BR102012029370B1

BR102012029370B1 - método de condução de um processo de deposição de pcvd

Info

Publication number: BR102012029370B1
Application number: BR102012029370-6A
Authority: BR
Inventors: Igor Milicevic; Mattheus Jacobus Nicolaas Van Stralen; Johannes Antoon Hartsuiker
Original assignee: Draka Comteq Bv
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2020-12-08
Also published as: EP2816137A1; EP2594659A1; CN103130411B; US20130167593A1; CN103130411A; JP2013107820A; BR102012029370A2; NL2007831C2; EP2594659B1; EP2816137B1; CN107265841B; CN107265841A; JP6129522B2; DK2594659T3; US9067816B2; DK2816137T3; PL2816137T3

Abstract

APARELHO E MÉTODO DE CONDUÇÃO DE UM PROCESSO DE DEPOSIÇÃO DE PCVD A presente invenção refere-se a um aparelho de condução de um processo de deposição de PCVD, em que uma ou mais camadas de vidro dopado ou não dopado são revestidas sobre o lado interno de um tubo de substrato de vidro, em que o aparelho compreende um aplicador que possui uma parede interna e uma parede externa e uma guia de micro-ondas que se abre para o aplicador, em que o aplicador estende-se em volta de um eixo cilíndrico e que é equipado com uma passagem adjacente à parede interna, através da qual podem sair as micro-ondas fornecidas por meio da guia de micro-ondas, sobre esse eixo cilíndrico o tubo de substrato pode ser posicionado, enquanto o aplicador é completamente envolvido por uma fornalha que se estende sobre o mencionado eixo cilíndrico.

Description

A presente invenção refere-se a um método de condução de um processo de deposição de PCVD, em que o mencionado método compreende as etapas de: i) fornecimento de um tubo de substrato de vidro; ii) fornecimento de um ou mais gases formadores de vidro ao tubo de substrato; iii) indução de plasma por meio de irradiação de micro-ondas sobre pelo menos uma parte do tubo de substrato para induzir a deposição de uma ou mais camadas de vidro sobre a superfície interna do tubo de substrato de vidro.

A presente invenção refere-se ainda a um aparelho de condução de um processo de deposição de PCVD, em que uma ou mais camadas de vidro dopado ou não dopado são depositadas sobre o lado interno de um tubo de substrato de vidro que possui um lado de fornecimento e um lado de descarga, em que o aparelho compreende um aplicador de micro-ondas e uma guia de micro-ondas para orientar micro-ondas e o aplicador é móvel ao longo do mencionado substrato entre um ponto de reversão localizado no lado do fornecimento e um ponto de reversão localizado no lado da descarga.

Deposição de vapor químico amplificado com plasma (PECVD - Plasma-enhanced chemical vapor deposition ou PCVD) é um processo utilizado para depositar filmes finos de um estado de gás (vapor) em estado sólido sobre um substrato. São envolvidas reações químicas no processo, que ocorrem após a criação de plasma dos gases reagentes.

Geralmente, no campo de fibras óticas, diversos filmes finos de vidro são depositados sobre a superfície interna de um tubo de substrato. Gases de formação de vidro (ou seja, gases reativos dopados ou não dopados) são introduzidos no interior do tubo de substrato de um lado (o lado de fornecimento do tubo de substrato). Camadas de vidro dopado ou não dopado são depositadas sobre a superfície interna do tubo de substrato. Os gases são descartados ou removidos da outra extremidade do tubo de substrato, opcionalmente utilizando uma bomba a vácuo (lado de descarga do tubo de substrato) . A bomba a vácuo possui o efeito de gerar pressão reduzida no lado interno do tubo de substrato, em que essa pressão reduzida geralmente compreende um valor de pressão que varia de 5 a 50 mbar.

Geralmente, micro-ondas de um gerador de micro-ondas são dirigidas para um aplicador por meio de uma guia de ondas, em que o aplicador envolve um tubo de substrato de vidro. O aplicador acopla a energia de alta frequência ao plasma. 0 aplicador (e, portanto, o plasma formado por meio dele) é movido reciprocamente na direção longitudinal do tubo de substrato e, como resultado, é depositada uma fina camada de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato com cada impulso ou passo.

Desta forma, o aplicador é movido em translação ao longo do comprimento do tubo de substrato dentro das fronteiras da fornalha. Com esse movimento de translação do ressonador, o plasma também se move na mesma direção. À medida que o ressonador atinge a parede interna da fornalha perto de uma extremidade do tubo de substrato, o movimento do ressonador é revertido, de tal forma que ele se mova para a outra extremidade do tubo de substrato em direção à outra parede interna da fornalha. O ressonador e, portanto, o plasma trafegam em um movimento para a frente e para trás ao longo do comprimento do tubo de substrato. Cada movimento para a frente e para trás é denominado um "passo" ou "impulso". Com cada passagem, uma camada fina de material de vidro é depositada sobre o lado interno do tubo de substrato.

Normalmente, é gerado um plasma somente em uma parte do tubo de substrato, ou seja, a parte que é envolvida pelo aplicador de micro-ondas As dimensões do aplicador de micro-ondas são menores que as dimensões da fornalha e do tubo de substrato. Apenas na posição do plasma, os gases reativos são convertidos em vidro sólido e depositados sobre a superfície interna do tubo de substrato.

Quando o número de passos aumenta, a espessura cumulativa desses filmes finos, ou seja, do material depositado, aumenta de forma a gerar redução do diâmetro interno restante do tubo de substrato. Em outras palavras, o espaço oco no interior do tubo de substrato continua ficando menor com cada passo.

O aplicador e o tubo de substrato são geralmente envolvidos por uma fornalha, de forma a manter o tubo de substrato sob temperatura de 900 a 1300 °C durante o processo de deposição.

Uma forma de fabricar uma forma prévia ótica por meio de um processo de PCVD é conhecida por meio da Patente Norte-Americana n° 4.314.833, em nome do depositante do presente. Segundo o processo conhecido por meio daquele documento, uma ou mais camadas de vidro dopado ou não dopado são depositadas sobre o lado interno de um tubo de substrato, utilizando plasma sob baixa pressão no tubo de substrato de vidro. Após o depósito das camadas de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato de vidro, o tubo de substrato de vidro é contraído em seguida por meio de aquecimento em uma haste sólida ("colapso"). Em uma realização especial, a haste sólida pode ser ainda equipada externamente com uma quantidade adicional de vidro, tal como por meio de um processo de deposição de vapor externo ou utilizando um ou mais tubos de vidro previamente formados, de maneira a obter uma forma prévia composta. A partir da forma prévia produzida desta forma, da qual uma extremidade é aquecida, são obtidas fibras óticas por meio de deposição.

Segundo o depósito Internacional do documento WO 99/35304 em nome do depositante do presente pedido, micro-ondas de um gerador de micro-ondas são dirigidas para um aplicador por meio de uma guia de ondas, em que o aplicador envolve um tubo de substrato de vidro. O aplicador acopla a energia de alta frequência ao plasma.

Da Patente Europeia EP 1.550.640 (também publicada como US 2005/0172902) em nome do depositante do presente pedido, é conhecido um aparelho de condução de um processo de deposição de PCVD, em que um estrangulador que possui comprimento e largura específicos é centralizado em volta do eixo cilíndrico no aparelho, possui formato anelar e o estrangulador é posicionado no interior do aplicador. As dimensões do estrangulador foram selecionadas de forma a minimizar as perdas de energia de alta frequência durante todo o processo de deposição, o que gera consumo eficiente de energia. Esse documento refere-se ao vazamento de micro-ondas e sua redução.

US 4.741.747 refere-se a métodos de redução do afilamento de extremidades óticas e geométricas no processo de PCVD. As regiões com geometria de deposição inconstante nas extremidades da forma prévia (afilador) são reduzidas movendo-se o plasma na área de pelo menos um ponto de reversão de forma não linear com o tempo e/ou alterando-se a extensão longitudinal do plasma em função do tempo.

US 4.857.091 refere-se a um método de PCVD de elaboração de fibras óticas cujos perfis de índice de refração exibem estruturas de modulação ótica periféricas e/ou radiais e/ou axiais. São variados os parâmetros que influenciam: a) a uniformidade do transporte de material para a parede interna do tubo e/ou os rendimentos de deposição do vidro sobre a circunferência do tubo e/ou b) a posição axial da zona de deposição local com relação ao reator produtor do plasma. GB2068359 refere-se a utn processo de PCVD, em que a coluna de plasma é varrida ao longo do tubo de substrato por meio de variação da entrada de energia para o dispositivo, para realizar formação direta de uma camada de vidro ao longo da região varrida e aquecida do tubo.

Do Pedido de Patente Europeu EP 2199263 (também publicado como US 2010/0154479) do presente depositante, é conhecido um processo de PCVD que pode ser utilizado para minimizar as variações de índice de refração axial ao longo de um tubo de substrato por meio de controle da composição de gás (principalmente composição dopante) no tubo de substrato em função da posição do ressonador (zona de plasma).

Da Patente Norte-Americana 6.901.775, é conhecido um aparelho de revestimento interno de um tubo de substrato por meio de um processo de PCVD e, desse tubo de substrato, é elaborada uma forma prévia, em que a unidade de fornecimento de gás inclui um inserto, que é reivindicado para evitar distúrbios no fluxo de gás, em que esses distúrbios induzem uma onda contínua de certo período e amplitude no fluxo de gás. Segundo a mencionada Patente Norte-Americana, a mencionada onda contínua, por sua vez, é responsável por uma dada deposição no interior da região interna do tubo de substrato, em que essa deposição é caracterizada por espessura não uniforme ao longo da sua direção axial.

Por meio do Pedido de Patente Europeu EP 1.923.360 (também publicado como US 2009/0022906) do presente depositante, é conhecido um processo de PCVD que fornece espessura uniforme e deposição de índice de refração na direção axial do tubo de substrato. No presente método, a fornalha é movida reciprocamente, tal como a 3 0 mm, 60 mm ou 15 mm, ao longo da direção axial do tubo de substrato. O movimento da fornalha é utilizado para reduzir o efeito do que se acredita ser a distribuição não uniforme de potência de micro-ondas ao longo da direção axial do tubo de substrato, causada por reflexões dependentes da posição do aplicador de micro-ondas de parte da potência de micro-ondas, tal como da parede interna da fornalha vizinha. Essa não uniformidade de potência de micro-ondas axial pode causar espessura de deposição axial e falta de uniformidade do índice de refração, o que prejudica os parâmetros de qualidade da fibra tais como atenuação, uniformidade de largura do campo de modo e uniformidade da amplitude de banda. 0 método utilizado em EP 1.923.360 soluciona apenas parcialmente o problema de vazamento de energia de alta frequência.

Por meio do Pedido Norte-Americano 2011/0247369 publicado em nome do presente depositante, é conhecido um processo de PCVD no qual a zona de reação move-se para a frente e para trás na direção longitudinal ao longo do tubo de substrato de vidro oco. Uma quantidade adicional de um gás que compreende um composto que contém flúor é fornecida para o lado interno do tubo de substrato de vidro oco por meio do seu lado de fornecimento quando a zona de reação estiver posicionada no ponto de reversão ou perto dele, a fim de reduzir a quantidade de grupos hidroxila que é incorporada durante o processo de deposição interna.

No processo de PCVD, a formação de deposição de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato tem lugar apenas na posição na qual o plasma está presente. Os inventores obserhastem que a posição da extremidade frontal do plasma (ou seja, a posição acima no fluxo de gases formadores de vidro) pode variar com relação à posição do ressonador. Esta variação é geralmente uma função crescente ou decrescente não monótona da posição do ressonador. 0 vidro depositado exibirá comportamento similar (denominado "oscilação de deposição"). Em um passo, o filme fino suave depositado não possuirá espessura uniforme. Sobre a posição do tubo de substrato em que a duração (cumulativa) da presença de plasma é mais alta, é formada uma camada de vidro maior ou mais espessa. Este efeito é autorreforçador, o que significa que, em um passo seguinte, os "pontos espessos" gerarão mais calor devido à má condutividade de calor do vidro e gerarão ainda mais deposição de vidro nas camadas seguintes. Isso aumenta o efeito da oscilação de deposição. A oscilação de deposição é, portanto, definida como variação da espessura ou composição do vidro depositado ao longo do comprimento do tubo de substrato.

Um aspecto da presente invenção é o fornecimento de um tubo de substrato de vidro que possui camadas de vidro depositadas com vapor com espessura essencialmente uniforme e um valor alfa e índice de refração essencialmente uniforme na direção axial, em que o tubo de substrato é adicionalmente processado em seguida em uma haste sólida por meio de um processo de contração. Por fim, a mencionada haste sólida é convertida em uma fibra ótica por meio de uma série de etapas de processamento.

Ainda outro aspecto da presente invenção é o fornecimento de um aparelho e método de condução de um processo de deposição de PCVD, em que o aparelho é configurado para minimizar qualquer distúrbio da energia de micro-ondas do aplicador, em que esse distúrbio prejudica o desempenho ótico da forma prévia a ser eventualmente produzida.

A presente invenção refere-se a um método de condução de um processo de deposição de PCVD, em que o mencionado método compreende as etapas de: i) fornecimento de um tubo de substrato de vidro; ii) fornecimento de um ou mais gases formadores de vidro ao tubo de substrato da etapa i) ; iii) indução de plasma por meio de irradiação por micro-ondas sobre pelo menos uma parte do tubo de substrato da etapa ii) para induzir a deposição de uma ou mais camadas de vidro sobre a superfície interna do tubo de substrato; caracterizado pelo fato de que pelo menos um gás reativo a plasma é fornecido para o tubo de substrato durante a etapa iii) em um ou mais pulsos em função da posição axial do plasma ao longo do comprimento do tubo de substrato e em que diversos pulsos de gás reativo a plasma fornecidos e os diversos pulsos de gás reativo a plasma são fornecidos em intervalos longitudinais ao longo do comprimento do tubo de substrato em milímetros iguais a um ou um múltiplo ímpar de uma metade (1/2) do comprimento de onda das micro-ondas da etapa ii).

A presente invenção também se refere a um método de condução de um processo de deposição de PCVD, em que o mencionado método compreende as etapas de: i. fornecimento de um tubo de substrato de vidro; ii. fornecimento de um ou mais gases formadores de vidro ao tubo de substrato da etapa i); iii. indução de plasma por meio de irradiação por micro-ondas sobre pelo menos uma parte do tubo de substrato da etapa ii) para induzir a deposição de uma ou mais camadas de vidro sobre a superfície interna do tubo de substrato; caracterizado pelo fato de que pelo menos um gás reativo a plasma é fornecido ao tubo de substrato durante a etapa iii) em um ou mais pulsos em função da posição axial do plasma ao longo do comprimento do substrato 1, em que um pulso isolado recebe gás reativo a plasma e em que o tempo e a colocação do mencionado pulso são selecionados de forma a enquadrar-se em uma posição longitudinal correspondente à oscilação de deposição, em que a mencionada oscilação de deposição é uma variação da espessura do vidro depositado ao longo do comprimento do tubo de substrato.

Em uma realização, um único pulso recebe gás reativo a plasma. Em uma outra realização, o mencionado pulso isolado possui duração de 250 a 1000 milissegundos, preferencialmente de 500 a 750 milissegundos.

Em uma realização, o(s) pulso(s) é(são) fornecidos no movimento para a frente do passo (que vai do lado de fornecimento para o lado de descarga) e sobre o movimento para trás do passo (que vai do lado de descarga para o lado de fornecimento) , nos últimos 150 a 400 ou 150 a 200 milímetros do tubo de substrato, por exemplo, perto do lado da descarga.

Caso um pulso seja fornecido, o comprimento e a posição podem ser selecionados de tal forma que o efeito esteja presente sobre a última parte do movimento para a frente e a primeira parte do movimento para trás. O comprimento e a posição do mencionado pulso são, portanto, selecionados para enquadrar-se em uma posição longitudinal correspondente à oscilação de deposição.

Em ainda outra realização, são fornecidos diversos pulsos de gás reativo a plasma. Os mencionados pulsos são preferencialmente fornecidos em intervalos iguais a um ou a um múltiplo ímpar da metade (1/2) do comprimento de onda das micro-ondas da etapa ii). Em outra realização, o comprimento de onda das micro-ondas é de 12 (doze) centímetros, em que o intervalo de pulso é de 6 (seis) centímetros. Em ainda outra realização, a duração de um desses diversos pulsos é de 1 a 100 milissegundos, tal como de 25 a 75 milissegundos.

Quando o pulso do gás for fornecido em duração de 50 milissegundos, por exemplo, o efeito sobre a oscilação alfa é de cerca de 3 cm. A duração do pulso pode ser facilmente alterada pelos técnicos no assunto para modular o efeito sobre a oscilação alfa, ou seja, o pulso pode ser mais longo ou mais curto, dependendo do efeito sobre o alfa.

Sem desejar restrições à teoria, a razão pela qual o pulso trabalha sobre uma área de 3 cm repousa no fato de que existe uma certa dispersão da largura do pulso após a sua entrada no interior do tubo.

Dever-se-á observar que o gás trafega através do tubo de substrato com velocidade, por exemplo, de dez metros por segundo e existe, portanto, uma espécie de fase de atraso entre a injeção do gás e o momento em que ele atinge o plasma. Os técnicos no assunto serão capazes de determinar aquela fase de atraso e ajustar a posição e o tempo do gás por conta disso. 0 mesmo vale para o fechamento da válvula para suspender a injeção. Haverá uma fase de atraso antes que gás reativo a plasma não esteja mais presente na posição do plasma.

Em ainda outra realização, a pressão do gás reativo a plasma é de 0,5 a 5 bar, preferencialmente de 1 a 2 bar, de maior preferência de cerca de 1,5 bar.

No presente relatório descritivo, gás reativo a plasma é um gás precursor não formador de vidro capaz de ser ionizado em um plasma.

Em ainda outra realização, o gás reativo a plasma é selecionado a partir do grupo que consiste de argônio, hélio, oxigênio, nitrogênio e uma ou mais de suas combinações.

Além disso, a presente invenção refere-se a um aparelho de condução de um processo de deposição de PCVD, em que uma ou mais camadas de vidro são depositadas por meio de um plasma indutor de micro-ondas sobre a superfície interna de um tubo de substrato; em que o mencionado tubo de substrato possui um lado de fornecimento e um lado de descarga, em que o aparelho compreende um aplicador de microondas e uma guia de micro-ondas para orientar micro-ondas e formar um plasma, em que o aplicador é móvel ao longo do mencionado tubo de substrato entre um ponto de reversão localizado no lado de fornecimento do tubo de substrato e um ponto de reversão localizado no lado de descarga do tubo de substrato, em que o mencionado aparelho é caracterizado pelo fato de que é equipado com um dispositivo de injeção de gás para fornecer ao lado de fornecimento do tubo de substrato gases formadores de vidro e gás reativo ao plasma e em que o mencionado gás reativo ao plasma é fornecido em um ou mais pulsos, em função da posição axial do aplicador ao longo do comprimento do tubo de substrato durante o processo de deposição de PCVD.

Em uma realização, o mencionado dispositivo de injeção de gás compreende uma válvula, preferencialmente uma válvula rápida, para controlar o fluxo de gás reativo ao plasma. Em outra realização, o mencionado aparelho é adicionalmente equipado com um controlador, preferencialmente um microcontrolador.

No presente relatório descritivo, uma válvula rápida é uma válvula que comuta entre uma posição aberta e uma posição fechada em 100 milissegundos (ms) ou menos.

Um ou mais dos aspectos acima são realizados utilizando o presente aparelho e método.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, portanto, a um método de condução de um processo de deposição de PCVD que compreende diversas etapas. A etapa i) fornece um tubo de substrato de vidro. Geralmente, o mencionado tubo de substrato possui um lado de fornecimento e um lado de descarga. A etapa ii) fornece um ou mais gases formadores de vidro ao tubo de substrato, preferencialmente por meio do lado de fornecimento; preferencialmente, por meio de um sistema de válvula/sistema de injeção. Preferencialmente, os mencionados gases formadores de vidro são dopados ou não dopados. A etapa iii) induz um plasma sobre pelo menos uma parte do tubo de substrato para induzir a deposição de uma ou mais camadas de vidro dopado ou não dopado sobre a superfície interna do tubo de substrato de vidro; por meio do plasma, os gases formadores de vidro são convertidos em estado sólido para formar camadas de vidro. O mencionado plasma é preferencialmente induzido por uma aplicação de micro-ondas que se move ao longo do tubo de substrato em movimento para a frente e para trás. A presente invenção é caracterizada pelo fato de que pelo menos um gás reativo ao plasma é fornecido para o tubo de substrato em um ou mais pulsos, em função da posição do plasma ao longo do comprimento do tubo de substrato.

A presente invenção é descrita abaixo em detalhes com referência às figuras, nas quais: a Figura 1 exibe um gráfico do valor de área de seção cruzada (CSA - cross-sectional area) para o núcleo da haste sólida em milímetros quadrados plotado contra a posição longitudinal sobre o tubo com relação ao lado de fornecimento do tubo; este gráfico ilustra um método não de acordo com a presente invenção, no qual não é fornecido nenhum pulso com um gás reativo a plasma; a Figura 2 exibe um gráfico do valor de CSA em milímetros quadrados plotado contra a posição longitudinal sobre o tubo com relação ao lado de fornecimento do tubo; este gráfico ilustra um método de acordo com a presente invenção, no qual não é fornecido um pulso com um gás reativo a plasma; a Figura 3 exibe um gráfico do valor alfa (sem unidade) plotado contra a posição longitudinal sobre o tubo com relação ao lado de fornecimento do tubo; este gráfico ilustra um método não de acordo com a presente invenção, no qual não é fornecido nenhum pulso com um gás reativo a plasma; a Figura 4 exibe um gráfico do valor alfa (sem unidade) plotado contra a posição longitudinal sobre o tubo com relação ao lado de fornecimento do tubo; este gráfico ilustra um método de acordo com a presente invenção, no qual não é fornecido um pulso com um gás reativo a plasma; a Figura 5 exibe um gráfico do valor alfa (sem unidade) plotado contra a. posição longitudinal sobre o tubo com relação ao lado de fornecimento do tubo; este gráfico ilustra um método de acordo com a presente invenção (linha pontilhada), no qual são fornecidos diversos pulsos com um gás reativo a plasma; a linha sólida exibe um método não de acordo com a presente invenção, no qual não é fornecido nenhum pulso com um gás reativo.

A presente invenção descobriu que foi observada distribuição não uniforme da energia de micro-ondas, que foi causada, entre outros, por dispersão ou difusão do poder de micro-ondas. Os inventores do presente consideram, sem desejar restringir-se a essa teoria, que parte da potência de micro-ondas move-se sobre a fronteira entre o plasma e o tubo de substrato. Pode formar-se uma onda contínua sobre o lado interno do tubo de substrato, em que essa onda contínua pode mover-se para além do plasma gerado. As micro-ondas podem ser difundidas para fora da linha frontal do plasma e podem ser refletidas por superfícies condutoras, tais como a parede interna da fornalha vizinha, mas também por superfícies semicondutoras. De forma mais geral, pode-se afirmar que as micro-ondas são refletidas no momento em que tem lugar a transição dos materiais, ou seja, de ar em água, metal em plástico, ar em cerâmica e similares. Considera-se, portanto, que a distribuição resultante das micro-ondas com relação ao aplicador depende da posição do aplicador, causando as chamadas potências de micro-ondas não uniformes, que podem resultar em temperaturas não uniformes e até múltiplos plasmas. Estes últimos ocorrem quando a quantidade de vazamentos de micro-ondas é tal que estão presentes concentrações mais altas de micro-ondas em diferentes posições no tubo de substrato, em que essas concentrações mais altas produzem um plasma próprio (fora do aplicador). Isso é possível porque a fornalha engloba não apenas o tubo de substrato no interior da aplicação, mas também uma grande parte do restante do tubo de substrato. Isso garante que uma grande parte do tubo de substrato seja aquecida até alta temperatura, tal como de 900 a 1300 °C.

Anteriormente, no Pedido de Patente Europeu EP 1.923.360, os inventores do presente apresentaram que, ao elaborar o aplicador bem como a fornalha reciprocamente móvel com relação ao eixo longitudinal do tubo de substrato, a distribuição não uniforme de micro-ondas durante o processo de PCVD é enfraquecida.

Os inventores do presente descobriram recentemente, entretanto, que ocorre um fenômeno adicional quando a aplicação aproxima-se do lado de descarga do tubo de substrato.

O plasma que é induzido ocupa um certo espaço que é dependente da potência do ressonador. A largura do plasma é determinada pelo espaço interno dentro do tubo de substrato. Com a quantidade crescente de passos e a consequente redução do diâmetro aberto do tubo de substrato, o comprimento longitudinal do plasma aumentará se a potência do ressonador permanecer a mesma, ou seja, o espaço do plasma permanecerá o mesmo.

Os inventores descobriram que, em um certo ponto do processo, o espaço interno oco do tubo de substrato será reduzido a tal ponto que, durante o movimento para a frente e para trás do ressonador, o plasma se estenderá para fora da fornalha que está presente em volta do tubo de substrato, especialmente quando a aplicação estiver se aproximando do lado de descarga do tubo de substrato. A "cauda" do plasma na direção do fluxo de gás (ou seja, a "cauda" na direção da bomba) tornar-se-á tão grande que se estenderá para fora da fornalha. A difusão das micro-ondas no ar é grande. Os inventores obserhastem visualmente um movimento de bombeamento ou oscilante do plasma, em que a "cauda" do plasma é alternativamente visível até um ponto maior e até um ponto menor. Em outras palavras, é visível que o plasma se move um pouco para a frente, um pouco para trás e novamente para a frente e para trás.

Devido ao comprimento de onda das micro-ondas no ar, não haverá reflexão contínua, mas sim reflexão por oscilação descontínua ou escalonada. Isso gerará perturbação oscilante ou escalonada do plasma.

Pode-se, portanto, afirmar que o plasma possui movimento duplo. Primeiramente, o plasma move-se linearmente com o movimento da aplicação ao longo do comprimento do tubo de substrato. Em segundo lugar, o plasma pode exibir (geralmente apenas em uma parte do tubo de substrato) um movimento oscilante para a frente e para trás devido à difusão da energia de micro-ondas. Este segundo movimento geralmente é apenas visível em parte do processo, ou seja, perto do lado de descarga do tubo de substrato. Além disso, poderá ser o caso que, durante os primeiros vários passos ou impulsos, esse segundo comportamento oscilante do plasma não seja visível ou até não esteja presente. Caso o espaço oco interno do tubo de substrato possua diâmetro suficientemente grande, o plasma possuirá espaço suficiente. Â medida que a potência do gerador ou ressonador permanece inalterada e o diâmetro do espaço livre no interior do tubo de substrato caia com o aumento do número de passos, entretanto, ocorrerá este fenômeno de plasma oscilante.

A formação de deposição de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato tem lugar apenas na posição na qual o plasma está presente. Os gases formadores de vidro podem ser dopados ou não dopados. Caso a posição da linha frontal da extremidade frontal do plasma varie de forma descontínua (ou seja, por meio de um pulso ou de forma oscilante), a deposição de vidro exibirá um comportamento similar (denominado "oscilação por deposição"). Em um passo, não haverá a formação de um filme de deposição fino completamente macio. Sobre a posição do tubo de substrato em que a duração (cumulativa) da presença de plasma é mais alta, é formada uma camada de vidro maior ou mais espessa. Este efeito é autorreforçador, o que significa que, em um passo seguinte, os "pontos espessos" gerarão mais calor devido à má condutividade de calor do vidro e gerarão ainda mais deposição de vidro nas camadas seguintes. Isso aumenta o efeito da oscilação por deposição.

A Figura 3 exibe uma variação do valor alfa. O valor alfa é o valor que determina a forma do perfil de índice de refração. A oscilação por deposição conforme descrito acima gerará variação ou oscilação do valor alfa, como é claramente visível a partir do lado direito da Figura 3 .

Para fibras óticas, o perfil de índice de refração é geralmente qualificado como perfil em "etapas", "trapezoidal", "triangular" ou "alfa" para perfis que possuem os formatos correspondentes de etapa, trapezoide, triângulo ou gradiente. Em fibras de índice de etapas, os modos diferentes propagam-se em velocidades diferentes ao longo da fibra, o que causa difusão do pulso de luz que pode tornar-se comparável ao espaçamento entre os pulsos e gerar taxa de erros inaceitável. Para reduzir a dispersão intermodal em uma fibra com múltiplos modos, propôs-se a fabricação de fibras com índice de grau com perfil central "alfa". Essa fibra vem sendo utilizada há muitos anos e suas características foram particularmente descritas nas publicações: Multimode theory of graded-core fibres, de D. Gloge et al, Bell System Technical Journal, 1973, págs. 1563-1578 e Comprehensive theory of dispersion in graded-index optical fibers de G. Yabre, Journal of Lightwave Technology, fevereiro de 2000, vol. 18, n° 2, págs. 166-177.

Um perfil de índice graduado pode ser definido como a relação entre o valor n do índice em um ponto com relação à distância r desse ponto até o centro da fibra:

correspondente a um índice de etapas); niz o valor índice máximo do núcleo com múltiplos modos; a, o raio do núcleo com múltiplos modos; e

em que n0 é o valor de índice mínimo do núcleo com múltiplos modos, geralmente correspondente ao valor de índice do enchimento (que é, mais frequentemente, de sílica). Uma fibra com múltiplos modos de índice graduado possui, portanto, um perfil central com simetria de revolução de tal forma que, ao longo de qualquer direção radial, o valor do índice cai continuamente do centro da fibra em direção à sua periferia.

Quando um sinal de luz com múltiplos modos propagar-se no mencionado núcleo de índice graduado, os diferentes modos observam um meio de propagação diferente, que possui efeito diferente sobre a sua velocidade de propagação. Ajustando-se o valor do parâmetro alfa, é possível, portanto, obter uma velocidade de grupo que é praticamente igual para todos os modos e, portanto, redução da dispersão intermodal.

Caso o valor alfa seja 1, é obtido um perfil central triangular. Com fibras de índice graduado, deseja-se que o valor alfa seja substancialmente constante ao longo da posição longitudinal do tubo de substrato.

Conforme mencionado acima, a Figura 3 exibe uma variação do valor alfa. Ela exibe uma grande oscilação entre as posições longitudinais A e B conforme exibido no gráfico. Ela está próxima do lado de descarga do tubo de substrato. É objeto do presente método a redução dessas oscilações do valor alfa. A Figura 1 exibe a chamada extensão de seção cruzada (CSA), calculada com base na espessura das camadas depositadas em vapor. A área de seção cruzada (CSA) mencionada acima pode ser calculada conforme segue:

em que du = camada de diâmetro externo x, di = camada de diâmetro interno x, CSA = camada de extensão de seção cruzada x. A Figura 1 exibe o CSA do núcleo medido após o término do processo de PCVD e do colapso. Pode-se observar por meio da Figura 1 que existe CSA substancialmente constante entre as posições I e II conforme exibido no gráfico. Como a tendência comercial atual de fabricação de formas prévias de fibra ótica tende a ser um pouco maior (formas prévias mais espessas), serão necessários mais passos ou impulsos. Isso gera tubos após a deposição (antes do colapso) que possuem diâmetro interno ainda menor. O problema da deposição da oscilação (que gera oscilação do valor alfa), particularmente nas proximidades do lado de descarga do tubo de substrato, está se tornando cada veZ mais importante.

A partir das observações dos fenômenos de oscilação, sabe-se que o problema surge à medida que o comprimento de plasma e a posição frontal do plasma estejam variando em função da posição com relação às paredes metálicas da fornalha. Essa frente de plasma variável causa a alteração da posição da frente de deposição com relação à posição ressonadora e o resultado é a variação da espessura e do índice de refração em função da posição.

Os inventores do presente descobriram agora uma nova solução para este problema. A solução é a aplicação de um certo gás (que é reativo ao plasma) em função da posição axial do plasma para combater o movimento da frente de plasma, em que um gás reativo ao plasma é fornecido a um tubo de substrato no qual tem lugar a formação de vidro e em que o mencionado gás reativo ao plasma interage com o mencionado plasma para reduzir o tamanho do plasma e, desta forma, alterar a posição da linha frontal do plasma, a fim de minimizar a oscilação da deposição. Isso pode ser feito, por exemplo, utilizando o dispositivo de injeção de gás que já está presente no aparelho de PCVD para injetar gases formadores de vidro. 0 dispositivo de injeção de gás pode ser alterado por meio da adição de uma linha de gás adicional conectada por meio de uma válvula rápida que é conectada a um (micro)controlador.

Os inventores do presente tentam, sem desejar restrições a essa teoria, reduzir o comportamento oscilante do plasma, preferencialmente no momento em que se estende para fora da fornalha, "empurrando para trás" o plasma. Isso é obtido por meio da exposição do plasma durante um período de tempo a um gás que possui efeito sobre o plasma. O gás é fornecido em um ou mais pulsos e o gás é preferencialmente fornecido ao tubo de substrato a partir do seu lado de fornecimento. Esse gás reativo ao plasma possui o efeito de reduzir o tamanho do plasma, de forma a alterar a posição da linha frontal do plasma. O tempo e a duração desse(s) pulso(s) de gás são determinados pelos inventores antes do início do processo de PCVD de acordo com a presente invenção. Os inventores utilizam os dados obtidos por meio de um processo similar que utiliza um tubo de substrato similar e condições de reação similares. Durante esse processo de teste, são obtidos dados tais como os ilustrados nas Figuras 1 e 3. Com base nessas figuras, é determinada a posição longitudinal dos "pontos espessos", bem como a largura e a altura desses pontos. Com base nesses parâmetros, os inventores determinam em qual posição longitudinal do aplicador os pulsos de gás reativo a plasma são necessários ou entre quais posições longitudinais é necessário um pulso de gás reativo ao plasma. Além disso, são determinadas a duração dos pulsos e a velocidade de fluxo do gás.

Este método de acordo com a presente invenção possui o efeito de estabilizar a linha frontal do plasma durante um passo ou impulso. Em outras palavras, o comportamento de oscilação do plasma é reduzido ou até eliminado.

Preferencialmente, os pulsos têm lugar em intervalos preferencialmente iguais a um ou a um múltiplo ímpar da metade (1/2) do comprimento de onda das micro-ondas sendo utilizadas. No caso de micro-ondas que possuam comprimento de onda de 12 centímetros, são preferencialmente fornecidos intervalos de pulsos a cada seis centímetros. Outras sequências de pulsos podem ser determinadas pelos técnicos no assunto com base em gráficos similares às Figuras 1 e 3 que estão sendo preparados em um processo de teste conforme descrito acima.

Em uma realização da presente invenção, é fornecido um único pulso de gás reativo a plasma, em que o mencionado pulso possui duração, por exemplo, de 110 ou 250 a 1000 milissegundos ou até mais. 0 tempo ou a colocação do pulso é selecionado para enquadrar-se em uma posição longitudinal correspondente à oscilação de deposição.

A duração dos pulsos pode variar de acordo com a quantidade de gás reativo a plasma necessário. A duração pode ser, por exemplo, de 1 a 1000 milissegundos, tal como de 25 a 750 milissegundos. A duração do pulso pode ser determinada pelos técnicos no assunto em conjunto com o tamanho da abertura (orifício) através da qual flui o gás, a velocidade de fluxo ou a pressão do gás e a composição do gás. Caso sejam aplicados mais pulsos, a duração é preferencialmente de 1 a 100 milissegundos, de maior preferência de 25 a 75 milissegundos.

A pressão do gás pode ser, por exemplo, de 0,5 a 5 bar, preferencialmente de 1 a 2 bar, de maior preferência de cerca de 1,5 bar. A pressão do gás pode ser determinada pelos técnicos no assunto em conjunto com o tamanho da abertura através da qual flui o gás, a velocidade de fluxo do gás, a duração do pulso e a composição do gás.

Caso a duração do pulso seja dobrada, por exemplo, a velocidade de fluxo deverá ser a metade, a fim de obter a mesma quantidade de gás reativo a plasma. Caso a concentração do gás reativo a plasma seja reduzida devido à diluição com um gás não reativo a plasma, por exemplo, a duração do pulso ou o tamanho da entrada de gás ou a pressão ou velocidade de fluxo deverá ser aumentada para manter a mesma quantidade de gás reativo a plasma.

Gases que podem ser utilizados, por exemplo, como gases reativos a plasma incluem argônio, hélio, nitrogênio e oxigênio. Em um exemplo, utiliza-se argônio. Em outro exemplo, utiliza-se hélio. Em outro exemplo, utiliza-se nitrogênio. A influência dos gases depende do tipo utilizado e do fluxo máximo. Ao adicionar-se, por exemplo, uma certa quantidade de oxigênio, o plasma tenderá a ter seu tamanho reduzido. Utiliza-se preferencialmente oxigênio como gás reativo a plasma.

Os gases reativos a plasma podem ser utilizados em forma pura, em combinação entre si e/ou em combinação com gases não reativos a plasma (ou seja, em forma diluída) . Um exemplo de gás não reativo a plasma é freon. Um exemplo de forma diluída é freon a 5% (C2F6) em oxigênio (O2) .

Em uma realização da presente invenção, uma linha de gás adicional é fixada ao lado de fornecimento do tubo de substrato. Por meio de uma válvula, tal como a chamada válvula rápida, essa linha de gás (para fornecimento de gás reativo a plasma) é acoplada ao sistema de fornecimento de gases formadores de vidro. A válvula de fornecimento do gás reativo a plasma pode ser conectada a um orifício que possui um certo tamanho de abertura. 0 tamanho da abertura possui influência direta sobre a quantidade de gás que é orientada através do orifício.

A válvula (ou válvula rápida) pode ser opcionalmente acoplada a meios controladores, ou seja, um microcontrolador que mede a posição do aplicador e controla a duração da abertura da válvula e, desta forma, controla as posições e a quantidade de gás que é introduzida no tubo de substrato.

A presente invenção compensa, portanto, qualquer alteração causada por variações da posição frontal ou comprimento de plasma, por meio da injeção de impulsos (curtos) de certos gases (tais como O2, Ar, He) . Os pulsos, impulsos ou injeções dos gases reativos a plasma são injetados em função da posição do ressonador ou aplicação ao longo da posição axial do tubo de substrato. Utilizando, por exemplo, uma válvula rápida e um microcontrolador, são injetados impulsos de gás ao longo do tempo, de tal forma que os desvios da posição frontal/comprimento de plasma (aumentos) sejam compensados (reduzidos) em função da posição do ressonador ao longo da direção axial do tubo de substrato. Os fluxos de gás maiores (total de fluxos de gás e concentração de O2) dos impulsos, em que, por exemplo, O2 é o único gás veículo, são utilizados para reduzir o comprimento de plasma. Particularmente, o comprimento (tempo aberto da válvula) e/ou a magnitude (velocidade de fluxo de 02) dos impulsos de 02 podem variar em função da posição axial do ressonador, por exemplo, para compensar desvios da posição frontal/comprimento de plasma (oscilações de deposição) que podem variar de comprimento e/ou magnitude ao longo do tubo (tal como entre o meio do tubo e o lado da bomba do tubo). 0 acima também é aplicável a outros gases reativos a plasma, além de O2.

A presente invenção não necessita de alterações significativas da configuração instrumental nem do aparelho que já se encontram em uso. A solução do problema apresentado na presente invenção é de implementação fácil e eficaz para o seu custo.

Em uma realização, os pulsos são fornecidos durante todo o passo. Também é possível, entretanto, determinar um protocolo de injeção diferente no qual a válvula abre-se apenas nas proximidades do ponto de reversão no lado de descarga. É possível, por exemplo, que a injeção corra apenas em posições próximas do lado de descarga, nos últimos 150 a 400 ou 150 a 200 milímetros do tubo de substrato, por exemplo, perto do lado da descarga.

Em uma realização da presente invenção, os pulsos ou impulsos de injeção são fornecidos durante cada passo nas mesmas posições. Também é possível determinar a posição de cada passo ou impulso separado e ajustar a posição entre os passos ou impulsos. Isso pode ser selecionado dependendo, por exemplo, da concentração de germânio ou do diâmetro interno. Isso garante o mesmo ambiente durante todo o processo de PCVD para minimizar possíveis perturbações das propriedades óticas caso as condições sejam alteradas entre os passos.

Também é possível, entretanto, determinar um protocolo de injeção diferente no qual a válvula se abre apenas durante os últimos passos de um processo de PCVD. Os técnicos no assunto serão capazes, com base na experimentação, de decidir o melhor protocolo. A Figura 2 exibe um gráfico que é comparável à Figura 1 conforme descrito acima. A Figura 2 é medida sobre um tubo preparado com o método de acordo com a presente invenção conforme descrito no Exemplo 1. Esse gráfico demonstra claramente que os gases reativos a plasma possuem efeito sobre o plasma. Na Figura 2, entre as posições longitudinais de III e IV, o valor de CSA cai. Isso significa que existe redução do rendimento de formação de vidro em comparação com a Figura 1, em que nenhum gás reativo a plasma é adicionado devido à redução do plasma. A Figura 4 exibe um gráfico que é comparável à Figura 3 conforme descrito acima. A Figura 4 é medida sobre um tubo preparado com o método de acordo com a presente invenção conforme descrito no Exemplo 1. O gráfico da Figura 4 exibe claramente que a presente invenção possui o efeito desejado. 0 comportamento oscilante no valor alfa na região entre A e B é grandemente reduzido. Desta forma, a presente invenção fornece o efeito desejado e atinge um ou mais dos objetivos mencionados no princípio. A Figura 5 exibe um gráfico que é comparável à Figura 4, em que as medições são conduzidas sobre um tubo preparado com o método de acordo com a presente invenção conforme descrito no Exemplo 2 (linha pontilhada) e em comparação com um método do estado da técnica (linha sólida).

O gráfico da Figura 5 exibe uma linha preta sólida que representa a medição conduzida sobre um tubo de acordo com um método conforme descrito no Exemplo Comparativo 1. Fica claro que existe grande oscilação de valor alfa entre 660 e 1240 mm.

Por outro lado, a linha pontilhada da Figura 5 exibe medições conduzidas de acordo com a presente invenção. O comportamento oscilante na região alfa é grandemente reduzido entre 660 e 1240 mm, particularmente nas posições em que é aplicado um pulso, conforme indicado pelos asteriscos em 1240, 1140, 1020, 900 e 780 mm.

Fica claro a partir da Figura 5 que o método de acordo com a presente invenção reduz grandemente as oscilações de valor alfa e, portanto, a presente invenção fornece o efeito desejado e atinge um ou mais dos objetivos mencionados inicialmente.

Conforme já mencionado anteriormente, os técnicos no assunto determinam o protocolo de injeção com base em um processo de PCVD de teste durante o qual são preparados gráficos similares à Figura 1 e à Figura 3. Como o fenômeno que ocorre é um fenômeno físico, ele ocorrerá exatamente nas mesmas posições de cada vez, desde que o comprimento de onda das micro-ondas não seja alterado. Este processo é completamente reproduzível, independentemente da largura do tubo de substrato original utilizado e independentemente do número de passos utilizado.

Prefere-se depositar camadas de vidro até um diâmetro interno final do tubo de substrato de, no máximo, 22 milímetros ou mesmo até um diâmetro interno do tubo de substrato de, no máximo, 20 milímetros.

O valor de índice de refração e o valor alfa do tubo de substrato obtidos desta forma após a deposição interna são substancialmente uniformes ao longo do seu comprimento.

Em uma realização preferida, é preferível que o tubo de substrato seja fixado ou grampeado na posição no aparelho sobre as suas duas extremidades e o aplicador (e, opcionalmente, também a fornalha) é móvel ao longo do eixo longitudinal do tubo de substrato. Essa construção é particularmente vantajosa, pois o equipamento de PCVD existente pode ser adaptado de forma simples. Também é possível girar o tubo de substrato durante o processo de deposição ou realizar seu fluxo externo com um gás inerte, de forma a evitar a deposição de partículas da fornalha sobre o lado externo do tubo de substrato.

A fim de realizar uma operação eficaz da presente invenção, é preferível que a distância ao longo da qual o aplicador é móvel entre um ponto de reversão localizado no lado do fornecimento e um ponto de reversão localizado no lado de descarga do tubo de substrato seja selecionada de tal forma que a fornalha rodeie o aplicador a todo momento. 0 mencionado movimento da fornalha pode ter lugar de forma contínua, descontínua ou em etapas. Em outras palavras, o aplicador será movido de tal forma durante o processo de deposição que a fornalha, que é móvel de forma similar, rodeará o aplicador a todo momento, o que significa que o aplicador não pode mover-se para fora da fornalha. Isso significa que o aplicador, que é móvel ao longo do comprimento do tubo de substrato, será posicionado a todo momento no interior da fornalha, que também é móvel ao longo do comprimento do tubo de substrato. A deposição de camadas de vidro tem lugar ao longo da distância pela qual é movido o aplicador. O tubo de substrato possui comprimento maior que a soma do comprimento da fornalha e o "impulso" da fornalha móvel. A razão disso é que as duas extremidades do tubo de substrato são fixadas em grampos que não podem suportar a alta temperatura que prevalece na fornalha.

O aplicador é preferencialmente simétrico de forma cilíndrica e possui formato anelar, compreendendo um espaço ressonador que se estende de forma simetricamente cilíndrica em volta do eixo cilíndrico e que possui formato anelar, em que o espaço ressonador compreende uma fenda que se estende em um círculo completo em volta do eixo cilíndrico e, através dessa fenda, é transportada a energia de micro-ondas da guia de micro-ondas, em que, mais especificamente, a guia de micro-ondas abre-se para o espaço ressonador.

Para realizar transferência ideal da energia de micro-ondas, é preferível que a guia de ondas possua um eixo longitudinal que se estende de forma substancialmente perpendicular ao eixo cilíndrico, em que o eixo cilíndrico não intersecciona a fenda nem a passagem e, mais especificamente, o eixo longitudinal não divide o espaço ressonador em duas metades iguais.

O aplicador e a fornalha podem mover-se na mesma direção ou em direções opostas ao longo do comprimento do tubo de substrato.

Em uma realização específica, é preferível que a fornalha mova-se em movimento escalonado ao longo do comprimento do tubo de substrato. O mencionado movimento escalonado pode ser compreendido como compreendendo o movimento da fornalha para um local, tal como no lado de descarga do tubo de substrato, mantendo essa posição por algum tempo e retornando em seguida a fornalha ao local original ou outro, tal como no lado de fornecimento do tubo de substrato. Essa última posição é preferencialmente mantida também por algum tempo, mediante o quê a fornalha é novamente movida para o local no lado de descarga do tubo de substrato. Também é possível possuir o movimento da fornalha em etapas, por exemplo, do lado de fornecimento em direção ao lado de descarga e, durante esse movimento, a fornalha será estacionária por algum tempo em posições específicas ao longo do comprimento do tubo de substrato, após o quê a fornalha continuará o seu caminho e será novamente suspensa. Segundo esse perfil de velocidade, a fornalha é movida de forma recíproca ao longo do comprimento do tubo de substrato em etapas, observadas ao longo do tempo. O ciclo mencionado acima pode ser repetido durante todo o processo de deposição ou durante parte do processo de deposição. Os inventores do presente descobriram que o tempo de ciclo do movimento da fornalha descrito acima da fornalha varia preferencialmente de 1 a 600 segundos. Valor de mais de 600 segundos gerará distúrbios no perfil, enquanto um valor de menos de um segundo gerará resultados insuficientes com relação à uniformidade pretendida do CSA e do perfil de índice de refração. Além disso, valor de menos de um segundo pode gerar problemas mecânicos. Na realização que utiliza uma fornalha e aplicador que se movem ao longo do comprimento do tubo de substrato, é preferível que a razão entre o tempo de ciclo da fornalha e o tempo de ciclo do aplicador não seja igual a um número inteiro. Para determinar a razão mencionada acima, deve ser calculado o quociente entre o tempo de ciclo mais longo e o tempo de ciclo mais curto. 0 movimento da fornalha sobre o tubo de substrato é preferencialmente igual a um múltiplo ímpar de um quarto do comprimento de onda das micro-ondas sendo utilizadas. Na prática, micro-ondas apropriadas possuem frequência de, por exemplo, 2,45 GHz, 890 MHz ou 5,8 GHz. Na prática, são particularmente utilizadas distâncias de 30, 90, 150 mm e similares. O termo "movimento" deve ser compreendido como a distância ao longo da qual a fornalha é movida na direção longitudinal do tubo de substrato.

Segundo uma outra realização do método do presente, a fornalha é movida continuamente entre os dois locais no lado de fornecimento e no lado de descarga do tubo de substrato. Ê preferível, neste caso, que a distância ao longo da qual a fornalha é movida seja um múltiplo ímpar de um quarto do comprimento de onda das micro-ondas sendo utilizadas. É adicionalmente preferível se o quociente entre o tempo de ciclo mais longo e o tempo de ciclo mais curto não for igual a um número inteiro ao comparar-se o tempo de ciclo da fornalha com o tempo de ciclo do aplicador. Por razões práticas, utiliza-se a velocidade de movimento da fornalha de menos de 5 cm/seg, particularmente menos de 1 cm/seg.

Embora tenha sido descrita até aqui uma fornalha móvel, também é possível, em uma realização específica, equipar a fornalha internamente com partes ou elementos que se movam ao longo do comprimento do tubo de substrato. Nessa realização, a fornalha como tal assume uma posição estacionária, enquanto as partes ou elementos, preferencialmente feitos de metal, que são dispostos concentricamente em volta do tubo de substrato, são movidas a fim de evitar com isso um distúrbio da energia de micro-ondas ao longo do comprimento do tubo de substrato, observado ao longo do tempo, durante o processo de deposição.

Segundo outra realização da presente invenção, o tubo de substrato, incluindo as conexões conhecidas dos técnicos no assunto, é móvel com relação à fornalha estacionária e ao aplicador.

A expressão "móvel ao longo do eixo longitudinal", da forma utilizada no presente, deve ser compreendida como sendo um movimento ao longo do comprimento do tubo de substrato, em que esse movimento pode ter lugar não apenas paralelamente ao tubo de substrato, observado na sua direção longitudinal, mas também em um certo ângulo, tal como do lado superior para o lado inferior ou do lado frontal para o lado traseiro.

Após o depósito das camadas de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato de vidro, o tubo de substrato de vidro é contraído em seguida por meio de aquecimento em uma haste sólida ("colapso"). Em uma realização, a haste sólida pode ser ainda equipada externamente com uma quantidade adicional de vidro, tal como por meio de um processo de deposição de vapor externo ou utilizando um ou mais tubos de vidro previamente formados, de maneira a obter uma forma prévia composta. A partir da forma prévia produzida desta forma, da qual uma extremidade é aquecida, são obtidas fibras óticas por meio de deposição sobre uma torre de deposição para produzir fibras óticas.

A presente invenção será explicada agora com base em uma série de exemplos, com relação aos quais dever-se-á observar, entretanto, que a presente invenção não é limitada, de nenhuma forma, a esses exemplos especiais.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

Foi conduzido um processo de PCVD em um aparelho de PCVD que compreende um tubo de substrato estacionário, uma fornalha que se move de forma recíproca sobre o mencionado tubo de substrato e um aplicador que se move de forma recíproca sobre o mencionado tubo de substrato e, durante esse processo, foram fornecidos precursores de formação de vidro ao lado interno do tubo de substrato. O comprimento efetivo da fornalha (ou seja, o comprimento interno sem a espessura das paredes de fornalha) é de cerca de 1,7 metros. O comprimento de um tubo de substrato é de cerca de dois metros. O comprimento de um aplicador é de cerca de 0,2 metros. O aplicador move-se com velocidade de cerca de 330 milímetros por segundo. O diâmetro externo do tubo de substrato é de 3 9 milímetros e o diâmetro interno do tubo de substrato é de 34 milímetros. Sob as condições que prevaleceram no interior do tubo de substrato, foram depositadas camadas de vidro concêntrico, utilizando uma velocidade de aplicador habitual de trinta centímetros por segundo.

Após o término do processo de deposição, o substrato obtido desta forma foi submetido a um processo de contração, de forma a obter uma haste sólida (forma prévia primária). A Figura 1 exibe a Extensão de Seção Cruzada (CSA - Cross Sectional Surface Area) e a Figura 3 exibe o valor alfa do núcleo da haste obtida desta forma em função da posição axial. As Figuras 1 e 3 demonstram que existe falta de uniformidade ao longo da posição axial da haste de vidro. Essa falta de uniformidade possui efeito prejudicial sobre uma série de parâmetros de qualidade da fibra ótica obtida a partir dele, tais como a atenuação e a uniformidade da largura de campo de modo e amplitude de banda. EXEMPLOS EXEMPLO 1 Foi utilizado o mesmo aparelho de PCVD do Exemplo Comparativo 1, com a diferença de que foi fornecido um pulso longo de oxigênio, a partir da posição axial de 1240 milímetros (indicado por X nas Figuras 2 e 4) , que possui duração de 750 milissegundos e em que o tamanho da abertura através da qual o gás flui possui um orifício n° 28 (valor de parâmetro kV de 0,011 m3n/hora) e possui pressão de 1,5 bar.

O tubo de substrato obtido desta maneira foi formado em uma haste sólida da mesma forma que no Exemplo Comparativo 1.

EXEMPLO 2

Foi utilizado o mesmo aparelho de PCVD do Exemplo 1, com a diferença de que foram fornecidos cinco pulsos de 5% de Freon (95% de oxigênio), a partir da posição axial de 1240 milímetros, e repetidos em 1140, 1020, 900, 780 e 660 milímetros (indicado por um asterisco na Figura 5) , que possuem duração de 50 milissegundos, em que o tamanho da abertura através da qual flui o gás possui um orifício n° 28 (0,7 mm) (valor de parâmetro Kv de 0,011 m3n/hora) e possui pressão de 1,8 bar. O tubo de substrato obtido desta maneira foi formado em uma haste sólida da mesma forma que no Exemplo Comparativo 1.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

A haste sólida obtida desta forma foi submetida às mesmas medições da haste sólida obtida no Exemplo Comparativo 1.

A Figura 2 exibe a Extensão de Seção Cruzada (CSA) e a Figura 4 exibe o valor alfa do núcleo da haste obtida desta forma em função da posição axial. As Figuras 2 e 4 exibem claramente o efeito da presente invenção. A Figura 4 demonstra que existe falta de uniformidade ao longo da posição axial da haste de vidro para o valor alfa. Essa uniformidade elimina qualquer efeito prejudicial que estivesse presente no Exemplo Comparativo 1.

Foram atingidos, portanto, um ou mais objetos da presente invenção mencionados acima. Mais realizações da presente invenção são mencionadas nas reivindicações anexas.

Claims

1. MÉTODO DE CONDUÇÃO DE UM PROCESSO DE DEPOSIÇÃO DE PCVD, em que o dito método compreende as etapas de: i. fornecimento de um tubo de substrato de vidro; ii. fornecimento de um ou mais gases formadores de vidro ao tubo de substrato da etapa i; iii. indução de plasma por meio de irradiação por micro-ondas sobre pelo menos uma parte do tubo de substrato da etapa ii para induzir a deposição de uma ou mais camadas de vidro sobre a superfície interna do tubo de substrato; em que pelo menos um gás reativo ao plasma é fornecido ao tubo de substrato durante a etapa iii em um ou mais pulsos, em função da posição axial do plasma ao longo do comprimento do tubo de substrato; e caracterizado por pelo menos os múltiplos pulsos de gás reativo ao plasma fornecidos e em que os múltiplos pulsos de gás reativo ao plasma serem fornecidos em certos intervalos longitudinais ao longo do comprimento do tubo de substrato em milímetros iguais a um ou um múltiplo não homogêneo de metade (1/2) do comprimento de onda das micro-ondas da etapa ii.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito gás reativo ao plasma ser oxigênio.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito pulso ser fornecido durante cada passagem ou em que o dito pulso é fornecido durante as últimas várias passagens do dito processo de deposição de PCVD.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pulso possuir duração de 250 a 1000 milissegundos, preferencialmente de 500 a 750 milissegundos.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo comprimento de onda das micro-ondas ser de 12 (doze) centímetros, em que o intervalo de pulso é de 6 (seis) centímetros.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela duração do pulso ser de 1 a 100 milissegundos, preferencialmente de 25 a 75 milissegundos.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela pressão do gás reativo ao plasma ser de 0,5 a 5 bar, preferencialmente de 1 a 2 bar, de maior preferência de 1,5 bar.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo gás reativo ao plasma ser selecionado a partir do grupo que consiste de argônio, hélio, oxigênio, nitrogênio e uma ou mais de suas combinações.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo comprimento e posição do pulso serem selecionados, de modo que o efeito seja presente na última parte do movimento para frente de uma passagem.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo gás reativo ao plasma ser um precursor não formador de vidro capaz de ser ionizado em um plasma.