DE3636406A1

DE3636406A1 - Verfahren und anordnung zur herstellung einer vorform fuer einen lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE3636406A1
Application number: DE19863636406
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl Ing Geyer; Max Dr Rer Nat Kuisl; Eugen Ing Grad Pfeiffer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1986-10-25
Filing date: 1986-10-25
Publication date: 1988-04-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung einer Vorform für einen Lichtwellenleiter nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.

Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Anordnung sind aus der DE-OS 33 26 043 bekannt. Gemäß der dort angegebenen Lehre wird bei der Abscheidung von Aerosol partikel auf einem Substrat mit gegebener Geometrie, z. B. einem stab- oder rohrförmigen Trägerkörper, die störende Belegung der Reaktorwände dadurch vermindert, daß in den Zwischenraum zwischen Reaktionsgas und/oder dem Aerosol strom sowie der Wand ein inerter Gasstrom (Führungsgas) eingeleitet wird, der den Reaktionsgasstrom allseitig umgibt und in gleicher Richtung wie die Reaktionsgase fließt. Um eine maximale Abscheidung der Aerosolpartikel auf dem Substrat zu erreichen, muß die Abscheidekammer strömungstechnisch optimiert werden, so daß eine möglichst große Zahl der Partikel in den Einfangbereich des Substrats gelangen. Diese Optimierung kann jedoch nur dann voll wirksam werden, wenn die abgeschiedene Stoffmenge die Strömungsverhältnisse in der Abscheidekammer nicht nennens wert verändert. Wird jedoch so viel an Material abgeschie den, daß durch die wachsende Schicht der Querschnitt für die Strömung stark verändert wird, so wird der optimale Bereich für die Abscheidung verlassen. Strömungsprobleme treten spätestens dann auf, wenn die abgeschiedene Schicht die Wandungen der Abscheidekammer erreicht. Nun ist es unmittelbar einsichtig, daß durch eine kontinuierliche Veränderung der Kammer, die ursprünglichen Strömungsbe dingungen, z. B. durch Einstellen einer bestimmten Reynoldszahl, wieder hergestellt werden können. Eine solche Anordnung ist jedoch sehr komplex und bedarf einer kompli zierten Regeleinrichtung, um sich dem Wachstum des be schichtenden Substrats anzupassen. Die konstruktiven Schwierigkeiten vergrößern sich, wenn der Aerosolstrom eine hohe Temperatur besitzt (ca. 1000°C) und von aggres siven Gasen begleitet ist und außerdem gefordert wird, daß das abgeschiedene Gut nur minimale Verunreinigungen ent halten darf.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer derarti gen Anordnung. In einem nicht dargestellten Aerosolgene rator wird ein geführter Aerosolstrom 1, der z. B. dotierte und/oder undotierte SiO₂-Partikel enthält, hergestellt und mit Hilfe einer schlitzförmigen Düse 2 in eine Abscheide kammer 3 geleitet.

In dieser befindet sich ein um seine Längsachse drehbarer Trägerkörper 4, z. B. ein Stab oder Rotor aus Graphit, auf welchem die SiO₂-Partikel, die auch Glasruß genannt wer den, abgeschieden werden. Aus dem abgeschiedenen Glasruß wird in weiteren Verfahrensschritten, die jedoch für diese Patentanmeldung belanglos sind, eine sogenannte Vorform hergestellt. Die bei der SiO₂-Abscheidung anfallenden Abgase 5 werden mit Hilfe eines Abzuges 6 aus der Abschei dekammer 3 abgesaugt.

Eine Erhöhung der SiO₂-Abscheiderate ist möglich, wenn der sich drehende Trägerkörper 4 zusätzlich in der Strömungs richtung des Aerosolstromes 1 bewegt wird. Eine derartige Anordnung ist jedoch nachteiligerweise unwirtschaftlich, da unter anderem sorgfältige und aufwendige Dichtungen benötigt werden um ein Austreten von Schadstoffen aus der Abscheidekammer 3 zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gat tungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Anordnung dahingehend zu verbessern, daß in wirtschaftlicher und zuverlässiger Weise eine möglichst große Abscheidungsrate auf einem Trägerkörper erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Träger körper lediglich um seine Längsachse gedreht werden muß. Es entfallen also die eingangs erwähnten gesteuerten und/oder geregelten zusätzlichen Linearbewegungen, die nachteiligerweise zu Erschütterungen des Trägerkörpers führen können, so daß eine störende Beschädigung der abgeschiedenen Schicht möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf eine weitere Figur näher erläutert.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß in der Abscheidekammer 3 zusätzlich mindestens ein beweg liches Strömungsleitblech 7 angebracht wird. Dieses be steht z. B. aus einer gebogenen Quarzglasplatte mit einer stabförmigen Halterung 8, die durch eine Durchführung 9 aus der Abscheidekammer 3 herausgeführt wird.

An diese Halterung(en) 8 ist eine nicht dargestellte Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung angeschlossen, welche die Strömungsleitbleche 7 in Abhängigkeit von dem Außendurchmesser des beschichteten Trägerkörpers 4 immer so einstellt, daß die größtmögliche SiO₂-Abscheidungsrate erreicht wird.

Es ist vorteilhafterweise nicht nötig, daß die Form der Strömungsleitbleche 7 und/oder deren Stellung zueinander strömungstechnisch optimal ausgebildet wird. Es können durchaus Totzonen vorhanden sein. In diesen Totzonen bilden sich Strömungswirbel 10, die nun ihrerseits die verbleibende Strombahn begrenzen. Unter Ausnutzung dieses Effektes wird der Durchmesser der Abscheidekammer nicht an den Anfangsdurchmesser, sondern an den zu erwartenden Enddurchmesser des beschichteten Trägerkörpers 4 angepaßt.

Eine weitere Erhöhung der SiO₂-Abscheidungsrate ist dadurch möglich, daß die Strömungsleitbleche 7 elektrisch leit fähig ausgebildet werden und daß zwischen diese und den Trägerkörper 4 ein elektrisches Feld angelegt wird, z. B. ein Gleich- und/oder Wechselfeld, das die SiO₂-Partikel bevorzugt in die Richtung des Trägerkörpers 4 leitet.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungs beispiel beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwend bar. Beispielsweise ist es möglich, mindestens ein Strö mungsleitblech durch einen aerodynamisch geformten Körper zu ersetzen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorform für einen Lichtwellenleiter, bei welchem

- ein Aerosolstrom (1) erzeugt wird, der dotierte und/oder undotierte Siliziumdioxid-Partikel enthält und der durch einen diesen umgebenden im wesentlichen aerosolfreien Gas- und/oder Dampfstrom geführt wird,
- der Aerosolstrom (1) in eine Abscheidekammer (3) geleitet wird, in der ein stab- oder rohrförmiger Trägerkörper (4), der um seine Längsachse drehbar ist, vorhanden ist und
- die Siliziumdioxid-Partikel auf dem Trägerkörper (4) abgeschieden werden,

dadurch gekennzeichnet,

- daß in der Abscheidekammer (3) mindestens ein beweg liches Strömungsleitblech (7) angebracht wird, das in Abhängigkeit von der auf dem Trägerkörper (4) abge schiedenen Schichtdicke derart verstellt wird, daß auf dem Trägerkörper (4) die größtmögliche Abscheidungsrate er reicht wird, und
- daß die Abscheidekammer (3) sowie das Strömungsleit blech (7) derart ausgebildet werden, daß mindestens ein Strömungswirbel (10) entsteht, welcher den Aero solstrom (1) führt und durch welchen unerwünschte Abscheidungen auf dem Strömungsleitblech (7) sowie der Abscheidekammer (3) vermieden werden.

2. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwischen dem Trägerkörper (4) und dem Strömungsleitblech (7) ein elek trisches Feld erzeugt wird, durch welches die Abscheidungs rate auf dem Trägerkörper (4) erhöht wird.

3. Anordnung zur Herstellung einer Vorform für einen Lichtwellenleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (4) eine Drehachse besitzt, die bezüglich der Abscheidekammer (3) eine feststehende Lagerung hat.

4. Anordnung zur Herstellung einer Vorform für einen Lichtwellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidekammer (3) strömungsmäßig auf den größt möglichen Außendurchmesser des beschichteten Trägerkörpers (4) abgestimmt ist und daß die Strömung ansonsten durch die Lage von mindestens einem beweglichen Strömungsleitblech (7) bestimmbar ist.