DE2833051C2

DE2833051C2 - Verfahren zum Herstellen von Vorformlingen für optische Glasfasern

Info

Publication number: DE2833051C2
Application number: DE2833051A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kakuzen; Shiro Kurosaki; Yuichi Yokohama Kanagawa Usui
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1984-07-12
Also published as: GB2002342A; GB2002342B; FR2398701A1; DE2833051A1; US4225330A; FR2398701B1

Description

P Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Vorformlingen für optische Glasfasern der im

£^l Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-OS 24 47 738

f^f bekannt.

i'\ 40 Bei diesem bekannten Verfahren wild zum Abscheiden des aus S1O2-Partikeln bestehenden Glaspulvers die

ii* sogenannte Flammhydrolyse verwendet, so daß in einer ersten Herstellungsstufe eine Vorform mit einem Netz

• durchgehender offener Poren erhalten wird. Diese Vorform wird anschließend in eine Alkohollösung eines , Metallsalzes getaucht.

r' Bei diesem bekannten Verfahren tritt der Nachteil auf, daß das etwa bis zur Mitte des Abscheidungsvorganges

zunächst abgeschiedene Glaspulver von den sukzessive nachfolgenden Außenschichten über einen längeren Zeitraum auf solche Temperaturen erwärmt wird, daß das zuvor abgeschiedene Pulvermaterial wenigstens in der Kernzone zusammensintert. Das Vorhandensein einer im wesentlichen zusammengesinterten Kernzone sowie einer im wesentlichen u.igesinterten Außenzone macht jedoch eine Einstellung der Porosität über den Querschnitt praktisch unmöglich.

Aus der US-PS 22 72 342 ist ein Verfahren zum Herstellen eines feinen Pulvers aus SKVPartikeln mit Hilfe der Flammhydrolyse bekannt. Aus der DE-OS 24 13 609 ist es bereits bekannt, eine Silciumverbindung gemein-' sam mit einem Dotierungsmittel zu hydrolisieren. Ferner ist aus der DE-OS 23 13 249 ein Verfahren zum

Herstellen optischer Kieselsäuregläser bekannt, bei welchem eine Siliciumverbindung durch Flammhydrolyse zur Bildung einer Vorform niedergeschlagen wird und das Sintern des Erzeugnisses in einem Inertgas erfolgt.
Ferner geht aus der DE-OS 23 13 276 bereits als bekannt hervor die Verwendung der Dampfabscheidung von Glaspulver zur Herstellung optischer Fasern. Aus der DE-OS 23 13 203 ist eine vorbestimmte Konzentrationsverteilung eines Dotierungsmittels in radialer Richtung bei der Herstellung eines optischen Faser bekannt. Dabei wird ein Schichtkörper aufgebaut, der radial abgestuft unterschiedliche Zusammensetzungen aufweist, so

• daß von Schicht zu Schicht in radialer Richtung verschiedene Brechungsindizes erhalten werden.

so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der DE-OS 24 47 738 bekannten Gattung so auszubilden, daß die Porosität der hergestellten Vorformlinge in vorbestimmter Weise gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 angegebenen Gattung gelöst durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs I angegebenen Merkmale.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie aus dem Vermeiden eines Sintervorganges beim Abscheiden der SiO2-Partikel aus der Dampfphase und der erst in einer zweiten Verfahrensstufc erfolgenden teilweisen Sinterung des abgeschiedenen Glaspulvers. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Abscheiden des Glaspulvers aus der Dampfphase unter Bedingungen, die eine merkliche Sinterung des abgeschiedenen Glaspulver vermeiden, wodurch das Auftreten übermäßiger Wärmespannungen

im Material vermieden wird. Mit Hilfe der beim erflndungsgemäßen Verfahren in einer nachfolgenden Stufe durchgeführten Teilsinterung (Vor Sinterung) wird dem abgeschiedenen Glasmaterial eine ausreichende Grünfestigkeit für die weitere Handhabe erteilt Somit werden die Abscheidungen des Materials und die Einstellung der Porosität unabhängig voneinander gesteuert

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, das den Brechungsindex eines Cs2O-SiO2-Glases zeigt;

F i g. 2 ein Verfahren zur Herstellung eines Agglomerats aus einem feinen Glaspulver unier Anwendung der Flammhyc'rolyse;

F i g. 3 ein Verfahren zur Herstellung eines Agglomerats aus einem feinen Glaspulver unter Anwendung einer Plasmaflammen-Hochtemperaturreaktion;

F i g. 4 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Aggomerats aus einem feinen Glaspulver auf einem Trägermaterial unter Anwendung der Flammhydrolyse; und js

F i g. 5 eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Agglomerat aus einem feinen Glaspulver auf einem Ausgangsmaterial unter Verwendung einer Plasmaflammen-Hochtemperaturreaktion.

Gemäß Fig.2 werden die Ausgangsmaterialien und die Verbrennungsgase aus einem Quarzbrenner 20 geblasen. In diesem Fall werden Ausgangsmaterialgase, wie z. B. SiCi₄ und SiH₄ (z. B. mit Argon und Stickstoff als Trägergas) aus einer öffnung 21 des Bremers ausgeblasen, wobei ein Inertgas, wie Argon und Stickstoff, aus einer Öffnung 22 geblasen wird, um jede Verstopfung durch das feine Glaspulver zu entfernen; Sauerstoff wird zur Verbrennung aus einer öffnung 23 geblasen, Wasserstoff zum Sintern aus einer Öffnung 24; und Sauerstoff zur Verbrennung sowie ein Abschirmgas werden aus einer öffnung 25 ausgeblasen.

Die meisten dieser Gase, die aus den Ausblasöffnungen austreten, reagieren gemäß der folgenden Gleichung

2 H₂ + O₂ = 2 H₂O

2 H₂O + SiCl₄ = SiO₂ + 4 HCl

(SiH₄ + O₂ = SiO₂ + 2 H₂O)

unter Bildung eines feinen SiO₂-Pulvers 28 und das Pulver sammelt sich an einer drehbaren Quarzpiatte 29 zu einem Agglomerat 28.

Bei der oben angegebenen oxidativen Zersetzung sind eine geeignete Temperatur für das aufgetragene Pulver 950° C, eine geeignete Fließrate für SiCl₄ 120 cmVmin, für O₂ 5 Liter/min, für POCI3 40 cmVmin und für H₂ 4 Liter/min; ein geeigneter Abstand zwischen Brenner und der Stellung des Agglomerats aus feinem Glaspulver beträgt 50 mm. Diese angegebenen Werte stellen lediglich Beispiele dar und können vom Fachmann leicht abgeändert werden. Sie stellen keinesfalls Grenzwerte dar.

Gemäß F i g. 3 wird das gasförmige Ausgangsmaterial SiCl₄ mit einem Trägergas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, so zugeführt, daß es eine Plasmaflamme 31 durchquert, die von einem Hochfrequenz-Plasmabrenner erzeugt wird, wobei das gasförmige Ausgangsmaterial von Sauerstoff umgeben ist. Bei einer höheren Temperatur reagiert das gasförmige Ausgangsmaterial gemäß der folgenden Gleichung

SiCl₄ + O₂ = SiO₂ + 2 Cl₂

unter Bildung eines feinen Glaspulvers 33, das sich auf einer drehenden und bewegten Qiiarzplatte 35 als ein Agglomerat 34 und feinem Glaspulver ansammelt.

Bei diesem Verfahren unter Anwendung eines Plasmabrenners sind eine geeignete Fließrate für SiCl₄ 120CmVmIn und für O₂ 5crr.³/min; eine geeignete Frequenz 3,5 MHz, ein geeigneter Druck 1 atm und eine geeignete Sammlergröße 30 mm Durchmesser. Diese Werte stellen lediglich Beispiele dar und können vom Fachmann leicht abgeändert werden. Sie sind keine Grenzwerte.

F i g. 4 entspricht F i g. 2, wobei ein feines SiO₂-Pulver 47, das auf dieselbe Weise wie im Zusammenhang mit F i g. 2 beschrieben, hergestellt wird, sich auf einem drehenden und hin- und herbewegenden feuerfesten Dorn 49 aus Kohlenstoff ansammelt; so wird ein Agglomerat 48 aus feinem Glaspulver hergestellt.

F i g. 5 entspricht F i g. 3 (mit der Ausnahme, daß die Düse und der Brenner als einteiliges Bauteil ausgebildet sind), wobei sich ein feines SiO2-Pulver 53, das, wie oben beschrieben, gebildet wird, auf einem sich drehenden und hin- und herbewegenden feuerfesten Dorn 55 aus Kohlenstoff ansammelt; so wird ein Agglomerat 54 aus einem feinen Glaspulver hergestellt.

Die Düse und der Brenner können natürlich auch getrennt sein, wie in F i g. 3 gezeigt.

Quarz, Kohlenstoff oder irgendein anderes Material, das wärmebeständig ist und nicht verunreinigt wirkt, kann als hitzebeständiges Material für den Dorn verwendet werden.

Das Agglomerat aus feinem SiO2-Pulver kann nach den oben beschriebenen Verfahren erhalten werden. Ein Agglomerat eines feinen Pulvers aus dotiertem geschmolzenem SiO₂ kann auch durch Verwendung eines Gemisches aus einer SiO₂Verbindung und einer Dotierungsmittelverbindung gebildet werden. Zum Beispiel kann ein netzbildendes Oxid, wie z. B. P2O5. B2O), AI2O3 usw. in Mengen von 0 bis etwa 25 Gew.-°/o verwendet werden. Die durchschnittliche Teilchengröße, die Teilchengröucnverteilung und die Schüttdichte des Agglomerats von Feinem Pulver aus geschmolzenem SiO₂ oder dotiertem geschmolzenem S1O2 schwanken in Abhängigkeit von der thermischen Vorbehandlung bzw. dem thermischen Werdegang, zu dem die Reaktionstemperatur, das Verfahren, das bis zur Ansammlung des feinen Pulvers durchlaufen wird und das Verfahren, das durchlaufen wird, bis das Agglomerat aus angesammeltem feinem Pulver abgekühlt ist, gehören. Im allgemeinen wird eine

Teilchengröße von etwa 0,1 bis etwa 1 μπι erhalten.

Die auf der Viskosität aufbauende Theorie der Sinterung wurde grundsätzlich von Frenkel und Keuzyrski aufgestellt und wird z. B. beschrieben in J. K. Machenzie und R. Shuttleworth »A Phenomenological Theory of Sintering«, Proc. Phys. Soc. LXII, 12-B 628 833-853 (1949). Eine aus dieser Theorie abgeleitete modifzierten Formel ist wie folgt

, (D

ίο γ ist die Oberflächenspannung (in kg · m ■ s~- · m ');
a ist der Radius der Glasteilchen (in m);

η ist der Viskositätskoeffizient des geschmolzenen Glases (kg · nv¹ · S"¹): wobei

r, = n(T) = Ai+ ,

wobei Ai, B und Ti- (in ° K) konstant und 7die Temperatur (in ° K) sind; L₀ ist die Anfangslänge (in m) des Glaspulver-Agglomerats;
AL ist die Kontraktionslänge (in m) des Glaspulver-Agglomerats; und t ist die Zeit (in see), die für die teilweise Sinterung benötigt wird.

Beim Sintern von feinen Glaspuivern wurde bestätigt, daß die oben angegebene Formel experimentell gut über einen Bereich von einigen Prozent bis zu einigen Zehn Prozent Gesamtvolumen anwendbar ist. Unter Anwendung der obigen Formel ist es möglich, die Temperatur und die Zeit für die Teilsinterung fur das oben erhaltene Agglomerat aus feinem SiO₂-Glaspulver zu bestimmen und die Porosität einzustellen.

Die Abhängigkeit für ein transparentes Glas ist

i=. - (JHlY (2)

^O \ P J

wobei Leo die Länge des Glases nach dem Sintern (in m), U die Anfangslänge (in m), fx, die scheinbare Dichte in (g/cm^J) des feinen Glaspulvers sind p_x die scheinbare Dichte des transparenten Glases (in g/cm³) bedeuten. Die Beziehung für die Porosität ist

i (JLY Ο)

(JLY

L₀-AL VlOO/

wobei Loo.Lo und AL die obigen Bedeutungen besitzen und Xdie Porosität (in °/o) ist.
Aus den Gleichungen (2) und (3) ergibt sich

( D V³ /ΊΟΟ V'³ \pt) VT)

Aus den Gleichungen (1) und (4) ergibt sich

Λαη
so Daraus ergibt sich

T₁ (Y (9

3y L Vp-/ V XJ

<5)

Im Fall der Flammenhydrolyse beträgt z. B. die Teilchengröße a = 5 bis 50 · 10~⁹ m.

Die Oberflächenspannung/ist in gewissem Ausmaß temperaturabhängig und beträgt γ = 250 bis 300-10 ks * m - s~^ · m~K

Zum Beispiel hat wasserfreies SiO₂, das auf eine Temperatur von 120O⁰C erhitzt wird, eine Oberflächenspannung/vonlO¹⁸poise =10¹²kg ■ m-¹ - s~'.

X bedeutet die Porosität (%), po die scheinbare Dichte des feinen Glaspulvers und pco die Dichte 2,2 g/cm eines transparenten Glases. .

Die Zeit i, die für die teilweise Sinterung unter diesen Temperaturbedmgungen (1200 C) benotigt wird, errechnet sich folgendermaßen

= 4 X (5-50) X IQ'⁹ X IQ'² Γ. _ /Ρολ"³ /ΊθΟ\
3 X (250-30O)XlO-' L \Ρ-/ \ X )

sec

Wenn die scheinbare Dichte des feinen Glaspulvers durch po = 0,22 g/cm^J · χ = 50 (%) gegeben wird, zeigt die Berechnung, daß die Zeit für die teilweise Sinterung in Abhängigkeit von der Teilchengröße a beträchtlich variiert

15 t = 2,5 bis 29.9 h.

Der oben gegebene Ansatz kann auch auf eine mehrstufig Behandlung angewandt werden, wobei man die Kombination von Temperatur und Zeit ändert. Das heißt, die Porosität kann dadurch eingestellt werden, daß man zuerst das Agglomerat aus feinem Pulver bei einer höheren Temperatur eine kürzere Zeitspanne erhitzt und es dann bei niedrigerer Temperatur während einer längeren Zeitspanne erhitzt.

In der Praxis muß jedoch die oben angegebene Berechnung aufgrund der Werte bezüglich der Temperatur und Zeit für die teilweise Sinterung und die Porosität des tatsächlich erhaltenen Agglomerats von feinem Pulver aus SiO2-Glas leicht modifziert werden. Wenn die Porosität geringer als 10% ist, wird das Pulveragglomerat zerstört, wenn es in der nachfolgenden Stufe der Einführung des Dotierungsmittels in eine wäßrige Lösung getaucht wird. Mit einer Porosität von über 90% wird andererseits mehr Zeit benötigt, um das Dotierungsrnittel in der nachfolgenden Stufe einzuführen und die Dotierung erfolgt nur in geringem Maße. Daher sollte die Porosität vorzugsweise etwa 50% betragen.

Die Oberfläche des Agglomerats aus feinem S1O2-Pulver, das gemäß den F i g. 2 bis 5 hergestellt wurde und durch die teilweise Sinterung eine vorbestimmte Porosität erhalten hat, kann geschliffen werden, wenn das Agglomerat schlecht aussieht.

Die Dorne gemäß F i g. 4 und 5 können entfernt werden, wenn die teilweise Sinterung abgeschlossen ist. Dies kann durch Ausnutzung des Unterschieds der Expansionskoeffizienten von SKVGlas und des Dornmaterials erfolgen. Die Innenseite des teilweise gesinterten Produkts ist dann geschliffen bzw. glatt.

Die teilweise Sinterung kann in einem Vakuum, z. B. bei 10 μπι Hg oder weniger, in einer trockenen Inertgasatmosphäre oder in reiner Sauerstoffatomsophäre erfolgen, um die Feuchtigkeit und Hydroxylgruppen, die während der Herstellung eingeführt wurden und auf den Teilchenoberflächen und in den Teilchen zurückblieben, zu entfernen. Natürlich können die Hydroylgruppen durch Anwendung einer Chlor und Fluor enthaltenen Atmosphäre entfernt werden. Um eine gleichförmige teilweise Sinterung in Längsrichtung des Glaskörpers durchzuführen, kann eine Zonensinterung angewandt werden, bei der man besonders günstige Ergebnisse erzielt

Das Dotierungsmittel, mit dem der poröse Glaskörper zur Änderung des Brechungsindex' des Glases dotiert wird, muß folgenden Bedingungen genügen:

(1) Das Dotierungsmittel sollte ein Element enthalten, das den Brechungsindex im Verhältnis zu der zugesetzten Menge beträchtlich erhöhen kann.

(2) Die Dotierungsmittelverbindung, die auf den Oberflächen der Poren eines porösen Glaskörpers niedergeschlagen wird, soll nach der Behandlung bei hohen Temperaturen, z. B. bei denen die Poren zusammenfallen beginnen, ein Oxid bilden und ausreichend in das S1O2 diffundiert sein, um ein Glas zu bilden, das nur kleine Konzentrationsschwankungen an Dotierungsmittelbesitzt. Anders ausgedrückt muß das Dotierungsmittel ein Element enthalten, das eine hohe Diffusionsrate besitzt. Entsprechend sollte das Dotierungsmittel aus einem Oxid eines Elements mit der Wertigkeit 1 oder höchstens 2 bestehen.

(3) Das Dotierungsmittel darf nicht zu optischen Übertragungsverlusten führen.

Aufgrund dieser Bedingungen ist das Dotierungsmittel vorzugsweise Tl₂O, Cs₂O, Rb₂O oder ein Gemisch aus einer oder mehreren dieser Verbindungen mit einem einwertigen oder zweiwertigen Oxid. Geeignete einwertige Oxide, die zusätzlich zu Rb₂O, Cs₂O und Tl₂O verwendet werden können, sind z. B. Li₂O, Na₂O und K₂O; geeignete zweiwertige Oxide sind z. B. BeO, MgO, CaO, SrO und BaO.

Jedoch ist Tl₂O ziemlich toxisch, während Cs₂O und Rb₂O leicht zu handhaben sind. Daher wird erfindungsgemäß hauptsächlich Cs₂O und Rb₂O verwendet Natürlich können auch andere Oxide, wie z. B. B₂O₃, AI2O3, Ga₂O₃, In₂O₃, Sc₂O₃, Y₂O 3, La₂O₃, TiO₂, ZrO₂, HfO₂, GeO₂ SnO₂, PbO₂, P₂O₅, As₂O₅, Sb₂O₅, Bi₂O₅ usw. verwendet werden, vorausgesetzt daß sie keine Konzentrationsschwankung hervorrufen, die zu Übertragungsverlusten der erhaltenen Fasern führen.

Im Rahmen dieser Erfindung können drei Methoden zur Ablagerung eines Dotierungsmittels in den Poren des porösen Glaskörpers in einer vorbestimmten Konzentrationsverteilung in radialer Richtung des Glaskörpers angewendet werden.

Die Konzentration an Dotierungsmittel in einem Glas und der Brechungsindex des Glases stehen im allgemei- nen in linearer oder angenähert linearer Beziehung zueinander. Zum Beispiel zeigt F i g. 1 die Beziehung

"■■' zwischen der Konzentration von CS2O als Dotierungsmittel in einem Glas vom Typ CS2O—SiO² und dem

Brechungsindex des Glases vom Typ Cs₂O-S1O2.

Um einen Glaskörper mit einem größeren Brechungsindex nach dem Mittelpunkt des Glaskörpers hin zu

erzeugen, wie dies für ein optisch leitendes Glas notwendig ist, muß in Anbetracht dieser linearen oder angenä-

5 hert linearen Beziehung ein Dotierungsmittel, das den Brechungsindex des Glases erhöht, in größeren Mengen

in dem Mittelbereich des Glaskörpers oder ein Dotierungsmittel, das den Brechungsindex verringert, in kleinen

■ Mengen im Mittelteil des Glaskörpers vorhanden sein.

Die drei unten beschriebenen Meinoden haben die Anwendung der oben genannten Beziehung zur Grundlage:
10

(A) Ein Agglomerat eines feinen Glaspulvers wird, wie oben beschrieben, teilweise gesintert; man erhält einen

porösen Glaskörper mit relativ einheitlichen Poren, der mit einem Dotierungsmittel dotiert ist, das den

.] Brechungsindex aufgrund einer spezifischen Konzentrationsverteilung des Dotierungsmittels abgeändert

;;, (dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß eine wäßrige Lösung einer Dotierungsmittelverbindung eingefüllt

15 wird oder der Niederschlag der Dotierungsmittelverbindung herausgezogen wird). Es folgen anschließend

k das Trocknen des Glaskörpers im Vakuum und das Schließen der Poren.

]f (B) Ein teilweise gesintertes Produkt mit einer gesteuerten Porengröße in radialer Richtung wird hergestellt,

Vi indem man auf angemessene Weise die Zusammensetzung des feinen Glaspulvers oder die Bedingungen

ί der teilweisen Sinterung auswählt, wodurch das Dotierungsmittel in einer vorbestimmten Konzentrations-

f. 20 verteilung ohne die Stufe des Herausziehens zugesetzt wird. Es folgen anschließend das Trocknen des

g: Glaskörpers im Vakuum und das Schließen der Poren.

;|; (C) Der poröse Glaskörper wird mit einem Oxid oder einer Verbindung, die als ein Oxid zugesetzt werden soll,

j~j gefüllt; das Lösungsmittel wird abgedampft, ein Oxid oder eine Verbindung werden gefällt. Es folgen

'£ anschließend das Trocknen des Glaskörpers im Vakuum und das Schließen der Poren. Bei diesem Verfahren

J 25 wird der gelöste Stoff ·η das Innere des Glaskörpers getrieben, wenn das Lösungsmittel aus dem Äußeren

f% des Glaskörpers abdampft.

p Im einzelnen kann das Dotierungsmittel auf den Oberflächen der Poren in einer bestimmten Konzentrations-

'i verteilung in radialer Richtung des Glaskörpers unter Anwendung der drei Methoden (A), (B) und (C), wie oben

|ΐί 30 beschrieben, niedergeschlagen werden.

P Der poröse Glaskörper mit CsNO₃, das in einer vorbestimmten Konzentration auf die Porenoberfläche

% ausgefällt ist, wird in ein Vakuum gebracht und durch stufenweises Erhöhen der Temperatur von 0 bis 4° C auf

,1 Raumtemperatur (z. B. etwa 20 bis 25° C) und von Raumtemperatur auf etwa 100° C getrocknet.

1 Der poröse Glaskörper wird dann in ein Vakuum gebracht und stufenweise erwärmt, um den niedrigen

s 35 Alkohol und Wasser zu entfernen und danach wird CsNO₃ geschmolzen und zu Cs₂O und N₂O₅ zersetzt.

I Der Glaskörper wird dann eine Zeitlang, z. B. etwa 30 Min. bis etwa 3 h, bei einer tieferen Temperatur als der

|S Temperatur, bei der der poröse Glaskörper erweicht und kollabiert (z. B. bei 600 bis 80O⁰C)₁ in einem von

% Feuchtigkeit freien Sauerstoffstrom bei einem Druck von z. B. 1 Atmosphäre erhitzt. Die Temperatur, bei der

% der Glaskörper zusammenfällt, verringert sich in Abhängigkeit von der Menge an zugesetztem Cs₂O. Wenn z. B.

ff 40 die Menge an zugesetztem Cs₂O so ist, daß der Brechungsindex um 1 % über denjenigen vom Quarz erhöht wird,

|i liegt diese Temperatur um 1000° C.

1 Dann wird die Temperatur des Glaskörpers in einem Sauerstoff st rom bei einem Druck von 0,1 bis 0,9 Atmo-

P Sphären erhöht, um die Poren zusammenbrechen zu lassen und einen transparenten Glaskörper zu erhalten.

Wenn der Druck geringer als 0,1 Atmosphäre ist, brechen die Poren zu schnell zusammen und unter einem 45 Druck über 0,9 Atmosphäre bleiben Poren zurück, die nicht zerstört werden. Die Poren werden deshalb unter

einem Druck im Bereich von 0,1 bis 0,9 Atmosphäre zerstört. Vorzugsweise liegt der Druck im Bereich von etwa

¹ /3 bis' /5 Atmosphäre.
Besonders bevorzugte Ergebnisse erhält man, wenn man den Glaskörper in einer Inertgas-Atmosphäre, wie

z. B. Helium, zusammenbrechen läßt, da keine Poren zurückbleiben. Dabei kann das Erwärmen unter Anwenj| 50 dung von Zonensinterung durchgeführt werden, wodurch der Glaskörper in axialer Richtung, beginnend an

i einem Ende, gesintert wird, oder durch ein Sinterungsverfahren, bei dem der Glaskörper von seiner Mittelachse

el aus erhitzt wird.

i

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

55

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Vorfcrmlingen für optische Glasfasern, bei weichem aus einer Siliciumverbindung oder einer Siliciumverbindung plus einer Dotierungsmittelverbindung durch Abscheidung aus der Dampfphase ein Pulver hergestellt und ein aus dem Pulver hergestellter poröser Glaskörper in eine, gegebenenfalls eine Dotierungsmittel-Verbindung enthaltende, Tränkungslösung getaucht, die Dotierungsmittel-Verbindung in einer vorbestimmten Konzentrationsverteilung in radialer Richtung ausgefällt, der Glaskörper im Vakuum getrocknet und abschließend die Poren des Glaskörpers geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abscheiden des Glaskörpers als gesonderter Schritt die ίο angestrebte Porosität für den Tränkungsvorgang durch eine teilweise Sinterung des abgeschiedenen GlaspuJvers eingestellt wird.

i. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröser Glaskörper mit einer Porosität von etwa 10 bis 90 Vol.-% hergestellt wird, der miteinander verbundene Poren aufweist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschiedene GaJspulver längere Zeit bei einer Temperatur unterhalb der zur Überführung des Glaspulvers in einem transparenten Glaskörper erforderlichen Sintertemperatur teilweise gesintert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Glaspulver teilweise gesintert wird, in dem das Pulver eine kurze Zeit bei Temperaturen oberhalb der Temperatur zum Einstellen der Porosität des Glaskörpers gehalten und anschließend das Pulver längere Zeit bei einer relativ niedrigen Temperatur gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfällen der Dotierungsmittel-Verbindung auf den Oberflächen der Poren des vorgesinterten Glaskörpers in einer vorbestimmten Konzentrationsverteilung in radialer Richtung dadurch erfolgt, daß die Größe der Glaskörper-Poren in radialer Richtung während der teilweise Sinterung eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der teilweisen Sinterung die Temperatur im porösen Glaskörper so verteilt wird, daß die Temperatur im Glaskörper-Mittelbereich niedriger und im Glaskörper-Außenbereich höher gehalten wird, wodurch der Sinterungsgrad fortschreitend in Richtung auf den Außenbereich des Glaskörpers erhöht und die PorengröRe verringert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der teilweisen Sinterung eine höhere Temperatur im Glaskörper-Mittelbereieh als im Glaskörper-Außenbereich eingestellt wird, um so den Sinterungsgrad fortschreitend nach dem Außenbereich hin zu vermindern und somit die Porengröße zu erhöhen.