DE2648702A1 - Lichtleitfasern mit hoher lichtdurchlaessigkeit im infraroten spektralbereich - Google Patents

Lichtleitfasern mit hoher lichtdurchlaessigkeit im infraroten spektralbereich

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Description

Dr. Joachim Rasper - *. *
Patentanwalt Wiesbaden
Blirstadter Ηδϋβ 22 TiL 54 28
JENAer GLASWERK SCHOTT ε GEN.
Hattenbergstr. 6500 Mainz
Ltchtleitfasern mit hoher Lichtdurchlässigkeit im infraroten Spektral bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft im Infraroten durchlässige Lichtleitfasern, die die Energieübertragung im Zusammenhang mit hochenergetischen fnfrarotlasern (CO- und CO^-Lasern) ermöglichen.
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Die schon heute bemerkbare überlastung der Leitungen als Träger des Energieflusses hat eine Suche nach Leitungsmaterialien zur Energieübertragung ausgelöst, wobei neben der herkömmlichen elektrischen Übertragung neuerdings auch die optische an Bedeutung gewinnt. Die Medizintechnik, die Werkstoffbearbeitung, die Nachrichtentechnik nutzen heute energiereiche Lichtquellen, wie Laser und lichtemittierende Dioden (LED). Die Übertragung ist aber an nicht flexible Strahlengänge oder Kupfer benutzende Ubertragungskabel gebunden. Das im Vergleich zum Kupfer recht billige anorganische Glas entwickelt sich augenblicklich zu einem echten Ersatzwerkstoff für die Nachrichtenübertragung. Das neue Übertragungssystem besteht aus einer Quelle, dem Sender, der entweder ein Laser oder eine LED ist, und an die Ubertragungsstrecke, die Glasfaser, angekoppelt wird, an deren Ende der Empfänger angefügt ist. Diese Anordnung ist mehrfach hintereinander wiederholbar. Die Qualität der Ubertragungsstrecke hängt in allen Anwendungsfällen von der Menge der übertragbaren Energie ab.
Besonders günstige Übertragungskapazitäten, also hohe Informationsdichte, lassen sich in solchen Fasern mit Hilfe von Brechungsindex-Gradientenprofilen im 1ichtführenden Faserkern von Lichtleitfasern erreichen. In solchen Gradientenfasern wird das Licht nicht durch Totalreflexion, sondern durch Rücklenkung ins Innere des Faserkerns infolge des Brechungsindex-ProfiIs transportiert.
Für die Nachrichtenübertragung im infraroten Spektral bereich setzten schon die Arbeiten von Kao ε Hockham (Proc. IEEE JJ3. (1966) 1151) deutlich die Ziele zur Entwicklung geeigneter Nachrichtenfasern. Damals schon wurde erkannt, daß nebeneinander und gleichberechtigt die Ubertragungsverluste (die Dämpfung des Informationsflusses über die Faserlänge) und die Übertragungskapazität (die mögliche übertragbare In-
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formationsmenge) entscheidend sind. Anfangs legte man zunächst Wert auf die Verringerung der Absorptionsverluste im WeI1 en längenbereich der später zu verwendenden Lichtquellen.
Die Lichtquellen werden anfangs lichtemittierende Dioden (LED) sein. Sie strahlen inkohärent und schwach gerichtet im Well enlängenbereich um 750 - 900 nm. Spätere Generationen werden wahrscheinlich HaIbleiterinjektions-Laser verwenden, also kohärente Lichtquellen im gleichen WeIlenlfe'ngenbereich. Der Wellenlängenbereich für den Laser ist durch die Wahl des AlGaAs-Lasers als Halbleiterlaser festgelegt. Die Verschiebung in den infraroten Spektral bereich wird sich zu immer größeren Wellenlängen fortsetzen.
Weitere Verlustursachen neben den reinen Absorptionsverlusten, z.B. infolge Lichtstreuung, die Verluste durch Biegung der Lichtleiter oder geometrische Querschnittsänderung der Faser usw. addieren sich. Aufgrund der Schwierigkeiten, niedrige Verluste in Lichtleiter zu erreichen, wurde lange Zeit an den Stufenindex-Fasern gearbeitet und die ebenbürtige Forderung nach genügend hoher Übertragungskapazität spät in Angriff genommen. Für die Werkstoffbearbeitung und die Medizintechnik werden flexible optische Übertragungsleitungen benötigt, die möglichst niedrige Verluste auch auf längeren Ubertragungsstrecken besitzen. Im Spektra!bereich über 1 ,um soll durch hohe Übertragungskapazität und hohe Impulshomogenität ein Optimum an Energie der Infrarotlaser übertragbar sein.
Um die erforderliche Verlustarmut der Fasern zu erreichen, muß eine extrem geringe Absorption erreicht werden, d.h. es müssen Fasern mit geringsten absorbierenden Verunreinigungen hergestellt werden. Diese Fasern, sofern heute überhaupt vorhanden, werden fast ausschließlich
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nach der Methode des Niederschlags aus der Dampfphase erzeugt (CVD-Technik). Diese CVD-Technik ist seit etwa 19^0 bekannt (J.O.S.A. 36 (19^6) 702 ff), sie beruht auf der pyrolytischen Oxidation von Metallchloriden. Diese Metallchloride liegen häufig in flüssiger Form vor,iZ.B. als SiCl. oder GeCl., oder lassen sich unter Druck leicht verflüssigen, wie z.B. BCl,. Der Vorteil dieser flüssigen Metallchloride oder Metallhalogenide liegt in ihrer leichten Desti11ierbarkeit, wodurch die Forderung nach geringer Absorption der Faser über die Sauberkeit der Rohstoffe erfüllt wird. Eine weite Anwendung hat dieses CVD-Verfahren in der Halbleitertechnik gefunden.
Zwei Wege werden heute vorwiegend zur Herstellung glasiger Lichtleitfasern für die Nachrichtenübertragung beschritten. Sie unterscheiden sich zwar in wesentlichen Punkten, nutzen jedoch beide das CVD-Verfahren zur Erzeugung eines Oxidniederschlages für die Glasfaser. Die ersten Patente auf dem Gebiet der Glasfaserherstellung für die Nachrichtentechnik nutzen diesen Prozeß zur Erzeugung eines weißen, rußähnlichen Niederschlages, der sich nach den Erfahrungen der Halbleitertechnik sehr rein darstellen läßt. Spätere Patentanmeldungen gehen auf die ältere Möglichkeit zurück, aus der Gasphase nach dem CVD-Verfahren direkt ein Glas zu erzeugen. Beide genannten Verfahrenswege bedienen sich entweder der Außenbeschichtung eines sehr sauberen Kieselglasstabes mit niedriger brechendem Material oder aber der Innenbeschichtung eines Kieselglasrohres mit höher brechendem Material. Die so erzeugten stabförmigen Vorformen (Preform) werden anschließend zur Faser ausgezogen. Die Erzeugung des Brechungsindex-Gradienten erfolgt schon bei der Herstellung der Vorform (Preform), indem die Zusammensetzung der niedergeschlagenen Materialien verändert wird. Beim Außenbeschichtungsverfahren wird der Brechungsindex des Materials mit zunehmendem Abstand von der Preform-Achse verringert, beim Innenbeschichtungsverfahren wird
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der Brechungsindex mit Annäherung zur Faserachse schrittweise erhöht. Beim Innenbeschichtungsverfahren wird das innen beschichtete Rohr nach genügender Innenbeschichtung zu einem Stab kollabiert.
Der eigentliche Niederschlag, sei es Ruß oder Glas, wird erreicht, indem die in einem Sauerstoffstrom befindlichen MetalIhalogenid-Moleküle in ein Temperaturfeld gelangen, dort mit dem Sauerstoff reagieren und als Oxide niedergeschlagen werden. Die Halogene rauchen ab. Die Temperaturerzeugung erfolgt in Anpassung an die zu verwendenden Metalle (Si zu SiO2, Ge zu GeO , Ti zu TiO„, B zu B^O,) mit Knallgasbrennern oder Plasma. Die Pyrolyse ist in diesen Fällen eine Oxidation mit Hilfe des zusätzlich zugeführten Trägergases Sauerstoff.
Ziel der Erfindung ist eine Lichtleitfaser, die geeignet ist zur optischen Energieübertragung,und welche im infraroten Spektral be reich über 600 nm besonders gute Lichtdurchlässigkeit besitzt. Diese Lichtleitfaser soll möglichst wenig Absorptionsbanden im Bereich zwischen 600 nm und 8 ,um, möglichst sogar bis 15 /Um, besitzen. Diese Lichtleitfaser soll aufgrund ihrer Absorptionsarmut im infraroten Spektralbereich die übertragung von infrarotem Licht in medizintechnischen, nachrichtentechnischen und anderen energieübertragenden Systemen unter Verwendung von Lasern und LED ermöglichen. Die Faser soll darüber hinaus eine Erleichterung in der definierten Erzeugung des Brechungsindex-Gradienten zur Lichtübertragung im Faserinnern ermöglichen. Dieser Brechungsindex-Gradient dient der Erhöhung der Übertragungskapazität.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einer Lichtleitfaser entsprechend dem Hauptanspruch erreicht.
Es wurde gefunden, daß sich das Ziel der Erfindung dadurch erreichen laßt, daß von einem CVD-Verfahren unter Verwendung von Sauerstoff abgegangen wird. Die bisher bekannte Pyrolyse der Metallhalogenide in Anwesenheit von Sauerstoff führt zur Ausbildung von Oxidgläsern, die grundsätzliche Nachteile besitzen. Jegliche Anwesenheit von Protonen führt zur Bildung von Wasser bzw. OH-Gruppen, welches im infraroten Spektral bereich zur .Ausbi1 dung von starken Bandenstrukturen führt. Banden bei 96O nm, 1200 - I6OO nm und insbesondere 2800 - 3000 nm sind die Folge. Die Ausbildung von Defektstrukturen der Oxide sowie die ungünstige Materialdispersion sind weitere Nachteile der Oxidation der Metallhalogenide zu Oxiden. Demgegenüber besitzt die Herstellung von sauerstoff-freien Komponenten bedeutende Vorteile.
Erfindungsgemäß lassen sich so im infraroten Spektra!bereich fast bandenfreie Transmissionsspektren in den Lichtleitfasern erzeugen. Darüber hinaus ist das Verfahren der Erzeugung eines sauerstofffreien Niederschlages aus der Gasphase wesentlich leichter und bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen als das herkömmliche, die Oxidation nutzende CVD-Verfahren.
Es wurde gefunden, daß Lichtleitfasern mit einer besonders hohen Transmission im infraroten Spektral bereich besonders günstig dann erhalten werden, wenn der lichtleitende Kern aus einem Glas besteht, dessen Anionen vorwiegend die Ionen des S, Se und/oder des Te sind. Andererseits sollen die lichtleitenden Kerne als Kationen, insbesondere Ionen des Ge, Si, P, B, As, Sb, Ti enthalten. Solche Lichtleitfasern können hergestellt werden, indem Halogenide des S, Se, Te einerseits und Halogenide des Ge, Si, P, B, As, Sb, Ti andererseits nach einem
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bekannten Glaszersetzungsverfahren als lichtleitender Glaskern aus der Dampfphase niedergeschlagen werden. Es wurde jedoch gefunden, daß als Treibgas auf keinen Fall Sauerstoff verwendet werden darf. Ein bevorzugtes Treibgas stellt Cl dar. Edelgase können ebenfalls verwendet werden. Es wurde darüber hinaus gefunden, daß sich dabei auch beträchtliche Mengen an Halogeniden (bis etwa ^O htom-%), welche aus der Dampfphase niedergeschlagen werden können, in die Gläser einbauen lassen.
Nachstehend werden einige Beispiele für die vorliegende Erfindung anhand einer einfachen Versuchsapparatur beschrieben. Andere Anordnungen sind genauso möglich. Figur 1 zeigt eine Chlor enthaltende Gasflasche Cl, von der aus ein Chlorstrom durch einen Gasmengendurchflußregler M strömt. Der dort dosierte Chlorstrom gelangt entweder direkt oder aber über Chargiergefäße in ein Glasrohr T. Die Chargiei— gefäße sind mit flüssigen Halogenverbindungen gefüllt, so daß sich der Chlorstrom mit Molekülen dieser Halogenverbindungen beladen kann, bevor er in das Rohr*T gelangt. Die Gasmengendurchflußregler M können über einen Programmgeber P in ihrer Stellgröße geregelt werden. Es können auch gasförmige, evtl. komprimierte Komponenten C über solche Mengenregler gesteuert werden. Die Gasströme vereinigen sich vor dem Rohr, durchströmen das auf Rollenlagern L gelagerte Rohr T und gelangen in eine Temperaturzone der Temperaturquelle H. Hier erfolgt die Zersetzung, die Pyrolyse zu Metallsulfid-, -selenid- und/oder -telluridgläsern. Das überschüssige Chlor verläßt das Rohr am entgegengesetzten Ende.-Die Temperaturquelle wird über die Rohrlänge parallel zur Rohrachse hin- und hergeschoben, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung auf der Rohrinnenwand erfolgt. Durch stufenweise Veränderung der Konzentrationen der im Chlorstrom mitgeführten Metallhalogenide und der Halogenide des Schwefels, des Selens und des Tellurs läßt sich eine Änderung der Glaszusammensetzung von Schicht zu Schicht über die Durchflußmengen regler M
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und den Programmgeber P steuern. Nach Erzeugung einer genügend dicken, in ihrer Konzentration sich verändernden Innenbeschichtung wird das Rohr nach bekanntem Verfahren zum Stab (Preform) kollabiert und anschließend zur Faser ausgezogen.
Vielfältige Variationen des Brechungsindex mit Hilfe dieses Verfahrens sind möglich unter Benutzung der Metallhalogenide des Germaniums, des Siliciums, des Titans, des Phosphors, des Antimons, des Bors und des Arsens sowie der Halogenide des Schwefels, des Selens und/oder des Tellurs. Ebenso wie das Röhrinnenbeschichtungsverfahren kann auch ein Außenbeschichtungsverfahren zur Anwendung kommen. Auch Halogene, wie Chlor, Brom, Jod und/oder Fluor bis zu ^O Atom-% lassen sich einbauen.
Die Flüssigkeit im Dotierbehälter A kann z.B. bestehen aus GeCl., SiCl., TiCl,, PCI., SbCl15, AsCl. usw. Die Flüssigkeit im Dotierbehälter P kann z.B. bestehen aus TeF^, SCl2, S2Cl2, Se2Cl2, SeF^ usw. Die Flüssigkeiten im Dotierbehälter X ... Y können bestehen aus Komponenten der Gruppe des Behälters A oder Komponenten der Gruppe des Behälters B, die additiv zugeführt werden. Darüber hinaus ist eine beliebige Anzahl von zusätzlichen Dotierbehältern leicht einzubauen. Im Behälter C sind gasförmige Komponenten, z.B. BCI- usw. enthalten. Ebenso können verwendet werden als Komponenten im Behälter A, B, X ... Y solche Komponenten, deren Schmelztemperatur oberhalb der Raumtemperatur liegt, wenn das Gesamtsystem oder Teile davon auf höhere Temperatur thermostatisiert werden.
Als Treibgas kann anstelle von oder zusätzlich zum Chlorgas auch jedes andere Halogen oder ein Edelgas, wie He, Ar, Kr Verwendung finden. Kombinationen sind ebenfalls möglich.
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Mit Hilfe der in Figur 1 dargestellten Anlage lassen sich die verschiedensten Lichtleitfasern unterschiedlicher Zusammensetzung im Rahmen der Erfindung wie folgt herstellen:
Im einfachsten Fall der Erfindung werden außer den Dotierbehältern A und B alle übrigen Dotiermöglichkeiten fortgelassen. Als Flüssigkeit für A wird Germanium-Tetrachlorid bei 200C und als Flüssigkeit für B Schwefeldichlorid bei 20 C verwendet. Stellt man den Chlorstrom durch A auf einen Durchfluß von k5 ml/min und den Chlorstrom durch B auf k8 ml/min ein, wobei der Excess-Chlorstrom auf 10 ml/min eingestellt werden sollte, entsteht ein Gasstrom, der nach Einleitung in das rotierende Rohr T einen glasigen Niederschlag an der Rohrinnen fläche ergibt, wenn die Temperaturquelle im Rohrinnern eine Temperatur von 878 C + 25 C erzeugt. Die Temperaturquelle war in diesem Fall ein ringförmiges Platinrohr, dicker als das sich drehende Glasrohr. Dieses Platinrohr wurde als Widerstand benutzt; es hatte eine Länge von 2,5 cm und einen Innendurchmesser von 2k mm. Die Wandstärke des Platinrohres betrug 2 mm, die durchfließende elektrische Strommenge betrug etwa 480 Ampere bei 0,6 Volt. Das innen zu beschichtende Glasrohr war ein handelsübliches Natrium-Kalzium-Silikat-Glasrohr. Durch die beidseitige Einspannung in die Backen einer Gleichlauf-Drehbank konnte es in einem bestimmten Bereich partiell über seinen Erweichungspunkt erhitzt werden. Die Innenbeschichtung bestand aus GeS„ in glasiger Form. Bei diesem prinzipiellen Versuch wurde eine konstante Konzentration zur Demonstration des Versuchsablaufs gewählt. Nach Kollabieren des Rohres zur Preform und Ausziehen zur Faser ergab sich eine Stufenindex-Lichtleitfaser, deren lichtführender Kern aus glasigem GeS- bestand.
Unter Nutzung der Möglichkeiten der in Figur 1 angegebenen Apparatur wurde unter nachstehenden Bedingungen eine Brechungsindex-Gradientenprofll-Faser wie folgt erzeugt: Im Dotiergefäß A befand sich GeCIi.
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AA
Im DotiergefäB B befand sich SCI-. Jn einem weiteren Dotiergefäß X befand sich die Flüssigkeit PCI . Als Treibgas wurde wiederum Chlor benutzt. Die Durchflußmengen regler wurden so eingestellt, daß durch das Germaniumchlorid enthaltende Dotiergefäß 175 ml/min Chlorgas, durch das SCl2 enthaltende Dotiergefäß 2^5 ml/min und durch das PCl3 enthaltende Dotiergefäß 280 ml/min flössen. Im Lauf des Herstellprozesses der Innenbeschichtung wurde die Konzentration schrittweise bis zur Endkonzentration von 350 ml/min Chlorgas durch das GeCl. enthaltende Dotiergefäß, 2*»5 ml/min durch das SCK enthaltende Dotiergefäß und 105 ml/min durch das PCI- enthaltende Dotiergefäß geändert. Dadurch ergab sich eine glasige Innenbeschichtung, deren erste, d.h. direkt auf der Innenwand des Glasrohres aufgebrachte Schicht eine Zusammensetzung aus 25 Atom% Ge, 35 Atom% S und kO Atom% P besaß. Die am weitesten in der Rohrmitte, zum Schluß erzeugte glasige Schicht besaß eine Zusammensetzung aus 50 Atom% Ge, 35 Atom% S und 15 Atom% P. Als günstigste Temperatur, die durch die Temperaturquelle erzeugt wurde, wurde nach Vorversuchen eine während des gesamten Versuchsablaufs konstante Temperatur von 790 i 100C als geeignet gefunden. Es wurden bei der Innenbeschichtung 52 Schichten nut unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebracht. Die mittlere Schichtdicke betrug 7/Um. Kollabierung und Ausziehen zur Faser erfolgten unter bekannten Bedingungen oberhalb der Erweichungstemperatur des Natrium-Kalzium-Silikat-Glasrohres. Es ergab sich eine Lichtleitfaser, die in Figur 2 im Brechungsindex-Profi1 dargestellt ist. Die Faserdicke betrug dabei 120,um, der lichtführende Kern hatte einen Durchmesser von 60,um, der äußere Mantel von 30/Um Rohrmaterial T umgibt den lichtführenden Kern C. Im Mantel T ist der Brechungsindex konstant und entspricht dem des Natrium-Kalzium-Silikat-Glases. Im Inneren der Faser im lichtführenden Kern C ändert sich der Brechungsindex parabelförmig ansteigend, nachdem er an der Grenze zum Mantel einen Sprung getan hat. In der Mitte des Faserkerns existiert ein auf Verdampfungsverluste zurückzuführendes kleines Minimum, welches jedoch die Faserqualität in Bezug auf die Übertragung -nicht stört, da der überwiegende Anteil der Energie im parabelförmigen Bereich des Faserprofils transportiert wird.
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1%
Allein im System GeCl. - PCI- - SCl- ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten der Konzentrationsänderung. Unter der Voraussetzung, daß durch unterschiedliche Thermostatisierung der Dotiergefäße gleiche Dampfdrücke erzeugt werden, lassen sich die Treibgas-Chlormengen die proportional sind der transportierten Menge der verschiedenen Halogenide im Drei stoffsystem, durch die Halogenide selbst darstellen. In Figur 3 sind für das System GeCl^ PCI - SCI» die entsprechenden Treibgasmengen durch die transportierten Mengen an Halogeniden dagestellt. Auf diese Weise lassen sich die Bereiche, in denen sich glasige Innenbeschichtungen erfindungsgemäß herstellen lassen, in diesem System z. B. gut ablesen. Die Darstellung erfolgt in Volumen^. Der schraffierte Bereich G stellt dabei den Bereich der Glasbildung dar.
Die in der Figur 3 a - m dargestellten Kombinationsmöglichkeiten lassen sich alle auch zu Vierstoffsystemen erweitern unter Hinzuziehung der Komponente BCl,. Auch/ eine Kombination von zwei und mehr Dreistoffsystemen der Figur 3 a - m sind möglich. Weitere Kationen lassen sich, sofern sie nicht in Verbindungen erhältlich sind, welche bei Raumtemperatur flüssig sind, durch zumindest teilweise auf Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur thermostatisierte Systeme bzw. Apparaturen in den Prozeß einfügen.
Für ein anderes erfindungsgemäßes Beispiel benötigt man folgende Komponenten in den entsprechenden Dosierbehältern, die bei 25 C thermostatisiert werden:
SiCl·, PCI-, TeF., BCl_ und SCl„. Zu Beginn des Prozesses werden Schichten aus SiCl., BC1_ und SCl„ niedergeschlagen. Dazu liefert die Temperaturquelle eine Rohrinnentemperatur von 8JfO0C. Der Chlor-Trägergas-Fluß (in M zu regeln) beträgt 91 ml/min. Der SCK-Fluß, in M zu regeln, beträgt 380 ml/min. Der BCl,-Strom ist in M so zu regeln, daß im Verhältnis zum SiCl^ mit 91 Teilen und zum SCl2 mit 38Ο Teilen das BCl. 7 Teile in den Gesamtstrom einbringt. Es werden 15 Schichten mit konstanter Zusammensetzung in das Rohr innen beschichtet.
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Anschließend wird die Rohrinnentemperatur durch Variation der Temperaturquelle auf 76O°C abgeändert. Die weitere Beschichtung erfolgt mit den Komponenten SiCl^, PCl3 und TeF^. Die jeweils in M einzuregelnden Trägergasströrne des Chlorgases werden so eingestellt, daß durch das ·. . Dosiergefäß SiCl. 372 ml/min strömen, durch das Dosiergefäß mit PCI ^ 121» ml/min und durch das Gefäß mit TeF^ 7^ ml/min. Im weiteren Verlauf der Beschichtung wird schrittweise in linearen Schritten die Zusammensetzung bis zur Zusammensetzung der letzten Schicht variiert. Die Zusammensetzung der letzten Schicht wird mit dem Regler M so eingestellt, daß der Chlorgasfluß im SiCl.-Dosiergefäß 186 ml/min, im Dosiergefäß für PCI, 310 ml/min und im Dosiergefäß mit TeF. fhk ml/min in der letzten Schicht erreicht. Danach wird mit schrittweiser Reduzierung des Chlorgasstromes das Rohr schrittweise kollabiert. Vor dem letzten Kollabierschritt wird der Trägergasstrom endgültig abgestellt. Das Rohr wird zur Preform kollabiert und die Preform zur Faser ausgezogen. Es ergibt sich eine Lichtleitfaser mit 100.um Durchmesser, die einen äußeren Mantel hat, der aus Material des Trägerrohres besteht. Nach innen folgt dann ein Bereich konstanter Zusammensetzung, der sich aus einem Glas der Komponenten Si, B und S zusammensetzt. Nach dieser konstanten Schicht, die einerseits die Diffusion des Sauerstoffs aus dem Trägerrohr in das lichtführende Kerninnere verhindern soll, andererseits aber auch einen niedrigeren Brechungsindex als der lichtführende Kern besitzt, folgt der lichtführende Kern aus den Komponenten Si, P, Te. Er ist so zusammengesetzt, daß aus seinen Schichten ein parabolisches Brechungsindexprofi1 resultiert, welches in seinem Brechungsindex- Gradientenverlauf der Gleichung y = xa entspricht. Dabei ist a als Exponent 1,7 <C a < 2,2. Diese Lichtleitfaser mit verstärkter Transmission im Infraroten besitzt nur extrem schwach ausgebildete Wasserbanden und ist in der Lage, Licht beliebiger Wellenlängen zwischen 500 nm und 12,um zu übertragen. Aufgrund der oben genannten schichtweisen Änderung der Zusammensetzung und der daraus resultierenden Änderung des Brechungsindex in parabolischer Form hat diese Lichtleitfaser eine sehr hohe Übertragungskapazität für infrarotes Licht. Sie kann zur flexiblen Einführung des CO-- Laserstrahls in den Operationssaal einer Klinik benutzt werden, wobei der Laser mehr als 50 m vom Patienten entfernt ist.
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-Λ-
e r s e i f e

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    ■ 1« Lichtleitfaser mit einer im infraroten Spektralbereich besonders hohen Transmission, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtleitende Kern dieser Faser sauerstoffarm bzw. sauerstoff-frei ist, aus einem Glas besteht, und als Anionen vorwiegend Ionen des S, Se und/oder Te enthält.
  2. 2. Lichtleitfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr lichtleitender Kern als Kationen vorwiegend Ionen des Ge, Si, P, B, As, Sb und/oder Ti enthält.
  3. 3. Lichtleitfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr lichtleitender Kern aus einem Glas besteht, das als Anionen zusätzlich die Halogene Cl, Br, J und/oder F enthält.
  4. A. Verfahren.zur Herstellung von Lichtleitfasern gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Halogenide von S, Se und/ oder Te einerseits und Halogenide von Ge, Si, P, B, As, Sb und/oder Ti andererseits durch Zersetzung unter Temperatureinfluß aus der Gasphase niederschlägt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lichtleitfasern durch Innenbeschichtung eines Rohres, anschließendes Kollabieren des Rohres zu einem Stab und weiteres Ausziehen des Stabes zur Faser herstellt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lichtleitfaser durch Außenbeschichtung eines geeigneten Stabes herstellt, wobei zunächst eine Vorform erzeugt wird, die anschließend zur Lichtleitfaser ausgezogen wird.
    18/0131
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