DE2415052B2 - Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser

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DE2415052B2 DE19742415052 DE2415052A DE2415052B2 DE 2415052 B2 DE2415052 B2 DE 2415052B2 DE 19742415052 DE19742415052 DE 19742415052 DE 2415052 A DE2415052 A DE 2415052A DE 2415052 B2 DE2415052 B2 DE 2415052B2
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
    • G02B6/0283—Graded index region external to the central core segment, e.g. sloping layer or triangular or trapezoidal layer
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser aus Quarzglas, wobei zunächst ein Rohling mit Schichten, deren Brechungsindizes nach außen hin abnehmen, durch Abscheiden von Quarzglas aus der Gasphase erzeugt wird und wobei durch einen nachfolgenden Ziehprozeß der Rohling zu einer Lichtleitfaser umgeformt wird.
Lichtleitfasern dienen der optischen Signalübertragung. Sie müssen von hoher Qualität sein, so daß mit Daten modulierte Lichtsignale möglichst nicht durch Unregelmäßigkeiten im Faseraufbau gestört werden. Daher sind Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern notwendig, die eine hohe Qualität der Fasern gewährleisten.
In der DE-OS 19 09 433 ist ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern beschrieben, durch welches zunächst in zwei getrennten Arbeitsgängen ein aus Siliziumdioxid und Titandioxyd bestehender Quarzglaszylinder und ein aus reinem Siliziumdioxyd bestehendes Quarzglasrohr durch Gasabscheideprozesse hergestellt werden. Durch Einschieben des Zylinders in das Rohr entsteht ein Rohling aus einem Kern- und einem Mantelkörper. Dieser Rohling wird anschließend s zu einer Kernmantelfaser ausgezogen.
Ti otz eines hohen Aufwandes bei der Bearbeitung der aneinander angrenzenden Oberflächen für einen guten Paßsitz des Zylinders in dem Rohr weist die ausgezogene Faser im Kernmantelübergangsgebiet Spannungen und Schlieren, u.U. auch Bläschen auf, welche für die zu leitenden Lichtsignale störende Streuzen tren bilden.
Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es daher, ein einheitliches einfaches Verfahren anzugeben, durch welches die Herstellung von Lichtleitfasern ermöglicht wird, welche Lichtsignale störungsfrei führen.
Bei diesem Verfahren entsteht zunächst ein Rohling mit einer auf dem Träger anliegenden Materialfolge, die hinsichtlich der Brechzahl aufeinander gut angepaßt ist Da der Träger ein in Faserziehrichtung konisch auslaufendes Ende aufweist, braucht dieser beim Ausziehen des Rohlings zur Faser nicht entfernt werden. Er bewirkt vielmehr, daß das Schichtenmaterial bei der ;euiti Ausziehen nötigen Temperatur entlang des konischen Trägerteils zur Faserform zusammengeführt wird, weshalb keinerlei Gaseinschlüsse entstehen können.
Die fertige Faser weist weder Spannungen noch Schlieren auf.
Zum näheren Verständnis wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Innerhalb eines Quarzrohres 1 ist ein Träger 2 aus hochreinem Graphit angeordnet, der vorteilhafterweise durch eine HF-Spule 3 induktiv beheizt wird. Zur Erzeugung einer ersten Quarzschicht 4 auf dem Träger 2 wird in Richtung der Pfeile vorteilhiifterweise gasförmiges SiH4 und O2 in das Quarzrohr eingeleitet. Die Gase reagieren bei ca. 4000C unter Bildung von Quarz und Wasserdampf gemäß der Reaktionsgleichung
SiH4+ 2 O2-SiO2+ 2 H2O.
Durch gleichzeitiges Beimengen von titanhaltigen Gasen setzt sich titandotiertes SiO2 auf der Oberfläche des Trägers 2 ab, wobei durch den im Gasstrom enthaltenen Titananteil der Brechungsindex der Quarzschicht vorgegeben wird. Durch die relativ niedrige
so ReakticMistemperatur wird die Gefahr verringert, daß das Material des Trägers angegriffen wird und daß dadurch Spuren des Trägermaterials in das Quarzglas gelangen, die nach dem Ausziehen zur Faser deren Lichtfülirung beeinträchtigen würden.
Anschließend wird zur Erzeugung einer auf die Schicht 4 folgenden Schicht 5 mit einem Brechungsindex, der geringer ist als der Brechungsindex der Schicht 4, entweder der Titananteil im Gasstrom variiert oder es werden zur Ablagerung von weiterem Siliziumdioxydmaterial 5 auf der ersten Siliziumdioxydschicht 4 insbesondere gasförmige Siliziumchlorverbindungen sowie geeignete Reaktionsgase in das Quarzrohr 1 eingelei tet und im Träger 2 die benötigte Reaktionstemperatur eingestellt.
Bei Verwendung von SiCU sowie CO2 und H2 als Reaktionsgase entsteht bei einer erhöhten Temperatur von ca. 12000C Siliziumdioxyd sowie CO und HCl. SiO2 setzt sich auf der ersten Quarzschicht 4 ab, während das
HCl entweicht Trotz dieser erhöhten iren wird nun das Material des Trägers nicht n, da es von der festen Quarzschutzschicht 4 ist. Der Reaktionstemperaturbereich liegt ere zwischen 10000C und 14000C.
der titandotierten Quarzschicht 4 abgelagerte kann zur Erzeugung eines nach außen den Brechungsindexprofils mit einem gerinananteil oder mit anderen Stoffen dotiert
s'bar nach der Fertigstellung dieses auf dem
10 Träger 2 angeordneten aus den Schichten 4 und 5 bestehenden Rohlings wird dieser insbesondere bei einer Temperatur zwischen 1500° C und 2000° C zu einer Lichtleitfaser ausgezogen.
Eine Kernmantelfaser entsteht, wenn die Schichten 4 und 5 je einen festen Brechungsindex aufweisen, eine Gradientenfaser ergibt sich, wenn an die Schicht 4 mit einem festen Brechungsindex eine Schicht 5 mit nach außen kontinuierlich abnehmenden Brechzahlprofil angelagert ist
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser aus Quarzglas, wobei zunächst ein Rohling mit Schichten, deren Brechungsindizes nach außen hin abnehmen, durch Abscheiden von Quarzglas aus der Gasphase erzeugt wird und wobei nachfolgend aus dem Rohling eine Lichtleitfaser gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten aus Quarzglas mit nacheinander abnehmenden Brechungsindizes auf einem festen, auiheizbaren Träger mit einem konisch auslaufenden Ende abgeschieden werden und daß unmittelbar danach das entstandene Schichtensystem zur Lichtleitfaser ausgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger induktiv beheizt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung aller an den Träger angrenzenden Schichten SiH4 verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der ersten an den Träger angrenzenden Schicht SiH4 verwendet wird und zur Erzeugung der an die erste Schicht anschließenden Schichten Siliziumchloridverbindungen verwendet werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten zur Erzeugung unterschiedlicher Brechungsindizes mit einem Stoff in unterschiedlicher Konzentration oder mit unterschiedlichen Stoffen dotiert werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten bei einer Temperatur von 400 bis 14000C abgeschieden werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser bei einer Temperatur von 1500 bis 2000° C ausgezogen wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus hochreinem Graphit besteht.
DE19742415052 1974-03-28 1974-03-28 Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser Expired DE2415052C3 (de)

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