Этап 2 – процесс спекания

Прежде всего пористая заготовка нагревается в среде газообразного хлора (при этом удаляется вода) а затем нагревается еще сильнее до температуры 1400  16000С при которой частицы белой сажи спекаются в сплошной стеклянный стержень без пузырьков воздуха – заготовку. Все это происходит в печи в контролируемых условиях. На этом этапе пористый исходный стержень обычно усаживается и плавится.

Этап 3 – вытягивание волокна

Заготовка (сплошная или полая) нагревается до температуры 1800  23000С при которой из нее можно вытягивать волокно.

Таким образом процесс OVD состоит из пяти основных шагов:

• Очистка сырья

• Подача реакционных веществ в зону нагревания

• Химические реакции и образование частиц

• Осаждение частиц на подложке (исходный стержень или уже осажденная заготовка)

• Дегидратация и спекание

5. Метод осевого парофазного осаждения vad

Метод осевого парофазного осаждения (VAD) был разработан в Японии для того чтобы не нарушать патент компании Corning на метод OVD и наладить непрерывное получение заготовок для изготовления оптического волокна. Изобретателем метода считается группа японских ученых корпорации NTT во главе с Татсуо Изавой (Tatsuo Izawa), который в 2001 году за это открытие был удостоен знаменитой премии имени Тиндалла.

Описание процесса

Метод VAD аналогичен методу OVD в той степени в которой осаждение является не внутренним а наружным процессом при котором образуется пористая заготовка которая затем обезвоживается и спекается. Однако при использовании метода VAD кварцевый порошок (белая сажа) осаждается в осевом направлении а не в радиальном (как это имеет место в процессе OVD). Это обстоятельство затрудняет модификацию профиля показателя преломления но облегчает получение более длинных заготовок. При изготовлении используются механизм осевого перемещения заготовки реакционная камера горелка испаритель для сырья и блок управления. Заготовка медленно протягивается вверх проходя при этом через используемое в данном процессе оборудование. Сырье (  и ) вводится так же как и при использовании метода OVD: применяется кислородно-водородная газовая горелка а очень мелкие частицы стекломассы образовавшиеся в результате реакции гидролиза в пламени осаждаются на торцевой поверхности уже осажденной заготовки которая используется в качестве подложки для дальнейшего наращивания заготовки. Пористая заготовка движется в осевом направлении, наращивая свою массу в ходе этого движения. В кольцевой электрической печи сопротивления с графитовым нагревательным стержнем заготовка обезвоживается и превращается в прозрачный твердый стержень.

Рисунок 6. Изготовление заготовки. Метод VAD.

Важными отличительными чертами процесса является следующее:

• Постоянное наращивание заготовки

• Точное регулирование расхода сырья

• Поддержание постоянной температуры пламени

• Поддержание постоянной температуры в зоне нагревания заготовки

• Поддержание постоянной скорости поворота заготовки

• Сохранение зоны наращивания заготовки в определенном месте

Перемещение зоны наращивания заготовки в другое место приводит к изменениям профиля показателя преломления готовой заготовки. Скорость перемещения в осевом направлении (т.е. скорость наращивания заготовки) составляет примерно 40  60 мм/час.

Для того чтобы обеспечить осаждение используются от одной до трех горелок. Изменяя число горелок и состав и пропорции сырья можно обеспечить получение различных профилей показателя преломления. В ходе отвердения заготовка обезвоживается в среде газообразного хлора. Более толстую оболочку волокна можно получить путем дополнительного осаждения на поверхности спеченной стержневой заготовки. Это означает что можно получать очень большие заготовки.