光纤预制棒掺铒光纤是在石英基质中均匀掺杂铒离子（Er³⁺）的有源光纤，利用铒在1535纳米附近的发射实现1.55微米波段光放大，是掺铒光纤放大器（EDFA）与光纤激光器的核心增益介质。掺铒光纤的性能依赖铒离子的原子级均匀分散与玻璃基质致密化，氯化铒等前驱体易潮解、团聚。喷雾干燥将掺铒二氧化硅前驱体料浆雾化为球形、流动性好的造粒粉，便于粉体的均匀压制、储运与在线复溶，是制备高增益掺铒预制棒的关键工序。造粒粉还降低纳米粉体的扬尘与吸潮，提升配料安全性与批次一致性。随着C+L波段放大与窄线宽激光对增益平坦性的要求提升，对前驱体球形度、铒分散均匀性与烧结活性的要求日益严苛，造粒装备的温控与雾化稳定性直接决定掺铒光纤性能，成为有源光纤产业链中承上启下的核心环节。

光纤预制棒掺铒光纤在喷雾造粒环节面临多重技术难点。氯化铒前驱体极易吸潮水解，料浆配制须在惰性气氛与受控湿度下进行；铒掺杂浓度须精确（约0.4摩尔百分比量级）且分布均匀，否则形成浓度热点、劣化增益平坦度。纳米掺铒粉体比表面积大、易团聚与硬团聚，干燥温度过高会诱发铒偏析与玻璃析晶。其有源光纤要求高致密与低损耗，造粒粉的松装密度与球形度决定素坯均匀性。复合体系要求铒、硅分布均匀、造粒粉球形度好，对造粒雾化工况与干燥均匀性高度敏感。此外，造粒粉粒径须匹配冷等静压与烧结窗口，分布过宽会降低致密化一致性，因此造粒装备的参数回溯与快速清洗能力成为产线稳定运行的关键，也是掺铒光纤实现高增益的重要保障，便于换型时快速清洗避免交叉污染。

案例一：光纤预制棒掺铒光纤扩展L波段增益粉的离心喷雾造粒

在光纤预制棒掺铒光纤的增益扩展研究中，一项中国专利（CN117466539A）公开了一种扩展L波段掺铒硅酸盐增益光纤：其组成为57.1摩尔百分比的SiO2搭配0.4摩尔百分比的Er2O3等组分，通过优化铒浓度与基质配比拓宽了L波段增益平坦度。该光纤预制棒掺铒光纤相关配方对feed料球形度与铒分散均匀性要求极高。研究人员把掺铒硅酸盐前驱体料浆引入那艾NAI-CSD离心式喷雾干燥机造粒，旋转雾化盘将浆料分散成均一微滴并在热风里迅速脱水成球形造粒粉，铒离子在颗粒内部均匀散布、粉体流动性明显增强。采用离心造粒后，掺铒玻璃粉能以定量方式直接送入MCVD或OVD沉积工位的料仓，省去现场配料的称量与均化环节，也避免了氯化铒在敞口存放中的潮解结块，粉体在料仓内保持自由流动便于连续投料，体现了离心式造粒在掺铒光纤有源feed料工程化中的实际价值。

案例二：光纤预制棒掺铒光纤压缩成型玻璃粉的实验型造粒

在光纤预制棒掺铒光纤的粉体路线研究中，ivysci报道的Compression-Forming Er-Doped Glass工艺以硅粉与氯化铒为前驱体，经喷雾造粒获得平均直径约50微米、结构均匀的掺铒玻璃造粒粉，再结合150倍气相法二氧化硅、冷等静压与PVB粘结剂、600摄氏度脱脂成型，为掺铒石英光纤提供高活性feed料。该光纤预制棒掺铒光纤相关造粒路线显著改善了粉体均匀性与压制密度。研究人员将硅粉与氯化铒复合料浆送入那艾NAI-LSD实验型喷雾干燥机造粒，在NAI-LSD上快速完成从湿料到球形造粒粉的形态验证，揭示了氯化铒用量与掺铒粉体烧结活性的定量关联，体现了小试装备在掺铒光纤粉体筛选中的高效性与可重复性，降低了工艺摸索的试错成本并便于低温造粒工艺的稳定放大。

案例三：光纤预制棒掺铒光纤直写成型前驱体的气流式造粒

在光纤预制棒掺铒光纤的微结构研究中，南安普顿大学Camacho-Rosales等采用直写成型（DIW）：以12%SiO2与2%ErCl3复合料浆经600摄氏度脱脂、1500摄氏度烧结制备掺铒石英光纤，在980与1535纳米波段表现出良好的有源特性。该光纤预制棒掺铒光纤相关直写路线对前驱体雾化粒径与均匀性要求高。研究人员将掺铒二氧化硅前驱体料浆送入那艾NAI-ASD气流式喷雾干燥机雾化为微滴并干燥，借助高速气流的强剪切作用获得粒径可控、组分均匀的球形掺铒造粒粉，为后续脱脂与烧结提供稳定feed料。气流式造粒避免了传统干燥易出现的硬团聚，为掺铒光纤前驱体的批量制备提供了可靠粉体基础，也便于粉体在长周期储存中保持松散状态而不结块。

光纤预制棒掺铒光纤通过喷雾造粒将掺铒前驱体转化为球形、流动性好的造粒粉，是提升铒分布均匀性、素坯一致性与L波段增益平坦度的关键环节。离心式胜任CN117466539A扩展L波段掺铒增益粉的连续造粒，实验型用于压缩成型掺铒玻璃粉验证，气流式可制备直写成型前驱体粉。那艾喷雾干燥机以NAI-CSD、NAI-LSD与NAI-ASD的组合，为光纤预制棒掺铒光纤提供了从前驱体粉到增益光纤feed料的完整造粒方案，支撑EDFA与光纤激光应用落地。

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