ES2580330T3

ES2580330T3 - Preforma primaria para fibras ópticas y procedimiento para su fabricación

Info

Publication number: ES2580330T3
Application number: ES12184822.0T
Authority: ES
Inventors: Igor Milicevic; Johannes Antoon Hartsuiker; Mattheus Jacobus Nicolaas Van Stralen
Original assignee: Draka Comteq BV
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: BR102012023640A2; CN103011576A; RU2012140175A; EP2573056A2; NL2007447C2; BR102012023640B1; DK2573056T3; US8863557B2; US20130067960A1; RU2595030C2; EP2573056A3; CN103011576B; EP2573056B1

Abstract

Procedimiento para fabricar una preforma primaria para una fibra óptica, utilizando un proceso de deposición química en fase de vapor asistida por plasma interna, en el que precursores de formación de vidrio dopados o sin dopar se suministran al interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco, una zona reactiva en forma de un plasma se desplaza en vaivén a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco mencionado anteriormente entre un punto de inversión próximo al lado de suministro y un punto de inversión próximo al lado de descarga del tubo de substrato hueco, en el que el tubo de sustrato se coloca en un horno y en el en la zona reactiva antes mencionada se crean condiciones tales que uno o más conjuntos de capas de vidrio que se componen de, al menos, dos capas de vidrio separadas, sean depositadas en el interior del tubo de sustrato mencionado anteriormente, caracterizado dicho procedimiento porque comprende la siguiente etapa de: definir condiciones de deposición como una función de la posición de la zona reactiva, vista en la dirección longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco, para la deposición de, al menos, una capa de vidrio, con las condiciones de deposición así definidas difiriendo mutuamente dentro de la deposición de la antes mencionada capa de vidrio.

Description

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DESCRIPCION

Preforma primaria para fibras opticas y procedimiento para su fabricacion

[0001] La presente invencion se refiere a un procedimiento para fabricar una preforma primaria para una fibra optica, utilizando un proceso de deposicion qdmica en fase de vapor asistida por plasma interna, en el que precursores de formacion de vidrio dopados o sin dopar, se suministran al interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco, una zona reactiva en forma de un plasma se mueve en vaiven a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco mencionado anteriormente entre un punto de inversion proximo al lado de alimentacion y un punto de inversion proximo al lado de descarga del tubo de substrato hueco, en el que el tubo de sustrato se coloca en un horno y en el que en la zona reactiva mencionada anteriormente se crean condiciones tales que el interior del tubo de sustrato antes mencionado se depositan uno o mas conjuntos de capas de vidrio formados por, al menos dos, capas de vidrio separadas.

[0002] En las tecnicas de deposicion en fase de vapor interna, una mezcla reactiva consistente en gases de formacion de vidrio y opcionalmente dopantes, se suministra al lado de suministro de un tubo de sustrato de vidrio hueco, despues de lo cual dichos gases se convierten en vidrio en una zona reactiva. Los gases sin reaccionar y/o productos residuales, se descargan a traves del lado de descarga del tubo de sustrato de vidrio hueco.

[0003] En un proceso de deposicion en fase de vapor interna de tipo PCVD (Plasma Chemical Vapour Deposition [deposicion qdmica en fase de vapor asistida por plasma]), la zona reactiva es un plasma que se desplaza en vaiven a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco. En un proceso PCVD, las capas de vidrio se depositan directamente en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco, independientemente de la direccion en la que se desplaza la zona reactiva. Es conocido un proceso PCVD, entre otros, a partir de los documentos US 4.741.747, US 5.145.509, US 5.188.648, WO 2004/101458 y US 2008/0044150.

[0004] En un proceso de deposicion en fase de vapor interna del tipo MCVD (Modified Chemical Vapour Deposition [deposicion qdmica en fase de vapor modificada]) o FCVD (Furnace Chemical Vapour Deposition [deposicion qdmica en fase de vapor en horno]), la reaccion de los gases de formacion de vidrio y agentes de dopado opcionales, se activa por calentamiento del exterior del tubo de sustrato de vidrio hueco, utilizando un quemador o un horno, respectivamente. En el zona reactiva, que se encuentra cerca del quemador o del horno, los gases de formacion de vidrio se convierten en un denominado hollm, dicho hollm se deposita sobre el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco bajo la influencia de termoforesis. Dicho hollm se convierte en el vidrio mediante calentamiento. En un proceso de MCVD o FCVD, las capas de vidrio se depositan solo cuando la zona reactiva se desplaza en la direccion del lado de descarga del tubo de sustrato de vidrio hueco. Los procesos de PCVD, MCVD y FCVD son conocidos en la tecnica.

[0005] El documento JP 57-51.139, describe un proceso de MCVD, en el que se produce un material de partida para una fibra optica. En un ciclo, varias capas de vidrio se depositan en el interior de un tubo de sustrato, con la deposicion empezando desde una posicion proxima al lado de suministro y variando para cada capa de vidrio la distancia a lo largo de la cual se desplaza la zona reactiva en la direccion del lado de descarga. El material de partida es producido llevando a cabo sucesivamente una pluralidad de ciclos.

[0006] Una fibra optica consta de un nucleo y una capa exterior que rodea dicho nucleo, tambien referida como "revestimiento". El nucleo por lo general tiene un mdice de refraccion mas alto que el revestimiento, por lo que la luz puede ser transportada a traves de la fibra optica.

[0007] El nucleo de una fibra optica puede consistir en una o mas capas concentricas, cada una con un espesor espedfico y un mdice de refraccion espedfico o un gradiente de mdice de refraccion en direccion radial espedfico.

[0008] Una fibra optica que tiene un nucleo que consiste en una o mas capas concentricas que tienen un mdice de refraccion constante en direccion radial, tambien se refiere como una fibra optica de mdice en escalon (multiple). La diferencia entre el mdice de refraccion ni de una capa concentrica y el mdice de refraccion nc del revestimiento se puede expresar por un valor llamado delta, indicado como Ai % y se puede calcular segun la siguiente formula:

2 _ 2

a%=—...y *100%

In,

donde:

ni = valor del mdice de refraccion de la capa i ncl = valor del mdice de refraccion del revestimiento

[0009] Una fibra optica puede tambien ser fabricada de manera tal que tenga un nucleo con un denominado perfil de mdice de refraccion de mdice de gradiente. Un perfil de mdice de refraccion radial tal se define tanto con un valor delta A% como con un llamado valor alfa a. El mdice de refraccion maximo en el nucleo se utiliza para determinar el valor A%. El valor alfa se puede determinar por medio de la formula siguiente:

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donde:

ni = valor del fndice de refraccion en el centro de la fibra a = radio del nucleo fndice de gradiente [gm] a = valor alfa

r = posicion radial en la fibra [gm]

[0010] Un perfil de fndice de refraccion radial de una fibra optica debe considerarse como una representacion del fndice de refraccion como una funcion de la posicion radial en una fibra optica. Del mismo modo, es posible representar graficamente la diferencia de fndice de refraccion con el revestimiento como una funcion de la posicion radial en la fibra optica, lo que tambien puede ser considerado como un perfil de fndice de refraccion radial.

[0011] La forma del perfil de fndice de refraccion radial, y en particular los espesores de las capas concentricas y el fndice de refraccion o el gradiente de fndice de refraccion en la direccion radial del nucleo, determina las propiedades opticas de la fibra optica.

[0012] Una preforma primaria comprende una o mas capas de preforma que forman la base para una o mas capas concentricas de nucleo y/o parte del revestimiento de la fibra optica que se puede obtener a partir de una preforma final.

[0013] Una capa de preforma esta construida por varias capas de vidrio. En un proceso de deposicion en fase de vapor interna, la capa es una capa de vidrio que se deposita durante el desplazamiento de la zona reactiva desde el lado de suministro al lado de descarga o desde el lado de descarga al lado de suministro.

[0014] Una preforma final como se refiere aquf es una preforma a partir del cual se fabrica una fibra optica, utilizando un proceso de estirado de fibra.

[0015] Para obtener una preforma final, una preforma primaria es externamente provista de una capa adicional de vidrio, cuya capa adicional de vidrio comprende el revestimiento o parte del revestimiento. Dicha capa adicional de vidrio se puede aplicar directamente a la preforma primaria. Tambien es posible colocar la preforma primaria en un tubo de vidrio ya formado, tambien referido como "tubo de camisa". Dicha camisa puede ser contrafda sobre la preforma primaria. Por ultimo, una preforma primaria puede comprender tanto el nucleo como el revestimiento de una fibra optica, por lo que no existe necesidad de aplicar una capa adicional de vidrio. Una preforma primaria es en este caso identica a una preforma final. Un perfil de fndice de refraccion radial se puede medir en una preforma primaria y/o en una preforma final.

[0016] La longitud y el diametro de una preforma final, determinan la longitud maxima de la fibra optica que puede ser obtenida a partir de la preforma final.

[0017] Para disminuir los costes de produccion de las fibras opticas y/o aumentar el rendimiento por preforma primaria, el objetivo, por tanto, es producir una longitud maxima de fibra optica que cumpla con los estandares de calidad requeridos, y a partir de una preforma final.

[0018] El diametro de una preforma final puede aumentarse mediante la aplicacion de una capa vidrio adicional mas gruesa a una preforma primaria. Dado que las propiedades opticas de una fibra optica estan determinadas por el perfil de fndice de refraccion radial, la capa de vidrio adicional debe estar en todo momento en la proporcion correcta respecto del espesor de capa de las capas de preforma de la preforma primaria que formaran el nucleo, mas particularmente, la capa o las capas concentricas del nucleo, en la fibra optica. En consecuencia, el espesor de capa de la capa de vidrio adicional aplicada a la preforma primaria, esta limitada por el espesor de las capas de preforma que se forman por medio del proceso de deposicion en fase de vapor interna.

[0019] La longitud de una preforma final puede aumentarse mediante el aumento de la longitud, mas en particular, la longitud util, de una preforma primaria. El termino "longitud util" se ha de entender como la longitud de la preforma primaria a lo largo de la cual las propiedades opticas, se mantienen dentro de lfmites de tolerancia predeterminados, cuyos lfmites de tolerancia han sido seleccionados de modo que se obtengan fibras opticas que cumplan con los estandares de calidad deseados.

[0020] Para determinar la longitud util de la preforma primaria, un perfil de fndice de refraccion radial se mide en numerosas posiciones a lo largo de su longitud, despues de lo cual es posible, basandose en dichas mediciones, determinar un denominado perfil de fndice de refraccion longitudinal y un perfil geometrico longitudinal para cada capa de preforma, si se desea.

[0021] De esta manera, un perfil de fndice de refaccion longitudinal puede considerarse como la representacion grafica del fndice de refraccion de una capa de preforma como funcion de la posicion longitudinal en la preforma. Naturalmente, tambien es posible utilizar la diferencia de fndice de refraccion en lugar del fndice de refraccion para determinar un perfil de fndice de refraccion longitudinal.

[0022] Un perfil geometrico longitudinal puede ser considerado como una representacion grafica del espesor del area de la seccion transversal de una capa de preforma como funcion de la posicion longitudinal en la preforma primaria. El area de la seccion transversal, tambien referido como CSA, se puede calcular a partir de un perfil de fndice de refraccion radial. La CSA se puede calcular como sigue:

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donde

CSAi = area de la seccion transversal de la capa de preforma i [mm2] di, u = diametro exterior de la capa de preforma i [mm]

di, i = diametro interior de la capa de preforma i [mm]

[0023] La longitud util de una preforma primaria es en particular afectada negativamente por el llamado "ahusamiento". El termino "ahusamiento" se ha de entender como una desviacion de la optica y/o de las propiedades geometricas de la preforma primaria en las regiones proximas a los extremos de la misma. Se hace una distincion entre el ahusamiento optico y el ahusamiento geometrico.

[0024] El ahusamiento optico se refiere a desviaciones del indice de refraccion (o la diferencia de indice de refraccion), mientras que el ahusamiento geometrico se refiere a desviaciones del area de la seccion transversal de la capa de preforma.

[0025] Si una preforma primaria esta construida con varias capas de preforma, los ahusamientos optico y geometrico de las capas de preforma difieren entre si.

[0026] Son conocidos en la tecnica procedimientos para reducir el ahusamiento optico y/o geometrico.

[0027] El documento de patente US numero US 4.741.747, por ejemplo, da a conocer un procedimiento para la fabricacion de preformas opticas de acuerdo con el procedimiento PCVD, en el que capas de vidrio se depositan haciendo desplazar un plasma en vaiven entre dos puntos de inversion en el interior de un tubo de vidrio, con adicion al tubo de una mezcla gaseosa reactiva a una temperatura que varia entre 1100° C y 1300° C y una presion que oscila entre 1 hPa y 30 hPa. Haciendo desplazar el plasma, no linealmente en funcion del tiempo, cerca de, al menos uno de los puntos de inversion, en los extremos de la preforma optica se reduce la magnitud de la region que presenta geometria de deposicion no constante.

[0028] Los presentes inventores han descubierto que un procedimiento de este tipo conduce, ciertamente, a una reduccion del ahusamiento geometrico pero que el ahusamiento optico no mejora, o incluso empeora. Por otra parte, los presentes inventores han encontrado que es necesario, en algunos casos, influir sobre el indice de refraccion del vidrio depositado tambien en otras posiciones fuera de las llamadas regiones de ahusamiento.

[0029] A pesar de que este modo es posible, utilizando los procedimientos de la tecnica anterior, aumentar la longitud util de una preforma primaria, existe necesidad de un procedimiento por medio del cual, la longitud util pueda ser aumentada aun mas.

[0030] De acuerdo con ello, un objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento para fabricar preformas primarias de fibras opticas que tengan una longitud util grande.

[0031] Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento para la fabricacion de preformas primarias para fibras opticas en el que la influencia sobre el ahusamiento optico puede tener lugar de manera independiente del ahusamiento geometrico.

[0032] Aun otro objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento mediante el cual, el indice de refraccion y/o el area de seccion transversal pueden ajustarse, con precision deseada, como funcion de la posicion en la direccion longitudinal de la preforma primaria.

[0033] La presente invencion se caracteriza porque el procedimiento comprende la siguiente etapa: definir condiciones de deposicion como una funcion de la posicion de la zona reactiva, vista en la direccion longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco, para la deposicion de, al menos, una capa de vidrio, con las condiciones de deposicion asi definidas difiriendo entre si dentro de la deposicion de la capa de vidrio antes mencionada.

[0034] La presente invencion se basa en el entendimiento de que cuando una preforma final es estirada, los espesores de capa de las capas de vidrio depositadas utilizando de un proceso de deposicion en fase de vapor interna, se reducen drasticamente en la preforma final. Una fibra optica tipica tiene un diametro de 125 pm. Una preforma final para fibras de modo unico tiene un diametro de alrededor de 100 a 150 mm, por ejemplo, o incluso mayor. Durante la fabricacion de la fibra optica, el espesor de las capas de la preforma, y asi tambien el espesor de las capas de vidrio en la preforma final, se reduce por tanto en un factor del orden de aproximadamente 800 a 1200, o incluso mayor.

[0035] Los presentes inventores se han dado cuenta de que la forma en que la luz se propaga a traves de la fibra optica, esta influenciada por las propiedades medias de varias capas de vidrio adyacentes en vez de por las propiedades de cada capa de vidrio individual. Asi, los presentes inventores han encontrado que es posible construir una capa de preforma a partir de conjuntos de capas de vidrio, en donde cada conjunto de capas de vidrio se compone de, al menos, dos capas de vidrio y en donde las propiedades opticas de las, al menos dos, capas de los conjuntos de capas de vidrio se diferencian entre si, sin que esto tenga efecto sobre la propagacion de la luz a traves de la fibra optica.

[0036] Es decir, los presentes inventores han encontrado que una primera fibra fabricada a partir de una primera preforma primaria compuesta de una o mas capas de preforma, cada una de las cuales a su vez compuesta de capas de vidrio que son identicas entre si, tiene las mismas propiedades opticas que una segunda fibra fabricada de

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acuerdo con la presente invencion, con las propiedades opticas promedio de un conjunto de capas de vidrio en la segunda preforma primaria correspondiente a las propiedades opticas de las capas de vidrio de la primera preforma primaria. Se observa que las propiedades opticas promedio se determinan en la direccion radial.

[0037] En otras palabras, los presentes inventores han descubierto que en un proceso de deposicion en fase de vapor interna en el que se depositan capas de vidrio relativamente delgadas, no todas las capas de vidrio necesitan tener exactamente el mismo indice de refraccion o el mismo area de seccion transversal; preferiblemente, el espesor de la capa de vidrio individual en la fibra optica producida a partir de la preforma primaria, es significativamente menor que la longitud de onda de la luz que se propaga por la fibra optica, y el indice de refraccion promedio de las capas de vidrio es identico al indice de refraccion de una capa de preforma de una preforma primaria en la que todas las capas de vidrio presentan el mismo indice de refraccion. Ademas, es deseable que el objetivo antes descrito en relacion con el valor del indice de refraccion tambien se aplique al area de seccion transversal de las capas de vidrio dentro de un conjunto de capas de vidrio que se han obtenido por deposicion.

[0038] Utilizando la presente invencion, es por tanto posible ajustar las condiciones de deposicion de las capas de vidrio, de tal manera que el ahusamiento geometrico se reduzca al minimo, mientras que el ahusamiento optico esta apenas influenciado, en todo caso. Utilizando la presente invencion, es ademas posible ajustar las condiciones de deposicion de las capas de vidrio, de tal manera que el ahusamiento optico se reduzca al minimo, mientras que el ahusamiento geometrico es apenas influido, en todo caso, de esta manera. En otras palabras, utilizando la presente invencion, se ha encontrado que es posible ajustar el ahusamiento optico y el ahusamiento geometrico independientemente entre si. En consecuencia, la longitud util de una preforma primaria se puede aumentar en comparacion con los procedimientos de la tecnica anterior.

[0039] La presente invencion proporciona una posibilidad de ajustar el indice de refraccion medio y/o el area de seccion transversal media de una capa de preforma, visto en direccion radial, en funcion de la posicion a lo largo de la longitud de una preforma. Para ello, las condiciones de deposicion pueden hacerse variar como una funcion de la posicion de la zona reactiva. Por tanto, es deseable que las condiciones de deposicion de capas de vidrio que son adyacentes entre si dentro de un conjunto de capas de vidrio, se diferencien entre si.

[0040] Mas en particular, se ha encontrado que es posible reducir las desviaciones locales del indice de refraccion medio y/o del area de seccion transversal media de una capa de preforma, visto en direccion radial, ajustando las condiciones de deposicion en funcion de la posicion de la zona reactiva, visto en la direccion longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco, para cada una de las capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio. De esta manera es preferible que dentro de un conjunto de capas de vidrio particular, el valor del indice de refraccion y/o el area de seccion transversal de una capa de vidrio obtenida por deposicion, difiera del valor de indice de refraccion y/o el area de seccion transversal de otra capa de vidrio obtenida por deposicion.

[0041] Dicho de otra manera, la presente invencion no se limita a influir sobre el ahusamiento geometrico y el ahusamiento optico sino que puede utilizarse a lo largo de toda la longitud de la preforma primaria.

[0042] En una realizacion especial, el valor del indice de refraccion medio y/o el area de seccion transversal promedio de un conjunto de capas de vidrio particular, compuesto de varias capas de vidrio individuales obtenidas por deposicion, pueden considerarse como una combinacion del valor de indice de refraccion o del area de seccion transversal de cada una de las capas de vidrio individuales, con el valor de indice de refraccion y/o del area de seccion transversal de, al menos, dos de tales capas de vidrio individuales del conjunto de capas de vidrio antes mencionado, difiriendo entre si.

[0043] La presente invencion proporciona ademas una posibilidad de fabricacion de una preforma primaria, en la que la relacion entre las areas de seccion transversal de las diversas capas de la preforma es sustancialmente constante a lo largo de la longitud de la preforma primaria, pero en la que los espesores de capa de las capas de preforma no son constantes a lo largo de la longitud de la preforma primaria. Tal preforma primaria puede ser provista de una capa de vidrio adicional en una etapa de procesamiento adicional, debiendo ser seleccionado el espesor de capa de la capa de vidrio adicional, de manera que la relacion entre el area de seccion transversal de la capa de vidrio adicional y el area de seccion transversal de la capa de preforma sea constante a lo largo de la longitud de la preforma primaria. De esta forma se obtiene una preforma primaria final en la que la relacion entre la capa adicional y las capas de preforma es constante a lo largo de la longitud de la preforma final. El diametro exterior de una preforma final tal no es, usualmente, constante en la direccion longitudinal. La tecnologia mencionada anteriormente tambien se denomina de "perfil sobre-revestido". Despues de ser estirada en una fibra con un diametro exterior constante, una preforma final producida a partir de la tecnologia de perfil sobre-revestido, dara como resultado una fibra en la que los espesores de capa de vidrio de las capas concentricas del nucleo y el revestimiento son sustancialmente constante, vistas en la direccion longitudinal, que a su vez dara como resultado una fibra que presenta propiedades opticas sustancialmente constantes, vista en direccion longitudinal.

[0044] De este modo, se alcanza, al menos, uno de los objetos antes mencionados.

[0045] Cada una de las capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio, tiene un espesor, visto en direccion radial, que varia de 0,1 mm a 10 mm, preferiblemente de 0,5 mm a 5 mm.

[0046] En una realizacion preferida, el numero de capas de vidrio de las que se compone un conjunto de capas de vidrio, varia de 2 a100, preferiblemente de 2 a 50 y mas preferiblemente de 4 a 30. Un numero relativamente alto de capas de vidrio, hace que sea posible realizar un control preciso de las propiedades opticas promedio del conjunto de capas de vidrio. Un bajo numero de capas de vidrio es relativamente facil de controlar, pero impone limites respecto de las posibilidades de ajuste de las propiedades opticas medias del conjunto de capas de vidrio. Un proceso que es facilmente controlable en la practica, puede llevarse a cabo utilizando un conjunto de capas de vidrio que comprende alrededor de 10 a 20 capas de vidrio.

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[0047] El numero de capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio se ajusta preferiblemente de modo que se cumpla la siguiente condicion:

N < 0,1 * A * Qfinal/ d * Qfibra

donde

N = Numero de capas de vidrio en un conjunto de capas de vidrio [-]

A = Longitud de onda minima utilizada de la fibra optica [pm]

d = Espesor de una capa de vidrio 3 de un conjunto de capas de vidrio 4 de una preforma primaria [pm]

Qfinal = Diametro de la preforma final producida a partir de la preforma primaria [mm]

Qfibra = Diametro de la fibra optica [mm].

[0048] Definir las condiciones de deposicion comprende preferiblemente el ajuste de uno o mas parametros de proceso seleccionados del grupo de: cantidad de gas adicional a dosificar al lado de suministro, velocidad de la zona reactiva, intensidad del plasma en la zona reactiva y longitud de la zona reactiva. El termino "cantidad" ha de entenderse, en particular, en el sentido de caudal, a saber, cantidad por unidad de tiempo.

[0049] Se observa que la direccion de desplazamiento de la zona reactiva no debe ser considerada como una condicion de deposicion.

[0050] En una realizacion especial de la presente invencion es posible, por tanto, subdividir, la longitud de deposicion, a saber, la longitud del tubo de sustrato a lo largo de la cual se mueve la zona reactiva entre los dos puntos de inversion, en regiones de deposicion separadas, en las que la condicion de deposicion respectiva se determina para cada region de deposicion. En particular, se procura que la condicion de deposicion determinada para una region de deposicion sea ajustable durante el proceso de deposicion.

[0051] El suministro de gas adicional tiene lugar preferiblemente en forma de uno o mas impulsos que tienen una longitud de pulso y una altura de pulso. Los dopantes se anaden a la mezcla reactiva. Un dispositivo adecuado para esta realizacion, se describe en el documento EP 2199263. Utilizando dicho dispositivo, un flujo de gas principal de gases de formacion de vidrio, que comprende opcionalmente una cantidad de dopantes, se suministra al lado de suministro del tubo de sustrato de vidrio hueco. Una cantidad adicional de dopantes puede ser suministrada en un flujo de gas secundario. La presente invencion puede utilizarse, por tanto, por ejemplo mediante adicion de impulsos de dopante adicional al flujo de gas principal.

[0052] La longitud del impulso se mantiene preferiblemente relativamente corto, de manera que se permita ajustar con la mayor precision posible el indice de refraccion de la capa de vidrio, visto en direccion longitudinal. La altura del pulso determina la cuantia en que se influye sobre el indice de refraccion. Preferiblemente, la longitud del pulso varia entre 1 ms y 500 ms, mas preferiblemente entre 1 ms y 200 ms, aun mas preferiblemente entre 5 ms y 100 ms.

[0053] Aunque el dispositivo segun el documento EP 2199263, se refiere al suministro de impulsos de gases adicionales, el procedimiento de acuerdo con la presente invencion no esta limitado a ello. Tambien es posible, por ejemplo, utilizar un controlador de caudal, tal como un controlador de caudal masico.

[0054] El gas adicional puede ser un gas que aumente o disminuya el indice de refraccion. Ademas, la presente invencion no se limita a la utilizacion de un unico dopante; tambien es posible utilizar una combinacion de dopantes. Los dopantes utilizados pueden variar, ademas, para cada capa de vidrio del conjunto de capas de vidrio. Dopantes adecuados son, por ejemplo, GeCU, PO2Cl5, N2 CF4, SiF4, C2F6, C4F8, CCl2F2, SiF4, Si2F6, SF6, NF3 y F2.

[0055] Mediante el ajuste de la cantidad de dopante a lo largo de la longitud de la preforma primaria, es posible obtener un perfil de indice de refraccion longitudinal deseado. Si es necesario, la velocidad de la zona reactiva tambien se puede ajustar en funcion de la posicion a fin de influir sobre el espesor de la capa de vidrio en direccion longitudinal. De este modo tambien es posible influir en el papel geometrico.

[0056] El gas adicional tambien puede ser un gas que no tenga un efecto de aumento o de disminucion del indice de refraccion, pero mediante el cual dicho efecto puede obtenerse indirectamente. Ejemplos de tales gases son O2, Ar y He. Dichos gases, cuando son suministrados a la zona reactiva, tendran un efecto sobre la intensidad del plasma, dando como resultado que la eficacia de incorporacion de dopantes puede ser aumentada o disminuida, segun sea el caso. Ademas, la cantidad total de vidrio depositado, y por lo tanto el espesor de capa de una capa de vidrio, puede ser influenciada en cierta medida.

[0057] Por razones de capacidad de control del proceso de deposicion, en el procedimiento segun la invencion, es preferible utilizar solo un gas adicional. Se observa que los gases que se suministran, ademas, para el ajuste del indice de refraccion medio en direccion radial de un conjunto de capas de vidrio, pueden o no ser acumulativos a una cantidad basica de dopantes ya que se suministran al tubo de sustrato de vidrio hueco como un flujo constante junto con los otros gases de formacion de vidrio.

[0058] La definicion del conjunto de capas de vidrio preferiblemente comprende ademas, el ajuste de una longitud de deposicion para cada capa de vidrio. La longitud de deposicion a considerar como la distancia entre un punto de inversion de la zona reactiva proximo al lado de suministro y un punto de inversion de la zona reactiva proximo al lado de descarga del tubo de sustrato de vidrio hueco. El ajuste de la longitud de deposicion puede hacerse asi, mediante el ajuste de la posicion de los puntos de inversion de la zona reactiva para las capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio. La variacion de la longitud de deposicion es una de las posibilidades para influir sobre el

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espesor de capa del conjunto de capas de vidrio en la proximidad del lado de suministro y/o del lado de descarga. Preferiblemente, la longitud de deposicion en el lado de suministro se reduce en no mas de la longitud del plasma. Ademas preferiblemente, la longitud de la deposicion en el lado de descarga se reduce en no mas de la longitud del plasma. La longitud del plasma en un proceso PCVD es de unos 5 cm a 60 cm, preferiblemente 15 cm a 25 cm. Notese que la fijacion de la longitud de la deposicion no debe ser interpretada como definicion de las condiciones de deposicion.

[0059] La zona reactiva es preferiblemente un plasma generado por medio de microondas, que preferiblemente se mueve en vaiven en la direccion longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco, entre los dos puntos de inversion, a una velocidad promedio que oscila entre 2 m/min y 40 m/min, preferiblemente de 15 m/min a 25 m/min.

[0060] La preforma primaria comprende preferiblemente, al menos, una capa de preforma, cuya capa de preforma esta, al menos en parte, constituida de conjuntos de capas de vidrio, en la que la capa de preforma tiene, vista en direccion radial, un indice de refraccion promedio sustancialmente constante. El principio de la presente invencion se aplica tanto a las capas de preforma que tienen un indice de refraccion constante (promedio), referidas como capas de preforma de "indice en escalon", como a capas de preforma que tienen un indice de refraccion no constante. Por ejemplo, la presente invencion tambien se puede utilizar en la fabricacion de preformas para fibras opticas que tengan un nucleo del tipo de indice de gradiente, o un nucleo con un perfil de indice de refraccion triangular.

[0061] Si una preforma primaria comprende varias capas de preforma diferentes, los conjuntos de capas de vidrio de cuyas dichas capas de preforma diferentes se construyen pueden ser diferentes entre si. Una primera capa de preforma puede, por ejemplo, comprender conjuntos de capas de vidrio que incluyen diez capas de vidrio, mientras que una segunda capa de preforma comprende conjuntos de capas de vidrio que incluyen dieciseis capas de vidrio.

[0062] La presente invencion se refiere ademas a un procedimiento para fabricar una preforma final para una fibra optica, que comprende las siguientes etapas: i) fabricacion de una preforma primaria de acuerdo con la presente invencion; ii) contraccion de la preforma primaria obtenida en la etapa i) en una preforma primaria maciza bajo la influencia de una fuente de calor, iii) aplicar, opcionalmente, una cantidad adicional de vidrio sobre el lado exterior de la preforma primaria maciza obtenida en la etapa ii) con el fin conformar la preforma final.

[0063] Una fibra optica se puede producir a continuacion por calentamiento de un extremo de la preforma final y estirando la fibra optica del mismo. Los procedimientos para la elaboracion de fibras opticas son conocidos en la tecnica.

[0064] La presente invencion se refiere ademas a la preforma primaria obtenida mediante el presente procedimiento.

[0065] La preforma primaria que puede obtenerse utilizando el presente procedimiento, se caracteriza porque cada una de las capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio, tiene un espesor; visto en direccion radial, que varia de 0,1 mm a 10 mm, variando entre 2 y 10 el numero de capas de vidrio que, de preferencia, se compone dicho conjunto de capas de vidrio.

[0066] La presente invencion se explicara ahora en mayor detalle por medio de ejemplos con referencia varias figuras, en relacion a lo cual, debe senalarse, sin embargo, que la presente invencion esta de ninguna manera limitada a los mismos.

La figura 1 muestra esquematicamente un proceso de deposicion quimica en fase de vapor asistida por plasma interna.

La figura 2 muestra esquematicamente un perfil de indice de refraccion radial de una fibra optica de indice en escalon.

La figura 3 muestra una parte de un perfil de indice de refraccion radial de una fibra optica de indice en escalon de acuerdo con la tecnica anterior

La figura 4 muestra una parte de un perfil de indice de refraccion radial de una fibra optica de indice en escalon que puede obtenerse por el procedimiento segun la presente invencion.

La figura 5 muestra una realizacion de una ejecucion del procedimiento segun la presente invencion.

La figura 6 muestra un ejemplo de una curva de respuesta.

La figura 7 muestra un ejemplo de unas cuantas curvas de respuesta.

La figura 8 muestra esquematicamente una forma de realizacion preferida del procedimiento segun la presente invencion.

La figura 9 muestra un perfil de indice de refraccion longitudinal de una preforma primaria fabricada segun la tecnica anterior.

La figura 10 muestra un perfil geometrico longitudinal de una preforma primaria fabricada segun la tecnica anterior.

La figura 11 muestra un perfil de indice de refraccion longitudinal de una preforma primaria fabricada de acuerdo con la presente invencion.

La figura 12 muestra un perfil geometrico longitudinal de una preforma primaria fabricada de acuerdo con la presente invencion.

[0067] La figura 1 muestra esquematicamente un proceso de deposicion de vapor interna para la fabricacion de una

preforma primaria para fibras opticas. Un tubo de sustrato de vidrio hueco 5, tiene un lado de suministro 6 y el lado

de descarga 7. El lado de suministro 6 y el lado de descarga 7 se puede colocar respectivamente entre una entrada de gas y una salida de gas (no mostradas). El lado de suministro 6 y el lado de descarga 7 se pueden restringir por ejemplo por medio de un pasaje cilindrico provisto de una junta torica, de manera que el volumen interno del tubo de sustrato de vidrio hueco 5, este aislado de la atmosfera exterior. Una construccion tal, hace que sea posible llevar a cabo un proceso de deposicion en fase de vapor interna a una presion reducida cuando una bomba (no mostrada), se conecta a la salida de gas. Durante el proceso de deposicion en fase de vapor, la mezcla reactiva que contiene los gases formadores de vidrio y dopantes opcionales, se suministra al lado de suministro 6. Cualesquiera dopantes

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adicionales que se proporcionen en el procedimiento de acuerdo con la presente invencion, pueden ser suministrados directamente al lado de suministro 6 o mezclarse con la mezcla reactiva antes del suministro.

[0068] En la figura 1 se muestra, ademas, una zona reactiva 8, cuya zona reactiva 8 se mueve en vaiven durante el proceso de deposicion en fase de vapor interna, entre un punto de inversion 11, situado proximo al lado de suministro 6 y un punto de inversion 12, situado proximo al lado de descarga 7. La zona reactiva 8 tiene una longitud 9, vista en la direccion longitudinal del tubo de sustrato 5, que es relativamente pequena respecto de la longitud de deposicion. Para un proceso PCVD, la longitud 9 es de unos 5 cm a 60 cm.

[0069] La distancia entre los dos puntos de inversion es la longitud de deposicion 10, cuya longitud de deposicion 10 corresponde a la longitud a lo largo de la cual se depositan sobre el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco 5 las capas de vidrio. En un proceso de deposicion en fase de vapor interna tipo PCVD, al menos, la longitud de deposicion 10 y los dos puntos de inversion puede estar rodeados por un horno (no mostrado), que se ajusta a una temperatura de aproximadamente 800° C a 1300° C, preferiblemente de 950° C a 1100° C.

[0070] Durante el proceso de deposicion en fase de vapor interna, una mezcla gaseosa de gases de formacion de vidrio dopados o sin dopar, se suministra a traves del lado de suministro 6 del tubo de sustrato de vidrio hueco 5, cuyos gases de formacion de vidrio se convierten en vidrio en la zona reactiva 8 . Utilizando el movimiento de vaiven de la zona reactiva 8 entre los puntos de inversion 11 y 12, varias capas de vidrio 3 (ver figuras 3 y 4) son por tanto depositas en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco 5.

[0071] La presente invencion se refiere a un proceso de deposicion en fase de vapor interna de tipo PCVD, en el que microondas son acopladas al interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco 5, a traves de un espacio de resonancia, tambien llamado resonador, que rodea parcialmente el tubo de sustrato de vidrio hueco 5, visto en la direccion longitudinal, a fin de formar una zona reactiva 8, a saber un plasma. La longitud 9 de la zona reactiva 8, depende en particular de la construccion del resonador y los ajustes del proceso. La relacion entre la longitud 9 de la zona reactiva y la longitud del resonador, vistas en direccion longitudinal, es aproximadamente de 0,5 a 3.

[0072] En un proceso PCVD, el espacio de resonancia se mueve en vaiven a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco entre los puntos de inversion 11 y 12. Los resonadores son conocidos en la tecnica, por ejemplo a partir de las solicitudes de patentes estadounidenses publicadas con los numeros US 2007/0289532, US 2003/0159781 y US 2005/0172902, y las patentes estadounidenses numeros US 4.844.007, US 4.714.589 y US 4.877.938. El proceso PCVD, es un proceso llamado de baja presion, por lo que se entiende que la presion durante el proceso de deposicion en fase de vapor interna, se ajusta a un valor en el rango de 1 a 40 mbar, preferiblemente en el rango de 5 a 30 mbar.

[0073] En la figura 2, se muestra esquematicamente un perfil de indice de refraccion radial de una preforma primaria contraida para una fibra optica. La preforma primaria comprende un nucleo 1 y un revestimiento 2. La diferencia de indice de refraccion entre el nucleo 1 y el revestimiento 2, se representa como An1. El nucleo 1 y el revestimiento 2 tienen ambos un valor de indice de refraccion constante, vistos en direccion radial. Asi, se proporciona una preforma primaria para un tipo de fibra optica de indice en escalon. Tras la fabricacion de una preforma primaria segun la figura 2, el revestimiento 2 comprende un tubo de sustrato 5 y, posiblemente, una o mas capas de preforma adicionales (no mostradas). Con referencia a la figura 3, el nucleo 1 y cualquiera capas de preforma adicionales, deben ser considerados como capas de preforma que se componen de varias capas de vidrio 3. Las capas de vidrio 3 se depositan en un movimiento de vaiven de la zona reactiva 8 durante proceso de deposicion en fase de vapor interno. Se observa que el tubo de substrato 5 de la preforma primaria no debe ser considerado como capa de preforma.

[0074] La figura 3 es una representacion esquematica de una parte del nucleo 1 y del revestimiento 2 de una preforma primaria contraida, fabricada de acuerdo con la tecnica anterior, en la que las capas de vidrio depositadas 3 del nucleo 1, se muestran esquematicamente. Cada capa de vidrio 3 del nucleo 1, presenta la misma diferencia de indice de refraccion An1 con el revestimiento 2. Debido a que cada capa de vidrio 3 presenta una diferencia de indice de refraccion An1 con el revestimiento 2, la diferencia de indice de refraccion media del nucleo 1 es, por tanto, igual a An1.

[0075] La figura 4 es una representacion esquematica de una parte del nucleo 1 y del revestimiento 2 de una preforma primaria contraida, fabricada de acuerdo con la presente invencion, en la que se muestran de manera esquematica las capas de vidrio 3a a 3f depositadas en el proceso de deposicion en fase de vapor interna. Durante la fabricacion de la preforma primaria segun la figura 4, al menos, dos conjuntos de capas de vidrio 4, se han depositado, sucesivamente, en el interior del tubo de substrato 5. El conjunto de capas de vidrio 4 se compone de las capas de vidrio 3a, 3b, 3c, 3d, 3e y 3f. La diferencia de indice de refraccion de las capas 3b, 3d, 3e y 3f no es igual a An1. Sin embargo, el indice de refraccion promedio del conjunto de capas de vidrio 4 es igual a An1.

[0076] Por lo tanto, la preforma primaria de la figura 3 y la preforma primaria de la figura 4 comprenden, cada una, un nucleo 5, cuyos nucleos presentan el mismo promedio diferencia de indice de refraccion An1 con el revestimiento. El numero de capas de vidrio y conjunto de capas de vidrio que se muestran en la figura 4, no debe interpretarse como limitativo.

[0077] Los presentes inventores suponen que si las preformas primarias de acuerdo con las figuras 3 y 4, son procesadas en fibras opticas, no puede observarse diferencia que pueda medirse de las propiedades opticas entre las fibras opticas si el espesor de las capas de vidrio es suficientemente pequeno.

[0078] Los presentes inventores suponen, sin querer limitarse a ello, que existe una serie de razones para ello.

[0079] En primer lugar, el espesor de capa de una capa de vidrio 3 en una preforma primaria se reduce en muchas veces durante el procesamiento de la preforma primaria en una fibra optica. Espesores de capa de las capas de vidrio 3 para un proceso tipo de PCVD, varia entre 0,1 pm y 10 pm por capa de vidrio. Una preforma final tiene un

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diametro externo, en funcion del tipo de fibra optica fabricar, que oscila entre 50 mm y 200 mm, de modo que el espesor de capa de las capas de vidrio 3 en la preforma primaria, se reduce por un factor de 400 a 1600, respectivamente. La consecuencia de esto para preformas primarias fabricadas por medio de un proceso PCVD, es que el espesor de capa de la capa de vidrio 3 en la fibra optica sera muchas veces menor que la longitud de onda de la luz que se propaga a traves de la fibra, de modo que dicha luz es influida por un numero relativamente grande de capas de vidrio que son adyacentes entre si y no tanto por las capas de vidrio individuales.

[0080] Una fibra optica se utiliza principalmente en el rango de longitud de onda comprendido entre aproximadamente 850 nm y 1700 nm. Una fibra optica tipica tiene, ademas, un diametro de aproximadamente 125 pm, mas en general, el diametro se encuentra en el rango 80 pm a 250 pm.

[0081] Los presentes inventores suponen que, ademas del efecto del espesor de capa de la capa de vidrio 3, los dopantes presentes en una capa de vidrio 3, se difunden ligeramente hacia las capas de vidrio adyacentes 3 durante el procesamiento de la preforma primaria en una fibra optica. El resultado de esto, es que las diferencias en el indice de refraccion entre capas de vidrio adyacentes 3 se reducen ligeramente.

[0082] En la figura 5, se expone esquematicamente como puede ser llevado a cabo el procedimiento de acuerdo con la presente invencion en un proceso para la fabricacion de preformas primarias para una fibra optica. Notese que la presente invencion no se limita a esta aplicacion.

[0083] En una primera etapa 100, se determinan las llamadas curvas de respuesta. Una curva de respuesta, es una representacion grafica de la forma en que el indice de refraccion de una capa de vidrio depositada 3, responde en la direccion longitudinal del tubo de sustrato 5 cuando las condiciones de deposicion en una posicion particular se cambian en comparacion con las condiciones de deposicion a lo largo de la restante porcion de la longitud de deposicion 10.

[0084] Un ejemplo de una curva de respuesta tal, se muestra en la figura 6. En el eje horizontal se representa la posicion de la zona reactiva expresada en unidades arbitrarias [ua]. En el eje vertical se representa la relacion entre el indice de refraccion del vidrio depositado y el indice de refraccion del vidrio de cuarzo puro. Esta forma de representacion en modo alguno supone limitacion de la presente invencion. La curva de respuesta de la figura 6, se puede obtener por medio de un proceso de deposicion interior en el que durante la deposicion de una capa de preforma, para una posicion A, se anade una cantidad adicional de C2F6 a la mezcla reactiva de manera pulsada con el movimiento de la zona reactiva 8 en la direccion del lado de descarga 7. Cuando la zona reactiva se mueve en la direccion del lado de suministro 6, no se suministra cantidad adicional de gas alguna. Preferiblemente, la preforma primaria es contraida despues de la finalizacion del proceso de deposicion. Posteriormente, se determina el perfil de indice de refraccion longitudinal de la capa de preforma 4, que corresponde a la curva de respuesta de la figura 6, como se puede observar en la figura 6, el indice de refraccion disminuye practicamente en escalon desde una posicion B, despues de lo cual el indice de refraccion aumenta de nuevo gradualmente.

[0085] A pesar de que en la posicion A se anade el pulso con la cantidad adicional de C2F6, el efecto solo es visible a partir de la posicion B. La razon de esto es el hecho de que la entrada de gas se elimina relativamente lejos de la zona reactiva. Ademas, se puede observar que a pesar de ser suministrada una cantidad pulsada de C2F6, el indice de refraccion, no presenta una variacion en forma de impulso o asi. Esto es producido, entre otras cosas, por la direccion de circulacion y caudal de la mezcla reactiva asi como la direccion del movimiento y la velocidad de la zona reactiva 8. En el caso de una menor velocidad de movimiento de la zona reactiva 8, la distancia entre A y B se hara mas pequena, y el aumento del indice de refraccion se llevara a cabo mas rapidamente.

[0086] Notese que la curva de respuesta de acuerdo con la figura 6, se determina por la adicion de una cantidad pulsada de C2F6, tras el movimiento de la zona reactiva 8 en la direccion del lado de descarga. Dependiendo del tipo de proceso y la manera en que se utiliza la presente invencion, tambien puede ser deseable determinar curvas de respuesta tras el movimiento de la zona reactiva en la direccion del lado de descarga y/o para determinar curvas de respuesta cuando una cantidad pulsada de dopante, se suministra tanto tras el movimiento en la direccion del lado de descarga como tras el movimiento en la direccion del lado de suministro. Ademas, pueden determinarse curvas de respuesta tambien para otros dopantes y, pudiendo ajustarse, ademas, la amplitud del pulso y la duracion del pulso.

[0087] En la figura 7, se muestra varias curvas de respuesta, correspondiendo cada curva a una cantidad particular de C2F6 adicional suministrada de manera pulsada. Se obtuvieron cuatro curvas de respuesta a, b, c y d, a partir de cuatro diferentes cantidades adicionales de C2F6. La cantidad adicional de C2F6 para la curva a era la mas baja, siendo la cantidad adicional de C2F6 para la curva d la mas alta. Por tanto, es posible determinar la influencia de la magnitud de la cantidad adicional de C2F6 pulsada, en la reduccion del indice de refraccion y la variacion del indice de refraccion.

[0088] Las curvas de respuesta mostradas en las figuras 6 y 7, se han obtenido a partir de experimentos con C2F6 como dopante, suministrado en forma de impulsos con un amplitud y anchura de impulso especificas. Otros factores que influyen en la curva de respuesta, tales como, entre otras cosas, la direccion de circulacion y el caudal de la mezcla reactiva, la direccion del movimiento, manteniendose igual la velocidad y la longitud de la zona reactiva. No obstante, la presente invencion no se esta limitada a ello. En principio, es posible determinar curvas de respuesta para cualquier tipo de dopante, tanto de aumento de indice de refraccion como de disminucion de indice de refraccion, y para cualquier forma de adicion, mientras que los restantes factores con influencia se pueden ajustar libremente.

[0089] En una segunda etapa, ha de fabricarse una preforma primaria de acuerdo con la tecnica anterior. La preforma primaria puede, si se desea, ser contraida en una varilla maciza, despues de lo cual, en la etapa 102, se determina el perfil de indice de refraccion longitudinal y el perfil geometrico longitudinal.

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[0090] A partir del perfil de indice de refraccion longitudinal y el perfil geometrico longitudinal determinados en la etapa 102, y a partir de la(s) curva(s) de respuesta previamente determinada(s), en la etapa 103 se define un conjunto de capas 4, para la fabricacion de las siguientes preformas primarias, haciendose correcciones para desviaciones de un valor deseado del indice de refraccion y/o de los valores geometricos.

[0091] La correccion del indice de refraccion se lleva a cabo cambiando las condiciones de deposicion, en particular la cantidad de dopante en la mezcla reactiva, en dependencia de la posicion de la zona reactiva 8. Dependiendo de la magnitud de la/las desviacion/desviaciones, en un conjunto de capas de vidrio 4, puede ser necesario un mayor numero de capas de vidrio 3 a fin de obtener el resultado deseado.

[0092] La correccion de la geometria, en particular el espesor de capa de la capa de preforma, se puede corregir ajustando la velocidad de la zona reactiva 8 como una funcion de la posicion. Por lo general, una velocidad inferior de la zona reactiva 8, dara lugar a una capa de vidrio mas gruesa, mientras que el espesor de una capa de vidrio disminuira cuando se ajuste una velocidad mas alta. El conjunto de capas de vidrio 4 y las condiciones de deposicion asociadas son asi definidos en la etapa 103.

[0093] En una realizacion practica, la definicion del conjunto de capas de vidrio 4 y las condiciones de deposicion asociadas para la correccion de los resultados del perfil de indice de refraccion longitudinal, da como resultado una llamada matriz. En la figura 8, se muestra un ejemplo de una matriz tal. En esta figura 8, la longitud de deposicion 10 se subdivide en varias regiones de deposicion, pero pudiendo ser el numero de dichas regiones de deposicion mayor o menor. En la figura 8, se muestran veintiuna regiones de deposicion, pero el numero de regiones de deposicion puede ser mayor o menor. En una realizacion preferida, la longitud de deposicion 10 se divide de 10 a 100 regiones de deposicion, mas preferiblemente de 20 a 50 regiones de deposicion. Una subdivision tal en regiones de deposicion predefinidas es practica, pero no necesaria. Posteriormente, se define el numero de capas de vidrio 3 del conjunto de capas de vidrio 4, dicho numero de capas de vidrio son las diez de la realizacion de la figura 8. Las flechas en el lado izquierdo y el lado derecho de la matriz indican la direccion de movimiento de la zona reactiva. La zona reactiva para una primera capa de vidrio 3 del conjunto de capas de vidrio 4, se mueve por lo tanto desde el lado de suministro 6 hacia el lado de descarga 7 (de izquierda a derecha en la figura 8). Posteriormente, la zona reactiva para la segunda capa de vidrio 3 del conjunto de capas de vidrio 4, se mueve desde el lado de descarga 7 hacia el lado de suministro 6, etc. La primera, tercera y quinta, es decir, las lineas con numeracion impar de la figura 8, se refieren al movimiento de la zona reactiva de izquierda a derecha, que es desde el lado de suministro hacia el lado de descarga. Las lineas con numeracion par en la figura 8 (que son las lineas dos, cuatro, seis etc.) se refieren al movimiento de la zona reactiva de derecha a izquierda, es decir, desde el lado de descarga hacia el lado de suministro. En una realizacion preferida del presente procedimiento ■ (area en negro) en la matriz aparecera solo en lineas con numeracion impar, mientras que □ aparecera en lineas con numeracion par. Esto significa que las condiciones del proceso, solamente se ajustan durante el movimiento de izquierda a derecha, es decir, desde el lado de suministro hacia el lado de descarga. En un modo de realizacion preferido de este tipo, por ejemplo, solo se anade una cantidad adicional de C2F6 a la mezcla reactiva en impulsos durante la deposicion de las "capas de vidrio impares", mientras que durante el movimiento de la zona reactiva desde el lado de descarga hacia el lado de suministro ninguna cantidad adicional de C2F6 es anadida a la mezcla reactiva.

[0094] De acuerdo con la figura 8, dependiendo de la posicion de la zona reactiva, se anade una cantidad adicional de C2F6 a la mezcla reactiva en forma de impulso. Un impulso de este tipo se indica con ■ (area en negro) en la matriz, mientras que □ significa que ninguna cantidad adicional de C2F6 se suministra. Asi, se ha encontrado que es posible subdividir la longitud de deposicion, es decir, la longitud del tubo de sustrato a lo largo de la cual la zona reactiva se mueve entre los dos puntos de inversion, en regiones de deposicion separadas, para cada region deposicion de las cuales se determina la respectiva condicion de deposicion, en la que, en particular, la condicion de deposito que ha sido determinada para una region de deposicion se puede ajustar durante el proceso de deposicion.

[0095] Ha de senalarse que la matriz de la figura 8 se refiere a la adicion de impulsos de C2F6, de manera que pueden hacerse correcciones cuando el valor del indice de refraccion es demasiado alto. Tambien es posible, sin embargo, definir una o mas matrices a partir de impulsos de un dopante de aumento de indice de refraccion, tal como GeCl4, o de gases que no afectan directamente el indice de refraccion, tales como oxigeno o argon. Por ultimo, tambien es posible producir matrices similares para otras condiciones de deposicion como se expone en las reivindicaciones dependientes, tales como, por ejemplo, la velocidad y la potencia de la zona reactiva. Utilizando la presente invencion, varias matrices pueden de este modo llevarse a cabo simultaneamente, y las propiedades de una capa de vidrio 3 del conjunto de capas de vidrio 4, se veran influenciadas de forma simultanea en varias maneras diferentes. Por razones de control de proceso, es preferible llevar a cabo el presente procedimiento con, como maximo, dos variables, es decir, dos tipos de condiciones de deposicion.

[0096] Se observa que por un lado la etapa 100 y las etapas 101 y 102 por otro lado, son independientes entre si y se puede llevar a cabo, por tanto, en un orden aleatorio.

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[0097] Despues de haber definido el conjunto de capas de vidrio 4 y las condiciones de deposicion de una capa de vidrio 3, en la etapa 104, se fabrica una siguiente preforma primaria, utilizando el conjunto de capas de vidrio 4 y las condiciones de deposicion asociadas definidas en la etapa 103. En la etapa 105, son determinados el perfil de indice de refraccion longitudinal y el perfil geometrico longitudinal de dicha preforma primaria, opcionalmente despues de llevar a cabo contraccion de la misma en una preforma primaria maciza. Si el perfil de indice de refraccion longitudinal y el perfil geometrico longitudinal, cumplen los requisitos en estas materias, pueden ser fabricadas mas preformas primarias posteriormente, utilizando el conjunto de capas de vidrio ya definido. Si el perfil longitudinal indice de refraccion y/o el perfil geometrico longitudinal no cumplen, o lo hacen insuficientemente, los requisitos en estas materias, el conjunto de capas de vidrio previamente definido, puede ser adaptado, extendido o reemplazado, lo que significa que las etapas 103, 104 y 105 seran llevadas a cabo de nuevo.

Ejemplo comparativo

[0098] La figura 9 muestra un perfil de indice de refraccion longitudinal de una preforma primaria fabricada de acuerdo con la tecnica anterior, utilizando un proceso PCVD. La posicion a lo largo de la longitud de la preforma primaria se representa en el eje horizontal, mientras que el indice de refraccion se representa en el eje vertical. La preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo, tiene tres capas de preforma, a saber, una capa de preforma 13 que tiene un indice de refraccion alto, que formara el nucleo de la fibra, una capa de preforma 14 y una capa de preforma 15. Dos lineas horizontales se muestra alrededor del valor de indice de refraccion de cada capa de preforma 13, 14 y 15, cuyas lineas corresponden a los limites de tolerancia para el indice de refraccion de la capa de preforma.

[0099] Las mediciones del indice de refraccion de las capas de preforma de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo comienzan en una posicion de alrededor de -175 mm y terminan en una posicion de aproximadamente 950 mm.

[0100] Como se puede observar en dicha figura, el indice de refraccion, en particular, la capa de preforma 13 no esta dentro de los limites de tolerancia a lo largo de parte de la longitud. Como resultado de ello, la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo por lo que respecta al indice de refraccion se limita a la parte de la longitud entre las posiciones de aproximadamente -20 mm y 800 mm, o incluso menos. El resultado de esto es que la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo es como maximo de aproximadamente 820 mm. Los numeros utilizados en la figura 9 se dan a modo ilustrativo y no deben interpretarse como limitativos.

[0101] La figura 10, muestra un perfil geometrico longitudinal de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo. La posicion a lo largo de la longitud de la preforma se representa en el eje horizontal, mientras que los diametros de las capas de preforma se representan en el eje vertical. Los diametros de las capas 13, 14 y 15 de la preforma se muestran como una funcion de la posicion en la preforma primaria. Dos lineas horizontales se muestran en torno al valor de diametro de cada capa de preforma 13, 14 y 15, cuyas lineas corresponden a los limites de tolerancia para el diametro de la capa de preforma.

[0102] Como puede ser observado en dicha figura, en particular el diametro de la capa de preforma 14 no esta dentro de los limites de tolerancia a lo largo de parte de la longitud. Como resultado de ello, la longitud utilizable de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo en cuanto a las propiedades geometricas se limita a la parte de la longitud entre las posiciones de aproximadamente 0 mm y 1125 mm.

[0103] Puesto que la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo ya estaba limitada a causa del indice de refraccion entre las posiciones -20 mm y 800 mm, la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo quedara limitada a la parte de la longitud comprendida entre las posiciones de 0 mm y 800 mm. Dicho de otra manera, la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo es de unos 800 mm.

Ejemplo

[0104] La figura 11, muestra un perfil de indice de refraccion longitudinal de una preforma primaria fabricada de acuerdo con la presente invencion. Aparte del hecho de utilizar el procedimiento de acuerdo con la presente invencion, todas las demas condiciones durante la fabricacion de la preforma primaria fueron las mismas que las utilizadas durante la fabricacion de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo.

[0105] En el procedimiento de acuerdo con la presente invencion, se determinaron las curvas de respuesta para impulsos de C2F6 correspondientes a las curvas de las figuras 6 y 7.

[0106] A partir del perfil de indice de refraccion longitudinal y del perfil geometrico longitudinal del ejemplo comparativo, se define entonces una matriz para un conjunto de capas de vidrio 4 consistente en 10 capas de vidrio. Dicha matriz consistia en 20 regiones de deposicion. Posteriormente, se fabrico la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo, utilizando la presente invencion.

[0107] La posicion a lo largo de la longitud de la preforma primaria se representa en el eje horizontal, mientras que el indice de refraccion se representa en el eje vertical. La preforma primaria de acuerdo con el ejemplo, se compone de tres capas de preforma, a saber, una capa de preforma 16 que tiene un indice de refraccion alto, que formara el nucleo de la fibra, una capa de preforma 17 y una capa de preforma 18. Alrededor del valor de indice de refraccion de cada capa de preforma 16, 17 y 18, se muestran dos lineas horizontales, cuyas lineas corresponden a los limites

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de tolerancia para el indice de refraccion de la capa de preforma. Dichos limites de tolerancia son los mismos que los limites en el ejemplo comparativo.

[0108] Las mediciones del indice de refraccion de las capas de preforma de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comienzan en una posicion de alrededor de -180 mm y terminan en una posicion de aproximadamente 1.000 mm. La longitud de la preforma primaria es, pues, de unos 1.180 mm. Dicha longitud es ligeramente mayor que la longitud de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo comparativo, pero no se puede atribuirse terminantemente a los efectos de la presente invencion.

[0109] La figura 11, muestra que el indice de refraccion de todas las capas de preformas, cae dentro de los limites de tolerancia a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la preforma primaria. Solo desde una posicion de aproximadamente 900 mm, el indice de refraccion de la capa de preforma 16 ya no cumple la especificacion. Como resultado de ello, la longitud utilizable de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo, en lo que respecta al indice de refraccion varia es rangos mencionada entre las posiciones -180 mm y 900 mm.

[0110] La figura 12 muestra un perfil geometrico longitudinal de la preforma primaria de acuerdo con la invencion. La posicion a lo largo de la longitud de la preforma se representa en el eje horizontal, mientras que los diametros de las capas de preforma 16, 17 y 18 se representan en el eje vertical. Los diametros de las capas de preforma 16, 17 y 18, se muestran como una funcion de la posicion en la preforma primaria. Dos lineas horizontales se muestran en torno al valor de diametro de cada capa de preforma 16, 17 y 18, cuyas lineas corresponden a los limites de tolerancia para el diametro de la capa de preforma. Se hace notar que los limites de tolerancia en los extremos de la preforma primaria presentan una disminucion. Este es un ajuste deliberado, en el que las proporciones de areas de seccion transversal de las diversas capas de preforma 16, 17 y 18, se mantienen constantes a lo largo de la longitud de la preforma primaria. Tal preforma primaria, es provista de una capa adicional de cristal, en una etapa adicional, con el fin de formar una preforma final, en la que el espesor de capa de dicha capa de vidrio adicional, se selecciona de modo que la proporcion entre el area de seccion transversal de la capa de vidrio adicional y un area de seccion transversal de las capas de preforma sea constante a lo largo de la longitud de la preforma final. El experto en el arte, apreciara que la consecuencia de ello, sera que una preforma final tal no tendra un diametro constante a lo largo la longitud de la misma. La fibra optica que se obtiene despues de estirar la preforma final, exhibe propiedades geometricas constantes, vista en la direccion longitudinal.

[0111] Los diametros de todas las capas de preforma 16, 17 y 18, caen dentro de los limites de tolerancia a lo largo de toda la longitud de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo. Como resultado de ello, la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo no esta limitada por las propiedades geometricas, como consecuencia de lo cual la longitud util de la preforma primaria de acuerdo con el ejemplo es de aproximadamente 1.080 mm, que resulta ser una mejora de alrededor del 35% sobre el ejemplo comparativo.

[0112] La preforma primaria de acuerdo con el ejemplo ha sido fabricada a partir del procedimiento de acuerdo con la presente invencion, utilizando la tecnologia de perfil de sobre-revestimiento. Sin embargo la presente invencion no se limita a dicha combinacion. Otra opcion puede ser fabricar una preforma primaria en la que el/los diametro/s de la capa(s) de preforma sea/n constante/s a lo largo de la longitud de la preforma primaria. La combinacion del procedimiento de acuerdo con la presente invencion con la tecnologia de perfil de sobre-revestimiento, proporciona una mayor flexibilidad en la fabricacion de una preforma primaria, que puede ser deseable, en particular, si va a fabricarse una preforma primaria que comprenda tres o mas capas de preforma, es decir, preformas primarias que tengan un perfil indice de refraccion radial relativamente complejo.

[0113] Se observa ademas que aunque la presente invencion esta en particular dirigida a la obtencion de un indice de refraccion promedio sustancialmente constante, y preferiblemente tambien un grosor de capa sustancialmente constante del conjunto de capas de vidrio, visto en direccion longitudinal, tambien es concebible utilizar la presente invencion de diferentes maneras.

[0114] La presente invencion tambien se puede utilizar, por ejemplo, para la produccion de fibras opticas que presenten un ahusamiento controlado y deseado de propiedades opticas y/o geometricas. Asi, la velocidad de la zona reactiva y la cantidad de dopante puede, por ejemplo, ajustarse de manera que el indice medio de refraccion y/o el espesor de un conjunto de capas de vidrio, disminuya en una direccion longitudinal particular.

[0115] En otro ejemplo, la preforma primaria se puede considerar que este constituida por segmentos, en direccion longitudinal, en la que cada segmento tiene un perfil de indice de refraccion radial especifico, cuyo perfil de indice de refraccion radial, sea constante a traves de la anchura del segmento, pero en la que los perfiles de indice de refraccion radiales de dos segmentos adyacentes son diferentes entre si. De esta manera es posible, por ejemplo, producir una fibra que comprenda segmentos que presentan signos alternos para la dispersion cromatica.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para fabricar una preforma primaria para una fibra optica, utilizando un proceso de deposicion quimica en fase de vapor asistida por plasma interna, en el que precursores de formacion de vidrio dopados o sin dopar se suministran al interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco, una zona reactiva en forma de un plasma se desplaza en vaiven a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco mencionado anteriormente entre un punto de inversion proximo al lado de suministro y un punto de inversion proximo al lado de descarga del tubo de substrato hueco, en el que el tubo de sustrato se coloca en un horno y en el en la zona reactiva antes mencionada se crean condiciones tales que uno o mas conjuntos de capas de vidrio que se componen de, al menos, dos capas de vidrio separadas, sean depositadas en el interior del tubo de sustrato mencionado anteriormente, caracterizado dicho procedimiento porque comprende la siguiente etapa de: definir condiciones de deposicion como una funcion de la posicion de la zona reactiva, vista en la direccion longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco, para la deposicion de, al menos, una capa de vidrio, con las condiciones de deposicion asi definidas difiriendo mutuamente dentro de la deposicion de la antes mencionada capa de vidrio.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque las condiciones de deposicion de capas de vidrio que estan mutuamente adyacentes dentro de un conjunto de capas de vidrio difieren entre si.
3. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dentro de un conjunto de capas de vidrio particular, el valor del indice de refraccion y/o del area de seccion transversal de una capa de vidrio obtenida por deposicion difiere del valor de indice de refraccion y/o el area en seccion transversal de otra capa de vidrio obtenida por deposicion.
4. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el valor medio del indice de refraccion y/o del area en seccion transversal de un conjunto de capas de vidrio particular, compuesto de varias de capas de vidrio individuales obtenidas por deposicion, puede ser considerado como una combinacion del valor de indice de refraccion y/o del area de seccion transversal de cada capa de vidrio individual, difiriendo entre si el valor del indice de refraccion y/o el area de seccion transversal de, al menos, dos de tales capas de vidrio individuales en el conjunto de capas de vidrio antes mencionado.
5. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones precedentes, en el que cada capa de vidrio del respectivo conjunto de capas de vidrio tiene un espesor, visto en direccion radial, que varia de 0,1 a 10 micrometros, preferiblemente de 0,5 a 5 micrometros, especialmente, en el que el numero de capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio varia de 2 a 100, preferiblemente de 2 a 50, mas preferiblemente de 4 a 30.
6. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, en el que el numero de capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio se ajusta de manera que se cumple la siguiente condicion:

N < 0,1 * A * Qfinal/d * Qfibra

donde

N = numero de capas de vidrio en un conjunto de capas de vidrio [-]

A = longitud de onda minima utilizada en la fibra optica [pm]

d = espesor de una capa de vidrio de un conjunto de capas de vidrio de una preforma primaria [pm]

Qfinal = diametro de la preforma final producida a partir de la preforma primaria [mm]

Qfibra = diametro de la fibra optica [mm].
7. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones precedentes, en el que la definicion de las condiciones de deposicion, comprende el ajuste de uno o mas parametros de proceso seleccionados de entre el grupo de: flujo de gas adicional a dosificar en el lado de suministro, la velocidad de la zona reactiva, la intensidad del plasma de la zona reactiva y la longitud de la zona reactiva.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que la longitud de la deposicion, a saber, la longitud del tubo de sustrato a lo largo de la cual se mueve la zona reactiva entre los dos puntos de inversion, se subdivide en regiones de deposicion separadas, en el que la respectiva condicion de deposicion se determina para cada region de deposicion, especialmente en el que la condicion de deposicion determinada para una region de deposicion es ajustable durante el proceso de deposicion.
9. Procedimiento segun una o mas de las reivindicaciones 7 a 8, en el que la cantidad de gas adicional se suministra al lado de suministro del tubo de sustrato de vidrio hueco en forma de uno o mas impulsos que se caracterizan por la altura del impulso y la duracion del impulso, especialmente en el que la longitud del impulso varia entre 1 ms y 500 ms, preferentemente entre 1 ms y 200 ms, preferentemente entre 5 ms y 100 ms.

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10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 7 a 9, en el que el gas adicional se selecciona del grupo de gases que contienen uno o mas dopantes de aumento y/o disminucion del indice de refraccion y gases tales como oxigeno, argon y helio, o una combinacion de dos o mas de los mismos, especialmente en el que los agentes de dopado se seleccionan del grupo de GeCU, PC>2Cl5, N2 CF4, SiF4, C2F6, C4F8, CCl2F2, SiF4, Si2F6, SF6, NF3 y F2, en el que C2F6 es un dopante preferido.
11. Procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones precedentes 1 a 10, en el que la preforma primaria comprende, al menos, una capa de preforma, cuya capa de preforma esta, al menos en parte, compuesta de conjuntos de capas de vidrio, y en el que la capa de preforma tiene un indice de refraccion y/o area transversal medios esencialmente constantes, vistos en direccion radial.
12. Procedimiento para fabricar una preforma final para una fibra optica, que comprende las siguientes etapas: i) fabricar una preforma primaria de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores 1 a 11;

ii) contraer la preforma primaria obtenida en la etapa i) en una preforma primaria maciza bajo la influencia de una fuente de calor,

iii) aplicar, opcionalmente, una cantidad adicional de vidrio sobre el lado exterior de la preforma primaria maciza obtenida en la etapa ii) con el fin conformar la preforma final.
13. Procedimiento segun la reivindicacion 12, caracterizado porque la relacion entre el area de seccion transversal de la capa de vidrio adicional y el area de seccion transversal de las capas de preforma, es constante a lo largo de la longitud de la preforma final.
14. Procedimiento para producir una fibra optica, que comprende la fabricacion de una preforma final de acuerdo con el procedimiento segun una o mas de las reivindicaciones 12 a 13, seguida por el calentamiento de uno de los extremos de la preforma final antes mencionada y el subsiguiente estirado de la fibra optica a partir del mismo.
15. Preforma primaria susceptible de obtenerse mediante el procedimiento segun una o mas de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, caracterizada porque cada una de las capas de vidrio de un conjunto de capas de vidrio un tiene un espesor, visto en direccion radial, que varia de 0,1 mm a 10 mm, haciendose variar, de preferencia, el numero de capas de vidrio de dicho conjunto de capas de vidrio entre 2 y 100.