DE69300600T2

DE69300600T2 - Verfahren zum Dotieren von porösen Glasvorformen.

Info

Publication number: DE69300600T2
Application number: DE69300600T
Authority: DE
Inventors: George Edward Berkey
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2013-01-22
Also published as: DE69300600D1; CA2084216A1; HK6496A; AU3295393A; JP3306444B2; EP0556580B1; JPH0640736A; US5236481A; EP0556580A1; AU658047B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorformen für optische Fasern, insbesondere von solchen Vorformen, die Dotierungen enthalten, die während des Abscheidungsverfahrens nicht leicht eingebaut werden.
Optische Fasern mit Verlusten von weniger als 1 dB/km in mindestens einem Teil des optischen Bereichs des Spektrums, der sich im allgemeinen von 0,7 bis 1,7 um erstreckt, sind auf gewerblicher Basis routinemäßig hergestellt worden. Die Fasern umfassen einen Kern und einen Mantel, wobei der Mantel einen Brechungsindex aufweist, der zumindest zum Teil niedriger als derjenige Brechungsindex ist, der zum Kern gehört. Derartige optische Fasern mit geringen Verlusten werden aus Glas hergestellt, das vor allem Siliciumdioxid umfaßt, d.h. die Glaszusammensetzung umfaßt mehr als 50% Siliciumdioxid.
Dotiermittel, die zur Herstellung von optischen Fasern verwendet werden, schließen Germaniumdioxid, ein den Brechungsindex erhöhendes Dotiermittel, welches das hauptsächliche und das am breitesten verwendete Dotiermittel ist, sowie andere weniger bedeutende Dotiermittel, wie z.B. Phosphor, und andere den Brechungsindex erhöhenden Dotiermittel und die den Brechungsindex erniedrigenden Dotiermittel Fluor und Bor ein. Andere zur Verwendung in optischen Fasern in Betracht gezogene Dotiermittel schließen Al, Zr, Nb, Ta, Ca, In, Sn, Sb, Bi, die Seltenerden der 4f-Gruppe (Ordnungszahlen 57-71) und die Erdalkalimetalle Be, Mg, Ca, Zn, Sr, Cd und Ba ein. Von diesen sind gewisse mit Seltenerden dotierte optische Fasern für vielerlei Anwendungen von Interesse, einschließlich Faserlasern, Dampfungsgliedern und Sensoren.
Die japanische Patentanmeldung JP-A-63-060121 lehrt ein Verfahren, bei dem einer porösen Vorform aus dem Grundmaterial ein Dotiermittel zugesetzt wird. Das poröse Grundmaterial wird auf einem Stab getragen, der in das Kernrohr eines Ofens eingeführt wird. Das dotierte Ausgangsmaterial wird erwärmt, so daß es im Innern des Kernrohres verdampft, und das dotierte Ausgangsmaterial wird in die Poren des porösen Grundmaterials eingebracht. Das dotierte Ausgangsmaterial wird dann verfestigt, indem das poröse Grundmaterial hochgezogen und schnell in den Bereich niedriger Temperatur des Ofenkemrohres befördert wird. Das Gefäß mit dem Dotiermittel wird aus dem Ofenkernrohr entfernt. Sauerstoff wird in das Innere des Kernrohres eingeleitet, und das dotierte Ausgangsmaterial, das in das Grundmaterial eingebaut worden war, wird oxidiert. Nachdem diese Vorgänge nach Bedarf wiederholt worden sind, wird das poröse Grundmaterial durch Erhöhung der Ofentemperatur in einer Inertatmosphäre glasig gesintert.
Optische Fasern werden normalerweise durch Oxidation von Metallchloriden hergestellt. Man verwendet herkömmlicherweise Chloride, weil sie bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft und zu einer heißen Zone befördert werden können, wo sie oxidiert werden. Mit "heißer Zone" ist derjenige Bereich einer Vorrichtung zur Bildung einer Glasvorform gemeint, wo Glas bildende Reaktanten-Dämpfe oxidiert werden; sie kann beispielsweise einen Bereich innerhalb einer Brennerflamme oder einen geheizten Bereich innerhalb eines Substratrohres einschließen. Typischerweise für Siliciumtetrachlorid und Germaniumtetrachlorid verwendete Verdampfungsverfahren schließen Verdampfen mittels Durchleiten von Gas, direkte Verdampfung und Flash-Verdampfung ein. Andere Chloride, die gewerblich verwendet worden sind, schließen Bor- und Phosphorchloride ein, die ebenfalls bei Raumtemperatur flüssig oder gasformig sind.
Es gibt jedoch einige andere in optischen Wellenleitern verwendbare Metallchloride, die bei Raumtemperatur Feststoffe sind und die gegebenenfalls eher sublimieren als sieden. Diese Eigenschaften machen es nahezu unmöglich, diese Materialien mittels herkömmlicher Systeme bereitzustellen. Reaktanten zur Bildung derartiger anderer Metalloxide sind durch Verdampfen des Metallchlorids (US-Patente Nr. 3,801,294, 4,604,118 und 4,787,927) und durch Umsetzen eines Halogenids, wie z.B. Chlor, mit dem Metalldotiermittel gebildet worden, um ein Chlorid zu bilden, das der heißen Zone durch ein geheiztes Injektionsrohr zugeführt wird (US-Patent Nr. 4,616,901).
Beim MCVD-Verfahren (US-Patent Nr. 4,217,027) werden Siliciumdioxid- und/oder dotierte Siliciumdioxid-Teilchen in der 1800ºC heißen Zone gebildet; sie strömen dann stromabwärts, wo sie sich auf der Rohrwand abscheiden. Es wird zwar eine relativ kurze Zeit zum Sintern jeder Teilchenschicht benötigt, typische Sintertemperaturen betragen jedoch 1800ºC. Da beim MCVD-Verfahren jede Schicht gesondert gesintert wird, werden alle zuvor aufgebrachten Schichten während des Sinterns jeder anschließend abgeschiedenen Schicht Temperaturen in der Größenordnung von 1800ºC ausgesetzt. Das US-Patent Nr. 4,616,901 weist auf die Kristallisationsneigung der kein Glas bildenden, hochschmelzenden Oxide hin, wenn man ihnen bei ausreichend erhöhten Temperaturen genügend Zeit läßt. Um ein Entglasen von Siliciumdioxid-Fasern zu verhindern, die Dotiermittel, wie z.B. Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid, enthalten, lehrt das Patent, daß bei der Herstellung der Siliciumdioxid-Vorform dem Kernglas eine wirksame Menge Phosphor(V)oxid zugesetzt werden kann. Optische Fasern mit Kernen aus Siliciumdioxid, die mit Al&sub2;O&sub3; und P&sub2;O&sub5; dotiert sind und numerische Aperturen von 0,16 und 0,27 aufweisen, zeigten bei 1,15 um minimale Verluste von 2 dB/km bzw. 8 dB/km. Man hielt diese Verluste, zum Teil wegen der verminderten Neigung des ternären Glassystems Al&sub2;O&sub3;-P&sub2;O&sub5;-SiO&sub2; zu entglasen, für relativ niedrig. Jedoch ist der Einbau von P&sub2;O&sub5; im Kern einer optischen Faser für gewisse Zwecke nicht wünschenswert.
Das Flammhydrolyse-Verfahren gleicht insofern dem MCVD- Verfahren, als die Glasteilchen während des Verfahrensschrittes der Teilchenbildung und Abscheidung relativ hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Beim Flammhydrolyse-Verfahren (US-Patent Nr. Re. 28,029) werden die in einer Flamme mit hoher Temperatur gebildeten Siliciumdioxid- und/oder dotierten Siliciumdioxid- Teilchen auf einem vorübergehend verwendeten Dorn abgeschieden, und die abgeschiedenen Teilchen werden während der unmittelbar nachfolgenden Hin- und Herbewegungen der teilchenerzeugenden Flamme längs der Vorform erhöhten Temperaturen ausgesetzt. Der Dorn wird entfernt, und die resultierende poröse röhrenförmige Vorform wird bei etwa 1450ºC zu einem klaren Glasrohr gesintert. Optische Fasern mit Kernen aus Siliciumdioxid, die mit 18 Gew.-% GeO&sub2;, 1,5 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 800 ppm Er dotiert sind, wurden durch das Flammhydrolyse-Verfahren gebildet, wobei dem Brenner alle Reaktanten als Chloride zugeführt wurden. Diese optischen Fasern zeigten bei Wellenlängen zwischen 1300 und 1550 nm minimale Verluste zwischen 5 und 10 dB/km.
Es sind verschiedene Verfahren zum Einbau von Dotiermitteln in poröse, röhrenförmige, mittels Flammhydrolyse hergestellte Vorformen nach dem Schritt der Abscheidung der Vorform entwickelt worden; siehe beispielsweise die US-Patente Nr. 3,859,073 und 4,263,031, beide von P.C. Schultz. Man erspart deshalb derartigen Dotiermitteln die hohen Temperaturen, die man während des anfänglichen Vorform-Herstellungsverfahrens antrifft.
Gemäß den Lehren des US-Patentes Nr.3,859,073 wird eine poröse Vorform, die durch das Flammhydrolyse-Verfahren hergestellt wurde, abgekühlt und dann in eine Lösung eingetaucht, die ein Dotiermittel enthält. Die poröse Vorform wird getrocknet und wärmebehandelt, wodurch sie zu einem nicht-porösen Glaskörper konsolidiert oder gesintert wird, der das Dotiermittel enthält.
Verfahren zur Dotierung mittels Lösung sind insofern zeitraubend, als sie zusätzlich zu den herkömmlich durchgeführten Schritten der Abscheidung und Konsolidierung die Schritte des Eintauchens und Trocknens erfordern. Ferner werden poröse Vorformen oft entweder aufgrund einer Zersetzung während des Eintauchens in das Lösungsmittel oder wegen des Springens der äußeren Schichten der Vorformen während des Trocknens unbrauchbar gemacht. Größere Vorformen, die zur Verwendung bei gewerblichen Verfahren bevorzugt werden, zeigen eine größere Neigung, während des Eintauchens zu brechen.
Das US-Patent Nr.4,263,031 lehrt ein Verfahren, in dem man ein Dotiermittelchlorid in den Hohlraum einer porösen röhrenförmigen Vorform strömen läßt, während sich die Vorform im Konsolidierungsofen befindet. Die in diesem Patent offenbarten Dotiermittelchloride sind die zuvor erwähnten üblichen Chloride, wie z.B. Chloride von Germanium, Phosphor, Titan, die bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft und aus einer Quelle wie einem Gluckertopf zugeführt werden können. Chloride von Metallen wie Aluminium, Zirkonium und dergleichen, die gemäß den Lehren des US-Patentes Nr. 4,616,901 mittels eines erwärmten Versorgungssystems zu einem MCVD-Substratrohr befördert werden können, können nicht auf ähnliche Weise einer porösen, in einem Konsolidierungsofen vorliegenden Vorform zugeführt werden. Man müßte das System, das Gas zum Hohlraum einer Vorform führt, in einem Konsolidierungsofen erwärmen, bevor es in den Konsolidierungsofen eingeführt wird, um eine Kondensation des Dotiermittelchlorids zu verhindern. Man kann derartige Versorgungsrohre für den Konsolidierungsofen nicht leicht mit einer Erwirmungseinrichtung versehen. Weiter wird ein Teil des Versorgungsrohres Konsolidierungstemperaturen (etwa 1450ºC) ausgesetzt, die sich nachteilig auf herkömmliche Heizbänder auswirken würden.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen gewisser Dotiermittel, wie z.B. Seltenerdoxide, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und dergleichen, in mehr als Spurenmengen in eine röhrenförmige poröse Glasvorform für optische Fasern bereitzustellen, die nicht leicht in das Glas während dessen anfänglicher Bildung eingebaut werden. Ein anderes Ziel ist es, ein Verfahren zur Herstellung von optischen Fasern bereitzustellen, die einen geringen Verlust zeigen, obwohl sie Dotiermittel enthalten, die normalerweise zur Kristallisation neigen. Ein weiteres Ziel ist es, ein außerordentlich einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Einbau gewisser Dotiermittel in mindestens den Mittenbereich einer röhrenförmigen porösen Glasvorform bereitzustellen.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Dotiermittels in eine zuvor gebildete poröse Vorform, um einen Glaskörper zu bilden, aus dem optische Fasern gezogen werden können. Es wird eine poröse Glasvorform mit untereinander verbundenen Poren und einem Hohlraum [einer Öffnung] gebildet. Nach dem Schritt der Bildung der porösen Vorform und während oder gerade vor der Konsolidierung der porösen Vorform wird diese in einem Konsolidierungsofen erwärmt. Die Wärme aus dem Konsolidierungsofen wird zur Erwärmung eines Dotiermittels verwendet. Ein Gas, das man über das erwärmte Dotiermittel strömen läßt, reagiert mit dem Dotiermittel und bildet einen Reaktanten-Dampf, der in den Hohlraum und in die Poren einströmt. Die poröse Glasvorform wird wärmebehandelt, wodurch sie zu einem nicht-porösen Glaskörper konsolidiert wird, der mindestens zum Teil das Dotiermittel enthält.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau eines Dotiermittels in eine zuvor gebildete röhrenförmige poröse Glasvorform mit einem Hohlraum, um einen Glaskörper zu bilden, von dem eine optische Faser gezogen werden kann. Die Vorrichtung umfaßt einen Konsolidierungsofen zum Erwärmen der porösen Glasvorform. Ein an der Vorform befestigter Griff mit Gasleitung trägt die Vorform im Ofen. Eine Dotiermittel-Kammer im Griff trägt ein Dotiermittel. Der Griff mit Gasleitung und die Dotiermittel-Kammer stehen mit dem Hohlraum der porösen Vorform in Fluidfluß-Verbindung. Der Ofen erwärmt sowohl die Vorform als auch das Dotiermittel, das sich in der Dotiermittel-Kammer befindet. Ein mit dem Griff mit Gasleitung verbundener Gaseinlaß läßt ein Gas in den Griff strömen, wobei sich das Gas mit dem Dotiermittel zu einem Reaktionsprodukt umsetzt, das in die Vorform strömt und sie dotiert.
Das offenbarte Verfahren, das in jedem geeigneten Konsolidierungsofen durchgeführt werden kann, ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil es keine Veränderung der Vorrichtung zur Herstellung der porösen Vorform und nur eine sehr geringe Veränderung der Standardvorrichtung zur Konsolidierung der Vorform erfordert.
Das Verfahren dieser Erfindung ist besonders geeignet, um einer bereits gebildeten oder abgeschiedenen Kernvorform für optische Fasern spezielle Eigenschaften zu verleihen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen das Aufbringen von aufeinanderfolgenden Schichten von Glasteilchen auf einen Dorn.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Dotierung einer röhrenförmigen porösen Vorform.
Die Figuren 4 und 5 sind Querschnittsansichten von Vorformen tragenden Griffen, die Dotiermittel-Kammern enthalten.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die das Ziehen eines Stabes aus der konsolidierten Vorform darstellt.
Fig. 7 stellt das Aufbringen einer Schicht von Mantelglasteilchen auf den Stab dar, der durch das Verfahren von Fig. 6 hergestellt wurde.
Die Figuren 8 und 10 sind spektrale Dämpfungskurven von Siliciumdioxid-Fasern, die mit Erbium und Aluminium dotiert sind.
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung des im Glas abgeschiedenen Dotiermittels in Gewichtsprozent als Funktion des Gewichts des verwendeten Dotiermittels.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Das vorliegende Verfahren betrifft die Behandlung einer röhrenförmigen porösen Vorform in einem Konsolidierungsofen, bei der diese getrocknet, dotiert und konsolidiert wird. Diese Schritte haben die Bildung eines nicht-porösen Glaskörpers zur Folge, der zumindest zum Teil das im Konsolidierungsofen bereitgestellte Dotiermittel enthält. Der Glaskörper liegt gewöhnlich in Form eines Zylinders vor, der direkt zu einer optischen Faser gezogen werden kann oder der mit zusätzlichem Material versehen werden kann, um einen Ziehrohling zu bilden, der zu einer Faser gezogen werden kann. Der Zylinder könnte ein Rohr sein, in das ein Stab aus Kernglas eingesetzt wird, oder er könnte als Stab aus Kernglas ausgebildet sein, der mit Mantelmaterial in Form eines Glasrohres oder in Form von Glasteilchen versehen wird, die konsolidiert werden, so daß sie eine Schicht aus Mantelglas bilden.
Die röhrenförmige poröse Vorform wird herkömmlicherweise durch Abscheiden von Teilchen auf einem Dorn und anschließendes Entfernen des Dorns gebildet. Der Schritt der Teilchenabscheidung kann in einem beliebigen Verfahren erfolgen, bei dem erwärmte Glasteilchen so abgeschieden werden, daß sich eine Aggregation oder Abscheidung von Teilchen bildet, die so aneinander haften, daß sie eine röhrenförmige poröse Glasummantelung mit untereinander verbundenen Poren bilden. Zur Herstellung von optischen Fasern verwendet man vorzugsweise SiO&sub2; als Grundglas. Gewisse Dotiermittel, wie z.B. GeO&sub2;, P&sub2;O&sub5;, B&sub2;O&sub3; und dergleichen, können während des Schritts der Teilchenabscheidung in die Teilchen des Grundglases eingebaut werden, um den Brechungsindex der Teilchen bezüglich desjenigen von SiO&sub2; zu erhöhen oder zu erniedrigen.
In den Figuren 1 und 2 wird ein Rohling für einen optischen Faserkern durch ein Verfahren hergestellt, das demjenigen ähnlich ist, das im US-Patent 4,486,212 (Berkey) offenbart ist, welches hierin durch Bezug aufgenommen wird. Wie Fig. 1 zeigt, wird das Ende mit großem Durchmesser eines sich verjüngenden Dorns 10 in ein Glasrohr 11 mit Vorsprüngen 12 eingesetzt. Keile (nicht gezeigt) können verwendet werden, um das Rohr 11 am Dorn 10 zu befestigen, wie im US-Patent 4,289,517 offenbart. Der Dorn 10 wird bezüglich eines Brenners 13 vom im US-Patent 4,165,223 offenbarten Typ gedreht und hin- und herbewegt. Reaktanten-Verbindungen strömen aus dem Brenner heraus, wobei sie in der Flamme oxidiert werden und einen Glasteilchenstrom 22 bilden, der in Richtung Dorn 10 gerichtet ist. Hilfsbrenner 23 richten während der Abscheidung Flammen auf die Enden der porösen Glasvorform; die Verwendung von Hilfsbrennern wird im US-Patent 4,810,276 (Gilliland) gelehrt.
Das Verfahren dieser Erfindung baut vorteilhafterweise ein Dotiermittel, wie z.B. Seltenerden, Aluminiumoxid oder dergleichen, in eine optische Faser ein, welches während des Glasabscheidungs-Verfahrens mittels Aufdampfniederschlag schwierig in die poröse Vorform einzubauen ist. Ein derartiges Dotiermittel wird bei der zu Beginn gebildeten porösen Kernvorform 32 weggelassen, welche dadurch gebildet wird, daß einfach eine Ummantelung 28 aus Kernglasteilchen auf dem Dorn 10 abgeschieden wird, die mit einem den Brechungsindex erhöhenden Dotiermittel wie GeO&sub2; oder dergleichen dotiert sein können. Wenn während der Bildung der Ummantelung 28 ein den Brechungsindex erhöhendes Dotiermittel verwendet wird, ist es vorteilhaft, auch eine Ummantelung 29 aus Mantelglasteilchen auf der Oberfläche der Ummantelung 28 abzuscheiden, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Jede der Ummantelungen 28 und 29 wird dadurch gebildet, daß der Dorn eine Anzahl von Malen in Querrichtung zum Brenner 13 bewegt wird, um einen Aufbau einer Mehrzahl von Schichten aus Glasteilchen zu bewirken.
Die Vorform 32 wird aus der Drehbank entfernt, und der Dorn wird durch das Rohr 11 hindurch entfernt, wodurch in der porösen Vorform ein in Längsrichtung verlaufender Hohlraum [Öffnung] 31 verbleibt. Die Vorsprünge 12 bewirken, daß das Rohr 11 an der Vorform anhaftet; dieses Rohr trägt die Vorform während der nachfolgenden Bearbeitung.
In Fig. 3 ist die poröse Vorform 32 in der Muffel 33 eines Konsolidierungsofens aufgehängt dargestellt, für den Beispiele in den US-Patenten Nr. 4,165,223 und 4,741,748 offenbart sind. Der Ofen zur zonenweisen Konsolidierung, der im US-Patent Nr. 4,741,748 offenbart ist, ist insofern vorteilhaft, als eine Wärmequelle in der Vorform mittels einer Spule erzeugt wird, die sich in Längsrichtung über die Vorform bewegt. Man kann eine scharf ausgebildete heiße Zone erzeugen, indem man die Spule langsam entlang der Vorform führt; alternativ kann die Vorfom isotherm erwärmt werden, indem die Spule schnell hin und her bewegt wird. Außerdem ist die Temperatur des Ofens zur zonenweisen Konsolidierung leicht einstellbar.
Muffelgas (Pfeile 36) wird am Boden der Muffel 33 eingespeist. Eine Trocknungsgasmischung (Pfeil 37), gewöhnlich Chlor und ein Inertgas, wie z.B. Helium, wird durch ein Versorgungsrohr 38 zugeführt. Gemäß dieser Erfindung ist eine Dotiermittel-Kammer 39 derart angeordnet, daß das Dotiermaterial in dieser Kammer mit dem Trocknungsgas von Rohr 38 in Kontakt kommt.
Während die Kammer 39 als gesondertes Bauteil dargestellt ist, könnte es sich bei ihr um einen beliebigen Bereich handeln, der zum Tragen eines oder mehrerer Stücke Dotiermittel brauchbar ist. Beispielsweise könnte ein Stück Dotiermittelfohe zu einer Form gefaltet oder zusammengedrückt werden, die in das Rohr 11 oder am oberen Ende des Hohlraums 31 eingekeilt werden könnte. Man bemerke, daß sich der Hohlraum 31 auf solche Weise verjüngt, daß er an seinem Ende nahe dem Trägerrohr 11 größer ist. Diese verjüngte Form kann das vorübergehende Zurückhalten des Dotiermittels an oder nahe am oberen Ende des Vorformhohlraums unterstützen. Da das Dotiermittel der Trocknungstemperatur der Vorform im Konsolidierungsofen ausgesetzt ist, wird es schnell verteilt, kurz nachdem es mit dem Chlor zu reagieren beginnt. Obwohl die Anordnung des Dotiermittels im Hohlraum der Vorform zu einer nicht gleichmäßigen Dotierung längs der Länge der Vorform führen kann, sollte der größere Teil der Vorform für den beabsichtigten Zweck geeignet sein. Wenn einzelne Vorrichtungen aus der Vorform hergestellt werden, kann eine außerordentlich große Anzahl derartiger Vorrichtungen aus nur einem Bruchteil der Vorform hergestellt werden.
Eine Codotierung kann durch Verwendung von mehr als einer Dotierverbindung in der Kammer 39 durchgeführt werden. Da die Dotiermittelquelle innerhalb des Konsolidierungsofens gelegen ist, befindet sie sich bei erhöhter Temperatur, wenn sie mit dem erwärmten Trocknungsgas in Kontakt kommt, bei dem es sich gewöhnlich um Chlor handelt. Ein Teil des Chlors reagiert mit dem Dotiermaterial in Kammer 39 und bildet Reaktionsprodukte, wie z.B. Dotiermittelchloride. Die Menge Chlor, die normalerweise zum Trocknen der porösen Vorform verwendet wird, ist sowohl ausreichend, um die Vorform zu trocknen, als auch um das Metalldotiermittel von der Kammer 39 zur Vorform zu transportieren. Die resultierende Mischung (Pfeile 42) der Trocknungs- und Dotiermittelgase strömt in den Hohlraum 31, und mindestens ein Teil dieser Gase strömt durch die untereinander verbundenen Poren nach außen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Reaktion von Chlor mit der Dotiermittelquelle zur Bildung von Dotiermittelchlorid-Dämpfen bei einer Temperatur erfolgt, die signifikant niedriger ist als die Temperatur, die erforderlich wäre, um eine Quelle zu verdampfen, die als Dotiermittel in Form eines Chlorids vorliegt. Nachdem die poröse Vorform dotiert und getrocknet worden ist, wird sie geschmolzen oder konsolidiert, so daß sie einen nicht-porösen Glaskörper bildet, in dem das Dotiermittel mindestens zum Teil fein verteilt vorliegt. Ein Stöpsel 43, wie z.B. ein Kapillarrohr aus Siliciumdioxid, kann am unteren Ende des Hohlraums 31 angebracht werden, um für einen Rückstau zu sorgen, der das Trocknungsverfahren unterstützt. Dies kann das Ausbrennen eines den Brechungsindex erhöhenden Dotiermittels, wie z.B. GeO&sub2;, verhindern oder verringern, wenn ein derartiges Dotiermittel in der Ummantelung 28 anwesend ist.
Das Verhältnis des Radius des Kernbereichs 28 zu ao, dem Radius des Mantelbereichs 29, wird als das Kern/Mantel-Verhältnis der Vorform bezeichnet. Unter Umständen wie denjenigen, die in den später beschriebenen Beispielen dargelegt werden, erstreckt sich das Dotiermittel, das der Vorform in Verbindung mit dem Konsolidierungsschritt zugesetzt wird, bis zu einem Radius ad von etwa 8 mm in die poröse Vorform hinein, wobei der Gesamtdurchmesser der Vorform 95 mm beträgt. Wenn die optische Faser als einzelner Faserverstärker verwendet werden soll, dessen Länge gewöhnlich 1 bis 30 Meter beträgt, erstreckt sich das Seltenerdendotiermittel vorzugsweise durch den gesamten Kern und kann sich sogar in den Mantel hinein erstrecken. Um bei einem derartigen Verfahren eine Dotierung des gesamten Kerns zu erhalten, sollte das Kern/Mantel-Verhältnis der durch Flammhydrolyse hergestellten Vorform im Bereich von etwa 0,14- 0,18 liegen.
Ein Kaskadenfaserverstärker, bei dem sich das Seltenerdendotiermittel über die gesamte Länge der Übertragungsfaser erstreckt, kann durch Dotieren des gesamten Kerns mit einer geringeren Konzentration an Seltenerdendotiermittel oder durch Dotieren nur des inneren Teils des Faserkerns gebildet werden.
Bei der Herstellung von Er-dotierten Faserverstärkern wird dem Faserkern häufig Al&sub2;O&sub3; zugesetzt, um das Ausgangsverstärkungs spektrum zu modifizieren. Normalerweise wird bis zu etwa 1 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; verwendet, da jegliche Menge über 1 Gew.-% hinaus keine weitere Wirkung hat.
Fig. 4, in der Elemente, die denjenigen der Fig. 3 ähnlich sind, durch apostrophierte Bezugszeichen dargestellt sind, veranschaulicht die Art und Weise, in der die Dotiermittel- Kammer 39' in den Griff einer Vorrichtung zur Vorform- Konsolidierung eingefügt werden kann. Die Dotiermittel-Kammer befindet sich im Innern eines Einsatzrohres 52, das im Griff 11' gehalten wird (in größerer Einzelheit in dieser Figur dargestellt). Das Einsatzrohr umfaßt eine Verengung 54, welche Stücke 55 aus Hochtemperaturmaterial trägt, wie z.B. hochschmelzende Perlen und/oder Brocken. Die Stücke 55 bestehen aus einem Material, wie z.B. Siliciumdioxid, das bei Temperaturen, denen es im Konsolidierungsofen ausgesetzt ist, nicht verdampft oder mit dem Trocknungsgas 37' reagiert. Der Bereich des Einsatzrohres 52 oberhalb der Siliciumdioxidstücke 55 bildet die Kammer 39', in welche Stücke 56 und 57 von Dotiermaterial eingebracht sind. Unterhalb der Verengung 54 befindet sich ein konisches Ende 61, das satt an einem entsprechenden Konusbereich des Griffs 11' anliegt. Die zusammenpassenden Bereiche des Griffs 11' und des Einsatzrohres 52 weisen Schliffglasoberflächen auf, die eine gasdichte Verbindung bilden.
Der Griff 11' wird in der Ofenmuffel durch ein Trägerrohr 46 getragen, das an seinem unteren Ende einen geschlitzten Boden 50 aufweist. Eine Seite eines Endbereichs 47 des Rohres 46 wird entfernt, um das obere Ende des Griffs 11' aufzunehmen, wobei ein Trägerkragen 58 auf dem geschlitzten Boden 50 ruht, wenn der angrenzende Abschnitt des Griffs 11' in einen Schlitz 51 eingesetzt wird. Am Ende des Rohres 38' mit Gasleitung befindet sich ein Kugelgelenk 49, das in eine Vertiefung 48 einer Verbindung 59 paßt.
Wenn die Vorform 32' in die Muffel des Konsolidierungsofens herabgelassen wird, wird der Dotiermittel-Kammer 39' durch das Zufuhrrohr 38' die Trocknungsgasmischung 37' zugeführt. Ein Teil des Trocknungsgases 37' reagiert mit den Stücken 56 und 57 des Dotiermaterials. Die resultierende Gasmischung 42' strömt zwischen den Siliciumdioxidstücken 55 durch das Rohr 11' und in den Vorformhohlraum 31'.
In der in Fig. 5 gezeigten Abwandlung sind die Elemente, die denjenigen in Fig. 4 ähnlich sind, durch apostrophierte Bezugszeichen dargestellt. Das Ende des Rohres 11' ist an einen Griff 70 mit Gasleitung angeschmolzen, der ein Glasrohr 71 mit einer Bördelverbindung 72 an seinem oberen Ende und einem Kragen 73 umfaßt. Eine Verengung 74 trägt hochschmelzende Stücke 75. Dotiermittelstücke 56' und 57' sind in der Kammer 39' angeordnet. In dieser Ausführungsform ist das Rohr 11' lediglich ein Rohr von kurzer Länge, das an das Ende des Griffs 70 angeschmolzen ist.
Die konsolidierte Vorform kann direkt zu einer optischen Faser gezogen werden, wenn das Verhältnis des Radius des Kernglasbereichs zum Gesamtradius ausreicht, um den gewünschten Faserkerndurchmesser bereitzustellen. Alternativ kann die konsolidierte Vorform mit zusätzlichem Mantelmaterial versehen werden, bevor die optische Faser gezogen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine konsolidierte Vorform 80 in die Vorrichtung von Fig. 6 eingesetzt, wo ein Ende eines Siliciumdioxidstabes 83 mit dem unteren Ende der Vorform verschmolzen wird und das andere Ende des Stabes in motorgetriebene Zugelemente 84 eingespannt wird. Wenn das untere Ende der Vorform nach unten gezogen wird, wird es durch einen Ofen 82 erwärmt, wodurch ihr Durchmesser abnimmt, der evakuierter Hohlraum 81 kollabiert und ein Stab 85 gezogen wird.
Wenn die Ausführungsform von Fig. 4 verwendet wird, wird das Einsatzrohr 52 nach dem Dotier-/Konsolidierungsschritt entfernt, und die Kugelgelenkverbindung der Vakuumleitung wird mit einer Bördelverbindung 53 des Griffs 11' verbunden. Die Ausführungsform von Fig. 4 ist aus folgendem Grund vorteilhaft. In einigen Fällen läßt man ein gasförmiges Ätzmittel in den Hohlraum einer konsolidierten Vorform strömen, um Defekte zu beseitigen oder um das Dotierungsprofil zu verbessern, wenn beispielsweise während der Behandlung eine unerwünschter Abnahme der Dotierungskonzentrationen entlang der Mittelachse aufgetreten ist. Das Ätzmittel kann die Verbindung 59 soweit beschädigen, daß das benötigte Vakuum im Streckschritt der Fig. 6 nicht an die Vorform angelegt werden kann. Durch Entfernen des beschädigten Einsatzrohres nach Beendigung des Konsolidierungsschritts steht die Bördelverbindung 53 zur Herstellung einer gasdichten Verbindung mit dem Kugelgelenk des Vakuumsystems zur Verfügung.
Eine Mehrzahl von Abschnitten 88 wird vom Stab 85 abgetrennt, und jeder Abschnitt 88 (Fig. 7) wird in einer Drehbank gehaltert, wo er als Dorn für die Abscheidung von zusätzlichen Mantelglasteilchen 89 dient. Die resultierende Verbundvorform 90 wird in eine Muffel eines Konsolidierungsofens eingesetzt, wo sie dehydratisiert und konsolidiert wird, wodurch ein Ziehrohling gebildet wird, der zu einer optischen Faser gezogen wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die Art und Weise, in der das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um Seltenerdoxide in die Kerne optischer Fasern einzubauen.

Beispiel 1

Ein einzelner Faserverstärker wurde wie folgt hergestellt.
Ein Aluminiumoxiddorn 10 (Fig. 1) wurde in ein Glasrohr 11' (Fig. 4) eingesetzt. Der Außendurchmesser des Dorns nahm über seine Länge von 107 cm von 5,5 mm auf 6,5 mm zu. Die Enden des Dorns 10 wurden in einer Drehbank befestigt, wo er bezüglich des Brenners 13 gedreht und hin- und hergeschoben wurde. Der Abstand zwischen Brenner und Dorn betrug 11,5 cm. Der Brenner überstrich in 25 Sekunden einen 50 cm langen Abschnitt des Dorns 10. Während der Abscheidung richteten Hilfsbrenner 23 Flammen auf die Enden der porösen Glasvorform. Flüssiges SiCl&sub4; wurde in einem ersten Behälter bei 40ºC gehalten, und flüssiges GeCl&sub4; wurde in einem zweiten Behälter bei 37ºC gehalten, wodurch Dampf mit etwa 0,14 N/mm² (20 psi) erzeugt wurde. Während der Abscheidung der Ummantelungen 28 und 29 (Figuren 1 und 2) wurden die Dämpfe aus dem ersten und zweiten Behälter zudosiert und mit Sauerstoff vorgemischt, bevor sie der Reaktantendüse von Brenner 13 zugeführt wurden.
Zu Beginn war über dem Brenner ein Acetylenschweißbrenner angebracht; man ließ die Flamme den Dorn zur Abscheidung von Kohleteilchen auf demselben überstreichen, um das Entfernen der porösen Vorform zu erleichtern. Die mit 18 Gew.-% GeO&sub2; dotierte Ummantelung 28 aus Siliciumdioxid-Glasteilchen wurde dadurch abgeschieden, daß man 45 Minuten SiCl&sub4; bei einem Durchsatz von 1,0 slpm (Standardliter pro Minute) zum Brenner 13 strömen ließ, während GeCl&sub4; bei einem Durchsatz von 0,65 slpm zum Brenner strömte. Die Ummantelung 29 wurde gebildet, indem man über die letzten 300 Minuten des Versuchs lediglich 1,0 slpm SiCl&sub4; zum Brenner strömen ließ. Die Vorform wurde abgekühlt, und der Dorn wurde durch das Rohr 11 hindurch entfernt. Die resultierende poröse Vorform 32 war 50 cm lang, hatte einen Durchmesser von 95 mm, ihr Kern/Mantel-Verhältnis betrug 0,17 und ihre mittlere Dichte betrug etwa 0,38 g/cm.
Die Brocken 55 aus Siliciumdioxid wurden in das Einsatzrohr 52 angrenzend an die Verengung 54 (Fig. 4) eingebracht. Die Stücke 56 und 57 aus Erbium und Aluminium, die 0,25 g bzw. 0,3 g wogen, wurden oberhalb der Siliciumdioxidstücke 55 in die Kammer 39' eingesetzt. Das Erbium wurde erhalten, indem ein winziges Stück von einem Blatt Erbiumfolie mit einer Dicke von 0,25 mm abgeschnitten wurde. Das Aluminium wurde erhalten, indem etwa zehn Längen von 1,5 cm von einem Aluminiumdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm abgeschnitten wurden. Das Einsatzrohr wurde in den Griff 11' eingesetzt; das Gnze wurde dann in einen Ofen zur zonenweisen Konsolidierung (Fig. 3) geladen, wo es getrocknet, dotiert und konsolidiert wurde.
Während des Trocknungs- und Dotierungsschritts wurde eine bewegbare Induktionsspule mit einer Geschwindigkeit von 1800 mm/min längs der Länge der Vorform hin- und herbewegt, so daß deren Temperatur isotherm von Raumtemperatur auf etwa 1025ºC erhöht wurde. Eine Trocknungsgasmischung, die aus 50 sccm (Standardkubikzentimeter pro Minute) Chlor und 700 sccm Hehum zusammengesetzt war, strömte durch das Rohr- 38' und in die Kammer 39'. Das Chlor reagierte mit den Stücken Erbiumband und Aluminiumdraht und bildete Chloride, die in den axiale Hohlraum 31' einströmten. Während die Temperatur bei etwa 1025ºC beibehalten wurde, ließ man die Gasmischung weitere 20 Minuten strömen, um die Vorform zu trocknen und zu dotieren. Während dieses Schritts strömte ein Muffelgas, das aus 20 slpm Helium bestand, vom Boden der Muffel nach oben.
Die poröse Vorform wurde dann zur Bildung eines dichten Glasrohres konsolidiert, indem die Spule mit einer Geschwindigkeit von 12 mm/min längs der Vorform nach oben bewegt wurde, um in der Vorform eine scharf ausgebildete heiße Zone zu erzeugen, deren maximale Temperatur ungefähr 1440ºC betrug. 30 Minuten nach Einleitung des Konsolidierungsschritts wurde der Zustrom der Trocknungsgasmischung 37 unterbrochen. Man ließ das Muffelgas während des gesamten Konsolidierungs schritts weiter strömen.
Das Einsatzrohr 52 wurde entfernt, und die konsolidierte Vorform wurde in einen Ziehofen gegeben. Ihr Hohlraum wurde evakuiert, indem das Kugelgelenk der Vakuumleitung mit der Bördelverbindung 53 verbunden wurde. Das untere Ende des röhrenförmigen Körpers wurde auf 1900ºC erwärmt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 cm/min gezogen, so daß ein massiver Glaskernstab von 5 mm gebildet wurde, der in Abschnitte zerteilt wurde. Einer der Abschnitte wurde in einer Drehbank gehalten, wo er als Dorn diente, auf den ein SiO&sub2;- Aufdampfniederschlag als Mantel bis auf einen Außendurchmessser von 95 mm abgeschieden wurde. Die resultierende poröse Endvorform wurde konsolidiert und bildete einen Ziehrohling. Während des Konsolidierungsverfahrens strömte eine Gasmischung mit 40 slpm Helium und 0,5 slpm Chlor durch die Muffel. Der Ziehrohling wurde in einen Ziehofen eingebracht, wo seine Spitze auf etwa 2100ºC erwärmt wurde und eine Faser mit einem Außendurchmesser von etwa 125 um gezogen wurde. Die Faser wurde während des Ziehens mit einer Urethanacrylat-Schicht mit einem Durchmesser von 250 um bedeckt. Der Kernradius betrug 1,9 um. Die durchschnittliche Konzentration von Er&sub2;O&sub3; im Er-dotierten Bereich der Faser betrug 800 ppm; dieser Bereich enthielt auch 0,8 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;. Figur 8 zeigt die spektrale Dämpfungskurve dieser Faser.
Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen dem Gewicht des in der Kammer 39 verwendeten Dotiermittels und der Konzentration des in der Vorform eingebauten Dotiermittels unter Bedingungen, die denen ähnlich sind, die in Beispiel 1 dargelegt wurden. Da das gesamte Dotiermittel in der Kammer umgesetzt und zu der porösen Vorform befördert wird, bestimmt das Gesamtgewicht des verwendeten Dotiermittels in der Kammer die maximale Konzentration des Dotiermittels in der konsolidierten Vorform. Mehr als 800 ppm Er und mehr als 0,8 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; konnten in das Glas eingebaut werden, aber dies waren die maximalen Mengen, die benötigt wurden, um bestimmte optische Faserverstärker zu bilden. Man ist der Meinung, daß die Temperatur, auf welche das Dotiermittel erwärmt wird, die Dauer des Dotierungsschritts festlegt und daß der Durchsatz des Chlor-Trocknungsgases und die Dichte der porösen Vorform den Radius festlegen, bis zu dem das Dotiermittel eindringt.

Beispiel 2

Abgesehen von nachstehend aufgeführten Unterschieden wurde ein dem Beispiel 1 ähnliches Verfahren verwendet, um einen Kaskadenverstärker zu bilden. Eine Kernvorform wurde durch ein Verfahren gebildet, das dem im US-Patent Nr. 4,715,679 offenbarten ähnlich ist, wobei ihr Kern einen mittleren Bereich mit dreieckiger Form (SiO&sub2;, mit einer maximalen GeO&sub2;- Konzentration von 16,8 Gew.-% dotiert), einen Ring aus Siliciumdioxid, einen Ring aus SiO&sub2;, das mit 4 Gew.-% GeO&sub2; dotiert war, und einen SiO&sub2;-Mantel mit ausreichender Dicke aufwies, um ein Kern/Mantel-Verhältnis von 0,4 bereitzustellen. Dies war die Standardkern-Vorform, die zur Bildung einer handelsüblichen optischen Faser mit geringer Dispersion bei 1550 nm verwendet wurde. Die Dotiermittel-Kammer 39' wurde mit 0,006 g Erbiumfolie und 0,24 g Aluminiumdraht beladen. Der Kern der resultierenden Faser enthielt ungefähr 1 ppm Erbium und 0,6 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;.
Die spektrale Dämpfungskurve der Faser ist in Fig. 10 gezeigt. Die 0,39 dB/km-Dämpfung bei 1300 nm ist im wesentlichen genauso gut wie die einer GeO&sub2;-dotierten handelsüblichen Faser, die kein Erbium und Aluminiumoxid enthält.

Beispiel 3

Abgesehen von den nachstehend aufgeführten Unterschieden wurde ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet, um eine Yb-dotierte absorbierende Faser zu bilden, die zur Verwendung in Verbindung mit einem Erbium-dotierten Faserverstärker geeignet ist.
Eine 70 cm lange poröse Vorform mit einem Außendurchmesser von 100 mm und einer durchschnittlichen Dichte von etwa 0,4 g/cm³ wurde wie folgt abgeschieden. SiCl&sub4; strömte während einer Zeitdauer von 390 Minuten bei einem Durchsatz von 2,4 slpm zum Brenner. Während der ersten 156 Minuten dieser Zeitdauer strömte GeCl&sub4; mit 0,7 slpm zur Bildung der Ummantelung 28, die aus mit 9 Gew.-% GeO&sub2; dotiertem SiO&sub2; bestand. Die SiO&sub2;- Ummantelung 29 wurde während der letzten 234 Minuten des Versuchs abgeschieden.
Die resultierende poröse Vorform wurde wie in Beispiel 1 in die Muffel eines Konsolidierungsofens eingesetzt. Eine Trocknungsgasmischung von 0,7 slpm Helium und 50 sccm Chlor stromte uber ein 0,4 g schweres Stück einer 0,25 mm dicken Yb- Folie, wodurch das Dotiermittelchlorid gebildet wurde.
Die konsolidierte Vorform wurde gestreckt, so daß sie einen massiven Glaskemstab von 5 mm bildete, der in Abschnitte geschnitten wurde. Ein Abschnitt wurde mit SiO&sub2;- Aufdampfniederschlag als Mantel bis auf einen Außendurchmesser von 90 mm bedeckt. Die resultierende poröse Endvorform wurde wie oben beschrieben konsolidiert.
Der Ziehrohling wurde zu einer Faser mit einem Außendurchmesser von 125 um gezogen, die mit einer Urethanacrylat-Schicht mit einem Durchmesser von 250 um versehen wurde. Der Kerndurchmesser betrug 8,5 um.
Die Dämpfung der Faser betrug einige hundert db/km bei 980 nm und 0,24 dB/km bei 1550 nm, wodurch die Faser zur Verwendung als Dämpfungsglied für Pumplicht bei 980 nm geeignet war.

Claims

1. Verfahren zur Aufnahme eines Dotierungsmittels in eine vorher geformte poröse Vorform (32') zur Bildung eines Glaskörpers, aus dem optische Fasern gezogen werden können, umfassend die Schritte:

Formen einer porösen Glasvorform (32') mit untereinander verbundenen Poren und einer Öffnung (31') hierdurch,

Erhitzen der porösen Vorform in einem Konsolidierungsofen nach dem Schritt der Formung der porösen Vorform (32') und während oder unmittelbar vor der Konsolidierung der porösen Vorform,

gekennzeichnet durch

Verwendung der Wärme aus dem Konsolidierungsofen zur Erhitzung eines Dotierungsmittels (56, 57, 56', 57'), Strömenlassen eines mit dem Dotierungsmittel reagierenden Gases (37') über das erhitzte Dotierungsmittel, um einen Reaktantendampf (42') zu bilden, der in die Öffnung und in die Poren strömt, und

Hitzebehandlung der porösen Glasvorform, um sie zu einem nichtporösen Glaskörper zu konsolidieren, der zumindest teilweise das Dotierungsmittel enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Strömungsschritt die Ausbildung eines Metallhalogenid-enthaltenden Dampfes (42') durch das Leiten eines Halogengases (37') über wenigstens ein Feststoffstück des Dotierungsmittels (56, 57, 56', 57'), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Al, Zr, Nb, Ta, Ca, In, Sn, Sb, Bi, Zn, Cd, Lanthaniden (Atomzahl 57-71), Be, Mg, Ca, Sr und Ba, umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Dotierungsmittel in der Vorformöffnung oder in einer Kammer (39') angeordnet wird, die in einer die Strömung des Gases ermöglichenden Verbindung mit der Öffnung (31') steht und in der das Dotierungsmittel (56, 57, 56', 57') erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Erhitzungsschritt der Vorform das Unterstützen einer rohrförmigen porösen Glasvorform (32') im Ofen durch einen gasleitenden Griff (11') umfaßt, wobei eine Dotierungsmittel enthaltende Kammer (39') im Griff (11') oder in einem entfernbaren Einsatz (52) im Griff angeordnet ist, der Erhitzungsschritt das Erhitzen des Griffes (11') und der Vorform (32') umfaßt und der Strömungsschritt das Hindurchströmen eines mit dem erhitzten Dotierungsmittel (56, 57, 56', 57') reagierenden Gases durch die Dotierungsmittelkammer (39') umfaßt, um einen Reaktantendampf (42') auszubilden, der in die Öffnung (31') und in die Poren strömt, wodurch das Dotierungsmittel in die poröse Glasvorform (32') aufgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, weiterhin umfassend das Ziehen einer optischen Faser aus dem Glaskörper.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der Formungsschritt die Niederschlagung der erhitzten Glasteilchen (22) auf einem Dorn (10) umfaßt, wo sie aneinanderhaften, um eine langgestreckte poröse Glasvorform (32, 32') mit untereinander verbundenen Poren zu bilden, und Entfernen des Dorns zur Ausbildung einer Öffnung (31, 31') durch die poröse Vorform.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Niederschlagungsschritt das Einführen von Reaktantendämpfen in eine Flamme umfaßt, wo sie oxidiert werden, um Glasteilchen (22) zu bilden, die auf den Dorn (10) gelenkt werden, wo sie eine erste Beschichtung (28) aus Kernglasteilchen mit einem ersten Brechungsindex und anschließend eine zweite Beschichtung (29) aus Mantelglasteilchen mit einem zweiten Brechungsindex, der niedriger ist als der erste Brechungsindex, ausbilden, wobei die Kombination der ersten und zweiten Beschichtung die poröse Glasvorform (32, 32') ausbildet.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5-7, wobei der Formungsschritt das Strecken des nichtporösen Glaskörpers (80) zur Verringerung seines Durchmessers, wodurch ein Stab (85, 88) ausgebildet wird, die Niederschlagung zusätzlicher Mantelglasteilchen (89) auf dem Stab (88), das Konsolidieren der zusätzlichen Mantelglasteilchen und das Ziehen des erhaltenen Verbundkörpers zu einer Faser umfaßt.

9. Vorrichtung zur Aufnahme eines Dotierungsmittels in eine vorher geformte, rohrförmige poröse Glasvorform (32') mit einer Öffnung (31') zur Bildung eines Glaskörpers, aus dem eine optische Faser gezogen werden kann, wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein Konsolidierungsofen zur Erhitzung der porösen Glasvorform,

einen gasleitenden Griff (11'), der an die Vorform angebracht ist und die Vorform im Ofen stützt,

gekennzeichnet durch

eine Dotierungsmittelkammereinrichtung (39') im Griff zum Halten eines Dotierungsmittels (56, 57, 56', 57'), wobei die das Gas leitende Griffeinrichtung und die Dotierungsmittelkammereinrichtung mit der Öffnung (31') der porösen Vorform in einer die Strömung des Gases ermöglichenden Verbindung steht, der Ofen sowohl die Vorform als auch das Dotierungsmittel, das sich in der Dotierungsmittelkammer befindet, erhitzt, und

einen Gaseinlaß (38'), der mit dem das Gas leitenden Griff (11') zur Strömung eines Gases (37') in den Griff verbunden ist, wobei das Gas mit dem Dotierungsmittel zu einem Reaktionsprodukt (42') umgesetzt wird, das in die Vorform strömt und sie dotiert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Dotierungsmittelkammereinrichtung eine Verengung (74) mit einem verringerten Durchmesser im Griff (11') umfaßt, oder wobei die Dotierungsmittelkammereinrichtung (39') in einem Einsatzrohr (52) angeordnet ist, das im Griff (11') angeordnet ist, und die Dotierungsmittelkammereinrichtung eine Verengung (54) mit verringertem Durchmesser im Einsatzrohr umfaßt, wobei die Vorrichtung weiterhin benachbart zur Verjüngung angeordnete Mittel umfaßt, um das Hindurchfallen des Dotierungsmittels (56, 57, 56', 57') durch die Verengung zu verhindern.