DE2454293B2 - dielektrischer optischer Wellenleiter, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung - Google Patents
dielektrischer optischer Wellenleiter, Verfahren zu dessen Herstellung und seine VerwendungInfo
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Description
SiOj
B2O3
Na2O
353
41
23,7.
SiO2
B2O3
Na2O
60
13
27.
6. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
SiO2
B2O3
Na2O
25
50
25.
7. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
SiO2
B2O3
Na2O
25
58
57.
8. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
SiO2
B2O3
Na2O
37
43
20.
9. Glas nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
SiO2
B2O3
Na2O
38
44,5
17,5.
10. Verfahren zur Herstellung des Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durch Schmelzen der
entsprechenden Gemenge, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Glasschmelze ein Gemisch aus
Kohlenmonoxid und Kohlendioxid geblasen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß es mit einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid durchgeführt
wird, dessen Anteil an Kohlenmonoxid maximal 20% beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch II, dadurch
gekennzeichnet, daß es mit einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid durchgeführt
wird, dessen Anteil an Kohlenmonoxid 9 bis 18% beträgt.
4. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch fol£*nde Grundzusammensetzung in Gew.%:
5. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 500 ml/min pro kg
Gemenge durch die Glasschmelze geblasen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschmelze während des Durchblasen des Kohleijnonoxid-Kohlendioxid-Gemisches durch die Glasschmelze
auf einer Temperatur von 800 bis 14000C gehalten
wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Durchblasen im wesentlichen 110O0C beträgt und im
Anschluß an das Durchblasen des Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemisches durch die Glasschmelze
bei oder unterhalb 1100° C gehalten wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenmonoxld-Kohlendioxid-Gemisch 30—60 min lang durch die
Glasschmelze geblasen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschmelze bis zu 40 h
lang zum Entweichen von Gasblasen daraus geläutert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17 mit Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschmelze in
Luft geläutert wird.
19. Verwendung des Glases oder der Gläser nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung des
Kerns und des Mantels eines dielektrischen optischen Wellenleiters.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Na2O-B2O3-SiOr
Glas zur Herstellung dielektrischer optischer Wellenleiter, ein Verfahren zu dessen Herstellung und die
Verwendung dieses Glases.
Für die Herstellung dielektrischer optischer Wellenleiter, die zur Verwendung in Nachrichtenübertragungssystemen geeignet sind, muß sichergestellt sein, daß der
Verlust in den dielektrischen optischen Wellenleitern in der Größenordnung von 20 dB/km oder weniger
beträgt. Diese Forderung stellt hohe Ansprüche an die Qualität von Gläsern, aus denen die dielektrischen
optischen Wellenleiter hergestellt sind. So ist es beispielsweise wichtig, daß derartige Gläser eine
niedrige Konzentration an Übergangsmetallionen besitzen, die Absorptionsbanden hervorrufen. Ebenso ist von
Bedeutung, daß in den Gläsern keine Phasentrennung und Entglasung eintritt, da diese Effekte, auch wenn sie
in nur geringem Maße auftreten, zu einem hohen Streuverlust in den Gläsern führen.
Bis jetzt wurde mit reinem und gedoptem Quarzgut der größte Erfolg erzielt. Es ist möglich, Quarzgut in
extrem reinem Zustand herzustellen, so daß durch Verunreinigungen hervorgerufene Absorptionsverluste
bei dem niedrigen Wert νοπ 2 dB/km liegen. Zur
Erzeugung anderer Gläser mit einem von reinem Quarzgut verschiedenen Brechungsindex werden geringe Mengen von Dotierstoffen zugesetzt, beispielsweise
Titandioxid. So können dielektrische optische Wellenleiter mit einem Kern aus reinem Quarzgut und einer
Umhüllung aus dotiertem Quarzgut hergestellt werden. Derartige dielektrische optische Wellenleiter besitzen
einen extrem niedrigen Verlust. Bedingt durch den
höheren Erweichungspunkt von Quarzgut treten allerdings bei der Herstellung dielektrischer optischer
Wellenleiter aus diesen Materialien Schwierigkeiten auf. So beruht die zur Herstellung dielektrischer optischer
Wellenleiter verwendete übliche Technik darauf, eine aus einem ummantelten Stab bestehende Vorform
herzustellen und diese dann zur Erzeugung des dielektrischen optischen Wellenleiters durch Ziehen auf
den jeweiligen geeigneten Durchmesser zu bringen.
Unter dem Gesichtspunkt einer günstigen Herstellung ist die Doppeltiegeltechnik zum Ziehen von Fasern
ideal. Bei diesem Verfahren werden zwei Gläser geschmolzen, eines in einem ersten und das andere in
einem zweiten Tiegel, wobei sich der erste Tiegel innerhalb des zweiten befindet Beide Tiegel besitzen
Ziehdüsen. Der so erzeugte Faden ist ummantelt und kann als dielektrischer optischer Wellenleiter dienen.
Die Doppeltiegeltechnik erfordert allerdings Gläser von ideal niedrigem Schmelzpunkt Derartige Gläser
sind jedoch kompliziert zusammengesetzt und enthalten in der Regel mindestens drei Oxide, was die
Schwierigkeit mit sich bringt, die Glasverluste hinreichend niedrig zu halten, um eine Herstellung zufriedenstellender
dielektrischer optischer Wellenleiter zu ermöglichen.
Die Erfindung geht von einem besonderen Glassystem, nämlich dem NaA-BArSiOrSystem aus, das
Gläser von relativ niedrigem Schmelzpunkt liefert Dieses Glassystem ist beispielsweise aus der GB-PS
1 94 888 mit 60 bis 90% SiO2, 2 bis 30% B2O3 und 8 bis
15% NaA aus der US-PS 22 21 709 mit 55 bis 70% SiO2, 21,5 bis 35% B2O3 und 8,5 bis 10% Na2O und aus
der FR-PS 15 64 312 mit 50 bis 85% SiO2, 10 bis 40% B2O3 und 44 bis 10% Na2O bekannt, wobei im letzteren
Fall zur Färbung noch 0,08 bis 0,24% Cr2O3 zugesetzt
sind. Dieses Glassystem diente nach dem Stand der Technik jedoch nicht der Herstellung dielektrischer
optischer Wellenleiter.
Um zur Verwendung in dielektrischen optischen Wellenleitern verwendbar zu sein, müssen derartige
Gläser niedrige Absorptions- und Streuverluste aufweisen, wobei die kombinierten Verluste weniger als
20 dB/km in der Glasmasse betragen. Dies bedeutet notwendigerweise, daß die Gläser frei von Phasentrennung
und Entglasung sein und eine riedrige Konzentration an Übergangsmetallionen aufweisen müssen, die im
sichtbaren oder nahen Infrarotgebiet des Spektrums Absorptionspeaks hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Na2O-B2O3-SiO2-GIaS zur Herstellung dielektrischer
optischer Wellenleiter, das möglichst niedrige Absorptions- und Streuverluste aufweist, frei von Phasentrennung
und Entglasung ist und eine niedrige Konzentration an Übergangsmetallionen hat, die im sichtbaren
oder nahen Infrarotgebiet des Spektrums Absorptionspeaks hervorrufen, und ein geeignetes Herstellungsverfahren
hierfür zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst dadurch gelöst, daß das Glas durch eine innerhalb der
Fläche A in Fig. 1 definierte Zusammensetzung sowie
durch einen Gehalt von 0,01 bis 5 Gew.% eines Redoxpuffer-Oxids gekennzeichnet ist.
Vorzugsweise ist das Redoxpuffer-Oxid Arsentrioxid.
Ausgestaltungen der Glasgrundzusammensetzung sind in den Ansprüchen 3 bis 9 gekennzeichnet.
Gegenstand der ErfirHung ist außerdem ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Glases durch Schmelzen der entsprechenden Gemenge, mit dem
Kennzeichen, daß durch die Glasschmelze ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid geblasen wird.
Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 11 bis 18 gekennzeichnet
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des Glases oder der Gläser gemäß der Erfindung
zur Herstellung des Kerns und des Mantels eines dielektrischen optischen Wellenleiters.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert;
es zeigt
F i g. 1 einen Zusammensetzungsbereich von Gläsern im Soda-Borsilikat-System;
Fig.2 eine Darstellung von Kurven gleichen
Brechungsindex für das Soda-Borsilikat-System; und
Fig.3 eine Darstellung von Kurven gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten für das Soda-Borsilikat-System.
Es wurde festgestellt, daß Gläser »nit einer im Gebiet
Λ von F i g. 1 liegenden Zusammensetzung im Gegensatz zu den Gebieten B und C in einer zur Verwendung
in dielektrischen optischen Wellenleitern, geeigneten Form hergestellt werden können. Es wurden Gläser der
in Tabelle 1 angegebenen Gew.%-Zusammensetzungen hergestellt, die einen geeignet niedrigen Verlust
aufwiesen und so zur Verwendung in dielektrischen optischen Wellenleitern geeignet waren.
Tabelle I | SiO2 | B2O3 | Na2O |
Glas Nr. | 50 | 22,5 | 27,5 |
1 | 35,3 | 41 | 23,7 |
2 | 60 | 13 | 27 |
3 | 25 | 50 | 25 |
4 | 25 | 58 | 17 |
5 | 37 | 43 | 20 |
6 | 38 | 44,5 | 17,5 |
7 | 58 | 27 | 15 |
8 | 57 | 25 | 18 |
9 | 47,2 | 31,1 | 21,7 |
IO | 52 | 23 | 25 |
11 | 53,5 | 24 | 22,5 |
12 | 55,5 | 24,5 | 20 |
13 | 57 | 25,5 | 17,5 |
14 | 46,5 | 20,5 | 33 |
15 | 23,5 | 46,5 | 30 |
16 | 24 | 48,5 | 27,5 |
17 | 26 | 51,5 | 22,5 |
18 | 27 | 53 | 20 |
19 | 27,5 | 55 | 17,5 |
20 | 50 | 25 | 25 |
21 | 45 | 30 | 25 |
22 | 40 | 35 | 25 |
23 | 35 | 40 | 25 |
24 | 30 | 45 | 25 |
25 | 70 | 10 | 20 |
26 | 60 | 20 | 20 |
27 | 70 | 20 | IO |
28 | |||
Die Zusammensetzungen sind durch X in Fig. 1 eingetragen.
Es wurde festgestellt, daß alle in das Gebiet A von
F i g. 1 fallenden Zusammensetzungen zur Verwendung in dielektrischen optischen Wellenleitern geeignet sind.
Gläser mit derart definierten Zusammensetzungen sollten entsprechend niedrigen Streuverlust aufweisen,
da sie außerhalb des Gebiets der Phasentrennung, C, sowie innerhalb des Glnsbildungsgebietes liegen, so daß
keine Entglasung und keine Keimbildung eintreten sollten. Die in Tabelle I aufgeführten Gläser enthalten
aufgrund des Herstellungsverfahrens 0,1% Arsentrioxid.
Das Hauptproblem bei der Herstellung von für dielektrische optische Wellenleiter geeigneten Gläsern
im Soda-Borsilikat-System liegt darin, sicherzustellen, daß die durch Verunreinigungen von in der Hauptsache
Eisen und Kupfer hervorgerufene optische Absorption annehmbar niedrig ist Bei durch übliche Verfahren
hergestellten Glasern beträgt der Extinktionskoeffizient von Kupfer 500—1200 dB/km · ppm und der Extinktionskoeffment des Eisens etwa 2 dB/km ■ ppm.
Kupfer und Eisen sind üblicherweise in einem Verhältnis von 10 Teilen Eisen zu 1 Teil Kupfer
anwesend. Der Eisen-Absorptionsverlust ist bedingt durch Eisen im zweiwertigen oder reduzierten Zustand,
d.h. durch Fe++-Ionen, während der Kupfer-Absorptionsverlust durch Kupfer im zweiwertigen bzw.
oxidierten Zustand, d. h. durch Kupfer+ +-Ionen hervorgerufen ist Die Oxidationsreaktionen sind folgende:
Fe + + +1/4 Ojfa Fe+ + + +1/2 O- -Cu+ + l/4O*fc* Cu++ + 1/2 0--.
Die Anforderungen an den Reduktionszustand des Gases zur Minimalisierung der Absorptionsverluste von
Eisen und Kupfer sind infolgedessen entgegengesetzt, und es erscheint auf den ersten Blick unmöglich, den
kombinierten Absorptionskoeffizienten zu reduzieren.
Es wurde nun aber festgestellt, daß der totale Absorptionskoeffizient for einen bestimmten Redoxzustand minimal wird. Mit diesem Redoxzustand hergestellte Gläser ergaben tatsächlich einen hinreichend
niedrigen Absorptionskoeffizienten, was ihre Verwendung in dielektrischen optischen Wellenleitern ermöglicht; der Gesamtverlust aus Gläsern in diesem
optimalen Redoxzustand hergestellter dielektrischer optischer Wellenleiter liegt typischerweise unter
22 dB/km, wobei der größere Teil dieses Verlustes durch Wasser bedingt ist
Zur Herstellung von Glas mit dem erwünschten Reduktionszustand wird ein reduzierendes Gas, d. h. ein
Gas mit einem sehr niedrigen effektiven Sauerstoffpartialdruck, in diesem Fall ein Gemisch von Kohlendioxid
und Kohlenmonoxid, durch das Glas geperlt, wobei das
Kohlenmonoxid maximal 20% des Gasgemisches ausmacht Wenn das Glas an Luft geläutert wird, sollte
das Kohlendioxid-Kohlenmonoxid-Gemisch 9—18% Kohlenmonoid enthalten, was einen effektiven Sauerstoffpartialdruck in der Größenordnung von 10—13 at
bei 1000° C ergibt Das Durchblasen dient ebenso auch
zur Homogenisierung und Trocknung des Glases. Die Glasschmelze befindet sich während des Einblasens auf
einer Temperatur zwischen 800 und 1400° C Für Chargen von 200—1000 g wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemisches von 100 ml/min verwendet; die Behandlung
wird zwischen 1/2 und 1 h aufrechterhalten. Das Einblasen kann geschehen, sobald die Gesamtmaterialien geschmolzen sind, oder auch nach dem Schmelzen
der Charge einige Zeit aufgeschoben werden. Es wurde festgestellt, daß der Kupfer-Absorptionsverlust mit
steigender Schmelztemperatur des Glases fällt, der EsseB-Absorpöonsverhist hingegen steigt, wenn die
Temperatur der Glasschmelze angehoben wird. Die Schmelztemperatur ist infolgedessen ein wichtiger
Parameter bei der Herstellung von Gläsern mi minimalem Absorptionsverlust. Es wurde festgestellt
daß optimale Ergebnisse bei einer Schmelztemperatui von 1100°C erhalten werden. Die Abhängigkeit de:
Absorptionsverlustes von der Temperatur ist mit großei Wahrscheinlichkeit durch den Temperatureinfluß au
den Redoxzustand des Glases bedingt.
Ebenso wurde festgestellt, daß der durch Kupfer unc
Eisen hervorgerufene Absorptionsverlust vom Boroxid
ίο gehalt des Glases abhängt, wobei der Absorptionsver
lust mit steigendem Boroxidgehalt fällt. Eine zuverlässi ge Deutung dieses Effekts kann noch nicht gegeber
werden. In dieser Weise behandelte Gläser besitzet typischerweise einen Extinktionskoeffizienten für Kup
fer von 100—200 dB/km · ppm und für Eisen vor 30—50 dB/km · ppm.
Aufgrund des Wellenlängenunterschieds zwischer den Absorptionspeaks von Kupfer(II) und Eisen(II) be
810 bzw. 1060 nm (bei 800 nm beträgt die Eisen(Il)-Ab
sorption etwa 60% ihres Peakwertes), der verschiede
nen Konzentrationen von Kupfer und Eisen im GIa; sowie des (später diskutierten) Einflusses des Arsentri
oxids in der Schmelze ist eine genaue Erklärung unmöglich, warum der durch Kupfer und Eisen bedingte
Absorptionsverlust für einen bestimmten Redoxzustanc minimal ist
Es ist zu betonen, daß das zur Herstellung dei erfindupssgemäßen Gläser verwendete Ausgangsmate
rial handelsüblich erhältlich ist. Derartiges Chargenma
terial enthält üblicherweise zwischen 0,1 und 0,4 pprr
Eisen, 0,01 —0,04 ppm Kupfer, unter 0,05 ppm Chrotr und weniger als 0,0t ppm an allen übrigen Elementen. E;
ist zu vermuten, daß durch Reduzierung des Gehalts de; Chargenmaterials an Verunreinigungen eine weitere
weiteren Maßnahmen getroffen werden, verändert siel
allerdings bei Beendigung des Gasstroms durch da
Glas der Redoxzustand rasch. Da jedoch das Glas einig«
Stunden im geschmolzenen Zustand verbleiben muß, un das Entweichen von Gasblasen aus der Schmelze zi
ermöglichen, würde dies bedeuten, daß das resultieren
de Glas infolge Veränderung des Redoxzustands keiner
optimalen Absorptionskoeffizienten mehr aufweist
weitere Veränderungen des Redoxzustands eintreten.
lien vorzugsweise 0,1 — 1 Gew.% Arsentrioxid züge
setzt Das Arsentrioxid wirkt dabei als Puffer ^igei
Veränderungen des Redoxzustands, so daß die Schmel ze bei hoher Temperatur über eine beträchtlich lang«
Zeit (bis zu 40 h) ohne größere Veränderung de
ss Redoxzustands gehalten werden kann. Der Zusatz voi
Arsentrioxid ermöglicht so, das Glas zu läutern, zi Stäben zu ziehen und in einem Doppeltiegel wiede
aufzuschmelzen, wobei der durch die Kohlendioxid Kohlenmonoxki-Behandhmg induzierte optimal niedri
ge Absorptionsverlust erhalten bleibt. Die einzig«
Forderungen bezüglich der der Schmelze zugesetzter
Menge Arsentrioxid sind, daß die Konzentration ai Arsen in der Schmelze erheblich Ober der gemeinsan
betrachteten Konzentration an Eisen und Kupfer liegi
sowie, daß die Arsentrioxidkonzentration andererseits
nicht so hoch ist, daß die Eigenschaften des Glase stärker modifiziert werden. Diese Bedingungen werdei
als erfüllt angesehen, wenn die der Schmelze zugesetzt«
Menge Arsentrioxid zwischen O1Ot und 5 Gew.% liegt.
Die optimale Menge Arsentrioxid beträgt etwa 1%. Reduzierte Gläser weisen mit 15 — 25 dB/km im
Vergleich zu 80—!20 dB/km bei oxidierten Gläsern erheblich günstigere bulk-Verluste auf (Newns at al.:
»Low-Loss Glass for Optical Transmission, Electronics Letters« Vol. 10,No. 10, Mai 1974).
Bei &"> Auswahl von Glaspaaren aus dem Soda-Borsilikat-System zur Herstellung dielektrischer optischer
Wellenleiter (d. h. zweier Gläser, eines für den Kern, des anderen für die Außenhülle des dielektrischen optischen
Wellenleiters) muß sichergestellt sein, daß die Gläser eine geeignete Differenz des Brechungsindex aufweisen,
typischerweise 1%, sowie ferner, daß die Ausdehnungskoeffizienten ähnlich sind, damit der gezogene dielektrische optische Wellenleiter spannungsfrei ist. Diese
Auswahl geeigneter Zusammensetzungen kann mit Hilfe der Fig.2 und 3 geschehen; Fig.2 zeigt
angenäherte Kurven konstanten Brechungsindex für variierte Zusammensetzung, Fig.3 angenäherte Kurven konstanten Ausdehnungskoeffizienten in Abhängigkeit von der Zusammensetzung. Aus Fig.3 ist
ersichtlich, daß die Gläser 1, 2 und 3 der Tabelle I praktisch denselben Ausdehnungskoeffizienten besitzen
und so die Herstellung spannungsfreier dielektrischer optischer Wellenleiter ermöglichen. Wie bereits erwähnt, fällt der Absorptionsverlust mit steigendem
Borsäuregehalt; Glas 3 besitzt entsprechend den niedrigsten Verlust, es folgt Glas 1; Glas 2 weist den
höchsten Verlust auf. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß Glas 3 einen niedrigeren Brechungsindex als die Gläser 1
oder 2 besitzt. Dielektrische optische Wellenleiter
können entsprechend mit Kernen aus den Gläsern I und
2 und Umhüllungen aus Glas 3 hergestellt werden. Glas 2 würde zunächst als das beste Kernglas erscheinende
es den niedrigsten Verlust aufweist. Dielektrische optische Wellenleiter, die aus Glas 2 (Kern) und Glas 3
(Mantel) hergestellt sind, weisen jedoch sehr hohe Spannung auf (bei der Beobachtung im Polarisationsmikroskop stark doppelbrechend). Darüber hinaus bilden
sich beim Ziehen dielektrischer optischer Wellenleiter aus den Gläsern 2 und 3 aus einem Doppeltiegel große
Mengen elektrolytischer Blasen bzw. Fehler, wodurch der dielektrische optische Wellenleiter einen höheren
Streuverlust (in diesem Fall Streuung an der Grenze Kern-Mantel) aufweist.
Bei mit einem Kern aus Glas 1 und einem Mantel aus Glas 3 hergestellten dielektrischen optischen Wellenleitern wurde festgestellt, daß sie spannungsfrei sind und
die elektrolytische Blasenbildung erheblich reduziert ist. Glasnaare für dielektrische optische Wellenleiter
sollten also Zusammensetzungen besitzen, die so nahe aneinanderliegen, wie es mit den Brechungsindex-Erfordernissen verträglich ist. Ein Verfahren zur Auswahl
geeigneter Zusammensetzungen besteht darin, Gläser auszuwählen, die an einer Linie gleichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten liegen, die im wesentlichen rechtwinklig zu den Linien gleichen Brechungsindex
verläuft.
Dielektrische optische Wellenleiter mit besonders wünschenswerten Eigenschaften wurden ebenso auch
aus Glas 2 als Kernglas und den Gläsern 6 oder 7 als Mantelgläsern hergestellt.
Claims (3)
1. Na2O-B2O3-SiOrGIaS zur Herstellung dielektrischer optischer Wellenleiter, gekennzeichnet
durch eine innerhalb der Fläche A in Fig. 1 definierte Zusammensetzung sowie durch einen
Gehalt von 0,01 bis 5 Gew.% eines Redoxpuffer-Osids.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Redoxpuffer-Oxid Arsentriojrid ist
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Grundzusammensetzung in Gew.%:
SiO2
B2O3
Na2O
50
22J5
27,5.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5170209A (en) * | 1974-12-14 | 1976-06-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Kotomeigarasuo seizosuru hoho |
ATE16001T1 (de) * | 1979-04-04 | 1985-10-15 | Post Office | Glas fuer den kern einer optischen faser, dieses glas enthaltende fasern und verfahren zur herstellung dieses glases. |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1449793A (en) * | 1920-11-29 | 1923-03-27 | Corning Glass Works | Glass and process of making same |
US2221709A (en) * | 1938-01-29 | 1940-11-12 | Corning Glass Works | Borosilicate glass |
US3495964A (en) * | 1967-05-11 | 1970-02-17 | Corning Glass Works | Method of making bluish-green borosilicate glasses |
JPS5722900B2 (de) * | 1972-07-12 | 1982-05-15 | ||
JPS4929653A (de) * | 1972-07-12 | 1974-03-16 |
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GB1507711A (en) | 1978-04-19 |
JPS5114915A (de) | 1976-02-05 |
DE2454293A1 (de) | 1976-02-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
OD | Request for examination | ||
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: NEWNS, GEORGE REGINALD, HINTLESHAM, SUFFOLK, GB BEALES, KEITH JOHN, HENLEY, SUFFOLK, GB |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BRITISH TELECOMMUNICATIONS P.L.C., LONDON, GB |
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: BEETZ SEN., R., DIPL.-ING. BEETZ JUN., R., DIPL.-ING. DR.-ING. TIMPE, W., DR.-ING. SIEGFRIED, J., DIPL.-ING. SCHMITT-FUMIAN, W., PROF. DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |