Le procédé MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) est la technique de réalisation de préformes de verre la plus couramment utilisées dans le milieu académique. Cette méthode de déposition de verre développée dans les années 1970 par les laboratoires "Bell Labs" est à ce jour l'une des plus simples à mettre en œuvre pour la fabrication de fibres optiques conventionnelles passives (Ge, P). Ce procédé a par la suite connu des évolutions permettant la réalisation de fibres optiques actives (Er, Yb...).

 

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Dépôt :

Le procédé MCVD repose sur l'oxydation à hautes températures de précurseurs chlorés (SiCl4, GeCl4, POCl3…) à l'intérieur d'un tube substrat de silice en rotation. Les suies d'oxydes se forment dans la zone chaude au niveau du chalumeau hydrogène/oxygène en translation puis se déposent en aval sur les parois du tube substrat selon le principe de thermophorèse (figure 1). Ces suies sont ensuite vitrifiées au passage du chalumeau à une température de l'ordre de 1800°C.

 

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Figure 1 : Tour verrier MCVD (PhLAM/Ircica)

 

Une fois le nombre souhaité de couches déposé, le tube est rétreint puis fermé à des températures supérieures à 2000°C de façon à obtenir un barreau de silice vitrifié. Son cœur est constitué de silice dopée (Ge,P) déposée par MCVD d'indice de réfraction plus élevé que la silice du tube substrat (Figure2).

 

MCVD 3

 

Figure 2: Profil d'indice de réfraction du cœur d'une préforme composé de 25 couches SiO2-GeO2 déposés par MCVD.



Dopage en solution :

Le procédé MCVD classique peut être adapté pour fabriquer une préforme dont le cœur est dopé par des éléments optiquement actifs (Er, Yb, Tm, Bi...). Les suies d'oxyde sont déposées à basses températures (1300 - 1500°C) de façon à disposer d'un réseau de silice poreuse sur les parois du tube substrat (Figure 3).

 

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Figure 3: Déposition et imagerie par MEB d'une couche de silice poreuse déposée par MCVD.

 


La couche poreuse est ensuite imprégnée par une solution contenant les composants optiquement actifs souhaitées avant d'être vitrifiée. Le cœur de la préforme fermée est alors composé des oxydes déposés par MCVD (Si, Ge, P) et des éléments actifs incorporés par imprégnation (Er,Yb...).

 

Pour plus d'informations, contacter: Antoine Lerouge, PhLAM