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    光纖光纜是怎樣制造出來的?

    19世紀初,人類發現光可以利用全內反射原理在水和玻璃等介質內傳播后,有人開始意識到,如果我們能拉出超細的玻璃絲,實現光導長距離傳輸,必將應用無限。

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    但是科學家們嘗試了無數辦法,怎么也拉不出又長又細、均勻而堅韌的玻璃纖維。

    一位叫C.V.Boys的物理學家出現了。

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    C.V.Boys首先將玻璃放入一個極小的容器里,加熱融化再氣吹。

    失!

    接下來,他造了一把槍。與一般的槍不同,這把槍火力更集中,希求通過瞬間的爆發力拉出玻璃纖維絲。

    失!

    那就造一支火箭筒。他認為火箭筒的速度更快,一定可以拉出均勻的玻璃絲。

    失!

    C.V.Boys看著他的火箭筒,表情沮喪,怎么辦呢?

    終于,他想出了一個高度科學的解決方案——弩。

    C.V.Boys專門設計了一把用于拉光纖的弩…

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    C.V.Boys設計的弩

    1887年的某一天,C.V.Boys將一根加熱的玻璃棒放在弩上,當玻璃棒熔化,扣動扳機,在實驗室里拉出了一道長長的玻璃纖維。

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    實驗場景無法還原,漫畫代替

    C.V.Boys終于拉出了世界上第一根光纖,足足有9英尺長。

    100多年過去了,如今光纖已成為地球的血管,密密麻麻的分布于世界,為我們編織出豐富精彩的信息生活。今天的光纖是怎么制造出來的呢?同樣不簡單。

    光纖由純度極高的光學玻璃制成。我們家里的玻璃窗是透明,通常玻璃越厚就越不透明,這是因為玻璃中有雜質。

    光纖用的玻璃有多純呢?即使有幾公里厚,你也能透過這個玻璃看清物體。

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    光纖結構:纖芯和包層是不可分離的,纖芯與包層合起來組成裸光纖

    光纖的制作過程主要分為:預制棒制備、光纖拉絲和測試三個過程。

    預制棒制備

    預制棒生產主要有MCVD、OVD、VAD和PCVD等工藝,本文只介紹MCVD工藝。

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    MCVD(modified chemical vapor deposition)工藝由貝爾實驗室于1974年開發。它將由SiCl4(氯化硅)、GeCl4(氯化鍺)和其它化學物質組成的氣態混合物導入到石英玻璃管(包層)中,并在石英管外旋轉加熱,硅和鍺氧化反應,形成SiO2(二氧化硅)和GeO2(二氧化鍺),并駐留在石英管內構成光纖的主要部分。

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    針對光纖的折射率、膨脹系數和熔點等,可通過氣態混合物的成分濃度來控制。

    當預制棒冷卻后,要進行質量(折射率)測試。

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    預制棒

    光纖拉絲

    將預制棒放入光纖拉絲塔,進行拉絲。預制棒經拉絲,被拉成125μm粗細的光纖,并涂上二層樹脂以保護光纖的強度。

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    光纖拉絲塔組成

    光纖拉絲塔內有一個石墨爐,可產生17000-2000度的高溫,使預制棒軟化,再由拉絲輪卷繞而拉成細長的光纖。拉絲塔有一個信息反饋系統,用來反饋爐溫和繞速等,以通過激光測微計來精確控制光纖直徑。

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    為增強光纖強度,在拉絲過程中還要及時為光纖涂上一層很薄的樹脂,并及時烘干避免相互黏附。

    拉絲完成后,還需要對成品光纖進行測試,內容主要包括:抗拉強度、折射率、光纖結構、衰減、信息承載能力(帶寬)、色散、工作溫度和濕度范圍等。

    光纖就是這樣制造出來的!

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    正是這根小小的玻璃絲,今天徹底改變了人類的生活。毫不夸張的講,光纖通信是人類史上一次超越時間和空間的奇跡,從蒸汽機的發明,到輪船、火車,人類從來沒有如此拉近過時空距離。正是小小的光纖,成就了我們今天遠在千里、近在咫尺的通信生活。

    來源:光通訊網訊

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