DE3143958A1

DE3143958A1 - Verfahren zur herstellung einer vorform fuer lichtleitfasern

Info

Publication number: DE3143958A1
Application number: DE19813143958
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Phys. 7910 Neu-Ulm Huber; Peter Dipl.-Ing. 4630 Bochum Zamzow
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG; Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-11-05
Filing date: 1981-11-05
Publication date: 1983-05-26

Description

Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des anspruches 1 bezeichneten allgemein bekannten Art.
Mittels des Dotierungsstoffe enthaltenden Gasstroms werden bei erhöhter Temperatur auf dem aus optisch leitendem Werkstoff, insb. Quarzglas, bestehenden Körper Schichten mit Brechungsindex erzeugt. Derart entsteht eine Vorform, aus welcher dann Lichtleitfasern gezogen werden können.
Als Gas ist insbesondere reiner Sauerstoff geeignet, welchen als Dotierungas toffe insbesondere Germanium, Bor, Phosphor, Silicium oder Fluor enthaltende Verbindungen zugesetzt sein können, beispielsweise Siliniumtetrachlorid (SiOl4), Germaniumtet-achlorid (GeCl4) oder Phosphoroxychlorid (POC13).
Von dem aus optisch leitendem Werkstoff bestehenden Körper wird nur ein Teil der Dotierungsstoffe aufgenommen. Die im Gas strom verbleibenden Anteile gehen ungenutzt verloren.
Wenn Lichtleitfasern und damit auch Vorformen in großem Umfangpmduziert werden sollen, kann die dann erhebliche Nenge der nicht genutzten Stoffe zu einer untragbaren Umweltbelastung führen. Darüberhinas sind gewisse Dotierungsstoffe wie insbesondere GeCl, sehr teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzuheben, durch welches der Anteil der nicht genutzten Stoffe vermindert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die Umwelt erheblich weniger mit schädlichen Abfallstoffen belastet wird.
Durch die Wiederverwertung insbesondere der teuren Dotierungst unterschiedlichem stoffe ergeben sich Ersparnisse, welche den Nehraufwand für das Herstellungsverfahren kompensieren können.
In den 'JnteranspXüchen 2 bis 4 ist ein Verfahren gekennzeichnet, bei welchem der den aus optisch leitendem tZerkstoff bestehenden Körper verlassende Gasstrom nach Wieder anreicherung mit Dotierungsstoffen im Kreislauf wieder zugeführt wird. Der Anteil der einzelnen Dotierungsstoffe im verlassenden Gasstrom ist dabei zu ermitteln. Danach wird das Gas entsprechend dem ermittelten Verbrauch mit Dotierungsstoffen wieder angereichert.
Wenn nach einem gewissen Zeitintervall der Bestandteil an unerwünschten Verunreinigungen eine zulassige Grenze überschreitet, .erfolgt eine Spülung. Dabei werden kurzzeitiG die Abgase aus dem geschlossenen System abgeleitet und dann ffltsprechend frische Gase bei erhöhter Zufuhr von Dotierungsstoffen eingeleitet. Eine solche Spülung bei zumindest teilweiser Abführung der Abgase erfolgt auch dann, wenn zur Erzeugung von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindices Mengenanteile oder die Art der Dotierungsstoffe geändert werden soll.
In den Ansprüchen 5 und 6 ist ein Verfahren gekennzeichnet, bei welchem der den aus optisch leitendem Werkstoff bestehenden Körper verlassende Gasstrom einc Wiederaufbereitungsanlage zugeführt wird. Mittels dieser Anlage werden zumindest die Stoffe, welche umweltschädlich und/oder besonders wertvoll sindl zurückgewonnen und können somit dem zugeführten Gas strom wieder beigemengt werden.
Mittels dieses Verfahrens können auch die beim zuvor beschriebenen Verfahren zeitweilig abzuführenden Abgase aufbereitet werden.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Fig. 1 verdeutlicht den schematischen Verfahrensablauf bei einem Kreislauf des die Dotierungsatoffe enthaltenden Gasstroms innerhalb eines geschlossenen Systems.
Fig. 2 zeigt den schematischen Verfahrensablauf zur Wiederaufbereitung des den aus optisch leitendem Werkstoff bestehenden Körper verlassenden Gasstroms.
Nach Fig. 1 erfolgt die Herstellung der Vorform V innerhalb eines geschlossenen Systems 1. Diesem System werden von außen insbesondere ein Gas G (reiner Sauerstoff) und Dotierungsstoffe D über Reguliereinrichtungen V1 bzw. V2 zugeführt.
Diese werden in der Mischeinrichtung N zu einem die Dotierungsstoffe enthaltenden Gas strom vermengt und an einem aus optisch leitendem Werkstoff wie insbesondere Quarzglas bestehenden Körper K vorbeigeführt, welcher zur Vorform werden soll. Nach dem Verlassen des Körpers K wird dieser Gasstrom über das Ventil V3 in die Mischeinrichtung zurückgeführt.
Mittels einer Einrichtung R wird der Restanteil an Dotierungsstoffen gemessen. Die Reguliereinrichtung V2 wird von der Einrichtung R veranlaßt1 entsprechend dem erforderlichen Bedarf zusätzliche Dotierunssstoffe beizumengen.
Nach gewissen Zeitintervallen wird das Ventil V3 so gesteuert, daß der den Körper K verlassende Gas strom aus dem geschlossenen System abgeführt wird. In diesem Fall wird gleichzeitig die Reguliereinrichtung V1 veranlaßt, der Mischeinrichtung M frischen Sauerstoff zuzuführen. Desgleichen wird von der Reguliereinrichtung V2 der volle Bedarf an Dotierungastoffen D von außen zugeführt.
Wenn der Anteil von gewissen Dotierungsstoffen zu verringern ist, kann nur ein Teil des den Körper X verlassenden Gasstroms vom Ventil 73 nach außen abgeleitet werden.
In Fig. 2 ist der prinzipielle Verfahrensablauf zur Wieder aufbereitung des den Körper K verlassenden Gasstroms dargestellt. Dieser Gasstrom wird mit einer ersten Substanz S1 vermischt, beispielsweise in einen Wassersprühnebel geleitet. Dort werden die Dotierungsstoffe in Kristallform (z. B.
wasserhaltigeSGeO2) umgewande't und können im Filter F ausgefiltert und danach einer zweiten Substanz S2 zugeführt werden, mit welcher sie eine solche chemische Reaktion eingehen, daß sie durch fraktionierte Destillation in der Einrichtung T zurückgewonnt werden. Beispielsweise kann die zweite Substanz Salzsäure sein, welche GeO2 in GeCl4 und in der Substanz S1 gebildete Kieselsäurekristalle in Sir14 umwandelt. Bei der fraktionierten Destillation entweicht (Pfeil 2) zunächst SiCl4 bei einer Temperatur vom 57,6°C und bei auf 86,50C erhöhter Temperatur GeCl4. Diese Gase können dem am Körper K vorbeigeführten Gasstrom wieder zugeführt werden.
Die Messung des Restgehaltes an Dotierungsstoffen mittels der Einrichtung R nach Fig. 1 braucht nicht permanent zu erfolgen. Beispielsweise können anläßlich einer Probefertiun einmalig die während des Verfahrensablaufs benötigten Messungen der zusätzlichen Dotierungsstoffe ermittelt werden. Die Reguliereinrichtung V2 wird dann be folgenden wederholten Verfahrensabläufen in Abhängigkeit dieser einmali3 ermittelten Werte gesteuert.
Geeignete Hinweise zur korrigierenden Steuerung der Regullereinrichtung V2 können auch die optischen Daten liefern, welche an aus der Vorform gezogenen Lichtleitfasern gemessen werden.

Claims

Titel: Verfahren zu HerstellunG einer Vorform fir Lichtleitfasern Patentansprüche: erfahren zur Herstellung einer Vorform für Lichtleitfasern, bei welchem an einem aus optisch leitendem Werkstoff bestehenden Körper ein Dotierungsstoffe enthaltender Gasstrom vorbeigeführt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zumindest ein Teil der in dem Gasstrom verbleibenden Dotierungsstoffe dem zugeführten Gasstrom beigemengt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Vorform in einem gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenen System (1) hergestellt wird, in welchem der Gas strom in einem Kreislauf am optisch leitenden Körper (K) vorbeigeführt wird, und daß den Gasstrom nach dem Verlassen des optischen leitenden Körpers (7) zusätzliche Dotierungsstoffe beigemengt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in periodischen Zeitintervallen das geschlossene System (1) öffnet und der den optisch leitenden Körper (IC) verlassende Gas strom kurzzeitig nach außen geführt wird, und daß wahrend dieser Zeit frische mit Dotierungsstoffen angereicherte Gasmengen von außen zugeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Restgehalt an Dotierungsstoffen des am optisch leitenden Körper (K) vorbeigeführten Gasstroms gemessen wird, und daß die Zufuhr zusätzlicher Dotierungsstoffe in Abhangigkeit des Meßwertes vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d & d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der den optisch leitenden Körper (K) verlassende Gas strom einer Aufbereitungsanlage zugeführt wird, durch welche zumindest die wertvollen und/oder umweltbelastenden Dotierungsstoffe abgesondert und zurückgewonnen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der den optisch leitenden Körper (E) verlassende Gasstrom durch eine erste Substanz (S 1) gefiik-t wird, welche die restlichen Dotierungsstoffe in Eristallform umwandelt und löst, daß aus dieser Lösung die Kristalle ausgefiltert werden (Filter F) und einer zweiten Substanz (S.2) 2) zugefügt werden, mit welcher die Dotierungsstoffe chemisch reagieren und durch fraktionierte Destillation (T) rückgewinnbar sind.