DE2932196A1

DE2932196A1 - Verfahren zum ziehen von lichtleitfasern

Info

Publication number: DE2932196A1
Application number: DE19792932196
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Aulich; Egon Lebetzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1981-02-26

Description

Verfahren zum Ziehen von Lichtleitfasern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Lichtleitfasern geringer Dämpfung aus stabförmigen Vorformen.
Bei der optischen Nachrichtenübertra Lmg für postalische Zwecke werden Lichtleitfasern mit extrem niedriger Dämpfung benötigt, um die Kabellänge zwischen einzelnen Zwischenverstärkern möglichst groß machen zu können. Die entsprechenden Lichtleitfasern werden hauptsächlich nach dem Chemical-Vapor-Deposition(CVD)-Verfahren hergestellt. Dazu werden zunächst auf der Innenseite eines rotierenden Quarzglas-Rohres von beispielsweise 14 bis 18 mm Durchmesser aus der Gasphase hochreine Gläser abgeschieden. Dieses beschichtete Rohr wird dann zu der stabförmigen Vorform kollabiert, die anschließend in einer Ziehvorrichtung zur Faser ausgezogen wird. Nach diesem Verfahren lassen sich relativ problemlos Vorformen mit einer Länge von 30 bis 50 cm und einem Durchmesser von ca. 10 mm herstel- len, mit denen sich Faserlängen von ca. 3 bis 5 km erzielen lassen. Während des Ziehens können diese Fasern gleich mit einem Kunststoffmantel beschichtet und anschließend verkabelt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine kostengünstige Herstellung möglichst langer Fasern (größer 10 kn) möglich ist. Die größere Faserlänge ermöglicht die kontinuierliche und damit ebenfalls kostengünstigere Herstellung einer entsprechend größeren Kabellänge.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere stabförmige Vorformen mit gleichem F.ern- und Manteldurchmesser an den Enden axial fluchtend zusanmengeschweiSt werden. Dabei ist es in WeiterbIldung der Erfindung vorteilhaft, daß die Enden vor dem Zusammenschweißen bis auf den Nominaldurchmesser abgeschliffen und anschließend gereinigt werden. Eine besonders günstige Reinigung ergibt sich in einem Ultraschall-Bad, in dem die Vorformenden zunächst mit Alkohol und Wasser und anschließend einige Zeit (ca. 2 min) mit konzentrierter Flußsäure behandelt werden. Anschließend werden diese Enden noch mit Wasser und Azeton gespült. Der genaue Reinigungsvorgang sowie die Zusammensetzung der verwendeten Bäder kann etwas variieren, ie nach der chemischen Zusammensetzung des Kern- und Mantelglases.
In einer konstruktiven Ausgestaltung zum exakten axial fluchtenden Zusammenfügen der Lichtleitfasern ist vorgesehen, daß die Vorformen in eine Justiervorrichtung eingespannt werden.
Für eine weitere Herabsetzung der Störeinflüsse im Bereich der Schweißstelle ist vorgesehen, daß die Stirnflächen der Vorformen vor dem Zusammenschweißen flammenpoliert werden. Dadurch wird absorbierte Feuchtigkeit entfernt. Weiterhin wird Blaschenbildung an der Schweißstelle durch Oberflächenrauhigkeiten vermieden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mdgliche Verdickungen an der Schweiß stelle dadurch beseitigt werden, daß die Vorformen nach dem Zusammenschweißen unter erneutem Erhitzen der Schweiß stelle leicht gezogen werden. Dadurch wird es möglich, Fasern mit nahezu gleich bleibendem Faserdurchmesser zu ziehen.
Wollte man extrem lange Lichtleitfasern (gröBer 10 km) nach den herkömmlichen Verfahren aus einer einzigen stabförmigen Vorform ziehen, so müßten zur Herstellung dieser Vorformen beispielsweise Quarzglasrohre mit einem Durchmesser von 30 bis 40 mm und einer Länge von 2 m verwendet werden. Bei solchen Rohrabmessungen ist Jedoch besonders beim Kollabieren mit erheblichen Schwierigkeiten zu rechnen. Beispielsweise kann es wegen der großen Rohrlänge beim Kollabieren zu Verformungen kommen. Außerdem bereitet die Zufuhr der notwendigen Energie für den Kollabierprozeß, die von der beheizten Oberfläche durch relativ dicke Glasschichten mit geringer thermischer Leitfähigkeit erfolgt, u.U.
erhebliche Probleme. Da das Rohr dazu längere Zeit auf eine hohe Temperatur von ca. 20000 erhitzt werden muß, verdampfen bereits erhebliche Glasmengen (bis zu 30) von der Oberfläche, was letztendlich zu einer kleineren Faserlänge führen würde.
Auch bei einem modifizierten Verfahren, bei dem die Abscheidung nicht auf der Innenseite eines Rohres, son- dern auf der Außenseite eines relativ dünnen Stabes erfolgt, ergeben sich Probleme durch Verunreinigungen aus der umgebenden Atmosphäre. Darüber hinaus werden unabhängig vom Herstellungsverfahren für die Herstellung langer und dicker Vorformen mehrere Prbeitstage benötigt. Ein einziger Fehler während dieser Zeit würde den Verlust der teuren Vorform bedeuten.
Alle diese beschriebenen Probleme werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt. Es werden lediglich relativ kurze Vorformen benötigt (ca. 30 cm Länge und 10 mm Durchmesser), wie sie routinemäßig in einigen Arbeitsstunden erhalten werden. Die beiden Enden der Vorform, die am Ende des Herstellungsprozesses meist abgeschmolzen werden, werden zunächst bis zum ominaldurchmesser abgeschliffen, um eine gute Ubereinstlmmung der Vorformgeometrie zu erhalten. Anschließend werden die Enden sorgfältig gereinigt, wobei diese Prozedur sich nach der chemischen Zusammensetzung der verwendeten Gläser richtet. Zwei gereinigte Vorformen werden zur genauen Anpassung der Stirnflächen vertikal oder horizontal beispielsweise in eine Glasbläser-Drehbank eingespannt und mit einem fahrbaren Schlitten aufeinander zubewegt, bis sie sich nahezu berühren. Die Stirnflächen werden exakt zueinander ausgerichtet.
Nach einer Feuerpolitur der Stirnflächen werden diese bis zum schmelzflüssigen Zustana erhitzt und leicht gegeneinander gepreßt. Dabei können, um eine gleichmäßige Erhitzung zu erreichen, die Vorformen um ihre Längsachse rotieren. Als Heizquelle für den Schweißprozeß kann z.B. ein Knallgas-Brenner, ein Widerstandsofen oder aber auch ein Laser verwendet werden.
Werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Vorformen zusammengeschweißt, so lassen sich daraus Fasern nahezu beliebig großer Länge herstellen. Dabei ist das Verfahren unabhängig von der Länge und Dicke der Vorformen anwendbar. Wichtig ist lediglich, daß die Kern- und Manteldurchmesser der einzelnen Vorformen gut übereinstimmen und daß die Stirnflächen exakt zueinander justiert werden, damit durch die Schweißstelle keine oder nur geringfügige zusätzliche Lichtverluste in der Lichtleitfaser entstehen.
6 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche: 5. Veæfahrer zum Ziehen von Lichtleitfasern geringer Dämpfung aus stabförmigen Vorformen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Vorformen mit gleichem Kern- und Manteldurchmesser an den Enden axial fluchtend zusammengeschweißt werden 2. Verfahren nach Anscrlch ", dadurch z e k e n n -z e i c h n e t , daß die Enden der Vorformen vor dem Zusammenschweißen bis auf den Nominaldurchmesser abgeschliffen und anschließend gereinigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e e k e n n -z e i c h n e t , daß die Reinigung in einem Ultraschall-Bad zuerst mit Alkohol und Wasser, dann mit konzentrierter Flußsäure vorgenommen und daß anschlIeßend mit Wasser und Azeton gespült wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorform zum Zusammenschweißen in eine Justiervorrichtung eingespannt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis s 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stirnflächen der Vorformen vor dem Zusammenschweißen flammenpoliert werden.
6. Verfahren nach einen der Anspruche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorformen nach dem Zusammenschweißen unter erneute Erhitzen der Schwei3stelle leicht gezogen werden.