DE10050324C1 - Production of tube made from doped quartz glass used as preform for optical fibers comprises flame hydrolysis of first starting mixture containing silicon and second starting mixture forming germanium dioxide - Google Patents

Production of tube made from doped quartz glass used as preform for optical fibers comprises flame hydrolysis of first starting mixture containing silicon and second starting mixture forming germanium dioxide

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Abstract

Production of a tube made from doped quartz glass comprises flame hydrolysis of a first starting mixture containing silicon and a second starting mixture forming germanium dioxide. The starting mixtures are fed to a separating burner which forms particles containing silica (SiO2) and germanium dioxide (GeO2). The particles are then deposited on a mandrel forming a porous soot layer. An outer sealing zone of high density is formed in the outer region of the soot layer and surrounds an inner region of the soot layer. An Independent claim is also included for a tubular semi-finished product made from doped quartz glass. Preferred Features: The outer sealing zone is removed after being vitrified. An inner sealing zone of higher density surrounds the inner region.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus dotiertem Quarzglas durch Flammenhydrolyse einer ersten, Silizium enthaltenden Ausgangskomponente und einer zweiten, GeO2 bildenden Ausgangskomponente, umfassend die Verfahrensschritte, bei welchen die Ausgangskomponenten einem Abscheidebrenner zugeführt, mittels diesem SiO2 und GeO2 enthaltende Partikel gebildet, und die Partikel durch Außenabscheidung auf einem um seine Längsachse rotierenden Dorn unter Bildung einer porösen Sootschicht abgeschieden werden.The invention relates to a method for producing a tube made of doped quartz glass by flame hydrolysis of a first starting component containing silicon and a second starting component forming GeO 2 , comprising the method steps in which the starting components are fed to a deposition burner by means of particles containing SiO 2 and GeO 2 formed, and the particles are deposited by external deposition on a mandrel rotating about its longitudinal axis to form a porous soot layer.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein rohrförmiges Halbzeug aus porösem, GeO2 enthaltenden Quarzglas, ein daraus hergestelltes Rohr aus GeO2 enthaltendem Quarzglas, und eine Verwendung eines derartigen Rohres.Furthermore, the invention relates to a tubular semi-finished product made of porous quartz glass containing GeO 2 , a tube made of quartz glass containing GeO 2 , and the use of such a tube.

Dotierte Quarzglas-Rohre werden als Ausgangsmaterial für Vorformen für optische Fasern eingesetzt. Die Vorformen weisen im allgemeinen einen Kern auf, der von einem Mantel aus einem Material mit kleinerer Brechzahl umhüllt ist. Für die Herstellung des Kerns von Vorformen aus synthetischem Quarzglas haben sich Verfahrensweisen durchgesetzt, die als VAD-Verfahren (vapor-phase axial deposition; axiale Abscheidung aus der Dampfphase), OVD-Verfahren (outside vapor-phase deposition; Außenabscheidung aus der Dampfphase), MCVD- Verfahren (modified chemical vapor-phase deposition; Innenabscheidung aus der Dampfphase) und PCVD-Verfahren (plasma chemical vapor-phase deposition; Plasma-unterstützte Abscheidung aus der Dampfphase) bezeichnet werden. Bei allen diesen Verfahrensweisen wird das Kernglas dadurch erzeugt, daß SiO2- Partikel auf einem Substrat abgeschieden und verglast werden. Die Abscheidung des Kernglases erfolgt bei VAD- und OVD-Verfahren von außen auf einem Substrat; bei MCVD- und PCVD-Verfahren auf der Innenwandung eines sogenannten Substratrohres. Das Substratrohr kann eine reine Stützfunktion für das Kernmaterial haben, es kann aber auch selbst einen Teil des lichtführenden Kerns bilden. In Abhängigkeit vom Faserdesign besteht das Substratrohr aus dotiertem oder undotiertem Quarzglas. Darüberhinaus ist die Herstellung von Vorformen nach der sogenannten Stab-in-Rohr-Technik bekannt, bei der ein Stab aus einem Kernglas in ein Rohr aus Mantelglas eingeführt und mit diesem verschmolzen wird. Durch Elongieren der Vorform werden daraus optische Fasern erhalten.Doped quartz glass tubes are used as the starting material for preforms for optical fibers. The preforms generally have a core which is encased by a jacket made of a material with a lower refractive index. For the production of the core of preforms from synthetic quartz glass, procedures have prevailed which are known as VAD (vapor-phase axial deposition; axial deposition from the vapor phase), OVD (outside vapor-phase deposition) process, MCVD (modified chemical vapor-phase deposition; internal deposition from the vapor phase) and PCVD (plasma chemical vapor-phase deposition; plasma-assisted deposition from the vapor phase). In all of these procedures, the core glass is produced in that SiO 2 particles are deposited on a substrate and vitrified. In VAD and OVD processes, the core glass is deposited from the outside on a substrate; in MCVD and PCVD processes on the inner wall of a so-called substrate tube. The substrate tube can have a pure support function for the core material, but it can also form part of the light-guiding core itself. Depending on the fiber design, the substrate tube consists of doped or undoped quartz glass. In addition, the production of preforms according to the so-called rod-in-tube technology is known, in which a rod made of core glass is inserted into a tube made of cladding glass and fused with it. By elongating the preform, optical fibers are obtained from it.

Je nach Verfahrensweise wird das Mantelglas in einem separaten Verfahren hergestellt (OVD, Plasmaverfahren, Stab-in-Rohr-Technik), oder das Mantelglas und das Kernglas werden gleichzeitig erzeugt, wie dies beim sogenannten VAD- Verfahren üblich ist. Der Brechzahlunterschied zwischen Kernglas und Mantelglas wird durch Beimengung geeigneter Dotierstoffe eingestellt. Es ist bekannt, daß Fluor und Bor die Brechzahl von Quarzglas senken, während zur Brechzahlerhöhung von Quarzglas eine Vielzahl von Dotierstoffen geeignet sind, insbesondere Germanium, Phosphor oder Titan.Depending on the procedure, the cladding glass is made in a separate process manufactured (OVD, plasma process, rod-in-pipe technology), or the cladding glass and the core glass are produced simultaneously, as is the case with the so-called VAD Procedure is common. The difference in refractive index between core glass and cladding glass is adjusted by adding suitable dopants. It is known that Fluorine and boron lower the refractive index of quartz glass, while for Increasing the refractive index of quartz glass a variety of dopants are suitable especially germanium, phosphorus or titanium.

Bei einem einfachen Faserdesign für eine optische Faser ist der Kern aus Quarzglas mit einem ersten Brechungsindex von einem Mantel aus Quarzglas mit einem zweiten, niedrigeren Brechungsindex umhüllt. Im Zuge der Optimierung optischer Fasern, insbesondere für die gleichzeitige Übertragung mehrerer Wellenlangen mit hohen Übertragungsraten werden jedoch Faserdesigns mit wesentlich komplexeren Brechzahlprofilen entwickelt. So ist beispielsweise in der EP 785 448 A1 eine optische Faser aus Quarzglas mit einem Faserdesign beschrieben, das als "double-core + double-cladding" (doppelter Kern + doppelter Mantel) bezeichnet wird, und das zur Verminderung der sogenannten Polarisationsmoden-Dispersion beitragen soll.With a simple fiber design for an optical fiber, the core is off Quartz glass with a first refractive index from a cladding made of quartz glass a second, lower refractive index. In the course of optimization optical fibers, especially for the simultaneous transmission of several However, wavelengths with high transmission rates are using fiber designs developed significantly more complex refractive index profiles. For example, in the EP 785 448 A1 an optical fiber made of quartz glass with a fiber design described as "double-core + double-cladding" (double core + double Coat) is called, and that to reduce the so-called Polarization mode dispersion should contribute.

Bei der MCVD-Innenabscheidung von Kernglasschichten geht mit zunehmender Anzahl und Dicke der Schichten eine entsprechende Verengung der Innenbohrung des Substratrohres, und damit eine Verkleinerung der inneren Oberfläche einher. Dadurch nimmt die Effektivität der Abscheidung im Verlaufe des Prozesses ab. Dem kann durch Vergrößern von Innendurchmesser und Wandstärke des Substratrohres nur begrenzt entgegengewirkt werden, denn die für die Abscheidung erforderliche Temperatur innerhalb des Substratrohres wird üblicherweise durch Beheizung von außen erzeugt. Eine Vergrößerung von Innendurchmesser oder Wandstärke des Substratrohres erfordert jedoch eine Erhöhung der Außentemperatur, um die Abscheidebedingungen im Rohrinnern aufrechtzuerhalten. Diese wird aber durch Erweichung und plastische Verformung des Substratrohres limitiert. Darüberhinaus wird das Kollabieren bei dickwandigen oder großen Substratrohren und bei dicken Innenschichten zunehmend schwieriger. Die MCVD-Technik stößt hier insoweit an eine Grenze.With MCVD internal deposition of core glass layers goes with increasing Number and thickness of the layers a corresponding narrowing of the Inner bore of the substrate tube, and thus a reduction in the inner Surface along. This increases the effectiveness of the deposition in the course of the process. This can be done by increasing the inside diameter and Wall thickness of the substrate tube can only be counteracted to a limited extent, because the temperature required for the deposition within the substrate tube  usually generated by heating from the outside. An increase of However, the inner diameter or wall thickness of the substrate tube requires one Increase the outside temperature to the separation conditions inside the pipe maintain. But this is due to softening and plastic deformation of the substrate tube limited. In addition, the collapse of thick-walled or large substrate tubes and increasingly with thick inner layers more difficult. The MCVD technology reaches a limit here.

Ein Verfahren der eingangs genannten Gattung ist aus der EP 915 064 A1 bekannt. Darin wird die Herstellung einer Quarzglas-Vorform mit segmentiertem Kern beschrieben (segmented core optical waveguide preform). Hierzu wird ein erstes Kernsegment in Form eines mit Fluor dotierten Quarzglasstabs und ein zweites Kernsegment in Form eines Rohres aus GeO2-dotiertem, porösen Quarzglas hergestellt. Die Herstellung des Rohres aus porösem GeO2-dotierten Quarzglas erfolgt durch Flammenhydrolyse von SiCl4 und einer germaniumhaltigen Ausgangssubstanz durch schichtweises Abscheiden von Sootpartikeln auf einem rotierenden Dorn. Mittels der sogenannten Stab-in-Rohr- Technik wird eine koaxiale Anordnung des so erhaltenen Rohres aus porösem Sootmaterial und dem fluordotierten Quarzglasstab in einem Ofen zonenweise verglast und kollabiert. Zur Reduzierung des OH-Gehalts des porösen Rohres wird die Anordnung vor dem Kollabieren bei einer Temperatur im Bereich zwischen 1000°C und 1500°C einer Heißchlorierung unterzogen, wobei in den Ringspalt zwischen Stab und Rohr ein chlorhaltiges Gas und Helium eingeleitet werden. Zur Fertigstellung der Vorform wird auf dem so erhaltenen Quarzglasstab Mantelmaterial aufgebracht.A method of the type mentioned is known from EP 915 064 A1. This describes the production of a quartz glass preform with a segmented core (segmented core optical waveguide preform). For this purpose, a first core segment in the form of a fluorine-doped quartz glass rod and a second core segment in the form of a tube made of GeO 2 -doped, porous quartz glass are produced. The tube is made from porous GeO 2 -doped quartz glass by flame hydrolysis of SiCl 4 and a germanium-containing starting substance by layer-by-layer deposition of soot particles on a rotating mandrel. Using the so-called rod-in-tube technique, a coaxial arrangement of the tube of porous soot material and the fluorine-doped quartz glass rod thus obtained is glazed and collapsed zone by zone in an oven. To reduce the OH content of the porous tube, the arrangement is subjected to hot chlorination before collapsing at a temperature in the range between 1000 ° C. and 1500 ° C., a chlorine-containing gas and helium being introduced into the annular gap between the rod and the tube. Sheath material is applied to the quartz glass rod thus obtained to complete the preform.

Idealerweise ist zwischen erstem und zweitem Kernsegment eine definierte Brechzahlstufe ausgebildet, ebenso wie zwischen der Kernglasschicht und der Mantelglasschicht einer Monomode-Faser. Herstellungsbedingt, etwa durch Auslaugung von GeO2, durch Diffusion oder anderen Materie-Transportvorgängen kommt es jedoch zu einer Abflachung der Brechzahlstufe und damit zu einer Verschlechterung der Fasereigenschaften.Ideally, a defined refractive index level is formed between the first and second core segments, as well as between the core glass layer and the cladding glass layer of a single-mode fiber. Due to the manufacturing process, for example through leaching of GeO 2 , through diffusion or other material transport processes, however, the refractive index level is flattened and the fiber properties deteriorated.

Insbesondere die allgemein übliche Dehydratationsbehandlung poröser Sootkörper durch Erhitzen in chlorhaltiger Atmosphäre führt zu einer Auslaugung von GeO2. Der Auslaugmechanismus in Gegenwart von Chlor läßt sich durch folgende chemische Reaktionsgleichung beschreiben:
In particular, the generally customary dehydration treatment of porous soot bodies by heating in a chlorine-containing atmosphere leads to leaching of GeO 2 . The leaching mechanism in the presence of chlorine can be described by the following chemical reaction equation:

GeO2 + 2Cl2 → GeCl4(gasförmig) + O2 (1)GeO 2 + 2Cl 2 → GeCl 4 (gaseous) + O 2 (1)

Dies führt bei dem bekannten Verfahren zu einer Verarmung an Dotierstoff im Bereich der Oberflächen des Rohres und zu einer Abflachung und damit zu einer wenig reproduzierbaren Veränderung des Brechzahlprofils der Vorform.In the known method, this leads to a depletion of dopant in the Area of the surfaces of the pipe and a flattening and thus a hardly reproducible change in the refractive index profile of the preform.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu modifizieren, dass eine radial homogene Verteilung des Dotierstoffs über der Rohrwandung gewährleistet werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Halbzeug aus porösem, GeO2 enthaltenden Quarzglas bereitzustellen, das einer Dehydratationsbehandlung unterworfen werden kann, ohne dass sich die voreingestellte Dotierstoffverteilung über die Rohrwandung wesentlich ändert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein aus dem rohrförmigen Halbzeug hergestelltes Rohr mit einer radial homogenen Verteilung des Dotierstoffs über der Rohrwandung und eine geeignete Verwendung des erfindungsgemäßen Rohres anzugeben.The invention is therefore based on the object of modifying the generic method in such a way that a radially homogeneous distribution of the dopant over the tube wall can be ensured. Furthermore, the invention is based on the object of providing a tubular semifinished product made of porous quartz glass containing GeO 2 , which can be subjected to a dehydration treatment without the preset dopant distribution changing significantly over the tube wall. Another object of the invention is to provide a tube made of the tubular semi-finished product with a radially homogeneous distribution of the dopant over the tube wall and a suitable use of the tube according to the invention.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Außenbereich der Sootschicht eine äußere Verdichtungszone höherer Dichte erzeugt wird, die einen Innenbereich der Sootschicht geringerer Dichte umgibt.With regard to the method, this task is based on the above mentioned method according to the invention solved in that the outside the soot layer creates an outer compression zone of higher density, which surrounds an inner region of the soot layer of lower density.

Im Außenbereich der Sootschicht wird eine Verdichtungszone erzeugt. In dieser weist die Sootschicht - im Vergleich zum Innenbereich - eine höhere Dichte auf. Die Verdichtungszone endet üblicherweise an der Außenoberfläche des Rohres. Durch die Verdichtungszone wird in den auf die Sootabscheidung folgenden Behandlungsschritten der Verlust an Dotierstoff - das heißt von GeO2 - aus dem Innenbereich verhindert oder vermindert. Denn sowohl die Ausdiffusion des Dotierstoffs aus dem Innenbereich, als auch der eingangs beschriebene Auslaugmechanismus durch chlorhaltige Substanzen wird durch die Verdichtungszone behindert.A compression zone is created in the outer area of the soot layer. The soot layer has a higher density in this area than in the interior. The compression zone usually ends on the outer surface of the pipe. In the treatment steps following the soot deposition, the compression zone prevents or reduces the loss of dopant - that is to say of GeO 2 - from the interior. This is because both the outdiffusion of the dopant from the interior and the leaching mechanism described above by chlorine-containing substances are hindered by the compression zone.

Dadurch kann gewährleistet werden, dass auch nach den besagten Behandlungsschritten, eine vorgegebene - insbesondere eine radial homogene - Dotierstoffverteilung über den gesamten Innenbereich des Rohres vorliegt, so dass bei Einsatz des Rohres zur Herstellung einer Vorform ein homogenes Brechzahlprofil oder ein Brechzahlprofil mit steilen Flanken erforderlichenfalls erzeugt werden kann.This can ensure that even after said Treatment steps, a predetermined - in particular a radially homogeneous - Dopant distribution over the entire inner region of the tube is present  that when using the tube to produce a preform, a homogeneous Refractive index profile or a refractive index profile with steep flanks if necessary can be generated.

Vorteilhafterweise wird beim Abscheiden der äußeren Verdichtungszone GeO2 in geringerer Konzentration als im Innenbereich gebildet. Dadurch kann eine eventuell erwünschte Brechzahlstufe zwischen dem Innenbereich und der Verdichtungszone definiert erzeugt werden.When the outer compression zone is deposited, GeO 2 is advantageously formed in a lower concentration than in the inner region. In this way, a possibly desired refractive index level can be generated in a defined manner between the inner region and the compression zone.

Im Bereich der Verdichtungszone können andere Materialeigenschaften, etwa die Verteilung und Konzentration an Hydroxylgruppen oder Dotierstoffen, vorliegen wie im Innenbereich. Es hat sich daher als günstig erwiesen, die äußere Verdichtungszone nach dem Verglasen zu entfernen. Dies kann durch Abätzen oder Abschleifen der Verdichtungszone geschehen. Dadurch werden eine homogene Dotierstoffverteilung und gleichbleibende Materialeigenschaften über die gesamte Wandstärke des Rohres gewährleistet. In dem Fall, dass die Verdichtungszone nachträglich entfernt werden soll, wird dort zweckmäßigerweise der Dotierstoff vollständig eingespart.In the area of the compression zone, other material properties, such as the Distribution and concentration of hydroxyl groups or dopants are present like indoors. It has therefore proven to be cheap, the outer Remove the compression zone after glazing. This can be done by etching or grinding the compression zone. This will make a homogeneous dopant distribution and constant material properties the entire wall thickness of the pipe is guaranteed. In the event that Compression zone to be removed subsequently is expedient there the dopant is completely saved.

Besonders bewährt hat sich eine Verfahrensweise, bei welcher eine innere Verdichtungszone höherer Dichte ausgebildet wird, die der Innenbereich umgibt. Hierbei ist der Innenbereich zwischen der äußeren und der inneren Verdichtungszone eingeschlossen. Die innere Verdichtungszone hat hinsichtlich der Behinderung der Dotierstoff-Verlustmechanismen die qualitativ gleiche Wirkung wie die äußere Verdichtungszone, wobei sie aufgrund der vergleichsweise geringeren Oberfläche der Innenwandung des Rohres jedoch quantitativ weniger ins Gewicht fällt. Durch diese Maßnahme werden beiderseits des Innenbereichs steile Flanken des Brechzahlprofils ermöglicht. Darüberhinaus erleichtert die innere Verdichtungszone eine beschädigungsfreie Entnahme des Dorns und trägt so zu einer glatten Innenoberfläche des Rohres bei.A procedure in which an internal Compression zone of higher density is formed, which surrounds the interior. Here, the inner area is between the outer and the inner Compression zone included. The inner compression zone has regarding the same quality of hindrance to dopant loss mechanisms Effect like the outer compression zone, being due to the comparatively smaller surface of the inner wall of the tube, however is less important quantitatively. This measure will be on both sides steep flanks of the refractive index profile of the inner region. Furthermore the inner compression zone facilitates damage-free removal of the Dorns and thus contributes to a smooth inner surface of the tube.

Es hat sich als günstig erwiesen, in der Verdichtungszone eine Dichte im Bereich zwischen 25% und 35% der theoretischen Dichte von Quarzglas einzustellen, wobei dies für die äußere Verdichtungszone und gegebenenfalls auch für die innere Verdichtungszone gilt. Dabei ist zu beachten, dass die Dichte zwischen Innenbereich und Verdichtungszone herstellungsbedingt nicht sprunghaft ansteigt, sondern in einem - wenn auch möglichst steilen - Gradienten. Als Verdichtungszone wird jeweils diejenige radiale Zone verstanden, in dem die Dichte innerhalb des genannten Bereichs liegt. Mit zunehmender Dichte der Verdichtungszone nimmt deren Wirkung hinsichtlich der Behinderung der Ausdiffusion oder des Auslaugens von Dotierstoff zwar zu; allerdings kann die Verdichtungszone auch nachfolgende Behandlungsschritt beeinträchtigen, insbesondere ein Dehydratationsverfahren durch Heißchlorieren. Der genannte Dichtebereich zwischen 25% und 35% der theoretischen Dichte von Quarzglas hat sich als geeigneter Kompromiss zwischen der Minderung des Dotierstoffverlusts einerseits und der Beeinträchtigung des Heißchlorierens andererseits ergeben. Für die Ermittlung der Dichte werden Proben entnommen und mittels Quecksilberporosimetrie gemessen.It has proven to be favorable to have a density in the compression zone to set between 25% and 35% of the theoretical density of quartz glass, this being for the outer compression zone and possibly also for the inner compression zone applies. It should be noted that the density between The inner area and compression zone do not rise suddenly due to the manufacturing process,  but in a gradient, albeit as steep as possible. As Compression zone is understood to be the radial zone in which the Density is within the specified range. With increasing density of The compression zone takes its effect on the hindrance of the Diffusion or leaching of dopant increases; however, the Compression zone also affect subsequent treatment step, especially a dehydration process by hot chlorination. The named Density range between 25% and 35% of the theoretical density of quartz glass has proven to be a suitable compromise between reducing the Dopant loss on the one hand and the impairment of hot chlorination on the other hand. Samples are taken to determine the density and measured by means of mercury porosimetry.

Die höhere Dichte wird zweckmäßigerweise eingestellt, indem die Oberflächentemperatur der sich bildenden Sootschicht beim Abscheiden der Verdichtungszone erhöht wird. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt für eine Nachverdichtung ist dabei nicht erforderlich. Für die Erhöhung der Oberflächentemperatur sind eine Vielzahl von Maßnahmen geeignet. Nur beispielhaft sei auf folgende Maßnahmen verwiesen: Einstellung einer höheren Flammentemperatur des Abscheidebrenners, Veränderung des Abstands zwischen Abscheidebrenner und Sootschicht, Verringern der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Abscheidebrenner und Sootschicht.The higher density is expediently set by the Surface temperature of the soot layer that forms when the Compression zone is increased. An additional process step for one Post compaction is not necessary. For increasing the A variety of measures are suitable for surface temperature. Just As an example, reference is made to the following measures: Setting a higher one Deposition burner flame temperature, change in distance between deposition burner and soot layer, reducing the speed of the Relative movement between separation burner and soot layer.

Es hat sich bewährt, eine Verdichtungszone mit einer radialen Ausdehnung im Bereich zwischen 100 µm und 3 mm zu erzeugen. Dieser Bereich ist für die äußere, und gegebenenfalls auch für eine vorhandene innere, Verdichtungszone geeignet. Ähnlich wie die Dichte der Verdichtungszone, wirkt sich auch deren radiale Ausdehnung sowohl behindernd auf die Ausdiffusion und auf das Auslaugen von Dotierstoff, aber auch auf die Effektivität nachfolgender Behandlungsschritte aus, wie etwa einem Dehydratationsverfahren. Der genannte Dickenbereich von 100 µm bis 3 mm hat sich als geeigneter Kompromiss erwiesen.It has proven useful to have a compression zone with a radial expansion in the To produce a range between 100 microns and 3 mm. This area is for the outer, and possibly also for an existing inner, compression zone suitable. Similar to the density of the compression zone, it also has an effect radial expansion both hindering the diffusion and the Leaching out dopant, but also on the effectiveness of subsequent ones Treatment steps, such as a dehydration process. The mentioned thickness range from 100 microns to 3 mm has proven to be more suitable Compromise.

Hinsichtlich des rohrförmigen Halbzeugs aus porösem, GeO2 enthaltenden Quarzglas wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Rohr-Außenwandung eine äußere Verdichtungszone höherer Dichte vorgesehen ist, die einen Innenbereich geringerer Dichte umgibt.With regard to the tubular semi-finished product made of porous quartz glass containing GeO 2 , the above-mentioned object is achieved according to the invention in that an outer compression zone of higher density is provided in the area of the outer tube wall, which surrounds an inner area of lower density.

Das rohrförmige Halbzeug aus porösem, GeO2 enthaltenden Quarzglas wird im folgenden auch als "Sootrohr" bezeichnet. Im Bereich der Außenwandung des Sootrohres wird eine Verdichtungszone erzeugt. Innerhalb dieser weist die Rohrwandung - im Vergleich zum Innenbereich - eine höhere Dichte auf.The tubular semi-finished product made of porous quartz glass containing GeO 2 is also referred to below as "soot tube". A compression zone is created in the area of the outer wall of the soot tube. Within this, the tube wall has a higher density than the interior.

Die Verdichtungszone endet üblicherweise an der Außenoberfläche des Rohres. Durch die Verdichtungszone wird verhindert, dass in den auf die Sootabscheidung folgenden Behandlungsschritten Dotierstoff - nämlich GeO2 - aus dem Innenbereich übermäßig nach außen diffundiert oder ausgelaugt wird. Denn sowohl die Ausdiffusion des Dotierstoffs aus dem Innenbereich, als auch der eingangs beschriebene Auslaugmechanismus durch chlorhaltige Substanzen wird durch die Verdichtungszone behindert.The compression zone usually ends on the outer surface of the pipe. The compression zone prevents dopant - namely GeO 2 - from being excessively diffused or leached out from the interior in the treatment steps following the soot deposition. This is because both the outdiffusion of the dopant from the interior and the leaching mechanism described above by chlorine-containing substances are hindered by the compression zone.

Daher ist das erfindungsgemäße Rohr - als Halbzeug - für weitere derartige Behandlungsschritte besonders geeignet. Denn auch nach den besagten Behandlungsschritten, weist das Sootrohr eine vorgegebene - insbesondere eine radial homogene - Dotierstoffverteilung über seinen gesamten Innenbereich auf.Therefore, the tube according to the invention - as a semi-finished product - for other such Treatment steps particularly suitable. Because even after the said Treatment steps, the soot tube has a predetermined - especially one radially homogeneous - dopant distribution over its entire interior.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sootrohres liegt innerhalb der äußeren Verdichtungszone GeO2 in geringerer Konzentration vor als im Innenbereich. Zwischen dem Innenbereich und der Verdichtungszone kann so eine eventuell erwünschte Brechzahlstufe ausgebildet sein. In dem Fall, dass die Verdichtungszone nachträglich entfernt werden soll, wird dort zweckmäßigerweise der Dotierstoff vollständig eingespart.In a preferred embodiment the soot tube according to the invention is within the outer compression zone GeO 2 in lower concentration than in the inner region. A possibly desired refractive index step can thus be formed between the inner region and the compression zone. In the event that the compression zone is to be removed subsequently, the dopant is expediently completely saved there.

Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, dass der Innenbereich eine innere Verdichtungszone höherer Dichte umgibt. Hierbei ist der Innenbereich zwischen der äußeren und der inneren Verdichtungszone eingeschlossen. Die innere Verdichtungszone hat hinsichtlich der Behinderung der Dotierstoff- Verlustmechanismen die qualitativ gleiche Wirkung wie die äußere Verdichtungszone, wobei deren Wirkung aber aufgrund der vergleichsweise geringeren Oberfläche der Innenwandung des Sootrohres quantitativ weniger ins Gewicht fällt. Durch diese Maßnahme werden beiderseits des Innenbereichs steile Flanken des Brechzahlprofils ermöglicht. Darüberhinaus erleichtert die innere Verdichtungszone eine beschädigungsfreie Entnahme des Dorns und trägt so zu einer glatten Innenoberfläche des Sootrohres bei.A further improvement is achieved in that the interior has a inner compression zone surrounding higher density. Here is the interior trapped between the outer and inner compression zone. The inner compression zone has with regard to the obstruction of the dopant Loss mechanisms have the same qualitative effect as the external one Compression zone, but their effect due to the comparative smaller surface area of the inner wall of the soot tube, less quantitatively ins Weight drops. This measure makes the interior steep on both sides Flanks of the refractive index profile enabled. It also relieves the inner Compression zone a damage-free removal of the mandrel and thus contributes  a smooth inner surface of the soot tube.

Vorteilhafterweise weist die Verdichtungszone eine Dichte von mindestens 25- 35% der theoretischen Dichte von Quarzglas auf, wobei die radiale Schichtdicke der Verdichtungszone im Bereich zwischen 100 µm und 3 mm liegt. Dies gilt gleichermaßen für die äußere, als auch - sofern vorhanden - für die innere Verdichtungszone. Der genannte Dichtebereich ergibt sich als geeigneter Kompromiss zwischen der Wirkung der Verdichtungszone als Diffusionssperre für die Auslaugung und Ausdiffusion von Dotierstoff einerseits und ihrer Behinderung der Effektivität von Nachbehandlungsschritten, wie einem Heißchlorieren, andererseits. Auf die näheren Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Verfahren - auch im Zusammenhang mit der radialen Ausdehnung der Verdichtungszone - wird hingewiesen.The compression zone advantageously has a density of at least 25%. 35% of the theoretical density of quartz glass, the radial layer thickness the compression zone is between 100 µm and 3 mm. this applies equally for the outer, as well as - if available - for the inner Compression zone. The specified density range is found to be more suitable Compromise between the effect of the compression zone as a diffusion barrier for the leaching and diffusion of dopant on the one hand and their disability the effectiveness of post-treatment steps, such as hot chlorination, on the other hand. To the detailed explanations of the method according to the invention - also in connection with the radial expansion of the compression zone - being point out.

Hinsichtlich des Rohres aus GeO2 enthaltendem Quarzglas, das aus einem rohrförmigen Halbzeug gemäß dieser Erfindung erhalten wird, wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß durch eine homogene radiale GeO2- Verteilung über der Rohrwandung gelöst, derart, dass die GeO2-Verteilung von einem vorgegebenen Sollwert der GeO2-Konzentration, gemessen in der Mitte der Rohrwandung bis zur Rohr-Innenwandung und bis zur Rohr-Außenwandung um maximal 20%, vorzugsweise um maximal 10% abweicht.With regard to the tube made of quartz glass containing GeO 2 , which is obtained from a tubular semi-finished product according to this invention, the above-mentioned object is achieved according to the invention by a homogeneous radial GeO 2 distribution over the tube wall, such that the GeO 2 distribution is of a predetermined value The target value of the GeO 2 concentration, measured in the middle of the pipe wall up to the pipe inner wall and up to the pipe outer wall, deviates by a maximum of 20%, preferably by a maximum of 10%.

Das Rohr wird aus dem erfindungsgemäß hergestellten Sootrohr erhalten, indem letzteres verglast und die äußere Verdichtungszone vorzugsweise entfernt wird Das verglaste Rohr weist danach eine vergleichbare homogene Dotierstoffverteilung über der Rohrwandung auf, wie das Sootrohr. Das so hergestellte Rohr ist daher für die Herstellung von Vorformen mit komplexen Brechzahlprofilen und für Anwendungen, bei denen es auf steile Flanken der Brechzahlprofile ankommt, besonders geeignet.The tube is obtained from the soot tube produced according to the invention by the latter is glazed and the outer compression zone is preferably removed The glazed tube then has a comparable homogeneous Dopant distribution over the tube wall, like the soot tube. That so Manufactured pipe is therefore for the production of preforms with complex Refractive index profiles and for applications where there are steep flanks Refractive index profiles arrive, particularly suitable.

Als Beispiel hierfür seien erwähnt, eine Verwendung des Rohres als Kernmaterial zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, indem ein GeO2 enthaltender Kernglasstab bereitgestellt und von dem Rohr überfangen wird. Das erfindungsgemäße Rohr dient hierbei als Kernmaterial und ist somit an der Lichtführung wesentlich beteiligt. Daher muss beispielsweise der Hydroxylgruppengehalt im Bereich der Kernglasqualität, das heißt im unteren ppb- Bereich - liegen. Dies wird erreicht, indem das poröse Sootrohr einem Heißchlorierverfahren unterworfen wird. Darüberhinaus ist die Einhaltung eines vorgegebenen radialen Brechzahlverlaufs - beispielsweise einem homogenen Brechzahlverlauf oder steiler Flanken im Brechzahlprofil - erforderlich. Beim Einsatz von Sootrohren nach dem Stand der Technik werden hingegen durch Heißchlorieren der Brechzahlverlauf und die Flanken des Brechzahlprofils durch Auslaugung beeinträchtigt. Beim erfindungsgemäßen Rohr hingegen wird das Auslaugen durch die zwischenzeitliche Ausbildung einer äußern Verdichtungszone und vorzugsweise einer inneren Verdichtungszone verhindert oder behindert, so dass erstmals ein Rohr mit dem vorgegebenen Brechzahlverlauf und gleichzeitig geringem Hydroxylgruppengehalt bereitgestellt werden kann.An example of this is the use of the tube as a core material for producing a preform for optical fibers, in that a core glass rod containing GeO 2 is provided and overlaid by the tube. The tube according to the invention serves as the core material and is therefore significantly involved in the light guidance. For example, the hydroxyl group content must therefore be in the range of the core glass quality, that is to say in the lower ppb range. This is achieved by subjecting the porous soot tube to a hot chlorination process. In addition, it is necessary to maintain a predetermined radial refractive index curve - for example a homogeneous refractive index curve or steep flanks in the refractive index profile. When using soot tubes according to the prior art, however, hot chlorination affects the refractive index curve and the flanks of the refractive index profile due to leaching. In the tube according to the invention, on the other hand, leaching is prevented or hindered by the interim formation of an outer compression zone and preferably an inner compression zone, so that for the first time a tube can be provided with the predetermined refractive index curve and at the same time a low hydroxyl group content.

Aus den gleichen Gründen ist das erfindungsgemäße Rohr auch für eine Verwendung als Substratrohr zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern geeignet, indem an der Innenwandung des Substratrohres Kernmaterial mittels eines MCVD-Verfahrens oder mittels eines PCVD-Verfahrens abgeschieden wird.For the same reasons, the pipe according to the invention is also for one Use as a substrate tube for producing a preform for optical fibers suitable by using core material on the inner wall of the substrate tube an MCVD process or by means of a PCVD process.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen in schematischer DarstellungThe invention is described below using exemplary embodiments and a Drawing explained in more detail. In the drawing show in more detail in schematic presentation

Fig. 1 ein GeO2-Konzentrationsprofil über der Wandung eines erfindungsgemäßen porösen SiO2-Sootrohres vor dem Verglasen, Fig. 1 is a GeO 2 concentration profile over the wall of a porous SiO 2 -Sootrohres invention before vitrification,

Fig. 2 ein Dichteprofil über der Wandung eines erfindungsgemäßen porösen SiO2-Sootrohres vor dem Verglasen, und Fig. 2 a density profile on the wall of a porous SiO 2 -Sootrohres invention before vitrification, and

Fig. 3 das GeO2-Konzentrationsprofil des in Fig. 1 gezeigten Quarzglasrohres nach dem Verglasen, im Vergleich zu einem GeO2- Konzentrationsprofil bei einem Quarzglas-Rohr nach dem Stand der Technik. Fig. 3, the GeO 2 concentration profile of the quartz glass tube shown in Figure 1 after vitrification as compared to a GeO 2 -. Concentration profile in a quartz glass tube according to the prior art.

In den Fig. 1 und 3 sind jeweils Konzentrationsprofile von GeO2 über der Wandung eines porösen Sootrohres gemäß der Erfindung in einem Verfahrensstadium vor dem Reinigen und Verglasen (Fig. 1) und nach dem Reinigen und Verglasen (Fig. 3) dargestellt. Auf der y-Achse ist die Konzentration "C" an GeO2 im Soot in relativen Einheiten (in Gew.-%, bezogen auf die anfängliche, maximale Konzentration) aufgetragen.In Figs. 1 and 3 concentration profiles of GeO 2 to the wall of a porous soot body are shown according to the invention in a process stage prior to cleaning and vitrification (Fig. 1) and after cleaning and vitrification (Fig. 3) respectively. The concentration "C" of GeO 2 in the soot is plotted on the y axis in relative units (in% by weight, based on the initial maximum concentration).

In Fig. 2 ist das Dichteprofil über der Wandung des porösen Sootrohres gemäß Fig. 1 in einem Verfahrensstadium vor dem Reinigen und Verglasen dargestellt. Auf der y-Achse ist die spezifische Dichte "D" des Soots in relativen Einheiten (in %, bezogen auf die theoretische Dichte von Quarzglas) aufgetragen. FIG. 2 shows the density profile over the wall of the porous soot tube according to FIG. 1 in a process stage before cleaning and glazing. The specific density "D" of the soot is plotted on the y axis in relative units (in%, based on the theoretical density of quartz glass).

Bei allen Diagrammen ist auf der x-Achse die Position "P" innerhalb der Rohrwandung in relativen Einheiten (in %, bezogen auf die Gesamtwandstärke) aufgetragen. Die Position "0%" der x-Achse bezeichnet die Oberfläche der Innenbohrung und die Position 100% die äußere Mantelfläche.For all diagrams, the position "P" is on the x-axis within the Pipe wall in relative units (in%, based on the total wall thickness) applied. The position "0%" of the x-axis denotes the surface of the Inner bore and the position 100% the outer surface.

Fig. 1 zeigt ein Konzentrationsprofil, bei dem die GeO2-Konzentration "C" über die gesamte Wandung des Rohres - abgesehen von einem äußeren Randbereich - bei 100% liegt. Durch punktierte Linien sind eine innere, an die Innenbohrung unmittelbar angrenzende Verdichtungszone 1 und eine äußere Verdichtungszone 3, deren Schichtdicke mit dem erwähnten äußeren Randbereich übereinstimmt, angedeutet. Zwischen der innere Verdichtungszone 1 und der äußeren Verdichtungszone liegt ein Innenbereich 2, der den weitaus größten Teil der Wandstärke des Rohres einnimmt und in dem die Konzentration "C" an GeO2 bei 100% liegt. In der äußeren Verdichtungszone 3 ist kein GeO2 enthalten. Fig. 1 shows a concentration profile in which the GeO 2 concentration "C" over the entire wall of the tube - apart from an outer edge region - is 100%. Dotted lines indicate an inner compression zone 1 directly adjacent to the inner bore and an outer compression zone 3 , the layer thickness of which corresponds to the mentioned outer edge region. Between the inner compression zone 1 and the outer compression zone is an inner region 2 , which takes up by far the largest part of the wall thickness of the tube and in which the concentration "C" of GeO 2 is 100%. There is no GeO 2 in the outer compression zone 3 .

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass in der inneren Verdichtungszone 1 und in der äußeren Verdichtungszone 3 die Dichte des Sootrohres bei mindestens 25% liegt, während sie m Innenbereich 2 weniger als 25% beträgt.It can be seen from FIG. 2 that in the inner compression zone 1 and in the outer compression zone 3 the density of the soot tube is at least 25%, while in the inner region 2 it is less than 25%.

Der Innenbereich 2 nimmt den weitaus größten Teil der Wandstärke des Sootrohres ein. Seine Ausdehnung in radialer Richtung beträgt 70 mm. Die Diagramme der Fig. 1 bis 3 sind nicht maßstabsgetreu, denn aus Darstellungsgründen sind die beiden Verdichtungszonen 1, 3 übertrieben dick eingezeichnet. Die radiale Abmessung der inneren Verdichtungszone 1 beträgt 800 µm und die der äußeren Verdichtungszone 3 liegt bei etwa 1500 µm.The inner area 2 takes up by far the largest part of the wall thickness of the soot tube. Its extension in the radial direction is 70 mm. The diagrams in FIGS. 1 to 3 are not to scale, because for the sake of illustration the two compression zones 1 , 3 are drawn in excessively thick. The radial dimension of the inner compression zone 1 is 800 microns and that of the outer compression zone 3 is about 1500 microns.

Nachfolgend wird die Herstellung eines Sootrohres mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Dichte- und GeO2-Konzentrationsprofilen beispielhaft erläutert:
Auf einem um seine Längsachse rotierenden Dorn werden durch Hin- und Herbewegung eines Abscheidebrenners schichtweise Sootpartikel abgeschieden. Hierzu werden dem Abscheidebrenners SiCl4 und GeCl4 zugeführt und in einer Brennerflamme in Gegenwart von Sauerstoff zu SiO2 und GeO2 hydrolysiert. Das Verhältnis an SiCl4 und GeCl4 wird bei der Abscheidung der inneren Verdichtungszone 1 und dem Innenbereich konstant gehalten, so dass sich über diesem Teil der Wandstärke des Sootrohres eine homogene GeO2-Konzentration von 5 mol.-% ergibt.The manufacture of a soot tube with the density and GeO 2 concentration profiles shown in FIGS . 1 and 2 is explained by way of example below:
Soot particles are deposited in layers on a mandrel rotating about its longitudinal axis by moving a separating burner back and forth. For this purpose, SiCl 4 and GeCl 4 are fed to the deposition burner and hydrolyzed to SiO 2 and GeO 2 in a burner flame in the presence of oxygen. The ratio of SiCl 4 and GeCl 4 is kept constant during the deposition of the inner compression zone 1 and the inner region, so that a homogeneous GeO 2 concentration of 5 mol% results over this part of the wall thickness of the soot tube.

Zur Einstellung der höheren Dichte von mindestens 25% in der inneren Verdichtungszone 1 wird bei der Abscheidung der ersten fünf Soot-Schichten eine vergleichsweise hohe Oberflächentemperatur erzeugt. Anschließend - bei der Abscheidung der Soot-Schichten, die den Innenbereich 2 bilden - wird die Temperatur der Flamme des Abscheidebrenners gesenkt, indem die Zufuhrraten der Brenngase Wasserstoff und Sauerstoff um 15% verringert werden. Dadurch stellt sich im Innenbereich 2 eine mittlere Soot-Dichte von etwa 22% ein.To set the higher density of at least 25% in the inner compression zone 1 , a comparatively high surface temperature is generated when the first five soot layers are deposited. Then - during the deposition of the soot layers that form the inner region 2 - the temperature of the flame of the deposition burner is reduced by reducing the feed rates of the fuel gases hydrogen and oxygen by 15%. This results in an average soot density of approximately 22% in the inner region 2 .

Sobald die Soot-Schichten abgeschieden sind, die den Innenbereich 2 bilden, wird die äußere Verdichtungszone 3 erzeugt, indem die Temperatur der Flamme des Abscheidebrenners erhöht wird. Hierzu werden die Zufuhrraten der Brenngase Wasserstoff und Sauerstoff wieder um den zuvor abgesenkten Wert vergrößert, so dass sich im Bereich der äußeren Verdichtungszone 3 eine Dichte von mindestens 25% einstellt. Gleichzeitig wird die Zufuhr von GeCl4 zum Abscheidebrenner gestoppt. Nach Beendigung des Abscheideverfahrens und Entfernen des Dorns wird das Sootrohr mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Konzentrations- und Dichteprofilen erhalten.As soon as the soot layers that form the inner region 2 are deposited, the outer compression zone 3 is produced by increasing the temperature of the flame of the deposition burner. For this purpose, the feed rates of the fuel gases hydrogen and oxygen are increased again by the previously reduced value, so that a density of at least 25% is established in the area of the outer compression zone 3 . At the same time, the supply of GeCl 4 to the separation burner is stopped. After completion of the deposition process and removal of the mandrel, the soot tube is obtained with the concentration and density profiles shown in FIGS . 1 and 2.

Ausgehend von dem so hergestellten Sootrohr wird ein erfindungsgemäßes, verglastes Quarzglasrohr hergestellt. Dieses Verfahren wird nachfolgend beispielhaft erläutert:
Das nach oben näher erläuterten Verfahrensschritten erhaltene Sootrohr wird zum Entfernen der herstellungsbedingt eingebrachten Hydroxylgruppen einer Dehydratationsbehandlung unterworfen. Hierzu wird das Sootrohr in vertikaler Ausrichtung in einen Dehydratations- und Verglasungsofen eingebracht und zunächst bei einer Temperatur im Bereich von 800°C bis etwa 1000°C in einer chlorhaltigen Atmosphäre behandelt. Die Behandlungsdauer betragt etwa sechs Stunden. Dadurch wird im Innenbereich 2 des Sootrohres eine Hydroxylgruppenkonzentration von weniger als 100 Gew.-ppb eingestellt. Die innere Verdichtungszone 1 und insbesondere die äußere Verdichtungszone 3 behindern dabei die Auslaugung des GeO2 und gewährleisten so, dass das voreingestellte Konzentrationsprofil im wesentlichen erhalten bleibt.Starting from the soot tube thus produced, a glazed quartz glass tube according to the invention is produced. This method is explained below as an example:
The soot tube obtained after the process steps explained in more detail above is subjected to a dehydration treatment in order to remove the hydroxyl groups introduced due to the production process. For this purpose, the soot tube is placed vertically in a dehydration and glazing furnace and first treated at a temperature in the range from 800 ° C to about 1000 ° C in a chlorine-containing atmosphere. The treatment lasts about six hours. As a result, a hydroxyl group concentration of less than 100 ppb is established in the inner region 2 of the soot tube. The inner compression zone 1 and in particular the outer compression zone 3 hinder the leaching of the GeO 2 and thus ensure that the preset concentration profile is essentially retained.

Das so behandelte Sootrohr wird im Dehydratations- und Verglasungsofen bei einer Temperatur im Bereich um 1350°C verglast. Anschließend wird die äußere Verdichtungszone 3 abgeätzt, so dass ein Quarzglasrohr mit dem in Fig. 3 gezeigten GeO2-Konzentrationsprofil erhalten wird (durchgezogene Linie 30).The soot tube treated in this way is vitrified in the dehydration and glazing furnace at a temperature in the range around 1350 ° C. The outer compression zone 3 is then etched off, so that a quartz glass tube with the GeO 2 concentration profile shown in FIG. 3 is obtained (solid line 30 ).

Das so erhaltene Quarzglasrohr zeigt eine geringe Hydroxylgruppenkonzentration, die einen Einsatz als Kernmaterial für eine Vorform für optische Fasern ermöglichen. Gleichzeitig weist das Quarzglasrohr über seine gesamte Wandstärke eine homogene GeO2-Konzentration auf, die lediglich im Randbereich geringfügig absinkt. Die GeO2-Verteilung weicht von der anfänglichen GeO2-Konzentration, gemessen in der Mitte der Rohrwandung (vorgegebener Sollwert) im Bereich der Rohr-Innenwandung und im Bereich der Rohr-Außenwandung um maximal 10% ab.The quartz glass tube obtained in this way shows a low hydroxyl group concentration, which enables it to be used as a core material for a preform for optical fibers. At the same time, the quartz glass tube has a homogeneous GeO 2 concentration over its entire wall thickness, which only drops slightly in the edge area. The GeO 2 distribution deviates from the initial GeO 2 concentration, measured in the middle of the pipe wall (specified target value) in the area of the pipe inner wall and in the area of the pipe outer wall by a maximum of 10%.

In der geringen Hydroxylgruppenkonzentration bei gleichzeitig homogene GeO2- Konzentrationverteilung liegt die Besonderheit des erfindungsgemäßen, unter Einsatz des oben beschriebenen Sootrohres hergestellten Quarzglasrohres. Dies zeigt schematisch die in Fig. 3 zum Vergleich eingetragene GeO2- Konzentrationverteilung bei einem Quarzglasrohr nach dem Stand der Technik, das durch Verglasen eines konventionellen Sootrohres hergestellt worden ist (punktierte Linie 31). Die GeO2-Konzentrationverteilung sinkt im Bereich der Außen- und Innenwandung bis auf 50% des anfänglichen Wertes ab.The special feature of the quartz glass tube according to the invention, produced using the soot tube described above, lies in the low hydroxyl group concentration with simultaneously homogeneous GeO 2 concentration distribution. This shows schematically the GeO 2 concentration distribution entered in FIG. 3 for comparison in a quartz glass tube according to the prior art, which was produced by glazing a conventional soot tube (dotted line 31 ). The GeO 2 concentration distribution in the area of the outer and inner walls drops to 50% of the initial value.

Das erfindungsgemäße Quarzglasrohr wird als Substratrohr für die Innenabscheidung von weiteren Kernmaterialschichten nach dem MCVD- Verfahren eingesetzt. Alternativ wird das erfindungsgemäße Sootrohr nach dem Verglasen und dem Entfernen der äußeren Verdichtungszone 3 als Überfangrohr eingesetzt, mittels dem zusätzliches Kernmaterial auf einem Stab aus Kernmaterial nach der Stab-in-Rohr-Technik aufgebracht wird. Zur Fertigstellung der Vorform für optische Fasern wird der so hergestellte Stab in jedem Fall abschließend mit zusätzlichen Mantelglasschichten umgeben.The quartz glass tube according to the invention is used as a substrate tube for the internal deposition of further core material layers according to the MCVD process. Alternatively, the soot tube according to the invention is used after the glazing and the removal of the outer compression zone 3 as a flash tube, by means of which additional core material is applied to a rod made of core material using the rod-in-tube technique. In order to complete the preform for optical fibers, the rod produced in this way is finally surrounded with additional cladding glass layers.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus dotiertem Quarzglas durch Flammenhydrolyse einer ersten, Silizium enthaltenden Ausgangskomponente und einer zweiten, GeO2 bildenden Ausgangskomponente, umfassend die Verfahrensschritte, bei welchen die Ausgangskomponenten einem Abscheidebrenner zugeführt, mittels diesem SiO2 und GeO2 enthaltende Partikel gebildet, und die Partikel durch Außenabscheidung auf einem um seine Längsachse rotierenden Dorn unter Bildung einer porösen Sootschicht abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenbereich der Sootschicht eine äußere Verdichtungszone (3) höherer Dichte erzeugt wird, die einen Innenbereich (2) der Sootschicht geringerer Dichte umgibt.1. A method for producing a tube made of doped quartz glass by flame hydrolysis of a first, silicon-containing starting component and a second, GeO 2- forming starting component, comprising the process steps in which the starting components are fed to a deposition burner, by means of which particles containing SiO 2 and GeO 2 are formed, and the particles are deposited by external deposition on a mandrel rotating about its longitudinal axis to form a porous soot layer, characterized in that an outer compression zone ( 3 ) of higher density is generated in the outer region of the soot layer, which surrounds an inner region ( 2 ) of the soot layer of lower density . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abscheiden der äußeren Verdichtungszone (3) GeO2 in geringerer Konzentration als im Innenbereich (2) gebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that when separating the outer compression zone ( 3 ) GeO 2 is formed in a lower concentration than in the inner region ( 2 ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verdichtungszone (3) nach dem Verglasen entfernt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the outer compression zone ( 3 ) is removed after the glazing. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Verdichtungszone (1) höherer Dichte ausgebildet wird, die der Innenbereich (2) umgibt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an inner compression zone ( 1 ) of higher density is formed, which surrounds the inner region ( 2 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdichtungszone (1; 3) eine Dichte im Bereich zwischen 25% und 35% der theoretischen Dichte von Quarzglas eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the compression zone ( 1 ; 3 ) a density in the range between 25% and 35% of the theoretical density of quartz glass is set. 6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die höhere Dichte eingestellt wird, indem die Oberflächentemperatur der sich bildenden Sootschicht beim Abscheiden der Verdichtungszone (1; 3) erhöht wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the higher density is set by increasing the surface temperature of the soot layer which forms when the compression zone ( 1 ; 3 ) is deposited. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdichtungszone (1; 3) mit einer radialen Ausdehnung im Bereich zwischen 100 µm und 3 mm erzeugt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a compression zone ( 1 ; 3 ) with a radial extent in the range between 100 microns and 3 mm is generated. 8. Rohrförmiges Halbzeug aus porösem, GeO2 enthaltenden Quarzglas, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Rohr-Außenwandung eine äußere Verdichtungszone (3) höherer Dichte vorgesehen ist, die einen Innenbereich (2) geringerer Dichte umgibt.8. A tubular semi-finished product made of porous quartz glass containing GeO 2 , characterized in that an outer compression zone ( 3 ) of higher density is provided in the area of the tube outer wall, which surrounds an inner area ( 2 ) of lower density. 9. Halbzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Verdichtungszone (3) GeO2 in geringerer Konzentration als im Innenbereich (2) vorliegt.9. Semi-finished product according to claim 8, characterized in that in the outer compression zone ( 3 ) GeO 2 is present in a lower concentration than in the inner region ( 2 ). 10. Halbzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich (2) eine innere Verdichtungszone (1) höherer Dichte umgibt.10. Semi-finished product according to claim 8 or 9, characterized in that the inner region ( 2 ) surrounds an inner compression zone ( 1 ) of higher density. 11. Halbzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungszone (1; 3) eine Dichte von mindestens 25-35% der theoretischen Dichte von Quarzglas aufweist.11. Semi-finished product according to one of claims 8 to 10, characterized in that the compression zone ( 1 ; 3 ) has a density of at least 25-35% of the theoretical density of quartz glass. 12. Halbzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungszone (1; 3) eine radiale Ausdehnung im Bereich zwischen 100 µm und 3 mm aufweist.12. Semi-finished product according to one of claims 8 to 11, characterized in that the compression zone ( 1 ; 3 ) has a radial extent in the range between 100 µm and 3 mm. 13. Rohr aus GeO2 enthaltendem Quarzglas, erhalten aus einem rohrförmigen Halbzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine homogene radiale GeO2-Verteilung über der Rohrwandung, derart, dass die GeO2-Verteilung von einem vorgegebenen Sollwert der GeO2-Konzentration, gemessen in der Mitte der Rohrwandung bis zur Rohr-Innenwandung und bis zur Rohr-Außenwandung um maximal 20%, vorzugsweise um maximal 10% abweicht.13. A tube made of quartz glass containing GeO 2 , obtained from a tubular semi-finished product according to one of claims 8 to 12, characterized by a homogeneous radial GeO 2 distribution over the tube wall, such that the GeO 2 distribution is from a predetermined nominal value of GeO 2 - Concentration, measured in the middle of the pipe wall up to the pipe inner wall and to the pipe outer wall, deviates by a maximum of 20%, preferably by a maximum of 10%. 14. Verwendung des Rohres nach Anspruch 13 als Kernmaterial zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, indem ein GeO2 enthaltender Kernglasstab bereitgestellt und von dem Rohr überfangen wird.14. Use of the tube according to claim 13 as a core material for producing a preform for optical fibers by providing a core glass rod containing GeO 2 and overlaid by the tube. 15. Verwendung des Rohres nach Anspruch 13 als Substratrohr zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, indem an der Innenwandung des Substratrohres Kernmaterial mittels eines MCVD-Verfahrens oder mittels eines PCVD-Verfahrens abgeschieden wird.15. Use of the tube according to claim 13 as a substrate tube for production a preform for optical fibers by the inner wall of the Substrate tube core material by means of an MCVD process or by means of a PCVD process is deposited.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003037808A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Heraeus Tenevo Ag Method for producing a tube consisting of quartz glass, tubular semi-finished product consisting of porous quartz glass, and the use of the same
DE10157306C1 (en) * 2001-11-23 2003-06-05 Heraeus Tenevo Ag Production of a component made from doped quartz glass used in the manufacture of optical fibers comprises forming a sealing zone having a specified soot density in the region of a contact surface

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785448A1 (en) * 1996-01-16 1997-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion-shifted fiber
EP0915064A1 (en) * 1997-10-29 1999-05-12 Corning Incorporated Method of making segmented core optical waveguide preforms

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950000588A (en) * 1993-06-18 1995-01-03 쿠라우찌 노리타카 Manufacturing method of single mode optical fiber base material
JPH08225338A (en) * 1995-02-22 1996-09-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of optical fiber preformed material
WO1999032413A1 (en) * 1997-12-23 1999-07-01 Spectran Corporation Method of making large scale optical fiber preforms with improved properties
DE19852704A1 (en) * 1998-11-16 2000-05-18 Heraeus Quarzglas Method for producing a preform for an optical fiber and substrate tube suitable for carrying out the method
DE10112624B4 (en) * 2000-03-14 2007-03-29 Heraeus Tenevo Gmbh Method for producing an optical fiber preform and use of a deposition burner for this purpose

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785448A1 (en) * 1996-01-16 1997-07-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion-shifted fiber
EP0915064A1 (en) * 1997-10-29 1999-05-12 Corning Incorporated Method of making segmented core optical waveguide preforms

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003037808A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Heraeus Tenevo Ag Method for producing a tube consisting of quartz glass, tubular semi-finished product consisting of porous quartz glass, and the use of the same
DE10152328A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-22 Heraeus Tenevo Ag Process for producing a tube made of quartz glass, tubular semi-finished product made of porous quartz glass and. Use of the same
DE10152328B4 (en) * 2001-10-26 2004-09-30 Heraeus Tenevo Ag Process for producing a tube made of quartz glass, tubular semi-finished product made of porous quartz glass and. Use of the same
DE10157306C1 (en) * 2001-11-23 2003-06-05 Heraeus Tenevo Ag Production of a component made from doped quartz glass used in the manufacture of optical fibers comprises forming a sealing zone having a specified soot density in the region of a contact surface

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