BR102015011499A2 - Method for the manufacture of an optical pre-mold - Google Patents

Abstract

método para a fabricação de um pré-molde óptico um método para a fabricação de um pré-molde óptico compreende as etapas de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna, aumento de um diâmetro externo do tubo de substrato por meio do aquecimento do tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, e por meio da provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente, e colapso do tubo de substrato por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que uma pré-forma óptica seja fabricada.

Description

MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO

DESCRIÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um método para a fabricação de um pré-molde óptico que compreende as etapas de: - provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna; colapso do tubo de substrato por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

[002] De um modo geral, no campo das fibras ópticas, várias películas finas de vidro são depositadas sobre a superfície interna de um tubo de substrato. Os gases de formação de vidro (ou seja, gases reativos dopados ou não dopados) são introduzidos no interior do tubo de substrato a partir de uma extremidade (lado de alimentação do tubo de substrato). As camadas de vidro dopado ou não dopado são depositadas sobre a superfície interna do tubo de substrato. Os gases são descarregados ou removidos da outra extremidade do tubo de substrato, opcionalmente pelo uso de uma bomba de vácuo (lado de descarga do tubo de substrato) . A bomba de vácuo tem o efeito de gerar uma pressão reduzida no interior do tubo de substrato, cuja pressão reduzida geralmente compreende um valor de pressão que varia entre 5 e 50 mbar.

[003] Vários processadores de deposição de vapor interno podem ser utilizados, tais como o MCVD Deposição de Vapor Químico Modificado, ou o PCVD - Deposição de Vapor Químico por Plasma. A presente invenção é aplicável a todos os tipos de processos de deposição de vapor interno. A seguir, a PCVD é explicada em mais detalhes.

[004] Geralmente, a radiação eletromagnética, preferencialmente micro-ondas, de um gerador é direcionada a um aplicador através de um guia de ondas, cujo aplicador circunda um tubo de substrato. O aplicador acopla a radiação eletromagnética ao plasma. 0 aplicador (e, portanto, o plasma formado por ele) é movido reciprocamente na direção longitudinal do tubo de substrato, e como resultado disso uma camada fina de vidro é depositada sobre o interior do tubo de substrato com cada curso ou passagem.

[005] O aplicador e o tubo de substrato geralmente são circundados por uma fornalha, de modo a manter o tubo de substrato em uma temperatura de 900 a 1300°C durante o processo de deposição.

[006] Quando o número de passagens aumenta, a espessura cumulativa destas películas finas, ou seja, do material depositado, aumenta, levando assim a uma diminuição no diâmetro interno restante do tubo de substrato. Em outras palavras, o espaço oco no interior do tubo de substrato fica cada vez menor com cada passagem.

[007] Após as camadas de vidro ter sido depositadas sobre o interior do tubo de substrato, o tubo de substrato, também chamado de precursor de um pré-molde primário, é subsequentemente contraído por meio de aquecimento a uma pré-forma óptica, ou seja, haste sólida. Isso é chamado de um processo de colapso. A haste sólida remanescente também é chamada de pré-molde primário.

[008] Durante o processo de colapso, geralmente, um tubo depositado (ou seja, um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna) é contraído em uma máquina de contração em um pré-molde óptico com a utilização de uma fonte de calor. A dita máquina geralmente é conhecida como um dispositivo de colapso. 0 dispositivo de colapso compreende uma fonte de calor que pode aquecer o tubo de substrato a uma temperatura superior à temperatura de amolecimento do dito tubo de substrato, geralmente acima de 2.000 graus Celsius. As fontes de calor adequadas para o colapso do tubo de substrato incluem queimadores de hidrogênio/oxigênio, queimadores de plasma, fornalhas de resistência elétrica, e fornalhas de indução. No entanto, a presente invenção não se limita a um tipo específico de fonte de calor.

[009] Após a dita etapa de colapso, em uma realização especial, a haste sólida ou pré-molde primário pode, além disso, ser provida externamente com uma quantidade adicional de vidro, por exemplo, por meio de um processo de deposição de vapor externo ou revestimento externo de vidro direto (o chamado "revestimento externo") ou com a utilização de um ou mais tubos de vidro pré-moldados (o chamado "embainhamento"), obtendo-se assim um pré-molde compósito chamado de pré-molde final. A partir do pré-molde final assim produzido, uma extremidade dele é aquecida, e as fibras ópticas são obtidas com a retira em uma torre de retirada. 0 perfil do índice de refração do pré-molde consolidado (final) corresponde ao perfil do índice de refração da fibra óptica retirada do dito pré-molde.

[010] A partir da patente americana US 4.869.743, um método de fabricação de uma fibra é conhecido pela retirada de um pré-molde, em que o pré-molde é feito pelo colapso de um tubo de sílica de paredes espessas com uma pressão reduzida estabelecida nele e aquecido em passagens sucessivas. 0 tubo é impedido de ser ovalizado ao começar cada passagem com um apoio de porção contra um guia cônico interno coaxial.

[011] A partir do pedido de patente europeia EP 0.860.719, um processo e um aparelho são conhecidos para o monitoramento e o controle da elipticidade dos tubos de pré-molde durante a Deposição de Vapor Químico por Plasma. Em resposta aos sinais gerados por computador do dispositivo de monitoramento, a taxa de colapso do tubo é ajustada de forma dinâmica por modificação local da temperatura do tubo de vidro, ou por alteração da força física que atua no colapso do tubo.

[012] A partir do pedido de patente americana US 2003/0024278, é conhecido um método de fabricação de uma fibra de guia de ondas ópticas a partir de um pré-molde com uma abertura central, e esse método inclui a redução da pressão na abertura central, aumentando então a pressão na abertura central para uma pressão de modo a melhorar a uniformidade, a circularidade, e/ou a simetria em torno da região da abertura central.

[013] Uma desvantagem dos tubos de substrato com camada de vidro depositada sobre sua superfície interna, por exemplo, fabricado de acordo com o processo da técnica anterior com a utilização de um processo de deposição de vapor interno é que o diâmetro interno destes tubos é não arredondado, ou seja, não redondo. Em outras palavras, a seção transversal da seção "aberta" restante dos tubos de substrato não se assemelha a um círculo perfeito.

[014] Após a conclusão do processo de deposição de vapor interno, um tubo de substrato com vidro depositado é colapsado, geralmente em uma máquina dedicada para isso. Um tubo de substrato que não é circular, por exemplo, um tubo oval, irá resultar em uma não circularidade do núcleo da fibra óptica retirada. 0 efeito não circular indicado acima obtido durante a deposição ainda é intensificado durante o processo de colapso, uma vez que durante o colapso há não apenas uma força que atua em direção ao centro do tubo de substrato, ou seja, centralmente para o interior, mas há também uma força que atua ao longo da circunferência do tubo de substrato, ou seja, axialmente. A força axial aumenta a propriedade de não circularidade do tubo de substrato.

[015] A descrição acima resulta em uma chamada não circularidade do núcleo da fibra óptica após a retirada, que é um fenômeno indesejável, uma vez que leva a um aumento da atenuação.

[016] A não circularidade também pode, por exemplo, levar a uma fibra monomodo com uma dispersão de modo de alta polarização, ou pode levar a uma fibra multimodo que apresenta valores de atraso de modo diferencial elevados devido à assimetria no núcleo. Ambas são indesejáveis.

[017] É um objeto da presente invenção a provisão de um método de fabricação de um pré-molde óptico melhorado, ou seja, uma haste sólida, em que a propriedade não circular do pré-molde óptico é reduzida em comparação com os pré-moldes ópticos não preparados de acordo com o presente método.

[018] Os objetos mencionados acima são alcançados pela presente invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[019] A presente invenção se refere a um método para a fabricação de um pré-molde óptico que compreende as etapas de: - provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna; aumento de um diâmetro externo do tubo de substrato por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, e por meio da provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente; - colapso do tubo de substrato com um diâmetro externo aumentado por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

[020] Em uma realização, o dito método compreende ainda as etapas de: medição de uma diferença de pressão entre a pressão interna no tubo de substrato e a pressão ambiente, e - controle da pressão interna com base na medição e em um valor de pressão predefinido.

[021] Em outra realização, o valor de pressão predefinido está entre 10 e 100 Pascal.

[022] Em outra realização, o valor de pressão predefinido está entre 30 e 65 Pascal.

[023] Em outra realização, o valor de pressão predefinido está entre 40 e 50 Pascal.

[024] Em outra realização, o valor de pressão predefinido é de cerca de 45 Pascal.

[025] Em outra realização, a temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de aumento é de pelo menos 1900°C.

[026] Em outra realização, a temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de colapso é de pelo menos 2000°C.

[027] Em outra realização, a temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de colapso é de pelo menos 2100°C.

[028] Em outra realização, a etapa de aumento do diâmetro externo do tubo de substrato é realizada várias vezes distintas.

[029] Em outra realização, a etapa de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna compreende as etapas de: - provisão de um tubo de substrato; - deposição das camadas de vidro sobre o interior do tubo de substrato por: - alimentação dos precursores de formação de vidro ao tubo de substrato oco através de um lado da alimentação dele, e o tubo de substrato oco compreende ainda um lado de descarga, e - aplicação de uma zona de reação transversa no interior do tubo de substrato ao longo de um comprimento do tubo de substrato oco com o objetivo de gerar condições de deposição para os ditos precursores de formação de vidro no tubo de substrato oco, de modo que um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna seja provido.

[030] Em outra realização, a etapa de deposição das camadas de vidro no interior do tubo de substrato utiliza o processo de Deposição de Vapor Químico por Plasma, PCVD.

[031] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo.

DEFINIÇÕES COMO UTILIZADAS NA PRESENTE DESCRIÇÃO

[032] As definições a seguir são utilizadas na presente descrição e/ou nas reivindicações para definir a matéria indicada. Outros termos não citados abaixo são destinados a terem o significado geralmente aceito no campo.

[033] "Tubo de substrato oco", como utilizado na presente descrição, significa: um tubo alongado com uma cavidade interna. Geralmente, o interior do dito tubo é provido (ou revestido) com uma pluralidade de camadas de vidro durante a fabricação de um pré-molde.

[034] "Precursor para um pré-molde primário", como utilizado na presente descrição, significa: um produto intermediário que vai levar a um pré-molde primário após uma ou mais etapas de processo adicionais.

[035] "Pré-molde primário", como utilizado na presente descrição, significa: uma haste sólida (pré-molde sólido) que precisa ser provida externamente com vidro extra antes de se tornar um pré-molde final.

[036] "Pré-molde final", como utilizado na presente descrição, significa: uma haste sólida (pré-molde do compósito sólido) que pode ser usada diretamente para a retirada de fibras ópticas dela.

[037] "Lado de alimentação de gás" ou "lado de alimentação", como utilizado na presente descrição, significa: um dos lados do tubo de substrato, sendo uma extremidade aberta do tubo de substrato que é usada como entrada para os gases. 0 lado de alimentação é o lado oposto ao lado de descarga.

[038] "Lado de descarga de gás" ou "lado de descarga", como utilizado na presente descrição, significa: um dos lados do tubo de substrato, sendo uma extremidade aberta do tubo de substrato que é usada como saída para os gases. 0 lado de descarga é o lado oposto ao lado de alimentação.

[039] "Superfície interna", como utilizado na presente descrição, significa: a superfície interior ou a superfície interna do tubo de substrato oco.

[040] "Vidro" ou "material de vidro", como utilizado na presente descrição, significa: material de óxido cristalino ou vítreo (vidro) - por exemplo, de sílica (Si02) ou mesmo quartzo - depositado através de um processo de deposição de vapor.

[041] "Sílica", como utilizado na presente descrição, significa: qualquer substância na forma de SiOx, estequiométrica ou não, e cristalina ou amorfa ou não.

[042] "Gases de formação de vidro", como utilizado na presente descrição, significa: gases reativos utilizados durante o processo de deposição para formar camadas de vidro. Estes gases de formação de vidro podem compreender um precursor de um dopante. (por exemplo, 02 e SÍC14, e opcionalmente outros).

[043] "Zona de reação", como utilizado na presente invenção, significa: a zona ou localização axial em que a reação de formação de vidro ou deposição ocorre.

[044] "Ponto de reversão", como utilizado na presente descrição, significa: o ponto ou posição axial no tubo de substrato em que o movimento do aplicador é recíproco. Em outras palavras, alterações de trás para frente e de frente para trás. É o ponto de virada do aplicador. O ponto axial é medido no meio (longitudinal) do aplicador.

[045] "Próximo ao ponto de reversão", como utilizado na presente descrição, significa: uma posição axial no tubo de substrato que é próxima em distância ao ponto de reversão, ou é a mesma posição do ponto de reversão.

[046] "No ponto de reversão", como utilizado na presente descrição, significa: uma posição axial no tubo de substrato que é a mesma posição do ponto de reversão.

[047] "Movido para frente e para trás", como utilizado na presente descrição, significa: um movimento recíproco ou movimento para trás e para frente em uma linha reta.

[048] As características mencionadas acima e outras características e vantagens da invenção serão melhor compreendidas a partir da descrição a seguir com referência aos desenhos em anexo. Nos desenhos, números de referência iguais designam partes idênticas ou partes que executam uma função ou operação idêntica ou comparável.

[049] A invenção não está limitada aos exemplos em particular revelados a seguir ou um método em particular para a fabricação do pré-molde óptico.

[050] A presente invenção não requer mudanças significativas na configuração instrumental ou nos dispositivos / aparelhos que já estão em uso. Portanto, a solução para o problema apresentado na presente invenção é simples e barata para ser implementada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 revela ura exemplo da medição quantitativa da não circularidade do núcleo de uma fibra. A Figura 2 revela um exemplo de um fluxograma que ilustra as etapas de um método de acordo com a presente invenção. A Figura 3 revela um exemplo de outro fluxograma que ilustra em mais detalhes a etapa de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[051] A presente invenção se refere, em um primeiro aspecto, a um método para a fabricação de um pré-molde óptico que compreende as etapas de: - provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna; aumento de um diâmetro externo do tubo de substrato por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, e por meio da provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente; - colapso do tubo de substrato com um diâmetro externo aumentado por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

[052] Como discutido acima, uma desvantagem dos processos da técnica anterior é que, após o processo de deposição de vapor interno, a seção transversal da cavidade restante no interior do tubo de substrato tem uma certa não circularidade. O dito efeito ainda pode ser melhorado durante o processo de colapso, de acordo com a técnica anterior.

[053] Como explicado acima, um dos objetos da presente invenção é a provisão de um método de fabricação de um pré-molde óptico melhorado, ou seja, uma haste sólida, em que a propriedade não circular do pré-molde óptico é reduzida.

[054] A invenção tem base na descoberta dos presentes inventores de que, caso o diâmetro externo do tubo de substrato com camadas de vidro depositadas em seu interior aumente por aquecimento, o dito tubo de substrato aumenta sua temperatura de amolecimento, e que ao prover uma pressão interna no tubo de substrato que seja mais elevada do que uma pressão ambiente, a seção transversal da seção "aberta" restante do tubo de substrato fica mais redonda novamente. Devido à pressão no interior do tubo de substrato que resulta em uma força direcionada radialmente para fora do tubo, a seção transversal interna da seção "aberta" restante fica mais redonda novamente. Assim, a seção transversal se assemelha mais a um círculo perfeito.

[055] Deve-se notar que, no contexto da presente invenção, um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas em sua superfície interna destina-se a um precursor de um pré-molde primário. O dito tubo de substrato compreende uma pluralidade de camadas de vidro depositadas. 0 dito tubo de substrato pode ser obtido, por exemplo, a partir de um processo de deposição de vapor interno, tal como a partir de um processo de deposição interna por plasma, por exemplo, por meio de PCVD.

[056] No contexto da presente invenção, a pressão interna é a pressão no interior do tubo de substrato durante o tratamento de colapso. A pressão ambiente é a pressão em torno do tubo de substrato. Essa pressão ambiente pode ser, por exemplo, a pressão atmosférica. Durante a etapa de aumento, o tubo de substrato pode ser colocado em uma fornalha para o aquecimento do tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, em que a pressão ambiente que circunda o tubo de substrato, ou seja, a pressão no interior da fornalha pode ser diferente da pressão atmosférica.

[057] Em qualquer caso, os inventores descobriram que a pressão interna no tubo de substrato deve ser aumentada em relação à pressão ambiente, de modo que uma força direcionada radialmente para o exterior a partir do interior do tubo de substrato é gerada, cuja força vai resultar na seção transversal da seção "aberta" do tubo de substrato aumentar e se tornar mais circular. Sem pretender ficar presos a qualquer teoria em particular, os inventores acreditam que este efeito é causado pelo fato de o vidro amolecido preferir ser revertido ao estado com a menor tensão, que é o estado circular.

[058] A temperatura de amolecimento do tubo de substrato, de acordo com a presente invenção, é a temperatura na qual o tubo de substrato é aquecido para atingir uma viscosidade inferior a IO7·6 Poise.

[059] A etapa de aumento do diâmetro externo do tubo de substrato com o aquecimento do tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento é realizada de preferência por uma fonte de calor transverso que se desloca de um lado do tubo de substrato para o outro em uma determinada velocidade. A velocidade é conhecida por um técnico no assunto, e pode estar, por exemplo, entre 0,5 e 5, por exemplo, entre 1 e 3, por exemplo, 2 centímetros por minuto.

[060] Em uma realização, o método compreende ainda as etapas de: - medição de uma diferença de pressão entre a pressão interna no tubo de substrato e a pressão ambiente, e - controle da pressão interna com base na medição e em um valor de pressão predefinido.

[061] Os inventores observaram que a pressão interna no interior do tubo de substrato necessária para a obtenção do efeito mais circular do tubo de substrato é relativamente baixa. Assim, um pequeno aumento na pressão ambiente podería reduzir o efeito da presente invenção. Assim, através da medição da diferença de pressão entre a pressão interna no tubo de substrato e a pressão ambiente e com a garantia de que a pressão interna é tal que a diferença de pressão é mantida, o efeito máximo pode ser obtido. Através do controle da pressão interna com base na medição e em um valor de pressão predefinido, a pressão interna pode ser mantida com mais precisão em um nível desejado. O controle pode ser feito manualmente ou, de preferência, automaticamente por um controlador de pressão.

[062] Além disso, um mecanismo de controle como indicado acima ainda tem a vantagem de os resultados obtidos serem reprodutíveis, ou seja, cada tubo de substrato com uma não circularidade semelhante e com seu diâmetro aumentado de acordo com a presente invenção deve ter as mesmas propriedades circulares ou propriedades semelhantes após o processo de acordo com a presente invenção.

[063] O valor de pressão predefinido, ou seja, a diferença entre a pressão interna e a pressão ambiente, pode ser qualquer valor introduzido, por exemplo, por um engenheiro mecânico, um engenheiro de software, um engenheiro de processos, ou outros semelhantes. Os tubos de substrato de tipos, tais como um tubo do tipo de quartzo, e qualidades e/ou espessuras diferentes podem necessitar de diferentes pontos ajustados do valor de pressão predefinido. Além disso, 0 valor de pressão predefinido pode ser alterado durante o processo caso seja observado ou medido que a propriedade circular dos tubos de substrato fabricados não é como desej ada.

[064] Em uma realização preferida da presente invenção, a etapa de "provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente" é entendida como a provisão de um valor de pressão predefinido que é a diferença entre a pressão interna no tubo de substrato e uma pressão ambiente.

[065] Em outra realização, o valor de pressão predefinido está entre 10 e 100 Pascal, ou seja, entre 0,1 e 1 milibar, de preferência entre 30 e 65 Pascal, mais preferencialmente entre 40 e 50 Pascal, e ainda mais preferencialmente cerca de 45 Pascal.

[066] De preferência, a não circularidade do tubo de substrato com camadas depositadas nele é no máximo de 2%, preferencialmente no máximo 1,5%, ainda mais preferencialmente no máximo 1%. A não circularidade é medida pela equação a seguir: 2 (a-b)/(a+b) *100%, em que a e b se assemelham ao diâmetro do núcleo da fibra em duas direções ortogonais, como mostrado na Figura 1.

[067] Os inventores observaram que mesmo um pequeno aumento da pressão interna dos tubos de substrato entre cerca de 10 e 100 Pascal resultará na não circularidade do pré-molde óptico fabricado ser reduzida em cerca de 1%, calculado de acordo com a fórmula acima. Ainda em outra realização, a temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de aumento é de pelo menos 1900°C, e/ou a temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de colapso é pelo menos 2000°C, ou mesmo pelo menos 2100°C.

[068] Em outra realização, a etapa de aumento do diâmetro externo do tubo de substrato é realizada com a provisão de uma pressão interna pulsante no tubo de substrato. Em outras palavras, a pressão interna pode ser aplicada continuamente durante a etapa de aumento do diâmetro ou pode ser aplicada de forma intermitente. No caso de a pressão interna ser aplicada de forma intermitente, ela pode ser aplicada com uma determinada frequência, por exemplo, pulsante. A frequência da pulsação pode ser selecionada por um técnico no assunto, e pode estar, por exemplo, entre 1 e 20 Hz.

[069] No contexto da invenção, o termo "pressão interna pulsante" significa que a pressão interna no interior do tubo de substrato é pulsante em torno de um valor médio. O valor médio da dita pressão interna pulsante é então utilizado como o valor da pressão interna. A vantagem da utilização de uma pressão pulsante que é, ao mesmo tempo, o tubo de substrato pode ser verificado contra quaisquer fendas ou semelhantes presentes no vidro depositado no interior do tubo de substrato oco. Isto é feito através da medição da pressão no lado de descarga, para observar se a mesma pulsação é observada no lado de descarga que no lado de alimentação onde é aplicada. Caso seja este o caso, não há nenhuma rachadura no tubo o que leve a um vazamento de gás pressurizado e, consequentemente, a uma perda de pulsação no lado de descarga.

[070] Em outra realização, a etapa de aumento do diâmetro externo do tubo de substrato é realizada várias vezes distintas. Durante o processo de acordo com a presente invenção, a fonte de calor é movida do lado de alimentação para o lado de descarga (movimento para frente) e de volta do lado de descarga para o lado de alimentação (movimento para trás) . A presente invenção pode ser realizada de modo que a etapa de aumento seja realizada apenas durante um único movimento para frente. Também é possível que a etapa de aumento seja realizada durante um movimento para frente e um subsequente para trás.

[071] Em uma realização, a etapa de aumento é realizada durante mais de um movimento para frente e para trás. Neste último caso, a pressão interna pode ser a mesma ou diferente para cada um desses movimentos.

[072] A etapa de colapso é geralmente realizada em vários movimentos para frente e para trás, como pelo menos três movimentos para frente e para trás. Durante cada um destes movimentos, a pressão interna pode ser a mesma ou diferente, e pode ser a mesma que a pressão ambiente, ou pode ser diferente da pressão ambiente.

[073] A presente invenção, em princípio, adiciona uma etapa adicional ao processo de colapso da técnica anterior. Isto irá aumentar o tempo do processo de colapso. Além disso, uma vez que a etapa de aumento aumenta o diâmetro externo do tubo de substrato, o processo de colapso que segue irá levar mais tempo, pois uma cavidade maior precisa ser contraída. Portanto, há um efeito de aumento duplo na duração do processo de colapso no total. Isso pode ser parcialmente compensado pelo aumento da temperatura do processo de colapso, de modo a recuperar uma parte do tempo que é adicionado devido aos efeitos mencionados acima.

[074] O aumento do diâmetro externo do tubo de substrato com camadas de vidro depositadas em sua superfície interna pode estar no intervalo de 1 a 6% após a etapa de aumento.

[075] Em situações convencionais, a regularidade não circular do núcleo da fibra é geralmente aceitável caso ela seja inferior a 2%. A presente invenção descobriu que um aumento do diâmetro externo no intervalo de 1 a 6% é suficiente para eliminar substancialmente o efeito não circular dos tubos de substrato convencionais.

[076] Em outra realização, a etapa de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna compreende as etapas de: - alimentação dos precursores de formação de vidro a um tubo de substrato oco através de um lado da alimentação dele, e o tubo de substrato oco compreende ainda um lado de descarga; - aplicação de uma fonte de aquecimento transversa ao longo de um comprimento do tubo de substrato oco com o objetivo de gerar condições de deposição para os ditos precursores de formação de vidro no tubo de substrato oco, de modo que um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna seja provido.

[077] Normalmente, o processo de deposição de vapor interno é realizado em um dispositivo diferente do processo de colapso. Assim, a etapa de provisão do tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna pode compreender simplesmente a etapa de colocação do tubo de substrato no dispositivo de colapso. Em outra situação, a etapa de provisão do tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna pode compreender o processo de deposição de vapor, em que um tubo de substrato oco é submetido à formação de precursores de vidro com a intenção de depositar camadas de vidro sobre sua superfície interna. Este tubo de substrato é então transferido para um dispositivo de colapso.

[078] Um dispositivo de colapso adequado para a fabricação de um pré-molde óptico compreende - um meio de aumento disposto para o aumento do diâmetro externo de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas em sua superfície interna; um meio de aquecimento compreendido no dispositivo de colapso e disposto para o aquecimento do tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento; - um meio de controle de pressão compreendido no dispositivo de colapso e disposto para a provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente; - um meio de colapso disposto para o colapso do tubo de substrato através do controle do meio de aquecimento para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

[079] O dispositivo de colapso adequado para a realização do presente método pode compreender ainda: - um meio de medição de pressão disposto para a medição de uma diferença de pressão entre a pressão interna no tubo de substrato e a pressão ambiente, e - um meio de controle disposto para o controle da pressão interna com base na medição e em um valor de pressão predefinido.

[080] O dispositivo de colapso pode compreender ainda um meio giratório disposto para girar o tubo de substrato sobre seu eixo longitudinal. Assim, em uma realização do presente método, o dito tubo de substrato com camadas de vidro depositadas em sua superfície interna é girado durante a etapa de aumento.

[081] A descrição acima tem a vantagem de que, durante o processo de colapso, as forças axiais no interior do tubo de substrato são compensadas pelas rotações causadas pelos meios giratórios.

[082] A Figura 1 revela um exemplo da medição quantitativa 11 da não circularidade do núcleo de uma fibra.

[083] Aqui, o tubo de substrato é indicado pelo número de referência 12, e o núcleo do tubo é indicado pelo número de referência 13.

[084] De modo a medir a não circularidade do núcleo, o diâmetro do núcleo deve ser medido em duas direções ortogonais. Neste caso, seria um primeiro diâmetro "a" 14 medido do lado superior até o lado inferior do núcleo 13, e um segundo diâmetro "b" 15 medido do lado esquerdo para o lado direito do núcleo 13. A não circularidade é então determinada pela equação 2(a-b)/(a+b)*100%.

[085] A Figura 2 revela um exemplo de um fluxograma 21 que ilustra as etapas de um método de acordo com a presente invenção.

[086] 0 método para a fabricação de um pré-molde óptico nesta realização específica compreende as etapas de: - provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas 22 sobre sua superfície interna; aumento de um diâmetro externo do tubo de substrato 23 por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, e por meio da provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente; - colapso do tubo de substrato 24 com um diâmetro externo aumentado por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

[087] A Figura 3 revela um exemplo de outro fluxograma 27 que ilustra em mais detalhes a etapa de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas, de acordo com a presente invenção.

[088] A etapa compreende: - provisão de um tubo de substrato 25; - deposição das camadas de vidro sobre o interior do tubo de substrato 26 por: - alimentação dos precursores de formação de vidro ao tubo de substrato oco através de um lado da alimentação dele, e o tubo de substrato oco compreende ainda um lado de descarga, e - aplicação de uma zona de reação transversa no interior do tubo de substrato ao longo de um comprimento do tubo de substrato oco com o objetivo de gerar condições de deposição para os ditos precursores de formação de vidro no tubo de substrato oco, de modo que um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna seja provido.

[089] A presente invenção não está limitada às realizações como descritas acima, e pode ser modificada e melhorada pelos técnicos no assunto além do âmbito da presente invenção tal como revelada nas reivindicações em anexo sem que seja necessário aplicar habilidades inventivas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO caracterizado por compreender as etapas de: - provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna; aumento de um diâmetro externo do tubo de substrato por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, e por meio da provisão de uma pressão interna no tubo de substrato mais elevada do que uma pressão ambiente; colapso do tubo de substrato com um diâmetro externo aumentado por meio da aplicação de uma fonte de calor transversa para aquecer o tubo de substrato acima de sua temperatura de amolecimento, de modo que um pré-molde óptico seja fabricado.

2. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender as etapas de: medição de uma diferença de pressão entre a pressão interna no tubo de substrato e a pressão ambiente, e - controle da pressão interna com base na medição e em um valor de pressão predefinido.

3. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo valor de pressão predefinido estar entre 10 e 100 Pascal, de preferência entre 30 e 65 Pascal, mais preferencialmente entre 40 e 50 Pascal, e ainda mais preferencialmente cerca de 45 Pascal.

4. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de aumento ser de pelo menos 1900°C.

5. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela temperatura submetida ao tubo de substrato durante a etapa de colapso ser de pelo menos 2100°C.

6. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela etapa de aumento do diâmetro externo do tubo de substrato ser realizada várias vezes distintas.

7. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRÉ-MOLDE ÓPTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela etapa de provisão de um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna compreender as etapas de: - provisão de um tubo de substrato; - deposição das camadas de vidro sobre o interior do tubo de substrato por: - alimentação dos precursores de formação de vidro ao tubo de substrato oco através de um lado da alimentação dele, e o tubo de substrato oco compreende ainda um lado de descarga, e - aplicação de uma zona de reação transversa no interior do tubo de substrato ao longo de um comprimento do tubo de substrato oco com o objetivo de gerar condições de deposição para os ditos precursores de formação de vidro no tubo de substrato oco, de modo que um tubo de substrato com camadas de vidro depositadas sobre sua superfície interna seja provido.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela dita etapa de deposição das camadas de vidro no interior do tubo de substrato utilizar o processo de Deposição de Vapor Químico por Plasma, PCVD.