[发明专利]用于进行等离子体化学气相沉积工艺的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于进行等离子体化学气相沉积工艺的方法和设备。该设备包括大致圆柱形的谐振器，该谐振器设置有圆柱形外壁和同轴的圆柱形内壁，在该圆柱形外壁和该圆柱形内壁之间限定能够以工作频率进行工作的谐振腔。该谐振腔绕该圆柱形外壁和该圆柱形内壁的圆柱轴在圆周方向上延伸。此外，圆柱形外壁包括能够连接至输入波导的输入端口。另外，圆柱形内壁包括绕圆柱轴在圆周方向上延伸的狭缝部。限定狭缝部的孔径的最大尺寸小于工作频率的波长的一半。

技术领域

本发明涉及用于进行等离子体化学气相沉积工艺的方法，该方法包括用于提供设备的步骤，该设备包括大体为圆柱形的谐振器，该谐振器设置有圆柱形外壁和同轴的圆柱形内壁，在该圆柱形外壁和该圆柱形内壁之间限定谐振腔，该谐振腔能够以工作频率进行工作并且绕圆柱形内壁和圆柱形外壁的圆柱轴在圆周方向上延伸，其中该圆柱形外壁包括可连接至输入波导的输入端口，以及该圆柱形内壁包括绕圆柱轴在圆周方向上延伸的狭缝部，该方法还包括使该设备以工作频率进行工作的步骤。

背景技术

以德拉克通信科技公司(Draka Comteq B.V.)的名义的欧洲专利公开EP 2605267公开了用于制造光纤的设备。在等离子体激活化学气相沉积(PCVD)工艺中，在基管的内部进行沉积。在该工艺中，谐振器由微波源(通常是磁控管)馈送。在基管内部，微波功率创建等离子体，其中该等离子体激活反应，从而使得在基管内沉积薄的石英层。基管和谐振器放置在加热炉内。

在例如为了提高生产力的目的而使PCVD工艺升级以应用于制造更大基管(特别是具有更大直径的管)时，在石英沉积中需要高的旋转对称程度，需要减少引起等离子体不稳定性并诱导等离子体闪烁现象的跳模(mode hopping)的可能性，并且需要使由于通过与诸如PCVD加热炉等的周围环境相互作用所引起的微波振荡而产生的厚度和折射率方面的轴向近周期性变化(axial near-periodical variation)最小。轴向近周期性变化可能会对一些得到的光纤质量参数(例如，衰减(OTDR轨迹)和/或单模光纤的模场直径的均匀性和/或渐变折射率多模光纤的阿尔法值的均匀性)产生很大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据前序部分所述的用于加工具有相对较大的直径的基管的方法。此外，根据本发明，使设备以工作频率进行工作，使得限定狭缝部的孔径的最大尺寸小于工作频率的波长的一半。通常，限定狭缝部的孔径的最大尺寸是孔径的长度和宽度中的最大值。

通过应用狭缝部(其中，诸如狭缝部的圆周长度等的最大尺寸小于工作频率的波长的一半)，不存在可以传播通过该狭缝部的传播模式。仅非传播模式可以辐射通过该狭缝部。

根据本发明的方面，提供一种用于进行等离子体化学气相沉积工艺的方法，所述方法包括以下步骤：提供设备，所述设备包括大致为圆柱形的谐振器，所述谐振器设置有圆柱形外壁和同轴的圆柱形内壁，在所述圆柱形外壁和所述圆柱形内壁之间限定谐振腔，所述谐振腔能够以工作频率进行工作并且绕所述圆柱形外壁和所述圆柱形内壁的圆柱轴在圆周方向上延伸，所述圆柱形外壁包括能够连接至输入波导的输入端口，以及所述圆柱形内壁包括绕所述圆柱轴在圆周方向上延伸的狭缝部；以及使所述设备以工作频率进行工作，使得限定所述狭缝部的孔径的最大尺寸小于所述工作频率的波长的一半。

本发明至少部分基于以下见解：非传播电磁模式可以有效地用于以稳定方式传输电磁能以向等离子体供电，同时抑制径向传播电磁模式。由于非传播模式的功率在辐射方向上呈指数衰减，因此特定非传播电磁模式(通常是最高阶非传播模式)成为主导，由此减少跳模的可能性。更高阶模式的任何影响均是最小的。此外，穿过狭缝部而反射回到腔中的电磁辐射仅能通过非传播电磁模式来进行。然后，该指数衰减行为减少了与腔的任何相互作用，由此有助于甚至提高谐振器的稳定性。此外，在管状内部空间中发起的任何电磁模式具有由该管状内部空间中的电磁点的空间变化引起的非传播模式类型。结果，基管的轴向端处的任何反射与谐振器的腔仅存在小的相互作用，这使得腔中以及等离子体自身中的电磁行为进一步稳定，从而减少了厚度和折射率方面的轴向近周期性变化。