DE10064730A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders aus Quarzglas, danach hergestellter Hohlzylinder und optisches Bauteil, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders aus Quarzglas, danach hergestellter Hohlzylinder und optisches Bauteil, sowie Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Quarzglasrohrs werden SiO¶2¶-Partikel auf einem länglichen, um seine Längsachse rotierenden Träger unter Bildung eines porösen Rohlings abgeschieden und der Rohling anschließend in vertikaler Ausrichtung, in einem Ofen hängend, unter Einsatz einer Aufhängung, die an einer im oberen Bereich der Innenbohrung des Rohlings vorgesehenen Verengung angreift, verglast. Um hiervon ausgehend ein Verfahren anzugeben, bei dem auch schwere Rohlinge ohne komplizierte Haltevorrichtungen sicher und weitgehend ohne eine Gefahr von Verunreinigungen der Innenbohrung gehalten werden können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Verengung (6b) durch Formung der Innenbohrung (7) beim Abscheiden der SiO¶2¶-Partikel erzeugt wird und dass zum Verglasen eine in die Innenbohrung (7) ragende Aufhängung (8; 9; 10) eingesetzt wird, auf die sich die Verengung (6b) abstützt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders aus
Quarzglas, umfassend ein Abscheiden von SiO2-Partikeln auf einem länglichen, um,
seine Längsachse rotierenden Träger unter Bildung eines porösen Rohlings, und
Verglasen des in vertikaler Ausrichtung in einem Ofen hängenden Rohlings unter
Einsatz einer Aufhängung, die an einer im oberen Bereich der Innenbohrung des
Rohlings vorgesehenen Verengung angreift.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Quarzglasrohr und ein optisches Bauteil aus
Quarzglas, umfassend eine lichtführende Struktur, die durch eine koaxiale
Aufeinanderfolge von Quarzglasschichten unterschiedlicher Brechzahl gebildet wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
mit einem um seine Längsachse rotierbaren, im wesentlichen zylinderförmigen
Träger, auf dessen Zylindermantelfläche SiO2-Partikel unter Bildung eines eine
Innenbohrung aufweisenden, porösen Rohlings abgeschieden werden, und mit einer
in die Innenbohrung eingreifenden Aufhängung zur Halterung des Rohlings in
vertikaler Ausrichtung während eines Verglasungsschritts.
Die Herstellung von Vorformen für optische Fasern erfolgt häufig über ein
Zwischenprodukt in Form eines porösen Rohlings aus Siliciumdioxid-Ruß (im
folgenden auch als "Rohling" oder "Sootzylinder" bezeichnet). Die Weiterverarbeitung
des Sootzylinders umfasst einen Verglasungsschritt, bei welchem der Sootzylinder in
einem Verglasungsofen hängend erhitzt und dabei zu einem dichten Quarzglasrohr
verglast wird. Für die Halterung des Sootzylinders während des Verglasungsschritts
wurden eine Vielzahl von Maßnahmen vorgeschlagen.
Bei dem aus der US-A 4,252,251 bekannten Verfahren besteht die Halterung aus
einem Platindraht, der sich durch eine radiale Durchgangsbohrung im oberen Bereich
des Sootkörpers erstreckt und an dem der Sootkörper aufgehängt wird.
In der DE-A 129 06 070 wird eine Halterung vorgeschlagen, bei dem ein
Quarzglasrohr von oben in die Innenbohrung eingesetzt wird, das an seinem unteren,
zur Einführung in den Sootzylinder bestimmten Ende höckerartige Verdickungen
aufweist. Zur Verankerung des Quarzglasrohrs in der Innenbohrung werden die
Verdickungen um 90° verdreht, so dass sich diese in das weiche Sootmaterial
eingraben.
Diese Verfahrensweisen gehen mit störendem Abrieb einher und gewährleisten,
insbesondere bei großvolumigen, schweren Sootkörpern, keine sichere Handhabung.
Schließlich ist aus der US-A 4,362,545 eine Halterung bekannt, bei der eine Hülse
während des Abscheidens der SiO2-Partikel über einen Teil ihrer Länge in ein Ende
des Sootkörpers stabil eingebettet wird. Hierzu erstreckt sich der Träger durch die
Hülse hindurch, wobei er mittels Abstandhaltern, die in den Spalt zwischen der Hülse
und Träger eingeklemmt sind, geometrisch fixiert wird. Hülse und Träger bestehen
beispielsweise aus Aluminiumoxid, Graphit oder aus Quarzglas. Während der
Abscheidung wird sowohl der Träger als auch ein Teil der Hülse in den sich
aufbauenden Rohling eingebettet. Nach dem Abscheiden wird der Träger entfernt
und der Rohling kann für die weitere Bearbeitung an der eingebetteten Hülse in
vertikaler Ausrichtung hängend gehalten werden. Durch Spiel bei der Bewegung
(Rotation) des Trägers kann es dazu kommen, dass der Spalt zwischen Träger und
Hülse aufreißt oder vom abgeschiedenen SiO2-Material nicht überbrückt werden
kann, so dass die Hülse nicht oder unzureichend im Rohling eingebettet ist. Daher ist
eine sorgfältige Abstimmung der Maße von Hülse und Träger, eine genaue
Einhaltung von Maßtoleranzen und eine aufwendige Justage erforderlich, was die
Herstellung und den Einsatz des bekannten Halters - insbesondere wenn dieser aus
Quarzglas besteht - erschwert.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung sind aus der
EP-A 701 975 bekannt. Darin wird ein Verfahren zum Sintern eines Sootzylinders
vorgeschlagen, bei welchem dieser in vertikaler Ausrichtung auf einem Haltefuß
stehend einer Erhitzungszone zugeführt und darin bereichsweise gesintert wird.
Dabei erstreckt sich durch die Innenbohrung des Sootzylinders ein Stützrohr aus
porösem Graphit, auf das der Sootzylinder beim Verglasen aufschrumpft. Eine
Besonderheit des bekannten Verfahrens besteht darin, dass sich der Sootzylinder
beim Sintern selbst aufhängt. Dies wird dadurch erreicht, dass im oberen Bereich der
Innenbohrung ein ihren Innendurchmesser verengender, umlaufender Stützring
eingeschraubt ist, der aufgrund der Längenkontraktion des Sootzylinders im Verlauf
des Sintervorgangs auf der oberen Stirnseite des Stützrohres aufsetzt. Dabei hebt
der Sootzylinder vom Haltefuß ab, so dass der weitere Sinterprozess mit vertikal
hängendem Sootzylinder erfolgt.
Durch die Befestigung des Stützrings in der Innenbohrung des Sootzylinders kann es
zu unerwünschtem Abrieb kommen. Verunreinigungen aus dem Graphit des
Stützrohres können in den Sootzylinder gelangen, insbesondere durch den direkten
Kontakt zwischen Stützring und der Innenbohrung des Sootzylinders.
Nach dem Verglasen der bekannten Sootzylinder werden diese zur Herstellung von
optischen Vorformen eingesetzt. Diese weisen bekanntlich eine lichtführende Struktur
auf, die durch eine koaxiale Aufeinanderfolge von Quarzglasschichten
unterschiedlicher Brechzahl gebildet wird. Aus den Vorformen werden optische
Fasern gezogen. Deren optische Dämpfung wird wesentlich durch den
Verunreinigungsgehalt des Quarzglases der Vorformen, insbesondere von
Verunreinigungen im lichtführenden Bereich, beeinflusst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Verfahren so zu
verbessern, dass beim Verglasen auch schwere Rohlinge ohne komplizierte
Haltevorrichtungen sicher und weitgehend ohne Gefahr einer Verunreinigung der
Innenbohrung gehalten werden können und eine geeignete Haltevorrichtung dafür
anzugeben. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hohlzylinder
aus Quarzglas mit einer hochreinen Innenbohrung anzugeben, und ein optisches
Bauteil aus Quarzglas bereitzustellen, das sich durch einen geringen
Verunreinigungsgehalt auszeichnet.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs
genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verengung durch
Formung der Innenbohrung beim Abscheiden der SiO2-Partikel erzeugt wird, und
dass zum Verglasen eine in die Innenbohrung ragende Aufhängung eingesetzt wird,
auf die sich die Verengung abstützt.
Erfindungsgemäß wird eine Verengung der Innenbohrung bereits während des
Abscheideprozesses, durch die Gestaltung der Innenbohrung, erzeugt. Eine
nachträgliche Bearbeitung des porösen Rohlings zur Befestigung eines
Halteelements und der damit stets einhergehende Abrieb wird so vermieden.
Dadurch, dass eine Verengung der Innenbohrung bei deren Formung erzeugt wird,
ist auch ein Einbetten eines Halteelements - wie oben zum Stand der Technik
erläutert - nicht erforderlich. Dies wird im folgenden begründet.
Die bei der Formung der Innenbohrung erzeugte Verengung dient beim Verglasen
des Rohlings als Widerlager für eine Aufhängung. Diese wird erst zum Verglasen in
die Innenbohrung eingebracht. Dabei ragt die Aufhängung in die Innenbohrung
hinein, derart, dass sich die vorher - beim Abscheideprozess - erzeugte Verengung
auf der Aufhängung abstützt. Dadurch wird ein sicherer Halt des Rohlings
gewährleistet, ohne dass ein Halteelement in den Rohling eingebettet oder daran
befestigt ist.
Auch die Gefahr von Verunreinigungen des Rohling entfällt, da die Verengung der
Innenbohrung aus arteigenem Material gebildet ist.
Vorzugsweise wird die Verengung dadurch erzeugt, dass beim Abscheiden der SiO2-
Partikel ein Träger eingesetzt wird, der über seine Länge gesehen in einem
Verjüngungsbereich eine Verringerung seines Außendurchmessers aufweist, wobei
das Abscheiden der SiO2-Partikel ein Abscheiden auch im Verjüngungsbereich
umfasst. Die Verringerung des Außendurchmessers im Verjüngungsbereich bewirkt
die Verengung der Innenbohrung des Rohlings. Bei der Verringerung des
Außendurchmessers handelt es sich um eine allmähliche Verjüngung des Träger-
Außendurchmessers oder um eine stufenweise Verkleinerung. Die Verringerung des
Außendurchmessers ist in bezug auf die Träger-Längsachse rotationssymmetrisch,
symmetrisch oder unsymmetrisch. Sie kann beispielsweise in einer einseitigen
Abflachung der Träger-Mantelfläche bestehen. Wesentlich ist lediglich, dass
Hinterschneidungen vermieden werden, die das Herausziehen des Trägers nach
dem Abscheideprozess erschweren würden. Es sind eine oder mehrere
Verjüngungsbereiche vorgesehen. Die SiO2-Partikel werden auch im
Verjüngungsbereich abgeschieden, so dass der sich bildende Rohling mindestens
eine Verringerung des Träger-Außendurchmessers überdeckt.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Verringerung des
Außendurchmessers rotationssymmetrisch in Bezug auf die Längsachse des Trägers
auszubilden. Eine derartige Verringerung des Außendurchmessers bewirkt eine
rotationssymmetrische, radial umlaufende Verengung der Innenbohrung, wodurch
eine stabile Halterung gewährleistet wird.
Besonders geeignet ist eine Verringerung des Außendurchmessers, die einen
umlaufenden Absatz umfasst. In diesem Fall weist die Verengung der Innenbohrung
einen entsprechenden radial umlaufenden Absatz auf. Auf diese einfache Art und
Weise wird eine definierte und stabile Halterung des Rohlings ermöglicht.
In einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante ragt die Aufhängung von oben in
die Innenbohrung hinein, so dass sie die Verengung untergreift. Dadurch, dass die
Aufhängung von oben in die Innenbohrung eingreift, erübrigt sich weitgehend eine
Haltevorrichtung innerhalb der Innenbohrung, wie etwa das beim gattungsgemäßen
Verfahren eingesetzte "Stützrohr". Verunreinigungen innerhalb der Innenbohrung
und ein Kontakt der Wandung der Innenbohrung mit einem Fremdmaterial werden so
weitgehend vermieden. Im einfachsten Fall weist die Innenbohrung eine stufenweise
Durchmesserverengung auf, wobei die Aufhängung - ähnlich einer Garnrolle
ausgebildet - einen Haltefuß umfasst, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der
Innendurchmesser der Innenbohrung, aber größer als der Innendurchmesser im
Bereich der Durchmesserverengung, und der mit einem stabförmigen Halter
verbunden ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser im
Bereich der Durchmesserverengung.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch
erreicht, dass mindestens ein Teil der Aufhängung aus Quarzglas besteht.
Vorteilhafterweise bestehen diejenigen Teile der Aufhängung in unmittelbarer Nähe
des Rohlings aus Quarzglas.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, die Aufhängung mit dem Rohling beim
Verglasen zu verschmelzen. Dadurch wird eine innige und besonders feste
Verbindung erreicht, die eine sichere Handhabung des Rohlings gewährleistet.
Hinsichtlich des Hohlzylinders wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass er nach dem Verglasen eine werkzeugfrei geformte
Innenbohrung aufweist.
Die Innenbohrung des Hohlzylinders erhält ihre Form beim Verglasen nach dem oben
beschriebenen Verfahren. Erfindungsgemäß wird die Innenbohrung durch
werkzeugfreie Formung erhalten. Eine werkzeugfreie Formung bedeutet, dass beim
Verglasen ein Kontakt der Wandung mit einem innerhalb der Innenbohrung
angeordneten Bauteil - etwa einer Haltestange - vermieden wird, so dass eine
Innenwandung hoher Qualität mit glatter, schädigungsfreier Innenoberfläche
ausbildet, die sich darüberhinaus durch einen geringen Verunreinigungsgehalt
auszeichnet.
Aufgrund der schädigungs- und verunreinigungsfreien Innenbohrung eignet sich der
so erhaltene Hohlzylinder zum Herstellen von sogenannten "Substratrohren". Diese
werden zur Herstellung von optischen Vorformen durch Innenabscheidung von
Kernmaterial auf der Innenwandung des Substratrohres ("MCVD-Verfahren" oder
"PCVD-Verfahren") verwendet. Der Hohlzylinder ist aber auch in Form eines
sogenannten "Jacketrohres" zum Überfangen von Kernstäben zum Zweck des
Aufbringens von zusätzlichem Mantelmaterial geeignet.
Hinsichtlich des optischen Bauteils wird die oben angegebene Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Quarzglasschichten
aus einem erfindungsgemäßen Hohlzylinder hergestellt ist.
Bei dem optischen Bauteil handelt es sich um einen sogenannten Kernstab, eine
optische Vorform oder um eine optische Faser. Da mindestens ein Teil der
Quarzglasschichten des optischen Bauteils aus dem erfindungsgemäßen
Quarzglasrohr hergestellt sind, zeichnet es sich durch einen geringen
Verunreinigungsgehalt aus. Die aus einer erfindungsgemäßen Vorform gezogenen
oder unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Kernstabs erhaltenen optischen Fasern
zeigen daher eine geringe optische Dämpfung.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von der
eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Träger
über eine erste Teillänge einen ersten, größeren Außendurchmesser, und über eine
zweite Teillänge einen zweiten, kleineren Außendurchmesser aufweist, und dass die
Aufhängung eine längliche Handhabe, die mit einer Verdickung verbunden ist,
umfasst, wobei der Durchmesser des Hüllkreises um den Außenquerschnitt der
Handhabe - in Längsrichtung gesehen - kleiner ist als der zweite
Außendurchmesser, und wobei der Durchmesser des Hüllkreises um den
Außenquerschnitt der Verdickung - in Längsrichtung gesehen - kleiner als der erste
Außendurchmesser und größer als der zweite Außendurchmesser ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich erst durch die aufeinander
abgestimmte Formgebung zweier getrennter Bauteile, nämlich einerseits dem Träger,
auf dem SiO2-Partikel unter Bildung eines Rohlings abgeschieden werden, und
andererseits der Aufhängung, die beim Verglasen in die Innenbohrung des Rohlings
eingreift. Durch die Außenform des Trägers erhält der Rohling eine Innenbohrung,
die über eine erste Teillänge einen größeren Durchmesser und über eine zweite
Teillänge einen kleineren Durchmesser aufweist, wobei der Übergang zwischen
größerem zum kleineren Durchmesser als "Verengung" bezeichnet wird, wie dies
oben anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben ist. Diese
Verengung wiederum dient als Widerlager für die Aufhängung. Hierzu weist die
Aufhängung eine Handhabe auf, die durch diejenige Teillänge der Innenbohrung mit
dem kleineren Durchmesser hindurchpasst, und die mit einer Verdickung verbunden
ist, die zwar durch diejenige Teillänge der Innenbohrung mit dem größeren, jedoch
nicht durch diejenige Teillänge der Innenbohrung mit dem kleineren Durchmesser
hindurchpasst. Mittels der Aufhängung kann der Rohling in vertikaler Ausrichtung
gehalten werden, wobei die Verdickung der Aufhängung die Verengung der
Innenbohrung untergreift. Sowohl Aufhängung als auch Träger sind einfach gestaltet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Träger zwischen der ersten
Teillänge und der zweiten Teillänge, und die Aufhängung zwischen der Handhabe
und der Verdickung jeweils einen umlaufenden Absatz aufweisen. Ein derartiger
Absatz lässt sich besonders einfach herstellen und er gewährleistetet eine
reproduzierbare Halterung des Rohlings beim Verglasen in vertikaler Ausrichtung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung im
einzelnen
Fig. 1 den Verfahrensschritt des Abscheidens eines porösen Rohlings unter
Einsatz eines stufenförmigen Trägerrohres,
Fig. 2 den Verfahrensschritt des Verglasens des Rohlings.
Fig. 1 zeigt schematisch den Verfahrensschritt des Abscheidens eines porösen
Rohlings 1 unter Einsatz eines stufenförmigen Trägerrohres 3. Der Rohling 1 wird
hierbei mittels des bekannten Flammenhydrolyseverfahrens durch
Außenabscheidung von SiO2-Partikeln auf dem um seine Längsachse 2 rotierenden
Trägerrohr 3 mittels eines oder mehrerer, entlang der Oberfläche des sich bildenden
Rohlings 1 bewegter Abscheidebrenner (in Fig. 1 nicht dargestellt) hergestellt.
Das Trägerrohr 3 weist über den ersten, größeren Längenabschnitt 4 und einen
zweiten, kürzeren Längenabschnitt 5 auf. Der Außendurchmesser im
Längenabschnitt 4 von 60 mm verringert sich in einer umlaufenden Stufe 6 auf einen
Außendurchmesser von 54 mm im Längenabschnitt 5 des Trägerrohrs 3.
Nach Beendigung des Abscheideprozess wird das Trägerrohr 3 entfernt, indem es in
Richtung des Längenabschnitts 4 aus dem Rohling 1 herausgezogen wird. Der so
erzeugte Rohling 1 weist eine Innenbohrung 7 auf, die im wesentlichen einen
Innendurchmesser von 60 mm aufweist, der jedoch im Bereich des Längenabschnitts
5b (siehe Fig. 2) über eine Länge von 10 cm um 6 mm verringert ist. Der durch die
Stufe 6 erzeugte umlaufende Absatz in der Innenbohrung des Rohling 1 ist in Fig. 2
mit der Bezugsziffer 6b bezeichnet.
In Fig. 2 ist schematisch der Verfahrensschritt des Verglasens des Rohlings 1
dargestellt. Hierzu wird der nach dem oben beschriebene Abscheideprozess
erhaltene, eine stufenförmige Innenbohrung 7 aufweisende Rohling 1 in vertikaler
Ausrichtung zonenweise - mit dem oberen Ende beginnend - in einem
Verglasungsofen erhitzt. Dabei wird der Rohling 1 mittels einer Aufhängung 8
gehalten, die aus einem Stab 9 aus Quarzglas besteht, der zentrisch mit einer
kreisförmigen Quarzglasplatte 10 verschweißt ist. Der Außendurchmesser der
Quarzglasplatte 10 beträgt etwa 59 mm; der des Quarzglasstabs 9 etwa 30 mm.
Die Aufhängung 8 wird von unten in den Rohling 1 eingeführt und bis zum Anschlag
an den Absatz 6b nach oben durchgezogen. Der Quarzglasstab 9 hat eine Länge von
50 cm, so dass er sich durch den gesamten Längenabschnitt 5b erstreckt und aus
dem oberen Ende 11 des Rohlings 1 herausragt. Da die Quarzglasplatte 10 den
Absatz 6b untergreift, kann der Rohling 1 mittels der Aufhängung 8 sicher gehalten
werden. Der bei der Formung der Innenbohrung 7 erzeugte Absatz 6b dient beim
Verglasen des Rohlings 1 als Widerlager für die Aufhängung 8.
Aus dem Rohling 1 wird durch Verglasen ein Quarzglas-Hohlzylinder erhalten.
Während des Verglasens wird ein Teil der Aufhängung 8 (Quarzglasplatte 10 und ein
Teil des Quarzglasstabs 9) mit dem Rohling 1 verschmolzen, so dass eine feste und
innige Verbindung zwischen Rohling 1 und Aufhängung 8 gewährleistet wird.
Da der Absatz 6b bei der Formung der Innenbohrung 7 erzeugt wird, erübrigt sich
eine nachträgliche Befestigung eines Halteelements, so dass Abrieb und ein
Einbringen von Verunreinigungen vermieden werden. Die Aufhängung 8 wird erst
nach dem Abscheideprozess in die Innenbohrung 7 eingesetzt, wobei sie mit dem
vorher erzeugten Absatz 6b zusammenwirkt. Daher erübrigt sich auch ein Einbetten
eines Halteelements in den Rohling, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Alternativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Träger 3 mit der Stufe 6, ist in einem
weiteren Ausführungsbeispiel ein Übergangsbereich vorgesehen, in welchem sich
der Außendurchmesser des Trägerrohres 3 vom Längenabschnitt 4 von einem
Außendurchmesser von 60 mm zum Längenabschnitt 5 mit einem
Außendurchmesser von 54 mm konisch verjüngt. Der mittels dieses Trägers
geformte Rohling weist dementsprechend einen Innenkonus auf. Zur Halterung des
Rohlings beim Verglasen wird von unten ein Halteelement eingeführt, das einen dem
Innenkonus entsprechenden Außenkonus aufweist.
Der so hergestellte Quarzglas-Hohlzylinder ist für einen Einsatz als "Jacketrohr" zum
Überfangen eines Kernstabs mit Quarzglas-Mantelmaterial geeignet, oder er wird zu
einem sogenannten "Substratrohr" zur Verwendung bei der Herstellung von optischen
Vorformen für Lichtwellenleiter nach dem sogenannten MCVD-Verfahren
weiterverarbeitet. Die unter Einsatz des erfindungsgemäßen Hohlzylinders
hergestellten Vorformen und optischen Fasern zeichnen sich durch eine geringe
optische Dämpfung aus.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders aus Quarzglas, umfassend ein
Abscheiden von SiO2-Partikeln auf einem länglichen, um seine Längsachse
rotierenden Träger unter Bildung eines porösen, hohlzylindrischen Rohlings,
und Verglasen des in vertikaler Ausrichtung in einem Ofen hängenden
Rohlings unter Einsatz einer Aufhängung, die an einer im oberen Bereich der
Innenbohrung des Rohlings vorgesehenen Verengung angreift, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verengung (6b) durch Formung der Innenbohrung
(7) beim Abscheiden der SiO2-Partikel erzeugt wird, und dass zum Verglasen
eine in die Innenbohrung (7) ragende Aufhängung (8; 9; 10) eingesetzt wird,
auf die sich die Verengung (6b) abstützt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (6)
erzeugt wird, indem beim Abscheiden der SiO2-Partikel ein Träger (3)
eingesetzt wird, der über seine Länge gesehen in einem Verjüngungsbereich
(6) eine Verringerung seines Außendurchmessers aufweist, wobei das
Abscheiden der SiO2-Partikel ein Abscheiden auch im Verjüngungsbereich (6)
umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung
des Außendurchmessers rotationssymmetrisch in Bezug auf die Längsachse
(2) des Trägers (3) ausgebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung
des Außendurchmessers einen umlaufenden Absatz (6) umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufhängung (8; 9; 10) von oben (11) in die Innenbohrung (7) hineinragt, so
dass sie die Verengung (6b) untergreift.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teil der Aufhängung (8; 9; 10) aus Quarzglas besteht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufhängung (8; 9; 10) mit dem Rohling (1) beim Verglasen verschmolzen
wird.
8. Hohlzylinder, erhalten nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass er nach dem Verglasen eine werkzeugfrei
geformte Innenbohrung (7) aufweist.
9. Optisches Bauteil aus Quarzglas, umfassend eine lichtführende Struktur, die
durch eine koaxiale Aufeinanderfolge von Quarzglasschichten
unterschiedlicher Brechzahl gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teil der Quarzglasschichten aus einem Hohlzylinder nach
Anspruch 8 hergestellt ist.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Anspruch 1 bis
7, mit einem um seine Längsachse rotierbaren, im wesentlichen
zylinderförmigen Träger, auf dessen Zylindermantelfläche SiO2-Partikel unter
Bildung eines eine Innenbohrung aufweisenden, porösen Rohlings
abgeschieden werden, und mit einer in die Innenbohrung eingreifenden
Aufhängung zur Halterung des Rohlings in vertikaler Ausrichtung während
eines Verglasungsschritts, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) über
eine erste Teillänge (4) einen ersten, größeren Außendurchmesser, und über
eine zweite Teillänge (5) einen zweiten, kleineren Außendurchmesser aufweist,
und dass die Aufhängung (8) eine längliche Handhabe (9), die mit einer
Verdickung (10) verbunden ist, umfasst, wobei der Durchmesser des
Hüllkreises um den Außenquerschnitt der Handhabe (9) - in Längsrichtung
gesehen - kleiner ist als der zweite Außendurchmesser, und wobei der
Durchmesser des Hüllkreises um den Außenquerschnitt der Verdickung (10) -
in Längsrichtung gesehen - kleiner als der erste Außendurchmesser und
größer als der zweite Außendurchmesser ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3)
zwischen der ersten (4) Teillänge und der zweiten Teillänge (5), und die
Aufhängung (8) zwischen der Handhabe (9) und der Verdickung (10) jeweils
einen umlaufenden Absatz (6) aufweisen.
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