本发明专利技术涉及实施ＰＣＶＤ沉积工艺的装置，其中一个或更多个掺杂的或未掺杂的玻璃层被覆在玻璃衬管的内部，所述的装置包括具有内壁和外壁的施加器和通到所述施加器的微波波导，所述施加器围绕一柱面轴线延伸并且装备有邻近所述内壁的通道，经由所述微波波导提供的微波可以通过该通道引出，所述衬管可放置在所述柱面轴线上，同时所述施加器全部被在所述柱面轴线之上延伸的炉所包围。
Device and method for implementing PCVD deposition process
The invention relates to a device for implementing a PCVD deposition process, in which one or more doped or undoped glass layer is coated on the internal glass liner, the device includes an applicator and applicator to the microwave waveguide having inner and outer walls of the applicator around a cylindrical axis and extending equipped with a wall adjacent to the channel, microwave provided via the microwave waveguide through the channel leads, the liner can be placed on the cylinder axis, while the applicator is in the extension on the axis of cylindrical furnace surrounded.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于实施PCVD沉积工艺的装置，其中一个或更多个掺杂的或未掺杂的玻 璃层被覆在玻璃衬管的内部，所述的装置包括具有内壁和外壁的施加器(applicator)和通 到所述施加器的微波波导，所述施加器围绕一柱面轴线延伸并且装备有邻近所述内壁的通 道(passage)，经由所述微波波导提供的微波可以通过该通道引出，所述衬管可放置在所 述柱面轴线上，同时所述施加器全部被在所述柱面轴线之上延伸的炉(furnace)所包围。本专利技术还涉及使用这样的装置制造预制件(preform)的方法。
技术介绍
一种制造光学预制件的方式是等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺，该工艺从以目 前的申请人的名义的美国专利No. 4,314,833已知。根据从该专利可知的所述工艺，在玻璃 衬管中使用低压等离子体将一个或更多个掺杂的或未掺杂的玻璃层沉积到所述玻璃衬管 的内部。在玻璃层已经被沉积到玻璃衬管的内部之后，随后所述玻璃衬管被热縮为固体棒。 在特定的实施方案中，可以进一步从外部向该固体棒提供额外量的玻璃，例如，通过外部 气相沉积工艺或通过使用一个或更多个预制的玻璃管，由此获得复合的预制件。从由此产 生的(一端被加热的)预制件获得光纤。根据以申请目前的申请人的名义的国际申请WO 99/35304，来自微波发生器的微波经 由一波导被引导朝向施加器，所述施加器包围一玻璃衬管。该施加器将高频能量耦合到等 离子体。在该衬管的一侧提供掺杂的或未掺杂的反应性气体，这之后在等离子体的影响下 发生反应，并且掺杂的或未掺杂的玻璃层被沉积到该衬管的内部。玻璃衬管的另一端连接 到真空泵，从而在该衬管的内部产生减低的压强，所述降低的压强包括在5到50mbar的 范围的压强值。该施加器在衬管的纵向以往复的方式移动，其结果是以每一行程(stroke) 在衬管的内部上沉积一薄的玻璃层。所述施加器和衬管一般被一炉包围，从而在沉积工艺 期间使衬管维持在900-130(TC的温度。从以目前的申请人的名义的欧洲专利EP 1 550 640已知一种用于实施PCVD沉积工艺 的装置，其中具有指定长度和宽度的扼止装置(choke)围绕如本说明的前序中所提及的 装置中的柱面轴线定心，并且是环状的，所述扼止装置设置在施加器内。该扼止装置的尺 寸已经被选择为使在整个沉积工艺中的高频能量损耗最小化，这导致高效的能耗。从美国专利No. 6,901,775已知一种用于通过PCVD工艺从内部给衬管加覆层的装置，预制件从所述衬管制成，其中气体递送单元包括一插入件(insert)，据称所述插入件防止 气流中的扰动，所述扰动在气流中引发具有一定程度的周期和幅度的驻波。根据该美国专 利，所述驻波又是衬管的内部区域内这样的特定沉积的原因，所述特定沉积的特征即在沿 其轴线方向上非均匀的厚度。该沉积厚度的非均匀转化为随后经受收縮(contract)工艺的 预制件以及从其产生的光纤的外径的非均匀。
技术实现思路
本专利技术的一方面是提供包括多个这样的气相沉积的玻璃层的玻璃衬管，所述多个玻璃 层具有实质上(essentially)均匀的厚度并且在轴线方向上具有本质上均匀的折射率，所述 衬管随后通过收縮工艺被进一步加工为固体棒。最后，所述固体棒经由多个处理步骤转变 为光纤。本专利技术的再一方面是提供用于实施PCVD沉积工艺的装置和方法，所述装置被配置为 使来自施加器的微波能的任何扰动最小化，所述扰动不利地影响最终要生产的预制件的光 学性能。如在介绍中所提及的，本专利技术的特征在于，炉是沿衬管的纵轴相对于所述衬管以往复 的方式可移动的。上面的一个或更多个方面是通过使用本文的装置来实现的。在对微波激活的等离体的 广泛研究和视觉观察之后，本专利技术人已经发现，曾观察到微波能量的非均匀扰动，除其他 因素以外，所述非均匀扰动是由微波功率的分散或散射造成的。本专利技术人以不希望受此理 论约束的方式假设，微波功率的部分被导电性表面(例如包围着的炉的内壁)反射，还被 半导电性表面反射。更一般地，可以这样陈述，即微波在发生材料变化处(即空气-水、 金属-塑料、空气-陶瓷等等)被反射。因此，作出这样的假设，即所产生的与施加器相关 的微波扰动取决于导致所谓的非均匀微波功率的施加器位置，所述非均匀微波功率可能产 生非均匀的温度甚至多等离子体。本专利技术人已经发现，通过这样让施加器以及炉相对于衬 管的纵轴以往复的方式可移动，使得在PCVD工艺期间的非均匀微波扰动减弱或者甚至降 低到最小。惊人的结果是，在内部沉积之后由此获得的衬管的折射率值沿所述衬管的长度 基本上(substantially)均匀。本专利技术人另外还已经发现，作为衬管轴线位置的函数的衬管 的所谓横截面面积(Cross-Sectional Surface Area (CSA)))基本上是均匀的，所述横截 面面积是以气相沉积的层的厚度为基础计算的。前述的横截面积(Cross-Sectional Area (CSA))可以如下计算C&4 = ^「《-。其中du-层X的外径，d尸层x的内径，CSA:层X的横截面面积。在本专利技术的特别实施方案中，如果衬管在装置的两端被固定或者夹持就位在所述装置 中，并且施加器和炉沿衬管的纵轴可移动，则是优选的。这样的构造尤其有利，因为可以 以简单的方式调适现有的PCVD设备。还有可能在沉积工艺期间旋转衬管或者从外部以惰 性气体冲刷所述衬管，从而防止在衬管的外侧上沉积炉颗粒。为了实现本专利技术的非常有效的操作，如果在其上所述施加器在位于所述衬管的进料侧 的一折返点(point of reversal)和位于所述出料侧的一折返点之间是可移动的距离被选择 为使得所述炉时刻包围所述施加器，则是优选的。炉的所述移动可以以连续、非连续或者 步进(insteps)的方式发生。换言之，在沉积工艺期间将以这样的方式移动施加器，即使 得同样可移动的炉时刻包围所述施加器，这意味着施加器不能在炉之外移动。这意味着， 沿衬管的长度可移动的施加器时刻被定位(position)在也是沿衬管的长度可移动的炉内。 玻璃层的沉积沿着施加器在其上被移动的距离发生。衬管具有的长度大于炉的长度与可移 动炉的"行程"之和。其原因是衬管的两端均被固定在这样的夹持装置(clamp)上，所 述夹持装置不能耐受炉中占主导地位的高温。所述施加器优选为圆柱对称并且是环状的，包括谐振器空间，所述谐振器空间围绕所 述柱面轴线以圆柱对称的方式延伸并且是环状的，所述谐振器空间包括围绕所述柱面轴线 以整圈的方式延伸的狭缝(slit)，来自微波波导的微波能通过所述狭缝被传输，其中更具 体地，所述微波波导通到所述谐振器空间。为了实现微波能量的最优传送，如果波导具有基本上垂直于所述柱面轴线的纵轴则是 优选的，所述纵轴不与所述狭缝或通道相交，其中更具体地，所述纵轴不将所述谐振器空 间分成相等的两半。本专利技术人已经发现，施加器和炉可以沿衬管的长度以相同方向或相反方向移动。在特定实施方案中，如果炉沿衬管长度以逐步(stepwise)移动方式移动则是优选的。 所述逐步移动可以被理解为包括炉的这样的移动，即所述炉移动到一位置(例如在衬管的 出料侧)，保持该位置某段时间，随后使炉返回到原始位置或者到其他位置(例如在衬管 的进料侧)。该后一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实施ＰＣＶＤ沉积工艺的装置，其中一个或更多个掺杂的或未掺杂的玻璃层被沉积在具有进料侧和出料侧的玻璃衬管的内部，所述的装置包括具有内壁和外壁的施加器和引导微波的微波波导，所述微波波导通到所述施加器中，其中所述施加器围绕一柱面轴线延伸并且被装备有邻近所述内壁的通道，经由所述微波波导提供的微波可以通过所述通道引出，所述玻璃衬管可放置在所述柱面轴线上，同时所述施加器被在所述柱面轴线之上延伸的炉所包围，所述施加器在位于所述进料侧的一折返点和位于所述出料侧的一折返点之间沿所述柱面轴线是可移动的，其特征在于，所述炉沿所述衬管的纵轴相对于所述衬管是以往复的方式可移动的。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：MJN范施特拉伦，JA哈特苏克，AHJPM林德斯莫尔索夫，I米利切维奇，
申请(专利权)人：德雷卡通信技术公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。