DE69518092T2

DE69518092T2 - Verfahren zum herstellen von vorformen für optische fasern

Info

Publication number: DE69518092T2
Application number: DE69518092T
Authority: DE
Inventors: B. Cain; Robert B. Desorcie; J. Kiefer; R. Powers
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2015-12-20
Also published as: WO1996020898A3; DE69518092D1; JPH11510778A; EP0800490B1; EP0978491B1; US5922100A; EP1254867A2; DE69529778D1; CA2208066A1; EP0800490A2; EP1254867A3; EP0978491A2; AU689699B2; JP3182730B2; AU4643996A; WO1996020898A2; US5599371A; EP0978491A3

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft die Herstellung von Vorformen, aus welchen optische Wellenleiterfasern gezogen werden.

Hintergrund der Erfindung

Historisch sind Halogenid enthaltende Rohmaterialien, wie SiCl&sub4; oder Mischungen von SiCl&sub4; mit verschiedenen Dotiermitteln, bei der Fertigung von Vorformen durch Gasphasen-Abscheidetechniken, wie die VAD (axiale Gasphasen-Abscheidung, "vapor axial deposition") und OVD (äußere Gasphasen-Abscheidung, "outside vapor deposition") -Techniken verwendet worden.
Bei diesen Prozeduren werden die Halogenid enthaltenden Rohmaterialien verflüchtigt und dann in einem Brenner hydrolisiert, um Rußpartikel herzustellen, die auf einem sich drehenden Start-Stab (Fangröhre) in dem Fall von VAD oder einem sich drehenden Aufspanndorn in dem Fall von OVD gesammelt werden. In manchen OVD-Systemen wird der Mantelabschnitt der Vorform auf eine zuvor gebildete Kernvorform anstatt auf einen Aufspanndorn abgeschieden.
Zahlreiche Brennerausführungen sind zur Verwendung in derartigen Prozessen entwickelt worden, wofür Beispiele in dem Moltzan et al. US-Patent Nr. 3,642,521, dem Powers US-Patent Nr. 4,165,223, dem Moltzan US-Patent Nr. 3,565,345 und dem Moltzan US-Patent Nr. 3,69E,936 gefunden werden können.
Insbesondere diskutiert Suda et al., US-Patent Nr. 4,801,322, das Problem von Rußpartikeln, die an den Öffnungen eines Brenners haften (siehe Spalte 12, Zeilen 55-66); Kawachi et al. US-Patent Nr. 4,915,71.7, und Watanabe et al., US-Patent Nr. 4,915,717, offenbaren Brenner, in welchen ein Auslaß für ein Rohmaterial durch einen Auslaß für ein Inertgas umgeben ist; und Andrejco et al., US-Patent Nr. 4,474,593 offenbart einen Brenner, der konzentrische Röhren einsetzt, von denen manche eingearbeitete Nuten auf ihren äußeren Oberflächen aufweisen.
Die Verwendung von Halogenid enthaltenden Rohmaterialien erzeugt beträchtliche Mengen von Halogenid enthaltenden Nebenprodukten, z. B. Salzsäure. Um eine Umweltverschmutzung zu vermeiden, müssen diese Nebenprodukte gesammelt werden, was die Gesamtkosten des Vorform-Herstellungsprozesses erhöht. Dementsprechend sind Halogenid-freie Materialien und insbesondere Halogenid-freie, Silicium enthaltende Materialien wünschenswerte Startmaterialien für die Herstellung von optischen Wellenleiter-Vorformen. Siehe Dobbins et al., US-Patent Nr. 5,043,002.
Wie in dem Dobbins et al. Patent erklärt, sind besonders bevorzugte Halogenid-freie, Silicium enthaltende Materialien zur Verwendung bei der Herstellung optischer Wellenleiter-Vorformen Polymethylsiloxane, wobei insbesondere Polymethylcyclosiloxane bevorzugt werden und wobei Octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS) speziell bevorzugt werden. Diese gleichen Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Rohmaterialien werden zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Obwohl herkömmliche Brenner verwendet werden können, um Halogenid-freie, Silicium enthaltende Materialien zu oxidieren, erreichen derartige Brenner, die für die Verwendung mit Halogenid enthaltenden Rohmaterialien ausgeführt worden sind, eine besonders wirksame Benutzung von Halogenid-freien Materialien nicht. Diese Defizite rühren von dem Aufbau des Brenners und von den Ausgangsstellen der verschiedenen, im Oxidationsprozeß verwendeten Gase an der Brennermündung her. Wie unten im Detail diskutiert, sind in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Gasströmungsmuster und Brennerkonfigurationen entwickelt worden, die diese Defizite beseitigen.
In dem OVD-Prozeß können Vorformen durch Traversieren eines einzelnen Brenners entlang des gesamten Abschnitts der Vorform oder durch Verwenden einer Reihe von Brennern, die auf einem oszillierenden Verteiler befestigt sind hergestellt werden, wobei jeder Brenner nur einen Abschnitt der Vorform traversiert. Im letzteren Fall bestimmt die Gleichförmigkeit der Brenner relativ zueinander die longitudinale Gleichförmigkeit der Vorform.
Brenner nach dem Stand der Technik haben oft beträchtliche Variabilität in ihren Eigenschaften aufgezeigt, die wiederum zu einem unerwünschten Niveau von Variabilität in Vorformen geführt hat, die unter Verwendung derartiger Brenner in einem oszillierenden Verteiler hergestellt worden sind. Wie untenstehend detailliert sind, als ein weiterer Aspekt der Erfindung, Brennerkonfigurationen entwickelt worden, die diese Brennervariation minimieren.
US-Patent 5,296,012 offenbart ein Verfahren zum Herstellen optischer Wellenleiter-Vorformen unter Verwendung von zwei Rußströmen und zwei Brennern. Das Verfahren ist insbesondere zur Verwendung geeignet, bei der die Vorform zwei Komponenten einschließt, für die die Precurser chemisch inkompatibel sind. Das Patent offenbart auch Einen Brenner zur Verwendung, wo zwei Precurser der gleichen Flamme zugeführt werden sollen und der drei (innere, mittlere und äußere) konzentrische Rauchröhren umfaßt. Die beiden Precurser werden den inneren und äußeren Rauchröhren zugeführt, und die mittlere Rauchröhre stellt eine Sauerstoffabschirmung bereit, wobei die drei Rauchröhren durch Brennstoff-Vormischöffnungen und äußeren Abschirmöffnungen umgeben sind.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht des Vorangegangenen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das wirksam und effizient Halogenid-freie, Silicium enthaltende Rohmaterialien wie OMCTS oxidiert.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer siliciumdioxid-enthaltenden Vorform bereit, mit den Schritten:
(a) Bereitstellen eines Startelements, vorzugsweise ein elongiertes zylindrisches Startelement, z. B. ein sich drehender Aufspanndorn oder eine Kernvorform;
(b) Bereitstellen eines Ruß erzeugenden Brenners 10, 100 mit einer Brennermündung, welche erste, zweite, dritte und vierte Gas emittierende Bereiche aufweist, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich umgibt, der dritte Bereich den zweiten Bereich umgibt und der vierte Bereich den dritten Bereich umgibt;
(c) Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Material, z. B. OMCTS, für den ersten Bereich;
(d) Bereitstellen eines Inertgases, z. B. N&sub2;, für den zweiten Bereich in einer hinreichenden Menge, so daß verhindert wird, daß Ruß die Brennermündung kontaktiert;
(e) Bereitstellen von Sauerstoff für den dritten Bereich;
(f) Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem brennbaren Gas, z. B. CH&sub4;, für den vierten Bereich; und
(g) Abscheiden eines siliciumdioxid-enthaltenden Rußes auf dem Startelement zum Bilden der Vorform durch Erzeugen einer Relativbewegung, z. B. einer oszillatorischen Bewegung, zwischen dem Ruß erzeugenden Brenner und dem Startelement.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann durch Verwenden eines Ruß erzeugenden Brenners, wie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt, ausgeführt werden, umfassend:
(a) eine Brenner-Unteranordnung 13, die umfaßt:
einen Rückblock 106 mit einer Vielzahl von Gas tragenden Durchführungen 112, 114, 116, 126, 128, 130,
einen Mündungsblock 102 mit einer zentralen Gas tragenden Durchführung 184 und einer Vielzahl von Gas tragenden Durchführungen 186, 188, die die zentrale Gas tragende Durchführung umgeben (es sei darauf hingewiesen, daß von der Brennermündung aus gesehen die zentrale Durchführung eine Bohrung 90 ist; diese Bohrung ist jedoch in einer Rauchröhre 108 anstatt in einem Mündungsblock 102 gebildet),
eine Verteilerplatte 104 zwischen dem Rückblock 106 und dem Mündungsblock 102, die eine Vielzahl von Öffnungen 70, 172 zum Bereitstellen eines Umfangs- Ausgleichs des Gasdrucks, das durch die Vielzahl der Gas tragenden Durchführungen 186, 188 strömt, die die zentrale Gas tragende Durchführung 184 des Mündungsblocks 102 umgeben, einschließt,
eine Einrichtung 105, 150, 152, 154, 156 zum Bilden einer Anordnung 13 aus dem Mündungsblock 102, dem Rückblock 106 und der Verteilerplatte 104;
(b) ein Befestigungsblock 107 der Brenner-Unteranordnung zum Anbringen eines Gas zuführenden Verteilers; und
(c) eine Einrichtung 140, 142, 144, 158, 160, 162 zum präzisen Befestigen der Brenner-Unteranordnung 3 auf dem Befestigungsblock 107 der Brenner-Unteranordnung.
In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen schließt der Brenner, der verwendet wird, um das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen, eine Rauchröhre 108 mit einem integralen Verteiler 110 ein, der eine Vielzahl von Öffnungen 168 zum Bereitstellen eines Umfangs-Ausgleichs des Drucks des Gases, das durch die zentrale Gas tragende Durchführung 184 des Mündungsblocks 102 strömt, bereitzustellen. In anderen bevorzugten Ausführungsformen des Brenners, der verwendet wird, um das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen, schließt die Verteilerplatte 104 einen Flansch 105 zum Bereitstellen einer präzisen Ausrichtung zwischen dem Mündungsblock 102, dem Rückblock 106 und der Verteilerplatte 104 in dem zusammengesetzten Brenner ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsansicht eines in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik verwendeten Brenners;
Fig. 2 ein schematisches Diagram eines Gaszulieferungssystems zur Verwendung bei der Umsetzung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine ebene Ansicht der Brennermündung des Brenners der Fig. 1. Die auf dieser Figur angezeigten Gasströme sind jene des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine ebene Ansicht einer Brennermündung, die zur Verwendung in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie in Fig. 3 sind die gezeigten Gasströme jene des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Explosionsansicht eines Präzisionsbrenners, der zur Verwendung in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Präzisionsbrenners der Fig. 5 entlang der Linien 6-6; und
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 7-7 der Rückblock-Komponente des Präzisionsbrenners der Fig. 5.
Die vorangegangenen Zeichnungen veranschaulichen die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. Es muß natürlich verstanden werden, daß sowohl die Zeichnungen wie auch die Beschreibung nur erklärend und für die Erfindung nicht einschränkend sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wie oben diskutiert, ist einer der Aspekte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Anordnung der verschiedenen Gasströme an der Brennermündung. Derartige Gasströme können unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Brenneraufbaus nach dem Stand der Technik oder vorzugsweise durch Verwendung der hierin offenbarten verbesserten Brenneraufbauten implementiert werden.
Fig. 1 zeigt einen Brenner 10 nach dem Stand der Technik des Typs, der zuvor in dem OVD-Prozeß verwendet wurde, um Vorformen herzustellen. Der Brenner 10 schließt einen Mündungsblock 12, eine Verteilerplatte 14, einen Rückblock 16, eine Rauchröhre 18 und einen Verteiler 20 für die innere Abschirmung ein. Die Verteilerplatte 14 schließt ringförmig angeordnete Öffnungen 46 zum Bereitstellen von gleichförmigen Gasströmungen an der Brennermündung 34 ein. O-Ringe 50 werden in den Nuten 48 der Verteilerplatte 14 aufgenommen und dienen dazu, ein Gasleck zwischen den verschiedenen Durchführungen des Brenners zu verhindern. Eine Rauchröhre 18, die an ihrem hinteren Ende mit einem Gewinde versehen ist, verläuft durch den Rückblock 16 und trägt einen Verteiler 20 für die innere Abschirmung an ihrem führenden Ende. Insbesondere stößt der Verteiler 20 für die innere Abschirmung in dem zusammengebauten Brenner an die Schulter 52 der Rauchröhre 18.
Der Brenner 10 wird zusammengebaut, indem die Rauchröhre 18 in die Rückseite der zentralen Öffnung 22 des Rückblocks 16 geschraubt wird, wobei der hintere Abschnitt der Öffnung zu diesem Zweck mit einem Gewinde versehen ist, die O-Ringe 50 in die Nuten 48 der Verteilerplatte 14 eingeführt werden, die Verteilerplatte über das führende Ende der Rauchröhre geschoben wird und die Bolzenlöcher 26 in der Platte mit den Bolzenlöchern 24 in dem Rückblock ausgerichtet werden, der Verteiler 20 für die innere Abschirmung auf die Rauchröhre geschoben wird und der Mündungsblock über das führende Ende der Rauchröhre geschoben wird und seine Bolzenlöcher 28 mit den Bolzenlöchern 26 ausgerichtet werden. Die Bolzen 30, von welchen nur einer in Fig. 1 gezeigt ist, werden dann durch die ausgerichteten Bolzenlöcher 24, 26 und 28 eingeführt und festgezogen, um den Brenner 10 zusammenzuhalten. Der zusammengebaute Brenner wird dann auf einem Gas zuführenden Verteiler, z. B. einem oszillierenden Verteiler mit Vielfach- Brennern, mittels eines Befestigungsflansches 32 auf dem Rückblock 16 befestigt. Der Gas zuführende Verteiler stellt die verschiedenen, durch den Brenner verwendeten Gase mittels Gasversorgungsleitungen und gasdichten Anschlußstücken bereit, die mit den Gas aufnehmenden Öffnungen (nicht gezeigt) in der Rückoberfläche des Rückblocks 16 zusammenpassen.
In der Praxis ist gefunden worden, daß die Positionierung des Verteilers 20 für die innere Abschirmung auf der Rauchröhre 18 und die Ausrichtung des Mündungsblocks 20, der Verteilerplatte 14 des Rückblocks 16 und der Rauchröhre 18 von Brenner zu Brenner variiert hat. Auch hat die Verwendung von Flanschen 32, um eine Reihe von Brennern auf einem Gas zuführenden Verteiler mit Vielfach-Brennern zu befestigen, zu Variationen in den Plazierungen der Brenner relativ zu der Achse der zu erzeugenden Vorform geführt hat. Diese beiden Variationen werden durch den in den Fig. 5-7 gezeigten Präzisionsbrenner 100 angegangen und unten diskutiert.
Fig. 3 ist eine ebene Ansicht einer Öffnung 34 des Brenners 10. Wie in dieser Ansicht ersichtlich ist, enthält die Brennermündung eine Reihe von ringförmigen Bereichen 36 bis 44, durch welche die verschiedenen Gase und Gasmischungen, die bei der Herstellung von Rußpartikeln verwendet werden, passieren.
Ein Bereich 36 umfaßt die Bohrung der Rauchröhre 18, während ein Bereich 38 den Raum zwischen der Rauchröhre und der zentralen Bohrung 53 des Mündungsblocks 12 umfaßt. Die übrigen Bereiche 40, 42 und 44 sind jeweils aus vielfachen Öffnungen zusammengesetzt, obwohl kontinuierliche offene Ringe, wie jener des Bereichs 38, für diese Bereiche in der Praxis der Erfindung, falls gewünscht, verwendet werden können. Die Rauchröhre 18 kann hinter die Öffnung 34 des Mündungsblocks um beispielsweise ungefähr 2 mm zurückgezogen werden.
Wenn sie in Prozessen nach dem Stand der Technik, die Halogenid enthaltende Rohmaterialien einsetzen, verwendet wurden, trugen die Bereiche 36 bis 44 die folgenden Gase:

Tabelle 1

Bereich 36 Halogenid enthaltendes Rohmaterial/Inertgas-Mischung
Bereich 38 Sauerstoff
Bereich 40 brennbare Gas/Sauerstoff-Mischung
Bereich 42 brennbare Gas/Sauerstoff-Mischung
Bereich 44 Sauerstoff
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist gefunden worden, daß die Bereiche die folgenden Gase tragen sollten, wenn Halogenid-freie, Silicium enthaltende Materialien wie OMCTS oxidiert werden sollen.

Tabelle 2

Bereich 36 Halogenid-freie, Silicium enthaltende Rohmaterial/Sauerstoff-Mischung plus, wahlweise, Inertgas
Bereich 38 Inertgas, z. B. Stickstoff und/oder Argon
Bereich 40 Sauerstoff
Bereich 42 Sauerstoff
Bereich 44 brennbare Gas/Sauerstoff-Mischung Diese Anordnung von Gasströmen ist in Fig. 3 für ein System gezeigt, in welchem das Halogenid-freie, Silicium enthaltende Rohmaterial OMCTS ist, das Inertgas Stickstoff ist und das brennbare Gas Methan (CH&sub4;) ist.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein Zuliefersystem für diese Gase, umfassend geregelte Gasquellen 54 bis 62, Brennerzufuhrleitungen 64 bis 70, Gasmischer 72 und 74 und eine Dosierpumpe 76, einen Durchflußmesser 78, einen Vorerhitzer 80, einen Regler 82, einen Verdampfer 84 und ein Ventil 86 zum Verdampfen und Verteilen von OMCTS. Verschiedene Ausrüstung, die Durchschnittsfachleuten bekannt ist, kann in dem Aufbau des Zuliefersystems der Fig. 2 verwendet werden. Beispielsweise offenbart das Cain et al. US-Patent Nr. 5,356,451 eine geeignete Ausrüstung zur Verwendung beim Verdampfen und Verteilen von OMCTS. Andere Ausrüstung und Zuliefersysteme können selbstverständlich in der Praxis des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden.
In den beiden Fig. 2 und 3 wie auch in der Fig. 4 bezeichnet "Rauch" Sauerstoff, der dem Bereich 36 zugeführt wird, "innere Abschirmung" bezeichnet Stickstoff, der dem Bereich 38 zugeführt wird, "äußere Abschirmung" bezeichnet Sauerstoff, der den Bereichen 40 und 42 zugeführt wird, und "Vormischung" bezeichnet die Methan/Sauerstoff-Mischung, die dem Bereich 44 zugeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Bereiche 40 und 42 als Unterbereiche eines einzelnen Bereichs betrachtet werden können, da sie das gleiche Gas tragen.
Das in Fig. 3 gezeigte und oben in Tabelle 2 bekanntgemachte Gasströmungsmuster stellt Eine effizientere Benutzung von Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Rohmaterialien wie OMCTS bereit, als jenes Muster der Tabelle 1, welches nach dem Stand der Technik erreicht wird. Insbesondere ist in Übereinstimmung mit der Erfindung festgestellt worden, daß Verbindungen wie OMCTS eine große Menge von Sauerstoff benötigen, um vollständig zu reagieren und wenig externe Wärme, da die Verbindung eine große Menge von Brennstoff in ihrer eigenen Zusammensetzung enthält.
Die Verwendung der Bereiche 40 und 42, um Sauerstoff zuzuführen, anstelle einer brennbaren Gas/Sauerstoff-Mischung, wie in dem Gasströmungsmuster der Tabelle 1, stellt ein hohes Volumen von Sauerstoff an einer Position nahe der Rauchröhre bereit, das ausreichend ist, um OMOTS und ähnliche Verbindungen vollständig zu reagieren. Außerdem ist gefunden worden, daß eine Begrenzung der brennbaren Gas/Sauerstoff-Mischung auf den Bereich 44 ausreichend externe Wärme für den Oxidationsprozeß bereitstellt, während gleichzeitig die Menge des für die Herstellung der Vorform benötigten brennbaren Gases verringert wird.
Signifikant ist gefunden worden, daß Sauerstoff von dem Bereich 38, d. h. der inneren Abschirmung, entfernt werden muß, wenn Halogenid-freie Verbindungen wie OMCTS oxidiert werden. Wenn Sauerstoff in diesem Bereich verwendet wird, weist der Rußstrom eine Tendenz auf, auf die Brennermündung herunterzulangen und Silicium um die Rauchröhre 18 herum abzuscheiden. Ein Durchströmen von Inertgas, wie Stickstoff, durch die innere Abschirmung bewegt die Reaktion zwischen der Halogenidfreien Komponente und dem Sauerstoff an einen Punkt, der hin reichend weit weg von der Brennerendfläche ist, um eine Rußabscheidung auf der Rauchröhre zu verhindern.
Bevorzugte Zufuhr-/Durchflußraten für die verschiedenen Materialien/Gase der Tabelle 2 für den Brenneraufbau der Fig. 1 und die Brennermündungskonfiguration der Fig. 3 sind wie folgt: OMCTS - 13 Gramm/Minute; Rauch-O&sub2; - 5 slpm (Standard- Liter pro Minute); Rauch-N&sub2; (wahlweise) - 0,4 slpm; N&sub2; der inneren Abschirmung - 3,8 slpm; 0, der äußeren Abschirmung - 7 slpm; Vormischungs-CH&sub4; - 3,5 slpm; und Vormischungs-O&sub2; - 2,8 slpm.
In der Praxis ist gefunden worden, daß eine Depositionsrate und eine Aufsammeleffizienz in hohem Maße von einer OMCTS- Zufuhrrate, einer Dampf-O&sub2;-Durchflußrate und einem Zieldurchmesser abhängig sind, während eine Ruß-Vorformdichte in hohem Maße von einem Gesamt-Sauerstoffgehalt (Dampf-O&sub2;- Durchflußrate und O&sub2;-Durchflußrate der äußeren Abschirmung), einem Zieldurchmesser und einer Brenner-zu-Ziel-Entfernung abhängig ist. Diese Parameter können daher variiert werden, um eine Abscheidungsrate, eine Aufsammeleffizienz und eine Vorformdichte zu optimieren, indem Prozeß-Steuerprozeduren verwendet werden, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind.
Das Fehlen einer signifikanten Abhängigkeit der Rußdichte von der OMCTS-Zufuhrrate bedeutet, daß die Rußdichte unabhängig von der Abscheiderate gesteuert werden kann. Spezifisch kann die Rußdichte optimiert werden, um ein Profil konstanter radikaler Dichte zu erreichen, und dann kann die Abscheiderate optimiert werden, indem die OMCTS-Zufuhrrate verwendet wird, ohne das Profil konstanter radialer Dichte zu stören. Hinsichtlich einer kommerziellen Herstellung ist dies ein wichtiger Vorteil der Gasströmungsmuster der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 veranschaulicht einen verbesserten Aufbau einer Brennermündung zur Verwendung gemäß des Verfahrens der Erfindung beim Oxidieren Halogenid-freier Silicium enthaltender Rohmaterialien. Ein Vergleich der Fig. 3 und 4 legt die folgenden Unterschiede zwischen der Brennermündung 88 der Fig. 4 und der Brennermündung 34 der Fig. 3 offen:
(1) Die Anzahl der Öffnungen im Bereich 98 der Brennermündung 88 beträgt die Hälfte der Anzahl des Bereichs 44 der Brennermündung 34. Dies führt dazu, daß die mit CH&sub4; + O&sub2; vorgemischte Flamme weiter weg von der Brennermündung verläuft und daher stabiler ist und weniger dazu neigt, zurückzuschlagen. Es führt auch zu einer beträchtlichen Verringerung der Betriebstemperatur des Brenners (z. B. von ungefähr 350-400ºC auf ungefähr 200-250ºC), was wiederum zu einer beträchtlich längeren Lebensdauer für die O-Ring-Dichtungen des Brenners führt.
(2) Die Bereiche 94 und 96 der Brennermündung 88 sind näher an dem Bereich 92 als die entsprechenden Bereiche der Öffnung 34, um so die Diffusionsentfernung für Sauerstoff von den Bereichen 94 und 96 der äußeren Abschirmung zu dem Rauchröhren-Bereich 90 zu verringern. Bevorzugte Durchmesser für die Bereiche 94, 96 und 98 betragen 7,9, 11,9 bzw. 17,0 mm, während jene für die Bereiche 40, 42 und 44 8,4, 13,5 bzw. 18,0 mm betragen. Wenn die Durchmesser der Bereiche 94, 96 und 98 mit Di, Do bzw. D&sub4; bezeichnet werden, dann kann aus Fig. 4 ersehen werden, daß D&sub4;-D&sub0; größer ist als D&sub0;-Di.
Zusätzlich zu den vorangegangenen Änderungen wurde der Fokuswinkel, d. h. der Winkel, den die Mittellinie einer Öffnung mit einer normalen zur Brennermündung einschließt, von 13º für die Öffnungen der Brennermündung 34 auf 16º für die Öffnungen der Öffnung 88 erhöht. Auch sind, während die Öffnungen der Bereiche 40, 42 und 44 der Brennermündung 34 alle die gleiche Größe (z. B. 0,09 mm) aufweisen, die Öffnungen der Bereiche 94 und 96 der Brennermündung 88 ungefähr 1/3 größer als die Öffnungen des Bereichs 98 (z. B. 0,12 mm für die Bereiche 94 und 96 gegenüber 0,09 mm für den Bereich 98). Diese Zunahme im Durchmesser verringert die Geschwindigkeit des aus diesen Bereichen austretenden Sauerstoffs und hält daher die Sauerstoffströme davon ab, die Flamme wegzuziehen. Ferner ist der Durchmesser des Bereichs 92 etwas kleiner als der Durchmesser des Bereiches 38 (z. B. 4,1 mm Durchmesser für den Bereich 92 gegenüber 4,6 mm Durchmesser für den Bereich 38), um so die Strömung des Stickstoffes der inneren Abschirmung zu einem gewissen Ausmaß zu verringern.
Bevorzugte Zufuhr-/Durchflußraten für die verschiedenen Materialien/Gase der Tabelle 2 sind für den Brenneraufbau der Fig. 1 und die Brennermündungskonfiguration der Fig. 4 wie folgt: OMCTS - 12,5 Gramm/Minute (Bereich 90); Rauch-O&sub2; - 5,5 slpm (Bereich 90); Rauch-N&sub2; (wahlweise) - 0,0 slpm (Bereich 90); N&sub2; der inneren Abschirmung - 3,2 slpm (Bereich 92); O&sub2; der äußeren Abschirmung - 9,9 slpm (Bereiche 94 und 96); Vormischungs-CH&sub4; - 3,5 slpm (Bereich 98); und Vormischungs-O&sub2; - 2,8 slpm (Bereich 98).
Es wurde gefunden, daß die Abscheiderate, die Aufsammeleffizienz und die Rußvorformdichte von den gleichen Parametern abhängen, wie sie oben in Verbindung mit der Brennermündung 34 diskutiert wurden, obwohl die Abhängigkeit der Abscheiderate und der Aufsammeleffizienz von der OMCTS- Zufuhrrate für die Brennermündung 38 ungefähr die Hälfte jener der Brennermündung 34 betrug, und es wurde gefunden, daß die Brenner-zu-Ziel-Entfernung eine wichtigere Rolle für die Abscheiderate und der Aufsammeleffizienz für die Brennermündung 88 spielt. Wie bei der Brennermündung 34 zeigte die Rußdichte für die Brennermündung 88 nicht eine signifikante Abhängigkeit von der OMCTS-Zufuhrrate, was es daher erlaubte, die Rußdichte unabhängig von der Abscheiderate zu steuern.
Ein Testen der Brennermündung 88 zeigte, daß sie eine dramatische Zunahme in der Abscheiderate für kleine Zielgrößen im Vergleich zu der mit der Brennermündung 34 erreichten Rate bereitstellte, d. h. eine 70%-ige Zunahme bei einer Zielgröße von 7 mm (Durchmesser). Der Betrag der Zunahme war weniger, sobald die Zielgröße zunahm, aber war noch signifikant, d. h. bei einer Zielgröße von 54 mm wurde geschätzt, daß die Zunahme ungefähr 35% betrug. Insgesamt betrug die mittlere Zunahme der Abscheiderate ungefähr 25% für ein Ziel, welches 0,7 m lang war und einen Anfangsdurchmesser von 7 mm aufwies, d. h. 5,94 g/Minute für die Brennermündung 34 gegenüber 7,41 g/Minute für die Brennermündung 38 für eine feste Dichte von 0,6 g/cm³. Signifikant wurde die Zunahme in der Abscheiderate ohne einen Verlust in der Vorformdichte erreicht.
Die Fig. 5-7 veranschaulichen einen bevorzugten Brenneraufbau zur Verwendung mit einem Gas zuführenden Verteiler mit Vielfach-Brennern in dem Verfahren gemäß der Erfindung. Insbesondere kann der in diesen Figuren gezeigte Brenner 100 mit einem hohen Maß an Präzision zusammengebaut und auf einem Gas zuführenden Verteiler befestigt werden. Der Brenner ist daher besonders gut geeignet zur Verwendung in OVD-Systemen, worin vielfache Brenner in der Herstellung von Vorformen eingesetzt werden, wobei jeder Brenner Ruß auf nur einem Abschnitt der Vorform abscheidet.
Obwohl er besonders vorteilhaft für derartige Vielfach- Brenner-Anwendungen ist, kann der Präzisionsbrenner 100, wenn gewünscht, in Einzelbrenner-Anwendungen verwendet werden. Ähnlich kann, obwohl die bevorzugte Anwendung des Brenners in der Oxidation von Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Rohmaterialien besteht, der Brenner auch mit Halogenid enthaltenden Materialien verwendet werden. In einem derartigen Fall wird normalerweise ein Gasströmungsmuster wie jenes der Tabelle 1 und eine Brennermündungskonfiguration wie jene der Fig. 3 verwendet werden. Für die Zwecke der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß der Brenner mit Halogenidfreien, Silicium enthaltenden Rohmaterialien verwendet wird und daher das Gasströmungsmuster und die Brennermündungskonfiguration der Fig. 4 aufweist.
Der Präzisionsbrenner 100 weist fünf Hauptkomponenten auf: einen Mündungsblock 102, eine Verteilerplatte 104, einen Rückblock 106, eine Rauchröhre 108 und einen Brennerbefestigungsblock 107.
Bei der Verwendung werden der Mündungsblock 102, die Verteilerplatte 104, der Rückblock 106 und die Rauchröhre 108 wie unten beschrieben zusammengebaut, um eine Unteranordnung 13 zu bilden, der Brennerbefestigungsblock 107 wird auf einem Gas zuführenden Verteiler (nicht gezeigt) mittels Bolzen 148 befestigt, die durch Bolzenlöcher 146, die keine Gewinde aufweisen, in dem Brennerbefestigungsblock 107 passieren und in die entsprechenden, mit Gewinden versehenen Bolzenlöcher in dem Gas zuführenden Verteiler eingreifen, und dann wird die Unteranordnung 13 auf dem Brennerbefestigungsblock 107 mittels Bolzen 144 befestigt, die durch Bolzenlöcher 140, die keine Gewinde aufweisen, in dem Rückblock 106 passieren und in die mit Gewinden versehenen Bolzenlöcher 142 in dem Brennerbefestigungsblock 107 eingreifen. Die Verwendung von Bolzen 148, um den Brennerlzlock 107 auf dem Gas zuführenden Verteiler zu befestigen, stellt, im Gegensatz zu einem Flansch 32 des Brenners 10 nach dem Stand der Technik, eine verbesserte Wiederholbarkeit beim Befestigen eines individuellen Brenners bereit und verringert eine Zwischen- Brenner-Variabilität beim Befestigen einer Reihe von Brennern.
Eine Präzisionsbefestigung der Unteranordnung 13 auf dem Brennerbefestigungsblock 107 wird mittels (1) eines Ausrichtungsstiftes 158, der durch den Brennerbefestigungsblock 107 getragen wird und in eine Öffnung (nicht gezeigt) in der Rückseite des Rückblocks 106 eingreift, und (2) eine erhöhte Fläche 162 des Brennerbefestigungsblocks 107, die in einer Vertiefung 160 des Rückblocks 106 (siehe Fig. 7) aufgenommen wird, erreicht. Die erhöhte Fläche 162 und die Vertiefung 160 werden vorzugsweise in ihre jeweiligen Blöcke gefräst, um eine Präzisionsanpassung sicherzustellen, z. B. werden diese Merkmale gebildet, indem die Blöcke gedreht werden. Diese Blöcke wie auch der Mündungsblock 102 und die Verteilerplatte 104 werden vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, das leicht bearbeitet werden kann. Die Rauchröhre 108 wird vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, z. B. 303-rostfreier Stahl, hergestellt. Natürlich können andere Materialien für diese Komponenten verwendet werden, wenn gewünscht.
Die O-Ringe 166, von denen nur einer in Fig. 5 gezeigt ist, werden verwendet, um die Gas aufnehmenden Öffnungen 118 bis 124 in dem Brennerbefestigungsblock 107 mit ihren entsprechenden Gasdurchführungen im Rückblock 106 abzudichten. An ihren rückwärtigen Enden passen die Gas aufnehmenden Öffnungen 118 bis 124 zu den Gaszufuhrleitungen und den gasdichten Anschlüssen (nicht gezeigt) die durch den Gas zuführenden Verteiler bereitgestellt werden. Hinsichtlich des Gasströmungsmusters der Fig. 4 nimmt die Gas aufnehmende Öffnung 118 eine CH&sub4; + O&sub2;-Mischung auf, die Gas aufnnehmende Öffnung 120 nimmt OMCTS + Rauch-O&sub2; auf, die Gas aufnehmende Öffnung 122 nimmt N&sub4; der inneren Abschirmung auf, und die Gas aufnehmende Öffnung 124 nimmt O&sub2; der äußeren Abschirmung auf.
Die Gasflüsse durch den Brenner sind durch die Pfeile 132 bis 138 schematisch veranschaulicht, wobei Pfeil 132 die Strömung von OMCTS + Rauch-O&sub2; darstellt, Pfeil 134 die Strömung des N&sub2; der inneren Abschirmung darstellt, Pfeil 136 die Strömung des O&sub2; der äußeren Abschirmung darstellt, und Pfeil 138 die Strömung der CH&sub4; + O&sub2;-Vormischung darstellt. Wie aus den Figuren ersehen werden kann, werden große Gasdurchführungen in allen Teilen des Brenners bis zu der Brennermündung verwendet, um die Unterschiede in den Druckabfällen zwischen Brennern zu verringern.
Wie durch einen Pfeil 132 angezeigt, tritt OMCTS + Rauch-O&sub2; durch die Gas aufnehmende Öffnung 120 in den Brennerbefestigungsblock 107 ein, schreitet durch die Rauchröhre 108 fort und tritt schließlich an der Brennermündung durch den Bereich 90 aus. Die Rauchröhre 108 weist ein mit einem einzigen Durchmesser gebohrtes Loch 90 für einen gleichmäßigen Druckabfall auf und ist in den Rückblock 106 preßgepaßt, bis es die Schulter 176 erreicht. Auf diese Weise wird eine Präzisionsausrichtung zwischen der Rauchröhre und dem Rückblock erreicht. Der Brennermündungsblock 102 weist eine Gleitpassung über die Rauchröhre 108 auf, was eine Ausrichtung, wie auch ein leichtes Auseinandernehmen dieser Komponenten bereitstellt. Das gebohrte Loch 90 der Rauchröhre 108 weist vorzugsweise einen Durchmesser von beispielsweise 2,2 mm auf.
Die Öffnungen 168, die dazu dienen, den Druck des Gases der inneren Abschirmung auszugleichen, werden als ein integraler Teil der Rauchröhre 108 gebildet. Sie bilden daher einen Verteiler 110 der inneren Abschirmung (siehe Fig. 5). Dies ist ein wichtiges Merkmal des Präzisionsbrenners 100, da es den entfernbaren Verteiler 20 der inneren Abschirmung beseitigt, der eine Quelle einer wesentlichen Brenner-zu-Brenner-Variabilität für den Brenner 10 nach dem Stand der Technik war.
Das N&sub2; der inneren Abschirmung tritt in den Brennerbefestigungsblock 107 über die Gas aufnehmende Öffnung 122 (Fig. 5) ein, strömt weiter durch die Gasdurchführung 126 in dem Rückblock 106 und in die zentrale Öffnung 112 jenes Blocks (siehe Pfeil 134 in Fig. 7), passiert durch den integralen Verteiler 110 der inneren Abschirmung und tritt schließlich an der Brennermündung durch den Bereich 92 aus. Wie in Fig. 7 gezeigt, verläuft die Durchführung 180 radial durch den Rückblock 106 und dient dazu, die Durchführung 126 mit der zentralen Öffnung 112 zu verbinden. Die Durchführung 180 ist an ihrem äußeren Ende durch einen Lee-Stöpsel abgedichtet.
Der O2 der äußeren Abschirmung tritt in den Brennerbefestigungsblock 107 durch die Gas aufnehmende Öffnung 124 (Fig. 5) ein, strömt weiter durch die Gasdurchführung 128 in dem Rückblock 106 und in dem inneren Ring 114 jenes Blocks (siehe Pfeil 136 in Fig. 7), passiert durch die druckausgleichenden Öffnungen 170 der Verteilerplatte 104 und tritt schließlich an der Brennermündung durch die Bereiche 94 und 96 aus. Wie in Fig. 7 gezeigt, verläuft die Durchführung 182 radial durch den Rückblock 106 fort und dient dazu, die Durchführung 128 mit dem inneren Ring 114 zu verbinden. Die Durchführung 182 wird an ihrem äußeren Ende durch einen Lee-Stöpsel abgedichtet.
Die CH&sub4; + O&sub2;-Vormischung tritt in den Brennerbefestigungsblock 107 durch die Gas aufnehmende Öffnung 118 (Fig. 6) ein, strömt weiter durch die Gasdurchführung 130 in dem Rückblock 106 und in den äußeren Ring 116 jenes Blocks (siehe Pfeil 138 in Fig. 6), passiert durch die druckausgleichenden Öffnungen 172 der Verteilerplatte 104 und tritt schließlich an der Brennermündung durch den Bereich 98 aus.
Die Unteranordnung 13 wird durch ein Preß-Passen der Rauchröhre 108 in die zentrale Öffnung 112 des Rückblocks 106 zusammengebaut, indem O-Ringe 164 in die Nuten 174 der Verteilerplatte 104 eingeführt werden, die Verteilerplatte über das führende Ende der Rauchröhre geschoben wird und die Bolzenlöcher 152 in der Platte mit den Bolzenlöchern 150 in dem Rückblock ausgerichtet werden und der Mündungsblock 102 über das führende Ende der Rauchröhre geschoben wird und seine Bolzenlöcher 154 mit den Bolzenlöchern 152 ausgerichtet werden. Die Bolzen 156, von welchen nur einer in Fig. 5 gezeigt ist, werden dann durch die ausgerichteten Bolzenlöcher 150, 152 und 154 eingeführt und festgezogen, um die Brenner- Unteranordnung 13 zusammenzuhalten. Das Anziehen der Bolzen 156 bringt die O-Ringe 164 der Verteilerplatte 104 in Eingriff mit dem Rückblock 106 und dem Mündungsblock 102, wodurch daher ein Gasleck zwischen den verschiedenen Durchführungen des Brenners verhindert wird. Wenn gewünscht, kann ein Thermoelement in der Bohrung 178 in dem Mündungsblock 102 befestigt werden (Fig. 6).
Es ist gefunden worden, daß das Preß-Passen der Rauchröhre 108 in den Rückblock 106 zu einer signifikant geringeren Brennerzu-Brenner-Variabilität führt als jene, die für den eingeschraubten Zugang zum Anbringen der Rauchröhre erkannt wurde, der in dem Brenner 10 nach dem Stand der Technik verwendet wurde. Auch umfaßt der rückwärtige Abschnitt der Rauchröhre 108 eine zentrale Bohrung, die auf eine flache Oberfläche trifft. Der rückwärtige Abschnitt der Rauchröhre 18 des Brenners 10 nach dem Stand der Technik wies auf der anderen Seite eine große Bohrung zum Aufnehmen eines Gasanschlusses auf, der auf eine kleinere Bohrung zum Führen der Rauchgase zu der Brennermündung herunter verjüngt wurde. In der Praxis ist gefunden worden, daß das verjüngte Gebiet von Stück zu Stück variierte, was zu einer Gesamtzunahme in der Brenner-zu- Brenner-Variabilität führte.
Die Verteilerplatte 104 schließt einen Flansch 105 ein, der der wichtigen Funktion dient, den Mündungsblock 102 und den Rückblock 106 genau zueinander und zu der Verteilerplatte auszurichten. Die Brenner-zu-Brenner-Variabilität, die in dem Brenner 10 nach dem Stand der Technik erkannt wurde, wird durch die Verwendung diese geflanschten Platte substanziell Verringert.
Ohne Einschränkung sind die folgenden Ausführungen Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung.
Ein Verfahren zum Bilden einer siliciumdioxid-enthaltenden Vorform, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Startelements; Bereitstellen eines Ruß erzeugenden Brenners mit einer Brennermündung, welche erste, zweite, dritte und vierte Gas emittierende Bereiche aufweist, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich umgibt, der dritte Bereich den zweiten Bereich umgibt und der vierte Bereich den dritten Bereich umgibt; Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem Halogenid-freien Silicium enthaltenden Material für den ersten Bereich; Bereitstellen eines Inertgases für den zweiten Bereich in einer hinreichenden Menge, so daß verhindert wird, daß Ruß die Brennermündung kontaktiert; Bereitstellen von Sauerstoff für den dritten Bereich; Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem brennbaren Gas für den vierten Bereich; Abscheiden eines siliciumdioxid-enthaltenden Rußes auf dem Startelement zum Bilden der Vorform durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Ruß erzeugenden Brenner und dem Startelement, wobei der dritte Gas emittierende Bereich einen inneren Gas emittierenden Unterbereich und einen äußeren Gas emittierenden Unterbereich aufweist, wobei der äußere Gas emittierende Unterbereich des dritten Gas emittierenden Bereichs den inneren Gas emittierenden Unterbereich des dritten Gas emittierenden Bereichs umgibt und wobei jedem der äußeren und inneren Gas emittierenden Unterbereiche des dritten Gas emittierenden Bereichs Sauerstoff bereitgestellt wird und wobei vorzugsweise jeweils (i) der innere Gas emittierende Unterbereich, (ii) der äußere Gas emittierende Unterbereich und (iii) der vierte Gas emittierende Bereich einen Ring von Öffnungen umfaßt, wobei die Ringe Durchmesser Di, D&sub0; bzw. D&sub4; aufweisen, wobei der Unterschied zwischen Di und D&sub0; größer als der Unterschied zwischen Da und Di ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt ferner ein Verfahren, wobei jeweils (i) der innere Gas emittierende Unterbereich, (ii) der äußere Gas emittierende Unterbereich und (iii) der vierte Gas emittierende Bereich einen Ring von Öffnungen umfaßt, wobei die Anzahl der Öffnungen des vierten Gas emittierenden Bereichs geringer ist als die Anzahl der Öffnungen jeder der inneren und äußeren Gas emittierenden Unterbereiche.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt ferner ein Verfahren, wobei jeweils (i) der innere Gas emittierende Unterbereich, (ii) der äußere Gas emittierende Unterbereich und (iii) der vierte Gas emittierende Bereich einen Ring von Öffnungen mit Durchmessern umfaßt, wobei der Durchmesser der Öffnungen des inneren Gas emittierenden Unterbereichs (a) im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Öffnungen des äußeren Gas emittierenden Unterbereichs und (b) größer als der Durchmesser der Öffnungen des vierten Gas emittierenden Bereichs ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt ferner ein Verfahren, wobei jeweils (i) der innere Gas emittierende Unterbereich, (ii) der äußere Gas emittierende Unterbereich und (iii) der vierte Gas emittierende Bereich einen Ring von Öffnungen mit Durchmessern aufweist, wobei die Ringe Durchmesser Di, D&sub0; bzw. D4 aufweisen, und wobei: der Unterschied zwischen D&sub4; und D&sub0; größer ist als der Unterschied zwischen D&sub0; und Di; die Anzahl der Öffnungen des vierten Gas emittierenden Bereichs ist geringer als die Anzahl der Öffnungen jeder der inneren und äußeren Gas emittierenden Unterbereiche; und die Durchmesser der Öffnungen des inneren Gas emittierenden Unterbereichs sind: im wesentlich gleich dem Durchmesser der Öffnungen des äußeren Gas emittierenden Unterbereichs; und größer als der Durchmesser der Öffnungen des vierten Gas emittierenden Bereichs.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt ferner ein Verfahren, wobei der Ruß erzeugende Brenner umfaßt: eine Brennerunteranordnung, die umfaßt: einen Rückblock mit einer Vielzahl von Gas tragenden Durchführungen, einen Mündungsblock mit einer zentralen Gas tragenden Durchführung und einer Vielzahl von Gas tragenden Durchführungen, die die zentrale Gas tragende Durchführung umgeben, eine Verteilerplatte zwischen dem Rückblock und dem Mündungsblock, wobei die Verteilerplatte eine Vielzahl von Öffnungen zum Bereitstellen eines Umfangs-Ausgleichs eines Drucks eines Gases umfaßt, das durch die Vielzahl der Gas tragenden Durchführungen, die die zentrale Gas tragende Durchführung des Mündungsblocks umgeben, strömt und eine Einrichtung zum Bilden einer Anordnung des Mündungsblocks, des Rückblocks und der Verteilerplatte; einen Befestigungsblock für die Brennerunteranordnung zum Anbringen eines Gas zuführenden Verteilers; und eine Einrichtung zum Befestigen der Brennerunteranordnung an dem Befestigungsblock der Brennerunteranordnung und wobei vorzugsweise die Gas tragenden Durchführungen stromaufwärts der Verteilerplatte Querschnittsflächen aufweisen und die Öffnungen der Verteilerplatte Querschnittsflächen aufweisen, wobei die Querschnittsflächen der Gas tragenden Durchführungen stromaufwärts der Verteilerplatte größer sind als die Querschnittsflächen der Öffnungen der Verteilerplatte.

Claims

1. Verfahren zum Bilden einer Siliciumdioxid enthaltenden Vorform mit den Schritten:

(a) Bereitstellen eines Startelements;

(b) Bereitstellen eines Ruß erzeugenden Brenners (10, 100) mit einer Brennermündung (34, 88), welche einen ersten (36, 90), einen zweiten (38, 92), einen dritten (40, 42, 94, 96) und einen vierten (44, 98) Gas emittierenden Bereich aufweist, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich umgibt, der dritte Bereich den zweiten Bereich umgibt und der vierte Bereich den dritten Bereich umgibt;

(c) Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Material für den ersten Bereich;

(d) Bereitstellen eines Inertgases für den zweiten Bereich in einer hinreichenden Menge, so daß verhindert wird, daß Ruß die Brennermündung kontaktiert;

(e) Bereitstellen von Sauerstoff für den dritten Bereich;

(f) Bereitstellen einer Mischung mit Sauerstoff und einem brennbaren Gas für den vierten Bereich; und

(g) Abscheiden eines Siliciumdioxid enthaltenden Rußes auf dem Startelement zum Bilden der Vorform durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Ruß erzeugenden Brenner und dem Startelement.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Gas emittierende Bereich derart konfiguriert ist, daß er die Diffusion von Sauerstoff (40, 42, 94, 96) davon in die Mischung mit dem Sauerstoff und dem Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Material, das für den ersten Bereich bereitgestellt wird, erleichtert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Gas emittierende Bereich eine Vielzahl von Mündungen (94, 96) umfaßt, deren jeweilige Achse: (i) zu der Mischung mit dem Sauerstoff und dem Halogenid-freien, Silicium enthaltenden Material gerichtet ist, welches für den ersten Bereich bereitgestellt wird und (ii) unter einem Winkel von zumindest 14º bezüglich einer Normalen der Brennermündung orientiert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Gas emittierende Bereich einen inneren Gas emittierenden Unterbereich (94) und einen äußeren Gas emittierenden Unterbereich (96) aufweist, wobei der äußere Gas emittierende Unterbereich des dritten Gas emittierenden Bereichs den inneren Gas emittierenden Unterbereich des dritten Gas emittierenden Bereichs umgibt, und wobei in Schritt (e) Sauerstoff zu jedem des inneren und äußeren Gas emittierenden Unterbereichs des dritten Gas emittierenden Bereichs geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte: Optimieren einer Dichte des Siliciumdioxid enthaltenden Rußes, der auf dem Startelement abgeschieden wird, und separates Optimieren der Abscheidungsrate des Rußes durch Variieren einer Rate, in dem das Halogenid-freie, Silicium enthaltende Material an den ersten Gas emittierenden Bereich geliefert wird, wobei die Dichte des Rußes im wesentlichen unabhängig von Variationen der Rate ist, unter der das Halogenid-freie, Silicium enthaltende Material an den ersten Gas emittierenden Bereich geliefert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenid-freie, Silicium enthaltende Material Octamethylcyclotetrasiloxan ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bereitstellens eines Ruß produzierenden Brenners das Bereitstellen einer Vielzahl von Ruß erzeugenden Brennern umfaßt, wobei jeder einzelne Brenner Ruß auf nur einem Bereich des Startelements abscheidet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform im folgenden in eine optische Wellenleiterfaser ausgebildet wird.