

    連接器基本上是采用某種機(jī)械和光學(xué)結(jié)構(gòu)，使兩根光纖的纖芯對(duì)準(zhǔn)．保證80%以上的光能夠通過(guò)。目前有代表性并且正在使的有以下幾種：

    1.套管結(jié)構(gòu)

    2.雙錐結(jié)構(gòu)

    3.V槽結(jié)構(gòu)

    4.透鏡結(jié)構(gòu)

套管結(jié)構(gòu)

    這種連接器由插針和套筒組成．插針為一精密套管，光纖固定在插針里面。套筒也是一個(gè)加工精密的套管(有開(kāi)口和不開(kāi)口兩種)，兩個(gè)插針在套筒中對(duì)接并保證兩根光纖的對(duì)準(zhǔn)．

    原理：以插針的外圓柱面為基準(zhǔn)面，插針與套筒之間為緊配合。當(dāng)光纖纖芯對(duì)外圓柱面的同軸度、插針的外圓柱面和端面以及套筒的內(nèi)孔加工得非常精密時(shí)，兩根插針在套筒中對(duì)接，就實(shí)現(xiàn)了兩根光纖的對(duì)準(zhǔn)。

雙錐結(jié)構(gòu)

    這種連接器的特點(diǎn)是利用錐面定位。插針的外端面加工成圓錐面．基座的內(nèi)孔也加工成雙圓錐面．兩個(gè)插針插入基座的內(nèi)孔實(shí)現(xiàn)纖芯的對(duì)接。插針和基座的加工精度，錐面與錐面的結(jié)合既要保證纖芯的對(duì)中，還要保證光纖端面間的間距恰好符合要求。它的插針和基座來(lái)用聚合物模壓成型．精度和一致性都很好。

V槽結(jié)構(gòu)

    它的對(duì)中原理是將兩個(gè)插針?lè)湃隫形槽基座中，再用蓋板將插針壓緊，使纖芯對(duì)準(zhǔn)。這種結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較高的精度。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量偏多。

透鏡耦合結(jié)構(gòu)

    透鏡耦合又稱遠(yuǎn)場(chǎng)耦合，它分為球透鏡耦合和自聚焦透鏡耦合兩種。其結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)下圖。

    這種結(jié)構(gòu)通過(guò)透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖的對(duì)中。用透鏡將一根光纖的出射光變成平行光，再有另一透鏡將平行光聚焦并導(dǎo)入另一光纖中。

    優(yōu)點(diǎn)是降低了對(duì)機(jī)械加工的精度要求．使耦合更容易實(shí)現(xiàn)。

    缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、調(diào)整元件多、接續(xù)損耗大。在某些特殊的場(chǎng)合，如在野戰(zhàn)通信中這種結(jié)構(gòu)仍有應(yīng)用。因?yàn)橐皯?zhàn)通訊距離較短，環(huán)境塵土較大，可以容許損耗大一些．但要求快速接通透鏡能將光斑變大，接通更容易，正好滿足了這種需要．

    透鏡在各種耦臺(tái)中的作用更不能忽視．它是光纖與其它無(wú)源器件和光電器件進(jìn)行耦合的橋梁。

FC(Ferrule Connector)型光纖連接器

    Ferrule Connector是由日本NTT研制，緊固方式為螺絲扣

ST(Straight Tip)型光纖連接器 

    Straight Tip是由AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室研制。

    ST接頭：刺入及旋轉(zhuǎn)就是它的連接方法(將線插入插座，然后旋轉(zhuǎn)外面的卡口將之鎖住)

LC（Lucent Connector）型光纖連接器

    Lucent Connector是由美國(guó)朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室研制，

    采用操作方便的模塊化插孔（RJ）閂鎖機(jī)理制成。

    其所采用的插針和套筒的尺寸是普通 SC、FC等所用尺寸的一半，為1.25mm。

插針

    插針是一個(gè)帶有微孔的精密圓柱體，其結(jié)構(gòu)和主要尺寸如圖所示

實(shí)用的插針材料采用氧化鋯陶瓷

 一般陶瓷插芯的主要參數(shù)：

       外徑：2.499 ±0.0005

       外徑不圓度：小于等于0.2um

       微孔偏心量（同心度）小于等于1.0um

       外圓柱面光潔度：?14

2.5mm

1.25mm 

一般陶瓷套筒的主要參數(shù)：

       外徑：3.2 +0/-0.02mm

       內(nèi)徑：2.5 -0.002/-0.007mm

       內(nèi)表面光潔度：?14

       插芯插入或拔出力：3.92~5.88N

       開(kāi)口套筒彈性形變： 小于等于0.5um

研磨角度類型：

    PC型（ Physical Contact ） ------插芯端面為球面 ，RL>40dB

    UPC型（Ultra  PC） ---插芯端面為微球面, RL>50dB

    APC型(Angled  PC） ---插芯端面為斜球面（常見(jiàn)的為8度角）， RL>60dB

PC端面

UPC端面

APC端面

SMA905光纖連接器

D80光纖連接器

QBH光纖連接器

普通單模光纖(G652)

特點(diǎn)：

     1.光纖中只傳導(dǎo)基模 ；

     2.芯徑小，傳輸帶寬高；

     3.熔接和耦合困難，對(duì)光源要求高；

     4.制造工藝簡(jiǎn)單。

多模光纖(GIMM)的折射率分布

折射率分布公式

    n2(r)=n2[1-2Δ(r/a)g]

    g＝1     三角形分布；

    g＝2    拋物線型分布；

    g＝∞  階躍型分布

漸變型多模光纖（GIMM）

特點(diǎn)：

     1.光纖中傳導(dǎo)多個(gè)模式 ；

     2.芯徑大，模間色散大；

     3.易于耦合，對(duì)光源要求低；

     4.制造工藝復(fù)雜。

光纖制造基本過(guò)程

預(yù)制棒材料要求

    1）.高純度：光纖材料要達(dá)到高純度 99.9999%。

    2）.高精度：精確控制光纖折射率分布和幾何尺寸。

2.制造方法

    1）工藝步驟：先制棒，后拉絲。

    2）制棒方法：精確控制光纖折射率分布。

    管外汽相沉積法：OVD 內(nèi)部氣相沉積法 : MCVD、PCVD 軸向氣相沉積法：VAD

管外汽相沉積法（OVD）

    優(yōu)點(diǎn)：沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料純度要求較低、生產(chǎn)率高 

    不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 

    結(jié)論：擅長(zhǎng)制造包層

汽相軸向沉積法（VAD）

    優(yōu)點(diǎn)：沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料純度要求較低、生產(chǎn)率高

    不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低 

    結(jié)論：擅長(zhǎng)制造包層

改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（MCVD）

    優(yōu)點(diǎn)：投資少、操作運(yùn)行較容易、工藝控制性好 

    不足：原料利用率低、折射率剖面不夠精確 

    結(jié)論：擅長(zhǎng)制造包層、纖芯制造僅次于PCVD 

等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（PCVD）

    優(yōu)點(diǎn)：沉積層薄、工藝控制性強(qiáng)、折射率剖面精確原材料利用率高 

    不足：原料要求純度高、沉積速率低 

    結(jié)論：擅長(zhǎng)制造纖芯 

光纖拉絲技術(shù)及涂覆工藝

    拉絲工藝要點(diǎn)：棒變?yōu)榻z，保護(hù)光纖強(qiáng)度（預(yù)涂覆），提高拉絲速度。

    光纖拉絲：將制備好的光纖預(yù)制棒，利用某種加熱設(shè)備加熱熔融后拉制成直徑符合要求的細(xì)小光纖纖維，并保證光纖的芯/包直徑比和折射率分布形式不變的工藝操作過(guò)程。 

    在拉絲操作過(guò)程中，最重要的技術(shù)：如何保證不使光纖表面受到損傷并正確控制芯/包層外徑尺寸及折射率分布形式。

    如果光纖表面受到損傷，將會(huì)影響光纖機(jī)械強(qiáng)度與使用壽命，而外徑發(fā)生波動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)不*不僅會(huì)引起光纖波導(dǎo)散射損耗，而且在光纖接續(xù)時(shí)，連接損耗也會(huì)增大，因此在控制光纖拉絲工藝流程時(shí)，必須使各種工藝參數(shù)與條件保持穩(wěn)定。  

一、拉絲工藝

1、拉絲裝置組成

    光纖預(yù)制棒的拉絲機(jī)由五個(gè)基本部分構(gòu)成：(1)光纖預(yù)制棒饋送系統(tǒng)；(2)加熱系統(tǒng)；(3)拉絲機(jī)構(gòu)；(4)各參數(shù)控制系統(tǒng)；(5)水冷卻和氣氛保護(hù)及控制系統(tǒng)。五者之間精確的配合構(gòu)成完整拉絲工藝。

    具體的機(jī)械和電氣設(shè)備系統(tǒng)包括：機(jī)械系統(tǒng)拉絲塔架、送棒及調(diào)心系統(tǒng)、加熱爐、激光測(cè)徑儀、牽引裝置、水氣管路系統(tǒng)，電氣部分送棒控制及調(diào)心控制系統(tǒng)、加熱爐控制系統(tǒng)、外徑測(cè)控系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)、冷卻水及保護(hù)氣氛控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、PLC信號(hào)處理系統(tǒng)等。 

2、操作工藝

    將已制備好的預(yù)制棒安放在拉絲塔（機(jī)）上部的預(yù)制棒饋送機(jī)構(gòu)的卡盤上。饋送機(jī)構(gòu)緩慢地將預(yù)制棒送入高溫加熱爐內(nèi)。在Ar氣氛保護(hù)下，高溫加熱爐將預(yù)制棒加熱至2000oC，在此溫度下，足以使玻璃預(yù)制棒軟化，軟化的熔融態(tài)玻璃從高溫加熱爐底部的噴嘴處滴落出來(lái)并凝聚形成一帶小球細(xì)絲，靠自身重量下垂變細(xì)而成纖維，即我們所說(shuō)的裸光纖。將有小球段纖維稱為“滴流頭"，操作者應(yīng)及時(shí)將滴流頭去除，并預(yù)先采用手工方式將已涂覆一次涂層的光纖頭端繞過(guò)拉絲塔上的張力輪、導(dǎo)輪、牽引輪后，最后繞在收線盤上。然后再啟動(dòng)自動(dòng)收線裝置收線。

3、關(guān)鍵技術(shù)：

(1)饋送速度

    預(yù)制棒送入高溫加熱爐內(nèi)的饋送速度主要取決于高溫爐的結(jié)構(gòu)、預(yù)制棒的直徑、光纖的外徑尺寸和拉絲機(jī)的拉絲速度，一般約為0.002～ 0.003cm/s。

(2)外徑控制

    在拉絲工藝中不需要模具控制光纖的外徑，因?yàn)槟＞邥?huì)在光纖表面留下?lián)p傷的痕跡，降低光纖的強(qiáng)度。絕大多數(shù)光纖制造者是將高溫加熱爐溫度和送棒速度保持不變，通過(guò)改變光纖拉絲速度的方法來(lái)達(dá)到控制光纖外徑尺寸的目的。

    在正常狀態(tài)，若預(yù)制棒的饋送速度為V，光纖的拉絲速度為Vf，預(yù)制棒的外徑為D，裸光纖的外徑為d。根據(jù)熔化前的棒體容積等于熔化拉絲后光纖的容積的特點(diǎn)，可知，前三者與光纖的外徑有如下關(guān)系：   

VD2=Vfd2

    因此，光纖的外徑可由上式給出：d2=VD2/Vf  

(3)加熱裝置

    熱源不僅要提供足以熔融石英玻璃的2000oC以上高溫，還必須在拉制區(qū)域能夠非常精確的控制溫度，因?yàn)樵谲浕秶鷥?nèi)，玻璃光纖的精度隨溫度而變化，在此區(qū)域內(nèi)，任何溫度梯度的波動(dòng)都可能引起不穩(wěn)定性而影響光纖直徑的控制。同時(shí)，由于2000oC的高溫已超過(guò)一般材料的熔點(diǎn)，因而加熱爐的設(shè)計(jì)是拉絲技術(shù)的又一關(guān)鍵技術(shù)。常用的拉絲熱源有：(1)氣體噴燈；(2)各種電阻及感應(yīng)加熱爐；(3)大功率CO2激光器。

涂覆

    一次涂覆工藝：將拉制成的裸光纖表面涂覆上一層彈性模量比較高的涂覆材料。

    作用：保護(hù)拉制出的光纖表面不受損傷，并提高其機(jī)械強(qiáng)度，降低衰減。

    在工藝上，一次涂覆與拉絲是相互獨(dú)立的兩個(gè)工藝步驟，而在實(shí)際生產(chǎn)中，一次涂覆與拉絲是在一條生產(chǎn)線上一次完成的。 

    通過(guò)測(cè)徑儀后光纖要經(jīng)過(guò)足夠的冷卻時(shí)間才可進(jìn)行涂覆。

    光纖一次涂覆工藝之所以稱為“一次涂覆"是相對(duì)二次涂覆而言。一次涂覆是對(duì)光纖最直接的保護(hù)，所以顯得尤為重要。

    SiO2玻璃是一種脆性易斷裂材料，在不加涂覆材料時(shí)，由于光纖在空氣中裸露，致使表面缺陷擴(kuò)大，局部應(yīng)力集中，易造成光纖強(qiáng)度極低，為保護(hù)光纖表面，提高抗拉強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，需要給裸光纖涂覆一層或多層高分子材料， 

1、涂覆層的作用(雙層)：

      ①內(nèi)層：選擇折射率比石英玻璃偏大且彈性模量較低的聚合物涂層→吸收透過(guò)包層得多余光和保護(hù)光纖表面損傷、使用中緩沖外界應(yīng)力；  

      ②外層：硬、彈性模量高→防止磨損和提供強(qiáng)度

2、涂料：

    紫外光固化丙烯酸酯液體

涂覆裝置：

    1)無(wú)外部加壓開(kāi)口杯式

    2)壓力涂覆器 

    采用簡(jiǎn)單的無(wú)外部加壓開(kāi)口杯式涂覆器，移動(dòng)中的光纖會(huì)粘附一些液體涂料，并穿過(guò)一個(gè)使涂料在光纖上自對(duì)中可調(diào)模具口，涂層厚度由模具口大小和光纖直徑?jīng)Q定。但這種結(jié)構(gòu)涂覆器，在高速拉絲時(shí)（V>1000m/s）得不到均勻涂敷層。因此，現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用更普遍的是壓力涂敷器。這種結(jié)構(gòu)涂覆器用于高速拉絲，而且不會(huì)在涂料中攪起氣泡。 

涂層厚度

    如果僅從機(jī)械強(qiáng)度考慮，涂層越厚越好，若綜合考慮光纖的傳輸特性，涂層太厚，不僅在彎曲、拉伸及溫度變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生微彎，同時(shí)還會(huì)成為光纖損耗增加的主要原因，此外，涂層材料的機(jī)械特點(diǎn)，也嚴(yán)重影響光纖的傳輸特性。絕大多數(shù)光纖的涂層厚度控制在125-250微米 ，但特殊光纖的涂層直徑高達(dá)1000微米 ，調(diào)節(jié)涂覆器端頭的小孔直徑、錐體角度和高分子材料的粘度，可以得到規(guī)定厚度的涂覆層材料。

固化工藝：

    ①熱固化

    ②紫外光燈固化

    紫外固化工藝主要設(shè)備是紫外固化爐，它是由一組對(duì)放的半橢圓形紫外燈組成，一般有3-7個(gè)紫外燈?；竟袒硎遣捎米贤夤庹展袒?，以特定頻率的紫外燈光（簡(jiǎn)稱UV）照射對(duì)該頻段UV有敏感的涂料(如丙烯酸酯) ，且滿足一定時(shí)間和強(qiáng)度要求，使涂層固化。

三、收絲

1、一般采用涂有橡膠的牽引輪和牽引裝置、張力控制輪、收排線盤等設(shè)備完成。牽引拉絲輪的速度在10～20m/s間，要求保證光纖所受拉力為“零"。

2、卷繞方式： 

①大卷裝

    排線質(zhì)量直接影響光纖的衰減，要求排線平整、無(wú)壓線、夾線現(xiàn)象?？刂坪门啪€質(zhì)量的關(guān)鍵是層光纖的排線質(zhì)量，首先，要調(diào)整好排線節(jié)距的大小，其次要控制制好光纖與收線圓盤邊緣距離(7-8μm)，否則，將會(huì)出現(xiàn)夾線、斷線等現(xiàn)象。

排線方式有三種：

    矩形排線、梯形排線和倒梯形排線。