DE602004006706T2

DE602004006706T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Vorform durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase mittels Plasma

Info

Publication number: DE602004006706T2
Application number: DE602004006706T
Authority: DE
Inventors: Rob Hubertus Matheus Deckers; Mattheus Jacobus Nicolaas Van Stralen
Original assignee: Draka Fibre Technology BV
Current assignee: Draka Fibre Technology BV
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2008-01-31
Also published as: RU2366758C2; DE602004006706D1; KR20050069919A; JP4989027B2; CN1640832B; US20050172902A1; DK1712527T3; EP1550640A1; ATE363459T1; BRPI0405970B1; CN1640832A; KR101125091B1; ATE523476T1; JP2005247680A; NL1025155C2; EP1712527A3; KR101159627B1; CN102383108A; CN102383108B; EP1712527A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für das Durchführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens, wobei eine oder mehrere dotierte oder undotierte Schichten auf die Innenseite eines Glassubstratrohres aufgebracht werden, wobei die Vorrichtung einen Applikator enthält, der eine innere und eine äußere Wand und eine Mikrowellenführung aufweist, welche sich in den Applikator öffnet, wobei sich der Applikator um eine zylindrische Achse erstreckt und mit einem Durchgang benachbart zu der inneren Wand versehen ist, durch welchen die Mikrowellen heraustreten können, wobei das Substratrohr über der zylindrischen Achse angeordnet werden kann, und wobei mindestens eine Verengung von ringförmiger Form mit einer Länge l und einer Breite b mittig um die zylindrische Achse innerhalb des Applikators angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform, umfassend das Ausführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens zum Aufbringen einer oder mehrerer dotierter oder undotierter Schichten auf die Innenseite eines Glassubstratrohrs, wobei eine Vorform durch anschließendes thermisches Kollabieren des somit erhaltenen Glassubstratrohrs ausgebildet wird.
Ein Weg des Produzierens einer optischen Vorform ist das Verfahren der Aufdampfung des chemischen Dampfes des Plasmas (plasma chemical vapour deposition = PCVD), der aus dem US Patent Nr. 4.314.833 bekannt ist, das auf den Namen des jetzigen Anmelders erteilt wurde. Entsprechend dem Verfahren, der hieraus bekannt ist, werden eine oder mehrere dotierte oder undotierte Glasschichten auf das Innere eines Substrat rohres im Glassubstratrohr aufgetragen, wobei ein Unterdruckplasma in dem Glassubstratrohr verwendet wird. Nachdem die Glasschichten auf das Innere des Glassubstratrohres aufgetragen worden sind, wird anschließend das Glassubstratrohr durch Wärmeanwendung zu einer festen Stange kollabiert. In einem speziellen Ausführungsbeispiel kann die massive Stange außen mit einer zusätzliche Menge Glas überzogen sein, z.B. mittels eines externen Aufdampfungsverfahrens oder indem ein oder mehrere vorgeformte Glasrohre verwendet werden, die eine zusammengesetzte Vorform bereitstellen. Von der so erhaltenen Vorform kann man optische Fasern erhalten, indem man ein Ende davon erhitzt.
Entsprechend der internationalen Anmeldung WO 99/35304 , eingereicht auf den Namen des jetzigen Anmelders, werden Mikrowellen von einem Mikrowellengenerator zu einem Applikator über einen Wellenleiter geführt, wobei der Applikator das Glassubstratrohr umgibt. Der Applikator verursacht, dass Hochfrequenzenergie in das Plasma eingekoppelt wird. Die reaktiven Gase, die dotiert oder nicht dotiert sein können, werden an einer Seite des Substratrohres angebracht, nachdem unter dem Einfluss des Plasmas eine Reaktion stattfindet und dotierte oder undotierte Glasschichten werden auf dem Inneren des Substratrohres abgelagert. Die andere Seite des Substratrohres wird an eine Vakuumpumpe angeschlossen, damit ein verminderter Druck, im Allgemeinen ein Druck der zwischen 5 mbar und 50 mbar liegt, im Substratrohr erzeugt wird. Der Applikator wird hin und her in Längsrichtung des Substratrohres verschoben und eine dünne Glasschicht wird auf dem Inneren des Substratrohres mit jedem Zug niedergelegt. Der Applikator und das Substratrohr werden im Allgemeinen durch einen Ofen umge ben, um das Substratrohr bei einer Temperatur von 900–1300°C während des Aufdampfungsverfahrens zu halten.
Um die Produktionskapazität des PCVD Verfahrens zu erhöhen, ist es wünschenswert die Rate zu erhöhen, mit der die dotierten oder undotierten Schichten auf das Innere des Glassubstratrohres abgelagert werden. Jedoch erfordert die Zunahme der Ablagerungsrate, dass die Hochfrequenzenergie, die benötigt wird um die reagierenden, verglasenden Gase in dem Plasma zu trennen, proportional ansteigt. Die jetzigen Erfinder haben herausgefunden, dass das Austreten von Hochfrequenzenergie in zunehmendem Maße problematisch wird, wenn Hochfrequenzenergie-Niveaus oberhalb von ungefähr 2.5 kW verwendet werden. Die Konsequenz solchen Austretens ist ein uneffizienter Energieverbrauch. Zusätzlich tritt normalerweise umgebende Strahlung auf, die den Betrieb elektronischer Ausrüstung, die in der Nähe vorhanden ist, behindern kann. Weiterhin ist das Austreten der Strahlung zum Betriebspersonal aus medizinischen Gründen nicht wünschenswert. Die vorliegenden Erfinder haben außerdem herausgefunden, dass solches Austreten von Hochfrequenzenergie zum Ausbilden einer stehenden Welle im Substratrohr führen kann, was zu der Gefahr führt, dass eine sinusförmige Unterbrechung in der Absetzung der Glasschichten entlang der Länge des Substratrohres auftritt, was unerwünscht ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens zur Verfügung zu stellen, wobei Energieniveaus oberhalb von 2.5 Kilowatt passend verwendet werden können, ohne dass irgendwelche der vorher erwähnten Beeinträchtigungen auftreten.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für das Durchführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere die Menge von austretender Strahlung während des Betriebes solch einer PCVD Vorrichtung weniger als 100 W/m² beträgt, gemessen in einem Abstand von 5 Zentimeter von der Vorrichtung.
Die Erfindung, auf die in der Einleitung Bezug genommen wird, ist dadurch charakterisiert, dass die Länge l der Verengung kleiner oder gleich einer Viertel-Wellenlänge ist, wobei die Viertel-Wellenlänge einer Viertel-Wellenlänge in dem kartesischen Koordinatensystem entspricht, wobei die Länge l als die Differenz zwischen der Länge der Verengung und der Länge des Radius der inneren Wand des Applikators definiert ist, wobei beides in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen wird.
Die jetzigen Erfinder haben insbesondere herausgefunden, dass das Austreten von Hochfrequenzenergie vom Applikator während der Ablagerung der Glasschichten durch das Verwenden einer Verengung verringert werden kann, die eine spezielle Geometrie und/oder eine spezielle Materialauswahl aufweist. Obgleich das Vorhandensein der Verengung an sich bekannt ist, z.B. von den internationalen Anmeldungen WO 99/35304 und WO 03/049141 , eingereicht auf die Namen der jetzigen Anmelder, sind keine speziellen Zahlen, Bedingungen und/oder Ausmaße der Verengung aus den besagten Dokumenten bekannt, geschweige denn dass solche Zahlen, Bedingungen und/oder Ausmaße daraus abgeleitet werden können. Aus der internationalen Anmeldung WO 99/35304 ist zum Beispiel bekannt, dass die Verengung die Gestalt eines ringförmigen λ/4 Wellenleiters annehmen kann, wobei die Verengung auf die zylindrische Achse zentriert wird und so in Position gebracht wird, dass sie in großer Nähe zu den zwei Enden des Resonanzraumes ist.
Die jetzigen Erfinder haben herausgefunden, dass zu viel Hochfrequenzenergie austreten kann, wenn ein Energieniveau von ungefähr 2.5 kW verwendet wird. Nach Ansicht der jetzigen Erfinder hängt besagtes Austreten auch von der Stärke der Schicht ab, die im Substratrohr abgelagert wird, und sie haben beobachtet, dass der Effekt der „Viertel-Wellenlängen-Verengung", der vom Stand der Technik her bekannt ist, abnimmt, wenn sich die Stärke der abgelagerten Schicht erhöht. Mit anderen Worten, die Gesamtstärke der Glasschichten erhöht sich während des Aufdampfungsverfahrens, so dass es wünschenswert ist, eine Anordnung der Verengung(en) zu entwickeln, die zu einem optimalen Ergebnis sowohl am Anfang als auch am Ende des Aufdampfungsverfahrens führt. Auf der Grundlage dieser Erfindung haben die jetzigen Erfinder festgestellt, dass der Effekt der Verengung optimiert werden kann, indem man eine Verengungslänge verwendet, die kleiner als eine Viertel-Wellenlänge ist, wie es in den angefügten Ansprüchen definiert wird.
Die hierbei verwendete Bezeichnung „Viertel-Wellenlänge" wird als Länge des verwendeten Koordinatensystems verstanden, das einem Viertel einer Wellenlänge im kartesischen Koordinatensystem entspricht. Da die Verengung im zylinderförmigen Ap plikator, der in dem vorliegenden Verfahren und in der vorliegenden Vorrichtung benutzt wird, ein zylinderförmiger Raum ist, der das Substratrohr umgibt, wird ein zylinderförmiges Koordinatensystem für die Bestimmung der Viertel-Wellenlänge verwendet. Wenn Mikrowellen verwendet werden, die eine Frequenz von 2.45 GHz haben, beträgt die Wellenlänge 122 mm. Die Länge einer zylinderförmigen Viertel-Wellenlängen-Verengung kann mittels der folgenden Gleichung errechnet werden:
wobei:

H (1) / v, H (2) / v: = Hankel-Funktionen
k₀: = Wellenzahl in Vakuum,
n: = Brechungsindex für das Füllen der Verengung verwendeten Materials

f: = Mikrowellenfrequenz
c₀: = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
a: = Radius der inneren Wand des Applikators
b: = Radius der Verengung

In einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Vorrichtung umfasst die Vorrichtung mindestens zwei verschiedene Verengungen, von denen jede eine Länge l hat, die kleiner als oder gleich der Viertel-Wellenlänge ist, wobei die Viertel-Wellenlänge einer Viertel-Wellenlänge im kartesischen Koordinatensystem entspricht und wobei die Länge l definiert wird als die Differenz zwischen der Länge der Verengung und der Länge des Radius der inneren Wand des Applikators, wobei beide von der zylindrischen Achse gemessen werden. Die jetzigen Erfinder fanden heraus, dass die Anwendung einer Füllmasse in der Verengung einen Einfluss auf die Absorption der Mikrowellen haben wird. Daraus ergibt sich eine bessere Leistung der Verengung.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel können weiterhin sich die Verengungen in der Länge l unterscheiden, wobei jede einzelne Länge l kleiner als oder gleich der Viertel-Wellenlänge ist, wobei die Viertel-Wellenlänge einer Viertel-Wellenlänge im kartesischen Koordinatensystem entspricht, wobei die Länge l definiert wird als der Unterschied zwischen der Länge der Verengung und der Länge des Radius der inneren Wand des Applikators, wobei beide in einer senkrechten Richtung zur zylindrischen Achse gemessen werden.
Es sollte verstanden werden, dass in solch einem Ausführungsbeispiel nur eine Verengung auf einer Seite des Resonators vorhanden sein kann. Entsprechend einer anderen Möglichkeit jedoch ist eine Verengung auf beiden Seiten des Resonators vorhanden. Wenn gewünscht können mehrere Verengungen auf einer Seite des Resonators vorhanden sein, wobei sich die Verengungen in der Länge jedoch unterscheiden können, in diesem Fall muss jede Länge l der vorher erwähnten Anforderung an die Länge entsprechen. Entsprechend einer anderen Möglichkeit jedoch werden einige Verengungen auf beiden Seiten vom Resonator platziert, in diesem Fall gilt die vorher erwähnte Anforderung an die Länge l für jede Verengung.
Die Intensität des Plasmas innerhalb des Substratrohres kann weiter erhöht werden, indem man den kleinsten Abstand zwischen zwei Verengungen konfiguriert, die auf beiden Seiten eines Applikators so angebracht werden, dass besagter Abstand kleiner als λ ist, wobei λ die Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung ist, die verwendet wird. Entsprechend solch eines Ausführungsbeispiels wird ein intensiveres Plasma erreicht, das eine effizientere Umwandlung der Ausgangsmaterialien im vorliegenden PCVD Verfahren liefert.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel kann die gesamte Länge der Verengung um ein Vielfaches von λ/2 erhöht werden, wobei λ die Wellenlänge der verwendeten Mikrowellen ist, ohne das der hieraus resultierende Effekt davon nachteilig beeinflusst wird.
Die jetzigen Erfinder haben außerdem herausgefunden, dass es möglich ist, so genannte kompakte Applikatoren zu entwerfen, indem man die Gestaltung der Verengung in Längsrichtung ausdehnt, wobei die Verengung dadurch gekennzeichnet ist, dass die ringförmige Form der Verengung derart ausgestaltet ist, dass sie einen radialen Raum und einen longitudinalen Raum umfasst, wobei der longitudinale Raum, welcher von ringförmiger Form ist, von der zylindrischen Achse um einen Abstand l'' beabstandet ist, sich entlang der zylindrischen Achse erstreckt und welcher eine Länge m aufweist, die parallel zu der zylindrischen Achse gemessen wird, und welcher eine innere Wand und eine äußere Wand umfasst, wobei l'' als die Abmessung des Radius der inneren Wand, welche in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen wird, definiert ist.
Entsprechend solch einem speziellem Aufbau ist die gesamte Länge der Verengung, nämlich die Länge l'' (senkrecht zur zylindrischen Achse) plus die Länge m (parallel zur zylindrischen Achse) vorzugsweise kleiner als oder gleich der Viertel-Wellenlänge, wobei die Viertel-Wellenlänge einer Viertel-Wellenlänge im kartesischen Koordinatensystem entspricht.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält den Aufbau von einer so genannten anpassungsfähigen Verengung, deren Länge l verändert werden kann. Entsprechend solch einem Aufbau ist eine Vorrichtung, die in einer Richtung beweglich ist, die zur zylindrischen Achse parallel ist, vorzugsweise im Längsraum angebracht, wobei der Abstand den die Mikrowellen innerhalb der Verengung zurücklegen angepasst werden kann durch ein Ändern des Maßes des Längsraumes mittels solch einer Vorrichtung. Ein Justierelement kann als besagte Vorrichtung benutzt werden, wobei die Verengung zum Beispiel über einen Leiter an eine Vorrichtung angeschlossen ist, die einen beweglichen Spulenkern enthält, der es ermöglicht, den Abstand zu verändern, den die Mikrowellen innerhalb der Vorrichtung zurücklegen. Zusätzlich ist es in einem speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Verengung mit einem Material zu füllen dessen Brechungsindex zum Beispiel durch ein magnetisches Feld, einen Strom oder eine Spannung verändert werden kann. Ein Beispiel für solch ein Füllmaterial ist Ferrit, da dieses Material einen Brechungsindex hat, der unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes verändert werden kann.
Beim Verwenden solch einer Verengung ist es möglich, die Länge der Verengung als Funktion der Zeit während des gesamten Aufdampfungsverfahrens anzupassen und dadurch das Austreten von Hochfrequenzenergie unabhängig von der Absetzung der Glasschichten zu minimieren, während gleichzeitig eine maximale Konzentration von Hochfrequenzenergie im Plasma sichergestellt wird.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird der Radialraum der Verengung außerdem vorzugsweise schräg in einem Winkel von 90 Grad bezüglich des Längsraums der Verengung positioniert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Applikator vorzugsweise zylindrisch symmetrische und ringförmige Form, weiterhin umfassend einen Resonatorhohlraum, der sich zylindrisch symmetrisch um die zylindrische Achse herum erstreckt und der eine ringförmige Form hat, wobei der besagte Resonatorhohlraum einen Schlitz enthält, der sich in einem Vollkreis rings um die zylindrische Achse erstreckt, wobei durch den Schlitz die Mikrowellenenergie vom Mikrowellenleiter transportiert wird. Es ist insbesondere wünschenswert, dass der Mikrowellenleiter sich in den Resonatorhohlraum öffnet. Für die Verbindung des Wellenleiters ist es außerdem wünschenswert, dass der Wellenleiter eine Längsachse hat, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der zylindrischen Achse er streckt, wobei die Längsachse den Schlitz oder den Durchlass nicht schneidet, insbesondere die den Resonatorhohlraum nicht in zwei gleiche Hälften teilt.
Weitere spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen definiert und ausführlicher in der Beschreibung der Abbildungen besprochen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform und umfasst das Durchführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens für das Aufdampfen einer oder mehrerer dotierter oder undotierter Schichten auf das Innere eines Glassubstratrohres, woraus eine feste Vorform gebildet wird, indem man thermisch das so erhaltene Glassubstratrohr kollabieren lässt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der PCVD Aufdampfungsverfahren in einer Vorrichtung wie oben definiert durchgeführt wird, wobei das Substratrohr über der zylindrischen Achse, innerhalb der inneren Wand des Resonatorhohlraums angebracht wird, wobei das Substratrohr und der Resonatorhohlraum im Wesentlichen koaxial sind, wobei der Resonatorhohlraum hin und her entlang der Länge eines Substratrohres verschoben wird.
Entsprechend solch eines Verfahrens werden die Verluste an Hochfrequenzenergie während des gesamten Aufdampfungsverfahrens minimiert, was im Ergebnis zu einem effizienteren Energieverbrauch führt.
Der Gebrauch einer so erhaltenen Vorform macht es möglich, eine optische Faser daraus zu ziehen, indem ein Ende der Vorform erhitzt wird.
Um einen zufrieden stellenden Effekt der oben dargestellten anpassungsfähigen Verengungen sicherzustellen, ist es möglich, solche Verengungen mit einem Mess- und Steuersystem zu versehen, wobei die Menge an Energie, die in oder nahe bei dem Applikator austritt gemessen wird, worauf die Verengung davon abhängig darauf angepasst wird.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlicher im Folgenden mit Bezug auf eine Anzahl von Figuren erklärt, wobei in diesem Zusammenhang angemerkt werden soll, dass die vorliegende Erfindung auf keinen Fall auf solch eine spezielle Figur eingeschränkt ist.
1A zeigt schematisch einen Applikator entsprechend der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt den Applikator der 1A in der Querschnittansicht.
2 zeigt den Effekt einer Anzahl von Verengungen während des Aufdampfungsverfahrens als eine Funktion der Verfahrenszeit mit verschiedenen Werten der Länge l.
3 zeigt schematisch eine anpassungsfähige Verengung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein spezielles Ausführungsbeispiel einer anpassungsfähigen Verengung.
1A und 1B zeigen ein Beispiel eines Applikators, wie er im vorliegenden PCVD Verfahren verwendet wird. Mikrowellen von einem Mikrowellengenerator (nicht gezeigt) werden zu einem Applikator 10 über einen Wellenleiter 11 geführt. Über einen Resonatorhohlraum 12 und einen Schlitz 13 im Applikator wird die Hochfrequenzenergie von den Mikrowellen in ein Plasma eingekoppelt, das im Substratrohr 14 nahe dem Resonanzhohlraum 12 vorhanden ist. Im Applikator sind Verengungen 15, 16 vorhanden, die das Austreten von Hochfrequenzenergie verhindern. Indem man für die Verengungen eine Länge l verwendet, die kleiner als die Viertel-Wellenlänge ist, wird der Effekt der Verengung optimiert. Aus praktischen Gründen wird die Breite b einer Verengung normalerweise so gewählt, dass sie kleiner als die Länge l der Verengung und größer als ungefähr 3 mm ist. Wenn zwei verschiedene Verengungen 15, 16 benutzt werden, wie in der 1A gezeigt wird, ist der Abstand d zwischen den zwei Verengungen 15, 16 ist maximal λ.
2 zeigt den Effekt von Verengungen unterschiedlicher Länge l während der Aufdampfung von Schichten auf die innere Wand eines Glassubstratrohres. Die durchgezogene Linie zeigt den Effekt einer herkömmlichen Verengung, die eine Länge l von 37 mm aufweist, was einer Länge einer Viertel-Wellenlängen-Verengung mit einer Mikrowellenstrahlung von 2,45 GHz und einen internen Radius a des Applikators von 19 mm entspricht (die „1/4 Verengung, die vom Stand der Technik bekannt ist). Es ist offensichtlich, dass ein zufrieden stellender Effekt nur am Anfang des Aufdampfungsverfahrens erhalten wird, aber dass beträchtliche Verluste von Hochfrequenzenergie am Ende des Aufdampfungsverfahrens auftreten, welche nicht wünschenswert sind. Die gestrichelte Linie zeigt den Effekt einer Verengung mit einer Länge von 30 mm (= 80% der „λ/4 Verengung"). In diesem Fall ist der Effekt der Verengung am Anfang des Aufdampfungsverfahrens annehmbar und besser als der der herkömmlichen Verengung am Ende des Aufdampfungsverfahrens. Eine Verengung, die eine Länge von 33 mm (= 89% der „λ/4 Verengung"), wie durch die gepunktete Linie veranschaulicht, stellt den besten Effekt an einem Punkt mitten im Aufdampfungsverfahren bereit und stellt ein optimiertes Verhalten während des gesamten Aufdampfungsverfahrens dar. Die Verengungen, die eine Länge von weniger als 20 Millimeter haben (= 54% der „λ/4 Verengung") (nicht gezeigt) haben einen Gesamteffekt, der weniger vorteilhaft ist als der einer herkömmlichen „λ/4 Verengung". Der Effekt einer Verengung, die eine größere Länge als die Viertel-Wellenlänge hat (nicht gezeigt) ist kleiner als der einer „λ/4 Verengung" über den gesamten Aufdampfungsbereich.
Der Verengungseffekt kann sogar weiter verbessert werden, indem unterschiedliche Verengungen von einer Länge kleiner als die Viertelwellenlänge, eine hinter der anderen in einen Applikator platziert werden. Die Erfinder haben außerdem herausgefunden, dass es möglich ist, kompakte Applikatoren zu entwerfen, indem man den Raum, aus dem eine Verengung besteht, in Längsrichtung ausdehnt. Ein Beispiel solch eines Entwurfs ist in der 3 gezeigt. Die Länge l der anpas sungsfähigen Verengung, die darin gezeigt wird, enthält die Länge der Verengung in der Radialrichtung plus die Länge in der Längsrichtung. Entsprechend solch einem anpassungsfähigen Verengungsentwurf kann die Länge l während des Aufdampfungsverfahrens derart angepasst werden, dass das Austreten von Hochfrequenzenergie unabhängig vom Stadium des Aufdampfungsverfahrens minimiert wird und dass eine maximale Konzentration von Hochfrequenzenergie im Plasma bewirkt wird.
3 zeigt schematisch einen Resonatorhohlraum, in dem die Länge l einer Verengung 35 angepasst ist, indem man eine Vorrichtung 36 hin und her verschiebt. Besagte Hin- und Herbewegung der Vorrichtung 36 kann mittels Öldruck oder Wasserdruck, oder mittels eines Schraubengewindeaufbaus bewirkt werden.
4 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel einer anpassungsfähigen Verengung 45, wobei die Verengung 45 mittels eines Wellenleiters 48 an ein Justierelement 49 angeschlossen wird, dessen Betrieb auf Mikrowellenreflexion basiert. Der Effekt der Verengung kann optimiert werden, indem man die Position verändert, auf der die besagte Reflexion am Ende einer sogenannten koaxialen Struktur stattfindet. Ein Beispiel solch eines Justierelements ist eine koaxiale Struktur, in der ein beweglicher Spulenkern vorhanden ist. Andere Justierelemente können zum Beispiel durch eine Stichleitung gebildet werden, in dem solch ein beweglicher Spulenkern vorhanden ist oder zum Beispiel ein beweglicher Metallstift vorhanden ist, der radial in die koaxiale Struktur hineinragt.

Claims

Vorrichtung zum Ausführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens, wobei eine oder mehrere dotierte oder undotierte Schichten auf die Innenseite eines Glassubstratrohrs (14) aufgebracht werden, wobei die Vorrichtung einen Applikator (10) mit einer inneren und einer äußeren Wand und einer Mikrowellenführung (11) umfasst, welche sich in den Applikator (10) öffnet, wobei sich der Applikator (10) um eine zylindrische Achse erstreckt und mit einem Durchgang benachbart zu der inneren Wand versehen ist, durch welchen die Mikrowellen heraustreten können, wobei das Substratrohr über der zylindrischen Achse angeordnet werden kann, und wobei mindestens eine Verengung (15, 16, 35, 45) von ringförmiger Form mit einer Länge l und einer Breite b mittig um die zylindrische Achse innerhalb des Applikators (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l der Verengung (15, 16, 35, 45) kleiner oder gleich der Viertelwellenlänge ist, wobei die Viertelwellenlänge einer Viertelwellenlänge in dem kartesischen Koordinatensystem entspricht, wobei die Länge l als die Differenz zwischen der Länge der Verengung (15, 16, 35, 45) und der Länge des Radius der inneren Wand des Applikators (10) definiert ist, wobei beides in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen wird, wobei sich die Wellenlänge auf die Mikrowellen von einem Mikrowellengenerator bezieht, welche über die Wellenführung (11) zu dem Applikator (10) getragen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens zwei getrennte Verengungen 15, 16, 35, 45), die jeweils eine Länge l, die kleiner oder gleich der Viertelwellenlänge ist, aufweisen, umfasst, wobei die Viertelwellenlänge einer Viertelwellenlänge in dem karte sischen Koordinatensystem entspricht, wobei die Länge l als die Differenz zwischen der Länge der Verengung (15, 16, 35, 45) und der Länge des Radius der Innenwand des Applikators (10) definiert ist, wobei beide in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengungen (15, 16, 35, 45) in ihren Längen unterscheiden, vorausgesetzt, dass jede einzelne Länge l kleiner oder gleich der Viertelwellenlänge ist, wobei die Viertelwellenlänge einer Viertelwellenlänge in dem kartesischen Koordinatensystem entspricht, wobei die Länge l als die Differenz zwischen der Länge der Verengung (15, 16, 35, 45) und der Länge des Radius der inneren Wand des Applikators (10) definiert ist, wobei beide in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen werden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Form der Verengung (15, 16, 35, 45) derart ausgestaltet ist, dass sie einen radialen Raum und einen longitudinalen Raum umfasst, wobei der longitudinale Raum, welcher von ringförmiger Form ist, von der zylindrischen Achse um einen Abstand l'' beabstandet ist, sich entlang der zylindrischen Achse erstreckt und welcher eine Länge m aufweist, die parallel zu der zylindrischen Achse gemessen wird, und welcher eine innere Wand und eine äußere Wand umfasst, wobei l'' als die Abmessung des Radius der inneren Wand, welche in einer Richtung senkrecht zu der zylindrischen Achse gemessen wird, definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Länge der Verengung (15, 16, 35, 45), das heißt die Länge l'' plus die Länge m, kleiner oder gleich der Viertelwellenlänge ist, wobei die Viertelwellenlänge einer Viertelwellenlänge in dem kartesischen Koordinatensystem entspricht.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4–5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (36), welche in einer Richtung parallel zu der zylindrischen Achse beweglich ist, in dem longitudinalen Raum vorhanden ist, demzufolge es damit möglich ist, den Abstand, über welchen sich die Mikrowellen innerhalb des longitudinalen Raumes bewegen, zu ändern. Vorrichtung nach Ansprüchen 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass der longitudinale Raum der Verengung in einem Winkel von 90° bezogen auf den radialen Raum der Verengung (15, 16, 35, 45) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite b kleiner als die Länge l oder l'' ist und die Breite b größer als 3 mm ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Verengung (15, 16, 35, 45) mindestens 60% der Viertelwellenlänge beträgt, wobei die Viertelwellenlänge einer Viertelwellenlänge in dem kartesischen Koordinatensystem entspricht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (15, 16, 35, 45) mit einem Einstellelement (49) über eine Führung (48) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator (10) zylindrisch symmetrisch und von ringförmiger Form ist und einen Resonanzhohlraum (12) umfasst, welcher sich zylindersymmetrisch um die Zylinderachse erstreckt und welcher von ringförmiger Form ist, wobei der Resonanzhohlraum (12) einen Schlitz (13) umfasst, welcher sich in einem vollen Kreis um die Zylinderachse erstreckt, wobei die Mikrowellenenergie von der Mikrowellenführung durch den Schlitz (13) transportiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mikrowellenführung in den Resonanzhohlraum (12) öffnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenführung (11) eine Längsachse aufweist, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu der zylindrischen Achse erstreckt, wobei die Längsachse den Schlitz (13) oder den Durchlass nicht schneidet.
Vorrichtung nach Ansprüchen 11–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse den Resonanzhohlraum (12) nicht in zwei gleiche Hälften teilt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l der Verengung um einen Wert n.λ/2 verlängert wurde, wobei n = eine Ganzzahl, λ = die Wellenlänge der verwendeten Mikrowellen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den zwei Verengungen (15, 16, 35, 45), welcher in einer Richtung parallel zu der zylindrischen Achse gemessen wird, maximal λ beträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Verengung (15, 16, 35, 45) mit einem mikrowellenabsorbierenden Material gefüllt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Verengung (15, 16, 35, 45) mit einem Material gefüllt ist, dessen Brechungsindex angepasst werden kann.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung durch einen elektrischen Strom, eine Spannung oder ein magnetisches Feld auszuführen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Vorform, umfassend das Ausführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens zum Aufbringen einer oder mehrerer dotierter oder undotierter Schichten auf die Innenseite eines Glassubstratrohrs (14), nach welchem eine feste Vorform durch thermisches Zusammenfallen des somit erhaltenen Glassubstratrohrs (14) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das PCVD Aufdampfungsverfahren mittels einer Vorrichtung, wie in einem oder mehreren der Ansprüche 1–16 definiert, durchgeführt wird, wobei das Substratrohr (14) über der zylindrischen Achse innerhalb der inneren Wand des Resonanzhohlraums (12) angeordnet ist, wobei das Substratrohr (14) und der Resonanzhohlraum (12) im Wesentlichen koaxial sind, wobei der Resonanzhohlraum (12) entlang der Länge des Substratrohrs (14) vor und zurück bewegt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Vorform, umfassend das Ausführen eines PCVD Aufdampfungsverfahrens zum Aufbringen einer oder mehrerer dotierter oder undotierter Schichten auf die Innenseite eines Glassubstratrohrs (14), nach welchem eine feste Vorform durch thermisches Zusammenfallen des so erhaltenen Glassubstratrohrs (14) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das PCVD Aufdampfungsverfahren mittels einer Vorrichtung, wie in einem oder mehreren der Ansprüche 6–10 definiert, durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, über welchen die Mikrowellen sich innerhalb der Verengung (15, 16, 35, 45) bewegen, in einer derartigen Art und Weise angepasst werden kann, dass der Verlust von Hochfrequenzenergie während des gesamten Aufdampfungsverfahrens minimiert wird.
Verfahren zur Herstellung einer optischen Faser, wobei ein Ende der Vorform, welche durch Ausführen des Verfahrens, wie in Ansprüchen 20–21 definiert, erzielt wird, erwärmt wird, wonach eine optische Faser daraus gezogen wird.