CN101987779B

CN101987779B - 制造光纤的初级预制棒的方法和装置

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Publication number: CN101987779B
Application number: CN201010240933.XA
Authority: CN
Inventors: 约翰尼斯·安东·哈特苏伊克; 莱戈雷·米利塞维克; 马托伊斯·雅各布斯·尼古拉斯·范施特拉伦; 埃里克·阿洛伊修斯·库伊吉佩尔斯
Original assignee: Draka Comteq BV
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: US8826699B2; EP2279985A1; US20110023549A1; CN101987779A; ES2481670T3; BRPI1002464B1; BRPI1002464A2; NL1037163C2; EP2279985B1; JP5683161B2; JP2011042562A

Abstract

本发明涉及一种使用内部气相沉积过程制造用于光纤的初级预制棒的方法，包括以下步骤：i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，iii)通过其供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，iv)创造一具有这样条件的反应区：在所述中空玻璃衬底管的内表面上将发生玻璃的沉积，以及v)在位于所述中空衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围。

Description

制造光纤的初级预制棒的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种使用内部气相沉积过程制造光纤的初级预制棒的方法，包括以下步骤：

i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，

ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，

iii)通过其供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，

iv)创造一具有这样条件的反应区：在所述中空玻璃衬底管的内表面上将发生玻璃的沉积，以及

v)在位于所述中空衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围。

背景技术

在该导言中描述的方法参见美国专利第4,741,747号。更具体地，前述专利公开了一种根据PCVD方法制造光学预制棒(preform)的方法，其中，通过在玻璃管内的两个换向点(points of reversal)之间来回地移动等离子体同时在1100℃和1300℃之间的温度下以及1百帕和30百帕之间的压力下将反应气体混合物添加到该管沉积成玻璃层。通过在至少一个换向点的区域中随时间非线性地移动该等离子体来减小该光学预制棒的末端的非恒定沉积几何形状的区域。

美国专利申请US2003/0017262涉及一种用于制造光纤预制棒的装置和方法。从所述美国专利申请可知，沿衬底管的长度方向看去，两个分离的热源以预定的距离分开地布置。该两个热源沿衬底管的长度移动，同时在MCVD(Modified Chemical Vapour Deposition，改进的化学气相沉积)过程中保持预定的间隔。

美国专利第No.4,608,070号公开了一种用于制造预制棒的工艺，其中沉积过程是使用一温度分布图实现，该温度分布图沿衬底管的长度增加。

德国专利申请公开(Offenlegungsschrift)DE 32 06 17公开了一种用于制造预制棒的方法，其中，一石墨熔炉包围衬底管，该石墨熔炉具有一额外的热源，该热源的作用在于将气体混合物预热后再供给到衬底管。该两个热源可在衬底管上沿衬底管的长度移动，同时保持两个热源之间的间隔。

德国专利申请公开(Offenlegungsschrift)DE 36 19 379是关于一种制造预制棒的方法和装置，其中，两个同轴布置的管可以独立地被加热或冷却从而控制温度变化。

美国专利第4,331,462号涉及一种通过MCVD过程制造预制棒的方法，使用由第I区和第II区构成的所谓的并行加热区。

光纤由纤芯和包围所述纤芯的外层组成，该外层也称为外包层(cladding)。该纤芯通常具有比外包层更高的折射率，以便光线能够通过该光纤传送。

光纤的纤芯可以由一个或多个同心层组成，每个同心层具有特定厚度和特定折射率或沿径向的特定的折射率梯度。

具有由沿径向的一个或多个具有恒定折射率的同心层组成的纤芯的光纤也称为阶跃折射率光纤。同心层的折射率和外包层的折射率之间的差别可以用所谓的delta值表示，记为Δ_i％，并可根据下面的公式计算：

Δ_{i} % = \frac{n_{i}^{2} - n_{cl}^{2}}{2 n_{i}^{2}}

其中，

n_i＝层i的折射率值，

n_cl＝外包层的折射率值。

也可以用这样的方式制造光纤，使获得的纤芯具有所谓的梯度折射率(gradient index)折射率分布图以获得具有所谓的梯度折射率(gradientindex)折射率分布图的纤芯方式来制造光纤。这样的径向折射率分布用delta值Δ％和所谓的alpha值α共同定义。为了确定Δ％值，要用到纤芯中的最大折射率。alpha值可以通过以下公式确定：

n (r) = n_{1} {(1 - 2 Δ % {(\frac{r}{a})}^{α})}^{\frac{1}{2}}

其中，

n₁＝被加热的纤维(het fibre)的中心的折射率值，

a＝梯度指数纤芯的半径[μm]；

α＝alpha值，

r＝纤维中的径向位置[μm]。

光纤的径向折射率分布图应被视为是在光纤中折射率作为径向位置的函数的表示形式。同样地，可以用图形形式将与外包层的折射率之间的差表示为光纤中的径向位置的函数，其也可以被视为一种径向折射率分布图。

径向折射率分布图的形态，尤其是纤芯的同心层的厚度和折射率或径向折射率梯度决定了光纤的光学性质。

初级预制棒包括一个或多个预制棒层，该一个或多个预制棒层构成了能够从最终预制棒获得的光纤的部分外包层和/或纤芯的一个或多个同心层的基础。一个预制棒层由多个玻璃层构成。

在此所谓最终预制棒是指由其通过使用光纤拉制工艺制作光纤的预制棒。

为了得到最终的预制棒，要在初级预制棒的外表上提供玻璃的附加层，该玻璃的附加层包括外包层或部分外包层。所述玻璃的附加层可以直接涂敷到初级预制棒上。也可以将初级预制棒放置到已经成型的玻璃管中，也成为“外罩(jacket)”。所述外罩可以收缩到该初级预制棒上。最后，初级预制棒可以包括纤芯和光纤的外包层，所以不需要使用玻璃的附加层。在那种情况下，初级预制棒与最终预制棒是相同的。径向折射率分布图可以在初级预制棒和/或最终预制棒上测量。

最终预制棒的长度和直径决定了能够从最终的预制棒中获取的光纤的最大长度。

为了减少光纤的生产成本和/或增加每个初级预制棒的产出，目标是基于最终预制棒生产满足所需质量标准的最大长度的光纤。

通过将较厚的附加玻璃层涂敷到初级预制棒上能够增加最终预制棒的直径。由于光纤的光学性质由径向折射率分布图决定，附加玻璃层的厚度必须一直与将形成光纤的纤芯的初级预制棒的预制棒层的层厚成恰当的比例，更具体地说是光纤中的纤芯的一个或多个同心层。因此，额外涂敷到初级预制棒的玻璃层的层厚受到通过内部气相沉积过程形成的预制棒层的厚度限制。

可以通过增加初级预制棒的长度，特别是可用长度，来增加最终预制棒的长度。“可用长度”应理解为沿着初级预制棒上光学特性保持在预定的公差极限内的长度，该公差极限的选择是为了使获得的光纤能达到需要的质量标准。

为了确定初级预制棒的有效长度，要在沿其长度的多个位置对径向折射率进行测量，基于所述测量，就可以为每个预制棒层绘制所谓的纵向折射率分布图和纵向几何分布。

因此，“纵向折射率分布图”应理解为将预制棒层的折射率作为初级预制棒上的纵向位置的函数的图形表示。

“纵向几何分布图”应理解为将预制棒层的厚度作为初级预制棒上的纵向位置的函数的图形表示。

对初级预制棒的有效长度造成不利影响的一个因素是所谓的“锥化(taper)”。术语“锥化”应理解为初级预制棒在其端部附近区域的光学和/或几何性质的偏差。光学锥化和几何锥化之间是有区别的。

光学锥化与折射率偏差有关，而几何锥化则与预制棒层的层厚的偏差有关。

如果初级预制棒是由多个预制棒层构成的，这些预制棒层的光学和几何锥化可能彼此不同。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种制造初级预制棒的方法和装置，其中，光学锥化和几何锥化几乎可以独立地被控制。

本发明的另一个目的是提供一种制造初级预制棒的方法和装置，其中纵向折射率分布图与理想的折射率分布图之间的偏差为最小化。

本发明的再一个目的是提供一种制造初级预制棒的方法和装置，其中在沉积过程中，可以沿初级预制棒的长度对预制棒层的折射率进行控制。

本发明与导言部分描述的相比，其特征在于，熔炉包括至少两个温度区，其中一个温度区中的温度或温度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定，在该关系中，“温度区”应理解为沿中空玻璃衬底管的纵向的一个区域。因此，本发明特别是关于沿着衬底管的长度延伸的温度区。应理解的是，从径向看去，也可以有温度梯度，但是这种温度梯度不应与本发明的温度区相混淆。

本发明的发明人发现，在内部气相沉积过程中，衬底管的温度对于折射率是有影响的。中空玻璃衬底管的温度应理解为包括已经沉积的玻璃层和/或预制棒层的中空玻璃衬底管的温度。衬底管的温度对应于中空玻璃衬底管的各个部分所在的温度区的温度或温度梯度，本发明的发明人出乎意料地发现沉积过程中衬底管的温度对于掺杂物混合在沉积的玻璃中的效率是重要的。要说明是，根据本发明，沿衬底管长度来回移动的反应区应视为熔炉的一个个别区域，该熔炉以静态的位置包围衬底管。在本发明的框架内，熔炉不能与沉积所需的反应区混淆。

更具体地，但并不欲受这个理论的限制，本案发明人假设内部气相沉积过程中中空玻璃衬底管的较高温度使得一种或多种掺杂物，特别是氧化锗挥发，或者由于高温，一种或多种掺杂物，即锗以氧化锗氧形式混合在玻璃中的效率降低。进一步要说明的是，可沿衬底管长度来回移动的反应区对于玻璃在中空衬底管内部的沉积有着至关重要的作用。

已经证明，通过这样提供根据本发明的具有温度区的熔炉，可以制造一个沿衬底管长度，更确切地说是沉积长度，的温度分布图，以使中空玻璃衬底管的温度沿其沉积长度被设定为多个不同的值。“沉积长度”应理解为位于中空衬底管的供给侧附近的换向点与排放侧附近的换向点之间的距离。因此，沉积长度对应中空玻璃衬底管上玻璃层所沉积的长度的部分。

上述的温度分布图使得沿衬底管的长度控制折射率成为可能，从而可以沿衬底管的长度减小沉积的玻璃的折射率与期望值之间的偏差。

本发明的发明人因而发现，使用这种方法，与使用实质上恒定的熔炉温度时制造的初级预制棒的可用长度相比，可以增加初级预制棒的可用长度。

本发明人还发现可以在不对几何锥化产生显著影响的前提下减小光学锥化。

因此，使用本发明的方法可以实现上述的一个或多个目的，

在另一优选实施例中，该内部气相沉积过程是PCVD过程，其中该反应区是等离子，在步骤v)中，其沿中空衬底管沉积长度来回移动的速度范围最好是在10和40m/min之间，优选在15和25m/min之间。

在一优选实施例中，步骤iii)用到的玻璃成形气体包括一种或一种以上的掺杂物，最好是锗。所述掺杂物控制沉积的玻璃的折射率。沉积的玻璃的折射率可通过使用的掺杂物控制。增大折射率的掺杂物的示例是锗、磷、钛和铝，或者其氧化物。减小折射率的掺杂物的示例是硼或者其氧化物，以及氟。优选地，锗作为增大折射率的掺杂物而氟作为减小折射率的掺杂物。在特定的实施例中，锗和氟的组合作为掺杂物。

在本发明的方法的另一特定实施例中，该熔炉包括至少三个温度区，这些温度区每个包围衬底管供给侧和排放侧附近沉积长度的5-20％。因此，在沉积长度为1200mm的实施例中，衬底管上供给侧和排放侧附近的温度区的长度为60-240mm。

具有三个或更多温度区的熔炉使得可以沿沉积长度，在供给侧附近、排放侧附近和二者之间的沉积长度相互独立地设定衬底管的温度。从而，供给侧附近的光学锥化和排放侧附近的光学锥化可以彼此独立地被控制。

在另一特定实施例中，该熔炉包括至少四个温度区，其中一个温度区的温度或温度梯度可以与另外的温度区的温度或温度梯度相互独立地设定。在这样的实施中，不仅可以沿衬底管的沉积长度在衬底管的供给侧和排放侧附近控制其温度，还可以将二者之间的区域的温度分割成至少两个温度区并在所述温度区内与其它温度区独立地设定温度。

在根据本发明方法的一个特定实施例中，一个温度区和另一个温度区之间的最大温度差大于50℃。

在根据本发明方法的再一特定实施例中，在步骤v)中成形多个预制棒层，且在一个预制棒成形过程中各温度区的温度和温度梯度可以与其它一个或多个预制棒成形过程中各温度区的温度和温度梯度相互独立地设定。

这一实施例使得在用到彼此具有不同掺杂程度的预制棒层时，可以对每个预制棒层沿中空玻璃衬底管的沉积长度设定最优的温度分布图。

本发明进一步涉及一种用来制造光纤的初级预制棒的装置，其在具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管中应用内部气相沉积过程，所述装置包括：

i)气体入口和气体出口，二者之间固定有该中空玻璃衬底管，

ii)熔炉，其至少沿所述中空玻璃衬底管的沉积长度围绕所述中空玻璃衬底管，

iii)用于在所述中空玻璃衬底管内部创建反应区的工具，该工具在沉积过程中沉积于熔炉中，且可以在位于所述中空玻璃衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间来回移动，其特征在于，该熔炉包括至少两个温度区，其中一个温度区的温度或温度梯度可以与另外的温度区的温度或温度梯度相互独立地设定。

在一优选实施例中，该用于创建反应区的工具包括一共振器，其能够将微波耦合在中空玻璃衬底管的内部以创建一个等离子体形式的反应区。

在另一根据本发明的方法的特定实施例中，该熔炉包括至少三个温度区，这些温度区每个包围衬底管供给侧和排放侧附近沉积长度的5-20％。

附图说明

现在将以举例形式结合附图对本发明进行详细阐释，在此关系中中需要注意的是，本发明并不局限于上述示例。

图1是用于执行内部沉积过程的装置的示意图；

图2是根据本发明的用于执行内部沉积过程的装置的透视示意图；

图3是初级预制棒中纵向折射率分布图的示意图；

图4是熔炉中温度分布图的示意图；

图5是校正过的纵向折射率分布图的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了用于执行内部气相沉积过程来制造光纤的初级预制棒的设备100。设备100包括熔炉1，其至少围绕中空玻璃衬底管2的沉积长度5。

沉积长度5对应中空玻璃衬底管2上玻璃层所沉积的长度的部分。换言之，沉积长度5对应位于中空衬底管的供给侧附近的换向点(reversal point)11和位于排放侧附近的换向点12之间的距离。换向点应理解为沿中空玻璃衬底管2的纵向的一个位置，该处反应区6的移动方向倒转到相反的方向。

在沉积过程中，即至少在步骤v)期间，熔炉1包围沉积长度5。在沉积过程结束后，衬底管2从熔炉1中移走并进一步处理。

中空玻璃衬底管2具有供给侧3和排放侧4。供给侧3和排放侧4可分别安置在气体入口和气体出口(未示出)之间。供给侧3和排放侧4可以通过装备有环形密封圈的柱状通道在其上钳紧，以使中空玻璃衬底管2的内部容积与外界大气隔离。这样的结构使其可以在当泵(未示出)连接到气体出口时在减压下实现沉积过程。

前述柱状通道也可以用在旋转的实施例中，从而使得衬底管在沉积过程中能够连续地或步进地旋转。

在气相沉积过程中，反应区6在中空玻璃衬底管2内部沿着供给侧3附近的换向点11和排放侧4附近的换向点12之间的中空玻璃衬底管2的长度来回地移动以形成玻璃层，该长度也称为沉积长度5。反应区6的宽度7小于沉积长度5。本发明尤其适用于PCVD型沉积过程中，其中反应区是低压等离子体。术语低压摂理解为表示等离子体是在衬底管中大约1-20毫巴(mbar)的压力下生成的。

当玻璃成形气体，其可以掺杂或不掺杂，提供给中空玻璃衬底管2的供给侧3时，沿着中空玻璃衬底管2的内表面上的沉积长度5沉积玻璃层(未示出)。

使用提供到供给侧3的玻璃成形气体的或多或少恒定的混合物沉积的许多玻璃层从而形成预制棒层。

也可以通过使用玻璃成形气体的混合物的预定变化形成预制棒层。这样的预制棒层例如制造用于梯度折射率型光纤的初级预制棒。

完成沉积过程后，具有沉积在其中一层/多层预制棒层的衬底管2可以通过收缩法，也称为塌陷法(collapse process)，结成实心棒。

用于在中空玻璃衬底管2内创建反应区的工具优选地包括共振器，例如从公开号为US 2007/0289532、US 2003/0159781和US 2005/0172902的美国专利申请、美国专利第US 4,844,007、US 4,714,589、US 4,877,938号中已知的那样。这样的共振器围住衬底管2并且在沉积过程中沿着沉积长度来回地移动。

图2是设备100的特定实施例的透视图，其中示出了三个温度区8、9和10。温度区8、9和10能够例如在熔炉1中各个位置沿衬底管的纵向分别布置可控发热原件(未示出)创建。例如，碳元件是合适的发热元件。但是本发明不限于碳元件。原则上，能够达到约1400℃的最大温度的发热原件是合适的。温度区的宽度可根据需要设定，并且对于每个温度区不必相同。为了实现衬底管沿纵向的温度的精确设置，会希望实现具有互不相同长度的温度区。

温度区8、9和10可以通过一个或多个分隔元件(未示出)将彼此隔离开，该分隔元件由隔热材料制成，例如铝氧化物。隔热分隔元件的使用使在一个温度区中保持衬底管2温度恒定成为可能。缺少隔热分隔元件将导致衬底管2的温度的变化，尤其是靠近相邻温度区之间的过渡。虽然图2表示出包括三个温度区8、9和10的熔炉，但是本发明决不限于这样的实施例。

比较示例

使用现有技术的等离子化学气相沉积(PCVD)过程生产具有一个预制棒层的阶跃型初级预制棒，其中熔炉1的温度沿中空玻璃衬底管的长度保持在实质上恒定的值，且其中将锗作为掺杂物，以获得期望的0.335％的折射率差。在气相沉积过程一结束，获得的中空玻璃衬底管就结成初级预制棒，之后在沿初级预制棒的多个位置对径向折射率分布图进行测量，测量使用所谓的“预制棒分析器”，例如“2600预制棒分析器”，可从Photon Kinetics购得。之后，在获得的径向折射率分布图的基础上确定初级预制棒中关于预制棒层的纵向折射率分布图。以这种方式，获得图3所示的纵向折射率分布图。折射率差，Delta％(Δ％)，示于垂直轴，而在初级预制棒长度方向的位置示于水平轴。对于Δ_i％，目标值或期望值是0.335％，以水平虚线表示。

图3清楚地示出了沿着初级预制棒的长度，获得的Δ％值偏离了期望值。

特别是在初级预制棒的端部(对应图3中的左手和右手端)的偏差导致了初级预制棒的可用长度的显著减少，

示例

基于图3所示的纵向折射率系数分布图，使用计算机模型可以随之确定熔炉1的(纵向)温度分布图，该温度分布图被用来减小折射率(以Δ％表示)与期望值的偏差，在本例中是0.335％。

如此确定的温度分布如图4所示，其中熔炉温度示于垂直轴，而初级预制棒中的位置示于水平轴。图3所示的初级预制棒中的位置对应于图4中中空玻璃衬底管2上的位置。

图4中垂直的实线对应六个温度区Z1-Z6。从而，温度区Z2始于160mm处且终于310mm处，区Z3始于310mm处且终于575mm处，等等。应注意的是，本发明并不局限于包括六个温度区的实施例。

进一步应注意的是，该等温度区不是由绝热分隔物分开的，所以在相邻温度区之间会发生或多或少平滑的温度渐变。

从图3可以推出，例如，在温度区Z3的绝大部分折射率差小于期望值(0.335％)，而同时另一方面，在温度区Z4的大部分，折射率差大于期望值。基于这些结果，理想的是设定各个温度区Z3和Z4的温度以使上述偏差被减小。

因此，基于图4所示的温度分布图，可以制造其纵向折射率分布图与图5所示的纵向折射率分布图相对应的预制棒。图5中，折射率差Δ％示于垂直轴，而初级预制棒的纵向位置示于水平轴。

非常明显，与图3所示的偏差相比，沿着实质上整个初级预制棒的长度，Δ％的偏差相对于设定值0.335％显著降低。

特别是图5显示出了在初级预制棒的端部的折射率差被显著减小了。因此，本发明的装置和方法使得增加初级预制棒的可用长度成为可能。

Claims

1.一种使用内部气相沉积过程制造用于光纤的初级预制棒的方法，包括以下步骤：

i)提供具有供给侧和排放侧的中空玻璃衬底管，

ii)用熔炉包围至少部分的该中空玻璃衬底管，

iii)通过中空玻璃衬底管的供给侧向所述中空玻璃衬底管的内部提供玻璃成形气体，

v)在位于所述中空玻璃衬底管的供给侧附近的换向点和位于排放侧附近的换向点之间，沿着所述中空玻璃衬底管的长度来回地移动所述反应区，以使在所述中空玻璃衬底管的内表面上形成一个或多个预制棒层，该两个换向点均被熔炉包围，

其特征在于，熔炉包括至少两个温度区，其中一个温度区中的温度或温度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定，其中，“温度区”应理解为沿中空玻璃衬底管的纵向的一个区域；

并且，当在步骤v)中成形多个预制棒层时，在一个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度可以与在其他一个或多个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度相互独立地设定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤iv)中使用的该反应区是等离子体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤v)中，所述反应区沿着所述中空玻璃衬底管的沉积长度来回地移动的速度范围在10m/min和40m/min之间，该沉积长度应看做是位于所述中空玻璃衬底管的所述供给侧附近的换向点和位于所述中空玻璃衬底管的所述排放侧附近的换向点之间的距离。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤v)中，所述反应区沿着所述中空玻璃衬底管的沉积长度来回地移动的速度范围在15m/min和25m/min之间，该沉积长度应看做是位于所述中空玻璃衬底管的所述供给侧附近的换向点和位于所述中空玻璃衬底管的所述排放侧附近的换向点之间的距离。

5.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤iii)中使用的玻璃成形气体包括一种或多种掺杂物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，锗被用作掺杂物。

7.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述熔炉包括至少三个温度区，其中每个温度区包围中空玻璃衬底管供给侧和排放侧附近沉积长度的5-20％。

8.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述熔炉包括最少四个温度区，其中每个温度区包围中空玻璃衬底管供给侧和排放侧附近沉积长度的5-20％。

9.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中一个温度区与其他温度区之间的最大温度差大于50℃。

10.一种用来制造用于光纤的初级预制棒的装置(100)，其在具有供给侧(3)和排放侧(4)的中空玻璃衬底管(2)中应用内部气相沉积过程，所述装置(100)包括：

i)气体入口和气体出口，二者之间固定有该中空玻璃衬底管(2)，

ii)熔炉(1)，其至少沿所述中空玻璃衬底管(2)的沉积长度(6)围绕所述中空玻璃衬底管，其中沉积长度(5)应理解为位于中空玻璃衬底管(2)的供给侧(3)附近的换向点(11)和位于排放侧(4)附近的换向点(12)之间的距离；

iii)用于在所述中空玻璃衬底管(2)内部创建反应区(6)的工具，该工具在沉积过程中在熔炉(1)中沉积，且可以在位于所述中空玻璃衬底管(2)的供给侧(3)附近的换向点(11)和位于排放侧(4)附近的换向点(12)之间来回移动，

其特征在于，熔炉(1)包括至少两个温度区(8，9，10)，其中一个温度区中的温度或温度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定，其中，“温度区”应理解为沿中空玻璃衬底管(2)的纵向的一个区域；

并且，当在所述中空玻璃衬底管的内表面上成形多个预制棒层时，在一个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度可以与在其他一个或多个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度相互独立地设定。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该用于创建反应区(6)的工具包括一共振器，其能够将微波耦合到中空玻璃衬底管(2)的内部以创建一个等离子体形式的反应区。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述熔炉(1)包括三个或三个以上温度区(8，9，10)，其中每个温度区(8，9，10)包围中空玻璃衬底管(2)供给侧(3)和排放侧(4)附近沉积长度(5)的5-20％。

13.对于包含至少两个温度区(8，9，10)的熔炉的使用，其中，在生产预制棒的内部气相沉积过程中，为了达到控制通过所述沉积过程所得的玻璃层的沿预制棒纵向的折射率的目的，一个温度区的温度或温度梯度可以相对于其他温度区的温度或温度梯度独立地设定；

并且，当在中空玻璃衬底管的内表面上成形多个预制棒层时，在一个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度可以与在其他一个或多个预制棒层成形过程中各温度区的温度和温度梯度相互独立地设定。

14.根据权利要求13所述的使用，其中，该内部气相沉积过程是等离子化学气相沉积过程。