“反復試驗。” 這兩個詞概括了我在開發和制造特種光纖預制棒和光纖方面的24年經驗，在這里我操作了MCVD氣體輸送系統。我們的團隊一直在測試新的想法，以提高光纖強度和產量以及生產過程的可重復性。實際上，由于在解決問題上花費了大量時間來優化設計并在制造過程中實現光學性能，我將自己的角色視為“技術故障排除者”。
如果您使用MCVD系統，則可能已經經歷了相當多的反復試驗。如您所知，有時候問題是要克服的難題。也許這是一個難以解決的過程問題，或者是一種難以掌握的技術。我整理了一些技巧，希望這些技巧可以幫助您優化設計并改善制造過程。如果您想更深入地了解這些快速提示中的任何一個，請隨時與我聯系。
提示(shi)1：想購買MCVD嗎？首(shou)先比較兩種(zhong)氣體輸(shu)送(song)系統
如果您要進入這個市場，您可能正在研究可用的兩種類型的系統：不銹鋼和聚四氟乙烯/玻璃。比較這兩個系統是一個相當繁重的主題，因此，這里有個秘訣：確保高產量和可重復性的一個好方法是首先選擇最能滿足您需求的系統。我的深入文章是一個很好的資源，它探討了兩種類型的MCVD氣體輸送系統的優缺點。如果您想了解更多信息，建議您給我打電話。我們可以深入研究細節，并確定支持您的設計目標的系統。閱讀更多：“比較兩種MCVD氣體輸送系統。”
提(ti)示2：嘗試(shi)這種(zhong)方法進行管道清潔
管(guan)道清(qing)潔(jie)過(guo)程(cheng)是(shi)準備工作的(de)(de)關鍵部(bu)分。我(wo)發現使用第一步(bu)(bu)清(qing)潔(jie)步(bu)(bu)驟去除(chu)金(jin)屬(shu)(shu)雜(za)(za)質效果(guo)很好。如果(guo)要先進行(xing)(xing)HF蝕刻(ke)，則可以蝕刻(ke)金(jin)屬(shu)(shu)雜(za)(za)質周圍的(de)(de)玻璃，但(dan)不一定要去除(chu)它。如果(guo)僅進行(xing)(xing)HF蝕刻(ke)，則可能會殘留(liu)一些金(jin)屬(shu)(shu)雜(za)(za)質。這是(shi)我(wo)進行(xing)(xing)管(guan)道清(qing)潔(jie)過(guo)程(cheng)的(de)(de)方法：
第一(yi)步，可以使用(yong)(yong)王(wang)水(shui)（鹽酸，硝酸和(he)水(shui)的酸混合物）。典型的酸清洗周期為30-60分鐘，使用(yong)(yong)王(wang)水(shui)去(qu)除金屬雜(za)質，然(ran)后用(yong)(yong)??去(qu)離子水(shui)沖洗。您可能(neng)要根據您的過程調整時間。
下一(yi)步是蝕刻(ke)玻璃表面(mian)，清潔內(nei)部和外部。大多(duo)數MCVD操作員(yuan)使用(yong)氫(qing)氟酸。15％的濃度(du)持(chi)續(xu)30-60分(fen)鐘是一(yi)個很(hen)好(hao)的起(qi)點(dian)。您可能(neng)需要調整過程(cheng)的時(shi)間和濃度(du)。
按照該蝕刻周期進行最后的去(qu)離子(zi)水沖(chong)洗，然后用氮氣干燥以防止水斑。
提示3：對旋轉密封墊(dian)進行泄漏(lou)測(ce)試，以確保其密封性
在設置光纖預制棒之前，我建議對旋轉密封進行泄漏測試。我是通過使氧氣流過旋轉密封件來實現的。首先用堅固的石英管塞住旋轉密封的末端。接下來，將調節后的O2壓力降低至?5 psi，略高于系統在沉積過程中看到的壓力。觀察O2載氣質量流量控制器，如果系統密封性好，它將變為零。從輸入到旋轉密封，此程序將對整個氣體系統中的氧氣載氣管線進行泄漏測試。花時間進行泄漏測試是值得的。如果旋轉密封中存在泄漏，則可能會增加水分和/或損失一部分氣流，這會降低層厚度和潛在的折射率。如果在運行期間泄漏率發生變化，則可能導致軸向光纖預制棒變化。
提示(shi)4：使(shi)用高質量的旋(xuan)轉密封件(jian)修改系統
產生均勻(yun)且可(ke)重現(xian)且無變化(hua)的(de)(de)(de)(de)氣流需(xu)要大量(liang)的(de)(de)(de)(de)工作。但(dan)是(shi)，如果旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)密(mi)封(feng)件泄漏，則可(ke)能(neng)會(hui)(hui)引(yin)入水(shui)分(fen)和潛在的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)，并且可(ke)能(neng)會(hui)(hui)在被測光纖(xian)中(zhong)看到較高(gao)的(de)(de)(de)(de)OH峰。常見的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)密(mi)封(feng)設計通常會(hui)(hui)很快磨損(sun)，在這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)設計中(zhong)，軸會(hui)(hui)滑入外殼并在橡膠O形圈的(de)(de)(de)(de)內徑上(shang)進行(xing)密(mi)封(feng)。當然，這(zhe)(zhe)(zhe)會(hui)(hui)影(ying)響密(mi)封(feng)件的(de)(de)(de)(de)質量(liang)，并可(ke)能(neng)迫使經常進行(xing)翻(fan)修以防止污染。有更好的(de)(de)(de)(de)解決方案。SG Controls的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)密(mi)封(feng)件的(de)(de)(de)(de)O形圈側(ce)靠可(ke)調節(jie)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃壓板(ban)密(mi)封(feng)。在這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)設計中(zhong)，O形圈的(de)(de)(de)(de)磨損(sun)極(ji)低(di)。這(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)一種(zhong)可(ke)靠的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)密(mi)封(feng)件，可(ke)與兩種(zhong)類型的(de)(de)(de)(de)氣體輸送系統(tong)一起使用。這(zhe)(zhe)(zhe)些年來，
提示5：安裝玻(bo)璃起泡器以(yi)觀察(cha)化(hua)學顏色(se)和水(shui)平
多年來，我(wo)發(fa)現(xian)化學能(neng)見度是真正的優勢。在玻璃起泡(pao)器(qi)中，您可以確認適當的化學水平，確認均勻的氣泡(pao)流(liu)并查看化學顏色。（顏色變化可能(neng)表(biao)示輸送系統(tong)已腐蝕(shi)。）玻璃起泡(pao)器(qi)具有以下其他優點：
可以觀察到(dao)氣泡(pao)流，可以檢測到(dao)熔塊堵(du)塞，而不是假設一切都很好。
POCl3與不(bu)銹鋼長期不(bu)兼容。如果使(shi)用這種液體并(bing)具(ju)有不(bu)銹鋼氣體輸送系(xi)統(tong)，則(ze)可能需要安裝玻璃起(qi)泡器以創建混合系(xi)統(tong)。
在極少數情況下(xia)，您可能希望將起(qi)泡器中的化學溫度提(ti)高到(dao)40攝氏度以上。這種做法可以將金(jin)屬離子從不銹鋼中拉入(ru)您的氣泡流中。顯(xian)然(ran)，這會降低光(guang)纖的光(guang)學性能，因此在選擇MCVD系統時應予以考慮。
提示6：為您的質(zhi)量(liang)流量(liang)控制器實(shi)施自動校準程(cheng)序
校準至關重要(yao)。假(jia)設(she)您(nin)(nin)(nin)(nin)認為流(liu)(liu)速為每分鐘(zhong)200 CC，但尚未校準質量(liang)流(liu)(liu)量(liang)控制器。您(nin)(nin)(nin)(nin)制造大量(liang)的(de)(de)光纖預制棒，其中一(yi)個質量(liang)流(liu)(liu)量(liang)控制器發生故(gu)障。您(nin)(nin)(nin)(nin)購買(mai)并安(an)裝(zhuang)了(le)新的(de)(de)控制器，并按照自(zi)己的(de)(de)想法設(she)置了(le)流(liu)(liu)量(liang)。但是，事實證明您(nin)(nin)(nin)(nin)的(de)(de)實際流(liu)(liu)量(liang)不是每分鐘(zhong)200 CC。光纖預制棒無法復制。您(nin)(nin)(nin)(nin)需要(yao)重新開(kai)始，實驗和更改流(liu)(liu)量(liang)，直到獲得所需的(de)(de)光學(xue)特(te)性為止。同時(shi)，浪費時(shi)間和材料。始終(zhong)了(le)解您(nin)(nin)(nin)(nin)的(de)(de)絕對流(liu)(liu)量(liang)至關重要(yao)。我建議(yi)使(shi)用SG Controls的(de)(de)自(zi)動校準軟件界面，以確保對此過(guo)程中的(de)(de)關鍵步驟有較高的(de)(de)保證。
提示7：保持低溫以防止管子收縮
保持盡可(ke)能低的沉積溫度可(ke)防止管(guan)子收縮，并(bing)防止水流(liu)向纖(xian)(xian)芯，這(zhe)會在最終的光纖(xian)(xian)測量中引起吸收。添加諸如磷(lin)和氟的摻雜(za)劑(ji)降(jiang)低了所需的沉積溫度。
提(ti)示8：使用經過黑體標準校準的手持式高溫計(ji)來檢查沉積管的溫度精度
沉(chen)積管(guan)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度至關(guan)重要，這意味著您(nin)必須校(xiao)準(zhun)(zhun)過(guo)(guo)程(cheng)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)。為確(que)保準(zhun)(zhun)確(que)性，我使用獨立于(yu)過(guo)(guo)程(cheng)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)的(de)手持(chi)式(shi)校(xiao)準(zhun)(zhun)標(biao)準(zhun)(zhun)。查(cha)看高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)取景器，在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)區域中移動，直(zhi)到檢測到最(zui)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)度為止。此最(zui)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)度是(shi)實際溫(wen)(wen)(wen)度。將此讀數(shu)與過(guo)(guo)程(cheng)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)進行比(bi)較，并檢查(cha)校(xiao)準(zhun)(zhun)偏差。您(nin)無需(xu)購買昂貴的(de)黑(hei)體(ti)單元。取而(er)代之的(de)是(shi)，購買用黑(hei)體(ti)標(biao)準(zhun)(zhun)品校(xiao)準(zhun)(zhun)的(de)手持(chi)標(biao)準(zhun)(zhun)品。此外，您(nin)可以將手持(chi)式(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)臨時安裝在消防車上，以抽查(cha)過(guo)(guo)程(cheng)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)計(ji)(ji)(ji)的(de)校(xiao)準(zhun)(zhun)。閱(yue)讀更多：“制造光纖預制棒的(de)關(guan)鍵設計(ji)(ji)(ji)目(mu)標(biao)。”
提示9：在(zai)車床沉積過程中避免“下(xia)沖/過沖”
對PID進行編程以將管溫(wen)(wen)保持在所需的(de)設定點，同時避免下沖(chong)/過沖(chong)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要的(de)。這是(shi)一個下沖(chong)/過沖(chong)振蕩的(de)示例。假(jia)設您將溫(wen)(wen)度設置為1700攝(she)氏度，但(dan)PID并未優化。當溫(wen)(wen)度降至(zhi)1699攝(she)氏度時，PID會增加氫(qing)氣流量(liang)(liang)。溫(wen)(wen)度上升到1710度。PID通過還原氫(qing)進行反應。現在溫(wen)(wen)度驟降至(zhi)1690度。差值間隙(xi)已擴大，溫(wen)(wen)度波動(dong)劇烈。正確(que)編程的(de)高質(zhi)量(liang)(liang)PID將嚴格控制整(zheng)個預(yu)(yu)成型坯長度上的(de)沉積溫(wen)(wen)度。為了實現沿光纖預(yu)(yu)制棒長度的(de)一致性(xing)和可重(zhong)復性(xing)，我建議嚴格控制+/- 1至(zhi)2攝(she)氏度。
提示10：確定最佳的H2 / O2水平以幫助獲得直的光纖預制棒
您(nin)很難獲得直的光纖(xian)預制(zhi)棒嗎？這(zhe)絕對是一門藝(yi)術(shu)，需(xu)要(yao)一些實踐。我發現(xian)提(ti)供可復制(zhi)技術(shu)的程序(xu)。例如，設定最佳的H2 / O2比(bi)可以防止光纖(xian)預制(zhi)棒下垂和玻璃塌陷(xian)時燒(shao)毀，這(zhe)會(hui)導致工藝(yi)后期發生變化。
提示(shi)11：主管矯直(zhi)技(ji)術
操作MCVD是(shi)一項動手(shou)操作。對于初(chu)始沉積(ji)和(he)最終的(de)管校(xiao)直(zhi)過(guo)程尤(you)其如此。多年來，我已(yi)經開發出(chu)非常具(ju)體(ti)的(de)技(ji)術來控制過(guo)程和(he)結果。以(yi)下是(shi)一些快速提示：
在(zai)最初的沉積管矯(jiao)直(zhi)步驟中，重要的是要花一些(xie)時間(jian)正確地形(xing)成接(jie)頭，以防止制造(zao)損失(shi)。如果(guo)接(jie)頭區(qu)域(yu)變厚(hou)，未熔(rong)化的氧化物會凝(ning)結(jie)，有可(ke)能堵塞(sai)排氣管和/或形(xing)成裂紋。
在(zai)最(zui)(zui)后的管道矯(jiao)直過程(cheng)中，有(you)最(zui)(zui)后一個步驟(zou)，我(wo)稱之為應力消除(chu)。在(zai)拉直過程(cheng)中可能(neng)會(hui)產生一些應力。當燃燒器最(zui)(zui)初在(zai)過程(cheng)開始點加(jia)熱時，燈管可能(neng)會(hui)下垂(chui)。為避免這種情況，我(wo)將頭架(jia)端加(jia)熱到(dao)非常熱的狀態，并尋找下垂(chui)的現象。如果發生下垂(chui)，則在(zai)支(zhi)撐主軸(zhou)箱端的同時略微加(jia)熱排氣端，以消除(chu)跳動。
閱讀有關(guan)管矯直的更多(duo)提示：“準備制(zhi)造光(guang)纖預制(zhi)棒(bang)。”
提(ti)示12：使用此火焰(yan)拋光提(ti)示
可(ke)以(yi)引入氟氣(qi)以(yi)幫助玻璃汽化（去除內表(biao)面層），以(yi)提供非常干(gan)凈的表(biao)面進行沉積。除了用于壓力(li)控制的氧(yang)氣(qi)流外，氟氣(qi)還將(jiang)在高拋光溫度下加速玻璃的蒸發(fa)。該最終(zhong)(zhong)制備步驟(zou)將(jiang)提供原始表(biao)面，以(yi)防止沉積問題（例如氣(qi)泡(pao)）和潛在的較弱的最終(zhong)(zhong)光纖(xian)。
提示＃13：實(shi)施此光纖預制棒(bang)拉伸(shen)/過度折疊技術可提高(gao)光纖的(de)產量
溶液摻雜將(jiang)和其他(ta)稀土元素添加到玻(bo)璃芯中。如果(guo)摻雜芯與預型件(jian)外徑(jing)的(de)(de)(de)比(bi)例太大，則將(jiang)獲得(de)不(bu)希望(wang)的(de)(de)(de)光(guang)學(xue)性能。校正(zheng)不(bu)正(zheng)確(que)的(de)(de)(de)比(bi)例也會產生更(geng)多的(de)(de)(de)拉(la)(la)伸光(guang)纖。將(jiang)另一根玻(bo)璃管塌(ta)縮到預成型坯上可(ke)以(yi)(yi)校正(zheng)芯層(ceng)與包層(ceng)的(de)(de)(de)比(bi)率。如果(guo)需要更(geng)大的(de)(de)(de)比(bi)率變化并且(qie)無(wu)法繪制(zhi)(zhi)更(geng)大的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)，則可(ke)以(yi)(yi)使用預成型坯拉(la)(la)伸來減小芯直(zhi)(zhi)徑(jing)，然后進行額外的(de)(de)(de)過度(du)塌(ta)陷。我為技術人員編(bian)寫了活(huo)動的(de)(de)(de)Excel程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)，該程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)計算了過度(du)折疊和拉(la)(la)伸直(zhi)(zhi)徑(jing)，以(yi)(yi)達(da)到所(suo)需的(de)(de)(de)芯/包層(ceng)比(bi)，從而滿足拉(la)(la)伸光(guang)纖的(de)(de)(de)光(guang)學(xue)規(gui)格。此過程(cheng)(cheng)可(ke)使每個預制(zhi)(zhi)棒的(de)(de)(de)光(guang)纖產量提(ti)高5倍或更(geng)高。
提示14：添加(jia)MCVD選項以優化光纖預制棒(bang)設(she)計，確保可重(zhong)復性并(bing)獲得高產量
在我(wo)從事MCVD的(de)那幾年(nian)中，我(wo)積(ji)極尋(xun)找各(ge)種附加(jia)控制設備來(lai)改善我(wo)們(men)的(de)工藝和(he)(he)光纖質量。實際上，有些功(gong)能是專門(men)為我(wo)的(de)需求而設計的(de)。以(yi)下是推薦選(xuan)項的(de)簡要概述。閱讀(du)更(geng)多：“ MCVD選(xuan)項：這些附加(jia)功(gong)能可(ke)以(yi)增強(qiang)光纖預制棒(bang)的(de)強(qiang)度(du)，產量和(he)(he)重(zhong)現性。”
多通道氣(qi)體干燥器和露點(dian)監測器–清除輸入(ru)氣(qi)流中的水分(fen)，并包括一個露點(dian)監測器以跟(gen)蹤(zong)水分(fen)含量。
自動(dong)(dong)閥門泄漏(lou)測(ce)試(shi)(shi)–將系統(tong)中的每(mei)個閥門循環至打開和關(guan)閉位置。這將我(wo)們的泄漏(lou)測(ce)試(shi)(shi)時間從手(shou)動(dong)(dong)測(ce)試(shi)(shi)的2天減少到(dao)自動(dong)(dong)測(ce)試(shi)(shi)的2小時。
自動(dong)校(xiao)準軟件(jian)界面(mian)–使您對質量流量控(kong)制器的(de)操作絕對清晰(xi)。
大(da)氣壓補(bu)償(chang)(chang)–修(xiu)改光纖(xian)預制(zhi)棒配方以(yi)補(bu)償(chang)(chang)大(da)氣壓變(bian)化(hua)。
車床外殼–提供正壓和經過(guo)過(guo)濾的(de)(de)空氣(qi)的(de)(de)組合(he)，以減(jian)少可能導(dao)致拉伸光(guang)纖中出現薄(bo)弱點的(de)(de)微粒(li)。
輔(fu)助恒溫鼓泡(pao)加熱(re)器–向鼓泡(pao)劑中添加熱(re)量，以補償由于起泡(pao)作用(yong)引起的(de)冷卻，在(zai)不到(dao)5分鐘的(de)時間(jian)內使溫度重新穩定。
掃描(miao)高(gao)(gao)溫(wen)計–確保(bao)高(gao)(gao)溫(wen)計正在讀取最高(gao)(gao)管(guan)溫(wen)度，以防止沉(chen)積(ji)管(guan)過(guo)熱，這會降低沉(chen)積(ji)效率，并可能導致管(guan)過(guo)早收縮。
直徑(jing)控制(zhi)–使您(nin)能夠在(zai)每次運(yun)行(xing)中(zhong)以(yi)及一次運(yun)行(xing)中(zhong)控制(zhi)沉積管(guan)直徑(jing)。
帶電動尾座的加長(chang)床車床–允許您(nin)將(jiang)預(yu)成型坯拉伸至較小的直(zhi)徑(jing)，這(zhe)可能直(zhi)接(jie)影響光纖(xian)產量。
夾克車床上的垂直拉伸–消除了因重力問題而導致的問題，當加熱管時，管會下垂，并且可以加工更長的光纖預制棒。
手動車床(chuang)控(kong)(kong)制(zhi)箱–允許(xu)您(nin)在設置(zhi)過程中手動控(kong)(kong)制(zhi)燃燒(shao)器溫度(du)。
自動化學加料(liao)系(xi)統–通常使(shi)操(cao)作員退出流程，這大(da)大(da)減(jian)少了出錯的機會并將(jiang)水分(fen)引入系(xi)統。
綜上所述
無論(lun)您(nin)當(dang)前有MCVD氣(qi)體輸送系統(tong)還是(shi)即將要(yao)購買的(de)，我都會在這里幫助您(nin)確定(ding)和安裝所需的(de)設備(bei)。除(chu)了成(cheng)為“技術故障(zhang)排除(chu)者(zhe)”之外，我還認(ren)為自己是(shi)嘉富客(ke)戶的(de)擁(yong)護者(zhe)。我在這里幫助您(nin)獲(huo)得支(zhi)持光纖預制棒(bang)制造目標的(de)精確系統(tong)或附加(jia)功能。
