专利名称：等离子装置和通过其制造光纤预制件的装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于制造光纤预制件的装置。具体而言，本发明涉及用于通过使用外蒸汽沉积过程制造光纤预制件的装置。
背景技术：
通常，光纤可以从通过外蒸汽沉积过程所制造的光纤预制件所获得。根据传统的外蒸汽沉积过程，疏松体(soot)通过使用从加热源所产生的火焰氧化前体(precursor)气体而形成并沉积在预制件上。然后这形成光纤预制件。
加热源可以包括等离子加热源。对于蒸汽沉积过程具有两种分类。第一是其中疏松体被沉积在石英管的内部部分上的内蒸汽沉积过程。第二是其中疏松体围绕预制棒沉积的外蒸汽沉积过程。石英管和预制棒被使用作为光纤预制件。
根据内蒸汽沉积过程，当气相前体材料由于感应耦合等离子的缘故被氧化时疏松体在石英管中产生。疏松体由于等离子的温度剃度所导致的热泳效应(thermophoresis effect)而沉积在石英管的内部部分上。此外，根据外蒸汽沉积过程，当气相前体材料由于感应耦合等离子或者火花等离子体而被氧化时产生疏松体(soot)。疏松体围绕预制棒沉积同时沿着等离子流(plasma jet)流动。
用作气源的前体材料包括SiCl4，疏松体指的是SiO2，其当与氧气(O2)一起引入的前体材料通过等离子体氧化时所获得。用于制造光纤预制件的预制棒110通过卡盘(chuck)而可旋转地固定。等离子装置120垂直于预制棒110对齐，这样等离子装置120可以沿着预制棒110在长度方向上移动，以通过氧化源气围绕预制棒110喷射火焰和疏松体。
图2进一步显示了在图1中所示的等离子装置120的结构。等离子装置120沿着预制棒110在长度方向上移动，所述预制棒是一种预制件，以围绕预制棒110喷射火焰和氧化的疏松体。此外，等离子装置120包括具有用于容纳前体气体、氧气或者惰性气体的中空部分的圆柱形等离子管121，以及围绕等离子管121缠绕的螺旋线圈122以当射频(RF)AC电压被施加到螺旋线圈122的两端时在等离子管121中产生等离子体。
当RF AC电压被施加到螺旋线圈122的两端时，等离子通过感应耦合加热所导致的等离子管121中产生。在这种状态下，包括惰性气体、氧气和前体气体的混合源气体被引入到等离子管121中。此时，前体气体在等离子管121中通过等离子加热并通过氧气被氧化为疏松体(SiO2)。
疏松体被喷射到预制棒110上同时沿着等离子流而流动这样疏松体围绕预制棒110沉积。
但是，上述传统的等离子体装置可能导致由于中心部分和等离子管的内壁部分之间的温差所导致的热泳效应。这导致氧化的疏松体被沉积到等离子管的内壁上。这样的沉积到等离子管的内壁上的氧化疏松体可能摩擦等离子管的排放端口并中断引入到等离子管中的源气体流。
发明内容
本发明的一方面涉及一种等离子装置和使用其制造光纤预制件的装置，能够改良疏松体的沉积效率并放置疏松体被沉积到等离子装置的内部部分上。
本发明的一个实施例涉及等离子装置，包括与双管结构对齐的电极，同时在其间形成预定的间隙以在射频(RF)AC电压被施加到其上时产生等离子；以及用于将RF AC电压施加到电极的电源。
本发明的这些和/或者其它方面和特征将从实施例的下述说明并结合附图而详细了解到，其中图1是根据本发明的外蒸汽沉积过程制造光纤预制件的传统装置的附图；图2是如图1所示的等离子装置的结构的进一步说明示意图；
图3是根据本发明的第一实施例的等离子装置的结构的示意图；图4是根据本发明的第二实施例的设有等离子装置用于制造光纤预制件的装置的透视图；以及图5、6是显示了如图3所示的等离子装置的特性的视图。
具体实施例方式
下面将参照本发明的实施例来进行详细说明，其中附图中说明了示例，其中相似的引用数字表示相似的部件。下述的实施例通过参照附图来说明。
图3是根据本发明的第一实施例等离子装置200的结构的示意图。等离子装置200包括具有用于容纳前体气体和氧气201的中空部分的内电极220，以及用于在其中容纳内电极220的外电极210同时在其间形成间隙，这样惰性气体和氧气220被引入到所述间隙中。等离子装置200也包括用于将RF AC电压施加到外电极210和内电极220的电源240以在其间产生等离子203，以及设置在外电极210和内电极220之间的介电管230。
内电极220是中空的，并可以具有圆柱形管形状。包括SiCl4、GeCl4或者其混合物的前体气体和氧气201被引入到中空圆柱形管。
外电极210是中空的并可以具有其中内电极被容纳同时在其间形成预定间隙的圆柱形管。在此实施例中，外和内电极210、220从金属材料所制造，其具有更优越的导电性。形成在外、内电极210、220的两端上的开口在相同的方向上指引。
此外，引入到形成在外、内电极210、220之间的间隙中的惰性气体可以包括He、Ar、Kr、N2或者其混合物。
介电管230可以具有圆柱形结构，介电管230在外和内电极210、220之间对齐。介电管230减小导致气体放电和离子化的电压，由此激活等离子。
电源240被电学连接到外、内电极210、220以将能量施加到外、内电极210、220。在电源施加到外、内电极210、220上时，等离子由于气体的放电和离子化而在外、内电极210、220之间产生。如果RF功率在外、内电极210、220之间施加，可以增加等离子的激活。
在此实施例中，由于等离子装置200包括具有中空圆柱形结构的外、内电极210、220，中空等离子流可以施加到预制棒310上。在外、内电极210、220之间产生的等离子可以将热施加到通过内电极220所引入的前体气体和氧气，由此将前体气体氧化为疏松体。
图5、6是显示如图3所示的等离子装置200的温度特征的视图。所述视图显示了内电极220的内部部分和等离子装置200的外电极210的内壁之间的温度分布。参照图5，由于在等离子装置200的中心上的温度低于在等离子装置的外周部分上的温度，疏松体被防止通过热泳效应沉积在等离子装置的内壁上。参照图6，从等离子体照射的等离子流的温度可能随着其到达预制棒310而减小。从等离子体所照射的等离子流的温度可能随着其从预制棒310远离而增加。相应地，疏松体由于所述效应而围绕预制棒310沉积。即，图5是用于比较表示根据本发明从等离子管的中心远离时温度增加的温度特性的曲线(102)和表示根据现有技术从等离子的中心变得远离时温度减小的温度特性的曲线(101)的视图。图6是用于比较表示在其从靶碳(target charcoal)远离时温度增加的温度特性的曲线(402)和表示从靶碳变得远离时温度减小的温度特征的曲线(401)的视图。
图4是表示用于制造根据本发明的第二实施例设有等离子装置的光纤预制件的装置300的透视图。如图所示，所述装置300包括预制件310，所述预制件310的两端通过一对卡盘可旋转地支撑，以及等离子装置320，其具有包括对齐的管的双管结构同时在其间形成预定的间隙。在RF AC电压被施加到等离子装置320上时，等离子装置320通过使用等离子和氧气将前体气体氧化为疏松体并将所述疏松体围绕预制棒310沉积。所述装置300包括用于可旋转地在车床(未示出)上支撑预制棒310的卡盘(未示出)，以及等离子装置320可移动地安装在车床上。
等离子装置320包括内电极322、外电极321、介电管323和电源324。
前体气体和氧气321被引入到内电极322中，惰性气体和氧气320被引入到外电极321和内电极322之间。电源324将电压施加到外电极321和内电极322，这样等离子在外电极321和内电极322之间产生。引入到内电极322的前体气体通过等离子所加热。被加热的前体气体与氧气反应，这样前体气体被氧化为疏松体。
由于等离子装置320在外电极321和内电极322之间产生等离子，热室被形成在照射到预制棒310上的等离子流的中心部分上。照射到预制棒310上的等离子流的温度可以从中心部分到等离子流的周向部分逐渐增加。因此，直接施加到预制棒上的热具有比等离子流的周向部分的温度相对较低的温度，这改良了热泳效应。疏松体围绕预制棒310沉积同时沿着从等离子装置320所照射的等离子流而流动。
如上所述的等离子装置具有双管结构，其中包括前体气体的源气体被引入到等离子装置的内管中。相应地，等离子装置的内部温度显著地低于等离子的温度，这样疏松体在其完全透明化(vitrificate)之前以固体状态围绕预制件所沉积。这样在沉积过程完成之后，气体可以很容易从被沉积的疏松体移除，并可以执行脱水过程。
此外，由于等离子装置的内部温度低于等离子的温度，Ge氧化物的蒸发和石英玻璃中的网结构中的缺陷被防止或者减小。结果，预制件的网结构中的缺陷被减小，并且氢键被限制，由此减小通过氢键所导致的穿透损耗。此外，由于包括石英玻璃微粒的低温气体从预制件生长同时通过高温等离子所围绕，微粒的沉积效率由于热泳效应而改良。
尽管对本发明的优选实施例进行了说明，但是普通技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和实质的情况下，可以对本发明进行修改，其范围由权利要求书及其等同限定。
权利要求
1.一种等离子装置，包括多个电极，所述电极被对齐以在其间形成间隙以当射频(RF)AC电压施加到其上时产生等离子；以及电源，用于将RF AC电压施加到多个电极。
2.根据权利要求1所述的等离子装置，其特征在于，多个电极包括圆柱形管结构。
3.一种等离子装置，包括第一电极，所述第一电极具有用于容纳前体气体和氧气的中空部分；第二电极，所述第二电极在其中容纳第一电极同时在其间形成间隙，这样惰性气体和氧气可以引入到所述间隙中；以及电源，用于将射频(RF)AC电压施加到第一和第二电极以产生等离子。
4.根据权利要求3所述的等离子装置，其特征在于，还包括安装在第一和第二电极之间的介电管。
5.根据权利要求3所述的等离子装置，其特征在于，前体气体包括SiCl4、GeCl4和其混合物。
6.根据权利要求3所述的等离子装置，其特征在于，惰性气体包括He、Ar、Kr、N2、或者其混合物。
7.一种使用外蒸汽沉积过程制造光纤预制件的装置，所述装置包括多个卡盘；基棒(based rod)，其两端通过多个卡盘可旋转地支撑；以及等离子装置，所述等离子装置包括多个被对齐以在其间形成间隙的电极，其中等离子装置通过使用等离子和氧气将前体气体氧化为疏松体并将所述疏松体在射频(RF)AC电压被施加到其上时围绕预制棒沉积。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，等离子装置包括具有用于在其中容纳前体气体和氧气的中空部分的内电极，在其中容纳内电极同时在其间形成间隙的外电极，其方式是惰性气体和氧气引入到所述间隙中，以及电源，用于将RF AC电压施加到内和外电极以在内、外电极之间产生等离子。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括介电管，所述介电管被安装在内、外电极之间。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，施加到预制棒的等离子的温度随着等离子和预制棒之间的距离变远而增加。
11.一种用于制造光纤预制件的方法，所述方法包括步骤支撑预制棒；将前体气体和氧气在内、外电极之间插入，其中外电极容纳内电极以在其间形成间隙；将RF AC电压施加到内、外电极以在内、外电极之间产生等离子；以及使用等离子和氧气将前体气体氧化为疏松体以围绕预制棒沉积疏松体。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括改变预制棒相对疏松体的位置的步骤，以将疏松体沉积在预制棒的不同的部分上。
全文摘要
公开了一种等离子装置。所述等离子装置包括具有用于在其中容纳前体气体和氧气的中空部分的内电极，在其中容纳内电极的外电极同时在其间形成间隙，其方式是惰性气体和氧气被引入到所述间隙中。等离子装置也包括用于将DC电压或者射频(RF)AC电压施加到内、外电极上的电源以在内外电极之间产生等离子。
文档编号H05H1/24GK1832656SQ200510118728
公开日2006年9月13日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年3月7日
发明者朴世镐, 金镇杏, 金镇汉, 都文显 申请人:三星电子株式会社