(57)【要約】      （修正有）【課題】ドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるプラズマ化学蒸着処理（PCVD処理）において、蒸着速度を上げるために約2.5kW以上の高周波出力レベルを用いた場合であっても、高周波エネルギーの漏洩の少ないPCVD蒸着処理装置を提供する。【解決手段】PCVD処理装置において、マイクロ波発生器からのマイクロ波は、導波管１１を介してアプリケータ１０に伝えられる。アプリケータ内の共振キャビティ１２とスリット１３によって、マイクロ波からの高周波エネルギーを、共振キャビティ１２近くの基材チューブ１４に存在するプラズマに結合させる。アプリケータ内にはチョーク１５、１６があり、該チョークは高周波エネルギーの漏洩を防ぐものである。チョークの長さlを1/4波長以下とすることによって、チョークの効果が最適化される。【選択図】図１
2005247680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるPCVD蒸着処理を行う装置であって、内壁と、外壁と、アプリケータに通じるマイクロ波導波管を有するアプリケータを備え、該アプリケータは、円筒軸の周囲に広がり、該アプリケータには内壁に接した通路が設けられ、該アプリケータを通じてマイクロ波が出ることが可能であり、円筒軸上に前記基材チューブを配置することができる装置において、長さｌと幅ｂを有する環状形状の少なくとも１つのチョークが前記アプリケータ内の円筒軸の中心に位置しており、前記チョークの長さlが1/4波長より小さいか、または等しく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当し、前記長さlは、円筒軸に垂直方向に測定されたチョークの長さとアプリケータの内壁の半径の長さとの差として定められることを特徴とする、PCVD蒸着処理を行う装置。
【請求項２】
前記装置は、1/4波長より小さいか、又は等しい長さlをそれぞれ有する少なくとも２つの別個のチョークを備え、該1/4波長はデカルト座標系における1/4波長に相当し、長さlは、円筒軸に垂直方向に測定されたチョークの長さとアプリケータの内壁の半径の長さとの差として定められることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記チョークは、長さlが異なり、但し、各個別の長さlは1/4波長より小さいか、又は等しく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当し、前記長さlは、円筒軸に垂直方向に測定されたチョークの長さとアプリケータの内壁の半径の長さとの差として定められることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記チョークの環状形状が、該チョークが半径方向の空間と縦方向の空間を有するように構成され、環状の形状である該縦方向の空間は、円筒軸から、距離l"分の間隔を置いて配置され、かつ前記円筒軸にそって広がっており、かつ円筒軸に平行に測定された長さmを有し、かつ内壁と外壁を有しており、前記l"は、円筒軸に垂直方向に測定された内壁の半径の大きさとして定められることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記チョークの全長、すなわち、長さl"に長さmを加えたものが、1/4波長より小さいか、又は等しく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当するものであることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
円筒軸に平行方向に移動可能である素子が前記縦方向の空間に存在し、そのために、マイクロ波が該縦方向の空間内で動く距離を変動させることができることを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
前記チョークの縦方向の空間は、該チョークの半径方向の空間に対して90度の角度で配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
幅bが、前記長さl又はl"より小さく、かつ該幅bは3mmより大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記チョークの長さlは、少なくとも1/4波長の60％であり、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記チョークは、ガイドを介して調節要素に連結されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記アプリケータは、円筒対称で、かつ環状の形状であり、円筒軸の周囲に円筒対称的に広がり、かつ環状形状である共振キャビティを備え、前記共振キャビティは、円筒軸の周囲に一周して広がるスリットを備え、該スリットを通して、マイクロ波導波管からのマイクロ波エネルギーが輸送されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記マイクロ波導波管が共振キャビティに通じていることを特徴する請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記導波管は、円筒軸に対して概ね垂直に広がる縦軸を有し、該縦軸は、スリット又は通路に交差しないことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記縦軸は、前記共振キャビティを二等分に分割しないことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記チョークの長さlは、値n.λ/2ずつ延長され、nは整数であり、lは使用されるマイクロ波の波長であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
円筒軸に平行方向に測定された２つのチョークの間の間隔が最大でλであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記チョークの内部に、マイクロ波を吸収する材料が充填されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記チョークの内部に、屈折率を調整できる材料が充填されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
電流、電圧又は磁場によって前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるためにPCVD蒸着処理を行い、その後、そのようにして得られたガラス基材チューブを熱により圧潰することによって、固形のプリフォームを形成することからなる、プリフォームを製造する方法であって、PCVD蒸着処理を、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置を用いて行い、該装置では、該基材チューブが円筒軸上に、共振キャビティの内壁内部に配置され、該基材チューブと該共振キャビティは概ね同軸にあり、該共振キャビティは、該基材チューブの長さに沿って前後に移動することを特徴とする、プリフォームを製造する方法。
【請求項２１】
１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるためにPCVD蒸着処理を行い、その後、そのようにして得られたガラス基材チューブを熱により圧潰することによって、固形のプリフォームを形成することからなる、プリフォームを製造する方法であって、前記PCVD蒸着処理を、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の装置を用いて行うことを特徴とし、チョーク内でマイクロ波が動く距離を、全蒸着処理の間、高周波エネルギーの損失が最小限になるように調整することができることを特徴とする、プリフォームを製造する方法。
【請求項２２】
光ファイバーを製造する方法であって、請求項２０又は２１記載の方法を実施することによって得られたプリフォームの一端を加熱し、その後該プリフォームから光ファイバーを引くことを特徴とする、光ファイバーを製造する方法。
【請求項２３】
PCVD蒸着処理を行う加熱炉であって、該加熱炉に、環境への高周波エネルギーの漏洩を防ぐ金属シェルを設けたことを特徴とする、PCVD蒸着処理を行う加熱炉。
【請求項２４】
導波管が移動する前記加熱炉内のスリットが前記金属シェルで覆われていることを特徴とする請求項２３記載の加熱炉。
【請求項２５】
ガラス基材チューブが加熱炉を通って広がる位置が金属チューブで取り囲まれていることを特徴とする請求項２３又は２４記載の加熱炉。
【請求項２６】
前記加熱炉の内部にマイクロ波の放射を吸収する層が設けられていることを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の加熱炉。
【請求項２７】
PCVD蒸着処理を行う方法であって、前記PCVD蒸着処理の間、ガラス基材を800〜1300℃の温度に保持するために加熱炉を使用し、高周波エネルギーを導波管を用いてアプリケータに伝え、前記加熱炉内にスリットがあるため、該導波管は前記加熱炉内で前後に移動することが可能であり、前記スリットはプレートで覆われ、前記加熱炉内の前記スリットを通して高周波エネルギーが漏洩することを防ぐために、前記プレートに金属シェルが設けられていることを特徴とする、PCVD蒸着処理を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるPCVD蒸着処理を行う装置であって、内壁と、外壁と、アプリケータに通じるマイクロ波導波管を有するアプリケータを備え、該アプリケータは、円筒軸の周囲に広がり、該アプリケータには内壁に接した通路が設けられ、該アプリケータを通じてマイクロ波が出ることが可能であり、円筒軸上に前記基材チューブを配置することができ、長さｌと幅ｂを有する環状形状の少なくとも１つのチョークが前記アプリケータ内の円筒軸の中心に位置する装置に関する。さらに、本発明は、プリフォームを製造する方法であって、１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるためにPCVD蒸着処理を行うことと、続いて、プリフォームを製造するために、そのようにして形成された該基材チューブを熱により圧潰することからなる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学プリフォームを製造する方法の一つとしては、プラズマ化学蒸着（PCVD）処理があり、本出願人に付与された特許に係る特許文献１により既知である。この特許文献１により既知である前記処理によれば、１層又はそれ以上のドープされているか又はされていないガラス層を、ガラス基材チューブ内で低圧プラズマを用いることによって、基材チューブの内側に被覆する。ガラス層をガラス基材チューブの内側に被覆した後、続いて熱を加えることによってガラス基材チューブを固形の棒に圧潰する。特定の実施態様においては、例えば外付けによる蒸着処理によって、又は１又はそれ以上のプリフォームされたガラスチューブを用いて、さらにガラスを外から塊状の棒に被覆し、複合プリフォームを得る。このようにして得られたプリフォームから、その一端を加熱することによって光ファイバーが得られる。
【０００３】
本出願人による出願に係る特許文献２によれば、マイクロ波発振器からのマイクロ波が、導波管を介してアプリケータに伝えられ、該アプリケータはガラス基材チューブを取り囲むものである。アプリケータによって高周波エネルギーが生じて、プラズマに連結される。ドープされているか又はされていない反応ガスが基材チューブの一端に供給され、その後、プラズマの作用により反応が生じ、ドープされているか又はされていないガラス層が基材チューブの内側に蒸着する。基材チューブのもう一方の端を真空ポンプに連結し、減圧、一般には5〜50mbar（hPa）の範囲の圧力を基材チューブ内に発生させる。アプリケータを、基材チューブの縦方向に前後に動かし、１動作ごとに薄いガラス層を基材チューブの内側に蒸着させる。アプリケータと基材チューブは、概して、蒸着処理の間、900〜1300℃の温度に基材チューブを保持するために加熱炉によって囲まれている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３１４，８３３号
【特許文献２】国際公開第９９／３５３０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
PCVD処理の製造能力を上昇させるためには、ドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させる速度を上げることが望ましい。しかしながら、蒸着速度を上げるには、反応性を有し、ガラスになるガスをプラズマ内で解離するのに必要とされる高周波エネルギーを比例して増加させる必要がある。本発明者らは、約2.5kW以上の高周波出力レベルを用いた際に、高周波の出力の漏洩がますます問題となることを見出した。そのような漏洩の結果、エネルギー消費が非効率的なものとなる。さらに、周囲への放射が通常発生し、その近傍に存在する電子機器の動作を妨害する。加えて、作業スタッフに放射が漏洩することは医学的な理由から望ましくない。本発明者らは、さらに、そのような高周波エネルギーの漏洩によって、基材チューブに定常波が生じ、ガラス層の蒸着物において、基材チューブの長さに沿って正弦波様の崩壊が生じる危険を招き、望ましくないことを見出した。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、前述したいずれの欠点も生じることなく、2.5kW以上の出力レベルを適切に用いることが可能であるPCVD蒸着処理を行う装置及び方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、とりわけ、当該PCVD装置から5cm離れて測定した該PCVD装置の動作中における放射の漏洩量が100W/m2より少ないPCVD蒸着処理を行う装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した本発明は、チョークの長さlが1/4波長より小さいか、または等しく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当し、長さlは、円筒軸に垂直方向に測定された、チョークの長さとアプリケータの内壁の半径の長さとの差として定められることを特徴とする。
【０００９】
本発明者らは、特に、ガラス層の蒸着中におけるアプリケータからの高周波エネルギーの漏洩を、特定の構造を有するチョークを用いるか、かつ／又は材料を選択することによって減らすことが可能であることを見出した。チョークの存在自体は、例えば、本出願人により出願された出願に係る国際公開第９９／３５３０４号パンフレット及び国際公開第０３／０４９１４１号パンフレットから既知であるが、チョークの特定の数、条件及び／又は寸法については前記文献より既知ではなく、ましてこれらの文献からそのようなチョークの特定の数、条件及び／又は寸法を導き出すことはできない。国際公開第９９／３５３０４号パンフレットから、例えば、チョークが、環状のλ/4導波管の形をとり、該チョークは、円筒軸を中心とし、共振キャビティの２つの端のすぐ傍に位置するように配置されている。
【００１０】
本発明者らは、約2.5kWの出力レベルを用いた際に、過剰の高周波エネルギーが漏洩することを見出した。本発明者らによると、前記のような漏洩は、基材チューブに蒸着した層の厚さにも左右され、本発明者らは、先行技術より既知である“1/4波長のチョーク”の効果が、蒸着した層の厚さが増大するにつれて減少することを認めた。換言すれば、ガラス層の全体の厚さが蒸着処理中に増大するので、蒸着処理の始めと終わりの両方の時点で最適な結果をもたらすチョークの構造を開発することが望ましい。この所見に基づいて、本発明者らは、特許請求の範囲で規定されている、1/4波長より小さいチョークの長さを用いることで、チョークの効果を最大限にすることができることに気付いた。
【００１１】
本明細書で用いられる“1/4波長”という用語は、デカルト座標系における1/4波長に相当する、使用される座標系における長さを意味する。本発明の方法及び装置に使用される円筒型のアプリケータ内のチョークは、基材チューブを囲む円筒型の空間であるので、円筒座標系を、1/4波長を決定するために用いる。2.45GHzの周波数を有するマイクロ波を使用した場合、波長は122mmである。円筒型の1/4波長のチョークの長さを、下記等式：
【数１】
2005247680.tif 000003
（式中、Hv(1)，Hv(2)はハンケル関数であり、k0は、真空中における波数であり、nは、チョークに充填するに用いられる材料の屈折率である）を用いて計算することができ、上記等式中のk0は、下記式：
【数２】
2005247680.tif 000004
（式中、fはマイクロ波周波数、c0は、真空中における光速度であり、aはアプリケータ内壁の半径であり、bはチョークの半径である）で表される。
【００１２】
本発明の装置の特定の実施態様において、前記装置は、1/4波長より小さいか、又は等しい長さlをそれぞれ有する少なくとも２つの別個のチョークを備え、該1/4波長はデカルト座標系における1/4波長に相当し、長さlは、円筒軸から測定した、チョークの長さとアプリケータの内壁の半径との差として定められる。本発明者らは、チョークに充填材を適用することによって、マイクロ波の吸収が左右されることを見出した。これによって、チョークの性能が良くなる。
【００１３】
特定の実施態様において、さらに、チョークは、長さlが異なっていてもよい。但し、各個々の長さlは1/4波長より小さいか、又は等しく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当し、長さlは、円筒軸に対し垂直方向に測定されたチョークの長さとアプリケータの内壁の半径との差として定められるものとする。
【００１４】
当然のことながら、当該実施態様において、１つのチョークのみが共振器の片側にあってもよい。しかしながら、別の可能性によれば、チョークは共振器のどちらかの側にある。また一方で、望ましいのであれば、数個のチョークが共振器の片側にあってもよく、該チョークは、長さが異なっていてもよく、その場合、各長さlは、前述した長さの要件を満たすものでなければならない。また一方で、別の可能性によれば、数個のチョークが共振器のどちらかの側に配置され、その場合、前記の長さlに関する要件が各チョークに適用される。
【００１５】
基材チューブの内部におけるプラズマの強度を、アプリケータのどちらかの側に配置されている２個のチョークの間に最も小さい間隔を、λより前記間隔が小さくなるように設定することによってさらに増大させることができ、ここで、λは、使用するマイクロ波の放射の波長である。当該実施態様によれば、より強力なプラズマが得られ、それによって本発明のPCVD処理における出発原料がより効率良く転換されるようにする。
【００１６】
具体的な実施態様において、チョークの全長を、λ/2の倍数ずつ、その効果に悪影響を与えることなく増加させることができ、ここで、λは使用するマイクロ波の波長である。
【００１７】
本発明者らは、さらに、チョークの構造を縦方向に拡大することによって、いわゆる小型のアプリケータを設計することができることを見出し、前記チョークは、該チョークの環状形状が半径方向の空間と縦方向の空間を有するように構成され、環状の形状である該縦方向の空間は、円筒軸から、距離l"分の間隔を置いて配置され、前記円筒軸にそって広がっており、円筒軸に平行に測定された長さmを有し、内壁と外壁を有し、前記l"は、円筒軸に垂直方向に測定された内壁の半径の大きさとして定められる。
【００１８】
そのような特定の構造によれば、チョークの全長、すなわち、長さl"（円筒軸に垂直）に、長さm（円筒軸に平行）を加えたものが1/4波長より小さいか、又は等しいのが好ましく、該1/4波長は、デカルト座標系における1/4波長に相当するものである。
【００１９】
本発明の他の実施態様は、長さlを変動させることができるいわゆる調製可能なチョークの構成を備える。当該構成によれば、円筒軸に平行方向に移動可能である素子が、好ましくは縦方向の空間に存在し、マイクロ波がチョーク内で動く距離を、当該素子を用いて縦方向の空間の寸法を変動させることによって調整することができる。調節要素を前記素子として用いてもよく、例えばチョークを、ガイドを介して、移動可能なプランジャーを備える素子に連結し、該プランジャーによって、マイクロ波が素子内で動く距離を変動させることができる。さらに、本発明の特定の実施態様において、例えば、屈折率が磁場、電流または電圧により変動する材料をチョークに充填することができる。当該充填材の例として、フェライトがあり、該材料は、磁場の影響を受けて変動させることができる屈折率を有する。
【００２０】
当該チョークを用いることで、チョークの長さを、全蒸着処理の間の時間に応じて調整し、それによって、ガラス層の蒸着と関係なく高周波エネルギーの漏洩を最小限にし、同時にプラズマにおける高周波エネルギーの濃度が最大になるようにすることができる。
【００２１】
特定の実施態様において、チョークの半径方向の空間が、チョークの縦方向の空間に対して90度の角度で配置されていることがさらに好ましい。
【００２２】
好ましい実施態様において、アプリケータは、好ましくは、円筒対称で、かつ環状の形状であり、円筒軸の周囲に円筒対称的に広がり、かつ環状形状である共振キャビティを備え、前記共振キャビティは、円筒軸の周囲に一周して広がるスリットを備え、該スリットを通して、マイクロ波導波管からマイクロ波エネルギーが輸送される。マイクロ波導波管が共振キャビティに通じていることが特に望ましい。その点について、導波管が、円筒軸に対して概ね垂直に広がる縦軸を有し、該縦軸は、スリット又は通路に交差せず、より詳細には、共振キャビティを二等分に分割しないことがさらに好ましい。
【００２３】
本発明のさらに特定の実施態様は従属請求項で定められ、図面によって詳細を明らかにする。
【００２４】
本発明は、さらに、プリフォームを製造する方法に関し、該方法は、１層又はそれ以上のドープされているか又はされていない層をガラス基材チューブの内側に蒸着させるためにPCVD蒸着処理を行い、その後、そのようにして得られた該ガラス基材チューブを熱により圧潰することによって、固形のプリフォームを形成することからなり、該方法は、PCVD蒸着処理を上記の装置で行うことを特徴とし、該装置では、該基材チューブが円筒軸上に、共振キャビティの内壁内部に配置され、該基材チューブと該共振キャビティは概ね同軸にあり、該共振キャビティは、基材チューブの長さに沿って前後に移動する。
【００２５】
当該方法によれば、全蒸着処理中における高周波エネルギーの損失を最小限にし、その結果、エネルギー消費をより効率の良いものとする。
【００２６】
上記のようにして得られたプリフォームを使用することによって、該プリフォームの一端を加熱することで該プリフォームから光ファイバーを引くことができる。
【００２７】
上記調整可能なチョークの満足な効果を確保するためには、当該チョークに、測定及び制御システムを設けることができ、アプリケータ内又はアプリケータ付近で、漏洩するエネルギーの量を測定し、その後、チョークを、該エネルギー量に基づいて調整することができる。
【００２８】
高周波エネルギーが使用される範囲内での当該エネルギーの漏洩は、加熱炉を設けることによってさらに最小限にすることが可能であり、該加熱炉では、PCVD蒸着処理の間、基材チューブが800〜1300℃の温度に保持され、該加熱炉には金属シェルが備えられている。当該PCVD処理を用いた場合に生じる特別な問題は、特に共振器に向かって導波管が移動する加熱炉内のスリットの密閉と、基材チューブが加熱炉を通過する位置の密閉である。特に、高周波エネルギーをアプリケータに伝える導波管が移動する加熱炉内のスリットは、金属シェルで覆われていなければならず、該金属シェルは、アプリケータと共に動くものである。基材チューブが加熱炉から突出する位置での加熱炉からの放射の漏洩を防ぐためには、基材チューブが、使用されるマイクロ波の波長より小さいカットオフ（cut-off）波長を有する円筒型の導波管に前記位置で取り囲まれていることが好ましい。この例としては金属チューブがあり、該金属チューブの内径をc0/（1.706 x f）より小さくし、ここで、c0は光の速度であり、fは、マイクロ波の周波数である。したがって、2.45GHzのマイクロ波の周波数では、チューブの直径は71.7mより小さく、当該金属チューブは２つの対向する部分に設けられていてもよい。特定の実施態様において、前記導波管には、１つ又はそれ以上のチョークが設けられていてもよく、このように導波管に１つ又はそれ以上のチョークを設けることは、環境への放射の漏洩を防ぐために、5kWを超えるより高い出力レベルを用いる場合、特に望ましい。
【００２９】
特定の実施態様において、加熱炉の内壁に、マイクロ波の放射を吸収する層、例えば炭化珪素（SiC）の層をさらに設けてもよい。当該層の厚さは、λ/4（前記材料の特定の構造及び屈折率において）に従うものが好ましい。当該構成の更なる利点は、マイクロ波の放射を熱に変換し、その結果、加熱炉に供給するのに必要なエネルギーが少なくなることである。
【００３０】
以下、本発明を、図の番号を参照して説明するが、本発明は当該特定の図によって制限されるものではない。
【００３１】
図１Ａ及び１Ｂは、本発明のPCVD処理に用いるアプリケータの例を示す。マイクロ波発生器（図示せず）からのマイクロ波は、導波管１１を介してアプリケータ１０に伝えられる。アプリケータ内の共振キャビティ１２とスリット１３によって、マイクロ波からの高周波エネルギーを、共振キャビティ１２近くの基材チューブ１４に存在するプラズマに結合させる。アプリケータ内にはチョーク１５、１６があり、該チョークは高周波エネルギーの漏洩を防ぐものである。1/4波長より小さいチョークにおける長さlを用いることによって、チョークの効果が最適化される。実用的な理由から、チョークの幅bは、通常、チョークにおける長さlより小さく、かつ約3mmより大きくなるように選択される。図１Ａに示すように、２つの別個のチョーク１５、１６を使用した場合、２つのチョーク１５、１６の間の間隔dは最大でλである。
【００３２】
図２は、ガラス基材チューブの内壁上に層を蒸着させている間における種々の長さlのチョークの効果を示す。実線は、37mmの長さlを有する従来のチョークの効果を示し、該長さlは、マイクロ波の放射が2.45GHzであり、アプリケータの内部の半径が19mmである1/4波長のチョーク（先行技術により既知である“1/4チョーク”）の長さに相当するものである。蒸着処理の始めの時点でのみ満足な効果が得られ、蒸着処理の終わりの時点では高周波エネルギーの多量の望ましくない損失が生じたことは明らかである。破線は、30mm（“λ/4チョーク”の80％に相当）の長さを有するチョークの効果を示す。この場合、チョークの効果は、蒸着処理の始めの時点においては条件を満たしており、蒸着処理の終わりの時点においては従来のチョークのものより優れている。点線で示されている33mm（“λ/4チョーク”の89％に相当）の長さを有するチョークは、蒸着処理の中間地点において最も優れた効果を示し、全蒸着処理中において最適化された挙動を示す。20mm（“λ/4チョーク”54％に相当）より小さい長さを有するチョーク（図示せず）は、全体として、従来の“λ/4チョーク”の効果より好ましくない効果を有する。1/4波長より大きい長さを有するチョークの効果（図示せず）は、全蒸着範囲に渡って“λ/4チョーク”のものよりも劣っていた。
【００３３】
1/4波長のチョークより小さい長さの種々のチョークをアプリケータ内の他のチョークの後ろに設置することによって、チョークの効果をさらに改善することができる。本発明者らは、縦方向にあるチョークの空間を広げることによって、小型のアプリケータを設計することがきることをさらに見出した。当該設計の例を図３に示す。図３に示されている調整可能なチョークの長さlは、半径方向のチョークの長さと縦方向の長さを有する。当該調整可能なチョークの設計によれば、長さlを、蒸着処理の段階に関係なく高周波エネルギーの漏洩を最小限にし、かつプラズマ内の高周波エネルギーの最大濃度を達成するような方法で蒸着処理中に調整することができる。
【００３４】
図３は、共振器を概略的に示し、該共振器においてチョーク３５の長さlは、素子３６を前後に動かすことによって調整される。前記のような素子３６の前後の動きは、油圧もしくは水圧によって、又はねじ山構造によって達成することができる。
【００３５】
図４は、調整可能なチョーク４５の別の実施態様を概略的に示し、該チョーク４５は、導波管４８を用いて、動作がマイクロ波の反射に基づく調節要素４９に連結されている。いわゆる同軸構造体の端において前記反射が生じる位置を変えることによってチョークの効果を最適にすることができる。当該調節要素の例として、移動可能なプランジャーを有する同軸構造体がある。例えば当該移動可能なプランジャーを有する枝上のもので、又は例えば、同軸構造体に半径方向に広がる金属の移動可能なピンで、他の調節要素を形成してもよい。
【００３６】
図５は、ガラス基材チューブを、PCVD蒸着処理の間800〜1300℃の温度に保持するのに用いられる加熱炉を概略的に示し、該加熱炉には、金属シェルが設けられている。前記図から、高周波エネルギーをアプリケータに伝える導波管５１が移動する、加熱炉５０内のスリットが、金属シェルに覆われ、該金属シェルはアプリケータと共に動くものであることが分かる。したがって、基材チューブ５４を取り囲むアプリケータは加熱炉５０内に存在する。高周波エネルギーを、導波管５１を用いてアプリケータに伝え、該導波管５１は、加熱炉５０内にスリットがあるので加熱炉内において前後に動くことができるものである。加熱炉５０には金属シェルが設けられており、該金属シェルは、環境への高周波エネルギーの漏洩を防ぐものである。導波管５１が動くスリットが、プレート５２、５３で覆われていることが特に望ましく、該プレート５２、５３には、同様に金属シェルが設けられており、それ故に、加熱炉内においてスリットを通して高周波エネルギーが漏洩することはできない。当該プレート５２、５３は、高周波エネルギーが漏洩できないように、アプリケータと導波管５１の任意の位置で加熱炉５０が閉鎖されるようにするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１Ａは、本発明に従うアプリケータの概略図であり、図１Ｂは、図１Ａのアプリケータの断面図である。
【図２】図２は、蒸着処理中におけるチョークの数の効果を、種々の値の長さlと処理時間の関数として示す図である。
【図３】図３は、本発明に従う調整可能なチョークの概略図である。
【図４】図４は、調整可能なチョークの特定の実施態様を示す図である。
【図５】図５は、PCVD処理を行う加熱炉の概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  アプリケータ
１１  導波管
１２  共振キャビティ
１３  スリット
１４  基材チューブ
１５  チョーク
１６  チョーク
３０  アプリケータ
３４  基材チューブ
３５  チョーク
３６  素子
３７  チョーク
４０  アプリケータ
４５  チョーク
４８  導波管
４９  調節要素
５０  加熱炉
５１  導波管
５２  プレート
５３  プレート
５４  基材チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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