文献综述（或调研报告）：
[1]提出了一种模拟小型多孔毛细管制造的方法，该模型基于Navier-Stokes方程的渐近分析，从而为该问题提供了一个简单的封闭式解决方案。为了开发能够包括诸如表面张力，粘度变化和内孔超压等影响的毛细管拉伸过程的数学模型，从非简化的Navier-Stokes方程开始[2]，可以在方程中带有沿毛细管轴向的距离x，毛细管径向距离r，熔融速率q，密度rho;，压强p，重力加速度g，动态粘度mu;和表面湿度gamma;等参数，然后将各参数无量纲化，并对方程进行渐近分析。在将方程化简完成后，进行了实验探究，发现实验所获得的光纤品质和理论计算的相当符合。最后得出了光纤上孔的塌陷率主要与拉伸速度和进给速度有关、10℃的温和温度变化会对塌陷率产生较大影响、可以通过使用短的热区，低温，高进给速度，大内径或这些的任意组合来实现塌陷率的降低等定性定量结论，并提出这些结论可用于多种材料拉伸上[3]。
[4]对光纤预制件进行了受力分析和数值模拟，最后提出了一种加压拉丝的方法，压力基本控制在4000-5000Pa，最后运用此方法成功制成类型不同的光子晶体光纤。其中得到的结论是:降低拉丝温度，提高拉丝速度都是减小预制件发生形变的方式，但不可以盲目降温提速，因此采用加压拉丝的方式，可以利用压力抵消光纤在拉丝过程中产生的形变。然而，除了加压，此法还需要很好地控制温度、压力。拉速、气流状态等关键参数才能制出结构完整，符合设计要求的光纤。
光纤拉丝机是光纤生产中的重要设备，影响光纤丝径一致性的重要因素之一就在于对于拉伸伺服电机的控制效果。为了获得满意的控制效果，设计了基于单片机的光纤拉丝模糊控制系统[5]，并对光纤拉丝机控制系统中存在的时滞问题进行了理论分析，设计了基于Smith预估器的模糊控制算法[5]，并用其解决时滞问题。
[6]中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纤预制棒的芯棒处理和套柱焊接等关键技术,研制出了200mm,长度6m的大尺寸光纤预制棒,并实现单根光纤预制棒不间断超高速(2800m/min)拉丝15000km以上。实际生产和质量评估表明:该技术生产的单模光纤在1550nm波长的衰减系数典型值为0.182dB/km,在1310nm波长的衰减系数典型值为0.321dB/km。由此可见,研发的大尺寸超长光纤预制棒生产技术稳定、成熟,与目前广泛使用的1.5m,150mm光纤预制棒拉丝相比,光纤预制棒利用率提高12.4%,单位时间光纤产出提升20.7%。首次实现了200mmtimes;6m大尺寸超长光纤预制棒的高速拉丝。
当然，随着光纤预制棒的尺寸不断加大[7]，与之相关的光纤拉丝工艺问题需要得到解决。[8]探讨了大尺寸预制棒表面预处理的工艺选择与设备控制,及处理效果的分析。[9]对大直径超长预制棒的拉丝工艺与性能进行了研究，研究了预制棒直径和长度增加后对光纤拉丝炉、涂覆系统的影响和要求，对预制棒直径增大后内部应力的问题进行了分析。主要研究成果如下:(1)利用fluent软件分析拉丝炉内的气体分布和流速,模拟出拉丝炉内的温场分布,通过改进拉丝炉结构优化了拉丝炉的温场分布。分析了光纤拉丝炉对光纤包层不圆度和强度的影响,通过拉丝炉的改进和工艺的优化,使大直径超长预制棒拉丝光纤的包层不圆度平均值小于0.3%。(2)研究了大直径超长预制棒拉丝对光纤涂覆质量的影响。通过改进涂覆供料系统,解决了涂层气泡等涂覆问题。通过对涂料和UV固化系统的改进,解决了大直径超长预制棒长时间拉丝导致的固化度下降的问题。(3)研究并解决了预制棒直径的增加所带来的光纤内部应力增大的问题,提出利用退火炉改善光纤内部应力的方法,并且从理论上分析了退火工艺[10]。为了解决预制棒直径的增加和拉丝速度的提高所带来的光纤内部应力增大的问题,提出利用退火炉改善光纤内部应力的方法,并且从理论上分析了应用退火工艺改善光纤内部应力的原理。通过对比实验,得到退火工艺对光纤衰减、翘曲特性和光纤脆性的影响。在退火工艺条件下,所制得的光纤在1310、1550nm波长的衰减典型值分别为0.317dB/km、0.182dB/km,翘曲度值在14m以上,光纤的剥纤断纤率降低到0.08%。(4)通过光纤性能指标的测试和例行实验的检验,光纤各项指标都符合或优于国家标准,证明大直径超长预制棒拉丝拉丝工艺稳定,具备推广性和实用性。提到涂覆技术，[11]分析了光纤拉丝工序中涂覆料控制环节存在的问题,提出了改进涂覆料控制的改造方法,实现了涂覆料的精准控制,避免了拉丝停止时涂覆料溢出。[12]在拉丝工艺中保持加热炉功率和拉丝速率恒定不变,考察模具孔隙尺寸、涂覆器温度、涂覆压力、固化光强度这四个涂覆工艺参数对涂层质量的影响。结果表明:选用内涂530、外涂575的模具,涂覆器温度为35℃,涂覆压力为0.45bar,光照强度为500mW/cm2,此时光纤的光学性能好,表面涂层均匀,无气泡串珠,涂料成本低。
目前，主流光纤厂商的光纤制造工艺已趋于稳定，受整个光纤市场大环境的影响，各大厂商纷纷提升产能，以应对日益激烈的市场竞争。然而，现有的拉丝技术及设备稳定性逐步限制了光纤制造水平的提升[6]。光纤丝径的稳定性、光纤翘曲度和固化度等光纤参数对整个高速拉丝过程提出挑战。[13]从拉丝炉气场、温场、退火工艺、冷却工艺和固化工艺等角度出发，通过理论及实践研究，对影响高速拉丝的工艺参数进行优化，成功克服了超高速拉丝的工艺难题，实现了超高速2800m/min的稳定拉丝。
在光纤拉丝过程中，由于氦气的比热容大，且为惰性气体，因此常用其作为光纤冷却用气体。而氦气是一种从天然气中提取的副产物，是不可再生的昂贵能源，因此从制造成本和战略安全等角度考虑,氦气回收的意义重大[14]。[15]中对拉丝冷却管中的氦气进行收集,然后提纯并储存,以便对其再次利用,大幅降低了光纤企业生产成本,并保证了氦气资源的战略安全。
参考文献：
[1].A.D. Fitt, Kentaro Furusawa, T.M. Monro, et.al Modeling the fabrication of hollow fibers: Capillary drawing[J]. Journal of Lightwave Technology, 2002, 19(12):1924-1931.
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