Aparato para (1) llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma,

mediante la cual se depositan una o más capas de sílice, dopado o sin dopar, en el interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco y alargado, incluyendo dicho aparato un resonador (8) con una cavidad resonante (5) con una forma esencialmente cilíndrica, dispuesta simétricamente alrededor de un eje de cilindro (7), situándose el tubo de sustrato (2) a lo largo de dicho eje, teniendo dicha cavidad resonante (5) una forma sustancialmente anular, con una pared interior cilíndrica (9) y una pared exterior cilíndrica (11), incluyendo dicha pared interior cilíndrica (9) una hendidura (13) que se extiende a lo largo de al menos parte de una circunferencia situado alrededor de dicho eje de cilindro (7), en cuya cavidad resonante (3) se extiende una guía de microondas de forma que las microondas (3) puedan salir a la cavidad circunscrita por la pared cilíndrica interior (9) a través de dicha hendidura (13), rodeando el resonador (8) al menos parte del tubo de sustrato, pudiendo desplazarse hacia atrás y hacia delante a lo largo del eje longitudinal (15) del tubo de sustrato, caracterizado porque un tubo interior hueco (2) transparente a las microondas se apoya ajustadamente contra la pared interior cilíndrica (9) de la cavidad resonante (5) extendiéndose dicho tubo interior (2) a lo largo del eje de cilindro (7) al menos a lo largo de una parte de la longitud de la cavidad resonante (5), teniendo dicho tubo interior (2) un diámetro tal que dicho tubo de sustrato pueda colocarse dentro del tubo interior.

Aparato para llevar a cabo una deposición química en fase de vapor por plasma y procedimiento para la fabricación de una preforma óptica [0001] La presente invención se refiere a un aparato para llevar a cabo una deposición química en fase de vapor por plasma, mediante la cual se depositan una o más capas de sílice, dopado o sin dopar, en el interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco y alargado, incluyendo dicho aparato un resonador con una cavidad resonante cuya forma es esencialmente cilíndrica, dispuesta simétricamente alrededor de un eje de cilindro, colocándose a lo largo de dicho eje el tubo de sustrato, teniendo dicha cavidad resonante una forma sustancialmente anular, con una pared interior cilíndrica y una pared exterior cilíndrica, incluyendo dicha pared interior cilíndrica una hendidura que se extiende a lo largo de al menos parte de una circunferencia alrededor de dicho eje de cilindro, extendiéndose una guía de microondas a través de dicha cavidad resonante de modo que las microondas puedan salir a la cavidad circunscrita por la pared cilíndrica interior a través de dicha hendidura, rodeando el resonador al menos parte del tubo de sustrato, pudiendo desplazarse hacia atrás y hacia delante a lo largo el eje longitudinal del tubo de sustrato. La presente invención también se refiere a un procedimiento de fabricación de una preforma óptica mediante una deposición química en fase de vapor por plasma, en la que los gases dopados o sin dopar para el proceso de conformación del vidrio se hacen pasar a través del interior de un tubo de sustrato alargado de vidrio, al mismo tiempo que en el interior del tubo de sustrato se dan las condiciones que permiten que se efectúe la deposición de las capas de cristal en el interior del tubo de sustrato.

El documento US 4877938 se refiere a un procedimiento de fabricación de una preforma, en el que un tubo de grafito se fija a los componentes metálicos de un horno para la absorción de la energía de microondas que se genera mediante las fugas procedentes de la cavidad resonante.

El documento US 4844007 se refiere a un aparato para dotar de capas de vidrio al interior de un tubo de sustrato, en el que la parte interior de un resonador está equipada con una capa de material reflectante para el aislamiento del calor y/o la reflexión del calor, para conseguir de este modo una distribución del calor más uniforme a lo largo del tubo de sustrato.

El documento US 2007/0003197, presentado en nombre del solicitante, hace referencia a un procedimiento y a un aparato para la fabricación de preformas ópticas, en el cual un tubo protector rodea un tubo de sustrato sustancialmente a lo largo de toda su longitud, a fin de crear condiciones de plasma en el espacio anular formado entre el tubo de sustrato y el tubo protector, con la finalidad de que el tubo de sustrato se colapse para formar una barra sólida.

El documento EP 0554845 se refiere a un procedimiento y a un aparato para la deposición de vidrio en el exterior de preformas sólidas, en el que se dispone un tubo protector a lo largo de toda la preforma sólida, y un horno rodea el conjunto formado por el tubo protector y la preforma sólida, disponiendo dicho horno de un resonador que pude desplazarse a lo largo de una parte de la longitud del tubo protector.

Se conoce un aparato para la fabricación de fibras ópticas gracias a la patente US 6260610, presentada en nombre del solicitante, pudiendo utilizarse dicho aparato en dicho contexto para la fabricación de una de las denominadas barras preformadas, por ejemplo, a partir de la cual pueda crearse una fibra óptica. De acuerdo con un procedimiento conocido de fabricación de dicha preforma, en un tubo de sustrato recto vítreo (por ejemplo, compuesto de cuarzo) se efectúa la deposición de capas de sílice dopado (por ejemplo, sílice dopado con germanio) en la superficie cilíndrica interior del mismo. El término “sílice”, tal y como se utiliza en el presente documento, se considera como cualquier sustancia de la fórmula SiOx, estequiométrica o no estequiométrica, cristalina o amorfa. Esto puede conseguirse situando el tubo de sustrato a lo largo del eje de cilindro de la cavidad resonante y descargando en el interior del tubo una mezcla gaseosa que comprenda O2, SiSI4 yGeCl2 (por ejemplo) . Se genera simultáneamente un plasma localizado en el interior de la cavidad, provocando la reacción del Si, O y Ge de forma que se efectúe la deposición directa, por ejemplo, de SiOx dopado con Ge en la superficie interior del tubo de sustrato. Teniendo en cuenta que dicha deposición tan sólo se produce en, y en las proximidades del plasma localizado, la cavidad resonante (y por tanto, el plasma) deben barrerse a lo largo del eje de cilindro del tubo, a fin de efectuar uniformemente la deposición en toda la longitud de la superficie interior del tubo de sustrato hueco. Cuando se ha completado el revestimiento, el tubo de sustrato se colapsa térmicamente formando una barra sólida con una porción de núcleo de sílice dopado con Ge y alrededor una porción de revestimiento de sílice sin dopar. Si uno de los extremos de la barra sólida se calienta hasta fundirse, puede fabricarse por estirado una delgada fibra de vidrio a partir de la barra sólida, revistiéndose normalmente dicha barra sólida una o más veces, y pudiendo posteriormente enrollarse en una bobina; dicha fibra tendrá entonces una porción de núcleo y una porción de revestimiento que se corresponderán con las de la barra sólida. Debido a que el núcleo dopado con Ge tiene un índice de refracción más elevado que el del revestimiento sin dopar, la fibra puede funcionar como una guía de ondas, por ejemplo, para ser utilizada en la propagación de señales ópticas de telecomunicaciones. Debe observarse que la mezcla gaseosa descargada en el interior del tubo de sustrato también puede contener otros componentes; la adición de C2F6, por ejemplo, tiene como resultado una reducción del índice de refracción del sílice dopado. También debe observarse que la barra de preforma puede estar revestida exteriormente con una capa adicional de vidrio, por ejemplo sílice, mediante un proceso de deposición, o mediante la inserción de la barra de preforma en uno de los denominados tubos de revestimiento (formado por sílice sin dopar) con anterioridad al procedimiento de estirado, para incrementar de este modo la cantidad de gel de sílice sin dopar con respecto a la cantidad de sílice dopado que contiene la fibra final.

La utilización de dicha fibra óptica en aplicaciones de telecomunicaciones requiere que la fibra óptica se encuentre sustancialmente exenta de defectos (por ejemplo, discrepancias en el porcentaje de dopantes, forma elíptica no deseable de la sección transversal y similares) , ya que cuando se producen en una gran longitud de fibra óptica, dichos defectos pueden provocar una importante atenuación de la señal que está transportándose. Por lo tanto, es importante conseguir un proceso de PCVD muy uniforme y reproducible, ya que la calidad de las capas de PCVD depositadas será lo que en último término determine la calidad de las fibras; de este modo, es deseable que el plasma generado en la cavidad resonante sea uniforme (alrededor del eje de cilindro de la cavidad) . Por otra parte, los costes del proceso de producción de un fibra óptica se reducirán de forma significativa si se puede dotar a la barra de preforma de un mayor diámetro, ya que entonces pueden obtenerse fibras de mayor tamaño a partir de una sola barra. No obstante, estos dos objetivos resultan difíciles de conciliar, ya que un mayor diámetro del tubo de sustrato conllevará, por lo general, un plasma con una simetría rotacional deficiente; además, dicho plasma sólo podrá generarse utilizando una potencia de microondas mucho más elevada.

Los inventores de la presente invención han observado que pueden introducirse partículas en el resonador, por ejemplo, diminutas partículas de cuarzo procedentes del tubo de sustrato, cuando dicho tubo de sustrato se encuentra situado en el aparato en el que va a efectuarse la deposición química en fase de vapor por plasma. Además, las partículas procedentes del material aislante del horno, en cuyo interior se encuentra situado el resonador, pueden introducirse en el resonador por los extremos del mismo. Cuando dichas partículas se encuentran presentes en el interior del resonador, esta presencia puede provocar un cortocircuito, o lo que es lo mismo, una descarga no recomendable durante la creación de las condiciones de plasma, lo que causa daños en el resonador. Adicionalmente, debe detenerse el proceso de deposición, lo que no resulta deseable.

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1. Aparato para (1) llevar a cabo un proceso de deposición química en fase de vapor por plasma, mediante la cual se depositan una o más capas de sílice, dopado o sin dopar, en el interior de un tubo de sustrato de vidrio hueco y alargado, incluyendo dicho aparato un resonador (8) con una cavidad resonante (5) con una forma esencialmente cilíndrica, dispuesta simétricamente alrededor de un eje de cilindro (7) , situándose el tubo de sustrato (2) a lo largo de dicho eje, teniendo dicha cavidad resonante (5) una forma sustancialmente anular, con una pared interior cilíndrica (9) y una pared exterior cilíndrica (11) , incluyendo dicha pared interior cilíndrica (9) una hendidura (13) que se extiende a lo largo de al menos parte de una circunferencia situado alrededor de dicho eje de cilindro (7) , en cuya cavidad resonante (3) se extiende una guía de microondas de forma que las microondas (3) puedan salir a la cavidad circunscrita por la pared cilíndrica interior (9) a través de dicha hendidura (13) , rodeando el resonador (8) al menos parte del tubo de sustrato, pudiendo desplazarse hacia atrás y hacia delante a lo largo del eje longitudinal (15) del tubo de sustrato, caracterizado porque un tubo interior hueco (2) transparente a las microondas se apoya ajustadamente contra la pared interior cilíndrica (9) de la cavidad resonante (5) extendiéndose dicho tubo interior (2) a lo largo del eje de cilindro (7) al menos a lo largo de una parte de la longitud de la cavidad resonante (5) , teniendo dicho tubo interior (2) un diámetro tal que dicho tubo de sustrato pueda colocarse dentro del tubo interior.

2. Aparato (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo interior (2) se extiende a lo largo del eje de cilindro (7) hacia el exterior del resonador (8) .

3. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo interior

(2) se encuentra conectado al resonador (8) de tal forma que el tubo interior puede desplazarse de forma sincronizada con el resonador a lo largo del eje longitudinal (15) del tubo de sustrato.

4. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la longitud del tubo interior (2) es inferior a la longitud del tubo de sustrato.

5. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la longitud máxima del tubo interior (2) es el doble de la longitud del resonador (8) .

6. Aparato (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el tubo interior (2) está provisto en uno de sus extremos de un anillo interno (6) .

7. Aparato (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el tubo interior (2) está provisto con dicho anillo interno (6) en ambos extremos.

8. Aparato (1) de acuerdo con las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque la diferencia máxima entre el diámetro externo del tubo de sustrato y el diámetro interior del anillo interno es de 3 mm.

9. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo interior

(2) está dotado de una o más aberturas (18) que se extienden a lo largo de parte de una circunferencia que rodea la pared (9) del tubo interior (2) .

10. Aparato (1) de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicha abertura o aberturas (18) se encuentran situadas cerca de la hendidura (13) situada en la pared cilíndrica interior (9) de la cavidad resonante (5) .

11. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la guía de microondas (3) esta equipada con medios para suministro de un gas en el interior del espacio delimitado por la pared cilíndrica interior (9) de la cavidad resonante (5) y el tubo interior (2) .

12. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la hendidura

(13) de la pared cilíndrica de la cavidad resonante (5) se extiende formando una circunferencia completo alrededor del eje de cilindro (7) , estando interrumpido parte de dicho círculo, mediante un elemento de apantallado.

13. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo interior (3) está fabricado en cristal de cuarzo, con un punto de fusión superior a 1000 º C.

14. Aparato (1) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el diámetro interno del tubo interior (2) varía a lo largo de la longitud del mismo.

15.Procedimiento para fabricación de una preforma óptica mediante una deposición química en fase de vapor por plasma, en la que los gases dopados o sin dopar para el proceso de conformación del vidrio se hacen pasar a través del interior de un tubo de sustrato alargado de vidrio, al mismo tiempo que en el interior del tubo de sustrato se dan las condiciones que permiten que se efectúe la deposición para formar las capas de vidrio, utilizando un aparato (1) según una o más de las reivindicaciones precedentes.

Figura 1

Figura 2

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 4877938 A [0002] • EP 0554845 A [0005]

• US 4844007 A [0003] • US 6260610 B [0006]

• US 20070003197 A [0004]