DE3025772C2

DE3025772C2 -

Info

Publication number: DE3025772C2
Application number: DE19803025772
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter 7910 Neu-Ulm De Huber; Stefan Dr.-Ing. 7913 Senden De Maslowski; Oskar Dr.-Ing. Krumpholz; Hans-Peter Dr.Phil.Nat. 7900 Ulm De Vollmer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1989-11-09
Also published as: DE3025772A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel lung einer Lichtleitfaservorform gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a method of manufacture development of an optical fiber preform according to the preamble of the patent claim 1.

An optische Glasfasern, die z. B. unter Bezeich nungen wie Lichtwellenleiter oder Lichtleitfasern bekannt sind, werden immer höhere Anforderungen bezüglich ihrer optischen Merkmale gestellt. Für einige optische Nachrich tenübertragungssysteme ist es beispielsweise erwünscht, daß bei optischen Nachrichtenübertragungskabeln, die Licht wellenleiter enthalten, die optischen Verluste, z. B. Dämp fung und/oder Streuung des Lichtes, möglichst gering sind, so daß ein möglichst großer Abstand zwischen eventuell erforderlichen Kabelzwischenverstärkern gewählt werden kann. On optical glass fibers, the z. B. under designation Solutions known as optical fibers or optical fibers are becoming more and more demanding regarding their optical characteristics. For some optical messaging transmission systems, it is desirable, for example, that with optical communication cables, the light waveguides contain optical losses, e.g. B. Damper tion and / or scattering of the light are as low as possible, so that the greatest possible distance between required cable repeaters can be selected can.

Aus derartigen Anforderungen ergeben sich zwangsläufig Forderun gen zur Verbesserung der Herstellungsverfahren derartiger opti scher Glasfasern.Such requirements inevitably result in demands gene to improve the manufacturing process of such opti shear glass fibers.

In der DE-OS 28 04 467 wird ein Verfahren zur Herstellung opti scher Glasfasern beschrieben, bei dem zunächst ein Glasrohr - bestehend aus dem sogenannten Mantelglasmaterial - auf seiner Innenfläche mit einer weiteren Glasschicht - dem sogenannten Kernglasmaterial - beschichtet wird. Das derart beschichtete Glasrohr - auch Pre- oder Vorform genannt - wird anschließend zur Glasfaser ausgezogen.In DE-OS 28 04 467 a method for producing opti shear glass fibers, in which a glass tube - consisting of the so-called cladding glass material - on his Inner surface with another layer of glass - the so-called Core glass material - is coated. The so coated Glass tube - also called pre- or preform - is then used for Fiberglass pulled out.

Aus der US-PS 41 45 456 sowie der US-PS 41 45 358 sind Innenbe schichtungsverfahren bekannt, bei welchen die für eine Lichtleit faser benötigten Schichten mit Hilfe eines zusätzlich angewandten Plasmas abgeschieden werden.From US-PS 41 45 456 and US-PS 41 45 358 are Innenbe Layering method known in which the for a light guide fiber required layers with the help of an additionally applied Plasmas are deposited.

Bei der Herstellung z. B. sogenannter Monomode-Lichtleitfasern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Glasrohr auf seiner Innen seite mit mehreren Glasschichten, die unterschiedliche Brechungs indizes für Licht haben können, zu beschichten. Derartige Be schichtungen erfolgen bevorzugt durch Niederschlagung aus der Dampfphase, z. B. nach dem in der Zeitschrift Proceedings of Xth international Congress on Glass 1974, Seiten 40 bis 45 beschrie benem MCVD (Modified Chemical Vapour Deposition)-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird das Glasrohr von einem Gas-/Dampf gemisch durchflossen, wobei sich unter gleichzeitiger Hitzeein wirkung die gewünschten Glasschichten auf der Innenfläche des Glasrohres niederschlagen.In the manufacture of e.g. B. has so-called single-mode optical fibers it turned out to be advantageous to put the glass tube on its inside side with several layers of glass, different refraction indices for light can have to coat. Such Be layers are preferably made by precipitation from the Vapor phase, e.g. B. according to in the magazine Proceedings of Xth international Congress on Glass 1974, pages 40 to 45 MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) process. At this process, the glass tube is made of a gas / vapor flowed through the mixture, with simultaneous heat effect the desired glass layers on the inner surface of the Knock down the glass tube.

Aus der Druckschrift Electronic Letters 14, S. 88-90 (1978), von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird, ist es weiterhin bekannt, einem innen zu beschichtenden Glasrohr an einem Ende das erforderlich Gas-/Dampfgemisch zu zuführen und an dem anderen Ende ein Gasdruck-Stellglied anzu bringen, z. B. einen Kegel, mit welchem die Gasaustrittsfläche verändert werden kann. Dadurch ist der Gasdruck im Inneren des Glasrohres änderbar. Mit Hilfe einer Meßvorrichtung, welche den Außendurchmesser des Glasrohres mißt, wird ein Regelkreis aufge baut. Durch diesen wird der Innendruck derart geregelt, daß der Außendurchmesser im wesentlichen konstant bleibt. Dadurch wird eine Deformation des Glasrohres, insbesondere ein unerwünschtes vorzeitiges Schrumpfen, unter dem Einfluß der vorhandenen hohen Abscheidungstemperatur (ungefähr 1600°C) vermieden. Die Druck differenz zwischen Innendruck und Außendruck wird dabei durch Wahl des Innendrucks so eingestellt, daß bei dem erweichenden Glasrohr die durch die Oberflächenspannung entstehende nach innen gerichtete Kraft auf die Rohrwandung kompensiert wird.From Electronic Letters 14, pp. 88-90 (1978), which is assumed in the preamble of claim 1, it is also known to have a glass tube to be coated on the inside the required gas / steam mixture at one end feed and to turn on a gas pressure actuator at the other end bring, e.g. B. a cone with which the gas outlet surface can be changed. This causes the gas pressure inside the Changeable glass tube. With the help of a measuring device, which the Measures the outside diameter of the glass tube, a control loop is opened builds. This regulates the internal pressure in such a way that the Outside diameter remains essentially constant. This will a deformation of the glass tube, especially an undesirable one premature shrinkage, under the influence of the existing high Deposition temperature (approximately 1600 ° C) avoided. The pressure the difference between internal pressure and external pressure is determined by Selection of the internal pressure set so that the softening Glass tube the inside caused by the surface tension directed force on the pipe wall is compensated.

Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sich die Dicke der nie dergeschlagenen Glasschichten lediglich näherungsweise vorherbe stimmen läßt. Denn während des Beschichtens verringert sich der Innendurchmesser des Glasrohres, wodurch sich der Strömungswider stand für das durchfließende Gas-/Dampfgemisch erhöht. Dies bewirkt, daß sich während des Aufwachsens einer Schicht bzw. einer Folge von Schichten die Durchflußmenge des Gas-/ Dampfgemisches verringert, was zu einer stetigen Verminderung der Abscheidungsgeschwindigkeit führt. Außerdem kann eine störende Verringerung des Innendurchmessers schon vor dem Beschichtungs vorgang vorhanden sein, z. B. durch Schwankungen der Wandstärke des unbeschichteten Glasrohres.
These processes have the disadvantage that the thickness of the glass layers never beaten can only be approximately approximate. Because during coating the inner diameter of the glass tube is reduced, which increases the flow resistance for the gas / steam mixture flowing through it. This causes the flow rate of the gas / vapor mixture to decrease during the growth of a layer or a sequence of layers, which leads to a steady reduction in the deposition rate. In addition, a disruptive reduction in the inner diameter may be present before the coating process, for. B. by fluctuations in the wall thickness of the uncoated glass tube.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge mäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß Glasschichten mit vorherbestimmbaren Schichtdicken abscheidbar sind.The invention is therefore based on the object, a genus to improve the process in such a way that glass layers with predeterminable layer thicknesses can be deposited.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patent anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.This task is accomplished by the in the characterizing part of the patent claims 1 specified features solved. Other configurations the invention can be found in the subclaim.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine beispielhafte Anordnung zur Erläuterung des er findungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 shows an exemplary arrangement for explaining the inventive method it,

Fig. 2 das beschichtete Glasrohr im Querschnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1. Fig. 2, the coated glass tube in cross-section along the section line 2-2 in FIG. 1.

In der Fig. 1 wird das Glasrohr 1 an den Gasdruckmessern 3 und 4 befestigt. Das an der Stelle 5, durch die Pfeile 6 gekennzeichnete, einströmende Gas-/Dampfgemisch durchströmt die Verbin dungsleitung 8, den Gasdruckmesser 3, das Glasrohr 1, den Gasdruckmesser 4, den regelbaren Druckminderer 7 und verläßt die Anordnung an der Stelle 9.In Fig. 1, the glass tube 1 is attached to the gas pressure gauges 3 and 4 . The inflowing gas / steam mixture at point 5 , indicated by the arrows 6 , flows through the connecting line 8 , the gas pressure meter 3 , the glass tube 1 , the gas pressure meter 4 , the adjustable pressure regulator 7 and leaves the arrangement at point 9 .

Durch diese Anordnung wird in dem Glasrohr 1 der Druck des Gas-/Dampfgemisches erhöht gegenüber dem Luft- bzw. Gasdruck, der auf die Außenfläche des Glasrohres 1 einwirkt. Durch dieses Verfahren wird beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Innendurchmesser 14 des Glasrohres 1 auf einem festen Wert gehalten, beispielsweise auf dem des unbeschichteten Glasrohres 1.This arrangement increases the pressure of the gas / steam mixture in the glass tube 1 compared to the air or gas pressure which acts on the outer surface of the glass tube 1 . By means of this method, for example, the inner diameter 14 of the glass tube 1 shown in FIG. 2 is kept at a fixed value, for example that of the uncoated glass tube 1 .

Ein sich in Richtung 10 bewegender Ofen 11 erhitzt das Glasrohr 1 und das Gas-/Dampfgemisch, so daß durch chemische Umwandlung auf der Innenfläche des Glasrohres 1 eine weitere Glasschicht 12 gebildet wird. Die durch den Strömungswiderstand an den Enden des Glasrohres 1 verur sachte Druckdifferenz im Fluß des Gas-/Dampfge misches wird mit Hilfe der Gasdruckmesser 3 bzw. 4, den elektrischen Verbindungsleitungen 30 bzw. 40 sowie der Aus werteeinheit 13 ausgewertet. Das in letzterer erzeugte Re gelsignal wird über die elektrische Verbindungsleitung 70 dem Druckminderer 7 zugeführt. Mit Hilfe des derart aufge bauten Regelkreises wird der Glasrohrquerschnitt in vor hersehbarer Weise beeinflußbar, denn die Dicke der nieder geschlagenen Glasschicht 12 wird, mit Hilfe des den Fluß des Gas-/Dampfgemisches hindernden Strömungswider standes, während des Beschichtens meßbar und kann gegebe nenfalls nachgeregelt werden. A furnace 11 moving in the direction 10 heats the glass tube 1 and the gas / vapor mixture, so that a further glass layer 12 is formed on the inner surface of the glass tube 1 by chemical conversion. The gently caused by the flow resistance at the ends of the glass tube 1 pressure difference in the flow of the gas / Dampfge mixture is evaluated with the help of the gas pressure meter 3 or 4 , the electrical connecting lines 30 or 40 and the evaluation unit 13 . The control signal generated in the latter is supplied to the pressure reducer 7 via the electrical connecting line 70 . With the help of the control circuit constructed in this way, the glass tube cross section can be influenced in a predictable manner, because the thickness of the deposited glass layer 12 becomes, with the help of the flow resistance of the gas / steam mixture, resistive, measurable during coating and can be readjusted if necessary .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Heizleistung bzw. die Temperatur des Ofens 11 mit in den beschriebenen Regelkreis einbezogen wird. Nach dem beschriebenen Verfahren wird das Glasrohr 1 auf seiner Innenfläche mit mindestens einer Glasschicht 12 beschichtet, gegebenenfalls durch mehrfache Anwendung des beschriebenen Verfahrens. Das derart beschichtete, dem vorher festgelegten Werten entsprechende Glasrohr 1 wird nunmehr nach bekannten Verfahren zu optischen Glas fasern ausgezogen.Another embodiment of the invention is that the heating power or the temperature of the furnace 11 is included in the control loop described. According to the described method, the glass tube 1 is coated on its inner surface with at least one glass layer 12 , possibly by using the described method several times. The glass tube 1 coated in this way, which corresponds to the previously defined values, is now drawn out into optical glass fibers by known methods.

Claims

1. A method for producing an optical fiber preform, in which at least one glass layer is deposited on the inner surface of a glass tube from a flowing gas / steam mixture, the gas / steam mixture being fed to the glass tube at one end and by means of the gas pressure attached to the other end. Actuator, the pressure difference between the internal and external pressure of the glass tube is regulated, characterized in that the gas pressure meter ( 3, 4 ) attached to both ends of the glass tube ( 1 ) measures the pressure difference of the gas / vapor mixture flowing through during the separation process. the pressure of the gas / steam mixture is regulated by the control signal derived from the pressure difference and the inner diameter ( 14 ) of the glass tube ( 1 ) is thus kept at a predetermined value during the coating.

2. The method according to claim 1, characterized in that the inner diameter ( 14 ) of the glass tube ( 1 ) approximately on the values of the uncoated glass tube ( 1 ) is kept.