DE3610161A1

DE3610161A1 - Verfahren zur herstellung einer vorform eines lichtwellenleiters

Info

Publication number: DE3610161A1
Application number: DE19863610161
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl Ing Geyer; Max Dr Rer Nat Kuisl; Reinhart Dr Rer Nat Kuehne; Eugen Ing Grad Pfeffer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform eines Lichtwellenleiters nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 33 26 043 bekannt.

Die Anzahl der abgeschiedenen Aerosolteilchen hängt zu einem maßgebenden Teil von der Strömung ab, mit welcher die Aerosolteilchen an die Oberfläche eines Trägerkörpers herangeführt werden. Es ist leicht einzusehen, daß Teilchen, die in die Nähe der Trägeroberfläche herangeführt werden, eine weit größere Chance haben abgeschieden zu werden als entferntere Teilchen. Für die Wirtschaftlichkeit eines solchen Vorganges ist die Effektivität der Abscheidung sehr wichtig. Daher sind Maßnahmen erwünscht, welche die Abscheidung erhöhen, d. h. auch auf weiter vom Substrat entfernte Teilchen einer Kraft ausüben, die sie zur Substratoberfläche führt.

Eine derartige Kraft wird durch ein inhomogenes elektrisches Feld auf polarisierbare Teilchen ausgeübt. Die Größe der Kraft bzw. die dazu notwendige Feldstärke läßt sich errechnen. Dabei wird in der Regel von einem elektrischen Gleichfeld ausgegangen. Die Übertragung dieser theoretischen Überlegungen in die Praxis führt jedoch nicht zum gewünschten Ergebnis. Jede Anhäufung von Teilchen, seien es Gasmoleküle oder Staubteilchen in der Luft, enthält Teilchen, die eine elektrische Ladung tragen. Die Zahl der geladenen Teilchen und die Anzahl der Elementarladungen auf einem Teilchen hängt von der Größe der Teilchen, der Temperatur und anderen Parametern ab. Im thermodynamischen Gleichgewicht stellt sich eine bestimmte Verteilung ein, die nach Boltzmann berechnet werden kann. Zur Verdeutlichung ist eine solche Ladungsverteilung in der Tabelle aufgeführt. Natürlich sind, um elektrische Neutralität zu erreichen, positive und negative Ladungen in gleicher Anzahl vorhanden. Die Kräfte, welche ein elektrisches Feld auf geladene Teilchen ausübt sind wesentlich größer als die Kräfte, welche auf ein polarisiertes Teilchen wirken. Aber diese Kräfte wirken nur bei einer Ladungsart in Bezug auf die Abscheidung günstig. Ein genau so großer Anteil an Aerosol wird in entgegengesetzte Richtung getrieben, also entgegen der Wunschrichtung. Schließlich werden diese Teilchen auf der Gegenelektrode abgeschieden und können, falls sie nicht entladen werden, dort ihrerseits ein Feld aufbauen, welches dem ursprünglichen angelegten Feld entgegenwirkt. In jedem Falle ist eine Ausbeutesteigerung (= Erhöhung der Aerosolabscheidung) nicht zu erreichen.

Nun liegt es nahe, das elektrische Gleichfeld durch ein Wechselfeld zu ersetzen. Zweckmäßigerweise wird man mit 50 Hz Wechselstrom arbeiten, weil damit die elektrische Ausrüstung durch einfaches Hochtransformieren der Netzspannung wesentlich vereinfacht wird. Die Abscheidung polarisierbarer Teilchen sollte damit nicht behindert werden, da nun im Zeitmittel ein elektrisches Feld mit einer effektiven Feldstärke anliegt, welche bei sinusförmiger Amplitude den Wert V _eff = 1/2√V _SS proportional ist (V _SS = Spannung Spitze-Spitze). Die geladenen Teilchen erfahren zwar immer noch eine Beschleunigung in Richtung der entgegengesetzt aufgeladenen Elektrode. Jedoch wird diese Bewegung bei der nächsten Halbwelle wieder rückgängig gemacht, so daß im Mittel keine Ortsveränderung stattfindet außer derjenigen, welche durch Polarisation des Teilchens hervorgerufen wird.

Nun stellt sich in nachteiliger Weise heraus, daß auch ein 50 Hz-Wechselfeld eine Abscheidung an beiden Elektroden nicht verhindert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß bei einer möglichst hohen Abscheidungsrate lediglich eine Abscheidung auf dem Trägerkörper erfolgt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem Wechselfeld die Beschleunigungsstrecke für die Teilchen während einer halben Schwingungsperiode wesentlich größer als die Ausmaße des Gefäßes sein kann, in welchem die Abscheidung vorgenommen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Bei einem kreiszylinderförmigen Trägerkörper mit einem Außendurchmesser von ungefähr 30 mm und einer Länge von ungefähr 300 mm werden parallel zu seiner Längsrichtung Strömungs-Leitbleche angebracht, die eine Erhöhung der Abscheidungsrate der (Aerosol-)Teilchen bewirken. Dabei beträgt der in radialer Richtung gemessene Abstand zwischen der beschichteten oder unbeschichteten Oberfläche des Trägerkörpers und einem Leitblech mindestens 15 mm. Zwischen Leitblechen und dem Trägerkörper wird ein elektrisches Wechselfeld angelegt mit einer Frequenz größer gleich 15 kHz, z. B. 20 kHz, und einer effektiven Spannung von ungefähr 10 kV. Der Weg, welchen geladene Teilchen während einer halben Schwingungsperiode zurücklegen, beträgt dabei etwa 10 mm und ist somit kleiner als die Gefäßdimensionen bzw. Elektodenabstände. Es ist vorteilhaft, die Amplitude und/oder die Frequenz des Wechselfeldes in Abhängigkeit von der auf dem Trägerkörper abgeschiedenen Schichtdicke zu steuern oder zu regeln. Dadurch wird eine größtmögliche Abscheidungsrate erreicht.

Weiterhin ist es zweckmäßig, dem Wechselfeld ein steuer- oder regelbares elektrisches Gleichfeld zu überlagern. Dadurch wird die Abscheidung von elektrisch geladenen (Aerosol-)Teilchen auf dem Trägerkörper vergrößert.

Tabelle: Ladungsverteilung nach dem Boltzmann-Gesetz f (l, X _p):

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorform eines Lichtwellenleiters aus einem Aerosolstrom,

- bei dem aus einem Gas- und/oder Dampfgemisch durch eine flammenfreie chemische Reaktion ein Aerosol erzeugt wird,
- der durch einen im wesentlichen aerosolfreien Gas- und/oder Dampfstrom geführt wird.
- der mit Hilfe einer schlitzförmigen Düse gleichzeitig entlang einer Mantellinie eines dreh- sowie kühlbaren zylinderförmigen Trägerkörpers abgeschieden wird, und
- der um den Trägerkörper durch mindestens ein Leitblech geleitet wird, welches die Abscheidung der in dem Aerosolstrom enthaltenen Teilchen auf dem Trägerkörper unterstützt und mit dessen Hilfe ein elektrisches Feld erzeugt wird, welches die Abscheidungsrate vergrößert,

dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld einen Wechselanteil enthält, dessen Amplitude und Frequenz derart gewählt werden, daß ein durch den Wechselanteil erzeugter Weganteil der Teilchen kleiner ist als der Abstand zwischen der Oberfläche des Trägerkörpers und dem Leitblech.

2. Verfahren zur Herstellung einer Vorform eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld einen Gleich- und einen Wechselanteil enthält derart, daß auf die Teilchen eine Kraft ausgeübt wird, die auf den Trägerkörper gerichtet ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Vorform eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Wechselanteil eine Frequenz gewählt wird, die größer gleich 15 kHz ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Vorform eines Lichtwellenleiters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während der Abscheidung der Teilchen zumindest der Wechselanteil gesteuert oder geregelt wird.