石英玻璃光纖在制作的過程中玻璃基體不可避免地存在微小的不均勻性、高溫熔融驟冷拉絲使表面形成應力分布不均勻、及環境塵埃、機械損傷等致使光纖表面產生一些微裂紋。這些微裂紋在高速拉絲中，承受較大的拉絲張力，會產生進一步的擴張，導致光纖強度降低。
(資料圖片)
預制棒缺陷是光纖斷裂主因
△光纖預制棒
光纖預制棒制造技術是光纖制造工藝的，光纖行業歷來用光纖預制棒制造技術來命名光纖制造工藝。按照傳統的命名方法，當前光纖技術市場上四種工藝共存，即OVD、VAD、MCVD、PCVD。然而，僅用上述工藝名稱簡單地表示當前的生產工藝已經是很不全面了。
光纖在生產過程中出現低強度斷裂主要是由光纖存在的缺陷引起的。這些缺陷大致可分為內部缺陷和表面缺陷，內部缺陷主要原因是預制棒中夾雜氣泡和雜質。
預制棒的生產過程中，不可避免的存在氣泡和雜質。對于預制棒內部一定直徑的氣泡，在拉絲過程中可能發生破裂，或者縮小成極細小的氣線而對光纖強度產生嚴重的影響。而對于內部雜質造成的缺陷，拉絲過程中不僅無法使其愈合和縮小，相反在高溫融化時，雜質和玻璃體界面還會因其產生裂紋。
表面缺陷主要為微裂紋和表面沾污。預制棒表面的微裂紋，在拉制過程中不可避免地會轉變成光纖表面較小的微裂紋。當光纖受到的外部應力大于這些小的微裂紋擴展臨界應力時，小的微裂紋逐漸增大，終導致光纖斷裂。而表面沾污會降低裸光纖表面與內涂涂料的結合緊密度。
目前對于表面缺陷主要有兩種處理方法：一為火焰拋光，二為HF酸處理。火焰拋光可以有效地治愈預制棒表面的微裂紋，HF酸可以洗去附著在預制棒表面的雜質。因此在實際生產中，對預制棒進行HF酸洗和火焰拋光二次處理，從而提高光纖強度。
涂覆和固化決定機械保護強度
光纖是由纖芯、包層和涂層組成。典型的纖芯是純二氧化硅玻璃或者是摻鍺的二氧化硅玻璃，而包層可能是純二氧化硅玻璃或摻氟的二氧化硅玻璃。纖芯的直徑取決于光纖的應用場合，而包層直徑一般為125μｍ。光纖的聚合物涂層（一般為環氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯）的厚度為60μｍ左右。因此，光纖的直徑為245μｍ。其中，內涂層較軟（彈性模量低，只有幾百兆帕），外涂層較硬（彈性模量高，可達幾萬兆帕）。內涂層用于保護裸光纖表面免受機械損傷，并且在光纖使用中起到緩沖外界應力的作用。外涂層較硬則有利于光纖耐磨損。光纖熔接和連接時，必須從玻璃光纖表面上清潔干凈地除去涂層。為了能夠提供用很小的力就可以除去且不留下剩余物的涂層，則必須了解影響可剝性的涂層性能，圖1為根據實際拉絲統計出的涂層同心度不同對光纖強度的影響。
涂覆過程中，另一個影響光纖強度的因素是涂層中的氣泡。氣泡的產生主要是因為拉絲中，光纖在模具中位置發生偏移，使得涂料形成的半月型液面發生傾斜，角度較小側受到壓力增加，氣體容易被光纖帶入涂層中；或者涂料溫度變化，涂覆壓力波動等因素都會在涂層產生氣泡。涂層中的氣泡，降低了涂層和涂層之間以及涂層和裸光纖之間的結合力。并且氣泡的存在增加了涂層在受到拉力情況下，產生裂紋的可能性，終導致光纖強度降低。
根據實際光纖生產方法，目前廣泛使用光聚作用的技術方法。利用UV輻射使得光引發劑激發成活性體。該活性體與預聚物和單體中的C=C雙鍵反應，形成增長鏈。該增長鏈進一步反應，形成更長聚合物鏈。
隨著技術的提高，目前生產中拉絲速度已經提高到20m/s~30m/s，光纖在固化爐的停留時間僅為0.1s~0.2s。為保證涂覆后光纖的固化效果，要求固化爐能夠提供足夠的紫外光能，滿足光引發劑激活成活性體所需要的能量。同時，在固化爐內通入一定比例的惰性氣體，防止氧氣對聚合物鏈增長的抑制，提高固化效果。
圖2和圖3是對不同固化度光纖和由于氧氣含量過高而引起表面發粘的光纖的強度進行的統計。從圖看出，當光纖的固化度高于80%時，光纖的強度沒有隨著光纖固化度的升高而升高，而是呈隨機性的分布。而圖中，固化爐中氧含量過高造成的表面發粘的光纖，與正常光纖相比，每1000KM的斷點數由12.1個升高到12.8個，沒有出現較大的升高。
爐子溫度影響光纖機械強度
高溫拉絲過程中發生點缺陷將導致光纖機械強度劣化，已發現的重要的點缺陷之一E缺陷是Si-O鏈斷裂產生的，Si-O鏈斷裂和重新鏈合是動態變化的，E缺陷的濃度取決于Si-O鏈斷裂和重新鏈合的平衡結果。E缺陷的濃度隨拉絲爐加熱區長度增加而增加，隨拉絲速度增加而降低，加熱區長導致預制棒在高溫區時間加長，從而導致Si-O鏈斷裂產生的頻率更高。有研究表明，當加熱爐溫度從2200K增加到3000K時，剛從加熱爐出來的裸光纖的缺陷濃度就會增加二個數量級。
同時由于高溫下，爐中的石墨件揮發產生化學反應，生成了硬度較高的SiC微粒，在加熱爐內若裸光纖被SiC微粒碰到，光纖表面會產生缺陷和裂紋。而隨著加熱爐內溫度越高，反應生成的SiC微粒的數量就越多，所以裸光纖表面被碰傷的幾率就越高，光纖表面產生的缺陷越多，光纖強度就越低。
