DE69018159T2

DE69018159T2 - Verfahren zur Abscheidung von Dünnschichten.

Info

Publication number: DE69018159T2
Application number: DE69018159T
Authority: DE
Inventors: Pierre Balian; Jean-Paul Rousseau
Original assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Current assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2010-07-27
Also published as: FR2650822B1; US5206060A; DE69018159D1; ES2071055T3; FR2650822A1; EP0413617A1; ATE120439T1; JP3165143B2; JPH03183781A; EP0413617B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines langgestreckten Gegenstandes, wie beispielsweise eine optische Faser.
Die Leistungseigenschaften von optischen Fasern können durch Umweltelemente verschlechtert werden. Beispielsweise erzeugt die Wechselwirkung von Wasser mit der Oberfläche einer Quarzglasfaser Oberflächenänderungen, welche die Festigkeit der Faser mindern können. Während einer zeitlichen Dauer kann Wasserstoff ebenfalls in eine optische Faser diffundieren, und die optischen Verluste in einem von dieser Faser geführten Signal erhöhen.
Um derartige Wechselwirkungen zu verhindern, kann eine Beschichtung auf die Faser aufgebracht werden, um schädliche Umweltelemente von der Wechselwirkung mit der Faser abzuhalten. In idealer Weise wirkt eine derartige Beschichtung als undurchdringbare, hermetische Barriere zwischen der Faser und der Umwelt. Eine derartige Beschichtung, beispielsweise eine Kohlenstoffbeschichtung, wird unter stabilen Umgebungsbedingungen auf die äußere Oberfläche einer Quarzglasummantelung der Faser aufgebracht durch induzierte Zersetzung eines geeigneten organischen Kohlenstoff enthaltenden Vorläufergases, beispielsweise Acetylen, um einen dünnen Kohlenstoffilm an der Faseroberfläche auszubilden, wie beschrieben von F. V. DiMarcello et al. in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 0098253, angemeldet am 18. September 1987. Für optimale Ergebnisse muß die Kohlenstoffbeschichtung bei einer speziellen Dicke innerhalb enger Toleranzen aufgebracht werden. Falls die Beschichtung zu dünn ist, beschränkt diese das Eindringen der unerwünschten Umgebungselemente, wie beispeilsweise Wasser und Wasserstoff, nicht ausreichend. Andererseits kann, falls diese zu dick ist, die Faserfestigkeit durch Mikrorisse, welche sich in der Kohlenstoffbeschichtung ausbilden kann, wenn die Faser unter hoher Zugkraft ist, gemindert werden.
Daher entstand ein Bedarf an einem dynamischen Verfahren zum Messen und Steuern der Dicke der auf die Faser aufgebrachten Beschichtung. Das Verfahren sollte die kontinuierliche Herstellung der Faser gestatten und sollte vorzugsweise direkten Kontakt mit der Faser vermeiden. Irgendeine Unterbrechung des kontinuierlichen Ziehverfahrens ist nicht zu tolerieren. Physikalischer Kontakt mit einer nicht ummantelten optischen Faser kann die Oberfläche beschädigen und die Zugfestigkeit der Faser mindern. Beim Stand der Technik wurde jedoch die Dicke einer Beschichtung durch statische, indirekt prozeßgekoppelte Meßtechnik gemessen, beispielsweise durch Elektronenmikroskopie oder durch Berechnungen, basierend auf einer direkten Strommessung des Widerstands einer elektrischen Schaltung. Diese herkömmlichen Verfahren erfordern entweder die Unterbrechung des Ziehverfahrens, den physikalischen Kontakt mit der nichtummantelten optischen Faser oder beides.
Das schweizer Patent 564 182 beschreibt die Messung der Dicke einer isolierenden Schicht an einem leitenden Körper. Die Messung wird mittels eines hochfrequenten magnetischen Feldes durchgeführt, das durch einen Elektromagneten erzeugt wird.
Das britische Patent 1 386 200 beschreibt die Abscheidung eines stromleitenden Materials an einem langgestreckten Körper. Die Dicke des Materials wird gemessen durch Kontaktieren des Materials, um dessen Widerstand zu messen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung umfassen Verfahren zum Beschichten langgestreckter Gegenstände, wie beispielsweise optische Fasern. Ein Verfahren umfaßt den Schritt des Abscheidens einer Beschichtung auf einer sich bewegenden optischen Faser und mittels eines nichtkontaktierenden elektromagnetischen Feldes, Messen eines Wertes der effektiven hochfrequenten Konduktanz der Beschichtung zum dynamischen Steuern der Dichte von der an der optischen Faser abgeschiedenen Beschichtung.
Beim Herstellungsverfahren spielt ein Verfahren zur Messung der Dicke einer leitfähigen Beschichtung an einem Isolator, beispielsweise Kohlenstoff an einer optischen Faser, eine Rolle. Das Messen der Dicke der Beschichtung umfaßt die folgenden Schritte: Ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld wird durch ein Eingangssignal erzeugt. Der beschichtete Isolator wird durch das erregte elektromagnetische Feld zu einer Position bewegt, an welcher das elektrische Feld ausreichend stark ist, um ein nützliches Ausgangssignal zu erzeugen. Die Beschichtung an dem Isolator ist in Bezug auf das elektrische Feld oder eine Komponente von diesem so orientiert, daß dessen Wechselwirkung mit der leitfähigen Beschichtung die Übertragungsverluste vom Eingang zum Ausgang erhöht. Ein Ausgangssignal wird dem elektromagnetischen Feld an einem Punkt entnommen, an welchem das Ausgangssignal erfaßbar ist. Ein derartiger Punkt ist zu dem Ort der Faser beabstandet gelegen. Die Entnahme kann entweder durch eine elektrische Feldsonde oder eine magnetische Feldsonde erreicht werden. Aus Änderungen im Ausgangssignal in Bezug auf einen vorbestimmten Standard wird die tatsächliche Hochfrequenzkonduktanz der leitfähigen Beschichtung ermittelt. Die Dicke der Beschichtung wird aus den Konduktanzdaten bestimmt.
Die nachfolgenden Vorteile werden durch die Ausführungsformen des Verfahrens erreicht. Der beschichtete Isolator bewegt sich kontinuierlich durch die Vorrichtung zur Messung ohne irgendeinen physikalischen Kontakt. Es tritt keine Unterbrechung des Herstellungsverfahrens auf. Aus der Dickenbestimmung werden Signale zur dynamischen Steuerung des Beschichtungsverfahrens erzeugt, um eine erwünschte Dickentoleranz einzuhalten.
Die hier beschriebenen grundlegenden Prinzipien können über einen weiten Bereich von Hochfrequenzen angewendet werden, typischerweise von ungefähr 10 MHz bis 150 GHz, und können bei einem weiten Bereich von Beschichtungsanordnungen durch geeignetes Auswählen eines Frequenzbereichs und einer Ausstattung, die mit dem ausgewählten Frequenzbereich verträglich ist, angewendet werden.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Ziehen einer optischen Faser aus einer Vorform und einer Vorrichtung zum Durchführen von Messungen und Steuern des Ziehvorgangs und des Beschichtungsverfahrens,
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Abschnitts einer optischen Faser ohne deren polymere Ummantelung,
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Abschnitts einer optischen Faser, die mit einer leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung beschichtet ist,
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Messen der Dicke der leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung an der optischen Faser,
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vektoren einer einfallenden elektromagnetischen Welle und deren sich ergebender reflektierten Welle, die an einem Kurzschluß-Abschluß erzeugt wird,
Fig. 6 zeigt eine Serie von Kurven, welche die Ausgangsenergie als Funktion der Frequenz für verschiedene an einer optischen Faser vorgenommenen Messungen zeigen,
Fig. 8, 9, 11, 13, 15 und 16 sind schematische Darstellungen von anderen Anordnungen zum Messen der Dicke von der leitfähigen Beschichtung an der optischen Faser,
Fig. 10 ist eine Kennlinie der übertragenen Leistungsverluste als Funktion der Konduktanz oder Dicke einer beispielhaft beschichteten Faser,
Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung von Fig. 11, und
Fig. 14 zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung von Fig. 13.
Die Vorform 24 aus Fig. 1 kann Quarzglas mit vorbestimmten Dotierstoffen umfassen, welches eine optische Faser mit einem Kernabschnitt geringen optischen Verlustes bilden wird, der durch einen Ummantelungsabschnitt mit einem geringeren Brechungsindex als der des Kerns umgeben ist.
Ein Ofen 25 umschließt wenigstens das untere Ende der Vorform 24 und heizt dieses Ende auf dessen Schmelz oder Aufweichtemperatur. Die Faser 20 wird vom Ende der Vorform 24 mit einer Geschwindigkeit oder Rate gezogen, von der bekannt ist, daß durch sie die Faser 20 mit einem vorbestimmten Durchmesser erzeugt wird. Generell wird die Faser aus der Vorform bei geregelter, fester Temperatur und Geschwindigkeit gezogen. Andere Kombinationen der Ziehtemperatur und der Ziehgeschwindigkeit oder der Ziehrate können zur Herstellung von Fasern mit dem gleichen Durchmesser verwendet werden.
Während des Ziehvorgangs bewegt sich die Faser 20 durch ein Meßgerät 26 zur Erfassung des Durchmessers, welches auf der Leitung 27 ein den Durchmesser der Faser charakterisierendes Signal erzeugt. Dieses Signal wird zum Eingang eines Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessors 28 gesendet. Ein durch den Prozessor 28 erzeugtes Steuersignal wird über die Leitung 29 zum Steuern der Temperatur des Ofens 25 geführt.
Danach bewegt sich die Faser 20 weiter, falls gewünscht, durch eine fakultative Heizvorrichtung 30 und ein Thermometer oder ein Pyrometer 31 zur Ergänzung der Restwärme in der Faser 20 und zur Überwachung der Temperatur der Faser 20. Die durch das Thermometer 31 gemessene Temperatur wird durch eine Leitung 32 an den Prozessor 28 angelegt, der ein Signal auf einer Leitung 33 zum Steuern der Temperatur der Heizvorrichtung 30 erzeugt. In einer Kammer 34 variabler Länge oder einer Teleskopkammer wird die heiße Oberfläche der sich bewegenden Faser 20 einer beispielhafte Mischung eines Acetylen-Vorläufergases zusammen mit Chlor und einem Inertgas, wie z.B. Stickstoff, Argon oder Helium, ausgesetzt, um die Zersetzung des Acetylen-Vorläufergases hervorzurufen und eine um den Umfang der Faser gleichförmigen, leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung abzuscheiden. Chlor wird als Getter für freien Wasserstoff verwendet. Die Länge der Kammer 34 wird über die Leitung 60 zum Prozessor übertragen. Der Prozeß der Beschichtungsabscheidung tritt unter gesteuerten Umgebungsbedingungen auf, die typischerweise fest sind. Während sich die Faser bewegt und ohne daß sie irgendeine Vorrichtung berührt, wird die Dicke der beispielhaften, leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung kontinuierlich innerhalb enger Toleranzen gesteuert, um wirkungsvoll die optische Faser 20 während der Herstellung, der Verlegung oder der Verwendung der Faser in einem Übertragungssystem hermetisch gegen jeden nachfolgenden Kontakt weder mit Wasser noch mit Wasserstoff abzudichten. Zur gleichen Zeit wird die Verletzbarkeit der Beschichtung durch Rißbildung unter Zugbelastung wegen übermäßiger Beschichtungsdicke zur Beibehaltung eines annehmbaren Grades der Faserfestigkeit beschränkt.
Bezugnehmend auf Fig. 2 wird dort eine Darstellung der nackten optischen Faser 20 mit einem Kern 22 und einer Ummantelung 24 gezeigt. Obwohl nicht in Fig. 2 dargestellt, können mehr Schichten als der Kern und eine einzelne Ummantelungsschicht der nackten optische Faser vorliegen.
Bezugnehmend auf Fig. 3 wird dort eine Darstellung der mit einer als Punkte allgemein dargestellten, dünnen Kohlenstoffschicht beschichteten optischen Faser 20 gezeigt.
Nachdem die Kohlenstoffbeschichtung auf die sich bewegende Faser 20 der Fig. 1 aufgebracht ist, bewegt sich die beschichtete Faser weiter durch eine hochfrequenzresonante Kavität 35, um die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung zu messen. Hochfrequenzen sind Frequenzen einer elektromagnetischen Welle zwischen den Tonfrequenzen und den infraroten Frequenzen. Eine Kavität für Frequenzen im Mikrowellenbereich wurde aufgrund von Bauteilgrößen und Verfügbarkeit erfolgreich verwendet. Eine Mikrowelle ist eine elektromagnetische Welle mit sehr kleiner Wellenlänge, typischerweise < 30 cm. Nach Austritt aus der Kavität 35 mit resonanter Frequenz bewegt sich die Faser 20 weiter durch eine oder mehrere Gefäße 46, welche mit unter UV-Licht aushärtbaren, flüssigen Materialien gefüllt sind, die nachfolgend in polymere Feststoffe zur Ummantelung der Faser 20 verwandelt werden, um deren Oberfläche zukünftig vor mechanischer, aus zufälliger oder versehentlicher Berührung herrührender Beschädigung zu schützen. Diese Umwandlung zu dem polymeren Feststoff wird durch Anwendung von ultraviolettem Licht durch eine Lampeneinrichtung 47 durchgeführt. Sobald die Ummantelung an der Faser 20 gebildet ist, windet sie sich um eine Antriebsrolle 48 und wird dann auf eine Spule 49 zur Aufbewahrung und zur leichten Handhabung aufgewickelt, bis die Faser in einem Übertragungssystem verlegt wird. Die Geschwindigkeit der Antriebsrolle und der Faser werden über die Leitung 61 zum Prozessor 28 gesendet.
Zwei beispielhafte Subsysteme steuern den vorhergehend beschriebenen Ziehvorgang der optischen Faser. Das erste Steuersystem mit dem Meßgerät 26 zur Bestimmung des Durchmessers ermittelt den Durchmesser der Faser durch eine in einer optischen Kammer durchgeführten Messung und wandelt eine solche Messung durch Analyse im Prozessor 28 in ein analoges Steuersignal um. Dieses Steuersignal für den Durchmesser wird über die Leitung 29 an den Ofen 25 zum Einstellen der Ofentemperatur und/oder durch eine Leitung 54 an die Steuereinheit 55 der Antriebsrolle zur Einstellung der Ziehgeschwindigkeit angelegt, so daß der Faserdurchmesser innerhalb vorbestimmter Toleranzen gehalten wird. Die Steuerung des Faserdurchmessers durch die Betriebsweise des Ofens und die Ziehtemperatur ist ausführlich in einem Lehrbuch mit dem Titel "Optical Fiber Telecommunications", herausgegeben von S. E. Miller et al., Academic Press, Inc., 1979, Seiten 263-298, beschrieben.
Ein anderes Steuersystem mißt und steuert die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung, die auf die Oberfläche der sich bewegenden optischen Faser 20 ohne physikalische Berührung der nicht ummantelten Faser aufgebracht wird. Dieses Verfahren zum Messen und kontinuierlichen Steuern der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung wird mit einem oder mehreren der folgenden Parameter betrieben: Fasertemperatur, Acetylengasdruck, die Zeit, die die Faser dem Acetylen ausgesetzt ist, oder die Konzentration des Acetylengases; und ist ein Beispiel des neuen Verfahrens der Erfindung, die ausführlich im folgenden beschrieben wird. Der Druck in der Kammer 34 wird über die Leitung 62 zum Prozessor 28 übertragen. Ein Steuersignal zum Ändern des Druckes wird vom Prozessor 28 über eine Leitung 56 zu einem Druckregler 57 gesendet. Ein Anzeigesignal der Konzentration des Acetylengases wird über eine Leitung 63 von der Kammer 43 zum Prozessor 28 weitergeleitet. Ein Steuersignal oder mehrere Steuersignale zum Verändern des Gasgemisches wird oder werden vom Prozessor 28 über eine Leitung 64 zu den Gasversorgungsventilen 65, 66 und 67 übertragen. Die Gase werden in einem Verteiler 68 gemischt und durch den Druckregler 57 und die Versorgungsleitung 40 zur Gaskammer 34 befördert. Die Gase treten aus der Gaskammer 34 durch einen Auslaßstutzen 45 aus. Obwohl die Kavität 35 zu den Versorgungsgefäßen 46 für die unter UV-Licht aushärtbaren Ummantelung als vorausgehend gezeigt ist, kann sich die Kavität hinter den Gefäßen 46 und der Lampeneinrichtung 47 befinden.
Bezugnehmend auf Fig. 4 ist dort eine perspektivische Ansicht der resonanten Kavität 35 gezeigt. Fig. 4 zeigt eine beispielhafte resonante Kavität zum Betrieb im Frequenzbereich von Mikrowellen. In Fig. 4 ist ein Abschnitt eines rechteckförmigen Hohlwellenleiters 37 für Mikrowellen mit einer Länge dargestellt, die gleich der halben geführten Wellenlänge entsprechend der Betriebsfrequenz ist. Jedes Ende des Wellenleiterabschnittes ist durch eine der leitenden Platten 38 und 39 kurzgeschlossen. Ein durch einen Signalgenerator 41 mit einer festen oder einer Wobbel-Frequenz erzeugtes Mikrowellenfrequenz-Eingangssignal wird über eine Koaxialleitung 42, ein Verbindungselement 43 und eine Öffnung durch die Kurzschlußplatte 38 bis zu einer Schleife 44 des Mittelleiters an Masse gekoppelt. Diese Schleife für das magnetische Eingangssignal ist im Inneren der resonanten Kavität angebracht, um ein resonantes elektromagnetisches Feld in Antwort auf das angelegte Eingangssignal anzuregen. Typische Leistungspegel des Eingangssignals liegen im Bereich von einem Bruchteil eines Milliwatts bis etwa 100 mW.
Gemäß der in Fig. 4 gewählten Norm verkörpert die Gruppe der Pfeile die elektrischen Feldvektoren in der resonanten Kavität bei Resonanz. Diese elektrischen Feldvektoren zeigen einen Augenblickszustand eines sich kontinuierlich verändernden elektrischen Feldes an. Longitudinal vom Eingang ausgehend stellt die Amplitude des elektrischen Feldes eine stehende Welle dar, die von Null an der Eingangs-Kurzschlußplatte 38 bis auf eine Maximumamplitude im Zentrum der Kavität ansteigt. Wie auf einer Achse längs des Bodens der Kavität gezeigt ist, ist der Abstand der Skalenmarken zwischen der Eingangs- Kurzschlußplatte 38 und der Ausgangs-Kurzschlußplatte 39 eine halbe Wellenlänge λg/2 der geführten Welle. Die Amplitude des elektrischen Feldes nimmt bis auf Null an der Ausgangs-Kurzschlußplatte 39 ab. Obwohl die Länge des Wellenleiterabschnittes entsprechend der Betriebsfrequenz gerade wie die halbe Wellenlänge dargestellt ist, können andere Vielfache der halben Wellenlänge verwendet werden.
In der Querschnittsebene in der Mitte der Kavität schneiden sich zwei Ebenen aus Pfeilen, die das elektrische Feld der stehenden Welle darstellen. Dieses elektrische Feld besitzt eine Maximumamplitude in oder nahe der Mitte und einer auf Null abnehmende Amplitude an beiden Seiten des Wellenleiters.
Eine beschichtete Faser bewegt sich durch Öffnungen, die in die obere Wand und die Bodenwand des Wellenleiterabschnittes eingebracht sind. Diese Öffnungen werden sich gegenüberliegend angebracht, so daß die optische Faser leicht durchgezogen werden kann und sich kontinuierlich ohne physikalisches Berühren der Wellenleiterstruktur bewegt. Die Öffnungen werden dort angebracht, wo das elektrische Feld eine ausreichende Stärke besitzt, um ein Nutzsignal zu liefern, und es über die Öffnung hinreichend gleichförmig ist, um zweckmäßige Messungen an der sich bewegenden Faser während des Beschichtungsvorgangs der Faser durchführen zu können.
Obgleich nicht in Fig. 4 gezeigt, ist gleichzeitig mit dem elektrischen Feld ein magnetisches Feld vorhanden. Ein derartiges magnetisches Feld ist im rechten Winkel zur Richtung des elektrischen Feldes gerichtet. Das elektrische Feld und das magnetische Feld bilden zusammen innerhalb der resonanten Kavität ein elektromagnetisches Feld in Antwort auf das erregende Eingangssignal.
Ein Ausgangssignal kann entweder durch eine elektrische Feldsonde oder eine magnetische Feldsonde aus der resonanten Kavität entnommen werden. In jedem Fall wird die Sonde so positioniert, daß sie mit dem geeigneten Feld an einem Punkt wechselwirkt, an dem die Feldstärke ausreicht, ein nutzbares Ausgangssignal zu erzeugen.
Betrachten wir wie in Beispiel 4, daß ein Ausgangssignal der Kavität mittels einer Schleife 50 für das magnetische Ausgangssignal entnommen wird, die durch die Ausgangs-Kurzschlußplatte in die Kavität eingeführt ist. Diese Koppelschleife des Ausgangs wird beispielsweise durch Biegen des Mittelleiters eines koaxialen Verbindungselementes 53 in Richtung zur Ausgangs- Kurzschlußplatte 39 gebildet. Die Koaxialleitung 52 überträgt das Ausgangssignal von der Ausgangs-Koppelschleife 50 und dem Verbindungselement 53 zu einem Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28. Obwohl die Energieeinführung oder -zuführung, die Koppelschleife 44 und die Energieentnahme oder -abführung bzw. die Koppelschleife 50 als magnetische Feldsonden dargestellt sind, positioniert für optimale Magnetfeldstärke, ist es wichtig zu betonen, daß sie durch elektrische Feldsonden zur Einführung und Entnahme ersetzt werden können, die für ein optimales elektrisches Feld positioniert sind. Als eine Alternative zu der Sondenanordnung mit koaxialer Zuführung können andere Übertragungsmedien zur Wellenleitung die Verbindungselemente 43 und 53 über Kopplung durch geeignete Löcher in den Kurzschlußplatten 38 und 39 ersetzen.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird dort eine graphische Darstellung von Vektoren gezeigt, die die elektrische Energie an der Kurzschlußplatte 39 der Fig. 4 verkörpern. Auf der linken Seite vom Ursprung der dreidimensionalen Achsendarstellung (x, y, z) sind ein elektrischer Feldvektor Ei , ein magnetischer Feldvektor Hi und ein Geschwindigkeitsvektor γi der einfallenden elektromagnetischen Welle gezeigt. Es ist festzuhalten, daß der elektrische Feldvektor in die positive vertikale Richtung orientiert ist und daß der magnetische Feldvektor in der dreidimensionalen Achsendarstellung horizontal orientiert ist. Wenn die einfallende Welle die am Ursprung der horizontalen Achse befindliche Kurzschlußplatte 39 erreicht, wird eine reflektierte Welle erzeugt. Da ein Kurzschluß vorliegt, ist die effektive Spannung Null und das reflektierte elektrische Feld Er ist in negativer, vertikaler Richtung orientiert. Dessen Betrag ist gleich dem Betrag des einfallenden elektrischen Feldes Ei.
Am gleichen Ort wird auch das einfallende magnetische Feld reflektiert. Die Polarität des reflektierten magnetischen Feldes Hr ist die gleiche wie die des einfallenden magnetischen Feldes, aber die Amplitude wird infolge der Ausgangs-Kurzschlußplatte 39 verdoppelt. Der reflektierte Geschwindigkeitsvektor γr wird auch zur Richtung des einfallenden Geschwindigkeitsvektors γi umgekehrt.
Die beispielhaften magnetischen Eingangs- und Ausgangskoppelschleifen 44 und 50 der Fig. 4 sind orientiert, um Energie einzukoppeln und Energie aus der resonanten Kavität an oder in der Nähe von Punkten maximaler magnetischer Feldstärke oder an Punkten mit ausreichender magnetischer Feldstärke zu entnehmen, um ein Nutzsignal in der Ausgangs-Koppelschleife 50 zu erzeugen.
Der beispielhafte Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 der Fig. 1 und 4 führt mehrere Funktionen aus. Unter diesen Funktionen sind (1) die Erzeugung einer Kennlinie bzw. einer charakteristischen Kurve der Ausgangssignalleistung als Funktion der Frequenz für die resonante Kavität 35, (2) das Vergleichen der charakteristischen Kurve der Ausgangssignalleistung als Funktion der Frequenz mit einer Referenzcharakteristik, (3) das Feststellen des Unterschiedes zwischen der Ausgangssignalcharakteristik und der Referenzcharakteristik, (4) das Senden eines mit diesem Unterschied verknüpften Signals über eine Leitung 56 zu einem Steuerelement 57 der Fig. 1 zum Verändern des Flusses oder des Partialdruckes des Acetylen-Vorläufergases, (5) das Senden eines Steuersignals über die Leitung 54 zum Verändern der Geschwindigkeit des Zielvorganges zur Steuerung der Temperatur der Faser, wenn sie in die Acetylenkammer eintritt, (6) das Senden eines Steuersignals über eine Leitung 58 zum Verändern der Länge der Kammer 34 zur Steuerung der Einwirkzeit des Acetylens und (7) das Senden eines Steuersignals über die Leitung 33 zum Verändern der Temperatur der Faser und der Beschichtung der Faser. Die Einstellungen dieser vorstehend erwähnten Parameter des Beschichtungsprozesses werden zur Veränderung der Rate bzw. Geschwindikeit durchgeführt, mit der die Kohlenstoffbeschichtung auf die sich bewegende Faser abgeschieden wird. Um jeden spezifischen Beschichtungsprozeß zu steuern, muß bzw. müssen ein oder mehrere dieser Parameter gesteuert werden.
Bezugnehmend auf Fig. 6 ist dort eine graphische Darstellung der Ausgangsenergie als Funktion der Frequenz für drei verschiedene Resonanzbedingungen der Kavität 35 aus Fig. 4 gezeigt. In Fig. 6 stellt eine schmale, nadelförmige Ausgangskurve 76 die Ausgangssignalenergie als Funktion der Frequenz für die leere Kavität 35 oder für die Kavität 35 mit einer darin eingeführten, unbeschichteten, optischen Faser dar. Da die optische Faser 20 im wesentlichen aus Quarzglas, einem Dielektrikum, angefertigt wird, ist die Faser ein elektrischer Isolator oder Nichtleiter und übt nur eine sehr geringe Wirkung auf die Ansprechkurve der leeren Kavität aus. Die Ansprechkurve 76 ist eine für die Steuerüng nützliche Referenz.
Die beiden anderen Ansprechkurven 78 und 80 stellen Kurven der oberen und unteren Grenzen der Solldicke der Kohlenstoffbeschichtung dar, die auf die optische Faser 20 der Fig. 4 abgeschieden wird. Da Kohlenstoffleitfähig ist und da die Beschichtung im wesentlichen mit dem elektrischen Feld in der Kavität ausgerichtet ist, induziert dieses Feld einen Strom in axialer Richtung entlang der leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung auf der Faser. Die Leitfähigkeit ist eine Zahl, die proportional zum Strom aus einer Fläche eines Einheitswürfels des Beschichtungsmaterials zur gegenüberliegenden Fläche des Würfels ist, wenn zwischen diesen beiden Flächen eine Einheitspotentialdifferenz aufrecht erhalten wird. Als Leiter ist die Kohlenstoffbeschichtung fähig, einen elektrischen Strom zu führen. Ein derartiger Strom verändert sich periodisch in der Richtung mit der Frequenz des angelegten elektrischen Feldes und verursacht ein magnetisches Feld um die Faser 20 herum. Dieser Mechanismus verzerrt das elektromagnetische Feld in der Kavität und dissipiert oder absorbiert Leistung. Folglich wird die Kurve der Ausgangsenergie als Funktion der Frequenz in der Amplitude vermindert, die Form der schmalen Ansprechkurve 76 für die leere Kavität verbreitert sich, und die Resonanzfrequenz verändert sich. Dies ergibt eine kontinuierliche Kurvenschar. Nur drei Kurven dieser Schar werden gezeigt. Die Ansprechkurven 78 und 80 des Ausgangs und weitere der Schar sind für die Kalibrierung der sich ergebenden Ansprechkurven aus dem Sollbereich der Konduktanz und damit der Kohlenstoffdicke nachfolgend in Bezugnahme auf die Kurve 76 zur Messung der Dicke der auf die optische Faser 20 abgeschiedenen Kohlenstoffbeschichtung nützlich. Die Konduktanz ist typisch das Verhältnis des durch die Beschichtung geführten Stromes zur angelegten elektromotorischen Kraft (reziprok zum Widerstand) bei Gleichstrom. Wir messen die effektive Konduktanz bei Hochfrequenz.
Der Erfassungs-, Analyse- und Rückkoppel-prozessor 28 analysiert kontinuierlich die Daten der Ausgangsenergie als Funktion der Frequenz während des Faserziehens. Der Prozessor 28 bestimmt aus den Werten der Amplitude und der Frequenz im Vergleich mit denen der Referenzkurve sowohl den Gütefaktor Q der Kavität als auch die Konduktanz der Beschichtung. Eine derartige Bestimmung oder Messung der Konduktanz ist leicht auf Daten zur Dicke der Beschichtung umwandelbar und zur Ermittlung, ob die Daten zur Dicke innerhalb der Sollwertgrenzen liegen oder nicht. Der Prozessor 28 erzeugt als Ergebnis der Datenverarbeitung ein Signal, welches, wenn es zum Steuern des Beschichtungsprozesses zurückgeleitet wird, die Kohlenstoffdicke innerhalb der Sollwertgrenzen durch Steuern eines oder mehrerer der Prozeßparameter hält: Fasertemperatur, Dichte des Vorläufergases, Einwirkzeit der Faser oder Druck des Vorläufergases.
Bezugnehmend auf Fig. 7 ist dort eine andere Ausführung der resonanten Kavität 90 gezeigt. Außer in der runden, zylindrischen Gestalt der Kavität 90 ist die Anordnung und die Betriebsweise des Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessors aus Fig. 7 ähnlich zu denen der Vorrichtung aus Fig. 4. Die mit Kohlenstoff beschichtete optische Faser 20 bewegt sich auf einer solchen Bahn durch die Kavität 90, daß sie mit dem in der Kavität erregten elektrischen Feld ausgerichtet ist. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Faser 20 in der Kavität 90 befinden sich auf oder nahe der Position ausreichender elektrischer Feldstärke zur Erzeugung eines erfaßbaren Ausgangssignals. Die Dicke des Kohlenstoffs wird, wie vorstehend beschrieben, durch ein rückgekoppeltes Steuersignal geregelt.
Bezugnehmend auf Fig. 8 ist dort eine andere Anordnung zum Erfassen der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung an einer sich bewegenden optischen Faser gezeigt. In Fig. 8 sind zwei runde, zylinderförmige Kavitäten 110 und 112 mit einem Zwischenkopplungsabschnitt 115 dargestellt. Wenn über die Signalquelle 41 ein Wechselstromsignal durch die Leitung 42 und die Koppelschleife 44 des Eingangs bis zur Kavität 110 angelegt wird, wird darin ein elektromagnetisches Feld aufgebaut. Ein Teil der Energie des elektromagnetischen Feldes in der ersten Kavität 110 wird durch den Zwischenkoppelabschnitt 115 in die zweite Kavität 112 gekoppelt. Ein Ausgangsenergiesignal wird aus der zweiten Kavität in die Koppelschleife 50 des Ausgangs gekoppelt und zum Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 übertragen.
Die kohlenstoffbeschichtete optische Faser 20 bewegt sich durch die Eintrittsöffnung in die zweite Kavität 112 hinein, in den Koppelabschnitt 115 und die erste Kavität 110 und durch eine Austrittsöffnung heraus. Die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung wird durch das gleiche, vorhergehend beschriebene Verfahren ermittelt. Wie in Fig. 1 erläutert, wird die Dicke durch den Prozessor 28 gemessen, der auch ein Steuersignal festsetzt, welches den Vorgang der Kohlenstoffbeschichtung steuert.
Bezugnehmend auf Fig. 9 ist dort eine kohlenstoffbeschichtete, sich durch die Längsschlitze 130 und 132 in einem Wellenleiterabschnitt 135 hindurchbewegende optische Faser gezeigt. Der Wellenleiter wird von der Quelle 41 und der Leitung 42 mit einem sich fortpflanzenden elektromagnetischen Feld gespeist. Die Schlitze 130 und 132 sind entlang den Mittellinien der sich gegenüberliegenden breiten Flächen des Wellenleiterabschnittes eingebracht. Die Schlitze sollten vernünftigerweise so schmal wie möglich sein, aber damit vereinbar, daß die Faser nie die Schlitzränder berührt.
Aus Gründen der verfügbaren Teile und der Größe dieser Teile wurden ein Abschnitt eines WR90-Wellenleiters und ein bei 10,5 Gigahertz oszillierendes Klystron für die Anordnung ausgewählt. Als Detektor am Ausgang des Wellenleiters 135 wird eine Kristalldiode verwendet. Für die Verbindung des Klystrons und des Detektors mit dem Abschnitt des Wellenleiters wurden Anpassungsabschnitte verwendet. Bei niedrigen Eingangsleistungspegeln, beispielsweise < 100 mW, ist der Ausgangsstrom des Detektors proportional zum Quadrat des elektrischen Feldes im Wellenleiter. Dieser Ausgangsstrom ist daher proportional zur Ausgangsleistung. Die vorstehenden speziellen Ausführungsformen und Parameter werden als Beispiel erwähnt. Andere Größen, Frequenzen und Leistungspegel sind auch zweckmäßig. Wie vorstehend beschrieben, verursacht das über das Klystron aus Fig. 9 angelegte Eingangssignal in dem Wellenleiterabschnitt ein sich fortpflanzendes elektromagnetisches Feld. Im unwahrscheinlichen Fall, daß die Anordnung vollkommen abgestimmt ist, ist der Betrag des zeitgemittelten vertikalen elektrischen Feldes entlang der ganzen Achse des Wellenleiterabschnitts 135 in Abwesenheit einer beschichteten Faser konstant. In diesem Fall ist die Längsposition der Faser nicht bedeutend. Im wahrscheinlicheren Fall, daß die Anordnung nicht angepaßt ist, liegen bzw. liegt im Abschnitt des Wellenleiters 135 stehende Wellen und daher wenigstens eine partielle Resonanzbedingung vor. Für die fehlangepaßte Anordnung existieren Positionen mit größerer elektrischer Feldstärke, an denen durch die leitfähige Beschichtung mehr Leistung absorbiert wird. Eine vorsätzliche Fehlanpassung kann durch Einstellschrauben und/oder Irisblenden im Wellenleiter hervorgerufen werden. In diesem Fall der Fehlanpassung befindet sich die Faser vorsätzlich in einer longitudinalen Position, die sich mit einem elektrischen Maximumfeld deckt, welches einem minimalen longitudinalen Feldgradienten entspricht.
Wenn sich die Faser 20 mit der leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung durch den Wellenleiter bewegt, wird die leitfähige Beschichtung mit der elektrischen Feldkomponente, die parallel zur Achse der Faser liegt, wechselwirken. Die übertragene Leistung ist durch die Erzeugung eines Wechselstromes in der Kohlenstoffbeschichtung vermindert. Der Betrag des Leistungsverlustes ist eine Funktion der Konduktanz der Kohlenstoffbeschichtung auf der Faser. Für eine optische Faser mit gleichförmigem äußerem Durchmesser hängt die Konduktanz der Kohlenstoffbeschichtung von der Leitfähigkeit des Kohlenstoffs und der veränderlichen Dicke der Kohlenstoffbeschichtung ab.
Somit wird der Erfassungs- und Analyseprozessor 28 in Abhängigkeit der variablen Dicke der Kohlenstoffbeschichtung einen variablen Übertragungsverlust für eine bestimmte konstante Eingangssignalleistung bei gegebener Frequenz messen.
Fig. 10 zeigt die Ergebnisse der Messungen 134, 136, 137, 138 und 139 des Übertragungsverlustes der Leistung als Funktion der Konduktanz oder Dicke einiger praktischer Beispiele von Kohlenstoffbeschichtungen.
Bezugnehmend auf Fig. 11 wird dort ein Abschnitt einer koaxialen Übertragungsleitung 140 mit einem äußeren Zylinderleiter 141 und einem Mittelleiter 142 gezeigt, die durch ein Dielektrikum 144 getrennt sind. Wenn diese koaxiale Übertragungsleitung 140 durch eine Wechselstromsignalquelle 41 angeregt wird, wird ein elektromagnetisches Feld längs ihrer Achse aufgebaut. Der Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 stellt den Betrag des Ausgangssignals am anderen Ende des Abschnitts der koaxialen Übertragungsleitung 140 fest. Längs eines ausgewählten Durchmessers der koaxialen Übertragungsleitung 140 wird eine Öffnung 146 über den vollen Durchmesser durch die koaxiale Übertragungsleitung eingebracht. Die zu messende optische Faser 20 bewegt sich während des Ziehvorgangs der Faser durch die Öffnung 146.
Da, wie in der Querschnittsdarstellung der Fig. 12 gezeigt, das erregende elektromagnetische Feld ein radiales elektrisches Feld aufbaut, gibt es Komponenten dieses elektrischen Feldes, die mehr oder weniger parallel zur Beschichtung an der Faser 20 orientiert sind, wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist. Durch die Komponenten des radialen elektrischen Feldes wird ein Wechselstrom in der leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung induziert. Somit wird von der kohlenstoffbeschichteten Faser Leistung absorbiert oder dissipiert, und die sich ergebende Verminderung der Ausgangssignalleistung wird durch den Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 gemessen.
Bezugnehmend auf Fig. 13 ist dort eine koaxiale Resonatoranordnung 150 zum Messen und Steuern der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung auf der optischen Faser 20 gezeigt. Ein äußerer konzentrischer Leiter 151 und ein Mittelleiter 152 sind durch ein Dielektrikum 154 getrennt. Kurzschlußplatten 155 und 156 sind an jedem Ende des koaxialen Resonators 150 befestigt. Wie in Fig. 14 dargestellt, ist ein Mittenloch 157 durch die komplette Anordnung der Übertragungsleitung längs der Mittenachse des Mittelleiters 152 eingebracht. Die koaxiale Resonatoranordnung 150 der Fig. 3 wird durch eine Wechselstromsignalquelle 41 gespeist, um ein durch Pfeile im Dielektrikum 154 angezeigtes elektromagnetisches Feld zu erzeugen.
Der Anteil des elektrischen Feldes, der mit der Achse der Faser 20 ausgerichtet ist, induziert während des Ziehvorgangs der Faser 20 einen Wechselstrom in der leitfähigen Kohlenstoffbeschichtung auf der sich bewegenden Faser. Der Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 mißt die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung und erzeugt ein Signal, welches den Vorgang der Kohlenstoffabscheidung steuert.
Die Meßanordnung 170 in Fig. 15 umfasst eine leitfähige Kammer 171 und eine nur an einem Ende 173 an der leitfähigen Kammer 171 befestigte leitfähige Spule 172, die im allgemeinen durch ein Dielektrikum 174, wie beispielsweise Luft, von der Kammer abgetrennt ist. Die Spule 172 kann aus einem supraleitenden Material hergestellt werden. Durch Erregung der Spule 172 mit einem Hochfrequenzsignal aus einer Quelle 41 unter Verwendung einer Eingangs-Koppelschleife 176 wird innerhalb und längs der Spule 172 ein elektromagnetisches Feld aufgebaut. Bei zweckmäßiger Gestaltung der Anordnung 170 ist die elektrische Wechselfeldkomponente längs der Mittelachse der Spule 172 groß, wie durch die entlang der Mittenachse gerichteten Pfeile dargestellt ist. Die kohlenstoffbeschichtete Faser 20 bewegt sich durch das elektrische Feld und absorbiert aus diesem elektrische Leistung. Die erfaßte Leistung wird durch eine Ausgangs- Koppelschleife 177 aus dem Resonator entnommen. Elektrische Kopplung kann die magnetische Eingangs/Ausgangs- Koppelschleifen ersetzen. Die Übertragungscharakteristik ist mit der Konduktanz der Kohlenstoffbeschichtung verknüpft. Der Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 stellt die Dicke der Kohlenstoffbeschichtung fest und bildet ein Signala zur Steuerung des Vorganges der Kohlenstoffabscheidung.
Die Meßanordnung 180 in Fig. 16 umfasst eine im Millimeter-Wellenlängenband arbeitende resonante Kavität 181 für eine kreisförmige elektrische TE&sub0;&sub1;-Mode ein, so daß ein kreisförmig umfassendes, elektrisches Feld ausreichender Stärke an der Oberfläche der optischen Faser 20 aufgebaut wird, um eine bedeutsame Wechselwirkungsbeziehung zwischen der leitfähigen Beschichtung um den Umfang der Faser und der resonanten Kavität zu gestatten. Um hier die Betriebsweise im TE&sub0;&sub1;-Mode sicherzustellen, kann die zylindrische Wand 183 ein anisotroper Leiter sein, beispielsweise einer, der einen kreisförmig umfassenden Stromfluß an der Wand begünstigt und einen Stromfluß in axialer Richtung zur Wand diskriminiert oder benachteiligt, wie z.B. im US-Patent 2 848 696 durch S. E. Miller beschrieben ist. In der Kavität können auch andere kreisförmige elektrische Moden höherer Ordnung angewendet werden.
Damit ein wirksames Aufbauen und Erfassen der TE&sub0;&sub1;- Mode und die Diskriminierung anderer unerwünschter Moden sichergestellt ist, wurden magnetische Sonden mit Gegenphase in Form von kleinen Wellenleiter-Kopplungsöffnungen 184 in die Kurzschlußendplatten 185 und 186 der Wellenleiterkavität eingefügt. Die Gegenphasenanordnung wird in diesem Beispiel durch das Einspeisen eines Signals einer Mikrowellenquelle 41 in den Differenzport Δ eines Hybrid-Übergangs und die Wellenleiter 188 und durch die Entnahme des Ausgangssignals aus der Kavität über die Wellenleiter 189 und einem anderen Hybrid-Übergang dargestellt. Die Summenports Σ werden durch das Abschlußelement 187 abgeschlossen.
Wie in den früheren Beispielen erörtert, ist das Verhalten der resonanten Kavität das in Fig. 6 gezeigte. Die Ausgangsenergie wird durch den Differenzport Δ und die Leitung 52 zum Erfassungs-, Analyse- und Rückkopplungsprozessor 28 zum Messen und Steuern der Dicke der Beschichtung an der optischen Faser 20 gekoppelt.
Um unerwünschte, durch Umgebungsänderungen hervorgerufene Effekte möglichst gering zu halten, wurden mehrere Verfahren verwendet, wie z.B. Ausführen des Ziehund des Beschichtungsvorgangs der Faser in einer festen, gesteuerten Umgebung; Verwenden eines hochstabilen Oszillators in einer temperaturgeregelten Umgebung der Meßanordnung in Fig. 9 für das sich fortpflanzende elektromagnetische Feld; Verwenden eines Pound- Stabilisators, wie z.B. von T. H. Wilmshurst in "Electron Spin Resonance Spektrometers", Plenum Press, New York, Seiten 199-204, beschrieben wurde; Verwenden eines stabilen Netzteiles; Verwenden einer mechanischen Anordnung, die Verspannungen des Wellenleiters möglichst gering hält; Verwenden von Koaxialkabelabschnitten, in welchen durch Biegen nicht mehr als eine kleine Phasenverschiebung erzeugt wird; Verwenden von Wellenleiterabschnitten mit geringer thermischer Ausdehnung; Verwenden von Mikrowellenstrecken minimaler Länge; und Verwenden eines durch eine gewöhnliche Quelle gespeisten, zweiarmigen Systems mit zwei identischen Wellenleiter-Sensorsystemen, eines als Referenz und das andere zum Messen des Effektes der beschichteten Faser auf die Ausgangsleistung. Von der erforderlichen Empfindlichkeit und der Stärke der Umgebungsänderungen in der Prüfumgebung hängt es ab, ob diese Techniken angewendet werden oder nicht.
Alle die vorhergehend beschriebenen Vorrichtungen mit zwei Ports besitzen Analogons mit einem Port, die Reflektometer oder Zirkulatoren verwenden, um die gleichen Funktionen auszuführen.
Das dynamische Steuern der Dicke der auf der optischen Faser abgeschiedenen Beschichtung wird durch Abtasten und Einstellen eines oder mehrerer der folgenden vier Parameter erreicht:
(1) die Temperatur der in die Kammer mit Vorläufergas eintretenden Faser;
(2) die Konzentration des Acetylengases mit den abzuscheidenden Kohlenstoffatomen in der Gaskammer;
(3) der Acetylengasdruck in der Vorläufergaskammer und
(4) die Einwirkzeit des Acetylengases auf die heiße Faser in der Kammer.
Nach genauer Analyse können andere Anordnungen, die das
(1) Bewegen der Lage der Vorläufergaskammer;
(2) Ändern der Länge der Vorläufergaskammer;
(3) Andern der Gasmischung;
(4) Verändern der Ziehgeschwindigkeit der Faser oder
(5) Ändern der Temperatur des Ofens umfassen können - grundlegend eine oder mehrere der vier beschriebenen Parameter des Herstellungsprozesses verändern.
Somit wurde ein Verfahren zum Messen und dynamischen Steuern der Dicke einer dünnen, auf eine sich bewegende, optische Faser abgeschiedene Kohlenstoffbeschichtung beschrieben. In keiner der Anordnungen zum Ausführen dieser Meß- und Steuerverfahren wird die Faser oder die Beschichtung während des Herstellungsvorgangs physikalisch berührt. Es ist zu berücksichtigen, daß alle beschriebenen Verfahren zusammen mit im Hinblick auf diese offensichtlichen anderen Verfahren durch die angefügten Ansprüche abgedeckt sind.

Claims

1. Verfahren zur Beschichtung langgestreckten dielektrischen Materials mit einer leitfähigen Beschichtung, wobei das Verfahren die Schritte des Abscheidens einer leitfähigen Beschichtung an dem sich bewegenden, langgestreckten dielektrischen Material und des Feststellens der Dicke der leitfähigen Beschichtung an dem langgestreckten Körper umfaßt, mit den Schritten:

a) Aufbauen eines elektromagnetischen Feldes in einer elektromagnetischen Kavität oder einem Wellenleiter mit Öffnungen an deren/dessen gegenüberliegenden Enden für das Hindurchtreten des dielektrischen Körpers durch diese/diesen, wobei das elektromagnetische Feld eine Oszillationsfrequenz im Hochfrequenzbereich von 10 MHz bis 150 GHz hat,

b) Bewegen eines leitfähig beschichteten, langgestreckten dielektrischen Körpers durch die Öffnungen auf im wesentlichen zum elektromagnetischen Feld ausgerichtete Weise und ohne irgendeinen physikalischen Kontakt zu den Wänden der Kavität oder des Wellenleiters, so daß dieser durch das elektromagnetische Feld tritt, und

c) in Ansprechen auf eine Änderung des elektromagnetischen Feldes Erzeugen eines die Dicke der leitfähigen Beschichtung charakterisierenden Signals.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

umfassend das Anlegen eines Eingangssignals zum Aufbauen des elektromagnetischen Feldes im Wellenleiter, Entnehmen einer energetischen Probe aus dem elektromagnetischen Feld im leeren Wellenleiter, Bewegen des langgestreckten dielektrischen Körpers durch den Wellenleiter, wobei die Beschichtung im wesentlichen zu einem elektromagnetischen Feld ausgerichtet ist, Entnehmen einer energetischen Probe aus dem elektromagnetischen Feld im Wellenleiter mit sich durch den Wellenleiter bewegendem beschichtetem Körper, und Vergleichen der energetischen Probe vom Wellenleiter mit dem sich bewegenden, leitfähig beschichteten, dielektrischen Körper mit der energetischen Probe aus dem leeren Wellenleiter, um die Dicke der Beschichtung festzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

bei welchem der leere Wellenleiter einen dielektrischen Körper ohne leitfähige Beschichtung umfaßt und der Schritt des Vergleichens den Vergleich der energetischen Proben mit beschichtetem und nichtbeschichtetem dielektrischem Körper umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

bei welchem das elektromagnetische Feld mittels angepaßter Abschlüsse an gegenüberliegenden Enden eines rechteckförmigen Wellenleiterabschnitts errichtet wird, wobei die Öffnungen in den gegenüberliegenden breiten Wänden des Wellenleiters sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

bei welchem der Wellenleiterabschnitt durch reflektierende, senkrecht zu den die Öffnungen enthaltenden Wänden angeordnete Wände abgeschlossen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

in welchem das elektromagnetische Feld in einem halben Wellenlängenabschnitt eines an beiden Enden kurzgeschlossenen, rechteckförmigen Wellenleiters errichtet wird, wobei die Öffnungen in den gegenüberliegenden breiten Wänden des Wellenleiters angeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

in welchem das elektromagnetische Feld in einer zylindrischen, resonanten Kavität errichtet wird mit Öffnungen durch die kreisförmige obere und kreisförmige Boden-Kurzschlußplatte zum kontinuierlichen Bewegen der beschichteten Faser durch das elektromagnetische Feld.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

bei welchem das elektromagnetische Feld in einer radialen Mode und einer longitudinalen Mode in einer an beiden Enden kurzgeschlossenen, koaxialen Kavität und mit einer Öffnung von Ende zu Ende entlang ihrer Mittenachse versehenen Kavität zum kontinuierlichen Bewegen der beschichteten Faser durch das elektromagnetische Feld errichtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

bei welchem das elektromagnetische Feld in einer radialen Mode in einer koaxialen Richtung zum kontinuierlichen Bewegen der beschichteten Faser durch das elektromagnetische Feld errichtet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

bei welchem das elektromagnetische Feld in einer spiralförmigen Spule errichtet wird, durch welche sich die beschichtete Faser kontinuierlich im elektromagnetischen Feld bewegt.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-10,

bei welchem der dielektrische Körper eine optische Faser mit einem Kern und einer Ummantelung ist und die Beschichtung hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht, der die optische Faser hermetisch abdichtet,

bei welchem die optische Faser durch Erhitzen wenigstens eines Endabschnitts einer optischen Faservörform und Ziehen von Material von dem erhitzten Abschnitt der optischen Faservorform in eine langgestreckte, sich bewegende optische Faser erzeugt wird, und

die Beschichtung hergestellt wird durch Aussetzen der sich bewegenden optischen Faser einer gasförmigen, Kohlenstoff enthaltenden Zusammensetzung unter solchen Bedingungen, daß sich die Zusammensetzung in Antwort auf die Hitze in der optischen Faser zersetzt, und eine hauptsächlich aus elementarem Kohlenstoff bestehende Beschichtung an der Oberfläche der optischen Faser in einer Dicke abgeschieden wird, die dick genug ist, um die optische Faser hermetisch abzudichten, und noch dünn genug ist, um die Verletzbarkeit der Kohlenstoffbeschichtung durch Rißbildung, welche zu einer Minderung der Faserfestigkeit führen kann, zu vermeiden, mit kontaktfreiem Messen einer elektrischen Eigenschaft, die wenigstens teilweise von der an der sich bewegenden optischen Faser abgeschiedenen Kohlenstoffbeschichtungsdicke abhängt, wobei der Schritt des Messens der elektrischen Eigenschaft das Messen einer elektrischen Größe oder Kennlinie einer Hochfrequenzschaltung, welche zum Messen der elektrischen Konduktanz der Kohlenstoffbeschichtung verwendet wird, umfaßt, und

in Antwort auf die gemessene elektrische Größe oder Kennlinie das Ändern wenigstens eines Verfahrensparameters zum Steuern der Dicke der Kohlenstoffbeschichtung, die an der sich bewegenden optischen Faser abgeschieden wird, umfaßt, wobei der Parameter wenigstens einer von den folgenden ist:

a) Temperatur der sich bewegenden optischen Faser,

b) Konzentration der den Kohlenstoff enthaltenden Zusammensetzung,

c) Druck der den Kohlenstoff enthaltenden Zusammensetzung und

d) Dauer des Einwirkenlassens der den Kohlenstoff enthaltenden Zusammensetzung auf die optische Faser.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

bei welchem die elektrische Größe oder Kennlinie der Gütefaktor Q der Hochfrequenzschaltung oder eine Ausgangsenergie von der Hochfrequenzschaltung ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12,

bei welchem die Frequenz der Oszillation ungefähr 10,5 GHz beträgt.