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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von optischen Fasern
aus Kern- und Umhüllungsglasstäben. Genauer
gesagt bezieht sich die Erfindung auf separat schmelzende Kern-
und Umhüllungsglasstäbe und das
Kombinieren der Schmelzen nahe einer Faserziehöffnung, so dass das Kernglas
vom Umhüllungsglas
umgeben und eine optische Umhüllungsglasfaser
aus den kombinierten Schmelzen ausgebildet wird.
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Glasfasern, Fenster und Filter werden,
insbesondere in der Datenübertragung,
immer häufiger verwendet.
So sind z. B. Glasfasern auf Siliziumdioxid-Basis in der Telekommunikationsindustrie
weit verbreitet. Siliziumdioxid-Fasern übertragen jedoch nur Wellenlängen von
bis zu etwa 2 Mikrometer übertragen,
und es gibt zahlreiche Anwendungen, bei denen die Wellenlängen über 2 Mikrometer
liegen, wie z. B. Infrarotabbildungen, Detektion und Analyse von hohen
Temperaturen bzw. der Auswirkungen hoher Temperaturen und die Leistungsabgabe
von CO- und CO2- Lasern. Faseroptische, chemische
Fühlersysteme
sind für
die Säuberung
von Einrichtungen des Verteidigungsministeriums und des Energieministeriums,
sowie für
andere industrielle Anwendungen nützlich, da praktisch alle Molekülarten charakteristische
Schwingungsbänder
im Infrarotbereich zwischen 3–11
Mikron aufweisen. Fasern auf Zircontetrafluorid-Basis übertragen
Wellenlängen
bis zu ungefähr
3,5 Mikron, was aber für
die meisten Infrarotsysteme immer noch unzureichend ist. Chalcogenidglas überträgt Wellenlängen bis über 10 Mikron
und wird deshalb für
Glasfasern in Messsystemen auf faseroptischer Basis verwendet, die
auf Evaneszenz-, Absorptions- und diffuse Reflexionsspektroskopie zurückgreifen,
die eine Übertragungsfähigkeit
für lange
Infrarotwellenlängen
erforderlich machen. Da die Wirksamkeit und Leistungsfähigkeit
solcher Systeme zu einem Großteil
von den optischen Infraroteigenschaften des Glases abhängen, ist
es wichtig, dass das Glas geringe Übertragungsverluste aufweist.
Daher besteht Bedarf für
die Herstellung von Chalcogenidglasfasern mit niedrigem Übertragungsverlust
insbesondere für
lange Wellenlängen,
um die Leistungsfähigkeit
vieler Systeme zu erhöhen.
Für die
praktische Anwendung müssen
die Chalcogenidglasfasern eine Glasumhüllung aufweisen, um unerwünschte Evaneszenzabsorption
und Biegungsverluste zu vermeiden. Kern- und Umhüllungsglaszusammensetzungen
sind so gewählt,
dass der Kernbrechungsindex höher
ist als der der Umhüllung,
während
die thermischen Eigenschaften jedoch ähnlich sind. Typische für das Herstellen
von Glasumhüllungs-Chalcogenidglasfasern
verwendete Verfahren schließen das
Ziehen der Umhüllungsfaser
von einer Vorform ein, die durch das Aufschrumpfen einer Umhüllungsglasröhre auf
einen in dieser angeordneten Kernglasstab hergestellt wird. Bei
der Verwendung von Glasumhüllungs-Chalcogenidfasern,
die von solchen Vorformen gezogen worden sind, können jedoch aufgrund von Blasen,
die sowohl im Kern als auch im Umhüllungsglas und an der Kern/Umhüllungsglas-Berührungsfläche vorhanden
sind, und aufgrund von Rußpartikeln
an der Kern/Umhüllungsglas-Berührungsfläche, die
im Zuge der Herstellung der Vorformen und des Ziehens der Umhüllungsfasern
entstehen, deutliche Übertragungsverluste
auftreten. Diese Blasen und Rußpartikel
streuen die übertragenen
Infrarotsignale, wodurch wesentliche Übertragungsverluste entstehen.
Darüber
hinaus beschränken
Größenbeschränkungen
bei den Vorformen den Prozess des Ziehens von Mehrmodenfasern sowie
die Länge
der gezogenen Fasern auf üblicherweise
weniger als 100 Meter. Die US-A-4.908.053 offenbart das Ziehen einer
Umhüllungsfaser
aus einem Glaskernstab-Verbundkörper, der
konzentrisch innerhalb eines Umhüllungsglasrohrs
angeordnet ist, in dem ein Zwischenraum zwischen Rohr und Stab besteht,
der durch das Schmelzen des Verbundkörpers ausschließlich am
Boden des Schmelztiegels in der Nähe der Ziehöffnung bewirkt wird. Das Schmelzen
schrumpft das Rohr nur in der Schmelzzone auf den Stab, und der
Verbundkörper
bewegt sich langsam durch den Ofen nach unten, während er aufgebraucht wird.
Obwohl dieses Verfahren die Verwendung einer Kern/Umhüllungsvorform
umgeht, wird dadurch weder die Blasen- noch die Rußpartikelbildung
an der Berührungsfläche zwischen
Kern- und Umhüllungsglas
verhindert.
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Um die Notwendigkeit von Vorformen
zu umgehen, sind Doppelschmelztiegelverfahren entwickelt worden,
bei denen ein Kernglasschmelztiegel konzentrisch innerhalb eines
Umhüllungsglasschmelztiegels
angeordnet ist, so dass sich die Umhüllungsglasschmelze mit der
Außenseite
des Kernglasschmelztiegels in Kontakt befindet. Beide Schmelztiegel
weisen ein Loch oder eine Öffnung auf,
die konzentrisch im Boden des Schmelztiegels angeordnet ist, um
ein Abfließen
der Glasschmelzen zu ermöglichen,
wobei beide Öffnungen
koaxial sind und sich die Öffnung
im Boden des Kernglasschmelztiegels knapp über der Öffnung im Umhüllungsglasschmelztiegel
befindet. Wenn die Kernglasschmelze durch die Öffnung im Boden des Kernglasschmelztiegels
abfließt,
berührt
sie bzw. ist umgeben von der Umhüllungsglasschmelze
und beide Schmelzen strömen
durch die Öffnung
im Boden des Umhüllungsglasschmelztiegels
und bilden eine Umhüllungsfaser,
die als Kern/Umhüllungsfaser
bezeichnet wird. Ein derartiges Verfahren ist z. B. in der US-A-4.897.100
offenbart, wo Kern- und Umhüllungsglasteile
in zwei getrennten, jedoch konzentrischen Schmelztiegeln geschmolzen
werden und der Kernglasschmelztiegel innerhalb des Umhüllungsglasschmelztiegels
angeordnet ist. Jeder der Schmelztiegel weist im Boden eine Öffnung auf,
um das geschmolzene Glas herauszuziehen, wobei die Kernglasschmelztiegelöffnung knapp über der
Umhüllungsglasschmelztiegelöffnung angeordnet
ist. Beide Öffnungen
sind koaxial. Wenn die Kernglasschmelze durch die Öffnung im
Boden des Kernglasschmelztiegels abfließt, ist sie von Umhüllungsglas umgeben,
das durch die Öffnung
im Boden der Umhüllungsglasschmelztiegels
strömt,
und eine Kern/Umhüllungsfaser
wird gezogen. Bei diesem Verfahren kommt es durch das Schmelzen
der Glasteile in den Schmelztiegeln zu Gasblasen an den Berührungsflächen und
Zwischenräumen
der schmelzenden Teile. Dadurch werden die Glasschmelzen für lange
Zeiträume
auf erhöhter
Temperatur gehalten, um das Gas teilweise auszutreiben und eine
homogene Schmelze zu erreichen. Unglücklicherweise kann dies die
Zusammensetzung des Glases im Laufe der Zeit verändern, da leichtverdampfende
Komponenten des Glases verdampfen. Beide Glasschmelzen werden gleichzeitig
aus der Öffnung
im Boden des zugehörigen
Schmelztiegels gezogen, wobei die Kernglasschmelze durch die darunterliegende
Umhüllungsglasschmelze
strömt,
so dass das Umhüllungsglas
um das Kernglas fließt,
wenn beide durch den Boden des Umhüllungsglasschmelztiegels strömen. Dieses
Verfahren lässt
sich nur schwer steuern, macht das Erreichen einer einheitlichen Konzentrizität des Kern-
und Umhüllungsglases äußerst schwierig
und verhindert weder Blasen- noch Rußbildung.
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Bei einem weiteren Ansatz für ein Doppelschmelztiegelverfahren
werden eine Kernglasscheibe und eine Umhüllungsglasscheibe mittels Kernbohrung
aus großen
Glasplatten hergestellt. Die Kernglasscheibe wird erhitzt und in
einem Schmelztiegel geschmolzen, der im Boden ein Loch aufweist, aus
dem eine Kernglasfaser gezogen wird. Die Umhüllungsglasscheibe wird in einem
separaten Schmelztiegel erhitzt, der koaxial mit dem Kernglasschmelztiegel
sowie vertikal unter diesem angeordnet ist und ebenso ein Loch oder
eine Öffnung
im Boden aufweist. Die aus dem Kernglasschmelztiegel gezogene massive
Glasfaser tritt durch die Umhüllungsglasschmelze
hindurch, die die Kernfaser mit Umhüllungsglas überzieht und eine Glasumhüllungsfaser
wird aus dem Boden des Umhüllungsglasschmelztiegels
gezogen. Da die massive Kernglasfaser durch die Umhüllungsglasschmelze
dringen muss, müssen
die beiden Glaswaren ein unterschiedliches Viskositätsprofil
und das Kernglas eine höhere
Schmelztemperatur besitzen. Abgesehen von inneren Spannungen bilden
sich an der Kern- und Umhüllungsglasberührungsfläche Blasen
und Ruß.
Die Umhüllungsfaser
hat zudem eine niedrige Schmelztemperatur und kann im Allgemeinen
bei Temperaturen von über
110°C nicht
verwendet werden, was bedeutet, dass sie bei Hochleistungslasern nicht
eingesetzt werden kann. Des Weiteren können durch die Kernbohrung
der Kern- und Umhüllungsglasscheiben
von großen
Glasplatten Verschmutzungen auf dem Glas verursacht werden. Die US-A-4.259.100 offenbart
ein Doppelschmelztiegelsystem zur Herstellung von lichtleitenden
Fasern. Das System weist einen inneren Schmelztiegel auf, der in
Bezug auf einen äußeren Schmelztiegel,
mit dem er konzentrisch angeordnet ist, axial verschoben werden
kann. Glasstäbe
werden direkt in die Schmelztiegel eingeführt und treten in direkten
Kontakt mit den Glasschmelzen in den Schmelztiegeln, wenn diese
erhitzt werden. Das Erhitzen erfolgt mittels einer einzelnen Induktionsspule,
die eine Kapsel umgibt, in der die Schmelztiegel angeordnet sind. Der
Boden jedes Schmelztiegels ist mit einer Düse versehen. Die Düsen der
beiden Schmelztiegel sind voneinander beabstandet, und das geschmolzene Kernglas
tritt durch die Düse
des inneren Schmelztiegels an einer Stelle über der Düse des äußeren Schmelztiegels direkt
in den äußeren Schmelztiegel ein.
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Keines dieser Doppelschmelztiegelverfahren eignet
sich für
die Verwendung bei relativ flüchtigen und
instabilen Chalcogenidglaszusammensetzungen, da beide Glaszusammensetzungen
lange in geschmolzenem Zustand verbleiben und die dadurch verursachten
Verdampfungsverluste zu Zusammensetzungsveränderungen im Kern- und Umhüllungsglas
führen,
was wiederum in erhöhten
optischen Verlusten resultiert. Daher besteht immer noch Bedarf
an einem Verfahren zur Herstellung von optischen Kern/Umhüllungsglasfasern,
die auf die Verwendung von Kern/Umhüllungsvorformen oder Glasteilen
verzichten, keine oder nur geringe Rußbildung an der Berührungsfläche zwischen
den Glaswaren aufweisen und das Auftreten von Blasen im Glas eliminieren
oder zumindest ihre Größe und Auftrittshäufigkeit
minimieren.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der
Erfindung, eine optische Kern/Umhüllungsglasfaser herzustellen,
ohne dabei eine Kern/Umhüllungsvorform oder
Glasteile zu verwenden.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, die Rußbildung
an der Kern/Umhüllungsberührungsfläche einer
optischen Kern/Umhüllungsglasfaser
zu reduzieren oder zu eliminieren.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, die Blasenbildung an der Kern/Umhüllungsberührungsfläche der
optischen Kern/Umhüllungsglasfaser
zu reduzieren oder zu eliminieren.
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Gemäß eines ersten Aspekts der
vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fasern
vorgesehen, die eine Glaskern und eine Glasumhüllung besitzen, das folgende
Schritte umfasst:
- (a) das Anordnen eines Umhüllungsglaskörpers mit
einer Oberseite und einer Unterseite in einem ersten Schmelztiegel
mit einer offenen Oberseite und einem Boden, wobei der Boden des
ersten Schmelztiegels in einer Öffnung
endet, wobei die Öffnung
des ersten Schmelztiegels den Boden des ersten Schmelztiegels mit
einer Leitung verbindet, wobei sich die Leitung von der Öffnung nach
unten in den Boden des ersten Schmelztiegels erstreckt und in einen
Hohlraum mündet,
wobei sich der Hohlraum nach unten erstreckt und in einer Faserziehöffnung endet,
wobei die Leitung dünner
als der Umhüllungsglaskörper ist,
und sich die Oberseite des Umhüllungsglaskörpers auf
einer Höhe
unterhalb der Oberseite des ersten Schmelztiegels befindet;
- (b) das Anordnen eines Kernglaskörpers mit einer Oberseite und
einer Unterseite in einem zweiten Schmelztiegel mit einer offenen
Oberseite und einem Boden, wobei der Boden des zweiten Schmelztiegels
eine Öffnung
aufweist, wobei sich die Öffnung
des zweiten Schmelztiegels nach unten in eine Durchgangsöffnung erstreckt,
die mit dem Hohlraum konzentrisch ist und an diesen angrenzt, wobei
die Durchgangsöffnung
enger ist als der Kernglaskörper,
wobei die Durchgangsöffnung
an einem Auslass oberhalb der Faserziehöffnung endet, wobei ein Zwischenraum
zwischen dem Auslass und der Faserziehöffnung vorhanden ist, wobei
der erste Schmelztiegel und der zweite Schmelztiegel voneinander
beabstandet sind und der erste Schmelztiegel und der zweite Schmelztiegel
einander nicht überschneiden;
- (c) das Verschließen
des Auslasses und der Faserziehöffnung
in ausreichendem Ausmaß,
um ein Austreten von Glasschmelze daraus zu verhindern;
- (d) das Schmelzen des Umhüllungsglaskörpers im
ersten Schmelztiegel, um eine Umhüllungsglasschmelze mit einer
Oberseite und einer Unterseite zu bilden;
- (e) das Schmelzen des Kernglaskörpers im zweiten Schmelztiegel,
um eine Kernglasschmelze mit einer Oberseite und einer Unterseite
zu bilden;
- (f) das Ausüben
von Druck auf die Oberseite der Kernglasschmelze, um das Fließen der
Kernglasschmelze durch die Öffnung
in den zweiten Schmelztiegel und durch die Bohrung zum Auslass zu
bewirken;
- (g) das Ausüben
von Druck auf die Oberseite der Umhüllungsglasschmelze, um das
Fließen
der Umhüllungsglasschmelze
durch die Öffnung
in den Boden des ersten Schmelztiegels und durch den Hohlraum zur
ersten Faserziehöftnung
zu bewirken;
- (h) das Öffnen
des Auslasses und der Faserziehöffnung,
so dass die Kernglasschmelze durch den Auslass und die Faserziehöffnung hinausfließt und an
der Faserziehöffnung
auf eine Ziehtemperatur abkühlt
und die Umhüllungsglasschmelze den
Zwischenraum füllt
und an der Faserziehöffnung
auf eine Ziehtemperatur abkühlt,
wobei der Auslass und die Faserziehöffnung voneinander beabstandet
sind, so dass das Umhüllungsglas das
aus dem Auslass austretende Kernglas umgibt, bevor das Kernglas
aus der Faserziehöffnung
austritt, so dass eine umhüllte
Glasfaser gebildet wird; und
- (i) das Ziehen der umhüllten
Glasfaser aus der Faserziehöffnung.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden
Endung stellt eine Vorrichtung bereit, die für die Herstellung einer Faser
mit einem Glaskern und einer Glasumhüllung nützlich ist, wobei die Vorrichtung
Folgendes umfasst:
einen ersten Schmelztiegel mit einer offenen
Oberseite und einem Boden, wobei der Boden des ersten Schmelztiegels
in einer Öffnung
endet, wobei die Öffnung
des ersten Schmelztiegels den Boden des ersten Schmelztiegels mit
einer Leitung verbindet, wobei sich die Leitung von der Öffnung nach
unten in den Boden des ersten Schmelztiegels erstreckt und in einen
Hohlraum mündet,
wobei sich der Hohlraum nach unten erstreckt und in einer Faserziehöffnung endet;
einen
zweiten Schmelztiegel mit einer offenen Oberseite und einem Boden,
wobei der Boden des zweiten Schmelztiegels eine Öffnung aufweist, wobei sich die Öffnung des
zweiten Schmelztiegels nach unten in eine Durchgangsöffnung erstreckt,
die mit dem Hohlraum konzentrisch ist und an diesen angrenzt, wobei
die Bohrung in einem Auslass oberhalb der Faserziehöffnung endet,
wobei ein Zwischenraum zwischen dem Auslass und der Faserziehöffnung vorhanden
ist, wobei der erste Schmelztiegel und der zweite Schmelztiegel
voneinander beabstandet sind und der erste Schmelztiegel und der
zweite Schmelztiegel einander nicht überschneiden;
eine erste
Heizeinrichtung, um den Inhalt des ersten Schmelztiegels auf einer
ersten Temperatur zu halten; und
eine zweite Heizeinrichtung,
um den Inhalt des zweiten Schmelztiegels auf einer zweiten Temperatur
zu halten, die sich von der ersten Temperatur unterscheidet.
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Die Kern- und Umhüllungsgläser werden also in getrennten
Schmelztiegeln oder Schmelzzonen geschmolzen. Die beiden Schmelzen
werden dann getrennt in zwei zugehörige Glasschmelzeströmungszonen
(d. h. die Leitung und die Durchgangsöffnung) zugeführt und
durch diese hindurch – ohne Kontakt
zu einander – zu
einer zugehörigen Öffnung oder
Ausgangselement der jeweiligen Strömungszone geleitet, wo sie
die jeweilige Strömungszone
verlassen und einander als Schmelze nahe einer Faserziehöffnung oder
-form berühren,
wobei die Umhüllungsglasschmelze
die Kernglasschmelze nahe der Faserziehöffnung oder -form umgibt, an
der eine Kern/Umhüllungsfaser
gezogen wird. Vorzugsweise sind die beiden Schmelztiegel oder Schmelzzonen weder
konzentrisch noch koaxial angeordnet, wie dies bei Doppelschmelztiegelverfahren
nach dem Stand der Technik der Fall ist, wobei sie jedoch falls erwünscht dennoch
derartig angeordnet werden können.
In einer Ausführungsform,
die zur Veranschaulichung der Wirksamkeit des Verfahrens der Erfindung herangezogen
worden ist, sind die beiden Glasschmelzzonen seitlich oder horizontal
voneinander beabstandet und nicht vertikal in Bezug aufeinander angeordnet,
wie bei den Doppelschmelztiegelverfahren nach dem Stand der Technik.
Dadurch wird eine bessere Steuerung (i) des Glasschmelzvorgangs,
(ii) der Atmosphäre
und des Drucks in den beiden Schmelztiegeln ermöglicht und (iii) die Verschmutzung
der Glasschmelze in den Schmelztiegeln minimiert, wie untenstehend
im Detail erklärt
werden wird. Das Verfahren ermöglicht
zudem, dass die Schmelzzonen und Schmelztiegel, falls erwünscht, auf
unterschiedliche Temperaturen erhitzt werden. Das Verfahren der
Erfindung bildet Glasfasern direkt aus einem Kernglasstab und einem
Umhüllungsglasstab,
ohne dafür
Kern/Umhüllungsvorformen
oder Umhüllungsglasröhren zu
benötigen,
ohne Schmelzen aus Glasteilen samt Begleiterscheinungen wie Gasabsorption,
Gaseinschluss und längere
Heizzeiten auszubilden und ohne dadurch beschränkt zu sein, beide Glassschmelzen
auf gleicher Temperatur halten zu müssen. Beim Verfahren der Erfindung können die
beiden Glasschmelzzonen eine zu den Glasschmelzzonen und der Glasberührungs-/Faserziehzone
unterschiedliche Temperatur aufweisen. Die Verwendung von Glasstäben als
Glaskörper
ermöglicht
den Einsatz einfacher Stabgeometrien, die nicht zylindrisch sein
müssen,
sondern jede beliebige praktische Form aufweisen können und
in Größen hergestellt
werden können,
die größer oder
kleiner als die in Verfahren mit Stäben und Röhrenkombinationen oder Vorformen
derzeit verwendbaren sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass
die Abmessungen der Stäbe
nicht präzise
sein müssen,
wie dies bei der Verwendung von Kernstäben und Umhüllungsröhrenanordnungen und Herstellungsvorformen
der Fall ist. Darüber
hinaus besteht ein anderer Vorteil, dass eine Glasschmelze direkt
von einem Stab gebildet wird, darin, dass der Stab unter Verschluss
in einer geeigneten Ampulle oder einem anderen Mittel geformt werden
kann, und der so erzeugte Stab direkt ohne eine Weiterverarbeitung
in Teile, Vorformen, Röhren
oder dergleichen, wodurch Gasblasen, Ruß oder andere Verschmutzungsstoffe
in das Glas eingeführt
werden, geschmolzen werden kann. Falls der Anwender es wünscht, können die „Glasstäbe", die als Ausgangsbasis
für das
Kern- und Umhüllungsglas
im Verfahren der Erfindung bilden, scheibenförmig sein oder auch die Form
einer Hohlröhre haben.
Da diese Scheiben- und Hohlröhrenformen zu
Rußbildung
und/oder Gasblasen sowie anderen Verschmutzungsstoffen in der Glasfaser
führen
können
bzw. dies auch tun, sind die Stäbe
vorzugsweise massive Glaskörper
und weisen insbesondere eine Länge
auf, die zumindest dem mittleren Querschnitt oder einem äquivalenten
Durchmesser entspricht, wenn eine andere Form als die eines Zylinders
verwendet wird. Im Verfahren der Erfindung können die Glasschmelzzonen (Schmelztiegel)
und Schmelzeströmungszonen
sowie die Kern- und Umhüllungsglasstäbe bevor
die Schmelzen gebildet werden entgast werden, und die Atmosphäre für das Schmelzen und
Ziehen durch eine Edelgasatmosphäre
ersetzt werden. Die Kern- und Umhüllungsglasstäbe werden jeweils
entweder als Einzelmasse geschmolzen oder nur während des Verfahrens langsam
nahe ihres Bodenabschnitts geschmolzen werden, um die Wärmeeinwirkung
auf die Glaszusammensetzungen sowie die damit einhergehende Verdampfung
und Zusammensetzungsveränderungen
durch den Schmelzvorgang zu minimieren. Unter Schmelzen ist zu verstehen,
dass das Glas weich genug ist, um zu fließen, was für jede Glaszusammensetzung
empirisch bestimmt werden muss, da dies eine Funktion der Schmelztemperatur,
des Drucks auf die Glasschmelze und der Viskosität des Glases ist. Im weitesten Sinne
steht der Begriff Schmelze für
erweichtes Glas mit einer Temperatur über dessen Glasumwandlungstemperatur
und einer Viskosität
innerhalb des breiten Bereichs von etwa 100–109 Poise, und genauer gesagt innerhalb eines
Bereichs von etwa 103–106 Poise
bei Chalcogenidglas.
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Obwohl das Verfahren der Erfindung
an einer Chalcongenid-Kern- und Umhüllungsglaszusammensetzung demonstriert
worden ist, eignet es sich für
alle Glaszusammensetzungen und ist nicht auf die Verwendung mit
Chalcogenidglas beschränkt.
Beispielhafte, jedoch nicht eingrenzende Beispiele für andere
Glasarten, die zu Glasumhüllungsglasfasern geformt
werden können,
schließen
Silikate, Fluorid-Glas, Phosphate, Borate und Germanate ein. Wie Fachleuten
auf dem Gebiet bekannt ist, umfasst Chalcogenidglas zumindest eines
der Chalcogenid-Elemente
S, Se und Te und schließt
typischerweise zudem zumindest eines der Elemente Ge, As, Sb, Tl,
Pb, Si, P, Ga, In, La, Cl, Br und l ein. Gläser dieser Art können auch
ein oder mehrere Seltenerdelemente enthalten. Chalcogenidglas enthält typischerweise zumindest
etwa 25 Mol-% und im Allgemeineren zumindest 50 Mol-% eines oder
mehrerer der drei Chalcogenidelemente. Es hat sich herausgestellt,
dass das Vorhandensein von Tellurium in der Glaszusammensetzung
die Übertragung
im Infrarotbereich erhöht.
Während
Sulfid-Fasern wie As2S3 etwa
Wellenlängen
von etwa 1–6
Mikron übertragen,
ist das Übertragungsfenster
durch die Zugabe des schwereren Chalcogenidelements Tellurium auf über 10 Mikron vergrößert. Gläser, die
eine große
Menge an Tellurium enthalten, übertragen üblicherweise
im Bereich von 3–12
Mikron.
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Bei der Demonstration der Erfindung
wurde ein zylindrischer Kernglassstab in einen rohrförmigen Quarzschmelztiegel
oder -schmelzzone, und ein zylindrischer Kernglasstab wurde in einen
separaten Quarzschmelztiegel oder -schmelzzone gegeben, der seitlich
vom Kernglassschmelztiegel beabstandet war, so dass die Längsachsen
der beiden Schmelztiegel nicht übereinstimmten
und die beiden Schmelztiegel seitlich auf etwa derselben horizontalen
Ebene beabstandet waren. Jeder Schmelztiegel wies im Boden eine Öffnung auf,
die in eine entsprechende Schmelzströmungszone mündete. Jeder Stab wurde in
seinem zugehörigen
Schmelztiegel oder in seiner Schmelzzone erhitzt, um das Glas aufzuweichen,
so dass es nach unten in eine zugehörige Glasschmelze-Strömungszone
(ebenfalls aus Quarz hergestellt) floss, ohne dabei die andere Glasschmelze
zu berühren,
wobei die Umhüllungsglasschmelze-Strömungszone
die Kernglasschmelze-Strömungszone
umgab. Der Boden der Umhüllungsglasströmungszone
wies eine Öffnung
auf, die als Faserziehöftnung
diente, und die Kernglasströmungszone hatte
eine Ausgangsöffnung,
die nahe der Ziehöffnung,
jedoch leicht über
und koaxial mit ihr, angeordnet war, so dass die Kernglasschmelze
in der Nähe der
Ziehöffnung
von Umhüllungsglasschmelze
umgeben war, um beim Herausströmen
der beiden Schmelzen nach unten und aus der Ziehöffnung eine Kern/Umhüllungsglasfaser
auszubilden. In dieser Ausführungsform
war die Kernglasschmelze von der Umhüllungsglasschmelze umgeben
und wurde von dieser berührt,
bevor die beiden Schmelzen die Vorrichtung über die Umhüllungsglasöffnung, die als Faserziehöffnung diente,
verließen.
In einer anderen Ausführungsform
jedoch fließt
die Umhüllungsglasschmelze
aus einer Öffnung,
die die Form eines kegelförmigen
Rings hat, der die Kernglasschmelze, die in Form eines Fadens oder
einer Glasfaser vorliegt, knapp unter der Umhüllungsglasschmelzeöffnung berührt, die
zudem die Faserziehöftnung
oder -form ist. In einer weiteren Ausführungsform berührt die
Kernglasschmelze die umgebende Umhüllungsglasschmelze innerhalb
der Umhüllungsglasöftnung bzw.
Faserziehöffnung
oder -form. Der Begriff „Nahe der
Faserziehöffnung" gilt für alle drei
Ausführungsformen,
wie Fachleute auf dem Gebiet anerkennen werden. Beide Schmelzeströmungszonen
wurden auf dieselbe Temperatur erhitzt, um die jeweiligen Gläser zu schmelzen.
Beide Schmelztiegel wurden auf dieselbe Schmelztemperatur erhitzt,
um das jeweilige Glas zu schmelzen. Somit umfasst das Verfahren
der Erfindung in dieser Ausführungsform
folgende Schritte: (a) Schmelzen eines Kernglasstabs und eines Umhüllungsglasstabs
in zugehörigen Schmelztiegeln,
die weder konzentrisch noch koaxial und seitlich voneinander beabstandet
sind; (b) Fließen
jeder Glasschmelze durch eine zugehörige Schmelzeströmungszone,
so dass die Glasschmelzen nicht miteinander in Kontakt kommen; (c)
Weiterleiten der Schmelzen von den Strömungszonen zu einer Berührungszone,
in der die Schmelzen miteinander in Kontakt treten, wobei die Umhüllungsglasschmelze
das Kernglas umgibt, und Ziehen einer Kern/Umhüllungsfaser (einer Glaskern/Glasumhüllungsfaser)
aus der Berührungszone.
Weitere Ausführungsformen
schließen
vor dem Schmelzen des Glases das Entgasen der Schmelz-, Strömungs- und Berührungszonen
sowie der Kern- und Umhüllungsglasstäbe in ihren
zugehörigen
Schmelztiegeln ein. Noch eine andere Ausführungsform umfasst das Anwenden
einer Inertgasatmosphäre
auf die jeweiligen Schmelzen in den zugehörigen Schmelztiegeln sowie
das Ausüben
eines Drucks auf die Glasschmelzen durch das Gas, um die Glasschmelzen
darin zu unterstützen,
bei einer niedrigeren Temperatur als normalerweise für das Strömen ohne
Druck notwendig zu fließen.
Weitere Ausführungsformen
schließen (i)
das Halten der Schmelze- und Strömungszonen auf
unterschiedlichen Temperaturen und (ii) das Halten der beiden Schmelzzonen
oder Schmelztiegel auf unterschiedlichen Temperaturen. Die durch
das Verfahren der Erfindung hergestellte Kern/Umhüllungs-Chalcogenid-Glasfaser
weist eine Konzentrizität
von 100% auf. Auch obwohl sich die obigen Illustrationen auf die
Mehrmodenglasfaserherstellung bezogen haben, kann das Verfahren
ebenso bei der Produktion von Einzelmodenglasfasern verwendet werden.
Abschließend
werden Fachleute auf dem Gebiet anerkennen, dass durch Addition
einer dritten Glasschmelzzone und einer weiteren Schmelzeströmungszone,
die die erste Schmelzeströmungszone zumindest
teilweise umgibt, etc., die Herstellung einer Glasumhüllungs-Glaskern-Doppelglasfaser ermöglicht wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ABBILDUNGEN
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Ein umfassenderes Verstehen der Erfindung wird
durch Verweis auf die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
und die begleitenden Abbildungen erzielt, bei denen dieselben Strukturen
oder Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit ähnliche
Verweiszahlen bezeichnet worden sind, worin:
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1 schematisch
einen Querschnitt der Vorrichtung veranschaulicht, die für das Verfahren der
Erfindung nützlich
ist.
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2(a), 2(b) und 2(c) jeweils schematisch einen Querschnitt
der Vorrichtung aus 1 sowie
der Kern- und Umhüllungsglasstäbe und Schmelzen
während
des Verfahrens der Erfindung darstellen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezugnehmend auf 1 ist schematisch ein Querschnitt einer
Vorrichtung 10, die sich zur Verwendung im Verfahren der
Erfindung eignet, so veranschaulicht, dass sie hohle, rohrtörmige Schmelztiegel 12 und 14 umfasst,
die jeweils eine kegelförmige
Schliffglasoberseite (Quarzglas) 16 und 18 aufweisen,
die durch zugehörige
hohle Deckel oder Stöpsel 20 und 22 verschlossen
sind, die wiederum entsprechende Glasverbindungsstücke 24 und 26 besitzen.
Die Schmelztiegel 12 und 14 enthalten zugehörige Glasschmelzezonen
in Form von Hohlräumen 30 und 32.
Die Glasverbindungsstücke 24 und 26 ermöglichen
das Ausüben
eines Vakuums auf das Innere der Vorrichtung, um sowohl die Innenflächen der
Vorrichtung als auch die Außenfläche eines
Glaskernstabs (nicht dargestellt) und die eines Umhüllungsglasstabs
(nicht dargestellt) zu entgasen. Sie erlauben zudem das Einfüllen eines
Edelgases oder Reaktionsgases in die Innenräume 30 und 32 der Schmelztiegel über die
Glasumhüllungs-
und -kernstäbe
sowie der Glasschmelzen während
des Schmelz-, Strömungs-
und Ziehvorgangs. Das Edelgas dient dazu, eine Verschmutzung der
Oberflächen während des
Verfahrens zu verhindern, und unterstützt das Fließen der
Schmelzen sowie das Ziehen, indem es Druck auf die Schmelzen ausübt (nicht
dargestellt). In dieser Ausführungsform
hält eine
Stütze 28 die
Schmelztiegel in ihren Positionen, verstärkt die Vorrichtung und macht
sie weniger bruchanfällig. Fachleute
auf dem Gebiet werden anerkennen, dass die Vorrichtung bei der Verwendung
von Glas mit höherer
Schmelztemperatur und nicht von Chalcogenidglasstäben aus
einem geeigneten Material mit höherer
Schmelztemperatur, wie Platin, Platinlegierungen und dergleichen,
hergestellt sein wird. In dieser Ausführungsform ermöglichen
die Schliffglasflächen die
Ausbildung eine Abdichtung durch die hohlen Quarzstöpsel 20 und 22.
Die Stütze 28 ist
ein Quarzstab. Die Wand 34 des Schmelztiegels 12 setzt
sich nach unten fort, um einen durch die Wand 36 definierten
röhrenförmigen Zylinder
auszubilden, der einen zylindrischen Hohlraum 38 mit einem
ring- oder scheibenförmigen
Querschnitt formt. Der Boden des Schmelztiegels 12 enthält eine
Düse oder Öffnung 39,
die sich nach unten in den Hohlraum 42 in der Röhre 40 erstreckt.
Der Schmelztiegel 14 weist am Boden ebenfalls eine Öffnung 37 auf,
die sich in den Hohlraum oder Durchgangsöffnung 43 der ringförmigen Leitung 41 und
anschließend
in den Hohlraum 38 erstreckt. Die Leitung 41 mündet in
den Hohlraum 38, der durch die Wände 34 und 36 definiert
ist. Die Durchgangsöffnung 43 und
der Hohlraum 38 grenzen aneinander an und dienen als Schmelzeströmungszone
für die
Umhüllungsglasschmelze,
die aufgrund des Schmelzens des Umhüllungsglasstabs im Umhüllungsglasschmelztiegel 14 durch
diese strömt. Ähnlich dient
auch die Durchgangsöffnung 42 als Schmelzeströmungszone
für die
Kernglasschmelze, die durch das Schmelzen des Kernglasstabs (nicht dargestellt)
im Kernglasschmelztiegel 12 entsteht. Die Kapillarröhre 35 erstreckt
sich von der Wand 36 nach außen sowie nach oben bis fast
zur Spitze der Vorrichtung und umfasst eine Durchgangsöffnung 33,
die in den Hohlraum 38 an ihrem unteren Ende mündet. Zudem öffnet sie
sich an ihrem anderen Ende in die Atmosphäre und dient als Gasleitung,
so dass jedes beliebige im Hohlraum 38 vorhandene Gas in
die Durchgangsöffnung 33 strömt und durch das
obere Ende der Kapillarröhre
entweicht, wenn die Ummhüllungsglasschmelze
aus ihrem Schmelztiegel oder Schmelzzone fließt und den Hohlraum
38 anfüllt. Die
Durchgangsöffnung 33 ist
zu klein für
das Glas, um durchfließen
zu können.
Inertgas, das über die
hohlen Stöpsel 20 und 22 auf
die Oberseite der Schmelze eingeführt wird, dient dazu, die Glasschmelzen
durch die Schmelzeströmungszonen,
und zwar die Hohlräume 38, 42 und 43,
nach unten zu drücken.
Wie durch Verweis auf die 1 ersichtlich wird
und wie die 2(a), 2(b) und 2(c) detailliert zeigen, verlässt flüssiges Kernglas
seine Schmelzezone (Hohlraum 42) über die rohrförmige Öffnung 44,
die sich nach unten erstreckt und knapp über der Öffnung 48 einen Auslass
für die
Umhüllungsglasschmelze
bereitstellt, wo das Kernglas vom flüssigen Umhüllungsglas, das über die
als Faserziehöffnung dienende
Düse 48 aus
dem Hohlraum 38 austritt, umgeben und berührt wird.
Die Schmelzen berühren einander
in der Berührungszone 48,
die durch einen kleinen Zwischenraum zwischen dem Boden der Umhüllungsglasschmelze-Strömungsöffnung 44 und
der Faserziehöffnung 48 definiert
ist. Eine optische Kern/Umhüllungsglasfaser
(nicht dargestellt) wird aus der Öffnung 48 gezogen.
Ein abnehmbarer Quarzverschlussstöpsel 62 wird an den
Bodenöffnungen 44 und 48 angebracht,
bis die Faser zum Ziehen bereit ist. Nicht dargestellt ist in 1 der Ofen, der die Mittel
zum Erhitzen der Schmelztiegel 12 und 14 sowie
die Schmelzeströmungszonen
umfasst. Dies ist in der 2 veranschaulicht
und untenstehend im Detail erklärt.
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Bezugnehmend auf die 2(a), 2(b) und 2(c), die das Verfahren und
eine Vorrichtung der Erfindung veranschaulichen, wird eine Vorrichtung 50 gezeigt,
die für
das Verfahren der Erfindung geeignet ist, die eine Vorrichtung 10 umfasst,
die im Wesentlichen der aus 1 entspricht,
jedoch aus Gründen der
Kürze nicht
alle Details aufweist. Die Vorrichtung 10 ist, wie dargestellt,
von einem Ofen umgeben, der eine Glasummantelung (Pyrex oder Quarz)
aufweist, an deren Außenseite
Heizmittel 58 und 60, wie ein Heizdraht, Heizband
oder ein anderes beliebiges, Fachleuten auf dem Gebiet bekanntes
geeignetes Mittel, angebracht sind. In der in den Beispielen verwendeten
Ausführungsform
bestehen die Heizmittel aus Heizbändern, wobei die Glasummantelung
und das Heizband mit FiberfaxTM-Wärmeisolation – eine Art
Glasfaserisoliermaterial, das Fachleuten auf dem Gebiet bekannt
ist – umwickelt
sind. Die Glasummantelung ist so dimensioniert, dass sie so eng
wie möglich
der Außenform
der Vorrichtung entspricht, um ein einheitliches Heizen zu bewirken.
Zuerst sind, mit besonderem Verweis auf die 2(a), ein Glaskernstab 54 und
ein Glasumhüllungsstab 56 in
den zugehörigen
Schmelztiegeln 12 und 14 dargestellt, wobei die
Bodenöffnung
mit einem abnehmbaren Quarzverschlussstöpsel verschlossen ist. In dieser
Ausführungsform
umfassen die Heizmittel 58 und 60 zwei separate
Heizbänder,
die um die Außenseite
des Glasbehälters
gewickelt sind, so dass die Glasaufweich- oder -schmelzzonen (Schmelztiegel 12 und 14),
wenn erwünscht,
auf eine andere Temperatur erhitzt werden können als die darunter angeordneten Schmelzesströmungs- und
Ziehzonen. Die Glaskern- und -umhüllungsstäbe werden in den jeweiligen Schmelztiegel
gegeben, und die gesamte Vorrichtung auf bis etwa 100°C erhitzt,
während
im Inneren der Vorrichtung und auf der Außenfläche der Glasstäbe durch
das Vakuum-Entgasen des Inneren der Vorrichtung sowie der Glasstäbe durch
die Gasverbindungsstücke 24 und 26 ein
Vakuum erzeugt wird. Die Stäbe
und das Innere der Vorrichtung werden dann mit über die Verbindungsstücke 24 und 26 eingeführtem Trockenstickstoff
gereinigt, und die Schmelzzonen und Schmelztiegel dann mittels der
Heizbänder 58 auf
eine über
der Glasübergangstemperatur
des Glases erhitzt, während
die untere Schmelzeströmungs-
und Faserziehzone mittels der Heizbänder 60 auf die selbe
oder eine andere Temperatur erhitzt wird. Das Erhitzen führt dazu,
dass die Glasstäbe weich
werden und das Glas in die entsprechenden Kern- und Umhüllungsglasleitungen 42 und 43 strömt, wie
in 2(b) dargestellt
ist, und der auf die Glasschmelzen ausgeübte Druck erhöht wird.
Der Stöpsel 62 wird
entfernt und die Kern/Umhüllungsglasfaser
wie in 2(c) aus dem
Boden gezogen. Das Verfahren der Endung ermöglicht es, eine hohe Konzentrizität zwischen
dem Kern- und Umhüllungsglas
in der Faser zu erzielen. Die Konzentrizität wird dadurch bestimmt, dass
der Querschnitt der Kern/Umhüllungsfaser,
und zwar jeweils die maximale und minimale Umhüllungsdicke, an mehreren unterschiedlichen
Stellen entlang der Länge
der Faser gemessen wird, und dann der Minimumwert durch den Maximumwert
dividiert und mit 100 multipliziert wird, um einen Prozentwert für die Konzentrizität zu erhalten.
Die durch das Verfahren der Erfindung hergestellte Chalcogenid-Kern/Umhüllungsglasfaser weist
eine Konzentrizität
von 100 % auf.
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Nachdem nun die Erfindung beschrieben worden
ist, dienen die folgenden Beispiele der Illustration spezifischer
Anwendungen der Erfindung, einschließlich der jetzt bekannten besten
Art, die Erfindung umzusetzen. Die spezifischen Beispiele sollen den
Schutzumfang der in dieser Anwendungsmöglichkeit beschriebenen Erfindung
nicht eingrenzen.
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BEISPIELE
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In den unten angeführten Beispielen
wurden aus elementaren, analysenreinen Ausgangsstoffen, die zusätzlich gereinigt
worden sind, Chalcogenid-Kernglasstäbe hergestellt, die die Zusammensetzung
As40S58Se2 (Atom-%) aufwiesen. Für jeden Stab wurden Arsen,
Schwefel und Selen eingewogen, trockengemischt und in eine Quarzglasampulle
gefüllt, die
aus Quarzglas in einem Trockenschrank hergestellt wurde, wobei die
Ampullen danach entleert und mit einem Sauerstoff-Methan-Brenner versiegelt
wurden. Der Chalcogenid-Umhüllungsglasstab
setzte sich aus As40S60 zusammen
und wurde unter Verwendung desselben Verfahrens erzeugt. Das Schmelzen der
Glaschargen erfolgte bei 850°C
für 8 h
in einem Schüttelofen,
um das Mischen zu erleichtern. Die Schmelzen wurden anschließend abgeschreckt,
wobei sich die Ampullen in einer vertikalen Position befanden, und
auf etwa die Glasübergangstemperatur (200°C) abgekühlt wurden,
um Stäbe
mit einer Länge von
etwa 10 cm und einem Durchmesser von 10 mm herzustellen. Die unterschiedliche
Wärmeexpansion und
-kontraktion von Chalcogenidglas und Quarzglas führt dazu, dass die Chalcogenidglasstäbe einen
etwas kleineren Durchmesser als die Quarzglasstäbe aufweisen, so dass die Stäbe leicht
aus den Ampullen entfernt werden können, nachdem deren Spitze abgebrochen
worden ist. Das Chalcogenidglas reagiert bei den im Verfahren der
Erfindung eingesetzten Temperaturen nicht mit dem Quarz, wie in
den untenstehenden Beispielen erläutert ist.
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BEISPIEL 1
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In diesem Beispiel wurde die in den 1 und 2 schematisch dargestellte und beschriebene Vorrichtung
verwendet. Die Vorrichtung aus 1 wurde
aus Quarz hergestellt und dann in einen satt anliegenden Glasbehälter gegeben,
der um die Außenseite
herumgewickelte Heizbänder,
wie in 2 ersichtlich,
zum Ausbilden zweier unabhängiger Heizzonen
aufwies. Die Abmessungen der Kern- und Umhüllungsglasschmelztiegelröhren 12 und 14 betrugen
12 × 18
mm. Der Abstand von der Schnittstelle zwischen dem unteren Ende
der Umhüllungsglasleitung 41 und
der Quarzglaswand 36 zum Boden der Schmelzeströmungs- und
Ziehzone betrug 3 Zoll. Die Leitung 41 maß 6 × 10 mm
und die Kernglasstabströmungsleitung 40 5 × 8 mm mit
einem 1 mm Spalt zwischen dem Boden der Kernglasströmungsöffnung 44 und
dem Boden der Innenseite der Außenwand 36, die
als Glasschmelze-Berührungszone
diente, in der das Kernglas nach unten und aus der Öffnung im
Boden seiner Strömungsleitung
strömte
und mit der Umhüllungsglasschmelze
in Kontakt kam, welche diese bereits vor dem Austreten der Glaswaren
aus dem Boden der Vorrichtung als optische Kern/Umhüllungsglasfaser
umgab. Die Ziehöffnung
hatte einen Durchmesser von 7 mm, und die Öffnung am Boden der Kernglasströmungsleitung
war 3 mm breit. Beide Öffnungen
waren geschliffen und nach außen
leicht kegelförmig
gestaltet, um das Verschließen
zu erleichtern. Wie oben erklärt
war eine Heizzone die obere Zone, die die beiden Schmelztiegel oder
Glasschmelzzonen erhitzte, und die andere Heizzone die untere Zone,
die die Glasschmelzeströmungszone und
die Faserziehzone umfasste. Die hohlen Stöpsel (20 und 22)
wurden aus der geschliffenen Glasverbindungsstelle entfernt, und
die Kern- und Umhüllungsglasstäbe in die
jeweiligen Schmelztiegel gegeben, wobei, wie in den Figuren gezeigt,
der Kernglasstab im zentralen Rohr 12 und der Umhüllungsglasstab
im anderen Rohr 14 angeordnet war. Danach wurden die hohlen
Stöpsel
wieder in die Schliffglasverbindungsstellen am oberen Ende eingeführt und mit
einer Stickstoffquelle verbunden, und der abnehmbare Quarzverschlusstöpsel (62)
wurde in der Bodenöffnung
angebracht. Die Glassstäbe
und die Vorrichtung wurden mit Trockenstickstoff gereinigt und in
der oberen Zone auf eine festgesetzte Temperatur von etwa 395°C und in
der unteren Zone auf eine Temperatur von 375°C erhitzt, wobei beide Temperaturen über der
Glasübergangstemperatur
von etwa 200°C
lagen. Die zonalen Temperaturunterschiede waren willkürlich gewählt. Unter
diesen Bedingungen wurden die Kern- und Umhüllungsglasstäbe erweicht
und flossen unter einem Stickstoffdruck von etwa 1 Zoll Wasser in
ihre zugehörigen
Schmelzeströmungsleitungen,
wodurch die Öffnungen
am Boden der Schmelztiegelröhren
wie in 2(b) ersichtlich
verstopften. Dadurch begann sich der Druck über jedem Glas zu erhöhen, wobei
der Druck durch ein Drucksteuerungselement und ein Druckablassventil
kontrolliert wurde. Die vorbestimmten Anfangstemperaturen in den
oberen und unteren Zonen wurden auf 370°C bzw. 358°C abgesenkt, und der Druck auf
die Kern- und Umhüllungsglasstäbe wurde
auf 1,5 Zoll (P1) bzw. 2 Zoll Wasser (P2) erhöht. Nun wurde der Quarzstöpsel entfernt,
und die Kern/Umhüllungsfaser
trat aus dem Boden der Quarzglasware wie in 2(c) dargestellt aus. Die Faser wurde mit
Kern- und Umhüllungsdurchmessern
von 175 um bzw. 235 um gezogen. Die Faser zeigte eine Konzentrizität von 100
%. Durch ein Herabsetzen der vorbestimmten Temperatur der oberen
und unteren Zone auf 362°C
bzw. 348°C
sowie ein Erhöhen
des Drucks auf Kern- und Umhüllungsglasstab
auf 0,2 bzw. 0,5 psi konnte eine dickere Faser mit Kern- und Umhüllungsglasdurchmessern
von 190 um und 250 um erzeugt werden. Auf einer Aufwickeltrommel
wurden über
50 m dieser Faser gesammelt, die eine Konzentrizität von 100%
aufwies.
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BEISPIEL 2
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In diesem Versuch war der untere
Abschnitt der Quarzglasware wesentlich kürzer und etwa nur ¾ Zoll
lang, im Vergleich zu 3 Zoll bei der Vorrichtung aus Beispiel 1.
Die Kern- und Umhüllungsglasöffnungen
im Boden wurden von 3 (Beispiel 1) auf 4 bzw. von 7 (Beispiel 1)
auf 8 mm vergrößert. Durch
das Vergrößern der
Austrittsabmessungen kann eine dickere Faser gezogen werden. Im
Versuch wurde bei Temperaturen der oberen und unteren Zone von 371°C bzw. 363°C und einem
Kern- und Umhüllungsdruck
von 0,5 psi bzw. 0,2 psi eine Kern/Umhüllungsglasfaser mit einem Durchmesser
von 400 um gezogen. Bei einer oberen und unteren Temperatur von 366°C und 362°C und einem
Stickstoffdruck auf Kern- und Umhüllungsglas von 0,3 psi bzw.
0,2 psi, konnte auch eine Kern/Umhüllungsfaser mit einem Durchmesser
von 350 um gezogen werden.
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Es ist zu verstehen, dass die verschiedenen anderen
Ausführungsformen
und Modifikationen in der praktischen Anwendung für Fachleute
auf dem Gebiet offensichtlich sind und von ihnen vorgenommen werden
können,
ohne dass dadurch der Schutzumfang der oben beschriebenen Erfindung überschritten
wird. Dementsprechend ist der Schutzumfang der hiernach angeführten Ansprüche nicht
als durch obige exakte Beschreibung begrenzt zu verstehen, sondern
es sind die Ansprüche
vielmehr so aufzufassen, dass sie sämtliche patentierbaren neuartigen
Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen, einschließlich aller
Merkmale und Ausführungsformen,
die von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung als äquivalente
Ausführungsformen
dieser bezeichnet werden würden.