DE2648702B2 - Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem Glas und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem Glas und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Infraroten durchlässige Lichtleitfasern, die die Energieübertragung im Zusammenhang mit hochenergetischen Infrarotlasern (CO- und COrLasern) ermöglichen, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die schon heute bemerkbare Überlastung der Leitungen als Träger des Energieflusses htt 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 Übertragungskabel 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 Übertragungsstrecke, die Glasfaser, angekoppelt wird, an deren Ende der Empfänger angefügt ist. Diese Anordnung ist mehrfach hintereinander wiederholbar. Die Qualität der Übertragungsstrecke 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 lichtführenden Faserkern von Lichtleitfasern erreichen. In solchen Gradientenfasern wird das Licht nicht durch Totalreflexion, sondern durch Rücklenkung ins Innere des Faserkerns infolge des Brechungsindex-Profils transDoriiert.
Für die Nachrichtenübertragung im infraroten Spektralbereich setzten schon die Arbeiten von Kao & Hockham(Proc. IEEE 113(1966) 1151) deutlich die Ziele zur Entwicklung geeigneter Nachrichtenfasern. Damals schon wurde erkannt, daß nebeneinander und gleichberechtigt die Übertragungsverluste (die Dämpfung des Informationsflusses über die Faserlänge) und die Übertragungskapazität (die mögliche übertragbare Informationsmenge) entscheidend sind. Anfangs legte man zunächst Wert auf die Verringerung der Absorptionsverluste im Wellenlängenbereich der später zu verwendenden Lichtquellen.
Die Lichtquellen werden anfangs lichtemittierende Dioden (LED) sein. Sie strahlen inkohärent und schwach gerichtet im Wellenlängenbereich um 750 bis 900 nm. Spätere Generationen werden wahrscheinlich HaIbleiterinjektions-Laser verwenden, also kohärente Lichtquellen im gleichen Wellenlängenbereich. Der Wellenlängenbereich für den Laser ist durch die Wahl des AlGaAs-Lasers als Halbleiterlaser festgelegt Die Verschiebung in den infraroten Spektralbereich 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 Lichtleitern 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 Übertragungsstrekken besitzen. Im Spektralbereich über 1 μιτι 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 nach der Methode des Niederschlags aus der Dampfphase erzeugt (CVD-Technik). Diese CVD-Technik ist seit etwa 1940 bekannt (J. O. S. A. 36 (1946) 702 ff), sie beruht auf der pyrolytischen Oxidation von Metallchloriden. Diese Metallchloride liegen häufig in flüssiger Form vor, z. B. als SiCU oder GeCU, oder lassen sich unter Druck leicht verflüssigen, wie z. B. BCI3. Der Vorteil dieser flüssigen Metallchloride oder Metallhalogenide liegt in ihrer leichten Destillierbarkeit, 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 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 Metallhalogenid-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 GeO2, Ti zu TiO2, B zu B2O3) 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 Spektralbereich über 600 nm besonders gute Lichtdurchlässigkeit besitzt. Diese Lichtleitfaser soll möglichst wenig Absorptionsbanden im Bereich zwischen 600 ηm und 80 000nm möglichst sogar bis 150 000 nm 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 Lichlübertragung im Faserinnern ermöglichen. Dieser Brechungsindex-Gradient dient der Erhöhung der Übertragungskapazität.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mil einer Lichtleitfaser entsprechend dem Hauptanspruch erreicht.
Es wurde gefunden, daß sich das Ziel der Erfindung dadurch erreichen läßt, 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 zu,· Bildung von Wasser bzw. OH-Gruppen, welches im infraroten Spektralbereich zur Ausbildung von starken Bandenstrukturen führt. Banden bei 960 nm, 1200 bis 1600 nm und insbesondere 2800 bis 3000 nm sind d;e 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 sauerstofffreien Komponenten bedeutende Vorteile.
Erfindungsgemäß lassen sich so im infraroten Spektralbereich 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 Spektralbereich 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 bekannten Gaszersetzungsverfahren 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 40Atom-%), weiche aus der Dampfphase niedergeschlagen werden können, in die Gläser einbauen lassen.
Nachstehend werden einige Beispiele für die vorliegende Erfindung anhand einer einfachen Versuchsappa ratur beschrieben. Andere Anordnungen sind genauso möglich. F i g. 1 zeigt eine Chlor enthaltende Gasflasche Cl, von der aus ein Chlorstrom durch einen Gasmengen- durchfluflregler Mströmt. Der dort dosierte Chlorstrom gelangt entweder direkt, oder aber über Chargiergefäße in ein Glasrohr T. Die Chargiergefäße sind mit flüssigen Halogenverbindungen gefüllt, so daß sich der Chlorstrom mit Molekülen dieser Halogenverbindungen beladen kann, bevor er in das Rohr Γ gelangt. Die Gasmengendurchflußregler M können über einen Programmgeber Pin 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 Wärmequelle H. Hier erfolgt die Zersetzung, die Pyrolyse zu Metallsulfid-, -selenid- und/oder -telluridgläsern. Das überschüssige Chlor verläßt das Rohr am entgegengesetzten Ende. Die Wärmequelle 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 Durchflußmengenregler M und den Programmgeber P steuern. Nach Erzeugung einer genügend dicken, in ihrer Konzentration sich ver ändernden 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 Rohrinnenbeschichtungsverfahren kann auch ein Außenbeschich- tungsverfahren zur Anwendung kommen. Auch Halogene, wie Chlor, Brom, Jod und/oder Fluor bis zu 40 Atom-% lassen sich einbauen.
Die Flüssigkeit im Dotierbehälter A kann z. B. bestehen aus GeCU, SiCU, TiCU, PCl3, SbCl5, AsCI3, usw. Die Flüssigkeit im Dotierbehälter P kann z. B. bestehen aus TeF4, SCl2, S2Cl2, Se2Cl2, SeF4 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. BCI3 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.
Mit Hilfe der in Fig. 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 Balle übrigen Dotiermöglichkeiten fortgelassen. Als Flüssigkeit für A wird Germanium-Tetrachlorid bei 200C und als Flüssigkeit für B Schwefeldichlorid bei 200C verwendet. Stellt man den Chlorstrom durch A auf einen Durchfluß von 45 ml/min und den Chlorstrom durch B auf 48 ml/min ein, wobei der Excess-Chlorstrom auf 10 ml/min eingestellt werden sollte, entsteht ein Gasstrom, der nach Einleitung in das rotierende Rohr Γ einen glasigen Niederschlag an der Rohrinnenfläche 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 24 mm. Die Wandstärke des Platinrohres betrug 2 mm, die durchfließende elektrische Strommenge betrug etwa 480 Ampere bei 0,6 VolL 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 GeS2 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 GeS2 bestand.
Unter Nutzung der Möglichkeiten der in Fig. 1 angegebenen Apparatur wurde unter nachstehenden Bedingungen eine Brechungsindex-Gradientenprofil-Faser wie folgt erzeugt: Im Dotiergefäß A befand sich GeCl4. Im Dotiergefäß B befand sich SO2. In einem weiteren Dotiergefäß ATsefand sich die Flüssigkeit PCl3-Als Treibgas wurde wiederum Chlor benutzt Die Durchflußmengenregler wurden so eingestellt, daß durch das Germaniumchlorid enthaltende Dotiergefäß 175 ml/min Chlorgas, durch das SCl2 enthaltende Dotiergefäß 245 ml/min und durch das PCI3 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 GeCl4 enthaltende Dotiergefäß, 245 ml/min durch das SCI2 enthaltende Dotiergefäß und 105 ml/min durch das PCl3 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 40 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 ± 10° C ais geeignet gefunden. Es wurden bei der Innenbeschichtung 52 Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebracht. Die mittlere Schichtdicke betrug 7 μπι.
Kollabierung und Ausziehen zur Faser erfolgten unter bekannten Bedingungen oberhalb der Erweichungstemperatur des Natrium-Kalzium-Silikat-Glasrohres. Es ergab sich eine Lichtleitfaser, die in F i g. 2 im Brechungsindex-Profil dargestellt ist. Die Faserdicke betrug dabei 120 μιτι, der lichtführende Kern hatte einen Durchmesser von 60 μπι, der äußere Mantel von 30 μιη Rohrmaterial Tumgibt 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 Cändert 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.
Allein im System GeCl4-PCl3-SCl2 ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten der Konzentrationsänderung Unter der Voraussetzung, daß durch unterschiedliche Thermostatisierung der Dotiergefäße gleiche Dampfdrucke erzeugt werden, lassen sich die Treibgas-Chlormengen die proportional sind der transportierter Menge der verschiedenen Halogenide im Dreistoffsystem, durch die Halogenide selbst darstellen.
In F i g. 3 sind für das System GeCl4 - PCl3 - SCl2 die entsprechenden Treibgasmengen durch die transportierten Mengen an Halogeniden dargestellt. 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 Fig.3a—m dargestellten Kombinationsmöglichkeiten lassen sich alle auch zu Vierstoffsystemer erweitern unter Hinzuziehung der Komponente BCl3 Auch eine Kombination von zwei und mehr Dreistoffsystemen der F i g. 3a—m sind möglich. Weitere Kationer lassen sich, sofern sie nicht in Verbindungen erhältlich sind, welche bei Raumtemperatur flüssig sind, durcr zumindest teilweise auf Temperaturen oberhalb dei Raumtemperatur thermostatisierte Systeme bzw. Apparaturen in den Prozeß einfügen.
Für ein anderes erfindungsgemäßes Beispiel benötigi man folgende Komponenten in den entsprechender Dosierbehältern, die bei 25° C thermostatisiert werden:
SiCU, PQ3, TeF4, Ba3 und SQ2. Zu Beginn de!
Prozesses werden Schichten aus SiCU, BCl3 und SCI2 niedergeschlagen. Dazu liefert die Temperaturquelle eine Rohrinnentemperatur von 840°C. Der Chlor-Trägergas-Fluß (in M zu regeln) beträgt 91 ml/min. Der SCl2-Fluß, in M zu regeln, beträgt 380 ml/min. Der BCb-Strom ist in Mso zu regeln, daß im Verhältnis zum SiCl4 mit 91 Teilen und zum SCI2 mit 380 Teilen das BCI3 7 Teile in den Gesamtstrom einbringt. Es werden 15 Schichten mit konstanter Zusammensetzung in das Rohr innen beschichtet.
Anschließend wird die Rohrinnentemperatur durch Variation der Temperaturquelle auf 7600C abgeändert. Die weitere Beschichtung erfolgt mit den Komponenten SiCU, PCI3 und TeF4. Die jeweils in M einzuregelnden Trägergasströme des Chlorgases werden so eingestellt, daß durch das Dosiergefäß SiCl4 372 ml/min strömen, durch das Dosiergefäß mit PCI3 124 ml/min und durch das Gefäß mit TeF4 744 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 SiCI4-Dosiergefäß 186 ml/min, im Dosiergefäß für PCl3 310 ml/min und im Dosiergefäß mit TeF4 744 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 μιη 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, P1Te. Er ist so zusammengesetzt, daß aus seinen Schichten ein parabolisches Brechungsindexprofil resultiert, welches in seinem Brechungsindex-Gradientenverlauf der Gleichung y = x3 entspricht. Dabei ist a als Exponent 1,7 < 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 μίτι 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 CO2-Laserstrahls in den Operationssaal einer Klinik benutzt werden, wobei der Laser mehr als 50 m vom Patienten entfernt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gradientenfaser ist, deren Glas als Anionen S, Se und/oder Te enthält.
2. Lichtleitfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Glas als Kationen Ge, Si, P, B, As, Sb und/oder Ti enthält
3. Lichtleitfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Glas als Anionen zusätzlich die Halogene Cl. Br, J und/oder F enthält
4. Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 Wärmeeinfluß aus der Gasphase niederschlägt
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß man die Lichtleitfaser nach Innenbeschichtung eines Rohres und anschließendem Kollabieren des Rohres zu einem Stab und weiter durch Ausziehen des Stabes zur Faser herstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lichtleitfaser durch Außenbeschichtung eines geeigneten Stabes herstellt, wobei zunächst eine Vorform erzeugt wird, die anschließend zur Lichtleitfaser ausgezogen wird.
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