Proceso de deposición en fase de vapor interna.

Procedimiento para fabricar una preforma primaria para fibras ópticas utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna que comprende las etapas de:

i) proporcionar un tubo de sustrato de vidrio hueco

(2) que tiene un lateral de suministro y un lateral de descarga,

ii) rodear al menos parte del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) mediante un horno (1),

iii) suministrar un flujo de gas, dopado o sin dopar, de gases de formación de vidrio al interior del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) a través del lateral de suministro (3) del mismo, iv) creación de una zona reactiva (7) con condiciones tales que la deposición de vidrio tenga lugar sobre el interior del tubo de vidrio hueco creado, y

v) desplazar la zona reactiva (7) en vaivén en dirección longitudinal sobre el tubo de sustrato de vidrio hueco (2) entre un punto de inversión (5) situado próximo al lateral de suministro (3) y un punto de invensión (6) situado próximo al lado de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2),

caracterizado porque durante, al menos, parte de la etapa v) se suministra una cantidad adicional de gas conteniendo un compuesto conteniendo fluor al interior del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) a través del lado de suministro (3) del mismo, cuando la zona reactiva (7) está situada próxima a un punto de inversión (5, 6).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11161817.

Solicitante: DRAKA COMTEQ B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: DE BOELELAAN 7 1083 HJ AMSTERDAM PAISES BAJOS.

Inventor/es: Van Stralen,Mattheus Jacobus Nicolaas, Milicevic,Igor, Hartsuiker,Johannes Antoon, ALDEA,EUGEN, KUIJPERS,ERIC ALOYSIUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL... > Fabricación o tratamiento de fragmentos, fibras... > C03B37/018 (por deposición de vidrio sobre un sustrato de vidrio, p. ej. por deposición química en fase vapor (C03B 37/016 tiene prioridad; tratamiento de la superficie del vidrio por recubrimiento C03C 17/02))

PDF original: ES-2501645_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso de deposición en fase de vapor interna

[0001] La presente invención se refiere a un método para fabricar una preforma primaria para fibras ópticas utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna, que comprende las etapas de:

i) proporcionar un tubo de sustrato de vidrio hueco que tiene un lateral de alimentación y un lateral de descarga,

ii) rodear, al menos, parte del tubo de sustrato de vidrio hueco mediante un horno,

¡¡i) suministrar un flujo de gas, dopado o no dopado, de gases de formación de vidrio al interior del tubo de sustrato de vidrio hueco a través del lado de descarga del mismo,

iv) crear una zona reactiva en la que se crean condiciones tales que la deposición de vidrio tenga lugar en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco, y

v) desplazar la zona reactiva en vaivén en dirección longitudinal sobre el tubo de sustrato de vidrio hueco entre un punto de inversión situado cerca del lado de alimentación y un punto de inversión situado cerca del lado de descarga del tubo de sustrato de vidrio hueco.

[0002] La presente invención se refiere además a un método para fabricar una preforma final para fibras ópticas.

[0003] La presente invención se refiere además a un método para fabricar una fibra óptica.

[0004] Un método tal es conocido per se a partir de la solicitud de patente EE.UU 2005/0000253. Más en particular, dicha solicitud de patente describe un proceso de deposición en fase de vapor interna de acuerdo a la tecnología PCVD, en el que un tubo de sustrato de vidrio es parcial o completamente rodeado mediante una cavidad resonante a lo largo de su eje cilindrico, y en el que una mezcla de gas que comprende O2, SiCI4, GeCI4 es suministrada al tubo de sustrato. En dicha cavidad resonante se produce un plasma local, causando una reacción entre los componentes de la mezcla de gas dentro del tubo de sustrato, formando SiOx, principalmente dopado con germanio. La cavidad resonante se mueve en vaivén a lo largo del eje cilindrico del tubo de sustrato, de manera que dicho tubo es recubierto internamente con capas de vidrio. Dicha solicitud de patente de EE.UU., describe además la posibilidad de añadir freón (C2F6) a la mezcla de gas, para así a reducir la formación de grupos hidroxilo en el cristal depositado.

[0005] El documento JP 2000-327360 se refiere a un método MCVD para la fabricación de una preforma para fibras ópticas en cuyo método se aumenta el flujo de gas de material en el tubo de cuarzo, justo antes una fuente de calor alcanza un punto de inversión próximo al lateral de bombeo, y en el que la temperatura de la fuente de calor, al volver desde el punto inicial del tubo de sustrato, se aumenta con el fin de calentar el tubo de sustrato solamente en la dirección en la que los compuestos gaseosos fluyen a través del interior del tubo de sustrato.

[0006] El documento EE.UU 2009/004404 se refiere a un método para la fabricación de una preforma para fibras ópticas en el que el proceso de deposición se interrumpe llevando a cabo, al menos, una etapa intermedia, en la que la etapa intermedia comprende suministrar un gas de ataque químico en el lado de suministro del tubo tubo de sustrato hueco.

[0007] El documento EE.UU 2005/081566 se refiere a un método para la fabricación de una preforma para fibras ópticas en forma de barra, en cuyo método la cantidad de compuesto de flúor que se suministra al interior del tubo de sustrato es aumentado un valor de, al menos, el 10% al final de la deposición, después de lo cual el tubo de sustrato se somete a un tratamiento térmico tal que se produzca la difusión de flúor desde las capas de vidrio depositadas.

[0008] El documento JP 56-104735 se refiere a un método para la fabricación de una fibra óptica para rayos

infrarrojos.

[0009] Una fibra óptica consta de un núcleo y una capa exterior que rodea dicho núcleo, cuya capa exterior es también referida como "revestimiento".

[0010] El núcleo puede estar hecho de una o más capas concéntricas mutuamente diferentes, dependiendo de las propiedades ópticas requeridas de la fibra óptica. Al menos parte del núcleo, tiene usualmente un índice de refracción mayor que el del revestimiento, de modo que la luz puede ser transportada a través de la fibra óptica, principalmente a través del núcleo de la misma.

[0011] Para una fibra óptica de vidrio, el mayor índice de refracción del núcleo se puede conseguir, dopando el vidrio del núcleo con un dopante de aumento de índice de refracción, tal como, por ejemplo, germanio. En el vidrio, el germanio está presente principalmente como GeC>2. También es posible dopar el núcleo con un dopante de aumento de índice de refracción, así como con un dopante de disminución de índice, en cuyo caso las proporciones relativas de dichos dopantes se establecen de manera que se obtiene el índice de refracción requerido. En particular el flúor se utiliza como un dopante de disminución de índice de refracción.

[0012] Durante el transporte de luz a través de la fibra óptica, varios factores hacen disminuir la intensidad de señal (capacidad óptica). Dicha disminución se conoce como "atenuación" y puede expresarse en un coeficiente de atenuación de dB/km.

[0013] Una primera causa de atenuación es la denominada dispersión de Rayleigh, que depende en particular de la cantidad y el tipo de agentes de dopado en el núcleo de la fibra óptica. Debido a dicha dispersión de Rayleigh, una señal de luz que está siendo transportada a través de una fibra óptica que comprende una cantidad relativamente alta de dopante de germanio en el núcleo, será atenuada con más ingendidad que una señal luminosa que esté

siendo transportada a través de una fibra óptica que comprende una cantidad relativamente baja de dopante de germanio.

[0014] El grado en que la dispersión de Rayleigh tiene lugar, además, depende de la longitud de onda. Más en particular, el grado de dispersión de Rayleigh es proporcional a A"4, donde A es la longitud de onda. La dispersión de Rayleigh causada por dopado con germanio es varias veces más intensa que la dispersión de Rayleigh producida por dopado con flúor.

[0015] Una segunda causa de la atenuación es la presencia de impurezas en el cristal, cuyas impurezas absorben luz de una o más longitudes de onda específicas. En particular, la presencia de grupos hidroxilo, presentes en la fibra óptica principalmente como SiOH o Ge- OH, es importante, porque, al menos, una longitud de onda de absorción se encuentra dentro del rango de longitud de onda en la que se utilizan las fibras ópticas, en particular fibras ópticas de modo único. Más en particular, se observa un pico de absorción para una longitud de onda de aproximadamente 1385 nm. Dicho pico de absorción también se conoce como pico de agua o atenuación de agua.

[0016] La longitud máxima sobre la cual una señal óptica puede ser transportada por una fibra óptica sin ser amplificada depende y está limitada por, entre otros factores, el grado en que se atenúa la señal óptica.

[0017] En consecuencia, existe una necesidad de fibras ópticas en las que la cantidad de impurezas, en particular grupos hidroxilo, se minimice.

[0018] Además existe una necesidad de fibras ópticas en las que se minimice la atenuación causada por la dispersión de Rayleigh.

[0019] Es un objeto de la presente invención proporcionar un método para la fabricación de una preforma primaria de fibras ópticas, utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna, en el que es posible influir sobre la cantidad de grupos hidroxilo que se incorporan durante el proceso de deposición en fase de vapor.

[0020] Otro objeto de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para fabricar una preforma primaria para fibras ópticas utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna que comprende las etapas de:

i) proporcionar un tubo de sustrato de vidrio hueco (2) que tiene un lateral de suministro y un lateral de descarga,

ii) rodear al menos parte del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) mediante un horno (1),

¡ü) suministrar un flujo de gas, dopado o sin dopar, de gases de formación de vidrio al interior del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) a través del lateral de suministro (3) del mismo,

iv) creación de una zona reactiva (7) con condiciones tales que la deposición de vidrio tenga lugar sobre el interior del tubo de vidrio hueco creado, y

v) desplazar la zona reactiva (7) en vaivén en dirección longitudinal sobre el tubo de sustrato de vidrio hueco (2) entre un punto de inversión (5) situado próximo al lateral de suministro (3) y un punto de invensión (6) situado próximo al lado de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2),

caracterizado porque durante, al menos, parte de la etapa v) se suministra una cantidad adicional de gas conteniendo un compuesto conteniendo flúor al interior del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) a través del lado de suministro (3) del mismo, cuando la zona reactiva (7) está situada próxima a un punto de inversión (5, 6).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el compuesto conteniendo flúor está exento de átomos de hidrógeno y se selecciona preferiblemente del grupo consistente en los compuestos de CF4, C2F6, C4Fs, CCI2F2, SiF4, Sí2F6, SF6, NF3, F2 o una mezcla de dos o más de estos compuestos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el compuesto conteniendo flúor es C2F6, C4Fs o una mezcla de los mismos.

4. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que la cuantía del flujo de gas suministrado en la etapa iii) es constante cuando se desplaza la zona reactiva (7) en vaivén en la dirección longitudinal sobre el tubo de sustrato de vidrio hueco (2) entre un punto de inversión (5) situado próximo del lado de alimentación (3) y un punto de inversión (6) situado próximo al lado de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2).

5. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, en el que dicha cantidad adicional de gas se suministra en forma de uno o más impulsos, en el que se utiliza especialmente un tiempo de impulso de 10 a 500, preferiblemente de 50 a 500 ms.

6. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, en el que la cantidad total de compuesto conteniendo flúor en la cantidad adicional de gas suministrado es de 0,01 a 10 cm3s, preferiblemente de 0,05 a 5 cm3s, más preferiblemente de 0,1 a 1 cm3s.

7. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, en el que la cantidad adicional de gas comprende un gas portador y/o dopantes y/o gases de formación de vidrio.

8. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, en el que la cantidad adicional de gas comprende oxígeno como el gas portador.

9. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 8, en el que durante la etapa v), la zona reactiva (7) se desplazaa una velocidad de 10 a 40 m/min, especialmente de 15 a 30 m/min, preferiblemente de 15 a 25 m/min, a lo largo la longitud de deposición del tubo de sustrato de vidrio hueco (2).

10. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, en el que la zona reactiva (7) durante la etapa iv) es un plasma, preferiblemente un plasma de microondas, en el cual, especialmente, la potencia de plasma durante la etapa v) es constante.

11. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 10, en el que durante la etapa v) el horno (1) se ajusta a una temperatura de 800 a 1.200° C, preferiblemente de 900 a 1,100°C.

12. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 11, en el que la cantidad adicional de gas sólo se añade cuando la zona reactiva (7) se encuentra en o próxima al punto de inversión (5) próximo al lateral de suministro (3) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2).

13. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 11, en el que la cantidad adicional de gas se añade sólo cuando la zona de reacción (7) está situada cerca del punto de inversión (6) próximo al lateral de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2).

14. Procedimiento para fabricación de una preforma final para fibras ópticas, que comprende las etapas de:

i) fabricar una preforma primaria de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes 1 a 13, y luego

ii) colapsar la preforma primaria obtenida en la etapa i) en una preforma primaria maciza, utilizando una fuente de calor,

iii) opcionalmente depositar una cantidad adicional de vidrio sobre el exterior de la primaria maciza para así conformar una preforma final.

15. Procedimiento para fabricación de una fibra óptica, que comprende la fabricación de una preforma final para fibras ópticas según la reivindicación 14, seguido por las etapas de calentar un extremo de la preforma final y

estirado de una fibra óptica.