[科普中國(guó)]-石英管外徑控制

石英管外徑控制（Quartz tube outer diameter control）是指MCVD工藝中，對(duì)高溫加熱的石英管的外徑所進(jìn)行的控制。其目的是使管子不收縮，管子收縮會(huì)導(dǎo)致：①折射率分布參數(shù)的波動(dòng)，使之偏窩預(yù)定值；②限制可以沉積的層數(shù)；③管子的溫控靈敏度降低。

目的MCVD工藝中，對(duì)高溫加熱的石英管的外徑所進(jìn)行的控制。其目的是使管子不收縮，管子收縮會(huì)導(dǎo)致：

①折射率分布參數(shù)的波動(dòng)，使之偏窩預(yù)定值；

②限制可以沉積的層數(shù)；

③管子的溫控靈敏度降低。1

管徑控制方法管徑控制的方法是，用激光照射法、二極管列陣或閉路電視系統(tǒng)等動(dòng)態(tài)測(cè)量管子的外徑，測(cè)量?jī)x器與燈頭裝在一個(gè)拖板上移動(dòng)，測(cè)試精度約10μm。實(shí)驗(yàn)信號(hào)與預(yù)定信號(hào)的偏差經(jīng)放大后傳輸?shù)窖b在石英管廢氣排出端的內(nèi)壓調(diào)節(jié)器上，廢氣排出通過一只縫口可調(diào)節(jié)的閥門，閥門的打開程度受步進(jìn)電機(jī)控制。正常的管內(nèi)壓力調(diào)節(jié)在98~196Pa(10到20毫米水柱)范圍內(nèi)，如此控制石英管外徑的精度可達(dá)到±0.01mm；橢圓率小于0.5%，并使溫度控制穩(wěn)定在±5℃之內(nèi)。

控制系統(tǒng)為保證折射率剖面精度、尺寸均勻性及制得大尺寸的預(yù)制件，需控制石英支撐管的外傳并防止其變形。下圖表示出石英管外徑的控制系統(tǒng)。

由激光測(cè)量計(jì)測(cè)得的石英管外徑信號(hào)經(jīng)過與設(shè)定直徑比較后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)整尾管閥門開口的大小，以調(diào)節(jié)管內(nèi)的壓力，從而使石英管外徑受控。一般把管壓維持在100-200pa之間。2

管徑控制系統(tǒng)的參考技術(shù)指標(biāo)為：

測(cè)量范圍：Φ10-40mm，測(cè)量精度：±0.01mm，控制精度：±0.05mm。

管徑控制系統(tǒng)同時(shí)可改善石英管的橢圓度。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)