DE2625010B2 - Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings für optische Fasern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings für optische FasernInfo
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Description
Die Entwicklung von optischen Fasern ist in den letzten Jahren sehr schnell vorwärts geschritten und hat
nunmehr ein Stadium erreicht, bei dem zufriedenstellende Ergebnisse bei Versuchsherstellungen und Produkte
erzielt werden, die einen sehr geringen Verlustfaktor im Bereich von einigen dB/km aufweisen. Die bislang
entwickelten verlustarmen optischen Fasern bestehen überwiegend aus Quarzglas, das durch chemische
Abscheidung aus der Dampfphase modifiziert worden ist und einem Quarzmaterial, das mit einer geringen
Menge mindestens eines der Oxide B2O3, TiO2, P2Os,
GeO2 etc. dotiert worden ist.
Die als am wirksamsten bekannte Methode zur Herstellung solcher optischen Fasern ist das folgende
Verfahren (das weiter unten genauer erläutert werden wird).
Zunächst wird ein Glasrohr mit einer in radialer Richtung des Rohres kontinuierlich oder diskontinuierlich
variierender Brechungsindex hergestellt, indem man die Innenwand eines zuvor hergestellten Basisglasrohres
mit einer Glasschicht bedeckt, die einen Brechungsindex aufweist, der sich von dem des
Basisglasrohrs unterscheidet, oder indem man eine Glasschicht mit demgleichen Brechungsindex wie das
Basisglasrohr und eine andere Glasschicht mit unterschiedlichem Brechungsindex aufbringe, was man durch
chemisches Aufdampfen oder in anderer bekannter Weise erreichen kann. Das in dieser Weise erhaltene
Glasrohr wird dann durch direktes Erhitzen gezogen, oder wird zunächst zu einem massiven Glasstab (der im
folgenden als Vorformling bezeichnet wird) verformt, dann erhitzt und zur Verminderung des Durchmessers
gezogen, so daß man schließlich eine extrem feine und massive Faser erhält.
Zur Herstellung eines Vorformlings für die optische Faser, dessen Kern und dessen äußerer Durchmesser
eine runde Querschnittsform aufweisen, mit Hilfe des genannten bekannten Verfahrens ist es erforderlich, daß
man die Sauerstoff-Wasssrstoff-Brennerflamme symmetrisch auf die Achse des Glasrohres richtet (was
bedeutet, daß die Heiztemperatur und der Winddruck des Sauerstoff-Wasserstoff-Brenners symmetrisch sind)
und daß man eine symmetrisch zu der Achse des Glasrohrs verlaufende Zentrifugalkraft einwirken läßt.
Da die durch die Zentrifugalkraft entwickelte Umfangsspannung auf den inneren Durchmesserbereich des
Glasrohrs wirkt, besteht die Möglichkeit, daß selbst eine äußerst geringe Asymmetrie der durch die Zentrifugalkraft
verursachten Belastung direkt zu einer elliptischen Verformung des Kernquerschnitts führt Somit stellt
diese Methode eine sehr instabile Technik zur Herstellung von Glasstäben aus Glasrohren dar.
Da nur eine sehr geringe Änderung des äußeren Durchmessers längs der Gesamtlänge des Vorformlings für die optische Faser auftritt, ist es äußerst schwierig, den Grad der Kreisförmigkeit konstant zu halten. Weiterhin ist diese Methode für die industrielle
Da nur eine sehr geringe Änderung des äußeren Durchmessers längs der Gesamtlänge des Vorformlings für die optische Faser auftritt, ist es äußerst schwierig, den Grad der Kreisförmigkeit konstant zu halten. Weiterhin ist diese Methode für die industrielle
lü Massenproduktion ungeeignet und die Produkte sind
schlecht reproduzierbar. Dies hat weitere Schwierigkeiten bei dem Verbinden der optischen Fasern zur Folge.
Die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung besteht nun darin, ein wirksames Verfahren
zur Herstellung eines Vorformlings anzugeben, das keine komplizierten Schritte und Vorrichtungen erfordert
und das zu optischen Fasern führt, die sowohl einen praktisch perfekt kreisförmigen Querschnitt aufweisen
und bei denen auf der anderen Seite auch die Form der durch das chemische Aufdampfverfahren gebildeten
Glasschicht einem perfekten Kreis angenähert ist
Die Zeichnungen zeigen
in den Fig. IA, IB und IC schematische Ansichten, die
die Schritte eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von optischen Fasern verdeutlichen;
in den F i g. 2A und 2 B schematische Ansichten, die die
wesentlichen Schritte des erfindungsgemäflen Verfahrens
zur Herstellung der optischen Fasern erläutern;
in den Fig.3A, 3B und 3C anhand von Kurven die
in den Fig.3A, 3B und 3C anhand von Kurven die
jo Meßwerte der Abmessungen eines nach dem erfindungsgemäßen und nach einem herkömmlichen Verfahren
erhaltenen Vorformlings oder Glasstabs, wobei die in Fig.3A die Elliptizität des äußeren Umfangs der
Vorformlinge und die F i g. 3B die Elliptizität des Kerns und die F i g. 3C die äußeren Durchmesser wiedergeben;
in den F i g. 4A, 4B und 4C die Bereiche des Glasrohrs, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und nach
dem herkömmlichen Verfahren zu einem Glasstab verformt werden;
in F i g. 5 an Hand einer Kurve die Meßergebnisse, die bei der Bestimmung der Elliptizität des äußeren
Umfangs eines Quarzrohrs ermittelt wurden, nachdem eine Phosphosilikatglasschicht auf die Innenwand des
Rohrs aufgetragen wurde; und
in den Fig.6A und 6B an Hand von Kurven die Ergebnisse, die beim Ausmessen der Elliptizität des
äußeren Umfangs und der Elliptizität des Kerns von Faservorformlingen erhalten wurden, die nach einem
herkömmlichen Verfahren und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des durch die
F i g. 5 erläuterten Quarzrohrs hergestellt wurden.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei vor der Erläuterung ihrer bevorzugten
Ausführungsformen ein typisches herkömmliches Verfahren zur Herstellung von optischen Fasern beschrieben.
An Hand der F i g. 1 sei ein Verfahren zur Herstellung von optischen Fasern erläutert, bei dem bekannte
chemische Aufdampftechniken Anwendung finden. Die F i g. 1A gibt die Stufe wieder, in der ein hohles Glasrohr
(üblicherweise ein Rohr aus Quarz, einem Borsilikat mit ca. 96% SiO2 od. dgl.) in eine Glasdrehbank eingespannt
und in Richtung des Pfeils 4 (oder in entgegengesetzter Richtung) gedreht wird, während ein eine Glasschicht
bildendes Material in Richtung des Pfeils 1 eingeführt wird. Unterdessen wird die Wärmequelle 3 (ein
Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner bei dieser Ausführungsform) in Richtung des Pfeils 6 (oder in Richtung
des Pfeils 6') bewegt, um auf der inneren Oberfläche der Wandung des hohlen Glasrohrs 2 einen Glasfilm 5
abzuschneiden, der schließlich zum Kern der fertigen optischen Faser wird. Die F i g. 1B verdeutlicht den
nächsten Schritt, bei dem das hohle Glasrohr, auf dessen Innenwandung ein Glasfilm abgeschieden ist, mit Hilfe
der Wärmequelle 3 erhitzt und zu einem Stab verengt wird, so daß das Rohr einen massiven Querschnitt
besitzt und man in dieser Weise einen stabförmigen Vorformling für eine optische Faser mit kreisförmigem ι ο
Querschnitt erhält, der einen zweischichtigen (oder mehrschichtigen) Glasaufbau besitzt. Die Fig. IC
erläutert die dritte Stufe, bei der der Vorformling 7 mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Heizofen 9
geführt wird, um in dieser Weise ein Erhitzen, ein Schmelzen und ein Ziehen des Materials unter Bildung
einer länglichen, feinen optischen Faser 8 zu erzielen.
Die Untersuchungen der Anmelderin zeigten jedoch, daß bei der Stufe, die in der F i g. 1A wiedergegeben ist,
eine Verformung des hohlen Glasrohrs und eine Verschiebung der zentralen Achse des Rohrs mit großer
Wahrscheinlichkeit erfolgen, währenddem das hohle Glasrohr 2 kontinuierlich mit Hilfe der Heizquelle 3
während mehrerer Stunden auf eine Temperatur von mehr als 1000° C erhitzt wird, wobei der Grad der
Verformung und der Achsenverschiebung von einer Untersuchung zur anderen verschieden sind. Bei der
durch die Fig. IB verdeutlichten Verengung des Glasrohrs zu einem massiven Stab verursachen die
genannten Verformung und die genannte Achsenver- jo Schiebung eine Schwankung des Außendurchmessers
des Vorformlings für die optische Faser, wodurch die Rundheit sowohl des Kerns als auch des äußeren
Bereichs des Vorformlings stark beeinflußt werden. Es ist insbesondere festzuhalten, daß die Neigung des Kern
und des äußeren Bereiches des Rohres zur elliptischen Verformung um so größer werden, je geringer der
Erweichungspunkt des auf der Innenwand des hohlen Glasrohrs abgeschiedenen Glasfilms im Vergleich zu
dem Erweichungspunkt des hohlen Glasrohrs ist. Außerdem führt eine Verschiebung der Mittelachse zu
einer starken elliptischen Verformung des Vorformlings, wenn die Drehgeschwindigkeit des hohlen
Glasrohrs nicht vermindert wird. Weiterhin muß die Bewegungsgeschwindigkeit der Wärmequelle in Abhängigkeit
von dem Ausmaß der Verschiebung der Mittelachse gesteuert werden.
An Hand der F i g. 2A und 2B seien die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
von optischen Fasern erläutert.
Ein Ende eines hohlen Glasrohrs (das aus einer äußeren Schicht 2 und einer inneren Schicht 5 besteht)
und das in gleicher Weise wie das in Fig. IA dargestellte erhalten wurde, wird (durch Verschweißen
oder Verstopfen) an der in der Fig.2A dargestellten Stelle a verschlossen, worauf, wie in der F i g. 2B
dargestellt, von der anderen Seite b ein Druck in dem hohlen Glasrohr aufgebaut wird (beispielsweise durch
Einführen und Ausführen eines oxidierenden Gases oder eines inerten Gases (das ein einen Glasfilm bo
bildendes Material enthalten kann) mit konstanter Geschwindigkeit in das hohle Rohr) währenddem das
Erhitzen des Rohrs mit Hilfe der Heizquelle 3 in der Weise erfolgt, daß das Rohr nach und nach schmilzt und
sich von der geschlossenen Seite a her zu einem b5 massiven Stab verjüngt und in dieser Weise den
Vorformling für die optische Faser bildet.
Wie in der F i g. 2B dargestellt, bezeichnet die Bezugsziffer 10 ein rotierendes Gaseinlaßrohr, während
die Bezugsziffer 11 für ein Lager steht. Die Bezugsziffer
4 verdeutlicht die Drehrichtung des Gasrohrs, während durch die Bezugsziffern 6 und 6' die Bewegungsrichtung
der Heizquelle wiedergegeben wird.
Somit wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein an einem Ende verschlossenes Glasrohr mit Hilfe
einer Heizeinrichtung 3, beispielsweise einem Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner erhitzt und geschmolzen,
währenddem von innen her auf das Rohr ein Druck ausgeübt wird, der geringer ist als der Winddruck des
Brenners, jedoch größer als die Umfangsspannung, die durch die auf das erweichte Glasrohr einwirkenden
Zentrifugalkräfte verursacht wird, was zur Folge hat, daß das Glasrohr sich nach und nach von seinem
geschlossenen Ende zum offenen Ende hin in seinem Querschnitt verengt, so daß man schließlich in
hervorragend reproduzierbarer Weise einen Vorformling für optische Fasern erhält, der eine Querschnittsform besitzt, die dem perfekten Kreis stark angenähert
ist und der nur geringe Schwankungen des äußeren Durchmessers aufweist. Da das Schmelzen des Rohrs in
einer stets reinen Atmosphäre erreicht werden kann, kann man optische Fasern mit niedrigem Verlustfaktor
herstellen. Da der Druck stets von der Innenseite des Glasrohrs nach außen ausgeübt wird, werden die in dem
Glasfilm dotierten Oxidmaterialien zur äußeren Oberfläche des Glasrohrs verschoben, -was eine kontinuierliche
Verteilung des Brechungsindex zur Folge hat.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Nach der in bezug auf die Fig. IA beschriebenen
Methode scheidet man auf der inneren Oberfläche eines hohlen Glasrohres einen Glasfilm ab. Hierzu verwendet
man als hohles Glasrohr ein Quarzrohr (mit einem Außendurchmesser von 14 mm, einer Wandstärke von
1 mm und einer Gesamtlänge von 91,5 cm) und führt in Richtung des Teils 1 Sauerstoffgas, das mit SiCU-Dampf
(mit einer Temperatur von 20°C) und POCl3-Dampf (mit
einer Temperatur von 20° C) beladen ist, in Richtung des Pfeils 1 in das Rohr ein. SiCU wird durch Einleiten von
120 ecm Sauerstoff pro Minute zugeführt, während
POCb durch Einleiten von 80 ecm Sauerstoff pro Minute eingespeist wird. Weiterhin werden weitere 400 ecm
Sauerstoff pro Minute als Trägergas zugeführt. Als Wärmequelle 3 wird ein Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner
eingesetzt. Das Quarzrohr wird auf 1100° C (mit
einem optischen Pyrometer gemessen) erhitzt, wobei der Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner drei hin-und-her-Bewegungen
längs der Länge des Rohres mit einer Geschwindigkeit von 1 mm pro Sekunde in Richtung
des Pfeils 6 und einer Geschwindigkeit von 5 mm pro Sekunde in Richtung des Pfeils 6' bewegt wird. In dieser
Weise wird auf der inneren Oberfläche des Quarzrohrs eine Phosphosilikatglasschicht (die einen Unterschied in
bezug auf den Brechungsindex gegenüber Quarz mit 0,2% aufweist) mit einer Dicke von etwa 60 μΐη
abgeschieden. Dann wird dieses Quarzrohr in der Nähe seines einen Endes an der Stelle a erhitzt und
geschmolzen, wodurch der auf der Innenseite abgeschiedene Glasfilm zu einer massiven Masse zusammenschmilzt,
wie es die F i g. 2A wiedergibt. Dieses Quarzrohr wird dann in eine Glasdrehbank eingespannt,
worauf ein drehbares Verbindungsglasrohr 10 vom anderen Ende her in das Quarzrohr eingeführt und
Sauerstoffgas (mit einer Geschwindigkeit von 10 ecm pro Minute (bei einem Druck von 0,2 bar) wobei diese
Werte den Werten entsprechen, die man unmittelbar vor der Einführung des Gases in das Rohr 10 mißt)
eingeführt wird, währenddem das Quarzrohr in Richtung des Pfeils 4 gedreht und der Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner
mit einer Geschwindigkeit von 0,6 min/sec In Richtung des Pfeiles 6' von der Stelle a zu
der Stelle b bewegt wird. Das Erhitzen erfolgt auf eine Temperatur von 1600°C (wobei diese Temperatur mit
Hilfe eines optischen Pyrometers gemessen wird). Dann wird der Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner mit einer
Geschwindigkeit von 14,5 mm/sec von der Stelle b zu der Stelle a zurückbewegt, wonach der Brenner erneut
und diesmal mit einer Geschwindigkeit von 0,2 mm/sec von der Stelle a zu der Stelle b geführt wird (wobei das
Rohr auf eine mit dem optischen Pyrometer bestimmte Temperatur von 1650°C erhitzt wird) um in dieser
Weise den Vorformling für die optische Faser zu bilden. In diesem Fall bewegt sich das durch das Rohr 10
eingeführte Sauerstoffgas in Richtung der in der F i g. 2B nach rechts zeigenden Pfeile und strömt nach
dem Ausüben eines gewissen Druckes auf den Bereich c durch eine Öffnung in dem Lager 11 aus dem Rohr
wieder aus.
Die F i g. 3A, 3B und 3C geben Kurven wieder, die die
Ergebnisse von Vergleichsmessungen hinsichtlich der Elliptizität des äußeren Umfangs, der Elliptizität des
Kerns und der Schwankungen des Außendurchmessers
ίο von Vorformlingen von optischen Fasern erkennen
lassen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt sind,
wie es in den Fig. IA bis IC verdeutlicht wird. Bei
diesen Kurven sind die Ergebnisse des Beispiels 1 mit
ι·; ausgezogenen Linien wiedergegeben, während die
gestrichelten Linien zwischen den Meßpunkten (x) die Ergebnisse des herkömmlichen Verfahrens angeben.
Die Elliptizität wird mit Hilfe der folgenden Formel errechnet:
Elliptizität =
größter Durchmesser — kleinster Durchmesser größter Durchmesser + kleinster Durchmesser
200%.
Wie aus den obigen Figuren zu ersehen ist, werden erfindungsgemäß sowohl die Elliptizität als auch die
Schwankungen des Außendurchmessers erfindungsgemäß verbessert, wobei festzuhalten ist, daß insbesondere
die Elliptizität äußerst gering ist und im wesentlichen über die gesamte Länge des nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhaltenen Vorformlings für die optische Fasern konstant ist.
Man wiederholt das Verfahren des Beispiels 1, wobei jedoch die Geschwindigkeit der Zuführung des Sauerstoffs
durch das Zuführungsrohr 10 auf 500 ecm pro Minute (bei Anwendung eines Druckes von 0,2 bar)
erhöht wird (wobei diese Werte die Werte sind, die vor der Einführung des Gases in das Rohr 10 gemessen
wurden). Hierdurch erzielt man die noch weiter verbesserten Ergebnisse, die in den F i g. 3A, 3B und 3C
durch ausgezogene Linien wiedergegeben sind, die zwischen den kreisförmigen Meßpunkten verlaufen. Es
hat sich gezeigt, daß man die angegebenen Ergebnisse mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit selbst dann
erreichen kann, wenn eine gewisse Verschiebung der Mittelachse des Quarzrohres vorliegt. Bei Anwendung
des herkömmlichen Verfahrens erzielt man eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex, der von der
Anzahl der hin- und Herbewegungen des Sauerstoff-Wasserstoff-Brenners abhängt, wobei die Brechungsindexverteilung
in dem Kern nicht kontinuierlich ist. Erfindungsgemäß werden diese Phänomene auf ein
äußerstes Minimum beschränkt, und es wird eine im wesentlichen konstante Verteilung des Brechungsindex
in dem Kern erreicht. Dies ist offenbar der erhöhten Dispersionsneigung in dem Glasfilm als Folge der
Ausübung des Druckes von der Oberfläche des Glasfilms in Richtung auf die äußere Oberfläche des
Quarzrohrs hin, wie es bereits erwähnt wurde, zuzuschreiben. Hieraus ist ohne weiteres zu erkennen,
daß, wenn man ein Oxidmaterial, wie GeO2, TiO2, P2O5,
etc. zusammen mit dem Sauerstoffgas über das Einführungsrohr 10 zuführt, man einen Vorformling für
optische Fasern, dessen Brechungsindex in dem Kern sich kontinuierlich ändert, herstellen kann. Wie aus den
schematischen Zeichnungen der F i g. 4A, 4B und 4C, die die Stufe der Verengung des Rohrs zu einem Stab
wiedergeben, zu erkennen ist, kann der Grad der Kreisförmigkeit des Kernbereiches durch eine Steigerung
der Zuführungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs durch das Zuführungsrohr 10 verbessert werden. So
verdeutlichen die F i g. 4A das herkömmliche Verfahren, die Fig.4B das Verfahren gemäß Beispiel 1 der
vorliegenden Erfindung und die F i g. 4C das Verfahren gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung. Wenn
γ-, man die bei der Verengung des Rohrs zu einem Zylinder
auftretenden Winkel des Konus θι, θ2 bzw. θ3
bezeichnet, so zeigen die Untersuchungsergebnisse folgende Reihenfolge des zunehmenden Winkels:
Θι < Θ2 < Θ3. Es wird angenommen, daß die Neigung zur
elliptischen Verformung um so größer ist, je kleiner der Konuswinkel ist, da die an der Umfangsrichtung
auftretende Zentrifugalkraft dann nicht mehr konstant ist, wenn der Erweichungspunkt des Glasfilms niedriger
liegt als der des Quarzrohrs und wenn eine Verschleiß bung der Mittelachse vorliegt.
Bei einer anderen Ausführungsform, bei der die Geschwindigkeit des durch das Einlaßrohr 10 geführten
Sauerstoffs auf lOOOccm/min (bei einem Druck von 0,2 bar) erhöht wurde, bildete sich in dem erhitzten
so Bereich des Quarzrohrs aufgrund des starken Druckes ein Loch. Daher muß der angewandte Druck in
Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie der Größe und dem Material des hohlen Glasrohrs, der
Heiztemperatur und dem Material und der Dicke des Glasfilms, in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Wenn man anstelle von Sauerstoff Argon verwendet, so kann man ein ebenso hohes Ausmaß der Kreisförmigkeit
erreichen, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform.
Nach der Abscheidung eines Phosphosilikatglasfilms auf der inneren Wandung eines Quarzrohrs nach der in
hri Beispiel 1 beschriebenen Weise bereitet man einen
Vorformling für optische Fasern. Die Schwankung des Außendurchmessers des Quarzrohrs nach dem Aufbringen
des Phosphosilikatglasfilms (jedoch vor der
Verengung zu dem Glasstab) liegt innerhalb eines Bereiches von ±1,22%. Das Ergebnis der Vermessung
der Elliptizität in Längsrichtung ist in der Fig.5 angegeben. Die Fig. 6A und 6B verdeutlichen an Hand
von Kurven die Elliptizität des äußeren Umfangs bzw. die Elliptizität des Kerns in Längsrichtung der nach
dieser Ausführungsform und einer herkömmlichen Verfahrensweise bereiteten Vorformlinge für optische
Fasern. In den Kurven stehen die gestrichelten Linien für die Ergebnisse, die mit den Verfahren des Standes
der Technik erhalten wurden. Aus den graphischen Darstellungen ist eine deutliche Verbesserung der
Elliptizität durch das erfindungsgemäße Verfahren zu ersehen.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist es mit dem erfinclungsgemäßen Verfahren möglich, die
Neigung sowohl des Kerns als auch der äußeren Bereiche als Folge der Asymmetrie und der durch die
Zentrifugalkräfte auftretenden Umfangsspannungen sich elliptisch zu verformen dadurch zu verzögern, daß
man auf die Innenwände des zu verformenden Glasrohrs einen Druck ausübt, der geringer ist als der
Winddruck des Sauerstoff-Wasserstoff-Brenners, jedoch größer als die durch die Zentrifugalkraft
verursachte Umfangsspannung. Weiterhin kann die Neigung des Vorformlings für die optische Faser sich
durch asymmetrisches Erhitzen des Glasrohrs mit einer Wärmequelle, wie einem Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner
elliptisch zu verformen, unterbunden werden. Selbst wenn das Glasrohr vor der Schmelzbehandlung in
gewissem Ausmaß elliptisch verformt ist, ist es möglich, die Elliptizität rniit der Schmelzbehandlung zu vermindern
oder auf ein Minimum zu bringen, indem man einen einen ständigen Druck im Inneren des Glasrohrs
aufrechterhält, das auf eine Temperatur in der Nähe >5 seines Verflüssigungspunktes erhitzt ist. Insbesondere
wenn man einen Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner als Wärmequelle verwendet, ist es möglich, den Grad der
Kreisförmigkeit des Vorformlings für die optischen Fasern dadurch zu steuern, daß man die Beziehung
zwischen dem Winddruck des Brenners und dem Druck des (oxidierenden oder inerten) Gases, das in das
Glasrohr eingeführt wird, entsprechend anpaßt. Dieser Verbesserungseffekt hinsichtlich der Elliptizität von
Vorformlingen für optische Fasern kann weiter dadurch gesteigert werden, daß man den Druck des in das
Glasrohr eingeführten Gases innerhalb eines Bereiches erhöht, in dem kein Bruch des Glases zu befürchten ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Geschwindigkeit der Verformung eines Glasrohrs in
einen Vorformling für optische Fasern dadurch gesteuert werden, daß man die verschiedenen Faktoren
entsprechend einstellt, wie die Temperatur der Wärmequelle, den auf die äußere Oberfläche des Glasrohrs
ausgeübten Außendruck, die Drehgeschwindigkeit des Glasrohrs, die Bewegungsgeschwindigkeit der Wärmequelle
und den Druck des in das Glasrohr eingeführten Gases. Es ist festzuhalten, daß es bei den herkömmlichen
Verfahrensweisen erforderlich ist, die Drehgeschwindigkeit des Glasrohrs und die Bewegungsgeschwindigkeit
der Wärmequelle derart zu steuern, daß die äußere Oberfläche des Glasrohrs möglichst symmetrisch zur
Rohrachse erhitzt wird, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein breiterer Bereich hinsichtlich der
Drehgeschwindigkeit des Glasrohrs und der Bewegungsgeschwindigkeit der Wärmequelle als bei den
herkömmlichen Verfahren möglich ist, da konstant ein gleichmäßiger Innendruck auf die innere Oberfläche des
Glasrohrs ausgeübt wird.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen
Vorformling für optische Fasern mit hoher Reproduzierbarkeit herstellen, der eine eng an einen perfekten
Kreis angenäherte Querschnittsgestalt und geringe Schwankungen des Außendurchmessers aufweist. Da
die Verteilung des Brechungsindex im Kernbereich gleichmäßiger ist als es mit den herkömmlichen
Verfahren möglich ist, und weil das Schmelzen des Rohrs in einer stets reinen Atmosphäre erfolgen kann,
ist es möglich, optische Fasern mit geringen Verlustfaktoren herzustellen. Weiterhin ist das erfindungsgemäße
Verfahren für die Massenproduktion geeignet.
Hierzu 5 Blait Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus dem optische Fasern gezogen werden, bei dem
ein innen beschichtetes Glasrohr hergestellt wird, das durch Erhitzen von einem Ende zum anderen
unter gleichzeitigem Drehen zu einem massiven Glasstab verengt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Glasrohr zunächst an einem Ende hermetisch verschlossen wird und während des
Verengens ein Glas mit Überdruck am offenen Ende in das Glasrohr eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Gas ein oxidierendes Gas und/oder ein Inertgas enthält.
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