一种用于气相沉积的微波谐振腔制造技术

本申请涉及一种用于气相沉积的微波谐振腔，其包括谐振腔壳体、波导结构和调谐件，所述谐振腔壳体内形成有谐振腔体，所述谐振腔壳体底部还设有与所述谐振腔体连通的波导馈口；所述波导结构具有第一通道，所述波导结构安装于所述谐振腔壳体上，且所述第一通道的一端与所述波导馈口连通；所述波导结构上可活动地设有调谐件，所述调谐件的一端伸入所述第一通道内。本申请提供的微波谐振腔，在波导结构上设置有调谐件，在传统的微波调谐器调节反射系数的基础上，通过调整调谐件伸入到第一通道中的长度，可以二次调节线性反射系数，有效地提高了微波谐振腔的馈入功率，从而减少了微波能量的损耗，有利于微波源稳定工作，提高了沉积质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于气相沉积的微波谐振腔


[0001]本申请涉及光纤预制棒加工设备
，特别涉及一种用于气相沉积的微波谐振腔。

技术介绍

[0002]等离子体化学气相沉积法(PCVD)是光纤预制棒加工的主要工艺之一。该工艺具有沉积过程控制精确、细致的特点，而微波谐振腔是该加工设备的核心部分。在低压状态下，由于高频率的微波的作用，进入石英反应管的原料气体部分被电离成活化的等离子体状态，这些活性离子能快速地发生反应，反应产物以玻璃态沉积在管壁内表面上。因其微波谐振腔可快速移动，单层的沉积厚度薄，因而易于制造精细而复杂的折射率剖面。
[0003]目前，现有的用于等离子体化学气相沉积的微波谐振腔主要有同轴型与圆柱型两种，其中同轴型是通过单同轴线与谐振腔相互连接，适于加工外径相对较小的石英反应管，圆柱型是通过单矩形波导与谐振腔相互连接，适于加工外径相对较大的石英反应管。
[0004]同轴型由于存在结构限制，不适合制造大直径的光纤预制棒。另外，在输入高功率微波时，腔体及同轴线波导容易发热，严重时可能会导致微波腔体或同轴线烧毁。
[0005]圆柱型结构简单，容易加工制造，沉积性能优异。管壁厚度逐步增加，反应管内径在不断变小，等离子体密度及形态发生改变，导致微波腔体的负载发生变化，因此存在微波与等离子体负载无法匹配的情况，使大部分微波能量反射到微波源端，造成微波能量出现损耗、微波源工作不稳定。
[0006]单同轴线或者单矩形波导由于等离子体分布比较集中，在输入高功率微波时，工艺过程中，反应衬管会出现瘪的风险，造成工艺无法继续进行，导致原材料的浪费。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供一种用于气相沉积的微波谐振腔，以解决相关技术中存在微波与等离子体负载无法匹配的情况，使大部分微波能量反射到微波源端，造成微波能量出现损耗、微波源工作不稳定。
[0008]本申请实施例提供了一种用于气相沉积的微波谐振腔，其包括：
[0009]谐振腔壳体，所述谐振腔壳体内形成有谐振腔体，所述谐振腔壳体底部还设有与所述谐振腔体连通的波导馈口；
[0010]波导结构，所述波导结构具有第一通道，所述波导结构安装于所述谐振腔壳体上，且所述第一通道的一端与所述波导馈口连通；
[0011]以及，所述波导结构上可活动地设有调谐件，所述调谐件的一端伸入所述第一通道内。
[0012]一些实施例中，所述波导馈口有多个，且沿所述谐振腔壳体的轴向间隔布置，所述波导结构中形成有多个第一通道，且每一个所述波导馈口连接所述波导结构的一个第一通道。
[0013]一些实施例中，所述微波谐振腔还包括功分器，所述功分器上设有一个微波输入端口和多个微波输出端口，所述功分器安装于所述波导结构上，且每一个所述微波输出端口连通一个所述第一通道。
[0014]一些实施例中，所述波导馈口有两个，所述第一通道有两个，所述微波输出端口有两个，以使所述功分器将微波功率一分为二。
[0015]一些实施例中，所述波导馈口的截面呈矩形，且所述波导馈口的长边长度是短边长度的两倍。
[0016]一些实施例中，所述波导馈口的截面呈矩形，且相邻的两个所述波导馈口的中心距离a被配置为1/2λ≤a≤λ，其中λ为微波在真空中的波长。
[0017]一些实施例中，所述谐振腔壳体的端部开设有供石英反应管穿过的第二通道，所述第二通道与所述谐振腔体同轴且连通；
[0018]所述谐振腔壳体内还设有第一冷却通道，所述第一冷却通道围绕在所述第二通道外侧；
[0019]所述波导结构上设有与所述第一冷却通道连通的两条第二冷却通道，且所述波导结构上设有冷却液入口和冷却液出口，所述冷却液入口和冷却液出口分别与两条所述第二冷却通道相连。
[0020]一些实施例中，所述谐振腔壳体的端部开设有供石英反应管穿过的第二通道，所述第二通道与所述谐振腔体同轴且连通；
[0021]所述谐振腔壳体的端部上连接有内径可变环，所述内径可变环与所述第二通道同轴且连通。
[0022]一些实施例中，所述内径可变环包括：
[0023]外环，所述外环的一个壁面上形成有圆弧形的安装部；
[0024]内环，所述内环活动地设于所述安装部中，所述内环朝向所述外环的壁面上设有多个沿径向延伸的导向槽；
[0025]若干个弧形的叶片，所述叶片位于所述外环和所述内环之间，所述叶片的一个壁面可转动地连接在所述外环上，另一个壁面上设有在所述导向槽中移动的导向杆；
[0026]以及，所述内环上还设有驱使所述内环在所述安装部上绕自身轴线旋转的操作部。
[0027]一些实施例中，所述外环上设有安装孔，所述叶片的壁面上设有转轴，所述转轴位于所述安装孔中；
[0028]和/或，所述安装部内壁上设有卡槽，所述卡槽中安装有卡紧件，所述卡紧件抵接所述内环远离所述外环的壁面上。
[0029]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0030]本申请实施例提供了一种用于气相沉积的微波谐振腔，微波谐振腔在波导结构上设置有调谐件，在传统的微波调谐器调节反射系数的基础上，通过调整调谐件伸入到第一通道中的长度，可以二次调节线性反射系数，有效地提高了微波谐振腔的馈入功率，从而减少了微波能量的损耗，有利于微波源稳定工作，提高了沉积质量。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本申请实施例提供的谐振腔壳体示意图；
[0033]图2为本申请实施例提供的用于气相沉积的微波谐振腔示意图；
[0034]图3为本申请实施例提供的用于气相沉积的微波谐振腔的剖视图；
[0035]图4为本申请实施例提供的线性反射系数曲线对比图；
[0036]图5为本申请实施例提供的谐振腔壳体和波导结构的剖视图；
[0037]图6为本申请实施例提供的用于气相沉积的微波谐振腔示意图(安装有内径可变环)；
[0038]图7为本申请实施例提供的内径可变环示意图；
[0039]图8为本申请实施例提供的外环示意图；
[0040]图9为本申请实施例提供的内环示意图；
[0041]图10为本申请实施例提供的叶片示意图。
[0042]图中：1、谐振腔壳体；2、谐振腔体；3、波导馈口；4、波导结构；5、第一通道；6、调谐件；7、功分器；8、微波输入端口；9、微波输出端口；10、第二通道；11、第一冷却通道；12、第二冷却通道；13、冷却液入口；14、冷却液出口；15、内径可变环；16、外环；17、安装部；18、内环；19、导向槽；20、叶片；21、导向杆；22、操作部；23、安装孔；24、转轴；25、卡槽；26、卡紧件。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于，其包括：谐振腔壳体(1)，所述谐振腔壳体(1)内形成有谐振腔体(2)，所述谐振腔壳体(1)底部还设有与所述谐振腔体(2)连通的波导馈口(3)；波导结构(4)，所述波导结构(4)具有第一通道(5)，所述波导结构(4)安装于所述谐振腔壳体(1)上，且所述第一通道(5)的一端与所述波导馈口(3)连通；以及，所述波导结构(4)上可活动地设有调谐件(6)，所述调谐件(6)的一端伸入所述第一通道(5)内。2.如权利要求1所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述波导馈口(3)有多个，且沿所述谐振腔壳体(1)的轴向间隔布置，所述波导结构(4)中形成有多个第一通道(5)，且每一个所述波导馈口(3)连接所述波导结构(4)的一个第一通道(5)。3.如权利要求2所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述微波谐振腔还包括功分器(7)，所述功分器(7)上设有一个微波输入端口(8)和多个微波输出端口(9)，所述功分器(7)安装于所述波导结构(4)上，且每一个所述微波输出端口(9)连通一个所述第一通道(5)。4.如权利要求3所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述波导馈口(3)有两个，所述第一通道(5)有两个，所述微波输出端口(9)有两个，以使所述功分器(7)将微波功率一分为二。5.如权利要求2所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述波导馈口(3)的截面呈矩形，且所述波导馈口(3)的长边长度是短边长度的两倍。6.如权利要求2所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述波导馈口(3)的截面呈矩形，且相邻的两个所述波导馈口(3)的中心距离a被配置为1/2λ≤a≤λ，其中λ为微波在真空中的波长。7.如权利要求1所述的用于气相沉积的微波谐振腔，其特征在于：所述谐振腔壳体(1)的端部开设有供石英反应管穿过的第二通道(10)，所述第二通道(10)与所述谐振腔体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁旭，杜城，张涛，祝威，
申请(专利权)人：锐光信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：