DE2806931A1 - Verfahren zur herstellung eines glasgegenstandes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines glasgegenstandes

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DE2806931A1 DE19782806931 DE2806931A DE2806931A1 DE 2806931 A1 DE2806931 A1 DE 2806931A1 DE 19782806931 DE19782806931 DE 19782806931 DE 2806931 A DE2806931 A DE 2806931A DE 2806931 A1 DE2806931 A1 DE 2806931A1
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Description

Verfahren zur Herstellung eines Glasgegcnstmids
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstands durch Niede^sch Lagung eirer Gl osru'?.-Scll-ic:it auf eimern Ausgangsteil mittels Flamni'-yclrolyse und Sirterrs der dadurch entstandener porösen UuPvorfoni. zu ci-icv dic'itc:"- Ginsschicht, welc'ic frei vo- I artikelgreuzen ist. Die Erfindung betrifft weitcr'ii:· eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahre-·· ist insbesordere geeignet zur flerstellu:)g von optische*" V/c.l lcv:leitern hoher Qualität, die aus extrem reinen Materialien iiergeptellt werde!; messen. Mit dem erfindur:gsgciaä..'.en Verfahren können aber auch Li.iseü, Prismen etc. hergestellt werden.
Optische Wellenleiter siüti wo'^l nni besten zur Übertragung vo:; Signale!' im i'i enuenzhere i el. um 101G .:z geeignet. Sie jeste'-c·· i-ormalerveise aus einer oplisc'.es Kose:· ";lt einem transparenten
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Kern, umgeben von einem transparenten Mantel, der einen niedrigeren Brechungsindex aufweist als der Kern.
i)ie hohen opt ; se1 er Λ: fordei u:.^e :, die oa L-bertragungsmedien in optischen Systeme:- ^eStC1M ι··θι·:«γ", verbieten die Venveüäuiig λο· vent j oneller optischer fllnsfiisc»·"'. γΉ derer Dönipfu.ifa· auf Γ;:ΐι:<ο vo.« streuung lu.d Verunre i μi ;ru> >gsabsorpt ; on v:el zu hoch "■" st. E? mi "te-·, cla'iei- .-csouueie Verfahren zur herstellung vo" Gläsern cxtren holier r:el;i':eit cstv/i ekelt, werden. Besonders geeignet hierzu ist das Flommhydrolyscveifahren, bei welchem 'nochreine GlasöämpTe erzeugt und niedergeschlagen t^erden. Verfahren zur Herstellung von niederdämpfenden optischen V/ellenleitern mittels Flammhydrolyse sind in den US-Fatenten No. ?. 272 rA? urd 2 -0G 059 besciirieberi. Das Flammhydrolyseverfahren wurde bereits verwendet zur Herstellung von single mode-V/ellenleitern und vou nmlti-mode-V/ell enl ei tern, und zwar jeweils als Stufei-indexfaser und als Gradientenfaser. Verschie dene Verfahren unter Verwendung der Flammhydrolysetechnik zur Herstellung von optischen Wellenleitern sind in den US-Patent schriften No. 3 737 29?, 3 8?" 995 und " 834 55G beschrieben.
Die Verwendbarkeit von optischen /.'eller-leitern Wgt ab von der Erzielung sehr geringer Lbertragungsverluste über das gesamte WeI 1 el nn-rp -snrkt vv.w '■ο 7CX bis HOC um. uies kann erreicht werde»! durch Iiedu/ieref der vo;. der Streuung und Absorptio-. licrr' ui c:'(!e ; inimpfui.g auf ei·) x ;»enu, fins anr^hoiT-d dem
>e;i Niveau cntsnr i c!:t. Mit Oon\ Flnmn-
oicltt, opiisc il· '..eilerlej ter borge-
■ cJrig.ste:
'iY(!ro!''.sc\crr.M. c
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stellt, bei welchen wenigstens 80 % des Streuungsverlusts auf die Streuungseigenscbaften des Glases selbst zurückzufahren waren. Die Anwesenheit vor Tiestwasser, das auf diese Verfahrensweise zurückzuführen ist, brachte jedoch extrem hohe Absorptionsverluste zwischen 700 und 1100 nm. Unter Restwasser im Glas ist hierbei zu verstehen, daß das Glas relativ grofe Mengen von OH, Rp und II2O enthält. Eine Erklärung für das Auftreten von Restwasser ist beispielsweise in der US-PA 3 5Γ.1 gegeben. Die maximale Dämpfung im Bereich voü 7CO bis 1100 nm tritt bei 950 nm auf. Der restliche Teil der Dämpfung bei 950 nm, zurückzuführen auf Streuung des Materials selbst, beläuft sich auf ca. 3 dB/km. So kann z.B. ein optischer Wellenleiter mit einer Dämpfung von weniger als 6 dB/km bei 800 nm eine Dämpfung über 100 dB/km bei 950 nm auf Grund der Gegenwart von Wasser haben. Um in optischen Übertragungssystemen verwendbar zu sein, muß die Dämpfung von optischen Wellenleitern möglichst kleiner als 10 dD/km bei der Wellenlänge des Lichts sein, das übertragen werden soll. Um die erforderliche geringe Dämpfung im Bereich von 700 bis 1100 nm zu erreichen, muß ein optischer Wellenleiter aus Glas praktisch wasserfrei sein, d.h., die Me"ge an Restvjasser in der Faser muP auf weniger als 10 ppm reduziert werden.
Nachdem es unmöglich erscheint, den Wassergehalt auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren, nachdem der durch das Flairuahydrolyseverfahre^ erzeugte Ruf' zu einem dichten Glaskörper gesintert ist, mu* das Wasser vor oder wehrend des Sinterungsprozesses entfernt werden. Hierzu wurden bereits verschiedene
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Verfahren vorgeschlagen. Die heka ersten Verfahren weiser jedoch Nachteile i* sijetuhucrc h =-sichtTic^ der Verfehlensdcucr, der erforderlicher, !iompliziert er Vorrichtungen etc. auf und fahren auch i.LcVi zu ei "er vollständigen Züutf er^u^g ^es V/assers. Das Verfn'irer pncli der US-rS " 0Γ 15-1 :.sl ol!crdi"gs mit gutein Erfolg zur iceduktiou des Vcssersehalts in erschmolzener Kieselsäure, hergestellt durch das Flammhydrolyseverfaiu dM ei..'gesetzt v.-ort'e. . 11OCi? diesem Verfahrer, wird eiie drrc1: dos Flaramhyarolyseverfa*\ron hergestellte Ru.';-Vorforn cOdurcl? gesintert, da° sie iis ei "en Sinteroler gebrac!-t wird, Iv welc-'iem die liui.'-Vorform auf eine Temperatur inv-er!ialb des SintertemperaturbereicTis so lange erhitzt wird, bis die Runpartikel zu einer dichter GlasscMclit gesintert sind. Gleichzeitig wird die RuP-Vorforni einem trockenes Chlor enthaltender. Gasstrom ausgesetzt, der durch den Ofen fliegt. Das Chlor dringt in die Hohlräume der Ru.'-'-Vorform wrhrend der Sinterung ein und ersetzt die ilydroxyl-Ionen durch Chlorionen, wodurch ein im wesentlichen wasserfreier Glnsgegenstend erhalten wird.
lievor jedoch der das Chlor enthaltende Gasstrom auf die RuS-Vorform auftrifft, kann er mit den Wenden des SinterofeviS reagieren und fl-chtigc Verbindungen, wie z.B. Eisenchloridc, erzeugen, v.clc!ie darr die Vorform verunreinige-"· Der nach diesem Verfahren erhaltene Glasgcgerstand weist zwar nur eine geringe nberschüssige Dämpfung hei 9-^0 nm auf Grund der Wasserabsorption auf, die Gesamtdämpfurg über das gesamte sichtbare Spektrum ist jedoch auf Grund der von dem Trocknungsgas transportierte^ Verunreinigungen deutlich erhöht.
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Ulic Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein wirksames und ökonomisches Verführer- zur Entfernung vor» ^.estv.asser aus einer durch Flamr/r'ydrolyse hergestellten GlasrUiWorforra während, des 31.%t crii"gpprozesses zu schaffeu. Eine spezielle Aufgabenstellung der Erfindung besteht dar ir, ei-1 Verfahren
ui;u eine Vorrichtung zur ^urehiTihrii" j '3; c^es Verfahrens zu
schaffen, mit welchem optische Vol.! eileiter hergestellt worden können, die sowohl c:i">e extrem niedrige ivon^e-tratior- a" Wasser als auch ei^c extrem niedrige Konzentration an Verunreinigungen aufweisen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgeniäf dadurch gelöst, daP.
die Vorform i : einen Cfen gebracht wird, i:; welcliem sie so
lange einer Temperatur innerhalb des Sintertemperaturbereiciis ausgesetzt wird, bis die Rußpartikcl zu einer dichten Glasschicht gesintert sind und da?, ei ι Strom eine Atmosphäre enthaltend ein Trocknungsmittel durch die Hohlräume der poröser. 7?u Π-Vor form geführt wird, wobei, vermieder, wird, da." dieser
Strom öen Ofen selbst berührt, bevor er durch die Vorform
geht.
Vorzugsweise wird vor der Sinterung das Ausgangsteil von der Vorform entfernt, so da-° cire Öffnung in der Vorform entsteht und der das Trocknurgsroi tt el enthaltei-uu Strom wird in diese Cffrung gcJeitet, so daP wenigstens ein^Teil des Stroms von
der zentral en Öffnung durch clic 'ToM-^ume der poröse!; Ru·"-Vorform nach au^en an die äußere Oberfläche der Glns-:.u:'form
gef'ilirt wird.
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Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, dar* die Außenfläche der norfJsen Vorform mit einem Spülgas (z.B. Helium, Sauerstoff. Argon, Neon oder riLschungea dieser Gase) gespv.lt wird, um den aus der porösen Vorform austretenden Gasstrom zu entfernen. Das Spülgas wird vorzugsweise in Gegenstrom zu dem das Trock- ! u; ssini ttel enthaltenden Strom geführt.
Eire vorzugsweise Ausf''ihruügsf orm des erfiP.dur.gsgemäPen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daf zunächst auf einem Ausgangsteil mittels Γ1ammhydrolysc elre Glasruß-Schicht niedergeschlagen wird, d:;e SiOr. und eine genügend groSe Menge an einem Dotierungsoxid enthält, um den Brechungsindex dieser alnsruPpnrtikel gegenüber demjenigen von SiOo allein zu erhöhen, dar* auf dieser1 ersten Schicht wenigstens eine weitere Schicht aus Glasru^partikeln r j edergesc'ilagen wird, die einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als derjenige der ersten Sc'ncht, da"- der Strom eine Komponente enthält, die während der Sinterung zu SiOo reagiert und daß der Strom weiterhin eine Komponente enthält, welche während der Sinterung zu einem Jotierur-gsoxi d reagiert und daß schließlich aus dem resultierendem dichten Glaskörper eine optische Glasfaser gezogen wird.
Erfindungsgeniäi? wird als Trocknungsmittel vorzugsweise Chlor eingesetzt.
Das erfi'Mlim^s.p;e!n"oe Verfahren kann mit den Trocknungsmitteln CIo, SiCI1, GeCl1, IÜCI3, PCl^, AlCl3, BCl3, TiCl4, Br2 oder
Io oder Mischungen aus diesen durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Sinterofen (60), eine Leitung (76) zur Einspeisung von 0,,/GeCl4 bzw. He/SiCl4, eine Leitung (78) zur Einspeisung von JIe, einen Rohrträger (50), einen Flansch (56) und Platindrähte (52) zur Befestigung der Vorform (30), ein Gasleitungsrohr (58) zur Einleitung des Stroms einer Atmosphäre, geliefert aus der Leitung (76), in die Öffnung (54) und Eintrittsöffnungen (G6) zur Einspeisung von Spülgas (68), das vorzugsweise im Gegenstrom zu
dem aus der Leitung (76) kommenden und schließlich an der Oberfläche der Vorform (30) austretenden Strom geführt wird.
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Weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen die Aufbringung einer ersten und einer zweite»-. Glasruß-Schicht auf ein Ausgangsteil.
Figur ·" zeigt die Dämpfungskurven mehrerer optischer Wellenleiter.
Figur Λ zeigt eine schematische Darstellung eines Sinterungs-Ofens (Konsolidierungsofens) und eines Sinter-Atmosphäre-Systems.
Der Einfachheit halber wird die vorliegende Erfindung im wesentlichen an Hand der Herstellung eines niedrigdämpfenden (low loss) optischen Wellenleiters beschrieben, obwohl die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist.
Figur 1 zeigt, wie eine Glasruß-Schicht 10 auf ein im wesentlichen zylindrisches Ausgangsteil 12, wie z.B. ein Rohr oder ein Stab, mit Hilfe eines Flammhydrolyse-Brenners 14 aufgebracht wird. Heizgas und Sauerstoff oder Luft werden dem Brenner 14 von einer nicht gezeichneten Quelle zugeführt. Die Mischung wird verbrannt und erzeugt die Flamme 16, die aus dem Brenner 14 austritt. Der Dampf hydrolysierbarer Verbindungen wird in die Flamme 16 eingebracht und die Gas-Dampf-Mischung wird in der Flamme hydrolysiert, wobei sich der Glasruß bildet, der die Flamme 16 in Form eines Stromes 18 verläßt, der
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auf das Ausgangsteil 12 gerichtet ist. Das Flammhydrolyse-Verfahren zur Herstellung einer GlasruP-Schicnt ist näher in den vorgenannten US-Patentschriften No. ο 737 292, 3 823 995 und 3884 550 beschrieben. Das Ausgangsteil 1? wird durch einen Träger 20 getragen und sowohl rotiert als auch hin- und herbewegt, wie dies durch Pfeile in Figur 1 tiargestellt, ist, um einen gleichmäßigen Ni edersclilag des Glasrußes zu gewährleisten. Anstelle des in Figur 1 gezeigten konzentrischen Brenners kann auch ein verlängerter Bandbrenner verwendet werden, der einen langen Strom von Ruß abgibt, so daß das Ausgangsteil 12 nur rotiert zu werden braucht. Auch kann eine Mehrzahl von Brennern 14 in einer lieihe verwendet werden, wodurch auch lediglich eine Rotation des Ausgangsteils genügt.
Zur Herstellung einer Stufenindexfaser wird eine zweite Glasruß-Schicht 26 auf die äul.ere pei-inher i sehe Oberfläche der ersten Schicht 10 aufgebracht, was in Figur 2 dargestellt ist. Zur Herstellung einer Gradientenindexfaser wird eine Vielzahl von Glasruß-Schic'iten auf das Ausgangsteil aufgebracht, wobei jede Schicht einen zunehmend niedrigeren Brechungsindex aufweist, wie dies in der US-PS 3 823 995 beschrieben lot.
Gemäß bekannten Verfahren wird der Brechungsindex der Schicht 26 niedriger eingestellt als der der Schicht 10, und zwar durch Änderung der Zusammensetzung des in Flamme lü erzeugten KuKes. Dies kann geschehen duicn Änderung der Konzentration oder des Typs des Dot ieriu.gsinater in Is, das in die Flamme eingebracht wird oder auch durch Weg Lassung des Dot i erungsmate-
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rials. Der Träger 20 wird wieder rotiert und hin- und herbewegt, um eine gleichmäßige Niederschlagung der Schicht 26 zu gewährleisten, wodurch eine Vorform 30 des optischen Wellenleiters gebildet wird, enthaltend die erste Schicht IO und die zweite Schicht 26.
Nachdem da=; Aus&ungsLei 1 12 letztlich entfernt wird, braucht das Material des Ausgangsteils Ii" nur eine Zusammensetzung und einen Ausdehnungskoeffizienten zu besitzen, der mit dem Material der Schicht 10 verträglich ist. Ein geeignetes Material kann ein normal hergestelltes Glas sein, das eine ähnliche Zusammensetzung aufweist wie das Material der Schicht 10, obwohl es nicht dessen hohe Reinheit zu haben braucht.m Es kann also ein normal hergestelltes Glas sein, das eine gewöhnliche oder sogar erhöhte Menge an Verunreinigungen oder eingeschlossenem Gas aufweist, so da'i es für eine wirksame Lichtubertragung bzw. I.ichtfortpflanzung an sich ungeeignet wäre. Das Ausgangsteil Kftnri auch aus Graphit, Glas niedriger Ausdehnung oder ähnlichem Material bestehen.
Γ;θϊ der iersluLluhg von optischen Wellenleitern soller. Kern und Mar Lei de?; './el lewiei lers aus einem Glas hergestellt werden, das oi*>e niM-imale I ic'iIdämpfung aufweist. Obwohl hierzu jedes Glas optischer Qualität verwendet werden kann, ist eriiciimolzeue kieselsäure besonder«? p;epi;niet. Aus strukturellen ut-d iitif'ct υ η μι .Al iäciiet! verbinden ist es wünschenswert, da-' J i e Gläser vom Ker'i u; ΰ Γ-inntul ähnliche physikalische Charakteristika nufuc· i ««»■. !>:i r]vv !"er1 ci!:Ci. !/ü.ere«. Isreehungsiudex
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als der Mantel aufweisen muß, kann der Kern vorzugsweise aus dem gleichen Glas wie der Mantel hergestellt und mit einer kleinen Menge eines anderen Materials dotiert sein, um eben seinen Brechungsindex leicht zu erhöhen. Besteht der Mantel z.B. aus reiner erschmolzener Kieselsäure, so kann der Kern aus erschmolzener Kieselsäure bestehen, die mit einem Material dotiert ist, um seinen Brechungsindex zu erhöhen.
Im Rahmen der Erfindung kann eine Vielzahl von L'otierurgsmitteln einzeln oder in Kombination verwendet werden. Beispielsweise können verwendet werden Titanoxid, Tantaloxid, Zinnoxid, Nioboxid, Zirconoxid, Aluminiumoxid, Lanthanoxid, Phosphoroxid und Germaniumoxid. Optische Wellenleiter können auch dadurch hergestellt werden, daß der Kern aus einem oder mehreren der vorgenannten Dotierungsoxide geformt wird urd der Mantel aus einem oder mehreren Materialien mit einem niedrigeren Brechungsindex besteht. Z.E. kann der Kern aus reinem Germaniumoxid hergestellt werden, das von einem Mantel umgeben ist, der aus erschmolzener Kieselsäure und Germaniumoxid besteht.
Die Flammhydrolyse-Technik führt zu Gläsern mit extrem geringen Verlusten auf Grund von Streuung und Adsorption durch Verunreinigungen. Es wurde gefunden, daß optische Wellenleiter, die durch die vorstehende Technik hergestellt wurden, Verluste von lediglich 1,1 dB/km bei 1,060 nm aufwiesen. Aber auch wenn optische Wellenleiter aus Gläsern derart guter optischer Qualität hergestellt werden, kann die Lichtdämpfung in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums so groß
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sein, da? diese Wellenlejier für (Ue Übertragung von Licht ungeeignet sind.
Es wurde beispielsweise ein optischer Wellenleiter hergestellt mit einem Kern aus 81 Ge\v.?i SiOo, IG Gev.-.^J GeOP und 7, Gew.?o Ii. O- und einem Mantel aus 86 Gew.9a SiOo und 14 Gew.°o B0Ü3 rlurcii ein Flnmmhydrolyse-Verfahren, v.-ohei kein Versuch unternommen wurde. Wasser aus diesem System zu entfernen. Die Dämpfungskurve "36 f-"r diese Faser ist in Figur 3 dargestellt. Es zeigte sich, dan Wasser für eixie derart große Dämpfung im Bereich von 700 - 1100 nm verantwortlich war, so daß der optische Wellenleiter für die übertragung von optischen Signalen in diesem Wellenlängenbereich ungeeignet war. Bei 950 nm war die Dämpfung ca. 80 dB/km. Verschiedene Oxide, aus welchen die optischen Wellenleiter hergestellt werden, insbesondere SiOo, haben eine groPe Affinität zu Wasser. Nachdem jedoch ein derartiger Wellenleiter fertig hergestellt ist, ist sein innerer, lichtleitender Teil unzugänglich für Wasser. Die Tendenz dieser Gläser, Wasser zu absorbieren, ist nicht schädlich für wasserfreie optische Wellenleiter, nachdem diese fertig hergestellt sind, da der größte Teil der Lichtenergie in und um den Kern geleitet wird und die Anwesenheit von Wasser auf der äußeren Oberfläche einen zu vernachlässigenden Effekt auf die Energieübertragung hat.
Bei der Herstellung von optischen Wellenleitern durch Flammhydrolyse ist jedoch Wasser, das durch die Flamme entstanden war, in denjenigen Teilen des Wellenleiters zu finden, der
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durch Flammhydrolyse hergestellt wurde» Weiterhin wird V/asser von dem Ruß während der Handhabung in Luft vor dem Sinterungsprozeß gierig adsorbiert, und zwar wegen der extrem hohen Porosität des Rußes.
Das Ausgangsteil wird von der Ruß-Vorform entfernt, so daß ein gasleitendes Rohr an dem Ende der Vorform befestigt werden kann. Dies kann geschehen durch Festhalten der Vorform, während der Träger abgezogen wird. Die Vorform 30 wird dann von einem Rohrträger 50 aufgehängt gehalten (siehe Figur 4). Zwei Platindrähte, von welchen nur Draht 52 gezeichnet ist, treten aus der Vorform 30 an gegenüberliegenden Seiten der Öffnung aus und sind an dem Träger 50 direkt über dem Flansch 56 befestigt. Das Ende des Gasleitungsrohrs 58 ragt aus dem Rohrträger 50 hervor und ragt in das anschließende Ende der Vorform 30 hinein.
Die Vorform wird durch allmähliches Einsenken in den Sinterofen 60 gesintert (konsolidiert). Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Vorform einer Gradientensinterung unterzogen. Diese Technik ist in der vorgenannten US-PS 3 933 454 beschrieben, wobei der unterste Teil der Vorform zuerst sintert, die Sinterung kontinuierlich in der Vorform fortschreitet, bis zuletzt das an den Rohrträger 50 angrenzende Ende gesintert wird.
Erfindungsgemäß wird eine Glasvorform, insbesondere die Vorform eines optischen Wellenleiters, dadurch getrocknet, daß
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die Vorform wüht end des Sinterur-gsprozesses mittels eines .:otTei-r Trockmingsmltiels getrocknet wird. Die Reinheit des Trockrui gsmiltels \.ird dadurch aufrechterhalten, dar. verhindert wird, da" es die feuerfesten l/iinde des Siiiterofens berührt, uuvor ο^ r" Kontakt mit der Vorform kommt. Nach einer vorzugsweise'1 Ausf'-'hrungsforn: des erf indungsgemäRei: Verfalu'O'rt virc1 die "einheit des Trocknungsmittels dadurch aufrechterhalten, da" ein Strom einer Atmosphäre,, enthaltend das Trocknungsmittel,!!·: das Zentrum der Vorform gebracht v.'ird und durch dj e poröses· Wände der Vorform nach außen entweicht. Die resultierenden Gase werden von der Außenseite weggeführt durch Gase wie Kelium, Sauerstoff, Argon, Neon oder deren Mischungen. Durch diese Verfahrensweise kann das Trocknungsmittel unmöglich Verunreinigungen von den Cfemvär·den in die Vorform transportiere". Nach dem erf.!ndungsgemäßen Verfahren werden somit optisclie V.'ell en leiter erhalten, die wasserfrei sind oder im wesentlichen wasserfrei sind una niedrige Dämpfungen bei 950 mn und auch bei anderen Wellenlängen aufweisen.
Beispiele für erfindungsgemä'*e Trocknungsmittel sind CIp5 SiCl4, GeCl4, r.Cl-, ;iCl, PCCl^, PCl3, TiCl4 und AICI3. Aber aucii Verbindungen anderer Halogene, wie z.B. Brom oder Jod, pj-'c1 ebenfalls v.irksar.u Das speziell zu verwendende Trocknungsmittel isL unwesentlich im Hinblick auf den Trocknungsprozei1.. Jedoch sollten Eigenschaften der Vorform, wie z.B. iji-eciiur-^s vulcx, thermischer xVusdeh'umgskoef f izient und ähnliche Parameter bei der '.,aiii des Trocknungsmittels berlicksic'it igt werden.
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Ii> der in Figur 4 dargestellten Ausfiilirungsform des erfindungsgeraäßen Verfahrens wurde das Trocknungsmittel in das Zentrum der Ruß-Vorform durch ein System eingeführt, das lediglich Glas, Teflon und eine geringe Menge korrosionsbeständigen Stahl enthielt. Auf diese Weise wurde das Trocknungsmittel vollständig frei von Verunreinigungen gehalten.
Die Sintertemperatur hängt von der Zusammensetzung des Glasrufies ab und hält sich im Bereich vom 1250 - 1700° C für Ruß mit hohem Kieselsäuregehalt. Sie j st weiterhin zeitabhängig, wobei eine Sinterung bei 1250° C eine sehr lange Zeit erfordert. Die vorzugsweise Sintertemperatur für Ruß mit hohem Kieselsäuregehalt liegt zwischen 1350° C und 1450° Co Andere Gläser können bei niedrigeren Temperaturen gesintert werden, reines Germanium z.B. sintert bei ca= 900° Co
In Figur 4 sind die vertikalen Seitenwände des Sinterofens durchbrochen gezeichnet, um zu zeigen, daß die relative Tiefe größer als dargestellt ist oder sein kann. In Figur 4 sind Strömungsregler schematisch durch den Buchstaben 11R" im Kreis und Strömungsmesser durch den Buchstaben "F" im Rechteck gezeigt. Die Quellen 62 und 64 für Bauerstoff bzw» Helium sind mit den Eintrittsöffnungen 66 am Boden des Sinterofens 60 verbunden. Gewellte Pfeile 68 versinnbildlichen das durch die Eintrittsöffnungen einströmende Spülgas» Die Quellen 72 und 74 für Helium bzw. Sauerstoff sind mit Gefäßen für SiCl4 bzw. GßCl4 verbunden, so daß Helium, Sauerstoff, SiCl4 und GeCl4 in der Leitung 76 in den Ofen geführt werden» Zusätzlich kann
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HeJ ium Hber die Leitung 78 in die Leitung 76 eingespeist werden.
Das Sinteratmosphären-System der Figur 4 ist nur eine Ausführungsform der vielen Systeme, die unter den Erfindungsgedanken fallen. So kann z.B. das Spülgas von oben nach unten durch den Ofen 60 geführt werden. Jedoch ist das in Figur 4 dargestellte System, bei welchem das Spülgas von unten her eindringt, vorzuziehen, da Gas natürlicherweise nach oben durch den Ofen strömt. Auch können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, um die gewünschte Trocknungsgasmischung zu erzeugen. Es ist lediglich notwendig, das Rohr 58 und damit die Vorform 30 mit der gewünschten Trocknungsgasmischung zu versorgen.
Wie durch den Pfeil 80 gezeigt ist, wird die Vorform 30 abwärts in den Ofen 60 eingebracht. Die Einsenkgeschwindigkeit soll vorzugsweise gering genug sein, um zu gewährleisten, daß das untere Ende der Vorform zuerst gesintert wird und daß sich der Sinterungsprozeß fortsetzt, bis die Sinterung das obere Ende, das an den Rohrträger 50 angrenzt, erreicht. Die maximale Ofentemperatur, die vorzugsweise zwischen 1350 C und 1450° C für Ruß mit hohem Kieselsäuregehalt liegt, sollte an die Sinterung der Glasrußpartikel angepaßt sein, damit die Ruß-Vorform zu einem dichten Glaskörper gesintert wird, in welchem keine Partikel-Grenzen existieren.
Wenn die Ruß-Vorform 30 in den Ofen 60 eingeführt wird, strömt das Trocknungsgas durch das Gasleitungsronr 58 in die Öffnung
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54, von welcher es in und durch die Hohlräume der Vorform strömt, wie dies durch Pfeile 82 gezeigt ist. Eine erfolgreiche Trocknung der Eu.'i-Vorf orm konnte erfindungsgemä'i durch Verwendung an sich bekannter Trocknungsmittel, wie z.B. Chlorgas oder SiCl^ erreicht werden. Da jedoch der innere Teil der Ruß-Vorform, die zu einem optischer. 5ZeIl en leiter weiterverarbeitet werden soll, ein Dotierungsinittel enthält, um seinen Brechungsindex zu erhöhen, verursacht die Verwendung derartiger konventioneller Trocknungsmittel !jei der Öffnung der Vorform, wo ja die Dotierungsmittelkonzentration am größten ist, eine Auslaugung an Dotierungsmitteln aus der Vorform. Dies führt zu einer Erniedrigung des Brechungsindex des Glases im Zentrum des resultierenden optischen Wellenleiters. Obwohl die resultierende Faser als optischer Wellenleiter funktioniert, können verschiedene ihrer Eigenschaften widrig beeinflußt werden, insbesondere im Fall der Gradientenfaser.
Das Trocknungsgas enthält daher erfindungsgemäß vorzugsweise eine Komponente, die, durch Reaktion mit der Vorform, das Dotierungsoxid produziert, dessen Konzentration durch die oben beschriebene Auslaugungsreaktion erniedrigt werden würde. Die erforderliche Menge an dieser Kompe^sierungskomponente hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. der Konzentration des Dotierungsoxids im Zentrum der HuT-Vorform. Erfindungsgempß wurde weiterhin gefunden, dar.! ;ibersch''ssis;c -Mengen an der Kompensationskomponente im Trocknungsgas die Bildung einer dünnen Glasschicht auf der inneren Überfläche der hohlen Vorform verursachen können, die reich an Dotierungsmittel ist.
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Dies kann zu einem Brechen des resultierenden gesinterten Körpers auf Grund unausgeglichener Spannungen führen. Aber auch wen" eine Faser uus diesem Körper gezogen werden könnte, könnte der lirec'iui-gsitidex des Zentrums auf Grund der hohen Konzentration der DoiIerungsoxide im Faserzentrum zu hoch sein. Es rau" also f';r ,jede '/el lenleiterzusaaimensetzung die iierigc dex" Kompensierungskomnonente im Trocknungsgas bestimmt werden, ko'jc: gefur.uer= wurde, da'.' eine Bestimmung durch empirische Mittel Jurc'iaus ausreicht.
Die "bersclr.'ssige Dämpfung bei 950 nni f'ir Fasern, die aus upbehandelten Faser.i gezogen wurden, ist im allgemeinen 50 bis 100 dB/km oder mehr. Die Kurve "8 in Figur 3 zeigt die Dämpfung einer eier bestem Fasern, die nach dem erfindungsgemäfier. Verfahren hergestellt wurde. Es wurde gefunden, daß die Behandlung νου Fasern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Dämpfung von gesinterten Rußkörpern auf fast 1 dB/km bei den Standardmer-itellerlrngeT' G30, 800, 820 und 1060 nm erniedrigt. Die Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik wird deutlich durch Vergleich der Kurve 38 der Figur 3 mit eier Kurve o4 der Figur u, welche die Dämpfung eines optischen Wellenleiters darstellt, der aus einer Eu£-Vorform hergestellt wurde, die gemäß US-PS 3 9oo 454 getrocknet wurde. Der Trocknungsprozeß nach der vorliegenden Erfindung scheint entweder die Lichtstreuuiigseigenschaften des Glases zu erniedrigen oder die metallischen Verunreinigungen durch Bildung flüchtiger Komponenten zu entfernen, die dann von der Ruß-Vorform weggespült werden. Auf diese Weise wird erfLndungsgemäß nicht nur
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die Kuß-Vorform getrocknet, sondern auch die Dämpfung bei Wellenlängen erniedrigt, wo keine Beeinflussung durch Wasser stattfindet.
Überschüssige Mengen von SiCl4 und GeCl4 tendieren dazu, daß die Gesamtdämpfung der Faser erhöht wird, wahrscheinlich entweder durch Kontaminierung der Vorform oder durch Änderung der Oxidationszahl bzw. der Wertigkeit von Verunreinigungen, die immer im Körper enthalten sind. Überschüssige Mengen von Sauerstoff (unzureichendes Helium) verursachen, daß der Körper griesig wird. Zu wenig Sauerstoff verursacht, daß die Dämpfung der Faser erhöht wird, weil sich die Wertigkeit der Verunreinigungen ändert.
Im großen und ganzen besteht also das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß ein gasförmiges Trocknungsmittel durch die Hohlräume einer Ruß-Vorform geführt wird, während gleichzeitig verhindert wird, daß das Trocknungsmittel mit den Ofenwänden in Berührung kommt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 wird dies dadurch erreicht, daß das Trocknungsmittel an der oberen Vorformöffnung eingeführt und durch ein im Gegenstrom geführtes Spülgas, das am Boden des Ofens eingespeist wird, weggespült wird. Falls es im Einzelfall vorteilhaft sein sollte, das Spülgas ebenfalls an der Oberseite des Ofens einzuspeisen, so daß es in derselben Richtung wie das Trocknungsmittel fließen würde, müßten geeignete Mittel am Boden des Ofens installiert werden, um beide Gase entfernen zu können=
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• a?·
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein laminarer Fluß an Trocknungsmittel am Boden des Ofens vorgesehen. Sobald das Trocknungsgas auf der Ruß-Vorform auftrifft, \virkt der Gasstrom zwischen der Vorform und der Ofenwandung als ein Puffer, der verhindert, daß das Gas, das die Ofenwand berührt hat, in die Vorform eindringt. Bei einer Abänderung dieser zuletzt beschriebenen Ausführungsform des erfi/idungp^emäCen Verfahrens wird ei»· "Schutzstrom" von irertem Gas am boden des Ofe^s nahe der vertikalen Wand eingeführt; diesel' "Scliutzstron" erhöht weiter die Abwehr von Verunreinigungen.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In diesen AusfMhrungsbeispielen, die sich auf die Herstellung von optischen Wellenleitern beziehen, ist der innere Durchmesser des Muffelofens 8,25 cm und seine Länge 1,27 m. Bei allen Beispielen wurde eine Spülgasmischung am Boden des Ofens gemäß Figur 4 eingespeist, die aus 20 l/Min. Helium und ml/Min. Sauerstoff bestand.
Beispiel 1:
Ein Ausgangsteil aus erschmolzenem Quarz, annähernd 0,6 cm im Durchmesser und ca. 50 cm lang wird an einem Träger befestigt. Flüssiges SiCl4, flüssiges GeCl4 und BCl3 sind bei 35° C bzw. 47° C bzw. 20° C in einem ersten, einem zweiten und einem dritten Behälter enthalten. Trockener Sauerstoff wird durch den ersten Behälter mit 2000 ccm/Min· und durch den zweiten
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Behälter mit 200 ccm/Min. durchgeperlt. BCl7 strömt aus dem dritten Behälter mit 60 ccm/Min. Die mit dem Sauerstoff mitgerissenen resultierenden Dämpfe werden vereinigt und durch eine Gas-Sauerstoff-Flamrne geleitet, wo der Dampf hydrolysiert wirr! und einen gleichmäßigen Strom von Partikeln formt, der eine Zusammensetzung vor 60 Gew./O GeCo, ό Gew.% BoOr- und 81 Gew.'."o SiOo aufweist. Der Strom v.ird auf das Ausgaugsteil gerichtet und ein Rußiiberzug entsprechend der Zusammensetzung wJrd bis zu einer Dicke von 2,5 cm im Durchmesser aufgebracht. Ein zweiter Überzug von 86 Gew."i SiOo und 14 Gew.?j B0O3 wird dann auf die erste Pai°schicht aufgebracht, und zwar durch Abbruch des SauerstoffStroms in dem flüssigen GeCl4 und durch Anpassung des BCl^-^lusses aus dem dritten Behälter auf 300 ecm /Min.,· während der Sauerstoff strom durch den ersten Behälter mit 200 ccm/Minute aufrechterhalten bleibt. Der Kantelru? wird so lange aufgebracht, bis ein Au"epdurc:u;iesscr vou am.l'nernd 5 cm erreicht ist. Das Ausgangsteil wird aus der Ru^vorform abgezogen, wobei eine Ruß-Vorform mit einem Gewicht vor 450 g, einem Durchmesser von 5 cm und einer Länge von 5C cm erhalten wird. Das Gasleitungsrohr 53 \ on Figur -1 wird in die Öffnung der Vorform eingesetzt, die einen Durchmesser von ca. 0,6 cm aufweist. Platindrähte werden verwendet, um das obere Ende der Vor form a:. einem Hohrträger zu befestigen»
Die Gase u-d Bömpfe, die das Troct-MKigsgas bilden, fließen in die Vorformöf f"urg mit folgc-ulc- Ccsc'-.vi--ui^keitci.: "·(· miA.iu Sauerstoff, 3 ml/Min. SiCl1 Dampf, 3,7 rnl/?Ii.:. GeCl4 Dampf uv.ä 1500 ml/Hin. Helium. Diese Mischung wird erhalten durch
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Halten des SiCl4 und GeCl4 be: 25° C und durch lJurchperler. von .'ieljum durch das SiCl4 mit 6 ml/Min, und Durchperlen des Sauerstoffs durch cos GeC]4 mit "O ml/Min, und durch einen "ieliumflu- vo.· l," l/Miη. durch Leitung 7S. Dei 25° C beträgt der Dcuipfdruck des SiCl. ca. 240 Torr, so daH das Helium ca.
;nl/Mi'!. SiCl,, Dampf mitninuit; der Dampfdruck des GeCl4 betragt ca. 85 Torr, so ΰαρ der Sauerstoff ca. 0,7 nil/Mi">. GeCl4 jJampf init:iiiiü.»t.
Sobald CIc Trockourgsgasniischung in die Vorformöffnung fliegt, wird die Vorform in den Ofen gesenkt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 0,5 crn/Min.; die maximale Cfentemperatur ist dabei ca. 1~8O° C.
L(Ie Vorform ist Jr ca. 90 Hin. völlig gesintert. Der resultierende dichte Glaskörper uircl aus dem Cfen genommen und gekühlt. Die resultierende Struktur wird dann bei einer Temperatur von ca. 1800° C gezogen, wobei der zentrale Hohlraum kollabiert uncT der äußere Durchmesser sie]1 entsprechend verringert. Das Ziehen wird dann fortgesetzt, bis der endgültige *./el] er. le: terdurchmesser vo:. 125 μπι erreicht ist; der Kern durchmesser beträgt dann cu. 62 μπι. Die Wellenleiterdämpfung bei den Standaidiiierv.ellen.lrngen von 630, 800, 820, 900 und 1060 nm beträgt 3,7, ~,4, 3,2, 2,7 bzw. 1,6 dliAm. Die überscnüssige Absorption auf Grund vou Wasser bei. 050 nm wird mit ca. 17 db/ kr.i geschätzt. In diesem Beispiel und in einigem Beispieler· der Tabelle I ist die Dämpfung bei 950 nm geschätzt durch Messung der bämpfuiige: Ve? R^ r-m und 900 nm. Die geschätzte Dämpfung
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bei 950 nm wird dann bestimmt durch die Gleichung
A950 =
Es wurde ein schmaler peak im Brechungsxndexprofil beim Zentrum der Faser festgestellt, was auf die Bildung eines geringen Überschusses von GeO2 im Zentrum der Faser während des Trocknungsprozesses zurückzuführen ist.
Das spezielle im Beispiel 1 verwendete Trocknungsmittel ist bei der Trocknung von optischen Wellenleitern auf Grund verschiedener chemischer Reaktionen wirksam. Zunächst reagieren SiCl4 und GeCl4 mit Sauerstoff zu Chlor gemäß den folgenden Gleichungen
SiCl4 + O2 -* SiO2 + 2 Cl2 GeCl4 +O2 -* GeO2 + Ξ Cl2
Das durch diese Reaktionen gebildete Chlor entfernt seinerseits Hydroxylgruppen aus dem Glas gemäß der folgenden Gleichung
+ Cl2 S'SiOSiS + 2IiCl + ^ O2
wobei ^ SiOII versinnbildlicht, daß das Siliziumatom mit drei anderen Stellen des Glas^Netzwerks verbunden ist.
Beispiele 2 bis 9:
Die Gasflußgeschwindigkeit und Wellenleiterdämpfungswerte für die Beispiele 2 bis 9 sind in Tabelle I enthalten» In jedem dieser Beispiele wird der gleiche Typ von optischen Wellen-
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leitern wie in Beispiel 1 verwendet, mit Ausnahme der Beispiele 5 und 6, in welchen Gradientenindexfasern hergestellt wurden. Die Fasern ii. diesen beiden Beispielen haben den gleichen Mantel und gleiche Axiale Zusammensetzungen wie der Wellenleiter nach Beispiel 1. In den Beispielen 5 und 6 erniedrigt sich jedoch sukzessive der Gehalt an GeO0 zwischen der Faserachse und dem Mantel. Weiterhin wird bei den Beispielen 5 und 6 der gleiche Sinterproze" f"r die Ruß-Vorform verwendet wie in Beispiel 1 beschrieben, mit Ausnahme der Trocknungsgasmischung. Beispiel 11 der Tabelle I bezieht sich auf eine unbehandelte Faser.
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Beispiel durchgeperltes Gas
SiCl4 GeCl4 		Tabelle ] 630 Dämpfung
800		 verwendet bei Λ in
820		 nm in
900		 1060
2 18 ml/Min.02 Helium
Fluß in
Leitung 78		 10,4 4,4 4,2 3,4 3,3
3 30 mlAlin.O2 1,25 l/Min. 3,4 3,1 2,3 1,5
4
5		 30 mlAlin.O2 —
7,5 mlAUn-O2 		1,25 lAlin. 10,0 4,9 5,5
4,8		 4,6
4,8		 2,8
3,3
8606 6 7 ml/Min.Oo 1,25 l/Min.
1,5 lAiin.		 11,1 4,4 4,1 3,3 2,6 ί*ί l\
co 7
8		 6 mlAiin.On 8 ml/Min.He
6 mlAlin.O2 19 ml/Min.He		 1,5 lAün. 8,4 3,4 3,2
3,4		 2,7
3,0		 1,7 " ι
1,9
9 6 ml Aiin. O2 30 ml Ali« - He 1,5 l/Min.
1,5 lAlin.		 8,1 3,0 2,8 2,4 1,3
10 (a) 1,5 l/Min. 10,1 G,6 G,5 6,0 4,8
11 (b) 1,5 l/Min . 9,2 4,3 4,1 8,2 2,9
(a) Trocknungsgas enthält zusätzlich zu 1 ,5 1/Min . lielium«,
(b) während der Sinterung nur 20 ml Aiin. Cl0 wurde kein Trocknungsgas
Beispiel Tabelle I * geschätzt Bemerkungen
2 (Fortsetzung) gutes Profil
3 überschüssige Absorption
bei 950 auf Grund von
Wasser		 schmale Einsenkung im Profil
4 ^3950 große Einsenkung ι
5 3,2
co 6 2,4 I
Profil leicht beeinflußt, Körper brach ^j
teilweise -P"
O
CD		 7 O* schmale Einsenkung im Profil
00
CO		 8 33* schmale Einsenkung im Profil
4/02 9 1 große Einsenkung im Profil
CD
O		 10 12* große Einsenkung im Profil
Ii 20* —
8*
0,3
160
OO CD CD CD CO
An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Dämpfungskurve 38 der Figur 3 dem optischen Wellenleiter gemäß Beispiel 6 entspricht,
Wie bereits erwähnt, ist ein Gleichgewicht zwischen SiCl und GeCl4 beim Trocknen und Sintern von germaniumdotierten optischen Wellenleitern erforderlich, um Deformation der Brechungsindexprofile zu vermeiden«. Ein Überschuf. an SiCl4 z=B. führt vermutlich zur Jluslaugung von GeOo ans der Ruß-Vorform gemäß den folgenden Gleichungen
SiCl4 + Oo -£ SiO2 + Cl0
CI2 + GeO2 (Glas) GeOCl2 oder GeCl4 oder
andere flüchtige Germaniumprodukte
oder
SiCl4 + GeO2 (Glas) -*■ SiOn(Glas) + GeCl4
Andererseits verursachen überschüssige Mengen von GeCl4 die Bildung einer dünnen Schicht (50 - 100 μχα dick) von Glas, das reich an GeOn ist. Diese dünne Glasschicht hat eine höhere Ausdehnung als die Hauptmasse des Körpers ο Beim Kühlen ries Körpers führt dies oft zum.Bruch des Körpers auf Grund unausgeglichener Spannungen. Es wurden z.B. verschiedene Körper während der Sinterung getrocknet durch Behandeln der Vorformöffnung mit einer Gas-Dampf-Mischung, erhalten durch Durchperlen von ca. 8 ml/Min. Sauerstoff durch GeCl4 bei 25° C und Mischen des resultierenden Sauerstoff-Dampf-Gemischs mit 1,5 lAiin· Helium. Die meisten der resultierenden Körper
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brache-" '.e^e· der väiu end des Trockr-urgsprozesses entstandenen hohen Spannungen.
Ohne spezielle Vorsichtsmaßregeln erreichten diese Brüche 80 ?ί. V.eni: der Körper zwischen dem Si-oteru-gsprozeS und dem ZiehprozeP des Körpei^s zu einer Faser nicht gekühlt wird, ist das i^e·1 kein Problem, doch ist diese Technik sehr unbequem.
Jie Menge a»; verbleibendem Vasser in dem gesinterten Körper ist eine Funktion der Wassermerge, die ursprünglich in der ihil'-Vorform enthalten war. Diese Variable kann eliminiert werden durch Kontrollieren der Feuchtigkeit der Atmosphäre, welcher die Ru"-Vorform zwischen der HuHniederscnlagung und der vollständigen Sinterung ausgesetzt j st. Y.'eiterliin kann die Entfernung des Wassers kontrolliert werden durch Variieren der Chlormenge oder anderer Trocknungsmittel der Atmosphäre, die vom Gasleitungsrohr 58 zur Öffnung 54 fließt. Schließlich kann der widrige Einfluß des Trocknungsprozesses auf das Erechungsindexprofil der resultierenden optischen Faser dadurch auf einem Minimum gehalten werden, daß die Dotierungsmittelmenge in dieser Atmosphäre kontrolliert wird.
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Claims (19)

  1. Patentansprüche
    lJ Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstands durch Niederschlagung einer Glasruß-Schicht auf einem Ausgangsteil mittels Flammhydrolyse und Sintern der dadurch entstandenen porösen Rußvorform zu einer dichten Glasschicht, welche frei von Partikelgrenzen ist, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorform in einen Ofen gebracht wird, in welchem sie so lange einer Temperatur innerhalb des Sintertemperaturbereichs ausgesetzt wird, bis die Rußpartikel zu einer dichten Glasschicht gesintert sind und daß ein Strom einer Atmosphäre enthaltend ein Trocknungsmittel durch die Hohlräume der porösen Rußvorform geführt wird, wobei vermieden wird, daß dieser Strom den Ofen selbst berührt, bevor er durch die Vorform geht.
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  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß vor der Sinterung das Ausgangsteil von der Vorform entfernt wird, so daß eine Öffnung in der Vorform entsteht und daß der das Trocknungsmittel enthaltende Strom in diese Öffnung geleitet wird, so daß wenigstens ein Teil des Stroms von der zentralen Öffnung durch die Hohlräume der porösen Rußvorform nach außen geführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsmittel Chlor ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der innere Teil der Rußvorform aus Glaspartikeln aufgebaut ist, die mit einem Material dotiert sind, so daß der Brechungsindex des inneren Teils größer ist als der Brechungsindex des äußeren Teils der Vorform und daß der durch die Vorform geleitete Strom eine Komponente enthält, welche während der Sinterung das Dotierungsmaterial bildet.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß zunächst auf einem Ausgangsteil eine Glasruß-Schicht mittels Flaramhydrolyse aufgebracht wird, daß von der entstandenen porösen Rußvorform das Ausgangsteil entfernt wird, wobei eine Öffnung in der porösen Rußvorform gebil-
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    det wird, daß die Rußvorforra so lange einer Temperatur innerhalb des Sintertemperaturbereiclis ausgesetzt wird, bis die Rußpartikel zu einer dichten Glasschicht gesintert sind, daß gleichzeitig ein Strom einer Atmosphäre, enthaltend ein Trocknungsmittel in diese Öffnung geleitet wird und daß dieser Strom von der zentralen Öffnung durch die Hohlräume der porösen Rußvorform nach außen geführt wird.
  6. 6. Verfahren nach Amspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsmittel Chlor ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß der innere Teil der Rußvorform aus Glaspartikeln aufgebaut ist, welche mit einem Material dotiert sind, das den Brechungsindex dieses Teils gegenüber dem Brechungsindex des äußeren Teils der Rußvorform erhöht und daß der Strom eine Komponente enthält, welche während der Sinterung das Dotierungsmaterial bildet.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß zunächst auf einem Ausgangsteil mittels Flammhydrolyse eine Glasruß-Schicht niedergeschlagen wird, die SiO2 und eine genügend große Menge an einem Dotierungsoxid enthält, um den Brechungsindex dieser Glasrußpartikel gegenüber demjenigen von SiOr) allein zu erhöhen, daß auf dieser ersten
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    3c!"; c it vorigsten? eire weitere Schicht aus Glasrußpartikel?"1 niedergeschlagen wird, die ci:ie.; Ercc'nrigsir.clex aufxv'eist, der niedriger ist als derjenige der ersten Schicht, daft der Strom eine Komponente enthrlt, die während der Sintern: &· zu SiCo reagiert, und dai? der Strom weiterhin eine Konrno^O'-te ent'iölt, welche während der Sinterung zu eii'em Dot jerungsoxid reagiert und daf schließlich aus dem resultierenden dichte:! Glaskörper eine optische Glasfaser gezogen wird.
  9. 9. Vcrfn'trcr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dan der Brechungsindex der ersten Schicht ;1ber deren gesamten Radius konstaut ist.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Brechungsindex der erster Schicht mit zunehmendem Radius niedriger wird.
  11. 11. Verfahren nach eirem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß es mit den Trocknungsmitteln Cl2, SiCl4, GeCl4, FOCI3, PCl3, AICI3, BCl3, TJCl4, Crr oder Io oder Mischungen aus diesen durchgeführt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenfläche der porösen Vorform mit einem Spülgas
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    gespült wird, um det; aus der poröser. Vorform austretenden Strom zu entfernen.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Spülgas im Gegenstrom zu dem das Trocknungsmittel enthaltenden Strom geführt wird.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte
    a. Niederschlagung einer GlasruO.-Schicht auf einein Ausgangs teil mittels Flammhydrolyse zur Herstellung einer porösen Rußvorform.
    b. Entfernen des Ausgangsteils, wobei eine üffnur-g in der -Vorform verbleibt.
    c. Einbringen der Vorform in einen Sinterofen.
    d. Erhitzen der Vorform auf eine Temperatur innerhalb des Sinterteniperaturbereichs. bi s die Icußpartikel zu einer dichten Glasschicht gesintert sind und gleichzeitig
    e. Einfuhren eines Stroms einer Atmosphäre enthaltend Chlor in die entstandene öffnung, wobei dieser Strom vom Zentrum der Vorform durch die Hohlräume der porösen Rußform nach außen geführt wird und
    f. Einführen eines Sp"lgases in den Ofci' zur ivegspnlung des aus dem Glaskörper austretenden Stroms.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14,
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    dadurch gekennzeichnet,
    daß der innere Teil der Rußvorform aus Glaspartikeln aufgebaut ist, welche mit einem Material dotiert sind, welches den Brechungsindex gegenüber denjenigen der Rußpartikel des äußeren Teils der Vorform erhöht und daa der durch die Vorform geführte Strom eine Komponente enthält, die während des Sinterungsschritts zum Dotierungsmaterial reagiert.
  16. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß zunächst auf einem Ausgangsteil mittels Flammhydrolyse eine Glasruß-Schicht niedergeschlagen wird, welche SiO0 und eine Menge an einem Dotierungsoxid enthält, das den Brechungsindex der Glasrußpartikel gegenüber demjenigen von SiOo allein erhöht, da·'' auf dieser ersten Schicht wenigstens eine weitere Schicht von Glasrußpartikeln mit einem niedrigeren Brechungsindex als? der der ersten Schicht aufgebracht wird, daß der Strom eine Komponente enthält, welche während des Sinterungsschritts zu SiCo reagiert und weiter eine Γοηρο; onto enthält, welche während des Sinteruügsscliritts zu einem Ddtieruisgsoxid reagiert und daß schließlich aus dem resultierenden dichten Glaskörper eine optische Glasfaser gezogen wird.
  17. 17. Verfahren nach einem der vor.iergenenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strom einer Atmosp'1"re c taaltetiü ein Trocknungsmittel su Ia..^e durch die ilohlräunie der porösen Uußvorform
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    geführt wird, his diese vollständig zu einem dichter) Glaskörper gesintert ist.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines optischer* V/eiler.leiters nach einem der vorhersehend c'-> A"!spr:;cho, gekennzeichnet durch die fo1 jrc^de" Verf abrenssc';r i \ te
    a. i.iedersclilagu:<g einer Glasru°-ScVicht auf eimern Ausgangsteil mittels Flornmbyclrolyse, wobei die Glasrup-Schicht SiOo und ein Dotierungsmittel enthalt, das den Brechungsindex dieser Glasruß-Tartikel gegenüber demjenigen von SiOo allein erhöht
    b. Niederschlagung wenigstens einer weiterer. Schicht aus Glasruß-Partikein, die einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als derjenige der ersten Schicht
    c. Entfernen des AusgangstciIs aus der entstandenen porösen Eußvorform, wobei eine Öffnung verbleibt
    d. Einfahren der Vorform in eine·: Sinterofen
    e. Erhitzen der Vorform auf eine Temperatur ii.rcr'inlb des Sintertemperaturbereiclis so lange, bis die HuCpartikel zu einer dichten Glasschi clit gesintert sind, gleichzeitig
    f. Einbringen ei::es Stroms einer Atmosphäre, enthaltend ein Trocknungsmittel, in die Öffnung, wobei dieser Strom von der zentralen öffnung durch die Hohlräume der poröser. Vorform nach auf en geführt wird, wobei ferner der durch die Vorform geführte Strom eine Komponente enthält,
    09834/0290
    ßAD ORJG,|^L
    reiche vn'TenC des Sirterungsschritts zu SiCo reagiert und vcj-tcr cine IIoi:mo"evite enthält, welche während des £i:;teiU: gsscl'.ritts zu einen Dotierungsinittel reagiert.
    g. Eini'";U"Cii eines Sp':lgases in de-< Cfer- zur V/egsp^luns des aus dorn Glaskörper austreterclc:. Stroms
    :.. £: tfcive^ -Jes rc7' vollEt^-JigCi" Sinterung erhaltenen
    dichter Glaskörpers aus der Si-tcrofc" ure! :i:'l«lur:g des ti%'.c!lLe i. uic'ie" Glaskörpers
    j. Γ. Je'.-e: des erhaltene=-- Glaskörpers unter Kollabiei'u-.g eier zc'-traJc-! Cff-u- s u--tl
    j. v.eilcros Zj.o'er der Faser zu einen optischen Wellenleiter.
  19. 19. Vorric:.iur's zur ^uix':f"krupg des Verfahrens nach eiuem der vorhergehender Anspr'xhe,
    gekei-nzeicViet durch einen Sinterofen (60), eire Leitung (7G) zur Lj.ispeisung von 00/CeCl4 bzw. IIe/SiCl4, eine Leitung (78) zur Einspeisung von He, einen Rohrträger (50), einen Flcr-sc': (5G) uvfi riatindriihte (52) zur Befestigung der Vorform (-0), ein Gasleitungsrohr (58) zur Einleitung des Stroms einer Atmosphäre, geliefert aus der Leitung (7G), in die Cffnu-g (54) und Eintrittsöffnungei? (6G) zur Eiispeisuns vor Sxr:lgas (68), das vorzugsweise im Gegerstrora zu dem aus der Leitung (76) kommenden und schließlich 0" der.Oberfläche der Vorform ("O) austretenden Strom ge~ rihrt uird.
    909834/0290
    BAD
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