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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung einer Preform für eine Gradientenindex-Multimodefaser unter Anwendung einer Innenwand-Rohrabscheidung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Das Kern-Brechzahlprofil einer Gradientenindex-Multimodefaser und deren Preform wird im Wesentlichen durch drei Parameter beschrieben. Diese Parameter sind der Durchmesser des Kerns der Faser bzw. der Preform, die maximale Brechzahldifferenz zwischen dem Kern und einem umgebenden Fasermantel und durch den Verlauf des Brechzahlprofils im Kern selbst. Ein Gradientenindex-Brechzahlprofil wird gemäß dem Stand der Technik so erzeugt, indem eine bestimmte Anzahl von Kernschichten abgeschieden wird. Je höher die Anzahl der Kernschichten ist, desto geringer sind die in jeder Einzelschicht spezifischen Strukturen in der Brechzahl im radialen Verlauf des Profils erkennbar und umso besser lässt sich dann ein graduiertes Brechzahlprofil realisieren und approximieren. Mit der Erhöhung der Zahl der Kernschichten sinkt jedoch die Produktivität des Abscheideverfahrens. Die Abscheidung der Kernschichten erfolgt üblicherweise mit bekannten Herstellungsverfahren für Preformen insbesondere einer modified chemical vapor deposition (MCVD), einer plasma inside oder outside vapor deposition (PIVD, POVD) oder einer outside vapor deposition (OVD).
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Das Standard-Beschichtungsverfahren gemäß dem MCVD-Verfahren zur Realisierung eines vorgegebenen Kernbrechzahlprofils geht davon aus, dass eine schichtspezifische Precursor-Zusammensetzung in einer heißen Zone zu dotiertem Glas umgesetzt und innerhalb eines rotierenden Rohres an einer inneren Rohrwandung stromabwärts bezüglich eines äußeren Brenners abgeschieden wird. Dabei bestehen im Einströmbereich des Precursorgemisches am Rohranfang in der Startphase der äußeren Wärmequelle, d. h. des Brenners, andere Temperatur- und Abscheidverhältnisse im Rohrinneren, als stromabwärts in der Rohrmitte oder am Rohrende. Als Folge davon bildet sich bei der Preformherstellung im vorderen Preformbereich ein so genannter Preformtaper aus. Der Preformtaper ist ein Abscheidebereich am Preformanfang, d. h. an der Eintrittsseite des Reaktanten des Substratrohres, dessen optische und geometrische Eigenschaften nicht hinreichend konstant und definiert sind. Im Bereich des Preformtapers bildet sich abhängig von den gewählten Prozessbedingungen über eine Länge von ca. 20 bis 40 cm im allgemeinen ein so genannter Geometrietaper als auch ein so genannter Profiltaper aus. Innerhalb des Profiltapers ist die Form des Brechzahlprofils z. B. durch den Profilexponenten beschreibbar. Allgemein weichen im Taperbereich die Preform- und damit die Faserparameter von den Sollwerten teilweise so stark ab, dass diese Preform- und Faserabschnitte praktisch nicht verwendet werden können.
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Bei Anwendung des MCVD-Verfahrens entsteht durch äußere thermische Anregung im Rohrinneren ein Glassoot, dessen Abscheidung entlang der inneren Rohrwandung über einen ausgedehnten Bereich stromabwärts der Brennerzone erfolgt. Durch die speziellen Reaktions-, Transport- und Abscheidemechanismen beim MCVD-Verfahren über den Weg der homogenen Gasphasenreaktion und damit der Glassootbildung entsteht in Rohrlängsrichtung stromabwärts der heißen Brennerzone ein ausgedehnter Abscheidungsverlauf. Dieser Glassoot-Abscheidungsverlauf wird nach der Konsolidierung der Sootschicht zu einer transparenten Glasschicht auch als Abscheidungsfunktion bezeichnet. Das führt dazu, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um die Taperlänge zu reduzieren.
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In der deutschen Druckschrift
DE 60000283 T2 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem mittels eines CVD-Prozesses im Rohrinneren mit Hilfe eines gezielt eingestellten reaktiven Gasgemisches ein definiertes Brechzahlprofil erzeugt werden kann. Neben der Zusammensetzung (Dotandenkonzentration) wird auch die Zufuhrgeschwindigkeit des Gasgemisches so angepasst, dass Abweichungen im Verlauf des Brechzahlprofils der Preform gezielt vermindert werden. Als Optimierungskriterium wird die Abweichung des realen Brechzahlprofils einer gefertigten Preform von dem vorgegebenen Brechzahlprofil der Preform verwendet. Die Korrektur des gemessenen Brechzahlprofils erfolgt durch Anpassen der Zusammensetzung des reaktiven Gasgemisches als Funktion der Zeit während des anschließenden Abscheideverfahrens. Um die Genauigkeit der Profilmessungen an den gefertigten Preformen und damit die Güte der Profilkorrektur zu verbessern, wird die Preform bei unterschiedlichen Winkeln und/oder unterschiedlichen Längspositionen vermessen sowie zwei oder mehr Preformen zur Mittelwertbildung herangezogen.
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Das in der
DE 60000283 T2 beschriebene Verfahren zur Profilkorrektur liefert nur unbefriedigende Ergebnisse, weil die örtliche und zeitliche Zuordnung von Profilabweichung und Zusammensetzung des reaktiven Gasgemisches bzw. die Zuführgeschwindigkeit nicht hinreichend präzise möglich ist. Die für die Steuerung üblicherweise verwendeten Mass Flow Controller als Dosiereinheiten für die Gasströme weisen eine nur begrenzte Einstellmöglichkeit auf und besitzen eine Einstellzeit von typischerweise einigen Sekunden. Sie sind also relativ träge. Darüber hinaus treten Konzentrations-Mischungseffekte von der Precursorquelle, im Allgemeinen einem Verdampfer, über das Reaktivgasleitungssystem bis in den Reaktionsraum auf. Durch die Mischungseffekte, insbesondere Dotandendiffusion, turbulente Gasströmung im Reaktivgasleitungssystem, verschmiert die Konzentrationsänderungsfront und die erreichte Profilkorrektur ist örtlich nur unpräzise ausführbar.
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Eine weitere Variante der Profilkorrektur sowohl auf der Basis von Preform- als auch von Faserprofilmessungen ist in der
US 2011/0044596 A1 beschrieben. Der vorgegebene Profilverlauf wird gemäß der Lehre der Druckschrift an der Preform unter Berücksichtigung des Profilverlaufs an der Faser definiert. Auch bei dieser Variante der Profiloptimierung werden Profilabweichungen an der Preform bzw. der Faser in Precursorvolumenstromänderungen umgerechnet und beim CVD-Abscheideprozess des Preformkernes verwendet. Die Reaktionszeit in der heißen Zone kann wieder über die volumetrische Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst werden. Da die Umrechnung der Profilabweichung in eine passende Volumenstromänderung des/der Precursoren nur näherungsweise erfolgen kann, sind im Allgemeinen mehrere Iterationszylken erforderlich, um das gewünschte Brechzahlprofil hinreichend genau zu approximieren.
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Aus der
GB 2118165 A ist ein Verfahren bekannt, das dazu dient, den so genannten Geometrietaper in seiner Länge zu reduzieren. Die Eliminierung des Geometrietapers ist eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für die Verwendbarkeit der aus diesem Preformbereich gezogenen Fasern. Die Druckschrift schlägt einen über alle Schichten identischen nichtlinear veränderlichen Supportgeschwindigkeitsverlauf vor, der über einen Iterationsprozess optimiert wird.
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Die
US 6,532,773 B1 offenbart ein Verfahren zum Modifizieren des Indexprofils einer Preform für eine optische Faser in longitudinaler Richtung. Gemäß der Druckschrift erfolgt dies so, indem vorbestimmte Materialmengen des Kernmaterials von der Wand eines zentralen Hohlraums vor dem Kollabieren der Preform entfernt werden. Dies wird insbesondere durch ein selektives Ätzen durch Einleiten eines Ätzgases erreicht.
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Die
US 4,568,370 A offenbart eine Preform für eine optische Faser und ein Herstellungsverfahren. Gemäß der dort offenbarten Lehre wird auf eine Anordnung aus zwei Flammenhydrolysebrennern zurückgegriffen. Der Kern der Preform rotiert und verschiebt sich gegenüber der Brenneranordnung. Diese lagern Partikel mit verschiedenen Zusammensetzungen ab. Beide Brenner können mit verschiedenen Geschwindigkeiten verschoben werden. Dadurch kann die Dicke der abgeschiedenen Schichten eingestellt werden.
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Eine bekannte Möglichkeit zur Profilkorrektur von aus Einzelschichten aufgebauten Preformen, die sowohl in einem Innen- als auch im Außenbeschichtungsverfahren hergestellt werden, besteht darin, den Volumenstrom der Halogenide der Precursorgase so zu steuern, dass systematische Abweichungen in den Schichtdicken oder Schichtkonzentrationen vermieden werden. Untersuchungen zeigen jedoch, dass über die gezielte Veränderung der Volumenströme der Precursorgase nur örtlich lokal verschwommene Schichtdicken- und Brechzahländerungen erreichbar sind. Das hegt zum einen an den relativ langen Einstellzeiten der eingesetzten Mass Flow Controller und den erwähnten Mischungseffekte in den Reaktlinien von der Dotandenquelle bis in den Reaktionsraum sowie an den turbulenten Durchströmungen der Zuführungen von der Reaktandengasquelle zum Reaktionsraum im Substratrohr. Örtlich präzise Einzelschichtdicken- oder Einzelschicht-Dotierungs-Konzentrationsänderungen sind dadurch nicht einstellbar.
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Es besteht somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Fertigung einer Preform für eine Gradientenindex-Multimodefaser anzugeben, bei dem eine Korrektur des Brechzahlprofils hinreichend präzise und zuverlässig mit einem minimalen Arbeits- und Geräteaufwand ausführbar ist.
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Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Fertigung einer Preform für eine Gradientenindex-Multimodefaser unter Anwendung einer Innenwand-Rohrabscheidung gelöst, das sich erfindungsgemäß durch ein iterativ ausgeführtes Brechzahl-Profilkorrekturverfahren mit folgenden Schritten auszeichnet: In einem ersten Schritt erfolgt ein Bereitstellen eines Soll-Brechzahlprofils für die zu fertigende Preform.
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In einem zweiten Schritt erfolgt ein Ausführen der Innenwand-Rohrabscheidung mit fest eingestellten Volumenströmen für Reaktanten und gegebenen Brennergeschwindigkeiten für alle abgeschiedenen Schichten.
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Die Preform wird danach kollabiert und es erfolgt ein Ausführen von Messungen des resultierenden Ist-Brechzahlprofils.
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Es erfolgt ein Vergleich des Soll-Brechzahlprofils mit dem Ist-Brechzahlprofil und ein Ermitteln eines Korrekturwertes. Der Korrekturwert wird in korrigierte Brennergeschwindigkeiten umgerechnet. Die korrigierten Brennergeschwindigkeiten dienen dabei als ausschließliche Stellgröße.
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Im Anschluss daran erfolgt ein erneutes Ausführen der Innenwand-Rohrabscheidung mit eingestellten Volumenströmen für Reaktanten und den korrigierten Brennergeschwindigkeiten für alle abgeschiedenen Schichten.
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Der iterative Vorgang wird sodann wiederholt.
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Kerngedanke des Korrekturverfahrens ist es somit, die Korrektur des Brechzahlprofils dadurch vorzunehmen, indem die Brennergeschwindigkeit als alleinige Stellgröße benutzt wird, während die abzuscheidenden Reaktanden mit einem ansonsten gleichbleibenden Volumenstrom eingeleitet werden. Im Gegensatz zu den genannten Vorgehensweisen aus dem Stand der Technik, bei dem die Volumenströme die entscheidenden und schlecht einstellbaren Stellgrößen darstellen, ist die Brennergeschwindigkeit sehr viel leichter und mit einer größeren Feinheit einstellbar. Das Korrekturverfahren wird daher auch zeitlich effektiv ausgestaltet. Zudem hat es sich gezeigt, dass der funktionale Zusammenhang aus der Brennergeschwindigkeit und dem resultierenden Brechzahlprofil sehr einfach ist und explizit angegeben werden kann, sodass dadurch längere Testläufe entfallen können, die sonst viel Erfahrungen und persönliches Fachwissen voraussetzen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Korrekturverfahrens wird die Messung des resultierenden Ist-Brechzahlprofils ortsabhängig entlang der Längsrichtung der kollabierten Preform ausgeführt. Dabei erfolgt der Vergleich zwischen dem Soll-Brechzahlprofil und dem Ist-Brechzahlprofil ortsabhängig entlang der Längsrichtung der kollabierten Preform. Dadurch lassen sich insbesondere ortsabhängige Brechzahlprofile erzeugen und gleichzeitig entsprechend kontrollieren bzw. korrigieren. Natürlich ist dadurch auch eine Kontrolle über die gleichbleibende Qualität des Brechzahlprofils entlang der Längsrichtung der Preform möglich.
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Im Zusammenhang damit kann der Korrekturwert ortsabhängig entlang der Längsrichtung ermittelt werden, wobei die Umrechnung in die korrigierte Brennergeschwindigkeit ebenfalls ortsabhängig erfolgt und die Beschichtung mit einer ortsabhängigen korrigierten Brennergeschwindigkeit ausgeführt wird.
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In jedem Fall wird bei einer zweckmäßigen Vorgehensweise bei dem Korrekturverfahren über die korrigierte Brennergeschwindigkeit eine Änderung der Dicke der jeweils abgeschiedenen Einzelschichten bewirkt, dabei wird jedoch die Summe der Dicken der Einzelschichten konstant gehalten. Durch eine solche Vorgehensweise wird eine Anpassung eines so genannten Profilexponenten des Brechzahlprofils bewirkt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung des Korrekturverfahrens geht eine vom Gesamtvolumenstrom abhängige Abscheidefunktion in die Ermittlung der korrigierten Brennergeschwindigkeit ein, wobei ein Maximum der Abscheidefunktion zur Ermittlung einer ortsabhängigen Dicke der jeweils abzuscheidenden Schicht verwendet wird. Die Abscheidefunktion berücksichtigt die genaue Abscheiderate im Wirkungsbereich des Brenners unter der Einbeziehung der strömenden Reaktionsgase und der Brennerbewegung.
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Vorteilhaft ist insbesondere eine Verwendung des beschriebenen Korrekturverfahrens zur Korrektur eines vom Radius abhängenden beliebigen Brechzahlprofils mit der Eigenschaft dn/dr < 0, also für ein kontinuierlich mit wachsendem Radius abnehmendes Brechzahlprofil.
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Das erfindungsgemäße Korrekturverfahren soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die beigefügten 1 bis 4.
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Es zeigt:
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1 ein graduiertes Brechzahlprofil mit einem Profilexponenten von α0 = 2,07,
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2 ein graduiertes Brechzahlprofil mit einem Profilexponenten von α1 = 2,09,
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3 einen Verlauf normierter Einzelschichtflächen für einen Profilexponent mit einem Soll-Wert von α0 = 2,07 und für eine Korrektur des Profilexponenten mit einem gemessenen Ist-Wert von α1 = 2,09.
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4 eine beispielhafte Abscheidefunktion.
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Ziel des erfindungsgemäßen Korrekturverfahrens ist zum einen die Verminderung sowohl des Geometrietapers als auch des Profiltapers der Preform sowie der aus der Preform gefertigten Faser. Durch einen speziellen Verlauf der Brennergeschwindigkeit im Taperbereich, der üblicherweise für alle Kernschichten gleich ist, kann zunächst nur der Geometrietaper optimiert werden. Dieser ist einfach nur die Summe der Einzelschichttaper und kann dadurch positiv beeinflusst werden.
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Um bei der Fertigung von Gradientenindex-Multimodefasern und deren Preformen neben dem Geometrietaper auch den Profiltaper gezielt zu vermindern, wird die Gleichförmigkeit der Brennergeschwindigkeitsverläufe über alle Kernschichten aufgegeben. Es wird somit davon ausgegangen, dass jede Kernschicht mit einer eigenen Brennergeschwindigkeit aufgebaut wird.
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Das Verfahren zur Profilkorrektur ist nicht beschränkt auf Profilkorrekturen im Taperbereich, sondern kann auch auf beliebige Abweichungen des Ist-Brechzahlprofils vom Soll-Brechzahlprofil entlang des gesamten Substratrohres bzw. entlang der Preform sowohl in Querschnittsrichtung als auch in Längsrichtung angewandt werden. Um eine Eindeutigkeit bei der Profilkorrektur zu sichern, wird für den Verlauf des Brechzahlprofils dn/dr < 0 gefordert. Es wird somit angenommen, dass die Kernbrechzahl innerhalb der Preform mit größer werdendem Kernradius monoton fällt.
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Bei dem Korrekturverfahren wird der Profilverlauf über eine gezielte Veränderung der Kernschichtdicke in Abhängigkeit von deren radialer Position und/oder Nummer der Schicht beeinflusst. Es besteht zusätzlich auch die Möglichkeit, kleine Profilabweichungen entlang der gesamten Länge der Preform zu eliminieren. Die Dickenänderung der Kernschicht wiederum wird durch eine damit zusammenhängende Änderung der Brennergeschwindigkeit bewirkt. Eine derartige Änderung kann in einer sehr kurzen Zeit, insbesondere innerhalb von Sekundenbruchteilen erfolgen. Dadurch lassen sich auch örtlich eng auftretende Profilabweichungen und Inhomogenitäten gezielt ausgleichen und beseitigen.
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Die Profilkorrekturmethode soll am Beispiel der Profilkorrektur einer Preform mit einem Gradientenindex-Brechzahlprofil erläutert werden. Zu Beginn des Korrekturprozesses liegen bei jeder der Kernschichten konstante Einzelschichtflächen vor.
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Unter diesen Bedingungen ergibt sich die radiale Position der Einzelschichten unter der Annahme einer konstanten Einzelschichtfläche durch folgende Beziehung:
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Dabei ist rk/a die relative Radiusposition der abgeschiedenen k-ten Kernschicht in der Preform, k die laufende Nummer der Kernschicht, kmax die maximale Kernschichtzahl und a der Kernradius innerhalb der Preform.
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Das Brechzahlprofil einer Gradientenindex-Multimodefaser wird allgemein dann durch eine Profilfunktion beschrieben, die folgende Gestalt hat:
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Dabei ist Δnk die Brechzahl der k-ten Schicht bei der relativen Radiusposition rk/a, a der Preformkernradius, Δnmax ist die maximale Brechzahldifferenz zwischen dem Zentrum des Kerns und dem Cladding der Preform und α der so genannte Profilexponent.
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Als Beispiel soll zunächst davon ausgegangen werden, dass der Profilexponent des idealen Soll-Brechzahlprofiles bei einer konstanten Einzelschichtdicke α0 = 2,07 betragen soll. Ein derartiges Brechzahlprofil ist in 1 in einem Diagramm gezeigt. Das Diagramm stellt die Brechzahldifferenz Δnk der k-ten Kernschicht in Abhängigkeit von deren normiertem Radius rk/a dar. Unter diesen Bedingungen ergibt sich für die k-te Kernschicht mit dem Radius rk die Brechzahldifferenz Δnk der in 1 dargestellte Verlauf.
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Ändert sich der Profilexponent α, beispielsweise von α0 = 2,07 auf einen neuen Wert α1 = 2,09, dann muss die Brechzahldifferenz Δnk der k-ten Schicht einer neuen Radiusposition r'k zugeordnet werden. 2 zeigt in einem Diagramm den entsprechend veränderten Verlauf des Brechzahlprofils. Dargestellt ist die Brechzahldifferenz Δnk der k-ten Kernschicht in Abhängigkeit von deren normiertem Radius rk/a bei dem Profilexponenten α1 = 2,09.
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Die Berechnung des neuen normierten Kernradius r'
k/a der k-ten Kernschicht erfolgt dann nach folgender Beziehung:
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Die daraus folgende Veränderung der Einzelschichtdicken ist in 3 in einem Diagramm dargestellt. Das Diagramm zeigt den Verlauf der normierten Einzelschichtflächen für einen Profilexponent mit dem Soll-Wert von α0 = 2,07 und für eine Korrektur des Profilexponenten vom gemessenen Ist-Wert von α1 = 2,09 auf den Soll-Wert von α0 = 2,07 als Konvention ist dabei festgelegt, dass die Schichtzählung im Kernzentrum beginnt. Das Diagramm zeigt hier die normierte Kernschichtfläche, die proportional zum normierten Schichtradius und zur Schichtdicke ist, in Abhängigkeit von der Nummer k der jeweiligen Kernschicht. Man erkennt, dass die Korrektur des Profilexponenten nun so vorgenommen werden muss, dass die weiter zum Kernzentrum gelegenen Kernschichten dünner ausgeführt werden müssen, während die weiter außen gelegenen Kernschichten entsprechend dicker auszuführen sind. Als Randbedingung für die Korrektur wird zweckmäßigerweise vorgegeben, dass die Änderung der Einzelschichtdicken im allgemeinen so erfolgt, dass die Summe der Einzelschichtdicken und somit der Kernradius der Preform, unverändert bleibt und damit ausschließlich nur eine Profilparameterkorrektur α durchgeführt wird. Natürlich ist es auch ohne weiteres möglich, eine gleichzeitige Kerndurchmesser-Korrektur und/oder eine Korrektur der numerischen Apertur auszuführen. Dies lässt sich ganz leicht in den genannten Formeln berücksichtigen, indem ein Ist-Wert a' für den Kernradius a gemessen und mit einem geforderten Sollwert a0 verglichen wird. Die jeweiligen Radiuspositionen der k-ten Kernschichten werden durch ein entsprechendes Einsetzen des Sollwertes für den Parameter a bestimmt.
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In einem nächsten Schritt des Korrekturverfahrens werden nun die berechneten Korrekturen der Kernschichtflächen und somit der einzelnen Schichtradien rk in entsprechend korrigierte Werte für die Brennergeschwindigkeit überführt. Die Brennergeschwindigkeit stellt nachfolgend die entscheidende Stellgröße für das Korrekturverfahren dar.
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Die Kernschichtfläche der k-ten Kernschicht F
k ist proportional zum Radius r
k der k-ten Kernschicht und zu deren jeweiliger Dicke d
k. Sofern davon ausgegangen wird, dass die Querschnittsfläche jeder abgeschiedenen Kernschicht als ein Kreisring aufgefasst werden kann, gilt für die Kernschichtfläche F
k = πd
k(r
k + d
k). Die Kernschichtfläche F
k und die Änderung der Kernschichtfläche ist mit der Brennergeschwindigkeit beim Abscheideprozess durch folgende Beziehung verknüpft:
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Dabei bezeichnet ΔVB,k die auszuführende Korrektur der Brennergeschwindigkeit der k-ten Kernschicht, VB,k die Brennergeschwindigkeit der k-ten Kernschicht, ΔFk die auszuführende Korrektur der k-ten Kernschichtfläche und Fk den Betrag der k-ten Kernschichtfläche. Aus der genannten Beziehung lässt sich ablesen, dass eine positive Korrektur ΔFk der Kernschichtfläche eine negative Korrektur ΔVB,k der jeweiligen Brennergeschwindigkeit mit sich bringt. Die Kernschichtfläche nimmt somit zu, wenn der Brenner etwas langsamer bewegt wird und sie nimmt ab, wenn der Brenner schneller verfahren wird.
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Das Korrekturverfahren wird praktisch nun so ausgeführt, dass eine erste Preform hergestellt wird, deren Brechzahlprofil in einem zweiten Schritt vermessen wird. Dieses Ist-Brechzahlprofil wird über die oben genannten Beziehungen im dem Soll-Brechzahlprofil verglichen und es werden die entsprechenden Korrekturwerte für die Einzelradien rk bzw. die Einzeldicken dk bestimmt. Diese können problemlos in korrigierte Werte ΔFk überführt und letztlich in korrigierte Brennergeschwindigkeiten ΔVB,k übersetzt werden. Die korrigierten Brennergeschwindigkeiten ΔVB,k werden anschließend an eine Steuereinheit zur Geschwindigkeitssteuerung des Brenners gegeben, der somit bei der nächsten Preformherstellung mit den korrigierten Verfahrgeschwindigkeiten betrieben wird. Meist lässt sich dann bereits bei der zweiten Preform eine nachhaltige Reduktion in der Abweichung des Profilexponenten erreichen, die innerhalb der zulässigen Toleranzwerte liegt.
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Eine Vervollkommnung des Korrekturverfahrens kann durch die Berücksichtigung der so genannten Abscheidefunktion f erreicht werden. Eine beispielhafte Abscheidefunktion ist schematisch in 4 dargestellt. Der geometrische Ort des Brenners ist hier als x0 bezeichnet. Die von dem Brenner erwärmte Zone der Preform umfasst ein in dem Diagramm mit B bezeichnetes Brennerintervall. Bei dem hier vorliegenden Beispiel wird der Brenner von rechts nach links verschoben, während die Reaktionsgase ebenfalls von rechts nach links die Preform auf der Innenseite des Rohres durchströmen. Die Abscheidefunktion f weist eine asymmetrische Form auf. Die Asymmetrie der Abscheidefunktion ergibt sich im Wesentlichen aus der Richtung des Volumenstromes der Reaktionsgase und der Richtung der Brennerverschiebung. Bei einer Verschiebung des Brenners von rechts nach links verschiebt sich entsprechend die Abscheidefunktion. Zudem wird durch die Richtung des Volumenstromes der Reaktionsgase auch eine Richtung vorgegeben, in der die Abscheidung stattfinden kann. Die abzuscheidenden Partikel können sich praktisch nicht gegen den Volumenstrom bewegen, sondern werden eher vom Volumenstrom mitgetragen.
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Bei der Korrektur der Fläche der k-ten Kernschicht wird erreicht, dass der Abscheidebereich stromabwärts der Brennerzone räumlich ausgedehnt ist, wobei sich das zugeführte Reaktionsgas sowie das Glasmaterial in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark abscheidet. Die Abscheidefunktion berücksichtigt diese räumliche Abscheiderate. Aufgrund dieser örtlichen Ausdehnung der Abscheidefunktion bildet die wirksame Kernschichtflächenänderung in Abhängigkeit vom Gesamtvolumenstrom durch das Rohr ihr Maximum üblicherweise zwischen 5 und 15 cm stromabwärts der Brennerebene aus. Die örtliche Ausdehnung der Abscheidefunktion stromabwärts der Brennerebene ist eine Tatsache, die bei Verwendung von Innen-Abscheideverfahren verfahrensbedingt ist und die Profilkorrektur etwas modifiziert. Die Abscheidefunktion fk(x, t) für eine k-te Kernschicht berücksichtigt somit das Abscheideprofil in der Umgebung eines Ortes x in der Preform und weiterhin die zeitliche Verschiebung des Brenners. Sie hängt somit von Ort und Zeit ab.
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Das Verfahren zur Veränderung der radialen Profilform ist nicht zwangsläufig auf Profiländerungen, die sich durch Änderungen des Profilexponenten beschreiben lassen, beschränkt. Vielmehr lassen sich beliebige Profilformen für die gilt dn/dr < 0 über gezielte Änderungen der Einzelschichtdicke korrigieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand beispielhafter Ausführungsformen erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausführungsbeispiele und Abwandlungen möglich. Diese ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
