Proceso de deposición en fase de vapor interna.

Procedimiento para la fabricación de 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 lado de suministro (3) y un lado de descarga (4),

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

iii) suministrar de gases de formación de vidrio dopados o sin dopar en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) a través del lado de suministro (3) del mismo,

iv) crear una zona de reacción (7) en la que son creadas condiciones de tal manera que la deposición de vidrio se llevarán a cabo en el interior del tubo de vidrio hueco y

v) desplazar la zona de reacción (7) en vaivén a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) entre un punto de inversión (5) situado próximo al lado de suministro (3) y un punto de inversión (6) situado próximo al lado de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2), en el que, durante, al menos, parte de la etapa v), el flujo de gas comprende una primera concentración de compuesto conteniendo flúor cuando la zona de reacción (7) se está desplazando en la dirección del lado de descarga (4), caracterizado porque el flujo de gas contiene una segunda concentración del compuesto conteniendo flúor con el desplazamiento de la zona de reacción (7) en la dirección del lado de suministro (3) siguiente al desplazamiento de la misma en la dirección del lado de descarga (4), en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor es diferente de la segunda concentración de compuesto conteniendo flúor durante, al menos, parte de la etapa v).

Proceso de deposición en fase de vapor interna [0001] La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de 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 lado de suministro y un lado de descarga, ii) rodear mediante un horno, al menos, una parte del tubo de sustrato de vidrio hueco, iii) suministrar gases de formación de vidrio dopados o sin dopar en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco a través del lado suministro del mismo, iv) crear una zona de reacción en la que son creadas condiciones de tal manera que la deposición de vidrio se llevarán a cabo en el interior del tubo de vidrio hueco y v) desplazar la zona de reacción en vaivén a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco entre un punto de inversión situado próximo al lado de suministro y un punto de inversión situado próximo al lado de descarga del tubo de sustrato de vidrio hueco, en el que, durante, al menos, parte de la etapa v) , el flujo de gas comprende una primera concentración de compuesto conteniendo flúor cuando la zona de reacción se desplaza en la dirección del lado de descarga.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación de una preforma final para fibras ópticas.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación de una fibra óptica.

Un procedimiento tal es conocido per se a partir de la solicitud de patente EE.UU. US 2005/0000253. Más en particular, dicha solicitud de patente describe un proceso de deposición en fase de vapor interna de acuerdo con la tecnología PCVD, en el que un tubo de sustrato de vidrio está parcial o totalmente rodeada por una cavidad resonante a lo largo de su eje cilíndrico, y en el que una mezcla de gas que comprende O2, SiCl4, GeCl4 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 en el interior del tubo de sustrato, formando SiOx principalmente dopado con germanio. La cavidad resonante se mueve en vaivén a lo largo del eje cilíndrico del tubo de sustrato, de modo que dicho tubo es recubierto internamente con capas de vidrio. Dicha solicitud de patente EE.UU., describe además la posibilidad de añadir freón (C2F6) a la mezcla de gas, para así reducir la formación de grupos hidroxilo en el cristal depositado.

El documento JP 56-104735 se refiere a un procedimiento para fabricar una preforma para fibras ópticas para rayos infrarrojos.

El documento US 2009/0004404 se refiere a un método para fabricar una preforma para fibras ópticas por un proceso de deposición interna.

El documento US 2005/0081566 se refiere a un método para la fabricación de una preforma en forma de varilla, en cuyo método al final del proceso de deposición de la cantidad de compuesto de flúor que se suministra al interior del tubo de sustrato se aumenta en un valor de, al menos, el 10%.

Una fibra óptica consta de un núcleo y una capa exterior que rodea dicho núcleo, cuya capa externa también se denomina como "revestimiento".

El núcleo de una fibra óptica puede estar hecho de una o más capas concéntricas diferentes, dependiendo de las propiedades ópticas requeridas. Al menos una parte del núcleo generalmente tiene un índice de refracción más alto que el revestimiento, por lo que la luz puede ser transportada a través de la fibra óptica, principalmente a través del núcleo de la misma.

Para una fibra óptica de vidrio, el índice de refracción más alto del núcleo se puede obtener mediante el dopado del vidrio del núcleo con un dopante de aumento del índice de refracción, tal como germanio, por ejemplo. En el cristal, el germanio está presente principalmente como GeO2. También es posible dopar el núcleo con dopante para aumento del índice de refracción de aumento de dopante, así como con un dopante para disminución del índice de refracción, en cuyo caso las proporciones relativas de dichos dopantes se establecen de manera que se obtiene el índice de refracción requerido. En particular se utiliza el flúor como dopante para disminución del índice de de refracción.

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

Una primera causa de la 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 es transportada a través de una fibra óptica que comprende una cantidad relativamente alta de dopante de germanio en el núcleo, será atenuada con mayor intensidad que una señal de luz que es transportada a través de una fibra óptica que comprenda una cantidad relativamente baja de dopante de germanio.

El grado en el que la dispersión de Rayleigh tiene lugar, además, depende de la longitud de onda. Más particularmente, el grado de dispersión de Rayleigh es proporcional a λ-4, en donde λ es la longitud de onda. La dispersión de Rayleigh causada por el dopado con germanio es, además, varias veces mayor que la dispersión de Rayleigh causada por el dopado con flúor.

Una segunda causa de la atenuación es la presencia de impurezas en el vidrio, cuyas impurezas absorben luz para una o más longitudes de onda específicas. En particular, la presencia de grupos hidroxilo, presentes principalmente como SiOH o GeOH en la fibra óptica, es importante, porque al menos una longitud de onda de absorción está comprendida en la gama 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 1.385 nm. Dicho pico de absorción también se conoce como pico de agua o atenuación de agua.

La longitud máxima sobre la cual una señal óptica puede ser transportado por una fibra óptica sin ser amplificada depende y está limitada por, entre otros factores, el grado en que la señal óptica es atenuada.

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

Además hay una necesidad de fibras ópticas en las que se minimice la atenuación causada por la dispersión de Rayleigh.

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

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de una preforma primaria para fibras ópticas, utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna, en el que la fibra óptica fabricada a partir de la preforma primaria exhiba menos atenuación para una longitud de onda de 1.385 nm, y en el que la dispersión de Rayleigh no se ve afectada adversamente.

Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de una preforma primaria para fibras ópticas, utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna, en el que la fibra óptica fabricada a partir de la preforma primaria exhiba menos dispersión de Rayleigh y en el que la atenuación para una longitud de onda de 1.385 nm, no se ve afectada adversamente.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de una preforma primaria para fibras ópticas, utilizando un proceso de deposición en fase de vapor interna, en el que es posible influir en la incorporación de grupos hidroxilo en el vidrio depositado como una función de la posición en la dirección longitudinal del tubo de sustrato de vidrio hueco.

La presente invención como se describió en la introducción se caracteriza porque el flujo de gas comprende una segunda concentración del compuesto conteniendo flúor con el movimiento de la zona de reacción en la dirección del lado de suministro siguiendo el movimiento del mismo en la dirección del lado de descarga, en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor es diferente de la segunda concentración de compuesto conteniendo flúor durante, al menos, parte de la etapa v) .

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1. Procedimiento para la fabricación de 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 lado de suministro (3) y un lado de descarga (4) , ii) rodear mediante un horno, al menos, una parte del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) , iii) suministrar de gases de formación de vidrio dopados o sin dopar en el interior del tubo de sustrato de vidrio hueco

(2) a través del lado de suministro (3) del mismo, iv) crear una zona de reacción (7) en la que son creadas condiciones de tal manera que la deposición de vidrio se llevarán a cabo en el interior del tubo de vidrio hueco y v) desplazar la zona de reacción (7) en vaivén a lo largo de la longitud del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) entre un punto de inversión (5) situado próximo al lado de suministro (3) y un punto de inversión (6) situado próximo al lado de descarga (4) del tubo de sustrato de vidrio hueco (2) , en el que, durante, al menos, parte de la etapa v) , el flujo de gas comprende una primera concentración de compuesto conteniendo flúor cuando la zona de reacción (7) se está desplazando en la dirección del lado de descarga (4) , caracterizado porque el flujo de gas contiene una segunda concentración del compuesto conteniendo flúor con el desplazamiento de la zona de reacción (7) en la dirección del lado de suministro (3) siguiente al desplazamiento de la misma en la dirección del lado de descarga (4) , en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor es diferente de la segunda concentración de compuesto conteniendo flúor durante, al menos, parte de la etapa v) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor es mayor que la segunda concentración de compuesto conteniendo flúor.

3. Procedimiento de acuerdo con una o ambas de las reivindicaciones 1 y 2 anteriores, 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, C4F8, CCl2F2, SiF4, Si2F6, SF6, NF3, F2 o una mezcla de dos o más de estos compuestos.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el compuesto conteniendo flúor es C2F6 y / o C4F8.

5. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores, en el que el flujo de gas comprende además, al menos, un agente de dopado, preferiblemente seleccionado del grupo consistente en germanio, nitrógeno, boro, titanio, fósforo, aluminio.

6. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 5 anteriores, en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor en el flujo de gas se ajusta de modo que el índice de refracción del vidrio depositado se reduce en menos de 4 x 10-3, preferiblemente menos de 2 x 10-3.

7. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 6 anteriores, en el que la primera concentración de compuesto conteniendo flúor en el flujo de gas se ajusta de modo que el índice de refracción del vidrio depositado se reduce en más de 0, 1 x 10-3.

8. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 7 anteriores, en el que la proporción R, a saber el cociente de la primera concentración de compuesto conteniendo flúor y la segunda concentración de compuesto conteniendo flúor en el flujo de gas, se establece de modo que dicha proporción R se encuentra comprendida en el intervalo 1<R<100, preferentemente 1<R<10.

9. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, en el que la segunda concentración es del 0%.

10. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 1 a 9 anteriores, en el que durante la etapa v) , la zona de reacción (7) se desplaza a una velocidad de 5 a 40 m / min, preferiblemente de 15 de 25 m / min, especialmente de 15 a 30 m/ min.

11. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en el que la zona de reacción (7) en la etapa iv) es un plasma, preferiblemente un plasma de microondas.

12. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, en el que durante la etapa v) el horno se ajusta a una temperatura de 800 a 1.200° C, preferiblemente 900 a 1100° C.

13. Procedimiento para la 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 1 a 12 precedentes, ii) colapsar la preforma primaria obtenida en la etapa i) en una preforma primaria compacta, utilizando una fuente de calor, iii) depositar opcionalmente una cantidad adicional de vidrio en el exterior de la preforma primaria compacta a fin de conformar la preforma final.

14. Procedimiento para la fabricación de una fibra óptica, que comprende la fabricación de una preforma final para fibras ópticas según la reivindicación 13, seguido por etapas de calentar un extremo de la preforma final y el estirado la fibra a partir de la misma.

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 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 20050000253 A [0004] [0067] • US 4741747 A [0067]

• JP 56104735 A [0005] • US 4493721 A [0067]

• US 20090004404 A [0006] • US 20070289532 A [0068]

• US 20050081566 A [0007] • US 20030159781 A [0068]

• DE 1037163 [0056] • US 20050172902 A [0068]

• DE 1037164 [0057] • US 4844007 A [0068]

• US 20080044150 A [0067] • US 4714589 A [0068]

• US 20050120751 A [0067] • US 4877938 A [0068]

• US 20080063812 A [0067] • US 2010154479 A [0077]

• US 20050041943 A [0067]