DE4041153A1 - Verfahren zum herstellen einer lichtwellenleiter-vorform - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer lichtwellenleiter-vorformInfo
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- DE4041153A1 DE4041153A1 DE19904041153 DE4041153A DE4041153A1 DE 4041153 A1 DE4041153 A1 DE 4041153A1 DE 19904041153 DE19904041153 DE 19904041153 DE 4041153 A DE4041153 A DE 4041153A DE 4041153 A1 DE4041153 A1 DE 4041153A1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/0128—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass
- C03B37/01282—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass by pressing or sintering, e.g. hot-pressing
Description
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
einer Lichtwellenleiter-Vorform, bei dem die
Mantelschicht als eine rohrförmige Pulverschicht auf
einen zylindrischen Kernstab aus Glas aufgebracht und
durch Erhitzen in einem isothermen Temperaturfeld
stabilisiert wird.
Ein solches Verfahren ist unter dem Namen MSP-Verfahren
(MSP-Mechanicaly Shaping of Preforms) bekannt (Aufsatz:.
"Technologien zur Herstellung von Vorformen für
Lichtleitfasern" in Elektrisches Nachrichtenwesen Heft
3/4, 1988). Einzelheiten dieses Verfahrens sind
Gegenstand anderer Patentanmeldungen.
Nach dem Aufbringen der pulverförmigen Mantelschicht
auf den Kernstab aus Glas besitzt die Mantelschicht
eine relative Dichte von 5 bis 15% (100% = Dichte des
fertig gesinterten Mantels aus Glas). Durch das
Stabilisieren soll die Mantelschicht eine relative
Dichte von wenigstens 25% erhalten, damit sie rißfrei
gesintert werden kann. Es ist jedoch erwünscht, daß
beim Stabilisieren eine relative Dichte der
Mantelschicht von 50% erreicht wird.
Die stabilisierte Mantelschicht muß rißfrei sein,
damit die aus ihr gesinterte, glasige Mantelschicht
ebenfalls rißfrei ist und aus der fertigen
Lichtwellenleiter-Vorform gezogene Lichtwellenleiter
keine Dämpfungserhöhung aufweisen.
Da die pulverige bzw. stark poröse Mantelschicht
während der Stabilisierung sowohl radial als auch axial
sehr stark schrumpft, muß sichergestellt werden, daß
die rohrförmige Mantelschicht auf dem Kernstab gleiten
kann. Falls dies nicht erreicht wird, klebt die
Mantelschicht auf dem Kernstab fest und die entstehende
Lichtwellenleiter-Vorform zerreißt.
Die während der Stabilisierung noch poröse
Mantelschicht enthält noch einige Stoffe, welche die
Lichtleitung im fertigen Lichtwellenleiter stören
würden, wenn sie nicht während des
Stabilisierungsvorganges oder später entfernt würden.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem
besteht darin, das Stabilisierungsverfahren in der
Weise zu gestalten, daß in der stabilisierten
Mantelschicht keine Risse entstehen, damit die
entstehende Lichtwellenleiter-Vorform nicht zerreißt.
Außerdem soll die Möglichkeit erhalten bleiben, während
der Stabilisierung wenigstens einen Teil der in der
porösen Mantelschicht enthaltenen Verunreinigungen und
erwünschten Elemente entfernen zu können.
Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Pulverschicht langsam bis auf ca.
150°C erhitzt wird, danach die Temperatur mit einer
höheren Geschwindigkeit stetig auf 1150 bis 1200°C
erhöht und die Endtemperatur längere Zeit
aufrechterhalten wird.
Wenn in dieser Weise beim Stabilisieren der
Mantelschicht verfahren wird, dann sind die
Adhäsionskräfte zwischen den Teilchen in der porösen
Mantelschicht größer als die Adhäsionskraft zwischen
dem gläsernen Kernstab und der Mantelschicht. Deshalb
kann die poröse Mantelschicht auf dem Kernstab gleiten,
während sie sowohl radial als auch axial nahezu isotrop
verdichtet wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 4 enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft beispielsweise in
folgender Weise ab:
Ein Glasrohr mit 15 cm Innendurchmesser, 110 cm Länge
und einem koaxial in ihm angeordneten Kernstab aus Glas
mit 8 mm Durchmesser wird mit SiO2-Pulver bis zu
einer relativen Dichte von 5% gefüllt. Das Verhältnis
von Manteldurchmesser zu Kerndurchmesser der fertigen
Lichtwellenleiter-Vorform soll 2,5 und die Differenz in
den Brechungsindizes soll 5,0×10-3 betragen.
In einem Ofen mit isothermem Temperaturfeld wird die
vorstehend beschriebene Anordnung in der
erfindungsgemaßen Weise von 30°C bis auf maximal
1180°C erhitzt. Die Erwärmung erfolgt stetig, wobei
im ersten Verfahrensabschnitt bis etwa 150°C die
Aufheizgeschwindigkeit 0,5°C/min beträgt, welche ab
150°C auf 2°C/min erhöht wird. Die
Spitzentemperatur von 1180°C wird 3 Stunden lang
aufrechterhalten.
Das bei diesem Verfahren erzeugte Produkt ist eine
rißfreie, geometrisch gleichmäßige
Lichtwellenleiter-Vorform mit 50% relativer Dichte der
Mantelschicht, einem Durchmesser der Mantelschicht von
66 cm bei einer Länge von 50 cm. Die Mantelschicht ist
während der Stabilisierung nahezu isotrop geschrumpft.
In radialer Richtung war die Schrumpfung geringfügig,
d. h. um etwa 5% größer.
Die auf diese Weise erzeugte Lichtwellenleiter-Vorform
kann anschließend, ggf. nach Durchführung weiterer
Behandlungsverfahren, beispielsweise zur Entfernung von
Verunreinigungen, in einem Sinterofen mit einem
Gradienten-Temperaturfeld mit einem
Temperaturgradienten von 100°C/cm bei 1530°C
gesintert werden. Diese Lichtwellenleiter-Vorform
reicht für einen Lichtwellenleiter von 100 km Länge.
Bei den in der porösen Mantelschicht enthaltenen
Verunreinigungen handelt es sich um physikalisch oder
chemisch gebundenes Wasser, Chloride, wie
Germaniumchlorid, und Eisenverbindungen. Diese die
Lichtleitung im Lichtwellenleiter störenden Stoffe
müssen entweder während des Stabilisierungsverfahrens
oder bei einem nachfolgenden Chlorierungsverfahren
entfernt werden.
Beim Stabilisierungsverfahren wird als Spülgas
vorzugsweise Helium verwendet. Dieses Gas ist chemisch
inert, besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit und
diffundiert leicht durch Glas. Wenn dem Helium eine
geringe Menge Sauerstoff beigemischt ist, wird die
Entfernung von Kohlenwasserstoffen erleichtert.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen einer
Lichtwellenleiter-Vorform, bei dem die Mantelschicht
als eine rohrförmige Pulverschicht auf einen
zylindrischen Kernstab aus Glas aufgebracht und durch
Erhitzen in einem isothermen Temperaturfeld
stabilisiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Pulverschicht langsam bis auf ca. 150°C erhitzt wird,
danach die Temperatur mit einer höheren Geschwindigkeit
stetig auf 1150 bis 1200°C erhöht und die
Endtemperatur längere Zeit aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulverschicht auf eine relative Dichte von
wenigstens 25% verdichtet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverschicht von
Helium um- bzw. durchspült wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Helium ein geringer Anteil, höchstens jedoch
10 Vol % Sauerstoff, beigemischt ist.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904041153 DE4041153A1 (de) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Verfahren zum herstellen einer lichtwellenleiter-vorform |
| DE59102740T DE59102740D1 (de) | 1990-12-21 | 1991-10-10 | Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter Vorform. |
| EP91117279A EP0492073B1 (de) | 1990-12-21 | 1991-10-10 | Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter Vorform |
| JP3335133A JP2813752B2 (ja) | 1990-12-21 | 1991-12-18 | 光導波路プレフォームの製造方法 |
| US07/810,201 US5215564A (en) | 1990-12-21 | 1991-12-19 | Process for the production of an optical waveguide preform |
| CA002058183A CA2058183C (en) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | Process for the production of an optical waveguide preform |
| CN91111688A CN1029307C (zh) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | 制造一种光波导预制件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904041153 DE4041153A1 (de) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Verfahren zum herstellen einer lichtwellenleiter-vorform |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4041153A1 true DE4041153A1 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=6421012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19904041153 Withdrawn DE4041153A1 (de) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Verfahren zum herstellen einer lichtwellenleiter-vorform |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4041153A1 (de) |
-
1990
- 1990-12-21 DE DE19904041153 patent/DE4041153A1/de not_active Withdrawn
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