（一）RIT技術的含義 光纖預制棒制備技術中有一種套管法（Rod-in-tube, RIT），是光纖制備中常規(guī)方法之一。其實這個名詞在別的行業(yè)也見到過。簡單描述就是玻璃棒套在玻璃管內，加熱玻璃管，將其熔縮到棒上，以形成較粗的實心棒，即光纖的預制棒。最后把預制棒一端加熱并拉伸以形成光纖。

（二）RIT的由來 前邊有一期介紹過光纖發(fā)展的歷史，光纖的Core/Clad（芯/包）結構在1954年由荷蘭科學家亞伯拉罕·范·海爾（Abraham VanHeel）提出，他用折射率較低的透明包層覆蓋裸露的纖維。這個思路確實非常重要，當時人們還是在想方設法提高玻璃折射率超過手指上的油脂的折射率（1.69），來避免干擾。有包層的纖維避免了反射表面免受外界的影響，也減少光纖之間接觸時候的干擾。

有包層的纖維避免了反射表面免受外界的影響

不過這個時候，玻璃外邊應該是一層塑料材料。玻璃包層的出現(xiàn)是1955年，柯蒂斯（Lawrence E. Curtiss，當時還是個博士生），試圖將玻璃管熔縮到玻璃棒上。1956年他購買了軟玻璃（低溫玻璃）管，其折射率低于康寧公司的玻璃棒。他將一根高折射率的康寧玻璃棒放入低折射率管內，將二者在爐子中融為一體，并從中抽出一根纖維。他回憶說：“那可能是我一生中最激動人心的一天。” 后來，柯蒂斯（Curtiss）還基于這一思路，建立了現(xiàn)代光纖拉制設備的雛形系統(tǒng)，可以在拉制過程中實時測量纖維直徑，而無需接觸玻璃。他們控制著手工拉制光纖的速度，平均每小時大約五英里（8公里，130米每分鐘，手動拉絲能達到這樣的速度，其實挺快的）。 如今的光纖生產工藝幾乎是全自動了，拉絲速度也達到3公里每分鐘。現(xiàn)在通訊單模光纖的結構芯/包層結構，并且標準健全，穩(wěn)定可靠。

現(xiàn)在通訊單模光纖的結構芯/包層結構

Core/Clad 結構解決了光纖使用的幾個重要技術問題：

可靠性，如果沒有光學包層，不能觸碰光纖。

2種玻璃，就有2種折射率，光纖的NA可以較為自由的控制。

實現(xiàn)了單模傳輸。

用套管法來實現(xiàn)更大尺寸的預制棒。

更重要的是為未來的工藝進展提供了思路，比如：保偏光纖，芯棒、硼棒的套管法；cane-in-tube（中間體套管）用于微結構光纖；多芯光纖等等。

（三）RIT帶來更多的特種光纖思路 套管技術不僅僅是通訊光纖使用，這個技術提供了更靈活的光纖設計，更廣泛應用從此展開。 熊貓型保偏光纖 保偏光纖的結構挺多的，分成了應力型和幾何型：有熊貓型、領結型、橢圓包層型、橢圓芯型等等。另外光子晶體光纖也是重要的一類。

幾種典型保偏光纖：熊貓型、領結型、橢圓包層型、橢圓芯型

熊貓型保偏光纖是其中應用非常廣泛的一種。制備過程分別兩次用到套管法（芯棒和硼棒）。簡單描述了一下熊貓光纖的制備過程。

工藝步驟：（1）芯棒是化學汽相沉積法制備的，通過一次套管，實現(xiàn)需要的芯/包比例；（2）通過打孔，準備好應力棒的位置；（3）硼硅玻璃應力棒填入打好的孔中；（4）形成完整的預制棒。

多芯光纖 多芯光纖更是非常依靠套管法，打孔后和芯棒組合成多芯光纖的預制棒。

多芯光纖打孔，以及拉制出來的多芯光纖端面圖

玻璃纖芯和空氣包層（懸浮芯） 懸浮芯光纖（suspended core fiber）也許平時接觸的比較少。這一類光纖可以實現(xiàn)大數(shù)值孔徑，纖芯可以做的非常小，因此就是一種微結構的高非線性光纖。另外，有點類似光子晶體光纖，懸浮芯光纖可以僅通過單一玻璃材料就實現(xiàn)波導結構。 懸浮芯光纖采用cane-in-tube的制備方式，玻璃棒換成了有結構的中間體。先制備出微結構的預制棒（這里的結構是通過玻璃片把纖芯懸掛在正中），再拉制成中間體（cane），套管，再整體拉絲。一氣呵成，cane-in-tube思路和rod-in-tube一致。不過想要做好懸浮芯這類光纖，還是有很多技巧。

懸掛芯光纖，纖芯尺寸非常小，大數(shù)值孔徑

雙懸浮芯 雙懸浮芯（dual suspended core fiber），不是簡單的增加了一個纖芯。而是做到了使光纖的纖芯不僅導光，還通過纖芯的機械運動實現(xiàn)兩個纖芯的相互作用，把MEMS技術和光纖技術合二為一。后來被稱為納米機械光纖（nanomechanicalfiber）。為光開關、環(huán)境傳感等提供了新的思路。（https://doi.org/10.1364/OE.20.029386） 制備方法和懸浮芯相似，但是技巧是如何控制纖芯的間距。

雙懸掛芯光纖（納米機械光纖）

（四）RIT技術的挑戰(zhàn)外部氣相沉積（OVD）的挑戰(zhàn) 光纖行業(yè)發(fā)展這么多年，套管法確實影響巨大，只是依然離不開對高純石英管的依賴（我們國家高純石英管技術相對薄弱）。外部氣相沉積（Outside Vapor Deposition，OVD）法的挑戰(zhàn)也如期而至，逐漸變成通訊光纖企業(yè)必備裝備。 OVD過程也是氣相沉積，二氧化硅沉積在目標靶棒（玻璃芯軸）的表面上，而不是像MCVD沉積在管內。連同SiCl4的氣體材料一起，燃料氣體被送到加熱區(qū)，加熱區(qū)沿著旋轉桿移動。沉積后，將靶棒移除，并將預成型預制棒在爐中燒結，并用干燥氣體吹掃以降低羥基含量。

OVD的基本工藝：沉積過程，燒結過程

好像OVD這個技術如果廣泛使用起來，套管法就沒有市場了。其實也不盡然，通訊光纖PK成本和規(guī)模，OVD確實意義重大。但是特種光纖種類繁多，對成本相對不敏感，最基礎的套管法依然會是最常用的方法。（五）解語 套管法，就像套娃，一層套在另一層上。盡管看起來簡單，但是透過簡單的現(xiàn)象一層層剝開本質，發(fā)現(xiàn)簡約中蘊藏深厚內涵。后來的色散管理光纖的設計，抗彎曲光纖的下陷包層（Trench）結構，還有最近超低衰耗空芯光纖的嵌套結構，都離不開套管法的雛形。

光纖技術的發(fā)展折射出技術沒有永遠的對與錯，OVD可能在某些領域會更勝一籌，套管法還是有自己的優(yōu)勢。新的概念會引出更多的思想，也許下一代光纖制備技術正在潛移默化中孕育著。