“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1：想購買MCVD嗎？首先比較兩種氣體輸送系統
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。”
提示2：嘗試這種方法進行管道清潔
管道清潔過程是準備工作的關鍵部分。我發現使用第一步清潔步驟去除金屬雜質效果很好。如果要先進行HF蝕刻，則可以蝕刻金屬雜質周圍的玻璃，但不一定要去除它。如果僅進行HF蝕刻，則可能會殘留一些金屬雜質。這是我進行管道清潔過程的方法：
第一步，可以使用王水（鹽酸，硝酸和水的酸混合物）。典型的酸清洗周期為30-60分鐘，使用王水去除金屬雜質，然后用??去離子水沖洗。您可能要根據您的過程調整時間。
下一步是蝕刻玻璃表面，清潔內部和外部。大多數MCVD操作員使用氫氟酸。15％的濃度持續30-60分鐘是一個很好的起點。您可能需要調整過程的時間和濃度。
按照該蝕刻周期進行最后的去離子水沖洗，然后用氮氣干燥以防止水斑。
提示3：對旋轉密封墊進行泄漏測試，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4：使用高質量的旋轉密封件修改系統
產生均勻且可重現且無變化的氣流需要大量的工作。但是，如果旋轉密封件泄漏，則可能會引入水分和潛在的腐蝕，并且可能會在被測光纖中看到較高的OH峰。常見的旋轉密封設計通常會很快磨損，在這種設計中，軸會滑入外殼并在橡膠O形圈的內徑上進行密封。當然，這會影響密封件的質量，并可能迫使經常進行翻修以防止污染。有更好的解決方案。SG Controls的旋轉密封件的O形圈側靠可調節的玻璃壓板密封。在這種設計中，O形圈的磨損極低。這是一種可靠的旋轉密封件，可與兩種類型的氣體輸送系統一起使用。這些年來，
提示5：安裝玻璃起泡器以觀察化學顏色和水平
多年來，我發現化學能見度是真正的優勢。在玻璃起泡器中，您可以確認適當的化學水平，確認均勻的氣泡流并查看化學顏色。（顏色變化可能表示輸送系統已腐蝕。）玻璃起泡器具有以下其他優點：
可以觀察到氣泡流，可以檢測到熔塊堵塞，而不是假設一切都很好。
POCl3與不銹鋼長期不兼容。如果使用這種液體并具有不銹鋼氣體輸送系統，則可能需要安裝玻璃起泡器以創建混合系統。
在極少數情況下，您可能希望將起泡器中的化學溫度提高到40攝氏度以上。這種做法可以將金屬離子從不銹鋼中拉入您的氣泡流中。顯然，這會降低光纖的光學性能，因此在選擇MCVD系統時應予以考慮。
提示6：為您的質量流量控制器實施自動校準程序
校準至關重要。假設您認為流速為每分鐘200 CC，但尚未校準質量流量控制器。您制造大量的光纖預制棒，其中一個質量流量控制器發生故障。您購買并安裝了新的控制器，并按照自己的想法設置了流量。但是，事實證明您的實際流量不是每分鐘200 CC。光纖預制棒無法復制。您需要重新開始，實驗和更改流量，直到獲得所需的光學特性為止。同時，浪費時間和材料。始終了解您的絕對流量至關重要。我建議使用SG Controls的自動校準軟件界面，以確保對此過程中的關鍵步驟有較高的保證。
提示7：保持低溫以防止管子收縮
保持盡可能低的沉積溫度可防止管子收縮，并防止水流向纖芯，這會在最終的光纖測量中引起吸收。添加諸如磷和氟的摻雜劑降低了所需的沉積溫度。
提示8：使用經過黑體標準校準的手持式高溫計來檢查沉積管的溫度精度
沉積管的溫度至關重要，這意味著您必須校準過程高溫計。為確保準確性，我使用獨立于過程高溫計的手持式校準標準。查看高溫計取景器，在高溫區域中移動，直到檢測到最高溫度為止。此最高溫度是實際溫度。將此讀數與過程高溫計進行比較，并檢查校準偏差。您無需購買昂貴的黑體單元。取而代之的是，購買用黑體標準品校準的手持標準品。此外，您可以將手持式高溫計臨時安裝在消防車上，以抽查過程高溫計的校準。閱讀更多：“制造光纖預制棒的關鍵設計目標。”
提示9：在車床沉積過程中避免“下沖/過沖”
對PID進行編程以將管溫保持在所需的設定點，同時避免下沖/過沖是至關重要的。這是一個下沖/過沖振蕩的示例。假設您將溫度設置為1700攝氏度，但PID并未優化。當溫度降至1699攝氏度時，PID會增加氫氣流量。溫度上升到1710度。PID通過還原氫進行反應。現在溫度驟降至1690度。差值間隙已擴大，溫度波動劇烈。正確編程的高質量PID將嚴格控制整個預成型坯長度上的沉積溫度。為了實現沿光纖預制棒長度的一致性和可重復性，我建議嚴格控制+/- 1至2攝氏度。
提示10：確定最佳的H2 / O2水平以幫助獲得直的光纖預制棒
您很難獲得直的光纖預制棒嗎？這絕對是一門藝術，需要一些實踐。我發現提供可復制技術的程序。例如，設定最佳的H2 / O2比可以防止光纖預制棒下垂和玻璃塌陷時燒毀，這會導致工藝后期發生變化。
提示11：主管矯直技術
操作MCVD是一項動手操作。對于初始沉積和最終的管校直過程尤其如此。多年來，我已經開發出非常具體的技術來控制過程和結果。以下是一些快速提示：
在最初的沉積管矯直步驟中，重要的是要花一些時間正確地形成接頭，以防止制造損失。如果接頭區域變厚，未熔化的氧化物會凝結，有可能堵塞排氣管和/或形成裂紋。
在最后的管道矯直過程中，有最后一個步驟，我稱之為應力消除。在拉直過程中可能會產生一些應力。當燃燒器最初在過程開始點加熱時，燈管可能會下垂。為避免這種情況，我將頭架端加熱到非常熱的狀態，并尋找下垂的現象。如果發生下垂，則在支撐主軸箱端的同時略微加熱排氣端，以消除跳動。
閱讀有關管矯直的更多提示：“準備制造光纖預制棒。”
提示12：使用此火焰拋光提示
可以引入氟氣以幫助玻璃汽化（去除內表面層），以提供非常干凈的表面進行沉積。除了用于壓力控制的氧氣流外，氟氣還將在高拋光溫度下加速玻璃的蒸發。該最終制備步驟將提供原始表面，以防止沉積問題（例如氣泡）和潛在的較弱的最終光纖。
提示＃13：實施此光纖預制棒拉伸/過度折疊技術可提高光纖的產量
溶液摻雜將和其他稀土元素添加到玻璃芯中。如果摻雜芯與預型件外徑的比例太大，則將獲得不希望的光學性能。校正不正確的比例也會產生更多的拉伸光纖。將另一根玻璃管塌縮到預成型坯上可以校正芯層與包層的比率。如果需要更大的比率變化并且無法繪制更大的直徑，則可以使用預成型坯拉伸來減小芯直徑，然后進行額外的過度塌陷。我為技術人員編寫了活動的Excel程序，該程序計算了過度折疊和拉伸直徑，以達到所需的芯/包層比，從而滿足拉伸光纖的光學規格。此過程可使每個預制棒的光纖產量提高5倍或更高。
提示14：添加MCVD選項以優化光纖預制棒設計，確保可重復性并獲得高產量
在我從事MCVD的那幾年中，我積極尋找各種附加控制設備來改善我們的工藝和光纖質量。實際上，有些功能是專門為我的需求而設計的。以下是推薦選項的簡要概述。閱讀更多：“ MCVD選項：這些附加功能可以增強光纖預制棒的強度，產量和重現性。”
多通道氣體干燥器和露點監測器–清除輸入氣流中的水分，并包括一個露點監測器以跟蹤水分含量。
自動閥門泄漏測試–將系統中的每個閥門循環至打開和關閉位置。這將我們的泄漏測試時間從手動測試的2天減少到自動測試的2小時。
自動校準軟件界面–使您對質量流量控制器的操作絕對清晰。
大氣壓補償–修改光纖預制棒配方以補償大氣壓變化。
車床外殼–提供正壓和經過過濾的空氣的組合，以減少可能導致拉伸光纖中出現薄弱點的微粒。
輔助恒溫鼓泡加熱器–向鼓泡劑中添加熱量，以補償由于起泡作用引起的冷卻，在不到5分鐘的時間內使溫度重新穩定。
掃描高溫計–確保高溫計正在讀取最高管溫度，以防止沉積管過熱，這會降低沉積效率，并可能導致管過早收縮。
直徑控制–使您能夠在每次運行中以及一次運行中控制沉積管直徑。
帶電動尾座的加長床車床–允許您將預成型坯拉伸至較小的直徑，這可能直接影響光纖產量。
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。
手動車床控制箱–允許您在設置過程中手動控制燃燒器溫度。
自動化學加料系統–通常使操作員退出流程，這大大減少了出錯的機會并將水分引入系統。
綜上所述
無論您當前有MCVD氣體輸送系統還是即將要購買的，我都會在這里幫助您確定和安裝所需的設備。除了成為“技術故障排除者”之外，我還認為自己是嘉富客戶的擁護者。我在這里幫助您獲得支持光纖預制棒制造目標的精確系統或附加功能。
