[發明專利]用于進行等離子體化學氣相沉積的爐子

有效

• 申請號: 201110333670.1
• 申請日: 2004-12-30
• 公開（公告）號: CN102383108A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: M·J·N·斯特拉倫范;R·H·M·德克斯
• 申請（專利權）人: 德拉卡纖維技術有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C03C17/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 傅永霄

本申請是申請號為200410103191.0、申請日為2004年12月30日的名稱為“制造預制體的等離子體化學氣相沉積裝置和方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于等離子體化學氣相沉積的裝置，其中在玻璃基管內部沉積一層或多層摻雜或未摻雜層，該裝置包括具有內壁和外壁的涂覆器和通向涂覆器的波導管，該涂覆器沿著圓筒軸延伸并且具有接近內壁的通道，微波通過該通道離開，該基管可以置于圓筒軸上，并且其中至少一個長度為L寬度為b的環形扼止部件放置在涂覆器內圓筒軸的中心。本發明進一步涉及一種制造預制體的方法，該方法包括：用等離子體化學氣相沉積法在玻璃基管內部沉積一種或多種摻雜或未摻雜層，以及隨后使如此形成的基管熱塌縮，形成預制體。

背景技術

制造光學預制體的一種方法是等離子體化學氣相沉積(plasma?chemicalvapour?deposition，PCVD)法，這可從授予本申請人的美國專利US?4,314,833中查到。根據該專利的方法，在玻璃基管中利用低壓等離子體將一種或多種摻雜或未摻雜的玻璃質層涂覆到基管內部。將玻璃質層涂覆到玻璃基管內部之后，隨后通過加熱使玻璃基管塌縮成實心棒。在一個具體實施方案中，例如，通過外部氣相沉積法或通過使用一根或多根預制的玻璃管，在該實心棒外部涂覆額外的玻璃，提供復合預制體。采用如此獲得的預制體，通過加熱其一端可以獲得光學纖維。

根據本申請人提交的國際申請WO?99/35304，來自微波發生器的微波通過波導管傳輸到涂覆器上，該涂覆器環繞該玻璃基管。涂覆器產生能與等離子體耦合的高頻能量。可以摻雜或也可以不摻雜的反應性氣體被輸送到基管的一側，在此之后在該等離子體的感應下發生反應，并且在基管內部沉積摻雜或未摻雜的玻璃質層。基管的另一側連接真空泵，以致于在基管中產生減壓，通常壓力在5到50毫巴。涂覆器沿著基管的縱向來回移動，并且每移動一次在基管的內部沉積一層薄玻璃質層。在沉積過程中，涂覆器和基管的周圍通常被爐子包圍使基管維持在900-1300℃的溫度。

為了提高等離子體化學氣相沉積法的生產能力，希望提高向玻璃基管內部沉積摻雜或未摻雜層的速率。然而，沉積速率的提高需要按比例地增加高頻能量以離解等離子體中的反應性的、玻璃化氣體。本發明人已經發現：如果使用約2.5千瓦以上的高頻功率，高頻能量的泄漏日益成為問題。這種泄漏的結果是造成低效率的能耗。此外，通常發生環境輻射，這可能妨礙其附近的電子設備的運轉。另外，由于健康原因，不希望對操作人員出現輻射泄漏。本發明人進一步發現：這種高頻能量的泄漏可能導致在基管中形成駐波，并且在沿著基管長度方向沉積玻璃質層的過程中存在干擾正弦曲線的風險，這是人們不希望發生的。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提供一種進行等離子體化學氣相沉積法的裝置和方法，其中能使用2.5千瓦的功率而不存在任何上述缺點。

本發明的另外一個目的是提供一種進行等離子體化學氣相沉積法的裝置，其中特別是，在該裝置的5厘米處測量，在這種等離子體化學氣相沉積法裝置的運轉過程中泄漏輻射的量小于100瓦/平方米。

如緒論部分所述，本發明的特征在于：扼止部件的長度L小于或等于四分之一波長，該四分之一波長相當于直角坐標系中的四分之一波長，長度L定義為扼止部件長度和涂覆器內壁的半徑長度之差，兩者均在垂直于圓筒軸的方向測量。

本發明人特別發現：在玻璃質層的沉積過程中，該涂覆器的高頻能量的泄漏可通過利用具有特定幾何形狀和/或選擇材料的扼止部件來降低。盡管扼止部件本身例如從本申請人提交的國際申請WO?99/35304和WO?03/049141中可查到，但是，從所述文件中不能得知具體的數值、條件和/或扼止部件的尺寸，更不必說從中導出這種數值、條件和/或尺寸。從國際申請WO?99/35304中得知，例如，該扼止部件可采用一種環形的λ/4波導管，其中該扼止部件位于圓筒軸的中心并且所放位置使其接近諧振腔的兩端。

本發明人已經發現：當使用約2.5千瓦的功率時，會泄漏大量的高頻能量。根據本發明人，所說泄漏也依賴于在基管上所沉積的層厚，并且已經觀察到現有技術中公知的“四分之一波長的扼止部件”的作用隨著沉積層厚度的增加而降低。換句話說，在沉積過程中，玻璃質層的總厚度增加，因此希望開發一種扼止部件的結構，使其能在沉積開始和結束時均產生最佳結果。基于這種發現，本發明人已經意識到：，如所附權利要求書定義的通過使用長度小于四分之一波長的扼止部件優化扼止部件的效果。