CN1331798A - 进行x射线荧光发散分析以确定材料浓度 - Google Patents

Abstract

揭示了一种用于确定微粉体中掺杂物浓度的方法和设备,其中微粉体至少构成用于形成光波导的微粉体预制棒(12)的一部分。光子源(30)辐照芯棒(14)上的微粉体预制棒。探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射,并且根据探测到的X射线荧光发射确定掺杂物的浓度。另外,用探测到的X射线荧光发射来确定微粉体中掺杂物浓度与预定浓度之间的偏差,并根据偏差来调节沉积条件,由此控制预制棒上各层微粉体中的掺杂物浓度。

Description

进行X射线荧光发射分析以确定材料浓度

发明领域

本发明涉及一种利用荧光发射来确定物体中材料浓度的方法和设备。具体地说，本发明涉及利用荧光发射来确定在用于形成光波导纤维(“光纤”)的微粉体预制棒中掺杂物之浓度的方法和设备。

相关技术的描述

光纤一般包括用纯石英(SiO₂)制成的包层以及用掺氧化锗(GeO₂)的石英制成的纤芯。氧化锗掺杂物改变了纤芯中石英的折射率。纤芯的各个部分通过含有不同浓度的氧化锗，致使沿纤芯直径有不同的折射率。折射率沿纤芯直径的分布(即，折射率分布曲线)决定了光纤的工作特性。

可以用称作外部汽相沉积法(“OVD”)的传统工艺制作光纤。一般地说，OVD工艺包括制作微粉体预制棒，制作步骤有：燃烧气体混合物，产生含石英和氧化锗的微粉体；将各层微粉体相继沉积在芯棒上，形成微粉体预制棒的纤芯部分；燃烧气体混合体，产生只含石英的微粉体；并且将各层微粉体相继沉积在纤芯部分上，形成微粉体预制棒的包层部分。通过烧结熔凝微粉体预制棒，形成玻璃坯棒。由玻璃坯棒拉丝出光纤。氧化锗在构成纤芯部分的各微粉体层中的浓度初步决定了氧化锗沿成品光纤之纤芯直径的浓度。

如果可以测量氧化锗在各微粉体层中的浓度，那么就能估算微粉体预制棒，确定它是否能够形成具有所需折射率分布曲线的光纤。

日本专利申请59-106803(授予Hara)和美国专利4,618,975(授予Glantschnig)揭示了用X射线衰减无损伤地估计微粉体预制棒中氧化锗浓度的技术。这两种方法都在两个能量上测量X射线衰减。Hara的方案依赖于掺杂物(Ge)与基质(Si)的衰减比值随X射线光子能量而变化的事实。但是，Hara方案对于微粉体预制棒并不特别敏感，因为所述比值在任何实用的X射线能量范围内几乎不变。Glantschnig的方法基于掺杂物衰减(吸收)与密度衰减(散射)的比值随X射线光子能量而变化的事实。与Hara的比值一样，Glantschnig的比值在微粉体预制棒实用的能量范围内几乎不变。因此，Glantschnig的方法混淆了密度随掺杂物浓度变化而产生的变化。

这些X射线衰减方法还有其它缺点。例如，如果微粉体预制棒具有多种掺杂物，那么由一种掺杂物引起的X射线衰减不能与另一种掺杂物引起的X射线衰减相区别。另外，测量衰减要求将预制棒精确定位在测量设备内，因此实施费用很高。

美国专利4,292,341(授予Marcuse)揭示了在改进化学汽相沉积工艺中联机测量掺杂物浓度的方法，其中改进化学汽相沉积工艺并不形成微粉体预制棒，而是将微粉体直接熔凝成玻璃坯棒。一种被公开的方法是利用X射线衰减，这种方法存在上述许多问题。另一种方法是用紫外线光辐照玻璃坯棒，并测量玻璃坯棒的荧光发射，从而测量出掺杂物的浓度。因为微粉体对紫外线和可见光是不透明的，所以后一种方法不能用于微粉体预制棒。

发明内容

由以下描述可以清楚本发明的目的和优点。通过实践本发明还可以了解本发明的其它优点。

本发明的一个方面包括一种用于确定微粉体中掺杂物浓度的方法，其中微粉体至少构成用于形成光波导的微粉体预制棒的一部分。该方法包括以下步骤：用光子辐照微粉体；探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；以及根据探测到的X射线荧光发射确定掺杂物的浓度。

本发明的另一方面包括一种对用来形成光波导的微粉体预制棒制造进行控制的方法。该方法包括以下步骤：将微粉体沉积在微粉体预制棒上；用光子辐照微粉体；探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；用探测到的X射线荧光发射确定微粉体中掺杂物浓度与预定浓度之间的偏差；以及在根据偏差所调节的沉积条件下，在微粉体预制棒上沉积附加微粉体。

本发明的又一个方面包括一种用于确定微粉体中掺杂物浓度的设备，其中微粉体至少构成用于形成光波导的微粉体预制棒的一部分。该设备包括：光子源，它用光子辐照微粉体；荧光传感器，用于探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；和确定装置，它根据探测到的X射线荧光发射来确定掺杂物的浓度。

应该理解，上述一般描述以及下面的详细说明都是例举性和说明性的，它们不限制所要保护的发明。

附图概述

附图显示了本发明的各个实施例，它们与文字部分一起用于说明了本发明的原理。

图1是一侧视图，示出了依照本发明一实施例、用于确定微粉体预制棒中掺杂物浓度的设备。

图2是沿图1中直线2-2截取得到的截面图，示出了光子源和荧光传感器。

图3是沿图1中直线3-3截取得到的截面图，示出了厚度参数测量装置。

图4是一曲线图，例示了由重量测量装置的测量结果确定的微粉体重量。

图5是一曲线图，例示了由厚度测量装置的测量结果确定的微粉体厚度。

图6是一曲线图，例示了由微粉体重量和厚度确定的微粉体密度。

图7是一曲线图，例示了对掺杂物荧光强度的测量结果。

图8是一曲线图，例示了由芯棒荧光强度的测量结果。

图9是一曲线图，例示了掺杂物的预测浓度。

较佳实施例的详细描述

现在详细描述本发明目前较佳的实施例。在任何可能的地方，诸附图始终用相同的标号表示相同或类似的部件。

本发明可以确定微粉体预制棒中掺杂物的浓度，最好是联机、实时、按层测量掺杂物的浓度。具体地说，本发明用具有足够能量的光子辐照微粉体预制棒，以激发掺杂物原子或将其电离。当掺杂物原子充分电离后，它们通过一个称作荧光的衰变过程返回其基态。在此衰变过程中，掺杂物原子发射光子能量，即荧光发射。一般地说，荧光发射强度将正比于微粉体预制棒中掺杂物原子的数目，以及被沉积的微粉体的量。因此，本发明探测这些荧光发射，并根据探测到的荧光发射确定掺杂物的浓度。

图1-3示出了依照本发明一较佳实施例的设备10，该设备用以确定芯棒14上微粉体预制棒12中掺杂物的浓度。设备10包括光子源30、荧光传感器40和确定装置50。该设备还可以包括厚度参数测量装置60和重量测量装置20。

光子源30用具有足够能量的光子辐照微粉体预制棒12，将掺杂物(例如，氧化锗)原子电离。有效光子例如包括：X射线、软X射线、γ射线和超紫外线光。如图2所示，光子源30最好包括一根200瓦的铑X射线管32(TruFocus公司的TFS 6066 FGA/Rh)，用于激发次级硒靶34(用于GeO₂/SiO₂二元微粉体)。不同的掺杂物可以用不同的次级靶来探测。

荧光传感器40探测掺杂物的荧光发射强度(最好是X发射强度)，并将相应的信号提供给确定装置50。如图2所示，荧光传感器40最好包括一探测器42，探测器42相对微粉体预制棒12位于与光子源30相同的一侧。例如，探测器42可以是一个密封充满氙气的、带单通道分析器电路的比例计数器。

光子源20和荧光传感器30最好形成一个相对简单的X射线分光仪，包括相关的屏蔽物45。若要确定微粉体中多种掺杂物的浓度，或者希望探测来自芯棒14的荧光，则需要设计一种更复杂的分光仪。本领域的熟练技术人员很容易获得这种需要的设计。例如，若要测量来自芯棒14并通过GeO2/SiO2二元微粉体的荧光，可以用环氧对铑X射线管342的发射进行散射，供激发用，并将多通道分析器与密封充满氙气的比例计数器42一起使用，从而根据掺杂物荧光决定芯棒荧光。

厚度参数测量装置60测量微粉体预制棒12的厚度参数，诸如半径或直径。尽管在图1中，为便于说明，厚度参数测量装置60偏右，但它最好是测量微粉体预制棒12的中心部分。如图3所示，厚度参数测量装置60可以是一个激光荫屏测微计，它包括发射光束的源62以及用于探测源62所发光束的探测器64。根据探测到的光束，探测器64向确定装置50提供一信号。在微粉体沉积期间，此信息可以就每次横向旋转确定微粉体预制棒12的厚度参数。市场上可以买到的、能够实现此项功能的装置包括Anritsu KL-154A和Keyence LS-5001。

重量测量装置20测量微粉体预制棒12的重量，并将相应的信号提供给确定装置50。较佳的重测量装置20包括一阻力负载元件(resistance loadcell)，该元件与芯棒14的一端相连，这里在芯棒14上形成微粉体预制棒12。芯棒14的另一端被驱动电动机(未图示)卡住。

在微粉体沉积期间连续记录预制棒的重量。对预制棒一周旋转或者多周次旋转期间获得的所有阻力负载元件读数求平均，以消除因预制棒偏斜产生的变化。使重量获取与预制棒横转位置同步，以适应因预制棒横转位置引起的变化。换句话说，尽管重量测量最好是连续的，但是对于每次横转，需将一标识符或标志与有关重量测量的起点相关联，并且每次横转的起点都相同。某个给定分层处的预制棒重量是这些同步的平均读数的平均值。一个分层的重量是自前一分层开始观察到的重量增量。

最好，重量测量装置20在制备微粉体预制棒12期间连续测量微粉体预制棒12的重量。可以确定任何层数的微粉体层的重量。

确定装置50接收来自荧光传感器40的信号，并在某些实施例中接收来自厚度参数测量装置60的信号，还可能接收来自重量测量装置20的信号，并且确定微粉体预制棒12中掺杂物的浓度。确定装置50可以是一台计算机。以下将就较佳的光子(即，X射线)的情况详细说明确定装置50用来确定掺杂物浓度的方式。

对于一层无限薄的微粉体薄层，掺杂物的荧光强度直接正比于入射光通量、掺杂物浓度和微粉体质量：

I_D＝I_pAW_DW_t    …(1)其中

I_D＝掺杂物荧光强度

I_p＝初级激发强度

A＝比例常数

W_D＝掺杂物的重量百分数(浓度)

Wt＝微粉体的重量或者

I_D＝I_pAW_Dρt   …(2)其中

ρ＝微粉体的密度(克/厘米³)

t＝微粉体厚度(厘米)

对于多层微粉体，当任何涂覆层对初级激发和掺杂物荧光产生衰减时，会降低来自一个层的荧光强度。在具有N层的样品中，来自层L的掺杂物荧光为：

I_D，L＝I_pAT_P，N，L(W_Dρt)_LT_D，N，L    …(3)其中

I_D，L＝来自层L的掺杂物荧光强度

T_P，N，L＝透过微粉体涂覆层(即，从N至(L＋1)的层)的初级激发强度透射率

(W_Dρt)L＝层L的浓度、密度和厚度

T_D，N，L＝透过微粉体涂覆层(即，从N至(L＋1)的层)的掺杂物荧光透射率。

总的掺杂物荧光强度是来自N层中每一层的强度的和， $I_D\underset{L=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{D,L}------\left(4\right)$

透过一层的X射线透射率由Beer-Lamber定律确定：

T＝I/I₀＝exp(-μρt)    …(5)其中

T＝X射线的透射率

μ＝质量衰减系数(厘米²/克)

ρ＝密度(克/厘米³)

t＝厚度(厘米)

化合物或混合物的质量衰减系数是对微粉体各成份的衰减系数进行质量加权求和：

μ＝W₁μ₁＋W₂μ₂＋…＋W_Nμ_N    …(6)其中

W_N＝第N种成份的重量百分率

μ_N＝第N种成份的质量衰减系数。

对于GeO₂/SiO₂“二元”微粉体，微粉体对Ge荧光辐照进行衰减的质量衰减系数为：

μ＝W_GeO2μ_GeO2＋W_SiO2μ_SiO2    …(7)

W_GeO2＝GeO₂的重量百分率

μ_GeO2＝GeO₂的质量衰减系数

W_SiO2＝SiO₂的重量百分率

μ_SiO2＝SiO₂的质量衰减系数

假设GeO₂的化学计量为：

W_Ge＝(AtWt_Ge/(AtWt_Ge＋(2AtWt_O)))W_GeO2    …(8)

W_O＝(AtWt_O/(AtWt_Ge＋(2AtWt_O)))W_GeO2      …(9)其中

AtWt_Ge＝锗的原子量

AtWt_Si＝硅的原子量

AtWt_O＝氧的原子量

因此，

W_Ge＝0.695W_GeO2    …(10)

W_O＝0.305W_GeO2     …(11)

同样，假设SiO2的化学计量为：

W_Si＝(AtWt_Si/(AtWt_Si＋(2AtWt_O)))W_SiO2    …(12)

W_O＝(AtWt_O/(AtWt_Si＋(2AtWt_O)))W_SiO2      …(13)

因此，

W_Si＝0.467W_SiO2   …(14)

W_O＝0.533W_GeO2    …(15)

对于GeO₂/SiO₂“二元”微粉体，

W_GeO2＋W_SiO2＝1.0  …(16)于是，

W_Ge＝0.695W_GeO2    …(17)

W_Si＝0.467W_SiO2    …(18)

W_O＝0.305W_GeO2＋0.533W_SiO2  …(19)

可以将每个元素的重量百分率重量写成掺杂物浓度W_GeO2的形式：

W_Ge＝0.695W_GeO2     …(20)

W_Si＝0.467(1.0－W_GeO2)   …(21)

W_O＝0.305W_GeO2＋0.533(1.0－W_GeO2)   …(22)

最后，可以将微粉体质量衰减系数μ表达成掺杂物浓度的形式：

μ＝((0.695W_GeO2)μGe)＋((0.467(1.0－W_GeO2))μ_Si)＋

    ((0.305W_GeO2＋0.533(1.0－W_GeO2))μ₀)  …(23)

衰减不仅依赖于材料组成，而且依赖于X射线的能量。为了估计初级激发X射线的衰减，选择适当的系数值。对于掺杂物发射衰减，其它值也是合适的。一个较佳实施例使用硒金属次级靶，以11.2-11.7KeV提供“单色”的硒K X射线。所得的Ge K荧光X射线主要是9.9KeV。

已按元素和光子能量将质量衰减系数列成表格。例如，S.M.Seltzer于1993年在《辐照研究》第136卷，第147-170页上发表的“对光子质量能量传递系数和质量能量系数的计算”给出以下数值：

	Ge	Si	O
				Ge K-α(9.88KeV)	38.7	35.2	6.2
Se K-α(11.2keV)	194	23.4	4.2

总之，可以通过以下步骤计算任何一层的X射线透射率：(1)记录X射线光线能量；(2)记录掺杂物浓度；(3)从公布表格中为感兴的光子能量选择元素质量衰减系数值；(4)用等式(23)计算材料衰减系数；(5)记录微粉体层的密度和厚度；和(6)用等式(5)计算透射率T

多层透射率是N层中每一层透射率之积：

T＝T₁*T₂…*T_N    …(24)

给出每层微粉体的掺杂物浓度、密度和厚度，就能计算出当初级激发X射线穿透外层微粉体达到第L层微粉体时这些X射线的衰减(T_P，N，L)。同样，可以计算出当掺杂物荧光辐照从第L层向外穿透各层微粉体时这些荧光辐照的衰减(T_D，N，L)

已知开发出三种较佳实施例，用以在微粉体沉积期间联机确定掺杂物浓度。第一个实施例利用对微粉体探测到的荧光发射以及对微粉体重量和厚度的联机测量，确定掺杂物浓度。第二实施例利用对微粉体探测到的荧光发射以及对芯棒12探测到的荧光发射(最好是X射线发射)，确定掺杂物的浓度。第三实施例可以与无限厚的微粉体一起使用，只利用对微粉体探测到的荧光发射来确定掺杂物的浓度。

在第一较佳实施例中，在对微粉体预制棒12沉积每层微粉体之后，分别用荧光传感器30、重量测量装置20和厚度参数测量装置60测量掺杂物的X射线荧光、重量和微粉体预制棒12的厚度参数。每层的重量Wt定义为沉积该层前后的重量差。同样，每层微粉体的厚度t可以由沉积该层前后测量得到的厚度参数的差来确定。因此，对于一已知的预制棒横向长度，可以计算出每层的微粉体密度ρ。作为举例，可以用重量数据(图4)和厚度数据(图5)来获得密度数据(图6)。

结果，在沉积了第一层微粉体之后，可以获得关于第一层微粉体的掺杂物荧光强度I_D、微粉体厚度ρ和微粉体厚度t。如以下所说明的，通过标度可以建立(I_PA)的值。

然后，确定装置50通过迭代求解等式(2)确定第一层中的掺杂物浓度W_D。具体地说，从近似的掺杂物浓度W_D开始，用等式(2)计算掺杂物荧光的预计强度。在将预计强度与观察到的强度I_D比较后，调整对掺杂物浓度W_D的估计值，并用以计算新的预计强度。当预计强度与观察强度I_D相当一致时，确定装置50便确定了第一层的掺杂物浓度W_D。

在沉积了第二层微粉体之后，可以获得两层预制棒的掺杂物X射线荧光强度I_D的值，以及第二层的密度和厚度。假设为第一层获得的掺杂物浓度是正确的，那么调用等式(4)，并改进对第二层掺杂物浓度的选择直至为两层预制棒预测的掺杂物荧光强度与观察值匹配。对每层微粉体重复此方案。

在第二个较佳实施例中，使预制棒芯棒发荧光，并且当沉积各层微粉体时观察芯棒荧光。当每次将一层微粉体沉积到微粉体预制棒12上时，用荧光传感器30测量掺杂物X射线荧光和芯棒荧光。

最好使用氧化锆(ZrO₂)芯棒。当用来自光子源30的铑K X射线(20.1KeV)激发时，芯棒14将以15.7KeV的能量发射Zr K X射线。在沉积每一层微粉体之后，Zr芯棒强度都会降低。强度的降低与微粉体涂覆层的量和成份有关，即与层密度、层厚和掺杂物浓度有关。此实施例不要求测量预制棒的重量或预制棒的直径。

下式给出了对具有N层的微粉体预制棒观察到的芯棒强度：

I_M＝I_PBT_P，NT_F，N    …(25)其中

I_M＝芯棒荧光强度

I_P＝激发芯棒的初级X射线的强度

B＝比例常数

T_P，N＝透过N层微粉体的初级X射线的百分率

T_F，N＝透过N层微粉体的芯棒荧光X射线的百分率。如上面等式(24)那样估算T_P，N和T_F，N。

目前有两个联立方程，一个用于掺杂物荧光(4)，另一个用于芯棒荧光(25)。有两个未知数。第一个未知数是掺杂物浓度W_D，它直接出现在掺杂物荧光方程中，并且在两个方程中都以透射率的形式出现。第二个未知数是密度ρ与厚度t的乘积，即单位面积的质量，其单位为克/厘米²。如下所述，通过校准建立(I_PA)和(I_PB)。与上面一样，通过迭代同时求解两个方程。

图7和图8分别示出了掺杂物X射线发射强度和芯棒X射线发射强度，这两个强度是在由5个环节组成的CVD微粉体沉积实验中测量得到的。在各个环节之间改变诸如氧气流速、反应物流速和燃料空气比等工艺参数，但在每个环节内工艺参数保持不变。第三和第五环节的工艺参数是相同的。

由图7和图8可见，许多层微粉体对被收集的X射线发射计数有作用。因此，例如如图7所示，第一实验环节的X射线发射计数呈指数上升，但当用第一实验工艺条件沉积更多层时，X射线发射计数/遍数变成一线性关系。同样，如图8所示，当沉积更多层微粉体时，芯棒的X射线发射强度连续下降，但降低的量依赖于用来沉积微粉体的工艺参数。由于下面的垫层会影响后续层，并且由于这些垫层的影响程度随更多层的沉积而变化，所以会认为很难获得关于每层被沉积微粉体的有用信息。

但是，如图9所示，利用这里所述的本发明技术，可以用所获得的X射线发射数据来获得非常有用的信息。图9示出了由联立求解掺杂物和芯棒荧光方程所确定的掺杂物浓度。请注意，当如本文所述计算掺杂物重量百分率时，已经考虑了下垫层和芯棒的影响作用。也就是说，掺杂物浓度/遍数的关系比图7和图8所示的强度/遍数关系更线性化，致使对于每次掺杂物沉积呈现出更真实和有用的信息。因此，由图9可以清楚地看出，第二个实验环节给出了增长的掺杂物浓度，它仍然受增长掺杂物浓度可变性的影响。另外，请注意，第三和第五工艺条件是相同的，它们产生几乎相同的掺杂物/遍数曲线。

第三个较佳实施例应用于“无限厚度的”、均匀的微粉体预制棒。无限厚度被定义为发出99.9％荧光强度的厚度。来自更大深度的辐照被全部吸收。例如，对于密度为0.5克/厘米³的、具有10重量％GeO₂/90重量％SiO₂的微粉体，其无限厚度小于1.0毫米。对于最外的1.0毫米厚度为均匀的微粉体预制棒来说，此实施例是精确的。

在此第三较佳实施例中，只有掺杂物X射线荧光I_D是用荧光传感器30测量的。荧光强度为

I_D＝I_PCexp(-μ_P)W_Dexp(-μ_F)    …(26)其中

I_D＝掺杂物荧光强度

I_P＝初级激发强度

C＝比例常数

μ_P＝微粉体产生初级激发的质量衰减系数

μ_F＝微粉体产生掺杂物荧光的质量衰减系数

W_D＝掺杂物的重量百分数(浓度)

如下所述，通过校准建立(I_PC)的积。用方程(23)计算质量衰减系数。可以用迭代掺杂物浓度W_D的方式求解该方程，其中掺杂物浓度直接出现，并存在于μ_P和μ_F中。

为了执行上述方程，不需要已知源强度I_P或比例常数A、B和C。但需要积(I_PA)、(I_PB)和(I_PC)。通过校准可以确定最佳值。例如，在一个掺杂物浓度范围内准备一组较厚的均质微粉体预制棒。根据上述三个较佳实施例测量这些预制棒。独立于掺杂物浓度，用感应耦合等离子体发射光谱仪对预制棒进行采样和分析。然后，对每个较佳实施例，寻找能够使预计掺杂物浓度和已知掺杂物浓度最佳符合的(I_PA)、(I_PB)和(I_PC)。通过迭代精选择数值，以获得一致。每个实施例都具有不同的值。

本发明允许联机测量掺杂物浓度。除其它测量方法之外，联机测量允许将测量得到的掺杂物浓度与一预定浓度比较，以便可以根据测量浓度和预定浓度之间的偏差来调节微粉体沉积条件。例如，由于微粉体通常是通过燃烧含石英和诸如GeO₂等掺杂物的气体混合物来沉积的，所以可以根据上述偏差调节气体混合物中石英与掺杂物的比，从而获得所需的折射率分布曲线。

对于本领域的熟练技术人员来说，很容易在不脱离本发明精神或范围的情况下对本发明的公开实施例进行各种变化和改变。

例如，已经考虑了单色的X射线激发源，特别是次级靶。多色(管)源也是合适的。于是，可以将上述方程修改为对能量积分。这要求表征源输出与能量的关系，并估算质量衰减系数与能量的关系。

作为另一个例子，在X射线分光仪设计中，被照射的微粉体面积很小。也就是说，预制棒的尺寸不影响荧光强度。本文给出的方程是合适的。在另一个X射线分光计设计中，可以观察整个预制棒的截面。因此，掺杂物荧光强度随预制棒尺寸而增大。事实上，强度与预制棒直径精确成比例。为了适应这一点，可以使用强度与直径的比，该比值与预制棒直径无关。对于此变化，应该修改上述方程，以便使用用直径标定的强度，但不是原生的强度。

在考虑了这里揭示的本发明规范和实施之后，本发明的其它实施例对于本领域的熟练技术人员来说是显而易见的。说明和例子只是例示性的。本发明的真实范围和精神由后面的权利要求书指出。

Claims (11)

1.一种用于确定微粉体中掺杂物浓度的方法，其中微粉体至少构成用于形成光波导的微粉体预制棒的一部分，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

用光子辐照微粉体；

探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；以及

根据探测到的X射线荧光发射确定掺杂物的浓度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，掺杂物包括氧化锗，辐照步骤包括用能够使氧化锗发荧光的光子辐照，并且探测步骤包括探测氧化锗的X射线荧光发射。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

沉积附加微粉体；

用光子至少辐照附加微粉体；

探测来自所述至少被辐照附加微粉体的X射线荧光发射；以及

根据探测到的X射线荧光发射，确定所述至少附加微粉体中的掺杂物浓度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤，即确定微粉体的厚度参数和重量，并且根据探测到的X射线荧光发射以及所确定的厚度参数和重量来确定掺杂物浓度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤，即通过测量来自芯棒的发射衰减来确定微粉体的衰减特性，其中微粉体沉积在所述芯棒上，并且根据探测到的X射线荧光发射以及所确定的衰减特性来确定掺杂物浓度。

6.一种对用来形成光波导的微粉体预制棒制造进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将微粉体沉积在微粉体预制棒上；

用光子辐照微粉体；

探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；

用探测到的X射线荧光发射确定微粉体中掺杂物浓度与预定浓度之间的偏差；以及

在根据偏差所调节的沉积条件下，在微粉体预制棒上沉积附加微粉体。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过燃烧含石英和一掺杂物的气体混合物来沉积微粉体，并且沉积附加微粉体的步骤包括下述步骤，即根据偏差调节气体混合物中石英与掺杂物的比。

8.一种用于确定微粉体中掺杂物浓度的设备，其中微粉体至少构成用于形成光波导的微粉体预制棒的一部分，其特征在于，所述设备包括：

光子源，它用光子辐照微粉体；

荧光传感器，用于探测来自被辐照微粉体的X射线荧光发射；和

确定装置，它根据探测到的X射线荧光发射来确定掺杂物的浓度。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，光子源发射可以使氧化锗发荧光的光子，并且荧光传感器探测氧化锗的X射线荧光发射。

10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括用于测量微粉体预制棒厚度参数的厚度参数测量装置，以及用于测量微粉体重量的重量测量装置，并且确定装置根据探测到的X射线荧光发射以及测量得到的厚度参数和重量，来确定掺杂物浓度。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，荧光传感器探测来自芯棒的X射线荧光发射，其中微粉体沉积在芯棒上，并且确定装置根据芯棒的探测X射线荧光发射来确定微粉体的衰减特性，并且确定装置根据探测到的X射线荧光发射和所确定的衰减特性来确定掺杂物浓度。

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