DE2912563C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Der derartiger Glasaufbau kann aus einer einzelnen oder aus
einem Bündel mehrerer Lichtleitfasern bestehen, die als
Übertragungsmedium in optischen Nachrichtenübertragungs
strecken einsetzbar sind. Bei solchen Lichtleitfasern ermög
licht das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise die
Herstellung einer Steckverbindung zwischen aneinanderstoßen
den Faserabschnitten, in dem bei dem einen Verbindungspart
ner selektiv das Mantelglas und bei dem anderen Verbindungs
partner selektiv das Kernglas abgeätzt wird.
Der Glasaufbau kann jedoch auch aus einer Vielzahl relativ
kurzer Lichtleiterabschnitte bestehen, die parallel zueinan
der verlaufend möglichst eng aneinandergepackt in Gestalt
einer flachen Scheibe (Faseroptikscheibe) zusammengefaßt
sind. Zwischen den lichtleitenden, aus Kernglas und Mantel
glas bestehenden Lichtleitfasern solcher Faseroptikscheiben
können zum Zwecke der Kanaltrennung bzw. zur Verhinderung
des Übersprechens noch weitere lichtabsorbierende, beispiels
weise schwarzgefärbte Faserstücke angeordnet sein.
Solche Faseroptikscheiben dienen beispielsweise als Leucht
schirmträger in Bildwandler- bzw. Bildverstärkerröhren.
Leuchtschirme, die auf selektiv geätzten Faseroptikscheiben
angeordnet sind, weisen besonders gute Eigenschaften auf.
Einzelne Lichtleitfasern sowie auch Faseroptikscheiben der
vorstehend näher bezeichneten Art sind handelsüblich und
können von allen größeren Glasherstellern bezogen werden.
Bei einem Verfahren zur Ätzung eines Glasaufbaus, der aus
Kern- und Mantelglas besteht, werden Ätzmittel verwendet,
die Kernglas und Mantelglas in gleicher Weise angreifen. Um
jedoch eine selektive Ätzung von Kernglas oder Mantelglas zu
erreichen, wird der jeweils nicht abzuätzende
Teil des Glasaufbaus mit einer geeigneten Abdeckschicht
vor dem Ätzmittel geschützt. Der Gesamtdurchmesser handels
üblicher Glasfasern liegt in der Regel unter 100 µm,
während der Kerndurchmesser je nach Fasertyp Werte zwischen
einigen wenigen µm und einigen 10 µm an
nehmen kann. Neben der Tatsache, daß bei derartig geringen
Abmessungen eine Abdeckung der nicht abzuätzenden Bereiche
nur bei extremer Präzision gelingt, stellt dieser zusätz
liche Abdeckungsschritt ein das Ätzverfahren in jedem Fall
verteuernder Verfahrensschritt dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
selektiven Ätzung eines Glasaufbaus, der aus Kern- und Man
telglas besteht, anzugeben, bei dem ein vor dem eigentlichen
Ätzvorgang vorzunehmendes Abdecken der nicht abzuätzenden
Bereiche des Glasaufbaus nicht mehr erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst.
Durch die Anwendung eines Ätzmittels, daß ausschließlich
organische Säuren enthält, gelingt eine selektive Ätzung
des Kernglases. Durch die Anwendung eines Ätzmittels, wel
ches neben einer anorganischen Säure zusätzlich noch das
Salz einer organischen Säure enthält, gelingt dagegen die
selektive Ätzung des Mantelglases des Glasaufbaus.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Danach sind für die Ätzung des Kernglases besonders Ätz
mittel gut geeignet, die halogenierte Carbonsäuren, wie
beispielsweise Mono-, Di-, Trichloressigsäure, Bromessig
säure oder Jodessigsäure enthalten.
Zweckmäßig läßt sich für die Ätzung des Kernglases auch
eine Ätzlösung verwenden, die Monocarbonsäuren wie Ameisen-
oder Essigsäure enthält.
Die Ätzung des Kernglases gelingt weiterhin auch mit Ätz
lösungen, wie Oxycarbonsäuren, wie beispielsweise Wein-,
Zitronen- oder Apfelsäure enthalten.
Für die Ätzung des Kernglases verwendbar sind ebenfalls
mehrbasische Carbonsäuren, wie beispielsweise Malein-,
Glutar- oder Bernsteinsäure.
Weiterhin ist es möglich, für die Ätzung des Kernglases
auch Carbonsäuren der vorstehend genannten Art miteinander
zu mischen.
Schließlich eignen sich für die Ätzung des Kernglases auch
Ätzlösungen, die ein Gemisch aus Carbon- und Mineralsäure
enthalten.
Die Ätzung des Kernglases mit einem Ätzmittel, welches die
vorstehend genannten Bestandteile enthält, erfolgt zweck
mäßig bei Zimmertemperatur. Für den Ätzvorgang ist abhängig
von dem jeweils verwendeten Ätzmittel ein Zeitbedarf von
etwa 1-200 Stunden anzusetzen. In der Regel ist es zweck
mäßig, den Ätzvorgang über einen Zeitraum von etwa 40-140
Stunden ablaufen zu lassen.
Für die Ätzung des Mantelglases des Glasaufbaus wird zweck
mäßig ein Ätzmittel verwendet, welches neben Salz- und Fluß
säure Kaliumtartrat enthält.
Mit gleich gutem Erfolg läßt sich Mantelglas auch durch ein
Ätzmittel ätzen, welches neben Kaliumtartrat Flußsäure und
Wasserstoffperoxid oder Salpetersäure und Flußsäure enthält.
Auch der Ätzvorgang des Mantelglases kann bei Zimmertempera
tur durchgeführt werden; zweckmäßiger ist es jedoch, diesen
bei erhöhter Temperatur ablaufen zu lassen. In Abhängigkeit
von der jeweils verwendeten Ätzlösung werde zufriedenstellen
de Abtragungsraten des Mantelglases in einem zwischen 5 Minu
ten und 16 Stunden liegenden Zeitraum erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung
näher erläutert. Dabei zeigt in einer Teilschnittdarstellung:
Fig. 1 einen aus einer Einzelfaser bestehenden Glas
aufbau mit konzentrisch angeordnetem Kern- und
Mantelglas;
Fig. 2 eine Einzelfaser mit selektiv geätztem Mantel
glas;
Fig. 3 eine Einzelfaser mit selektiv geätztem Kernglas;
Fig. 4 einen aus einer Vielzahl von ummantelten Fasern
bestehenden scheibenförmigen Glasaufbau;
Fig. 5 den Glasaufbau nach Fig. 4 mit selektiv abge
ätzten Mantelglas-Bereichen;
Fig. 6 den Glasaufbau nach Fig. 4 mit selektiv abge
ätzten Kernglas-Bereichen.
Fig. 1 zeigt in einer Teilschnittdarstellung einen aus ei
ner Einzelfaser bestehenden Glasaufbau mit konzentrisch an
geordnetem Kernbereich 1 und einem Mantelbereich 2. Kernbe
reich und Mantelbereich unterscheiden sich durch einen ge
ringfügig voneinander abweichenden Brechungsindex. Bei ei
nem zur Lichtfortpflanzung geeigneten Glasaufbau ist die
Brechungsindexverteilung in der Regel so, daß der Mantelbe
reich 2 einen geringeren Brechungsindex zeigt als der
Kernbereich 1. Der Brechungsindexverlauf wird dabei im
wesentlichen durch die Materialzusammensetzung beein
flußt und kann beispielsweise durch den Zusatz von Do
tierstoffen verändert werden.
Fig. 4 zeigt einen Glasaufbau, bei der eine Mehrzahl von
Einzelfasern, die aus Kernbereich 1 und Mantelbereich 2
bestehen, zu einer Faserglasscheibe zusammengesetzt sind.
Für viele Anwendungsfälle in der Optik ist es wünschenswert,
den in Fig. 1 bzw. 4 dargestellten Glasaufbau in der Wei
se zu bearbeiten, daß von der zunächst von Kernbereich 1
und Mantelbereich 2 gemeinsam eingenommenen Stirnfläche
des Glasaufbaus entweder nur der Kernbereich (Fig. 2,
Fig. 5) oder nur der Mantelbereich (Fig. 3, Fig. 6) her
vortreten.
Bei einer einzelnen Lichtleitfaser, die als Übertragungs
medium in optischen Nachrichtenübertragungsstrecken ein
setzbar ist, lassen sich durch diese Maßnahme besonders
vorteilhafte Steckverbindungsanschlüsse ausbilden, indem
bei einem Faserende lediglich der Mantelbereich 2 abgetra
gen wird und indem bei einem anderen Faserende der Kernbe
reich 1 selektiv abgetragen wird (Fig. 2, Fig. 3).
Faseroptikscheiben dagegen, bei denen wie zuvor erläutert,
entweder selektiv lediglich die Kernbereiche 1 oder aber
die Mantelbereiche 2 abgetragen sind, eignen sich als
Leuchtschirmträger oder Fotokathodenträger in Bildwandler-
und Bildverstärkerröhren.
Erfindungsgemäß erfolgt eine selektive Abtragung des Kern
bereichs 1 oder des Mantelbereichs 2 in einer einzelnen
Lichtleitfaser oder einer zu einem Verbund zusammengefaßten
Lichtleitfaser durch die Anwendung eines Ätzmittels, das
selektiv entweder nur das Kernmaterial oder das Mantelma
terial der Lichtleitfaser angreift.
Zur Ätzung des Kernglases wird erfindungsgemäß ein Ätzmit
tel verwendet, in welches ausschließlich organische Säuren
enthält.
Beispielsweise wurde eine Faserglasscheibe 65 Stunden lang bei Raum
temperatur in 20%iger Zitronensäure geätzt. Dabei werden
lediglich die Kernbereiche des Glasaufbaus in hervorragend
gleichmäßiger Weise bis auf die gewünschte Tiefe abgeätzt,
derart, daß lediglich noch die ursprünglichen Mantelbereiche
des Glasaufbaus wabenförmig hervorstehen.
Gleich gute Ergebnisse werden auch erzielt, wenn der Ätz
vorgang mit einer 20%igen Ameisensäure durchgeführt wird.
Die Temperatur der Ätzlösung liegt vorzugsweise bei Raum
temperatur. Die Ätzdauer sollte in der Regel 200 Stunden
nicht übersteigen. Besonders günstige Ätzergebnisse wer
den mit einer zwischen 40 und 140 Stunden liegenden Ätz
zeit, insbesondere einer Ätzzeit von etwa 65 Stunden, er
reicht.
Eine gleichmäßige Abtragung der Kernbereiche des vorste
hend erwähnten Glasaufbaus gelingt auch mit einer Ätzlö
sung, die halogenierte Carbonsäuren, wie z. B. Mono-, Di-,
Trichloressigsäure, Bromessigsäure oder auch Jodessigsäu
re enthält.
Gleich gute Ergebnisse erhält man mit mehrbasische Carbon
säuren, wie beispielsweise Malein-, Glutar- oder Bernstein
säure enthaltenden Ätzlösungen.
Auch ein Gemisch von Carbonsäuren, welches beispielsweise
aus 20%iger Ameisensäure und 20%iger Essigsäure besteht
führt zu einer gleichmäßigen Abtragung des Kernbereichs
des vorstehend erwähnten Glasaufbaus. In einem Ausführungs
beispiel der Erfindung wird dabei der Ätzvorgang bei Raum
temperatur über eine Zeitdauer von etwa 70 Stunden durch
geführt.
Eine wesentliche Reduzierung der Ätzdauer wird mittels ei
ner Ätzlösung erreicht, die ein Gemisch aus Carbon- und Mi
neralsäuren enthält. In einem Ausführungsbeispiel der Er
findung besteht die Ätzlösung aus 200 ml 30%iger
Ameisensäure und 10 ml 65%iger Salpetersäure. Mit
einer derartigen Ätzlösung läßt sich die Abtragung der
Kernbereiche des vorstehend näher bezeichneten Glasauf
baus bereits in einem 5 Stunden unterschreitenden Zeitraum
erreichen.
Für die selektive Ätzung des Mantelglases eignen sich dagegen
bevorzugt anorganische Säuren zusammen mit dem Salz einer
organischen Säure. Dabei werden lediglich die Mantelbereiche
des Glasaufbaus abgetragen, so daß an der behandelten Stirn
fläche des Glasaufbaus lediglich noch die Kernbereiche her
vorragen, die durch Zwischenräume voneinander getrennt
sind, die vor dem Ätzvorgang von dem Mantelmaterial ausge
füllt waren.
Eine besonders geeignete Ätzlösung zur Abtragung der Man
telbereiche enthält neben Kaliumtartrat, Salzsäure und
Flußsäure oder auch Kaliumtartrat, Flußsäure und Wasser
stoffperoxid.
Ebenfalls gute Ergebnisse werden mit einer Ätzlösung er
reicht, die neben Kaliumtartrat, Salpetersäure und Fluß
säure enthält.
Die Abtragung des Mantelglases erfordert wesentlich weni
ger Zeit als die Abätzung des Kernbereichs. Je nach ge
wünschter Tiefe des abzutragenden Mantelbereichs werden
gute Ergebnisse mit einer zwischen 1 Minute und etwa 16
Stunden liegenden Ätzzeit erreicht. Auch die Abätzung des
Mantelbereichs kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
Bevorzugt wird jedoch die Abätzung des Mantelbereichs bei
einer erhöhten Temperatur der Ätzlösung durchgeführt, die
allerdings 80 oder 90°C nicht überschreiten sollte.
Endstücke von einzelnen Lichtleitfasern, bei denen gemäß
der Erfindung selektiv entweder nur der Mantelbereich oder
nur der Kernbereich abgetragen sind, bilden eine zweckmäßi
ge Steckverbindung für Lichtleitfasern. Indem nämlich das
eine, lediglich noch den hervorstehenden Kernbereich auf
weisende Endstück mit dem lediglich ein hervorstehendes
Mantelstück aufweisenden Lichtleiterende zusammengesteckt
wird, kann auf einfache Weise eine koaxiale Ausrichtung
der Lichtleitfasern im Bereich der Koppelstelle erreicht
werden, die unbedeutende Lichtverluste an der Kopplungs
stelle nach sich zieht.
Eine aus einer Vielzahl von ummantelten Lichtleitfasern
bestehende Faseroptikscheibe, die nach dem erfindungsge
mäßen Verfahren derart behandelt ist, daß lediglich an ei
ner Stirnfläche Kernbereiche oder Mantelbereiche hervorra
gen, eignet sich besonders gut als Leuchtschirmträger oder
Kathodenträger in Bildwandler- und Bildverstärkerröhren.
Claims (15)
1. Verfahren zum selektiven Ätzen eines aus Kern- und
Mantelglas bestehenden Glasaufbaus, bei dem der Brechungs
index des Kernglases geringfügig von dem des Mantelglases
abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ätzen des Kern
glases organische Säuren und für das Ätzen des Mantelglases
anorganische Säuren zusammen mit dem Salz einer organischen
Säure verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für das Ätzen des Kernglases eine halogenierte Carbonsäuren
enthaltende Ätzlösung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Mono-, Di-, Trichloressigsäure, Bromessigsäure oder
Jodeessigsäure enthaltende Ätzlösung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Kernglases eine Monocarbonsäuren, wie Ameisen
säure oder Essigsäure enthaltende Ätzlösung verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Kernglases eine Oxycarbonsäuren, wie Wein-,
Zitronen- oder Apfelsäure enthaltende Ätzlösung verwendet
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Kernglases eine mehrbasische Carbonsäuren, wie
Malein-, Glutar- oder Bernsteinsäure enthaltende Ätzlösung
verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Kernglases eine ein Gemisch von Carbonsäurege
mischen enthaltende Ätzlösung verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Kernglases eine Mischung aus Carbon- und
Mineralsäuren verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ätzen des Kernglases während eines
Zeitraumes von 1-200 Stunden, vorzugsweise während 40-
140 Stunden durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Mantelglases eine Ätzlösung, die neben Kalium
tartrat Salzsäure und Flußsäure enthält, verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Mantelglases eine Ätzlösung, die neben Kalium
tartrat Flußsäure und Wasserstoffperoxid enthält, verwendet
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ätzen des Mantelglases eine Ätzlösung, die neben Kalium
tartrat Salpetersäure und Flußsäure enthält, verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ätzen des Mantelglases in einem
Zeitraum, der mindestens 1 Minute und maximal 16 Stunden
dauert, durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ätzen des Kernglases vorzugsweise
bei Zimmertemperatur durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ätzen des Mantelglases vorzugsweise
bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792912563 DE2912563A1 (de) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Verfahren zur glasaetzung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792912563 DE2912563A1 (de) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Verfahren zur glasaetzung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2912563A1 DE2912563A1 (de) | 1980-10-09 |
DE2912563C2 true DE2912563C2 (de) | 1988-07-14 |
Family
ID=6066844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792912563 Granted DE2912563A1 (de) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Verfahren zur glasaetzung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2912563A1 (de) |
Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
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-
1979
- 1979-03-29 DE DE19792912563 patent/DE2912563A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2912563A1 (de) | 1980-10-09 |
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Legal Events
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