【导读：PCVD工艺用的热源是微波，本文从PCVD工艺制备光纤预制棒的工作原理及优点入手，分析固态功率源在PCVD工艺制备中的应用优势;PCVD法是用微波低压等离子体作反应源，在石英管内沉积制备光纤预制棒的一种方法。】??????????

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光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，因为预制棒的制作是光纤工艺中最重要的部分，所以从 20 世纪 70 年代末期开始规模生产光纤以来，对光纤预制棒制造技术的研究和完善改进就从来没有间断过。

美国AT&T(Lucent)发明了改进的化学汽相沉积法(MCVD，Modified Chemical Vapor Deposition)工艺后，美国 Corning 公司随后开发出了适合光纤大规模生产的管外汽相沉积法(OVD，Outside Vapor Deposition)工艺， 其后OVD工艺又有不断改进，目前已发出第七代工艺，使生产效率和生产成本大幅度降低;

而日本NT&T在OVD的基础上进行改进，推出了汽相轴向沉积法(VAD，Vapor Axial Deposition)工艺;法国Alcatel则利用高频等离子技术开发出了先进的等离子体汽相沉积法(APVD，Advance Plasma Vapor Deposition)预制棒生产工艺;1974年，荷兰Philip 则开发了等离子体化学(PCVD,Plasma Chemical Vapor Deposition )工艺并成功地在生产中加以应用。

本文从PCVD工艺制备光纤预制棒的工作原理及优点入手，分析固态功率源在PCVD工艺制备中的应用优势;PCVD法是用微波低压等离子体作反应源，在石英管内沉积制备光纤预制棒的一种方法。

PCVD法与通常广泛采用的MCVD法比较相似，主要不同点是在反应加热系统方面。原料气体被微波能激发电离产生等离子体，直接反应沉积出透明玻璃层。和其它工艺相比，主要优点是：

第一，沉积不用氢氧焰加热，因而沉积温度低于相应的热反应温度。反应管不易变形，易于控制。制作的光纤集合特性和光学特性重复性好，质量高。

第二，由于气体电离不受反应管的热容量限制，反应器可以沿反应管作快速往复沉积，每层厚度可小于1μm。在制备多模梯度光纤时，芯层可达一千层，辅以精密的流量控制，可以制造出折射率分布十分理想的剖面，以获得大带宽。而且适于制作各种折射率剖面的单模光纤。

第三，原料的沉积效率高。对于SiO2的沉积效率接近100%，对于GeO2大到85%，优于其他任何工艺。沉积速率高。因为成本低。

PCVD法的原理如下图所示：

【各种原料气体SiC14，GeC14，F等）和氧气通过质量流量控制器进入混合器中，再进入反应管。反应管和环绕它的微波谐振腔及预热炉组成反应器。谐振腔连接到频率为2450MHz，功率为几百或几千瓦的连续波磁控管振荡器。反应管中的压力维持在1333Pa左右，吸气泵用分子筛吸附泵或旋转机械泵。加热炉的温度约在1000℃-1250℃之间，随原料组分不同而不同，它的作用是为了保证反应管内壁与沉积层之间的温度匹配，以避免沉积层产生裂纹。反应器的运动速度为3-8m/min之间，往复速度相同，而且是连续沉积。】

从PCVD法的原理图可以看出，PCVD工艺用的热源是微波，在等离子气象沉积中，要达到稳定的沉积得靠工艺的保证和设备的稳定性，微波能量提供装置是保证设备稳定性的主要源头，而说起微波能量提供装置，除了广知的磁控管振荡器，目前市场悄然流行的固态功率源却不得不提一下，固态功率源属于全固态半导体器件，由固态源激发的微波能量，具有定制可控、可靠高效等突出优点。

20kw固态功率源

微波能量源--20kw固态功率源

据沃特塞恩技术人员介绍，固态功率源相比较磁控管应用在光纤工艺中，具有以下优点：

1、固态功率源相比磁控管的高稳定性

磁控管功率稳定度低，频率随机50MHz变化，而固态功率源功率稳定度高达1%-0.5%，频率稳定度高，PPM级。微波能量源的功率稳定度，稳定的功率能使石英管内的等离子温度一致，沉积稳定，提高光棒的折射率。

2、固态功率源相比磁控管的长时间使用无衰减性

微波能量源的功率长时间使用无衰减，沉积一根光棒需要长达几周的时间，在整个制棒的过程中，需要功率源提供稳定无衰减的能量。

3、固态功率源相比磁控管的长寿命

磁控管使用寿命短至4000小时，固态功率源长达2万小时，而核心半导体的寿命则为10万小时。长寿命可以减少设备运营和维护成本，并降低制造成本。

4、固态功率源相比磁控管的精确可控性

固态功率源在设备运行过程中可对频率、相位、功率等实时反馈和调整，精确可控性带来的好处可以优化系统微波能量的利用效率，提高沉积的速度。