專利名稱：利用輻射衰減確定物體中材料濃度的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及利用穿透性輻射的衰減來(lái)確定物體中材料濃度的方法和設(shè)備。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及利用X射線衰減來(lái)確定在用于形成光波導(dǎo)纖維(“光纖”)的微粉體預(yù)制棒中摻雜物之濃度的方法和設(shè)備。
相關(guān)技術(shù)的描述光纖一般包括用純石英(SiO2)制成的包層以及用摻氧化鍺(GeO2)的石英制成的纖芯。氧化鍺摻雜物改變了纖芯中石英的折射率。纖芯的各個(gè)部分通過(guò)含有不同濃度的氧化鍺，致使沿纖芯直徑有不同的折射率。折射率沿纖芯直徑的分布(即，折射率分布曲線)決定了光纖的工作特性。
可以用稱作外部汽相沉積法(“OVD”)的傳統(tǒng)工藝制作光纖。一般地說(shuō)，OVD工藝包括制作微粉體預(yù)制棒制作步驟有燃燒氣體混合物，產(chǎn)生含石英和氧化鍺的微粉體；將各層微粉體相繼沉積在芯棒上，形成微粉體預(yù)制棒的纖芯部分；燃燒氣體混合體，產(chǎn)生只含石英的微粉體；并且將各層微粉體相繼沉積在纖芯部分上，形成微粉體預(yù)制棒的包層部分。通過(guò)燒結(jié)熔凝微粉體預(yù)制棒，形成玻璃坯棒。從玻璃坯棒拉絲出光纖。氧化鍺在構(gòu)成纖芯部分各微粉體層中的濃度初步?jīng)Q定了氧化鍺沿成品光纖之纖芯直徑的濃度。
日本專利申請(qǐng)59-106803(授予Hara)和美國(guó)專利4,618,975(授予Glantschnig)揭示了用X射線衰減無(wú)損傷地估計(jì)微粉體預(yù)制棒中氧化鍺濃度的技術(shù)。兩種方法都在兩個(gè)能量上測(cè)量X射線衰減。Hara的方案依賴于摻雜物(Ge)與基質(zhì)(Si)衰減的比值隨X射線光子能量而變化的事實(shí)。但是，Hara方案對(duì)于微粉體預(yù)制棒并不特別敏感，因?yàn)樗霰戎翟谌魏螌?shí)用的X射線能量范圍內(nèi)幾乎不變。Glantschnig的方法基于摻雜物衰減(吸收)與密度衰減(散射)的比值隨X射線光子能量變化的事實(shí)。與Hara的比值一樣，Glantschnig的比值在微粉體預(yù)制棒的實(shí)用能量范圍內(nèi)幾乎不變。因此，Glantschnig的方法混淆了密度隨摻雜物濃度變化而產(chǎn)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
如這里實(shí)施和一般描述的，本發(fā)明包括一種用于確定微粉體中摻雜物濃度的方法，其中微粉體至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分。該方法包括以下步驟測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；用穿透性輻射照射微粉體；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)被照微粉體后的強(qiáng)度；以及根據(jù)測(cè)得的重量、測(cè)得的厚度參數(shù)和穿透性輻射被探測(cè)到的強(qiáng)度來(lái)確定摻雜物的濃度。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括一種用于確定第一和第二微粉體分層中摻雜物濃度的方法，其中第一和第二分層至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分。該方法包括以下步驟在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；用穿透性輻射照射第二微粉體分層；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)第二微粉體分層后的強(qiáng)度；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后，根據(jù)穿透性輻射通過(guò)第二微粉體分層后被探測(cè)到的強(qiáng)度以及對(duì)微粉體預(yù)制棒測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)，來(lái)確定第二微粉體分層中摻雜物的濃度；用穿透性輻射照射第第一和第二微粉體分層；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)第一和第二微粉體分層后的強(qiáng)度；以及在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后，根據(jù)穿透性輻射通過(guò)第一和第二微粉體分層后被探測(cè)到的強(qiáng)度以及對(duì)微粉體預(yù)制棒測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)，來(lái)確定第一微粉體分層中摻雜物的濃度。
本發(fā)明的又一個(gè)方面包括一種用于確定微粉體中摻雜物濃度的設(shè)備，其中微粉體至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分。該設(shè)備包括重量測(cè)量裝置，用于測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；厚度參數(shù)測(cè)量裝置，用于測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；輻射源，它用穿透性輻射照射微粉體；輻射傳感器，用于探測(cè)穿透性輻射通過(guò)微粉體后的強(qiáng)度；以及確定裝置，它根據(jù)測(cè)得的重量和厚度參數(shù)以及穿透性輻射被探測(cè)到的強(qiáng)度，來(lái)確定微粉體中摻雜物的濃度。
在本發(fā)明一特定的較佳實(shí)施例中，通過(guò)依次在微粉體沉積期間測(cè)量預(yù)制棒的重量和直徑、(在微粉體沉積期間或之后)測(cè)量預(yù)制棒的X射線衰減，以及通過(guò)求解衰減方程計(jì)算摻雜物濃度分布，來(lái)計(jì)算微粉體的密度分布。
應(yīng)該理解，上述一般描述以及下面的說(shuō)明都是例舉性和說(shuō)明性的，它們不限制所要保護(hù)的發(fā)明。
附圖概述各附圖顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它們與文字部分一起用于說(shuō)明了本發(fā)明的原理。


圖1是一側(cè)視圖，示出了依照本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備，該設(shè)備可以確定微粉體預(yù)制棒中摻雜物的濃度。
圖2是沿圖1中直線2-2截取得到的截面圖，示出了測(cè)量厚度參數(shù)的裝置。
圖3是沿圖1中直線3-3截取得到的截面圖，示出了用穿透性輻射照射微粉體預(yù)制棒中分層N的輻射源，其中用輻射傳感器探測(cè)所述穿透性輻射。
圖4是沿圖1中直線3-3截取得到的截面圖，示出了用穿透性輻射照射微粉體預(yù)制棒中分層N和N-1的輻射源，其中用輻射傳感器探測(cè)所述穿透性輻射。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明目前較佳的實(shí)施例。在任何可能的地方，諸附圖始終用相同的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的部件。
一般地說(shuō)，本發(fā)明利用以下手段來(lái)確定微粉體預(yù)制棒中摻雜物的濃度測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；用穿透性輻射照射微粉體預(yù)制棒；以及測(cè)量穿透性輻射通過(guò)微粉體預(yù)制棒后的強(qiáng)度。本發(fā)明利用測(cè)量得到的重量、厚度參數(shù)和強(qiáng)度，確定微粉體預(yù)制棒一微粉體分層中摻雜物的濃度。
圖1-圖4示出了依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的設(shè)備10，該設(shè)備用以確定微粉體預(yù)制棒12中摻雜物的濃度。設(shè)備10包括重量測(cè)量裝置20、厚度參數(shù)測(cè)量裝置60、輻射源30、輻射傳感器40和確定裝置50。
重量測(cè)量裝置20測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的重量，并將相應(yīng)的信號(hào)提供給確定裝置50。較佳的重測(cè)量裝置20包括一阻力負(fù)載元件，該元件與芯棒14的一端相連，這里在芯棒14上將形成微粉體預(yù)制棒12。芯棒14的另一端被驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(未圖示)卡住。
在微粉體沉積期間連續(xù)記錄預(yù)制棒的重量。對(duì)預(yù)制棒一周旋轉(zhuǎn)或者多周次旋轉(zhuǎn)期間獲得的所有阻力負(fù)載元件讀數(shù)求平均，以消除因預(yù)制棒偏斜產(chǎn)生的變化。使重量獲取與預(yù)制棒橫轉(zhuǎn)位置同步，以適應(yīng)因預(yù)制棒橫轉(zhuǎn)位置引起的變化。換句話說(shuō)，盡管重量測(cè)量最好是連續(xù)的，但是對(duì)于每次橫轉(zhuǎn)，需將一標(biāo)識(shí)符或標(biāo)志與有關(guān)重量測(cè)量的起點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并且每次橫轉(zhuǎn)的起點(diǎn)都相同。某個(gè)給定分層的預(yù)制棒重量是這些同步的平均讀數(shù)的平均值。一個(gè)分層的重量是自前一分層開始觀察到的重量增量。
最好，重量測(cè)量裝置20在制備微粉體預(yù)制棒12期間多次測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量。例如，在制備微粉體預(yù)制棒12期間，每當(dāng)沉積了預(yù)定層數(shù)的微粉體時(shí)，重量測(cè)量裝置20就測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的重量。
厚度參數(shù)測(cè)量裝置60測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的厚度參數(shù)，諸如半徑或直徑。盡管在圖1中，為便于說(shuō)明，厚度參數(shù)測(cè)量裝置60偏右，但它最好是測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的中心部分。如圖2所示，厚度參數(shù)測(cè)量裝置60可以是一個(gè)激光遮蔽測(cè)微計(jì)，它包括發(fā)射光束的源62以及用于探測(cè)源62所發(fā)光束的探測(cè)器64。根據(jù)探測(cè)到的光束，探測(cè)器64向確定裝置50提供一信號(hào)。用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法可以由此信息確定微粉體預(yù)制棒12的厚度參數(shù)，最好是半徑T。市場(chǎng)上可以買到的、能夠?qū)崿F(xiàn)此項(xiàng)功能的裝置包括Anritsu KL-154A和Keyence LS-5001。
最好，厚度參數(shù)測(cè)量裝置60在制備微粉體預(yù)制棒12期間多次測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的厚度參數(shù)。例如，在制備微粉體預(yù)制棒12期間，每當(dāng)沉積了預(yù)定層數(shù)的微粉體時(shí)，厚度參數(shù)測(cè)量裝置60就測(cè)量微粉體預(yù)制棒12的厚度參數(shù)。更好的是，每當(dāng)重量測(cè)量裝置20測(cè)量微粉體預(yù)制棒時(shí)，便測(cè)量厚度參數(shù)。
輻射源30用穿透性輻射照射微粉體預(yù)制棒12。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“穿透性輻射”是指有能力穿透和穿過(guò)長(zhǎng)度相對(duì)較短的微粉體的輻射。5-100KeV的X射線是較佳類型的穿透性輻射。X射線源可以是X射線管點(diǎn)源，用以產(chǎn)生一扇形光束，并照射在微粉體預(yù)制棒12的整個(gè)截面上。最好將斑點(diǎn)大小為10-50微米的、微聚焦100KeV X射線管用作輻射源30，諸如由Philips、Kevex或Pantak生產(chǎn)的X射線管。
輻射傳感器40探測(cè)穿透性輻射通過(guò)微粉體預(yù)制棒12后的強(qiáng)度，并且將相應(yīng)的信號(hào)提供給確定裝置50。如圖3和圖4所示，較佳的輻射傳感器40包括諸如4″×4″熒光屏42的象素化探測(cè)器，以及用于將來(lái)自屏幕42的光脈沖引導(dǎo)到CCD攝像機(jī)46的錐形光纖束。
為了便于說(shuō)明，附圖示出了輻射源30和輻射傳感器40位于重量測(cè)量裝置20和厚度參數(shù)測(cè)量裝置60的附近，即位于微粉體沉積區(qū)內(nèi)。可以將輻射源30和輻射傳感器40放在微粉體沉積區(qū)內(nèi)，以便在制備微粉體預(yù)制棒12期間作衰減測(cè)量。但是，最好將輻射源30和輻射傳感器40放在微粉體沉積區(qū)之外，并且完成制備之后，對(duì)微粉體預(yù)制棒12的縱向中心部分進(jìn)行衰減測(cè)量。
確定裝置50接收來(lái)自重量測(cè)量裝置20、厚度參數(shù)測(cè)量裝置60中的傳感器64，以及輻射傳感器40的信號(hào)，并且確定微粉體中摻雜物的濃度。以下將就較佳穿透輻射(即，X射線)的情況詳細(xì)說(shuō)明確定摻雜物濃度的方式。
當(dāng)X射線穿透物質(zhì)時(shí)，可能會(huì)被吸收(Einstein光電效應(yīng))、彈性散射(Rayleigh)、非彈性散射(Compton)、或者不受影響地通過(guò)。強(qiáng)度隨厚度呈指數(shù)衰減dI＝-Iμdt (1)其中I＝照射預(yù)制棒的X射線的初始強(qiáng)度；μ＝物質(zhì)的線性衰減系數(shù)，它給出了每單位厚度的衰減量(cm-1)；和t＝X射線通過(guò)物質(zhì)的路徑長(zhǎng)度。
對(duì)等式(1)積分，得出Lambert定律I/I0＝exp(-μt) (2)其中I＝X射線通過(guò)材料后的強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果；I0＝照射預(yù)制棒的X射線的初始強(qiáng)度；t＝X射線通過(guò)物質(zhì)的路徑長(zhǎng)度(cm)。
線性衰減系數(shù)μ是質(zhì)量衰減系數(shù)μ質(zhì)量(cm2/g)與密度ρ(g/cm3)的積μ質(zhì)量＝μ/ρ(3)因此，Lambert定律可以重寫成I/I0＝exp(-μ質(zhì)量ρt) (4)為了便于說(shuō)明，以后出現(xiàn)的所有μ都指是μ質(zhì)量。
一種化合物的質(zhì)量衰減系數(shù)是該化合物中每種元素(A，B，…N)所致衰減的質(zhì)量加權(quán)和，即μ(A，B，…N)＝(WAμA)＋(WBμB)＋…(WNμX)(5)其中
W＝元素的加權(quán)系數(shù)。
因此，例如在石英(SiO2)中，Si和O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為0.4674和0.5326，其質(zhì)量衰減系數(shù)可以如下確定μSiO2＝0.4674μSi＋0.5326μ0(6)等式(6)很容易求解，因?yàn)楦鞣N元素的質(zhì)量衰減系統(tǒng)已經(jīng)編輯成表，諸如S.M.Seltzer于1993年在《輻射研究》第136卷，第147-170頁(yè)上表示了“對(duì)光子質(zhì)量能量傳遞系數(shù)和質(zhì)量能量吸收系數(shù)的計(jì)算”。
對(duì)混合物中各成份(1，2，…N)的質(zhì)量衰減系數(shù)進(jìn)行質(zhì)量加權(quán)，可以計(jì)算出混合物的質(zhì)量衰減系數(shù)μ混合物＝(W1μ1)＋(W2μ2)＋…(WNμN(yùn)) (7)因此，在包含GeO2和SiO2的混合物中μ混合物＝(WGeO2μGeO2)＋(WSiO2μSiO2) (8)由于WGeO2＋WSiO2＝1，所以等式(8)可以重新寫成μ混合物＝(WGeO2μGeO2)＋((1-WSiO2)μSiO2) (9)將等式(9)代入等式(4)，得到下述等式I/I0＝exp(-((WGeO2μGeO2)+((1-WSiO2)μSiO2))ρt) (10)如果被估算的材料包括多個(gè)分層，那么通過(guò)微粉體預(yù)制棒12的輻射的總原百分?jǐn)?shù)是通過(guò)每個(gè)分層(1，2，…N)的各百分?jǐn)?shù)的積(I/I0)總＝(I/I0)1(I/I0)1…(I/I0)N(11)(I/I0)總＝exp(-μ(1)ρ(1)t(1))exp(-μ(2)ρ(2)t(2))…exp(-μ(N)ρ(N)t(N)) (12)(I/I0)總＝exp(－((WGeO2μGeO2)＋((1－WSiO2)μSiO2))(1)ρ(1)t(1))exp(-((WGeO2μGeO2)＋((1－WSiO2)μSiO2))(1)ρ(1)t(1))…exp(-((WGeO2μGeO2)＋((1－WSiO2)μSiO2))(1)ρ(1)t(1)) (13)等式(10)和(13)需要用衰減I/I0、密度ρ和路徑長(zhǎng)度t來(lái)確定摻雜物的濃度WGeO2。設(shè)備10所進(jìn)行的測(cè)試提供了確定衰減I/I0、密度ρ和路徑長(zhǎng)度t的所有信息。因此，確定裝置50可以利用等式(10)和(13)來(lái)確定微粉體預(yù)制棒12中摻雜物的濃度WGeO2。
上述處理假設(shè)單色的X射線。對(duì)多色的X射線源，諸如X射線管，可以通過(guò)假設(shè)“有效波長(zhǎng)”將多色輸出處理為單色，或者考慮特別能量間隔上的衰減(適當(dāng)選擇質(zhì)量衰減系數(shù))并通過(guò)求和計(jì)算總衰減。
作為一個(gè)特例，已經(jīng)制成了圖3和圖4所示的SiO2/GeO2微粉體預(yù)制棒12，它包括分層1，2，…N-1。如這里所用的，術(shù)語(yǔ)“分層”是指微粉體預(yù)制棒12中可以根據(jù)設(shè)備10測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)來(lái)確定其重量和厚度參數(shù)的任何部分。例如，如果可以確定單層微粉體的重量和厚度參數(shù)，那么該微粉體層就構(gòu)成一個(gè)分層。當(dāng)然，多個(gè)微粉體層也可以構(gòu)成一個(gè)分層。
在此較佳實(shí)施例中，用重量測(cè)量裝置20和厚度參數(shù)測(cè)量裝置60分別測(cè)量了微粉體預(yù)制棒12的重量和厚度參數(shù)。測(cè)量頻率至少是對(duì)微粉體預(yù)制棒12每增加一個(gè)分層(1，2，…N)測(cè)量一次?？梢詫蝹€(gè)分層的重量確定為沉積該分層前后微粉體預(yù)制棒12之重量的差。同樣，單個(gè)分層的厚度參數(shù)T可以確定為沉積該分層前后微粉體預(yù)制棒12之厚度參數(shù)T的差。
設(shè)備10開始確定最外分層N中摻雜物的濃度WGeO2(N)。首先，如圖3所示，用來(lái)自輻射源30的X射線照射分層N，然后用輻射傳感器40測(cè)量X射線通過(guò)分層N后的強(qiáng)度，由此確定分層N引起的X射線衰減I/I0。
由于只有單個(gè)微粉體分層N產(chǎn)生衰減，所以確定裝置50通過(guò)解衰減等式(10)確定摻雜物濃度WGeO2(N)。通過(guò)求解等式(10)來(lái)確定摻雜物濃度WGeO2(N)除了需要已知衰減I/I0之外，還需要知道分層N的密度ρN以及X射線通過(guò)分層N的路徑長(zhǎng)度tN。確定裝置50根據(jù)分層N的重量、分層N的厚度參數(shù)以及微粉體預(yù)制棒12的長(zhǎng)度(這些可以假設(shè)，或者用常規(guī)手段測(cè)量(未圖示))，用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法確定密度ρN。確定裝置50還可以根據(jù)輻射源30、輻射傳感器40和微粉體預(yù)制棒12之間的空間關(guān)系以及微粉體預(yù)制棒12的厚度參數(shù)TN，用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法確定路徑長(zhǎng)度tN。
然后，確定裝置50通過(guò)對(duì)衰減等式(10)進(jìn)行迭代求解來(lái)確定摻雜物的濃度WGeO2(N)。具體地說(shuō)，以一個(gè)近似的摻雜物濃度WGeO2(N)開始，計(jì)算預(yù)計(jì)的衰減。在將預(yù)計(jì)衰減與觀察到的衰減比較后，調(diào)節(jié)對(duì)摻雜濃度WGeO2(N)的估算值，并用該估算值計(jì)算新的預(yù)計(jì)衰減。此過(guò)程一直繼續(xù)到預(yù)計(jì)衰減與觀察衰減一致。當(dāng)預(yù)計(jì)衰減與觀察衰減一致時(shí)，確定裝置50就確定了分層N的摻雜物濃度WGeO2(N)。
接下來(lái)轉(zhuǎn)移到分層N-1。如圖4所示，用來(lái)自輻射源40的X射線照射分層N和N-1，然后用輻射傳感器40測(cè)量X射線通過(guò)這些分層后的強(qiáng)度，由此確定衰減I/I0。
由于多個(gè)微粉體分層N-1和N會(huì)引起衰減，所以確定裝置50通過(guò)求解衰減等式(13)來(lái)確定摻雜物濃度WGeO2(N-1)。為獲得摻雜物濃度WGeO2(N-1)而求解等式(13)除了需要已知衰減I/I0之外，還需要知道密度ρN-1和ρN、路徑長(zhǎng)度tN-1和tN，以及摻雜物濃度WGeO2(N)。用相同于上述單個(gè)分層N所用的方式，確定裝置50用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法確定密度ρN-1和ρN以及路徑長(zhǎng)度tN-1和tN(路徑長(zhǎng)度tN是tN(A)與tN(B)的和)。通過(guò)前面執(zhí)行的確定過(guò)程可以知道摻雜物濃度WGeO2(N)。
然后，確定裝置50通過(guò)對(duì)衰減等式(13)進(jìn)行迭代求解來(lái)確定摻雜物的濃度WGeO2(N-1)。以一個(gè)近似的摻雜物濃度WGeO2(N-1)開始，計(jì)算預(yù)計(jì)的衰減。在將預(yù)計(jì)衰減與觀察到的衰減比較后，調(diào)節(jié)對(duì)摻雜濃度WGeO2(N-1)的估算值，并用該估算值計(jì)算一新的預(yù)計(jì)衰減。此過(guò)程一直繼續(xù)到預(yù)計(jì)衰減與觀察衰減一致。當(dāng)預(yù)計(jì)衰減與觀察衰減一致時(shí)，確定裝置50就確定了分層N-1的摻雜物濃度WGeO2(N-1)。
按相同的過(guò)程依次確定剩余分層的摻雜物濃度。
上述本發(fā)明提供了被認(rèn)為可以確定微粉體預(yù)制棒中摻雜物濃度的方法和設(shè)備，它們比早先已知的非損傷性技術(shù)更靈敏。例如，本發(fā)明可以將微粉體密度的分布曲線確定在±5％的相對(duì)值范圍內(nèi)，并且可以將摻雜物濃度確定在±5％-10％的相對(duì)值范圍內(nèi)。
對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很容易在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下對(duì)本發(fā)明的方法和設(shè)備進(jìn)行各種變化和改變。作為舉例，可以不在完成微粉體預(yù)制棒后確定各分層的摻雜物濃度，而是在將每個(gè)分層沉積到微粉體預(yù)制棒上之后馬上確定每個(gè)分層的摻雜物濃度。
在考慮了這里揭示的本發(fā)明規(guī)范和實(shí)施之后，本發(fā)明的其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。說(shuō)明和例子只是例示性的。本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神由后面的權(quán)利要求書指出。
權(quán)利要求
1.一種用于確定微粉體中摻雜物濃度的方法，其中微粉體至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分，其特征在于，所述方法包括以下步驟測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；用穿透性輻射照射微粉體；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)被照微粉體后的強(qiáng)度；以及根據(jù)測(cè)得的重量、測(cè)得的厚度參數(shù)和穿透性輻射被探測(cè)到的強(qiáng)度來(lái)確定摻雜物的濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測(cè)量微粉體預(yù)制棒之重量的步驟包括在制備微粉體預(yù)制棒期間多次測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，穿透性輻射包括X射線。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在制成微粉體預(yù)制棒之后執(zhí)行照射步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在制備微粉體預(yù)制棒期間沉積了每個(gè)微粉體分層之后執(zhí)行照射步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測(cè)量微粉體預(yù)制棒之厚度參數(shù)的步驟包括在制備微粉體預(yù)制棒期間多次測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定穿透性輻射通過(guò)微粉體預(yù)制棒的路徑長(zhǎng)度的步驟，并且根據(jù)穿透性輻射被探測(cè)到的強(qiáng)度、測(cè)得的重量以及確定的路徑長(zhǎng)度來(lái)確定摻雜物的濃度。
8.一種用于確定第一和第二微粉體分層中摻雜物濃度的方法，其中第一和第二分層至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分，其特征在于，所述方法包括以下步驟在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；用穿透性輻射照射第二微粉體分層；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)第二微粉體分層后的強(qiáng)度；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第二微粉體分層之后，根據(jù)穿透性輻射通過(guò)第二微粉體分層后被探測(cè)到的強(qiáng)度以及對(duì)微粉體預(yù)制棒測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)，來(lái)確定第二微粉體分層中摻雜物的濃度；用穿透性輻射照射第第一和第二微粉體分層；探測(cè)穿透性輻射通過(guò)第一和第二微粉體分層后的強(qiáng)度；在對(duì)微粉體預(yù)制棒沉積了第一微粉體分層之后，根據(jù)穿透性輻射通過(guò)第一和第二微粉體分層后被探測(cè)到的強(qiáng)度以及對(duì)微粉體預(yù)制棒測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)，來(lái)確定第一微粉體分層中摻雜物的濃度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，穿透性輻射包括X射線。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在第一微粉體分層沉積到微粉體預(yù)制棒之后，根據(jù)穿透性輻射通過(guò)第一和第二微粉體分層后探測(cè)到的強(qiáng)度、對(duì)微粉體預(yù)制棒測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù)以及已確定的第二微粉體分層中摻雜物的濃度，來(lái)確定第一微粉體分層中摻雜物的濃度。
11.一種用于確定微粉體中摻雜物濃度的設(shè)備，其中微粉體至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分，其特征在于，所述設(shè)備包括重量測(cè)量裝置，用于測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量；厚度參數(shù)測(cè)量裝置，用于測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)；輻射源，它用穿透性輻射照射微粉體；輻射傳感器，用于探測(cè)穿透性輻射通過(guò)微粉體后的強(qiáng)度；以及確定裝置，它根據(jù)測(cè)得的重量和厚度參數(shù)以及穿透性輻射被探測(cè)到的強(qiáng)度，來(lái)確定微粉體中摻雜物的濃度。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，穿透性輻射包括X射線。
全文摘要
一種用于確定微粉體中摻雜物濃度的設(shè)備,其中微粉體至少構(gòu)成用來(lái)形成光波導(dǎo)的微粉體預(yù)制棒的一部分。該設(shè)備包括重量測(cè)量裝置、厚度參數(shù)測(cè)量裝置、輻射源、輻射傳感器和確定裝置。重量測(cè)量裝置測(cè)量微粉體預(yù)制棒的重量。厚度參數(shù)測(cè)量裝置測(cè)量微粉體預(yù)制棒的厚度參數(shù)。輻射源用穿透性輻射照射微粉體。輻射傳感器探測(cè)穿透性輻射通過(guò)微粉體后的強(qiáng)度。確定裝置根據(jù)探測(cè)到的穿透性輻射的強(qiáng)度以及測(cè)量得到的重量和厚度參數(shù),來(lái)確定微粉體中摻雜物的濃度。
文檔編號(hào)G01N23/06GK1338047SQ99816364
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者A·P·奎恩 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司