1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学烟台研究院先进光纤传感技术研发中心，山东 烟台 264006
3 新南威尔士大学电气工程与电信学院，悉尼 NSW2052
光纤构成了当今世界通讯的主干网络，已成为人类活动的底层构架。近年来，物联网万物互联对光纤传输带宽的需求急剧增加，光纤功能更是从单一的信息传输扩展到了信息传输和感知一体化，特种石英光纤是实现该目标的一个重要组成部分，其研发成为了热点。特种光纤的复杂结构和多组分掺杂给其高效制造提出了挑战。本文围绕增材制造技术在特种石英光纤高效制备方面的难题、探索及进展进行总结梳理，首先重点报告在基于紫外光固化的增材制造技术路线下，如何克服大尺寸石英增材制造中陶瓷化和塌缩的难题，发展适合的增材技术用于制备特种石英光纤预制棒，以拉制出所需的特种光纤。然后介绍直接墨水书写与选择性激光熔融等不同增材技术用于石英光纤预制棒制造的近期进展。最后对增材制造在石英光纤制造中存在的问题和未来发展趋势进行简要讨论与展望。
光纤光学 增材制造 光纤预制棒制造 特种光纤 有源光纤 激光与光电子学进展
2022, 59(15): 1516003
以碳纤维无纬布/碳纤维网胎叠层针刺预制体为增强体, 经化学气相渗透(CVI)联合沥青高压碳化(HPIC)工艺制备了热解碳+沥青碳双元基针刺C/C喉衬材料, 利用X射线断层扫描(μ-CT)和扫描电镜(SEM)表征了材料的微观结构, 采用等离子烧蚀试验考察了针刺喉衬材料X-Y纤维铺层面(0°)、Z向针刺面(90°)以及两者间过渡层面(23°、45°和68°)的烧蚀性能。结果表明, 采用CVI+HPIC组合工艺能使针刺材料达到高致密态, 获得了孔隙率仅为4%的C/C材料, 材料内部孔隙呈离散态分布, 其中98%的孔隙为小于20 μm的小孔。烧蚀结果显示, 针刺C/C材料不同区域的烧蚀性能存在差异, 从X-Y层面(0°)到Z向针刺面(90°), 其耐烧蚀性能呈先增强后减弱的趋势, 68°层面耐烧蚀性能最好, 线、质量烧蚀率分别为0.056 mm/s、0.050 g/s。烧蚀面纤维的排布是影响烧蚀性能的关键因素, 68°层面因形成的尖端烧蚀模式占比较高, 表现出最佳的耐烧蚀性能。
针刺预制体 C/C复合材料 烧蚀率 微观结构 needled carbon fiber preform C/C composites ablation rate microstructure
1 苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215200
2 江苏亨通光纤科技有限公司, 江苏 苏州 215200
从光纤预制棒、光纤拉丝炉、光纤熔接等方面阐述了低熔接损耗环保型单模光纤研制过程。主要从原材料以及反应原理角度出发, 探索了无氯环保型光纤预制棒的开发过程；同时从拉丝炉的气流场进行分析, 完成了光纤拉丝炉的开发, 该拉丝炉可用于直径不均匀光棒的拉丝, 光纤丝径的3σ值稳定在0.186 5左右。最后进行了熔接试验, 研制出光纤的双向熔接平均值不管在1 310 nm还是在1 550 nm, 均在0.03以下, 顺利完成了低熔接损耗环保型单模光纤的研制。
光纤预制棒 光纤拉丝炉 光纤熔接 无氯环保 直径不均匀 optical fiber preform fiber drawing furnace fiber splicing chlorine-free environmental protection uneven diameter
1 国科学院 武汉文献情报中心，武汉 430071
2 长飞光纤光缆股份有限公司，武汉 430000
光纤光缆技术是我国推进“宽带中国”战略的重要领域。文章以全球光纤光缆专利为研究对象，采用专利分析的方法，梳理了光纤光缆专利申请趋势，从光纤预制棒、光纤和光缆等流程的角度，分析了光纤光缆技术分布和最新技术动向，并剖析了国内外主要机构的技术布局和核心专利技术。最后，提出了重视专利战略、谋划全球专利布局，探索潜在的国外市场；围绕国家光通信战略和产业技术升级，加强未来重点技术研发；鼓励中小企业创新技术发展、营造产业集聚效应等建议。
光纤预制棒 光纤 光缆 专利分析 专利技术 光通信 optical fiber preform optical fiber optical fiber cable patent analysis patented technologies optical communication
1 苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215123
2 江苏亨通光纤科技有限公司, 江苏 苏州 215200
3 江苏亨通光电股份有限公司研发中心, 江苏 苏州 215200
通过研究大尺寸超长光纤预制棒的制造技术,攻克了大尺寸超长光棒的芯棒处理和套柱焊接等关键技术,研制出了200 mm,长度6 m的大尺寸光棒,并实现单根光棒不间断超高速(2 800 m/min)拉丝15 000 km以上。实际生产和质量评估表明:该技术生产的单模光纤在1 550 nm波长的衰减系数典型值为0.182 dB/km,在1 310 nm波长的衰减系数典型值为0.321 dB/km。由此可见,研发的大尺寸超长光棒生产技术稳定、成熟,与目前广泛使用的1.5 m,150 mm光棒拉丝相比,光棒利用率提高12.4%,单位时间光纤产出提升20.7%。首次实现了200 mm×6 m大尺寸超长光棒的高速拉丝。
光纤 预制棒 大尺寸超长 套柱 焊接 高速拉丝 optic fiber fiber preform large size ultra long cylinder welding high speed drawing
1 江苏师范大学物理与电子工程学院， 江苏 徐州 221116
2 CREOL, The College of Optics and Photonics, University of Central Florida, Orlando, Florida32816
3 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 陕西 西安 710119
4 上海大学材料科学与工程学院， 上海 200072
5 宁波大学高等技术研究院红外材料与器件实验室， 浙江 宁波 315211
碲基硫系光纤在2 ～ 16 m光谱范围具有优异的透射性能。近年来，它们作为长波红外传输介质备受关注。回顾了碲基硫系光纤的研究历史和现状，分析总结了用双坩埚法、棒管法、堆积挤出法和复合材料棒管挤出法制备碲基硫系光纤的特点，并对碲基硫系光纤的发展前景进行了展望。
硫系玻璃 红外光纤 碲化物 光纤预制棒 chalcogenide glass infrared fiber telluride fiber preform
1 成都富通光通信技术有限公司， 四川 成都 611731
2 浙江大学光电系现代光学仪器国家重点实验室， 浙江 杭州 310027
介绍了一种新的改进化学气相沉积法（MCVD）+气相轴向沉积法（VAD）预制棒制备工艺，该工艺按照归一化波导结构进行工艺设计和参数控制，即采用MCVD法制备归一化结构参数轴向一致的芯棒，然后采用VAD法轴向沉积相应的外包层，从而得到波导结构轴向均匀一致的预制棒。采用新工艺实验研究了非零色散位移光纤的制造过程，成功制造了波导结构均匀的光纤预制棒，有效地利用预制棒的锥度增加有效长度，光纤的生产效率提高约15%，节省了成本。详细分析了该工艺方法的三个关键环节：芯棒归一化结构制备，芯棒收缩比的设定，VAD松散体沉积。研究结果对非零色散位移光纤的生产具有实际的指导意义。
光纤光学 光纤预制棒 改进化学气相沉积法 气相轴向沉积法 非零色散位移光纤
1 北京交通大学 理学院物理系,北京 100044
2 悉尼大学光纤技术中心,悉尼 1430
对F、P共掺杂光纤预制棒退火后的表面晶化行为进行了研究.由改进的化学汽相沉淀法制备的氟和磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒玻璃样品在6 h的1 150 ℃控温加热处理后，其表面发生晶化.用X-射线衍射仪观测其晶相，主要为α-方石英，可使玻璃具有二阶光学非线性；用光学显微镜观察了其表面形貌并对结晶微粒的大小进行测量，知晶粒大小在十几到几十μm之间，会造成散射损耗的增加.实验结果,还显示氟对结晶过程有很大的影响.
表面晶化 二氧化硅光纤预制棒 氟磷共掺杂 二阶光学非线性 Surface crystallization Silica fiber preform F and P co-doping Second-order nonlinearity
