CN111517634B - 一种提高pcvd原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用，涉及光纤预制棒生产技术领域。该系统包括衬管、微波发生器和内设测温探头的保温炉；其中，保温炉沿衬管的轴向方向依次设有气端、中间端和泵端区域；微波发生器在各区域的预设输出功率相同；该系统还包括PLC控制单元，其被配置为，根据测温探头反馈的实时位置的设定温度，确定气端区域终止位置或中间端区域起始位置、中间端区域终止位置或泵端区域起始位置，并在气端区域起始位置、泵端区域起始位置改变微波发生器的实际输出功率，且在气端区域和泵端区域维持改变的实际输出功率恒定。本发明操作简单，自动化作业程度高，实现了衬管沉积段整体沉积的均匀性，且有效降低了制棒成本。

Description

一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用

技术领域

本发明属于光纤预制棒生产技术领域，具体涉及一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用，特别涉及一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的方法以及该系统或方法在制备光纤预制棒芯棒中的应用。

背景技术

PCVD(等离子体化学气相沉积)是一种等离子体化学气相沉积方法，利用PCVD工艺制备光纤预制棒是利用微波做热源，同时辅助使用保温炉对反应衬管进行保温并提供恒定温场。反应原料为SiCl₄、O₂，同时GeCl₄和C₂F₆等作为掺杂剂参与反应调整预制棒的折射率。反应开始时，微波激活原料气体产生等离子体，等离子体重新结合释放出大量的热并形成玻璃薄层沉积于衬管内表层。如此反复多次，玻璃薄层堆积形成5-10mm厚度的空心衬管，衬管再经过电炉的熔缩、腐蚀最终形成实心的预制棒，预制棒长度一般为1000-1300mm。

在现有的PCVD沉积工艺中，SiCl₄、GeCl₄等原料在料柜中保持恒温恒压状态。沉积开始后，气化的原料经由导气管进入衬管，微波沿衬管轴向移动使原料玻璃化，反应后的尾料从衬管另一端被真空泵抽出。通常PCVD沉积得到的预制棒存在轴向不均匀问题。沉积不均匀位置一般集中在预制棒气端0-100mm，泵端0-200mm。一种普遍的因素是PCVD沉积中保温炉温度设定影响。保温炉的气端温度设定值一般要高于保温炉体中间温度。这是因为气体原料在进入玻璃衬管时的温度一般低于110℃，在衬管微波反应区前端易形成冷斑。冷斑是未充分玻璃化的原料附着衬管内壁形成，应力作用大，影响预制棒品质。将气端温度提高，气体原料在进入微波作用区之前在衬管内充分的预热，可以有效减免冷斑现象的形成。但气端温度的提高会影响该区域内Ge的沉积效率，Ge高温下加速挥发并随衬管内气流方向移动，在衬管中间位置进行二次沉积或变成尾料被真空泵抽走。预制棒的光学折射率出现不均，气端折射率要小于中间折射率，气端预制棒拉制的光纤更易出现光纤参数不合格问题。保温炉的泵端温度一般也较高，这是因为衬管内气体原料流向泵端过程中，将部分热量带至泵端。同时人为地将泵端温度提高可以避免反应尾料在衬管末端位置形成沉积层裂纹或沉积料团堵塞。但泵端温度高同样降低了Ge的沉积效率，使预制棒在该区域的折射率降低。

目前针对PCVD沉积温度高导致Ge掺杂效率低带来的不均匀性问题，通常的解决方案是对温度进行调控，使整体保温炉温场趋于均匀。专利CN108046583A公开了将玻璃衬管的两端焊接气端延长管和泵端延长管，在气端延长管上增设预热管段加温装置，通过加温装置对经过预热管段的反应气体进行预热来避免进气段沉积层裂纹的产生。这种方法对气体原料的预热不充分，延长管增加光纤成本。美国专利US2009/0022906公开了将保温炉沿衬管轴向移动，该方法对预制棒均匀性有改善，但会对预制棒有效棒长造成影响，增加光纤成本。并且这种方法设备比较复杂。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统、方法和应用。本发明通过设置与微波发生器和保温炉连接的PLC控制单元，采用微波发生器输出功率随保温炉温度的实时联动控制方法，实现了微波发生器输出功率沿衬管轴向可调控性，以补偿因衬管沉积段温场分布不均匀而导致的气体原料在衬管内沉积的不均匀性，保证了衬管沉积段的整体沉积均匀性。同时，本发明可以对进入衬管沉积段的气体原料玻璃化条件进行精密控制，自动化作业程度高，且本发明操作简单，便于实施。此外，本发明制备的光纤预制棒芯棒的有效棒长增加，降低了制棒成本。

为达到以上目的，本发明第一方面提供了一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其包括：

衬管；

套设于所述衬管外的微波发生器，其被配置为可沿所述衬管的轴向往复移动；

套设于所述微波发生器外的保温炉，其内设有测温探头，用于测定所述微波发生器沿所述衬管的轴向移动过程中保温炉内各实时位置的设定温度；

其中，所述保温炉沿所述衬管的轴向方向依次设有气端区域、中间端区域和泵端区域；

所述微波发生器在各区域的预设输出功率相同；

所述系统还包括与所述保温炉和所述微波发生器连接的PLC控制单元，其被配置为：

在所述微波发生器沿所述衬管的轴向从气端区域至泵端区域移动的过程中，根据所述测温探头反馈的实时位置的设定温度，确定气端区域终止位置或中间端区域起始位置、中间端区域终止位置或泵端区域起始位置，并在气端区域起始位置、泵端区域起始位置改变微波发生器的实际输出功率，且在气端区域和泵端区域维持改变的实际输出功率恒定。

在上述技术方案的基础上，所述微波发生器沿所述衬管的轴向从气端区域至泵端区域移动的过程中的实时位置的设定温度呈先增大后减小再增大的趋势。

在上述技术方案的基础上，所述气端区域的实时位置的设定温度不小于所述预设输出功率对应的温度；

在所述微波发生器沿所述衬管的轴向从气端区域至泵端区域移动的过程中：当所述测温探头反馈的实时位置的设定温度逐渐下降且降至等于所述预设输出功率对应的温度时，该实时位置为气端区域终止位置或中间端区域起始位置；当所述测温探头反馈的实时位置的设定温度与前一实时位置处的温度之差呈反向突变时，该实时位置为中间端区域终止位置或泵端区域起始位置。

在上述技术方案的基础上，所述气端区域的实时位置的设定温度T_气为1000℃≤T_气≤1080℃；所述中间端区域的实时位置的设定温度T_中为950℃≤T_中＜1000℃；所述泵端区域的实时位置的设定温度T_泵为950℃＜T_泵≤1030℃。

在上述技术方案的基础上，所述预设输出功率为7.0kw；所述预设输出功率所对应的温度为994-1030℃。

在上述技术方案的基础上，在气端区域起始位置、泵端区域起始位置降低微波发生器的实际输出功率。

在上述技术方案的基础上，将气端区域起始位置和泵端区域起始位置降低微波发生器的实际输出功率为大于5.0kw且小于7.0kw的任意值。

在上述技术方案的基础上，将气端区域起始位置的微波发生器的实际输出功率降低为5.5kw，将泵端区域起始位置的微波发生器的实际输出功率降低为5.5kw。

在上述技术方案的基础上，将气端区域起始位置的微波发生器的实际输出功率降低为6.0kw，将泵端区域起始位置的微波发生器的实际输出功率降低为5.5kw。

在上述技术方案的基础上，所述气端区域与所述泵端区域的长度均小于所述中间端区域的长度。

在上述技术方案的基础上，所述气端区域与所述泵端区域的长度为200-400mm；所述中间端区域的长度为600-900mm。

在上述技术方案的基础上，在所述微波发生器沿所述衬管的轴向从泵端区域至气端区域移动的过程中，维持各区域的实际输出功率分别与微波发生器沿所述衬管的轴向从气端区域至泵端区域移动的过程中对应的各区域的实际输出功率相同。

本发明第二方面提供了一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的方法，其采用如本发明第一方面所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统进行PCVD原料气体的沉积，所述方法包括：

设置保温炉内各实时位置处的设定温度和预设输出功率；

使原料气体从气端区域进入衬管，并沿所述衬管的轴向从气端区域向泵端区域移动；

测定微波发生器所在衬管处的实时位置的设定温度；

根据所述实时位置的设定温度，确定气端区域终止位置或中间端区域起始位置、中间端区域终止位置或泵端区域起始位置，并在气端区域起始位置、泵端区域起始位置改变微波发生器的实际输出功率，且在气端区域和泵端区域维持改变的实际输出功率恒定。

本发明第三方面提供了一种如本发明第一方面所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统或如本发明第二方面所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的方法在制备光纤预制棒芯棒中的应用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过设置与微波发生器和保温炉连接的PLC控制单元，采用微波发生器输出功率随保温炉温度的实时联动控制方法，实现了微波发生器输出功率沿衬管轴向可调控性，以补偿因衬管沉积段温场分布不均匀而导致的气体原料(特别是Ge)在衬管内沉积的不均匀性，保证了衬管沉积段的整体沉积均匀性。同时，本发明可以对进入衬管沉积段的气体原料玻璃化条件进行精密控制，自动化作业程度高，且本发明操作简单，便于实施。此外，本发明制备的光纤预制棒芯棒的有效棒长增加，降低了制棒成本。

附图说明

图1为现有常规PCVD沉积系统示意图。

图2为本发明一些实施方式的保温炉温度分布图。

图3为本发明不同实施方式下的保温炉各区域的微波发生器实际输出功率分布图。

图4为本发明一些实施方式的PCVD沉积系统示意图。

图5为本发明不同实施方式下制备的光纤预制棒芯棒的芯层的相对折射率全测图。

图6为本发明不同实施方式下制备的光纤预制棒芯棒的芯径的全测图。

(注：图2和图3中横坐标为保温炉的长度，即理想成棒长；图5和图6中横坐标为实际芯棒长，为1000mm，由于受沉积工艺的影响，实际芯棒长为在理想成棒长基础上两端向内收缩而得，因此，图4和图5中的横坐标0-1000mm不再与图2和图3中的横坐标一一对应)

图中，附图标记的含义如下：

1-气端接口；2-衬管；3-保温炉；4-微波发生器；5-泵端接口；6-沉积车床支架；7-平移载台；8-PLC控制单元；20-气端区域；21-中间端区域；22-泵端区域。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，以下结合附图及具体实施例来详细说明本发明。应当理解，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限定本发明。

在现有的PCVD沉积方法中，为了避免衬管沉积区域裂纹及颗粒的产生，通常在气端区域和泵端区域采用较高的沉积温度。因此，容易导致气体原料(特别是Ge)轴向掺杂的不均匀性，从而导致制备的光纤预制棒芯棒的有效长度减小，增加制棒成本。为了解决上述问题，发明人经过大量的实验研究发现，采用微波发生器输出功率随保温炉温度的实时联动控制方法，即微波发生器输出功率沿衬管轴向可调控性，可以补偿因衬管沉积段温场分布不均匀而导致的气体原料(特别是Ge)在衬管内沉积的不均匀性，同时增加了制备的光纤预制棒芯棒的有效棒长，有效降低了制棒成本。本发明正是基于上述发现作出的。

对比例1

参见图1，示出了现有常规PCVD沉积系统示意图。该系统包括：

沉积车床支架6；

架设于沉积车床支架6两端且分别通过气端接口1和泵端接口5固定的衬管2；

套设于衬管2外的微波发生器4；

套设于微波发生器4外的保温炉3，其内设有测温探头，用于测定微波发生器4沿衬管2的轴向移动过程中保温炉3内各实时位置的设定温度；保温炉3沿衬管2的轴向方向依次设有气端区域20、中间端区域21和泵端区域22；

设于微波发生器4正下方的平移载台7；

其中，平移载台7被配置为，在沿平行于衬管2的轴向方向往复移动时带动微波发生器4沿衬管2的轴向方向往复移动。

为了避免衬管沉积区域裂纹及颗粒，采用该系统进行PCVD沉积的方法包括：

S1，设置保温炉3内各实时位置处的温度和预设输出功率；

S2，在恒定的预设输出功率下，使原料气体从气端区域20进入衬管2，并沿衬管2的轴向往复运动。

在步骤S1中，为了避免衬管沉积区域裂纹及颗粒，通常需要设置气端区域和泵端区域保持相对较高的温度。而且，保温炉3中的各实时位置的设置原则是：使得微波发生器4沿衬管2的轴向从气端区域20至泵端区域22移动过程中的实时位置的设定温度呈先增大后减小再增大的趋势任意设置。例如，可设置如图2所示的保温炉温度分布曲线(纵坐标实测温度亦即设定温度)，且其从气端起始位置开始，沿衬管轴向方向每隔100mm的具体温度如表1所示。

表1保温炉温度分布

预设输出功率为7.0kw，预设输出功率对应的温度为1009℃。

气端区域20的实时位置的设定温度不小于预设输出功率对应的温度，且在微波发生器4沿衬管2的轴向从气端区域20至泵端区域22移动的过程中：当测温探头反馈的实时位置的设定温度逐渐下降且降至等于预设输出功率对应的温度时，该实时位置为气端区域20终止位置或中间端区域21起始位置；当测温探头反馈的实时位置的设定温度与前一实时位置处的温度之差呈反向突变时，该实时位置为中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置。

因此，图2所示的温度分布曲线下，300mm位置处为气端区域20终止位置或中间段区域21起始位置；1200mm位置处为中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置。即，气端区域20的长度为300mm，以气端区域开始位置为0计，其所在区域为衬管长度为0-300mm的区域。中间端区域21的长度为900mm，以气端区域开始位置为0点计，其所在区域为衬管长度为300-1200mm的区域。泵端区域22的长度为剩余衬管长度，为200mm，以气端区域开始位置为0点计，其所在区域为衬管长度为1200-1400mm的区域。

将该系统和方法应用于光纤预制棒芯棒的制备时，所得芯棒相对折射率和芯径测试结果分别参见图5和图6的方案1。在微波发生器4沿衬管2轴向输出功率恒定时，如图2所示，由于气端区域20温度和泵端区域22的温度波动大，即：气端区域20的实时位置的设定温度T_气为1000≤T_气≤1080℃，中间端区域21的实时位置的设定温度T_中为950≤T_中＜1000℃，泵端区域22的实时位置的设定温度T_泵为950＜T_泵≤1030℃。参见图5，原料气体中Ge在芯棒两端的沉积效率较低，由于整个芯棒的折射率合格范围为0.92％-1.08％，故芯棒两端不合格部分在芯棒长度为0-136mm、836-1000mm的区域，最终得到的芯棒的有效棒长为700mm。

对比例2

参见图4，示出了本发明PCVD沉积系统示意图。该系统包括：

沉积车床支架6；

架设于沉积车床支架6两端且分别通过气端接口1和泵端接口5固定的衬管2；

套设于衬管2外的微波发生器4，其被配置为可沿衬管2的轴向往复移动；

设于微波发生器4正下方的平移载台7，其被配置为，在沿平行于衬管2的轴向往复移动时带动微波发生器4沿衬管2的轴向方向往复移动；

套设于微波发生器4外的保温炉3，其内设有测温探头，用于测定微波发生器4沿衬管2的轴向移动过程中保温炉3内各实时位置的设定温度；

其中，保温炉3沿衬管2的轴向方向依次设有气端区域20、中间端区域21和泵端区域22；

微波发生器4在各区域的预设输出功率相同；

该系统还包括与保温炉3和微波发生器4连接的PLC控制单元8，其被配置为，在微波发生器4沿衬管2的轴向从气端区域20至泵端区域22移动的过程中，根据测温探头反馈的实时位置的设定温度，确定气端区域20终止位置或中间端区域21起始位置、中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置，并在气端区域20起始位置、泵端区域22起始位置改变微波发生器4的实际输出功率，且在气端区域20和泵端区域22维持改变的实际输出功率恒定。

为了提高PCVD原料气体沉积均匀性，采用该系统进行PCVD沉积的方法包括：

S1，设置保温炉3各实时位置处的温度和预设输出功率；

S2，使原料气体从气端区域20进入衬管2，并沿衬管2的轴向从气端区域20向泵端区域22移动；

S3，测定微波发生器4所在衬管2处的实时位置的设定温度；

S4，根据实时位置的设定温度，确定气端区域20终止位置或中间端区域20起始位置、中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置，并在气端区域20起始位置、泵端区域22起始位置改变微波发生器4的实际输出功率，且在气端区域20和泵端区域22维持改变的实际输出功率恒定；

S5，在微波发生器4沿衬管2的轴向从泵端区域22向气端区域20移动的过程中，维持各区域的实际输出功率分别与微波发生器4沿衬管2的轴向从气端区域20至泵端区域22移动的过程中对应的各区域的实际输出功率相同。

在步骤S1中，设置与对比例1相同的保温炉3中各实时位置的设定温度，其温度分布曲线如图2所示。预设输出功率为7.0kw，预设输出功率对应的温度为1009℃。

气端区域20的实时位置的设定温度不小于预设输出功率对应的温度，且在微波发生器4沿衬管2的轴向从气端区域20至泵端区域22移动的过程中：当测温探头反馈的实时位置的设定温度逐渐下降且等于预设输出功率对应的温度时，该实时位置为气端区域20终止位置或中间端区域21起始位置；当测温探头反馈的实时位置的设定温度与前一实时位置处的温度之差呈反向突变时，该实时位置为中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置。

因此，图2所示的温度分布曲线下，300mm位置处为气端区域20终止位置或中间段区域21起始位置；1200mm位置处为中间端区域21终止位置或泵端区域22起始位置。即，气端区域20的长度为300mm，以气端区域开始位置为0计，其所在区域为衬管长度为0-300mm的区域。中间端区域21的长度为900mm，以气端区域开始位置为0点计，其所在区域为衬管长度为300-1200mm的区域。泵端区域22的长度为剩余衬管长度，为200mm，以气端区域开始位置为0点计，其所在区域为衬管长度为1200-1400mm的区域。

为了调整保温炉3两端区域芯棒的相对折射率，在保温炉3温度一定的情况下，本对比例通过调控微波的轴向输出功率来补偿温度对Ge沉积效率的影响。因此，本对比例在步骤S4中，将气端区域20的微波发生器4实际输出功率设定为9.0kw，将泵端区域22的微波发生器4实际输出功率设定为9.0kw。同时，维持中间端区域21的微波发生器4实际输出功率为预设输出功率7.0kw。

将该系统和方法应用于光纤预制棒芯棒的制备时，所得芯棒相对折射率和芯径测试结果分别参见图5和图6的方案2。参见图5，与对比例1的方案1相比，本对比例提供的方案2中，原料气体中Ge在芯棒两端的沉积效率更低，由于整个芯棒的折射率合格范围为0.92％-1.08％，故芯棒两端不合格部分在芯棒长度为0-300mm、860-1000mm的区域，最终得到的芯棒的有效棒长为560mm。此外，参见图6，由于提高了保温炉3两端的微波实际输出功率，与对比例1的方案1的芯径数据相比，对比例2在0-200mm的气端区域内的芯径比方案1有所提升。

实施例1

本实施例所提供的PCVD沉积系统和方法同对比例2，不同之处在于，在步骤S4中，将气端区域20的微波发生器4实际输出功率设定为5.5kw，将泵端区域22的微波发生器4实际输出功率设定为5.0kw。同时，维持中间端区域21的微波发生器4实际输出功率为预设输出功率7.0kw。

在原料气体沉积过程中，本实施例中观察到衬管2气端区域20内表面有雾化现象，这是微波实际输出功率不足导致的。

将该系统和方法应用于光纤预制棒芯棒的制备时，所得芯棒相对折射率和芯径测试结果分别参见图5和图6的方案3。参见图5，与对比例1的方案1相比，本实施例提供的方案3中，原料气体中Ge在芯棒两端的沉积效率明显提升，芯棒两端不合格部分在芯棒长度为0-60mm、960-1000mm的区域，有效芯棒长度为900mm，芯棒有效长度得到明显提升。此外，参见图6，本实施例的方案3的芯径与对比例1的方案1相比无明显变化。

实施例2

本实施例所提供的PCVD沉积系统和方法同对比例2，不同之处在于，在步骤S4中，将气端区域20的微波发生器4实际输出功率设定为6.0kw，将泵端区域22的微波发生器4实际输出功率设定为5.0kw。同时，维持中间端区域21的微波发生器4实际输出功率为预设输出功率7.0kw。

在原料气体沉积过程中，本实施例中观察到衬管2气端区域20内表面正常沉积。

将该系统和方法应用于光纤预制棒芯棒的制备时，所得芯棒相对折射率和芯径测试结果分别参见图5和图6的方案4。参见图5，与对比例1的方案1相比，本实施例提供的方案4中，原料气体中Ge在芯棒两端的沉积效率明显提升，芯棒两端不合格部分在芯棒长度为0-60mm、920-1000mm的区域，有效芯棒长度为860mm，芯棒有效长度得到明显提升。此外，参见图6，本实施例的方案4的芯径与对比例1的方案1相比无明显变化。

通过上述实施例和对比例可以看出，采用本发明提供的系统和方法可以实现微波发生器的实际输出功率的轴向可调控性，并且通过降低气端区域和泵端区域的微波发生器的实际输出功率，可以提高衬管沉积段的整体沉积均匀性，从而提高芯棒的有效长度，降低制棒成本。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (13)

1.一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其包括：

衬管(2)；

套设于所述衬管(2)外的微波发生器(4)，其被配置为可沿所述衬管(2)的轴向往复移动；

套设于所述微波发生器(4)外的保温炉(3)，其内设有测温探头，用于测定所述微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向移动过程中保温炉内(3)各实时位置的设定温度；

其中，所述保温炉(3)沿所述衬管(2)的轴向方向依次设有气端区域(20)、中间端区域(21)和泵端区域(22)；

所述微波发生器(4)在各区域的预设输出功率相同；

所述系统还包括与所述保温炉(3)和所述微波发生器(4)连接的PLC控制单元(8)，其被配置为：

在所述微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向从气端区域(20)至泵端区域(22)移动的过程中，根据所述测温探头反馈的实时位置的设定温度，确定气端区域(20)终止位置或中间端区域(21)起始位置、中间端区域(21)终止位置或泵端区域(22)起始位置，并在气端区域(20)起始位置、泵端区域(22)起始位置降低微波发生器(4)的实际输出功率，且在气端区域(20)和泵端区域(22)维持改变的实际输出功率恒定。

2.根据权利要求1所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向从气端区域(20)至泵端区域(22)移动的过程中的实时位置的设定温度呈先增大后减小再增大的趋势。

3.根据权利要求2所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述气端区域(20)的实时位置的设定温度不小于所述预设输出功率对应的温度；

在所述微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向从气端区域(20)至泵端区域(22)移动的过程中：当所述测温探头反馈的实时位置的设定温度逐渐下降且降至等于所述预设输出功率对应的温度时，该实时位置为气端区域(20)终止位置或中间端区域(21)起始位置；当所述测温探头反馈的实时位置的设定温度与前一实时位置处的温度之差呈反向突变时，该实时位置为中间端区域(21)终止位置或泵端区域(22)起始位置。

4.根据权利要求3所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述气端区域(20)的实时位置的设定温度T_气为1000℃≤T_气≤1080℃；所述中间端区域(21)的实时位置的设定温度T_中为950℃≤T_中＜1000℃；所述泵端区域(22)的实时位置的设定温度T_泵为950℃＜T_泵≤1030℃。

5.根据权利要求3所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述预设输出功率为7.0kw；所述预设输出功率所对应的温度为994℃-1030℃。

6.根据权利要求1所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，将气端区域(20)起始位置和泵端区域(22)起始位置降低微波发生器(4)的实际输出功率为大于5.0kw且小于7.0kw的任意值。

7.根据权利要求6所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，将气端区域(20)起始位置的微波发生器(4)的实际输出功率降低为5.5kw，将泵端区域(22)起始位置的微波发生器(4)的实际输出功率降低为5.5kw。

8.根据权利要求6所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，将气端区域(20)起始位置的微波发生器(4)的实际输出功率降低为6.0kw，将泵端区域(22)起始位置的微波发生器(4)的实际输出功率降低为5.5kw。

9.根据权利要求1所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述气端区域(20)与所述泵端区域(22)的长度均小于所述中间端区域(21)的长度。

10.根据权利要求9所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，所述气端区域(20)与所述泵端区域(22)的长度为200-400mm；所述中间端区域(21)的长度为600-900mm。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统，其特征在于，在所述微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向从泵端区域(22)至气端区域(20)移动的过程中，维持各区域的实际输出功率分别与微波发生器(4)沿所述衬管(2)的轴向从气端区域(20)至泵端区域(22)移动的过程中对应的各区域的实际输出功率相同。

12.一种提高PCVD原料气体沉积均匀性的方法，其采用如权利要求1-11中任意一项所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统进行PCVD原料气体的沉积，所述方法包括：

设置保温炉(3)内各实时位置处的设定温度和预设输出功率；

使原料气体从气端区域(20)进入衬管(2)，并沿所述衬管(2)的轴向从气端区域(20)向泵端区域(22)移动；

测定微波发生器(4)所在衬管(2)处的实时位置的设定温度；

根据所述实时位置的设定温度，确定气端区域(20)终止位置或中间端区域(21)起始位置、中间端区域(21)终止位置或泵端区域(22)起始位置，并在气端区域(20)起始位置、泵端区域(22)起始位置降低微波发生器(4)的实际输出功率，且在气端区域(20)和泵端区域(22)维持改变的实际输出功率恒定。

13.一种如权利要求1-11中任意一项所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的系统或如权利要求12所述的提高PCVD原料气体沉积均匀性的方法在制备光纤预制棒芯棒中的应用。

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