DE3432427A1

DE3432427A1 - Verfahren zur herstellung einer vorform

Info

Publication number: DE3432427A1
Application number: DE19843432427
Authority: DE
Inventors: Max Dr.Rer.Nat. 7900 Ulm Kuisl; Eugen Ing.(grad.) 7901 Staig Pfeiffer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1986-03-13

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer Vorform Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der Zeitschrift IEEE Journal of Quantum Elektronics QE 18, Nr. 10 (1982), Seiten 1418-1423. Dort wird ein Verfahren beschrieben, bei dem auf einem stabförmigen Trägerkörper, z.B. einem Graphitstab, zunächst dotierte und/oder undotierte Glasteilchen (Glasruß)abgeschieden werden, z.B. mit Hilfe eines Gasbrenners, entsprechend dem herzustellenden Lichtwellenleiter. Anschließend wird der Trägerkörper entfernt und die entstandene poröse Form gesintert und zu einer Vorform weiter verarbeitet.
Ein derartiges Verfahren hat den Nachteil, daß bei der Entfernung des Trägerkörpers eine störende Beschädigung der mechanisch empfindlichen porösen Form möglich ist.
Denn nach dem Abscheiden der Glas teilchen hat die poröse Form eine Festigkeit, die beispielsweise derjenigen von leicht gepreßteo Talkumpulver entspricht. Weiterhin erfolgen die Beschädigungen in einem Bereich, aus welchem der lichtleitende Kern des Lichtwellenleiters entsteht. Diese Beschädigungen führen zu unerwünschten optischen Verlusten des Lichtwellenleiters.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, welches insbesondere bei niedrigen Abscheidungstemperaturen der porösen Form deren kostengünstige sowie zuverlässige Weiterverarbeitung zu einer Vorform ermöglichen.
Diese Auf gaze wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Entstehen störender mechanischer Spannungen in der Vorform vermieden wird. Denn diese Spannungen führen zu störenden Übertragungsverlusten bei dem Lichtwellenleiter.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung.
Die Figur zeigt einen Trägerkörper 1, z.B. einen Graphitstab mit einer Länge von ungefähr 1,ski und einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von ungefähr 30mm. Auf diesen Trägerkörper 1 werden zunächst Rohrhtien 2 geschoben, z.B. Quarzrohre mit einer Wandstärke von ungefähr 5mm und einer Länge von ungefähr 0,15m. Anschließend werden auf dem Trägerkörper 1 dotierte und/oder undotierte Glasteilchen abgeschieden, so daß die poröse Form 3 entsteht. Diese hat einen Außendurchmesser von ungefähr 0,1 m sowie eine Länge von ungefähr Im. Die Abscheidung der porösen Form 3 erfolgt derart, daß die Enden 4 der Rohrhülsen 2 von den Endbereichen 5 der porös sen Form überdeckt werden. Die bisher beschriebe Anordnung wird nun in ein im wesentlichen senkrecht stehendes Schutzrohr 6 eingebracht, das z.B. aus Quarzglas besteht und das von einem Zonenofen 7 umgeben ist, z.B. einem elektrischen Widerstandsofen aus Graphit. Dieser ist beweglich parallel zur Längsachse 8 der porösen Form 3 (Doppelpfeil). Durch den bewegten Zonenofen 7 wird nun die poröse Form 3 zonenweise soweit erhitzt, daß ein Vorsintern der abgeschiedenen Glasteilchen erfolgt. Bei Quarzglasteilchen erfolgt das Vorsintern in einem Temperaturbereich zwischen 10000C und 12500C. Durch das Vorsintern erfolgt ein Schrumpfen der poröser Form 3, so daß sich deren Innenfläche von dem Trägerkörper 1 löst. Dieser wird nun aus der porösen Form 3 herausgezogen und diese mit den Rohrhülsen 2 in einer Halterung im Schutzrohr befestigt.
Beim nächsten Verfahrensschritt erfolgt nun ein zonenweises Nachsintern der porösen Form 3 bei einer Temperatur, die im Bereich von 12000C und 15000C liegt.
Dabei wird der Zonenofen 7 in Richtung des Doppelpfeils bewegt. Es ist zweckmäßig, zumindest während des Nachsinterns innerhalb des Schutzrohres 6 mit einem Gas und/oder Dampf zu spülen, welcher den OH -Ionengehalt der porösen Form vermindert. Ein solches Gas und/oder Dampf enthält beispielsweise gasförmiges Chlor. Außerdem ist es zweckmäßig, die poröse Form 3 zumindest während des NachsinternS um die Längsachse 8 zu drehen. Dadurch wird ein räumlich gleichmäßiges Sintern erreicht und störende mechanische Spannungen vermieden. Im Anschluß an das Nachsintern wird die poröse Form 3 durch denWonenofen 7 soweit erhitzt, daß ein (Quarz-)Glasrohr oder ein (Quarz-)Glasstab entsteht.
Aus dieser Vorform ist dann ein (Quarzglas-)Lichtwellenleiter ziehbar. Dabei wird die Vorform mit Hilfe der noch vorhandenen Rohrhülsen 2 in eine entsprechende Ziehvorrichtung eingespannt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auf weitere anwendbar. Beispielsweise ist es möglich, den Trägerkörper 1 rohrförmig auszubilden, so daß während der Abscheidung der Glasteilchen eine Heizung oder Kühlung des Trägerkörpers ermöglicht wird.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Vorform, aus der Lichtwellenleiter gezogen werden, - bei welchem zunächst glasbildendes Material als poröse Form auf der Außenfläche eines rohr- oder stabförmigen Trägerkörpers abgeschieden wird, - bei welchem der Trägerkörper aus der porösen Form entfernt wird und - bei welchem anschließend die poröse Form zu der Vorform gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Trägerkörper (1) mindestens zwei Rohrhülsen (2) geschoben werden derart, daß deren Enden (4) von den Endbereichen (5) der porösen Form (3) überdeckt werden, - daß nach dem Abscheiden der porösen Form (3) ein Vors,inter + orgenommen wird derart, daß zwischen den Rohrhülsen (2) und der porösen Form (3) eine tragfähige Verbindung entsteht und daß ein Ablösen der porösen Form (3) von dem Trägerkörper (1) erfolgt, - daß der Trägerkörper (1) aus der vorgesinterten porösen Form (3) herausgezogen wird und - daß anschließend ein Nachsintern der porösen Form (3) erfolgt.
2. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsintern bei Quarzglas teilchen in einem Temperaturbereich zwischen 10000C und 12500C vorgenommen wird, während das Nachsintern bei einer höheren Temperatur erfolgt.
3. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Nachsinterns die poröse Form (3) derart angeordnet wird, daß deren Längsachse/im wesentlichen senkrecht steht.
4. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Nachsinterns eine Dampf-und/oder Gasspülung der porösen Form erfolgt, so daß deren OH-Ionenkonzentration verringert wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach dem Nachsintern die poröse Form (3) durch Erhitzen in ein Glasrohr oder einen Glasstab umge- wandelt wird, welche als Vorform zum Ziehen eines Lichtwellenleiters benutzt werden.
6. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Nachsintern der porösen Form (3) innerhalb eines Schutzrohres (6) erfolgt, das innerhalb eines Zonenofens (7) angeordnet wird,- der eine ringförmige Erhitzung der porösen Form (3) erm2fi5icht und der im wesentlichen parallel zur Längsachse/der porösen Form (3) bewegt wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Form (3) zumindest während des Nachsinternsum ihre Längsachse (8) gedreht wird.