一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔制造技术

本发明专利技术公开一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，包括具有开口的腔体和可拆卸地扣合于腔体的开口上、用于在两者间形成闭合空腔的腔盖，腔体的侧壁上开设有用于使微波耦合进入所述闭合空腔内的波导入口；腔体的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管一端的第一同轴环，腔盖的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管另一端的第二同轴环，第一同轴环的末端端面与第二同轴环的末端端面互相正对且两者间留有供谐振微波穿过的辐射狭缝。本发明专利技术通过在腔体上拆装更换不同内壁表面厚度的腔盖改变闭合空腔的轴向长度，实现微波谐振腔的谐振频率调谐操作，保证微波在闭合空腔内能够顺利起振，使得谐振频率与等离子体负载保持匹配。

A split type tunable microwave resonator for PCVD

The invention discloses a split type tunable microwave cavity suitable for PCVD process, which comprises a cavity with an opening and a cavity cover which is detachably buckled on the opening of the cavity and is used to form a closed cavity between the two, the side wall of the cavity is provided with a waveguide inlet for coupling the microwave into the closed cavity, and the inner wall of the cavity is provided with a waveguide inlet which extends along the axial direction and is used for inserting The inner wall of the cavity cover is provided with a second coaxial ring extending axially for inserting the other end of the glass base tube. The end face of the first coaxial ring and the end face of the second coaxial ring are opposite to each other, and a radiation slit for resonant microwave to pass through is left between the two. The invention can change the axial length of the closed cavity by replacing the cavity cover with different inner wall surface thickness on the cavity body, realize the resonant frequency tuning operation of the microwave cavity, ensure the smooth vibration of the microwave in the closed cavity, and make the resonant frequency match the plasma load.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔
本专利技术涉及PCVD
，特别涉及一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔。
技术介绍
PCVD(PlasmaChemicalVaporDeposition，等离子体化学气相沉积)工艺技术是进行光纤预制棒制造的主要工艺技术。其中，微波等离子体系统是该工艺特有不同于其它工艺的部分，为其核心部分。微波等离子体系统由微波发生器、波导装置和微波谐振腔组成，波导装置将微波发生器产生的电磁波能量传输至微波谐振腔，微波谐振腔将输入的电磁波进行谐振并向PCVD工艺沉积区发射高频微波能量，以完成PCVD工艺的沉积过程。目前，用于执行PCVD工艺的微波谐振腔一般采用圆柱形或同轴形谐振腔，以保证沉积的玻璃均匀性。同轴形谐振腔具有震荡模式简单、场结构稳定的优点，且调谐方便、易于起振，容易加工，制作，它是由两端短路的一段固定长度的同轴线构成，其轴向长度一般取半个波长的整数倍，如λ/2。谐振腔的结构设计非常重要，不合理的结构尺寸不仅会影响耦合效果，造成微波能量的损耗，影响PCVD工艺的加工精度，还容易损坏微波器件，影响生产进程。由于执行PCVD工艺的微波谐振腔是在约1200℃的高温环境中进行高速的往复移动，在谐振腔内安装可靠的调谐装置是非常困难的，因此，在PCVD工艺的实际生产中，微波谐振腔大多不可调谐，腔体结构尺寸固定，这将对谐振频率与谐振腔的加工精度要求非常高。在实际生产中，谐振腔内表面的形体偏差、加工尺寸偏差、内表面导电系数以及耦合探针(天线)插入谐振腔的深度等都对谐振腔的谐振频率造成影响，导致电磁波在腔体内难以起振，或微波谐振频率与等离子体负载不匹配的问题。因此，在实践中，必须进行微波传输的热测试，并对谐振腔的结构尺寸进行反复修正和多次加工才能最终完成满足PCVD工艺沉积要求的合格谐振腔。然而，现有技术中的微波谐振腔均为整体式安装结构，难以轻易实现对微波谐振腔的结构尺寸调整，并且调整时容易导致具有连接关系的其余结构尺寸产生相应变动，调整过程需要十分谨慎，因此整个微波传输的热测试过程非常烦琐，且加工量很大，效率很低。因此，如何简单方便地实现对微波谐振腔的调谐操作，保证微波在谐振腔内顺利起振，且谐振频率与等离子体负载保持匹配，是本领域技术人员所面临的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，能够简单方便地实现对微波谐振腔的调谐操作，保证微波在谐振腔内顺利起振，且谐振频率与等离子体负载保持匹配。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，包括具有开口的腔体和可拆卸地扣合于所述腔体的开口上、用于在两者间形成闭合空腔的腔盖，所述腔体的侧壁上开设有用于使微波耦合进入所述闭合空腔内的波导入口；所述腔体的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管一端的第一同轴环，所述腔盖的内壁上均开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管另一端的第二同轴环，所述第一同轴环的末端端面与所述第二同轴环的末端端面互相正对且两者间留有供谐振微波穿过的辐射狭缝。优选地，所述腔体的侧壁内沿其轴向方向开设有若干道呈环形分布的冷却水腔，且所述腔体的侧壁上开设有与各所述冷却水腔连通以形成循环水路的进出水口。优选地，所述腔体的两端端面上均沿周向开设有与所述进出水口连通的集水环道，各所述冷却水腔的两端管口分别与对应的所述集水环道连通，且各所述集水环道上均通过安装于所述腔体端面上的密封环实现液密封。优选地，各所述腔盖的外端面上沿其周向开设有若干个安装孔，且各所述腔盖均通过安装于所述安装孔内的紧固件与所述腔体的内端面可拆卸连接。优选地，所述第一同轴环与所述第二同轴环的内外径均相等，且两者的中轴线共线。优选地，所述闭合空腔的内径为80～120mm，所述第一同轴环及所述第二同轴环的外径均为40～60mm；所述第一同轴环的延伸长度为30～33mm，所述第二同轴环的延伸长度为18～22mm，所述辐射狭缝的宽度为10～14mm。优选地，所述闭合空腔的内表面上设置有用于减小微波损耗的涂层。本专利技术所提供的适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，主要包括腔体和腔盖。其中，腔体为微波谐振腔的主体结构，具有开口，而腔盖扣合在腔体的开口上，两者扣合后在中间形成闭合空腔，以作为谐振腔，即微波谐振场所。在腔体的侧壁上开设有波导入口，作为微波耦合进入闭合空腔内的通道。同时，在腔体的内壁上开设有沿轴向延伸的第一同轴环，在腔盖的内壁上开设有沿轴向延伸的第二同轴环，该两者用于共同插装PCVD工艺的玻璃基管。并且，第一同轴环与第二同轴环并不接触，两者的末端端面互相正对，且留有辐射狭缝，可供在闭合空腔内谐振的微波穿过，进而通过该辐射狭缝辐射到玻璃基管中，对其内的气体混合物进行激活电离形成非平衡态等离子体，实现PCVD工艺。重要的是，微波谐振腔整体为分体式结构，而腔盖与腔体之间为可拆卸连接，可以方便地在腔体上对腔盖进行安装与拆卸操作，从而有选择性地在腔体上安装对应的腔盖，以通过更换内壁表面厚度不同的腔盖来改变所形成的闭合空腔的轴向长度，从而使闭合空腔的轴向长度与微波的谐振半波长相匹配，进而实现了微波谐振腔的谐振频率调谐操作。综上所述，本专利技术所提供的适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，通过在腔体上拆装更换不同内壁表面厚度的腔盖的方式改变两者间形成的闭合空腔的轴向长度，实现微波谐振腔的谐振频率调谐操作，保证微波在闭合空腔内能够顺利起振，使得谐振频率与等离子体负载保持匹配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。图2为图1中所示的腔体的横截面剖视图。其中，图1—图2中：腔体—1，腔盖—2，波导入口—3，辐射狭缝—4，紧固件—5；第一同轴环—101，冷却水腔—102，进出水口—103，集水环道—104，密封环—105，第二同轴环—201。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。在本专利技术所提供的一种具体实施方式中，适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔主要包括腔体1和腔盖2。其中，腔体1为微波谐振腔的主体结构，具有开口，而腔盖2扣合在腔体1的开口上，两者扣合后在中间形成闭合空腔，作为微波谐振场所。在腔体1的侧壁上开设有波导入口3，作为微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，其特征在于，包括具有开口的腔体(1)和可拆卸地扣合于所述腔体(1)的开口上、用于在两者间形成闭合空腔的腔盖(2)，所述腔体(1)的侧壁上开设有用于使微波耦合进入所述闭合空腔内的波导入口(3)；/n所述腔体(1)的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管一端的第一同轴环(101)，所述腔盖(2)的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管另一端的第二同轴环(201)，所述第一同轴环(101)的末端端面与所述第二同轴环(201)的末端端面互相正对且两者间留有供谐振微波穿过的辐射狭缝(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，其特征在于，包括具有开口的腔体(1)和可拆卸地扣合于所述腔体(1)的开口上、用于在两者间形成闭合空腔的腔盖(2)，所述腔体(1)的侧壁上开设有用于使微波耦合进入所述闭合空腔内的波导入口(3)；
所述腔体(1)的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管一端的第一同轴环(101)，所述腔盖(2)的内壁上开设有沿轴向延伸、用于插装玻璃基管另一端的第二同轴环(201)，所述第一同轴环(101)的末端端面与所述第二同轴环(201)的末端端面互相正对且两者间留有供谐振微波穿过的辐射狭缝(4)。


2.根据权利要求1所述的适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，其特征在于，所述腔体(1)的侧壁内沿其轴向方向开设有若干道呈环形分布的冷却水腔(102)，且所述腔体(1)的侧壁上开设有与各所述冷却水腔(102)连通以形成循环水路的进出水口(103)。


3.根据权利要求2所述的适用于PCVD工艺的分体式易调谐微波谐振腔，其特征在于，所述腔体(1)的两端端面上均沿周向开设有与所述进出水口(103)连通的集水环道(104)，各所述冷却水腔(102)的两端管口分别与对应的所述集水...

【专利技术属性】
技术研发人员：连海洲，吴海华，
申请(专利权)人：上海至纯洁净系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31