種化合物反應(yīng)而形成摻雜玻璃層的氣體。在玻璃沉積期間，將摻雜劑前體引入玻璃層中。
[0103]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“摻雜劑”意指:存在于光纖的玻璃中并且影響所述玻璃的折射率的化合物或組合物。其可以例如是下調(diào)摻雜劑(down dopant)，即降低折射率的摻雜劑，如氟或硼(例如作為前體以F2、C2F8, SF6, C4F8或BCl 3的形式被引入)?？梢岳缡巧险{(diào)摻雜劑(up-dopant)，即提高折射率的摻雜劑，如鍺(例如作為前體以GeCl2 ( 二氯化鍺)或GeCl4(四氯化鍺)的形式被引入)。摻雜劑可以以玻璃的間隙子(interstice)的形式存在于玻璃中(例如在F的情況中)，或者它們可以以氧化物的形式存在(例如在鍺、招、磷或硼的情況中)。
[0104]本說(shuō)明書(shū)中使用的“非玻璃化氧化硅”與“粉塵”相同并意指:不完全玻璃化(=非玻璃化或部分玻璃化)氧化硅。它可以是無(wú)摻雜的或摻雜的。
[0105]本說(shuō)明書(shū)中使用的“玻璃化氧化硅”與“玻璃”相同并意指:由氧化硅的完全玻璃化而產(chǎn)生的玻璃狀物質(zhì)。它可以是無(wú)摻雜的或摻雜的。
[0106]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“粉塵沉積”意指:非玻璃化氧化硅在基管的內(nèi)壁上的沉積。粉塵沉積作為白色不透明細(xì)顆粒物質(zhì)為肉眼可見(jiàn)。
[0107]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“反應(yīng)區(qū)”意指:玻璃形成反應(yīng)或沉積發(fā)生的區(qū)域或軸向位置。該區(qū)域通過(guò)等離子體形成并優(yōu)選沿著基管的縱向長(zhǎng)度往復(fù)移動(dòng)。
[0108]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“反應(yīng)條件”意指:用于進(jìn)行氧化硅層(非玻璃化或玻璃化)的沉積的條件組，例如溫度、壓力、電磁輻射。
[0109]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“等離子體”意指:由在非常高的溫度下以導(dǎo)致大體上沒(méi)有總電荷的比例的正離子和自由電子組成的離子化氣體。該等離子體由電磁輻射、優(yōu)選由微波引起。
[0110]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“換向點(diǎn)”意指:施加器往復(fù)移動(dòng)處的基管上的軸向點(diǎn)或位置。換言之，從返回至前進(jìn)或者從前進(jìn)至返回而變化。它是施加器的折回點(diǎn)(turningpoint) ο軸向點(diǎn)在施加器的中間(縱向)處測(cè)量。
[0111]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“換向點(diǎn)附近”意指:在距離上靠近換向點(diǎn)的基管上的軸向位置，或者與換向點(diǎn)相同的位置。
[0112]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“在換向點(diǎn)處”意指:與換向點(diǎn)相同的位置的基管上的軸向位置。
[0113]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“往返移動(dòng)”意指:沿直線往復(fù)移動(dòng)或往返移動(dòng)。
[0114]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“階段”意指:沉積具有特定折射率值的玻璃層的沉積過(guò)程的一部分。該特定值可以是恒定的，或者可以表現(xiàn)為梯度。例如，對(duì)于單一步驟指標(biāo)纖維(simple step index fibre)，纖芯的沉積和覆蓋層的沉積各自被認(rèn)為是單獨(dú)的階段。
[0115]在本說(shuō)明書(shū)中使用的“沖程”或“行程”意指:施加器沿著基管的長(zhǎng)度各自往返移動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0116]第一方面，本發(fā)明涉及一種通過(guò)內(nèi)部等離子體沉積工藝制造光纖用初級(jí)預(yù)制品的前體的方法。在此工藝期間，基管被除去。第二方面，本發(fā)明涉及將基管從通過(guò)內(nèi)部等離子體沉積工藝沉積在基管內(nèi)表面上的玻璃層除去的方法。第三方面，本發(fā)明涉及通過(guò)內(nèi)部等離子體沉積工藝制造光纖用初級(jí)預(yù)制品的方法。
[0117]本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)的對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題的解決方案是除去基管，允許非石英基管的使用。此解決方案牽涉在所述基管內(nèi)部的氧化硅層沉積之后基管的除去。此除去是由所述基管的內(nèi)表面與沉積的玻璃層之間粉塵(非玻璃化玻璃)層的存在促進(jìn)的。該氧化硅粉塵對(duì)將要沉積的玻璃層具有一定的(盡管是有限的)粘附性，并且對(duì)基管(其可以是例如氧化鋁的)具有一定的(盡管是有限的)粘附性。因此，它充當(dāng)兩個(gè)玻璃化部分之間的屏障，所述兩個(gè)玻璃化部分首先是基底(優(yōu)選玻璃或氧化硅系的基管)，另一方面是沉積的玻璃層。該屏障層將充當(dāng)允許任意側(cè)上兩個(gè)玻璃化氧化硅層分離的不粘層(non-sticklayer)或緩沖層。原理上，可被看作在基管外部上和沉積管內(nèi)部上的兩根管之間的緩沖層。
[0118]—方面，粉塵層(非玻璃化氧化硅層)對(duì)基管的粘附應(yīng)當(dāng)足以允許層形成(優(yōu)選連續(xù)的層，和/或優(yōu)選對(duì)基管的內(nèi)表面有實(shí)質(zhì)上恒定的覆蓋的層，和/或優(yōu)選在基管的長(zhǎng)度上有實(shí)質(zhì)上恒定厚度的層)。另一方面，粉塵層對(duì)基管的粘附不應(yīng)過(guò)高，以允許基管從粉塵層分1? O
[0119]—方面，粉塵層對(duì)將要沉積的玻璃層的粘附應(yīng)當(dāng)足以允許玻璃層形成。另一方面，粉塵層對(duì)將要沉積的玻璃層的粘附不應(yīng)過(guò)高，以允許玻璃層從粉塵層分離。
[0120]對(duì)于本發(fā)明，非玻璃化氧化硅層可能通過(guò)例如水或其它水溶液等液體的使用而除去。非玻璃化氧化硅的脆顆粒被破壞，由此獲得分散在液體中的微細(xì)的、塵狀的材料，其可通過(guò)除去液體而被除去。
[0121]根據(jù)本發(fā)明使用的基管優(yōu)選為非石英基管?？赡苁褂美缂兌容^低的石英基管。基管應(yīng)當(dāng)能夠承受沉積工藝中使用的高溫。此外，基管應(yīng)當(dāng)對(duì)電磁輻射透明，以允許等離子體在所述基管內(nèi)部形成。本發(fā)明中使用的基管的內(nèi)外尺寸可根據(jù)工藝設(shè)備和將要形成的光纖的量和類(lèi)型的要求來(lái)選擇。可能要求基管經(jīng)過(guò)預(yù)處理工藝，以使得基管適合在本發(fā)明所使用的等離子體沉積設(shè)備中使用。
[0122]本方法包括下列步驟，其并不是在所有實(shí)施方案中都必要?？赡苓@些步驟的某一些以不同的順序進(jìn)行。
[0123]第一步是提供中空玻璃管。所述中空基管可優(yōu)選具有供給側(cè)和排出側(cè)。此中空基管用于層在其內(nèi)表面上的內(nèi)部沉積。氣體管線(或任選地主氣體管線和至少一條副氣體管線)與所述供給側(cè)連接，并優(yōu)選真空栗與所述排出側(cè)連接。
[0124]在另一個(gè)步驟中，氣體流供給到所述中空基管的內(nèi)部。該氣體流優(yōu)選經(jīng)由所述基管的供給側(cè)引入。所述氣體流包含至少一種玻璃形成氣體。例如，氧和四氯化硅?？蛇x地，在沉積工藝的至少一部分期間，所述氣體流還包含至少一種摻雜劑的前體，例如鍺的前體(例如四氯化鍺或二氯化鍺的形式)和/或氟的前體(例如C2F6的形式)。首先僅引入氧氣，隨后可選地引入蝕刻氣體，甚至更后引入玻璃形成氣體。
[0125]在以下步驟中，在所述中空基管內(nèi)部產(chǎn)生等離子體反應(yīng)區(qū)。所述等離子體反應(yīng)區(qū)沒(méi)有跨越基管的全長(zhǎng)，而是僅跨越被施加器圍繞的部分。換言之，在中空基管內(nèi)部的一部分中產(chǎn)生等離子體反應(yīng)區(qū)。等離子體通過(guò)電磁輻射產(chǎn)生。通過(guò)使玻璃形成氣體和任選地一種或多種摻雜劑前體反應(yīng)，該等離子體反應(yīng)區(qū)提供適合于在所述中空基管的內(nèi)表面上-依據(jù)條件-進(jìn)行玻璃化玻璃層或非玻璃化玻璃層的沉積的條件。換言之，等離子體反應(yīng)區(qū)是被基管內(nèi)的等離子體占據(jù)的三維空間。
[0126]反應(yīng)區(qū)優(yōu)選在兩個(gè)換向點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)換向點(diǎn)各自位于基管端部處或者端部附近。在供給側(cè)附近存在一個(gè)換向點(diǎn)以及在排出側(cè)附近存在一個(gè)換向點(diǎn)。電磁輻射的施加器同軸地存在于基管上方。形成的等離子體與施加器一起沿著所述中空基管的縱軸往返移動(dòng)。該移動(dòng)在位于所述中空基管的供給側(cè)附近的換向點(diǎn)與位于排出側(cè)附近的換向點(diǎn)之間往復(fù)。該往復(fù)進(jìn)行數(shù)次(稱為行程或沖程)，并且在每一行程或沖程期間沉積玻璃化或非玻璃化玻璃薄層。在沉積工藝以幾個(gè)階段進(jìn)行的情形中，每一階段包含多個(gè)沖程，例如1000至10，000個(gè)沖程，例如2000至4000個(gè)沖程。
[0127]在本發(fā)明方法的步驟ii)期間，提供第一等離子體反應(yīng)區(qū)，用于非玻璃化玻璃的沉積。施加第一反應(yīng)條件。該第一反應(yīng)條件有效地用于非玻璃化氧化硅層的產(chǎn)生，換言之，選擇這些條件來(lái)防止玻璃化氧化硅的沉積。在該步驟期間存在玻璃形成氣體的氣體流。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用高壓(例如，>50mbar)以防止玻璃化。這是以下事實(shí)的結(jié)果:壓力決定氣相中氧化硅形成的量。當(dāng)基管內(nèi)的壓力足夠低時(shí)，僅少量粉塵(S12SGeO2)將在氣相中形成，并且玻璃形成氣體的大部分將在基管的內(nèi)徑上反應(yīng)為玻璃化氧化硅。如果壓力高于50mbar，在基管內(nèi)徑上的沉積之前，將有通過(guò)氣相中氧化硅顆粒的聚集而導(dǎo)致的顯著量粉塵的形成。粉塵將粘著至基管，并且隨后能將之除去。如果在更高的壓力體系(>30mbar或甚至>60mbar)中進(jìn)行等離子沉積工藝，則發(fā)現(xiàn)沉積包括很大一部分的粉塵材料。
[0128]應(yīng)注意到，優(yōu)選地，非玻璃化氧化硅供給于大部分基管內(nèi)表面上，例如在供給側(cè)附近的換向點(diǎn)和排出側(cè)附近的換向點(diǎn)之間。優(yōu)選地，將要被玻璃化氧化硅層覆蓋的內(nèi)表面區(qū)域此前也被非玻璃化氧化硅層覆蓋。這將促進(jìn)稍后基管的除去，而不破壞玻璃化氧化硅層，即沉積層。
[0129]在本發(fā)明的方法的步驟iii)期間，提供第二等離子體反應(yīng)區(qū)，用于玻璃化氧化硅的沉積。因此，該步驟通過(guò)電磁輻射在內(nèi)表面上具有沉積的非玻璃化玻璃層的中空基管的內(nèi)部產(chǎn)生具有第二反應(yīng)條件的第二等離子體反應(yīng)區(qū)，用于在先前步驟中沉積的非玻璃化氧化硅層上進(jìn)行玻璃化氧化硅層的沉積。在該步驟期間使用的用以獲得適于沉積玻璃的等離子體反應(yīng)區(qū)的所述第二反應(yīng)條件在本領(lǐng)域中是已知的。
[0130]在本發(fā)明的工藝的該沉積步驟結(jié)束時(shí)，得到具有沉積在基管內(nèi)表面上的所希望數(shù)目的玻璃化氧化硅層的基管。這時(shí)，沉積工藝停止。由此停止電磁輻射以及包含玻璃形成氣體的氣體流。
[0131]在本發(fā)明隨后的步驟中，基管被除去。這將得到所謂的沉積管，或已沉積的玻璃化氧化硅層。
[0132]在本發(fā)明任選的步驟中，沉積管受到收縮處理，以形成實(shí)心棒。然而，可以預(yù)想完成的沉積管被輸送到進(jìn)行此收縮步驟的另一設(shè)備。在此收縮步驟期間，通過(guò)使用例如加熱爐或燃燒器等外部熱源將中空管加熱至1800至2200°C的溫度。在若干沖程或收縮行程中，中空管被加熱，并且自身收縮形成實(shí)心棒。
[0133]在本發(fā)明的