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光纤,作为现代通信的“神经网络”,从日常的手机通话、网络浏览,到大型数据中心的数据交互、远距离通信干线的信息传输,都离不开它的身影。在数字化浪潮席卷全球的当下,光纤的质量与性能直接关系到通信网络的效率与稳定性,一根光纤的诞生,是一场穿越无数精密工艺的“修行”,每一个环节都凝聚着技术人员的智慧与汗水,其背后是无数次的实验与优化,是对精度和品质的极致追求。
设备通过连接的光纤线盘,对光纤进行检测分析
7月14日上午,笔者走进位于南充市的四川和泰光纤有限公司,车间内机器运转的低鸣声与忙碌的生产气息交织,身着防静电服的技术人员正全神贯注地监控着设备参数。一根根透明的石英材料在精密仪器的操控下,正经历着从原材料到通信光纤的华丽蜕变。
“我们公司主打传感型特种光纤,区别于普通通信光纤,它在长距离工业作业、智能监测场景里,承担着‘中段导航’的核心角色,可以实时采集温度、应力、振动等数据,像桥梁、油气管道这类超大型工程,靠它精准地捕捉结构形变及泄漏风险。”四川和泰光纤有限公司首席科学家涂峰指着一组连接着复杂管路的设备介绍道。“我们采用的等离子体化学气相沉积法,能精准控制预制棒的折射率分布。在密闭的反应腔体内,四氯化硅、四氯化锗等气体与氧气按特定比例混合,在微波激发的等离子体作用下发生化学反应,在石英管壁上逐层沉积出二氧化硅基薄膜。你看这往返移动的谐振腔,每次经过都能完成一层沉积,数千层叠加后就能形成符合设计要求的光纤芯层结构。”涂峰指着屏幕上实时显示的沉积曲线说:“这种工艺的材料利用率接近100%,是保证产品性能的关键。”
质量检测员进行衬管焊接操作
沿着生产线向前,制棒沉积工序正有序推进。经过PCVD处理的石英管被固定在高温熔炉中,随着炉体的缓慢移动,管内材料在2200摄氏度的高温下逐渐熔缩成实心预制棒。“这一步就像捏橡皮泥,要通过精准控温让每层沉积材料完美融合。”操作工人一边调整参数一边解释道,熔炉的温度波动必须控制在极小的范围内,否则会影响预制棒的均匀性。透过观察窗可见,橙红色的热源包裹着石英管,原本中空的管材正以肉眼难辨的速度收缩,最终形成直径约10厘米的透明棒体。
跟随着涂峰的脚步,笔者又来到酸洗车间。待酸洗的衬管整齐排列,刚完成熔缩的预制棒正浸泡在特制酸液中。质量检测员一边进行衬管焊接操作,一边说道:“这些衬管需要焊接后再进行酸洗,先将原本分开处理的衬管焊接成整体,能减少装夹次数和材料损耗,单批次可节省约15%的加工成本。”他放下焊枪,拿起一根处理好的预制棒,继续说道:“表面残留的微米级杂质都可能成为光纤传输的隐患,我们的酸洗池先以氢氟酸去除金属氧化物,再用高纯水冲洗,最后经超声波振荡清洁,能确保预制棒表面洁净度达到99.99%。”
设备正进行石英材料熔缩等关键工序
生产线的终端是令人惊叹的光纤拉丝塔设备,三层楼高的设备如同巨人般矗立在车间中央。预制棒从塔顶缓慢送入加热炉,在2000摄氏度的高温下软化下垂,经过激光测径仪监测后,瞬间被拉制成直径仅几百微米的细丝。“这就像从糖块拉糖丝,但精度要求高达千万倍。”涂峰指着屏幕上跳动的参数说,拉丝完成的光纤将随即进入涂覆固化系统,两层紫外固化涂层迅速包裹纤芯,经过张力控制和在线检测后,最终被收卷成线盘。“从预制棒到光纤,长度能放大近万倍,这盘光纤展开后能绕标准操场50圈。”涂峰拿起刚下线的产品自豪地说。
光纤拉丝塔及配套设施
“截至目前,我们的拉丝塔已有两条线完成调试,今年可实现60万芯公里的产能,同时具备约5吨的预制棒产能,预计到今年底能实现约3000万元的产值。”四川和泰光纤有限公司总经理陈江表示,目前产品已应用于国内外5G基站建设、数据中心互联等重大项目,公司不仅提供光纤光缆产品,还能为客户定制从工程设计到运维的全周期解决方案。
据了解,四川和泰光纤有限公司总占地面积约150亩,项目建设分三期稳步推进。目前,一期工程正有序开展,该期占地50亩,总投资3亿元,规划建设6个光纤拉丝塔。企业预计于7月底正式投产,待三期工程全部建成后,将实现每月100万芯公里的产能,月营收可达1500万元。
(黄骞 文/图)