DK159922B - Fremgangsmaade til dannelse af et poroest glasraaemnefor fremstilling af en optisk boelgelederfiber og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Fremgangsmaade til dannelse af et poroest glasraaemnefor fremstilling af en optisk boelgelederfiber og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden Download PDF

Info

Publication number
DK159922B
DK159922B DK250782A DK250782A DK159922B DK 159922 B DK159922 B DK 159922B DK 250782 A DK250782 A DK 250782A DK 250782 A DK250782 A DK 250782A DK 159922 B DK159922 B DK 159922B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
blank
core blank
core
burner
glass
Prior art date
Application number
DK250782A
Other languages
English (en)
Other versions
DK250782A (da
DK159922C (da
Inventor
Dale Robert Powers
Original Assignee
Corning Glass Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Glass Works filed Critical Corning Glass Works
Publication of DK250782A publication Critical patent/DK250782A/da
Publication of DK159922B publication Critical patent/DK159922B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK159922C publication Critical patent/DK159922C/da

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Document Processing Apparatus (AREA)

Description

DK 159922 B
Den foreliggende opfindelse angår fremstilling af optiske bølgelederfibre.
Optiske bølgelederfibre, der udviser meget små tab, dannes i almindelighed ved kemiske dampaflejrings- ("chemical 5 vapor deposition", CVD)-teknikker, som fører til dannelse af overordentligt rene materialer.
Ifølge én CDV-teknik, som benævnes den ydre dampfase-oxideringsfremgangsmåde, føres dampen fra de reaktionsdeltagende forbindelser ind i en flamme, hvor den oxideres, 10 således at den danner et partikelopdelt glasmateriale eller -sod, som er rettet mod en spindel. Der blev aksialteknikker udviklet, hvorved én eller flere brændere eller sodaflejringsdyser blev rettet aksialt mod spindlen. Efterhånden som tykkelsen af de aflejrede sodlag vokser, bevæger begyn-15 delsesemnet sig væk fra brænderne. Aksiale dampfaseoxide-ringsteknikker er beskrevet i US-patent nr. 3.966.446, nr. 4.017.288, nr. 4.135.901, nr. 4.224.046 og nr. 4.231.774.
En aksial blandingsteknik, hvorved en kerne dannes ved aksial dampfaseoxidering og et hylsterlag samtidigt 20 aflejres på kernen ved radiært indadrettede glassodstrømme, beskrives i US-patent nr. 3.957.474 og nr. 4.062.665. Efterhånden som kernen dannes, trækkes den ud fra brænderne eller dyserne, som har dannet den. Kappen aflejres af stationære brændere eller dyser.
25 En vigtig og sandsynligvis begrænsende faktor ved fastlæggelse af aflejringshastigheden i de førnævnte CVD--processer afhænger af temperaturen af gasstrømmen, i hvilken sodpartiklerne medrives. Se publikationsartiklen af P. G.
Simkins m.fl., "Thermophoresis: The Mass Transfer Mechanism 30 in Modified Chemical Vapor Deposition", Journal of Applied Physics, bind 50, nr. 9, september 1979, siderne 5676-5681. Termophorese driver sodpartiklerne fra de varmere dele af gasstrømmen mod de koldere dele. Eftersom overfladen af råemnet i reglen er koldere end den omgivende gasstrøm, har 35 termophorese-virkningen tilbøjelighed til at drive sodpartiklerne mod overfladen af råemnet. Når en overflade er 2
DK 159922 B
næsten lige så varm som den omgivende gasstrøm, er temperaturgradienten lille. Termophorese-virkningen er derfor mindst mulig, og aflejringshastigheden er lille. Når imidlertid overfladetemperaturen af råemnet er lav, bevirker termopho-5 rese-virkningen som følge af den store termiske gradient en forholdsvis stor aflejringshastighed.
Ved den aksiale blandingsfremgangsmåde rettes en brænder kontinuerligt mod en position på råemnet. Råemneover-fladen bliver således varm, og aflejringshastigheden begræn-10 ses af den lille temperaturgradient mellem råemneoverfladen og den sodindholdende gasstrøm.
Det er derfor formålet med opfindelsen at forbedre aflejringsvirkningsgraden af en fremgangsmåde til dampfase-oxidering til fremstilling af optiske bølgelederråemner, 15 samt tilvejebringe et apparat til udøvelse af fremgangsmåden.
Det angivne formål opnås med en fremgangsmåde af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger, og et apparat til udøvelse af fremgangs-20 måden, som er ejendommeligt ved den i krav 11 angivne udformning.
Ifølge opfindelsen er der tilvejebragt en fremgangsmåde til dannelse af et porøst glasråemne for fremstilling af en optisk bølgelederfiber, hvilken fremgangsmåde indbefat-25 ter tilvejebringelse af et aflangt, cylinderformet kerneemne, styring af en strøm af glaspartikelmateriale mod en sideoverflade af kemeemnet for at opbygge en første belægning af en given tykkelse derpå, rotation af kerneemnet i forhold til strømmen af partikelmaterialet og tilvejebringelse af 30 en relativ bevægelse i længderetningen i én retning mellem kerneemnet og strømmen af partikelmateriale, som er karakteristisk ved yderligere at indbefatte, at strømmen af partikelmateriale kontinuerligt bevæges frem og tilbage i forhold til en længdedel af kerneemnet for i området for par-35 tikelstrømmens frem- og tilbagegående bevægelse at aflejre O 3
DK 159922 B
og opbygge en belægning med en tykkelse, som aftager fra den givende tykkelse til en tykkelse på nul.
I forhold til den kendte teknik er opfindelsen fordelagtig ved, at den frem- og tilbagegående bevægelse af 5 brænderen i forhold til kernematerialet, tillader sodråemnet at køle ned mellem på hinanden følgende brænderpassager, hvorved aflejringshastigheden forøges som følge af forøget termophorese. Den vedvarende længdebevægelse mellem brænderen og kernematerialet tillader dannelsen af forholdsvis lange 10 råemner eller kontinuerlig fremstilling af råemner, fra hvilke fibre kontinuerligt kan trækkes, hvis det ønskes.
Ved opfindelsen er tillige tilvejebragt et apparat til dannelse af et porøst glasråemne, som indbefatter et organ til at bære et aflangt, cylinderformet kerneemne, et 15 organ til at styre en første strøm af glaspartikelmateriale mod en sideflade på kerneemnet for opbygning af en første belægning herpå, et organ til at rotere kerneemnet i forhold til det partikelmaterialefrembringende organ, et organ til at bevæge kerneemnet i længderetningen i forhold til det 20 partikelfrembringende organ i én retning, idet apparatet er karakteristisk ved organer til frem- og tilbagegående at bevæge det partikelmaterialestyrende organ i forhold til en længdedel af kerneemnet.
Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under 25 henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er en skematisk anskueliggørelse af et apparat til at udøve fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 anskueliggør en anden udførelsesform af et apparat ifølge opfindelsen, 30 fig. 3 er en kurve over strømningshastigheden af doteringsmaterialet som funktion af brænderpositionen, fig. 4 anskueliggør en yderligere udførelsesform af et apparat ifølge opfindelsen, 35 4
O
DK 159922 B
fig. 5 anskueliggør en kontinuerlig fibertrækningsproces , fig. 6 er et tværsnitsbillede af en spindel og et råemne og anskueliggør begyndelsestrinet af råemnedannelsen, fig. 7 viser et apparat ifølge opfindelsen, hvilket apparat blev anvendt ved fremstillingen af et optisk bølgeleder råemne.
I fig. 1 er en spindel 10 af kvarts eller et andet højtemperatur, tungt smelteligt materiale fastspændt i en holder 12, som roteres og bevæges langs sin længdeakse af en indretning 14 som vist med pilene 14a hhv. 14b. Spindlen 10 er til at begynde med anbragt nær ved det aksiale sodaflejringsorgan såsom en flammehydrolysebrænder 16, således at dennes endeoverflade befinder sig i banen for de fine sodpartikler, der afgives derfra. En vedhængende belægning af partikelopdelt materiale, som til slut danner kernedelen 22 af det fremkomne råemne, er til at begynde med aflejret på spindlens endeoverflade. Det partikelopdelte materiale 20 kan bestå af et hvilket som helst materiale, der er egnet 2Q til at være kerne i en optisk bølgeleder, men det må have et brydningsforhold, der er større end bølgelederkappens brydningsforhold. Egnede organer til at tilføre de nødvendige bestanddele til organet 16 kan bestå af hvilke organer som helst, der er kendt indenfor teknikken, og til hvis beskrivelse kan henvises til US-patent nr. 3.826.560, nr. 4.148.621 25 og nr. 4.173.305.
Efterhånden som det partikelopdelte materiale aflejres på spindlens endeoverflade, og aflejringen fortsættes, opbygges en porøs råemnekernedel. Med et porøst råemne menes et forholdsvis porøst legeme, i hvilket små partikler af glas 30 eller af det materiale, der aflejres, fæstnes til hinanden meldk en del tomrum derimellem. Endeoverfladen 24 nydannes kontinuerligt ved aflejringen af det partikelopdelte materiale. Eftersom aflejringsorganet 16 i praksis vil være 35
O
5 DK 159922 B
stationær for såvidt dets længdebevægelse angår, bevæges begyndelsesemnet 10 fortrinsvis langs sin længdeakse i en retning, der er angivet med pilen 14b med en hastighed svarende til opbygningshastigheden af partikelopdelt materiale 5 på endeoverfladen 24, således at endeoverfladen 24 befinder sig i en forholdsvis fast afstand fra organet 16. Organer såsom dem, der er vist i fig. 8 i US-patent nr. 4.062.665 kan anvendes til at opretholde nævnte faste afstand.
Sodaflejringsorganet 16 kan bestå af enhver sodaflej-10 ringsbrænder eller -brændere herunder planbrændere, båndbrændere, ringbrændere eller lignende som tilvejebringer en strøm af partikelopdelt materiale, der kan rettes mod kerneemnet. For en beskrivelse af egnede brændere henvises til US-patent nr. 3.565.345 og nr. 4.165.223. Organet 16 kan 15 også omfatte dyser såsom dem, der er beskrevet i US-patent nr. 3.957.474, som udsender reaktionsdeltagende dampe, der opvarmes af et organ såsom en laserstråle for herved at danne en sodstrøm. Eftersom der foretrækkes en sodaflejringsbrænder, henvises i det følgende til denne bestemte 20 type sodaflejringsorgan.
Den foreliggende opfindelse tager også rotation af brænderne omkring endeoverfladen 24 i betragtning. Dette kan ske som en tilføjelse til rotationen af begyndelsesemnet 12, i stedet derfor, eller ved hjælp af enhver kombination 25 dermed. Andre egnede organer til at fremstille en porøs råemnekernedel ved aksiale dampfaseoxideringsteknikker er beskrevet i førnævnte US-patenter nr. 3.957.474, nr.
3.966.446, nr. 4.062.665, nr. 4.017.228 og nr. 4.224.046, f.eks..
30 En vedhængende belægning af partikelopdelt materiale, der til slut danner kappedelen 30 af det fremkomne råemne, aflejres ved hjælp af et sodaflejringsorgan 32, som også kan omfatte brændere, dyser eller lignende. Brænderen 32 kan omfatte et antal brændere, der er anbragt omkring kerne-35 6
O
DK 159922 B
delen 22, og disse brændere kan rotere omkring råemneaksen.
I en foretrukken udførelsesform roterer brænderne 16 og 32 ikke omkring råemneaksen, derimod roterer råemnet i retning af pilen 14a efterhånden som det dannes. Det partikelopdelte 5 materiale 34 kan bestå af ethvert materiale, der er egnet til kappe for en optisk bølgelederfiber, idet dets fremtrædende træk er dets optiske renhed og dets lavere brydningsforhold i forhold til kernematerialets brydningsindeks.
Ifølge opfindelsen bevæger brænderen 32 sig frem og 10 tilbage langs råemnets længdeakse. Denne frem- og tilbagegående bevægelse af brænderen 32 overlejres over brænderens konstante relative bevægelse i forhold til råemnet, hvilken bevægelse er forårsaget af bevægelse af spindlen 10 i retning af pilen 14b ved hjælp af trækkeindretningen 14. Resultatet 15 er dannelsen af et konisk område 36 ved begyndelsen af kappeaflejringen, og et konisk område 38 ved det område af kappen 30, hvor brænderen 32 aflejrer kappesoden. Uden brænderen 32's frem- og tilbagegående bevægelse bestemmes den langsgående længde af det afsmalnede område mellem kernedelen 20 32 og den ydre overflade af kappedelen 30 af bredden af den af brænderen frembragte sodstrøm.
Brænderen 32's frem- og tilbagegående længdebevægelse langs kernedelen 32 resulterer i øgede sodaflejringshastigheder. Som angivet ovenfor driver en termophoresekraft 25 sodpartiklerne fra de varme gasser, der er udsendt af brænderen, mod den koldere råemneoverflade. Hvis brænderen 32 skulle forblive stationær som forklaret i den kendte teknik, ville sodstrømmen kontinuerligt være rettet mod et forholdsvis varmt område af råemnet på hvilket soden netop var blevet 30 aflejret. Under disse forhold ville den af brænderen afgivne sod ikke blive stærkt tiltrukket mod det område af råemnet, mod hvilket den er rettet. Derved ville mere af den afgivne sod afvige fra den tiltænkte bane og ville ikke blive aflej- 35 7
O
DK 159922B
ret på råemnet. Eftersom brænderen 32 imidlertid bevæger sig frem og tilbage langs råemneaksen, er de af brænderen afgivne sodpartikler rettet mod en forholdsvis koldere del af råemnet. Den termophoresekraft, der virker på sodpartik-5 lerne, er således større, og aflejringsvirkningsgraden forøges.
Som vist i fig. 2 kan apparatet have en yderligere brænder 44 til dannelse af et andet lag 45 af partikelopdelt materiale. I denne figur er elementer, der svarer til elemen-10 terne i fig. 1, betegnet med mærkede henvisningstal. Den frem- og tilbagegående bevægelse af brænderen 44 i længderetningen langs råemneaksen danner en konisk afsmalnet del 46. Brænderen 44 kan aflejre sod 48 der har en sammensætning, som er den samme som eller forskellig fra sammensætningen 15 af soden 34'.
Det i fig. 2 anskueliggjorte anlæg til reaktionsstoftilførsel udgøres af det, der er beskrevet og patenteret i US-patent nr. 4.173.305. En kilde 49 for SiCl4 er ved hjælp af en målepumpe 50 forbundet med et blande-20 organ 51. En kilde 52 for GeCl^ er ved hjælp af en målepumpe 53 forbundet med blandeorganet 51. For yderligere enkeltheder ved blandeorganet henvises til US-patent nr. 4.173.305, som indgår heri ved henvisning. Mængden af reaktionsstoffer, der løber gennem pumperne 50 og 53, 25 styres af et strømningsstyringsorgan 54. Oxygen tilføres til blandeorganet 51 ved hjælp af et massestrømningsstyringsorgan 55.
Til at danne et enkelt-"mode" optisk bølgeledere-emne, der har en kernedel med forholdsvis lille diameter, 30 kan brænderen 16' danne en kerne af Si02, der er doteret med Ge02/ mens brænderne 32' og 44 begge aflej rer lag bestående af kappesod eksempelvis indbefattende ren Si02.
35 8
O
DK 159922 B
Til at danne et råemne til en fiber med trin-bryd-ningsforhold, i hvilken kernedelen har en forholdsvis stor diameter sammenlignet med førnævnte enkelt- "mode" fibereemne, kan brænderne 16' og 32' aflejre kerneglas-5 sod, der har samme sammensætning, og brænderen 44 kan frembringe en belægning af kappesod.
Til at danne et fibereemne med gradient-brydnings-forhold kan sammensætningen af den reaktionsdeltagende damp, der føres til brænderen 32, varieres afhængigt af 10 positionen af denne brænder. Den punkterede linie 56, der forbinder brænderen 32' med strømningsstyringsorganet 54, anskueliggør den omstændighed, at styringsorganet 54 tilføres et signal, der angiver positionen af brænderen 32'. I denne udførelsesform frembringer bræn-15 deren 16' sod 20', som danner den centrale del af rå- emnekernen. Soden 20 kan eksempelvis bestå af SiC^, der er doteret med én eller flere doteringsoxider, såsom GeC>2 · Brænderen 32' frembringer den øvrige del af råemne-kernen. Den frembringer derfor en strøm af sod, der inde-20 holder den størst mulige mængde doteringsoxid, når den når positionen A i sin frem- og tilbagegående bevægelse, hvorved soden indeholder mindre doteringsmateriale, når brænderen 32 når positionen B. Dette kan eksempelvis udføres ved at opretholde en konstant strømning af SiCl^ gennem måle-25 pumpen 50 mens strømningen af GeCl^ gennem målepumpen 53 varieres i overensstemmelse med positionen af brænderen på den af kurven i fig. 3 anskueliggjorte måde. Den største doteringskoncentration af sod 34' skal være lidt mindre end doteringskoncentrationen af sod 20'.
30 I udførelsesformen i fig. 4 aflejres en belægning 58 af sod på spindelen 59 af en brænder 60, og en belægning 61 aflejres på overfladen af belægningen 58 af en brænder 62. Som det er velkendt indenfor teknikken, kan 35
O
DK 159922B
9 en spindel 59 formes af et materiale såsom glas, keramik eller lignende, der har en udvidelseskoefficient, som er forenelig med det aflejrede materiales udvidelseskoefficient. Spindlen 59 roteres og bevæges i længderetnin-5 gen af en holder 64 som angivet med pilene 63a og 63b.
Brænderen 60 bevæges frem og tilbage mellem positionerne A og B, og brænderen 62 bevæges frem oq tilbage mellem positionerne C og D. Hvis spindelen 59 skal fjernes fra det porøse råemne før dettes forening til en fast masse, skal spindelover-10 fladen belægges med et lag kulsod før end aflejringen af glassod derpå, som beskrevet i US-patent nr. 4.233.052.
Spindelen 59 kan bestå at en stang at højrent glas, der har en brydningsforhold, som er egnet til anvendelse som kernedelen af en optisk bølgelederfiber. Stangen kun-15 ne eksempelvis have et graderet eller en konstant brydningsforhold. I en sådan udførelsesform kan ét eller flere lag af kappeglassod med mindre brydningsindeks end kerneglasset aflejres på kerneglasstangen og derefter forenes til en fast masse derpå, således at der dannes et 20 massivt glastrækemne, som er egnet til trækning af optiske bølgelederfibre.
Efter at de råemner, der er fremstillet ifølge o-venfor beskrevne fremgangsmåde, har nået en passende længde, fjernes de fra aflejringsapparatet og føres til en 25 konsolideringsovn, hvor de opvarmes til en temperatur, der er tilstrækkelig stor til at forene glassodpartik-lerne til en fast masse og danne et massivt optisk glas-bølgeledertrækemne. Hvis fremgangsmåden imidlertid kontinuerligt skal frembringe en optisk bølgelederfiber, 30 kan et apparat som det i fig. 5 anskueliggjorte anvendes.
Dette apparat svarer til det, der er beskrevet i US-patent nr. 4.230.472 og i US-patent nr. 4.310.339. Et sod-råemne 67 bæres og roteres af et organ 68, mens det derved bevæges i længderetningen af en spole 70 i retning af pi-35
O
DK 159922 B
10 i len 69. Organet 68 kan eksempelvis indbefatte et antal valser, der omgiver råemnet 67, og som er monteret således, at det bærer, roterer og parallelforskyder strukturen. Sådanne bærevalseorganer er velkendte indenfor 5 teknikken. Varmelegemer 71 opvarmer det porøse råemne til en temperatur, der er tilstrækkelig til at forene det til en fast glasstang 72. Den til en fast masse forenede stang bæres og roteres af et organ 73, som svarer til ovenfor nævnte organ 68. Den til en fast masse for-10 enede stang 72 passerer mellem varmelegemer 74, hvis temperatur hæves til stangmaterialernes trækketemperatur, og denne trækkes til en optisk bølgelederfiber 75, som vikles om spolen 70. Et råemne, der dannes ifølge opfindelsen, kan således samtidigt trækkes til en fiber.
15 Følgende forsøg blev udført for at vise den for bedring i aflejringshastigheden, der blev opnået med fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen. Cylinderformede spindler blev båret i vandret stilling i en drejebænk. En enkelt brænder af den type, der er beskre-20 vet i US-patent nr. 4.165.223, blev anvendt. Inderskjold og yderskjold oxygenstrømningshastighederne var 3,5 slm hhv. 10,0 slm. Det eneste anvendte reaktionsdeltagende stof SiCl^ blev holdt ved 37°C i et reservoir af den type, der er beskrevet i US-patent nr. 3.826.560. Oxygen, 25 der strømmer med en hastighed på 1,75 slm, blev boblet gennem flydende SiCl^, og blandingen af oxygen og SiCl^--damp der også strømmede med en hastighed på omkring 1,75 slm, ledtes til brænderen. Brænderfladen blev holdt i en afstand på omkring 120 mm fra spindelens midtpunkt. I en 30 forsøgsrække blev kvartssod aflejret af en stationær brænder på spindlerne. I en anden forsøgsrække, hvor alle andre forhold forblev de samme, blev kvartssod aflejret på spindlerne ved at parallelforskyde brænderen frem og tilbage langs en del på 25 cm af hver spindel med en 35 hastighed på 1,75 cm/sek.. I begge forsøgsrækker blev af- 11
DK 159922 B
o lejringen foretaget i 10 minutter. To forskellige typer spindler blev anvendt, borsilicatrør med en diameter på 51 mm og kvartsrør med en diameter på 19 mm. Der blev anvendt forskellige rotationshastigheder til begge spindel-5 størrelser. Spindlerne blev vejet før og efter sodaflejringsprocessen på en Mettler-vægt.
Når der anvendes 51 mm borsilicatrør, blev brændselsgas (CH^) og oxygen ledt til brænderen med hastigheder på 11,0 slm hhv. 11,2 slm. Rørene blev udsat for en forop-10 varmning på 3 minutter af brænderen før end aflejringen af kvartssod derpå for at bringe røroverfladen på en stationær temperatur. Resultaterne af disse forsøg er anført nedenfor i tabel 1.
15 20 25 30 35
DK 159922 B
O
12
Tabel 1
Spindel Aflejret sod (gr) % Forbedring af af- o/min. Brænder___ lej ringshastigheden 5 Bevægelig Fast 240 17,1 16,8 2,0 100 18,6 15,8 15,0 50 22,4 17,5 22,0 11 20,9 17,1 18,0 10 Når der blev anvendt 19 ram kvartsrør, anvendtes kun en forvarmning på 1 minut på grund af rørets lille masse. Strømningshastighederne af brændselsgassen og oxygen til brænderen blev desuden mindsket i overensstemmelse med 15 de værdier, der er angivet i tabel 2 for at mindske flammetemperaturen. For enhver given spindelrotationshastighed var strømningshastighederne af brændselsgassen og oxygen de samme for både forsøgene med bevægelig og fast brænder.
20
Tabel 2
Brændsel-oxygen strømningshastigheder (slm) - 19 mm rør
Spindel o/min. CH^ 0^ 25 230 9,1 8,5 130 9,1 8,5 11 7,6 7,0
Resultaterne af forsøgene, hvori er anvendt rør med 30 en diameter på 19 mm, er anført i tabel 3.
Tabel 3
Spindel Aflejret sod (gr) % Forbedring af af- o/min. Brænder__ lej ringshastigheden 35 Bevægelig Fast 230 5,75 5,14 11,0 130 5,64 5,11 9,0 11 6,55 3,93 40,0
O
DK 159922 B
13
Den procentforbedring, der blev opnået ved at anvende en bevægelig brænder, sammenlignet med en fast brænder er anført i tabel 1 og 3. Den største forbedring opnås, når spindlens rotationshastighed er forholdsvis 5 lav. Det må derfor foretrækkes, at spindlens rotationshastighed er beliggende i området mellem 10 og 50 o/min., når der aflejres lag ved hjælp af den bevægelige brænder eller brændere, der anvendes i fremgangsmåden og appa-ratet ifølge opfindelsen.
10 Et særligt eksempel på en fremgangsmåde til at frem stille en fiber med trin-brydningsforhold ifølge opfindelsen består i følgende. I figurerne 6 og 7 er der vist en holder 78 til at bære en spindel 79 i lodret stilling. Holderen 78 er forbundet med en trækkeindretning, som 15 samtidig roterer spindlen 79 og parallelforskyder den lodret opad som angivet med pilene 80a og 80b. Fig. 6 anskueliggør i .tværsnit dannelsen af begyndelsesdelen af råemnet 81, mens fig. 7 på tværsnitsform anskueliggør dannelsen af en tilstrækkelig mængde af råemne 81, så at den 20 ydre kappeoverflade 82 har opnået sin slutdiameter.
Anlægget til tilførsel af reaktionsstof og sodaflejringsanlægget er anskueliggjort i fig. 7. Et trykreservoir 83, der indeholder SiCl^, holdes på en temperatur på 40°C af varmeaggregatet 84. Et trykreservoir 85, 25 der indeholder GeCl^, holdes på en temperatur på 45°C af varmeaggregatet 86. Reguleringsventiler 87 og 88 regulerer strømningen af oxygen til reservoirene 83 og 85, således at trykket i disse reservoirer er 1000 Torr.
Brænderne 89, 90, 91, 92 og 93 er brændere af flam-30 mehydrolysetypen af den art, der er beskrevet i førnævnte US-patent nr. 4.165.223. Brænderne 89 og 90 er begge anbragt omkring 125 mm nedenunder kernedelen 94 af sodrå-emnet. Brænderen 91 er anbragt omkring 145 mm fra sideoverfladen af kernedelen 94, når den er beliggende i 35 punktet A. Brænderne 92 og 93 er anbragt omkring 125 mm fra den ydre kappeoverflade 82. En hjælpebrænder 96 er
O
14
DK 159922 B
anbragt ved endestykket af kernedelen 94, og hjælpebrændere 97 og 98 er anbragt i det område, hvor en konisk overflade 99 af kappen møder kernedelen 94. Brænderne 89 og 90 afgiver sod 89' og 90', som frembringer kernedelen 5 94, og brænderen 91 afgiver sod 91', som frembringer kap pedelen af råemnet 81. Brænderne 92 og 93 blev, skønt de var brændere af hydrolysetypen, kun anvendt som hjælpeopvarmningsbrændere for at hærde kappesoden. Hjælpeopvarmningsbrændere 96, 97 og 98 anvendes desuden med det for-10 mål at hærde soden. Den del af sodpartiklerne 89' og 90', som aflejres på det område af den koniske overflade 99, som har mindst diameter, har normalt tilbøjelighed til at blive "bløde", idet partiklerne er meget løst sammenbundne.
Det fremkomne råemne har, hvis det tillades at forblive 15 i denne tilstand, et ringformet område af blødt sod, som ville have tilbøjelighed til at revne under foreningsprocessen. Brænderne 96, 97 og 98 anvendes først og fremmest med det formål at opvarme de bløde sodpartikler og derved få dem til at hænge stærkt fast til hinanden og derved 20 fjerne førnævnte problem.
Oxygen, der strømmer ind i reservoirerne 83 og 85, bobles gennem de flydende reaktionsstoffer, der befinder sig deri, og medriver derved kendte dele af de flydende reaktionsstoffer. Ventiler 100, 101 og 102 styrer mængden 25 af oxygen-SiCl^ dampblanding, som strømmer til brænderne 91, 90 hhv. 89. Ventiler 103 og 104 styrer mængden af oxy-gen-GeCl^ dampblanding der tilføres brænderne 90 hhv. 89. Strømningshastighederne i liter pr. minut til de forskellige brændere er anført i tabel 4.
30 35
O
DK 159922 B
15
Tabel 4
Strømning af oxygen og
Brænder Inder- damp fra bobleapparat nummer Gas 0^ skjold 0^ SiCl^ GeCl^ 5 89 0,7 0,2 0,45 0,38 0,18 90 0,62 0,18 0,54 0,58 0,13 98 1,02 0,7 97 0,94 0,65 - 96 0,46 0,29 - 10 91 1,95 1,21 2,88 0,97 93 3,0 1,84 2,88 92 1,7 1,4 2,88
Spindlen 79 var et 1,2 m langt kvartsrør, der har 15 en udvendig diameter på 19 mm. Rørets ende, på hvilken kernesoden skulle aflejres, blev flammebearbejdet til en afrundet, lukket form. Den afrundede ende af røret 79 skulle have omtrent samme form som den afrundede ende af kernedelen 94 under stationære forhold. Længden af det fær-20 dige råemne 81, efter en samlet aflejringstid på 5 timer, blev 500 mm. Under sodaflejringsprocessen var den gennemsnitlige hastighed af den frem- og tilbagegående brænder 91 mellem positionerne A og B 250 mm/min.. Den af brænderen 91 samlede tilbagelagte afstand var 190 mm. Hjælpeopvarm-25 ningsbrændere 92 og 93 blev monteret på en fælles platform, som fører den frem og tilbage mellem positionerne B og C med en gennemsnitshastighed på 200 mm/min..
Råemnet 81 blev forenet til en fast masse i en ovn med en temperatur på omkring 1550°C gennem hvilken helium 30 strømmede med en hastighed på 10 liter/min. (lpm). Tilførselshastigheden af råemnet til ovnen var omkring 380 mm/time. Det til en fast masse forenede trækkeemne blev monteret i en sædvanlig fibertrækkeovn, hvori enderne blev opvarmet til trækkeemnematerialernes trække-35 temperatur. Diameteren af den fremkomne fiber var omkring 125 ;om, idet kernediameteren var omkring 50 ^μιη. Der blev 16
O
DK 159922 B
trukket 3 fiberspoler soirt hver indeholdt omkring 1000 m.
Den ene fiberspole havde en dæmpning på 2,90 dB/km ved 880 nanometer og 1,54 dB/km ved 1060 nanometer. Den anden spole havde en dæmpning på 3,30 dB/km ved 850 nano-5 meter og 1,92 dB/km ved 1060 nanometer. Den tredje spole havde en dæmpning på 5,57 dB/km ved 850 nanometer og 3,98 dB/km ved 1060 nanometer.
10 15 20 25 30 35

Claims (11)

1. Fremgangsmåde til dannelse af et porøst glasråemne for fremstilling af en optisk bølgelederfiber, hvilken fremgangsmåde er af den art, der omfatter trinene: 5 a) tilvejebringelse af et aflangt, cylinderformet kerneemne (10,59,79), b) styring af en strøm af glaspartikelmateriale (34,34’, 91. mod en sideoverflade af kerneemnet (10,59,79) for at opbygge en første belægning med given tykkelse derpå, 10 c) rotation af kerneemnet (10,59,79) i forhold til strømmen af partikelmaterialet (34,34',91’) og tilvejebringelse af en relativ bevægelse i længderetningen i én retning mellem kerneemnet (10,59,79) og strømmen af partikelmateriale (34, 34’,91'), 15 kendetegnet ved yderligere at indbefatte, at strømmen af partikelmateriale kontinuerligt bevæges frem- og tilbage i forhold til en længdedel af kerneemnet for i området for partikelstrømmens frem- og tilbagegående bevægelse at aflejre og opbygge en belægning med en tyk-20 kelse, som aftager fra den givne tykkelse til, en tykkelse på nul.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kerneemnet tilvejebringes ved anvendelse af et udgangsorgan med i det mindste én endeoverflade, idet en 25 vedhængende belægning af glaspartikelmateriale påføres endeoverfladen mens udgangsorganet parallelforskydes i længderetningen og den vedhængende belægning af partikelmateriale kontinuerligt påføres udgangsorganet.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende-30 tegnet ved, at at brydningsforholdet for kerneemnet er større end brydningsforholdet for den på kerneemnets sideoverflade påførte belægning.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at der på kerneemnets sideoverflade aflejres 35 glaspartikelmateriale, der indeholder i det mindste ét doterende oxid til ændring af brydningsforholdet deraf, idet DK 159922 B i koncentrationen af det ene doterende oxid er størst mulig ved et af yderpunkterne for den frem- og tilbagegående bevægelse af strømmen af partikelmateriale og er mindst mulig ved det modsatte yderpunkt for den frem- og tilbagegående 5 bevægelse.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved kontinuerlig tilførsel af det således fremkomne belagte kerneråemne til en højtemperaturovn for at forene dette til en fast masse, hvorved der dannes et massivt emne, 10 opvarmning af den således dannede struktur til strukturmaterialernes trækketemperatur, og trækning af den således dannede opvarmede struktur for herved at formindske dennes tværsnitsareal og danne en i hovedsagen kontinuert optisk bølgelederfiber.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 3-5, ken detegnet ved, at glaspartikelmaterialet aflejres på sideoverfladen af en aflang stang af højrent glas, som tjener som kerneemne.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 2-5, kendeteg-20 net ved, at udgangsorganet omfatter en midlertidig spindel.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at koncentrationen af det ene doterende oxid er en funktion af strømmens position langs banen for dens frem- 25 og tilbagegående bevægelse.
9. Fremglangsmåde ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at hver af cyklerne for den frem- og tilbagegående bevægelse, selv om de har ens udstrækning, spænder over en anden længdedel af kerneemnet end den forudgående 30 cyklus som følge af kerneemnets længdebevægelse i nævnte ene retning, hvorved kontinuerlig frem- og tilbagegående bevægelse af strømmen forårsager at der opbygges en afsmal-nende belægning.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendeteg-35 net ved, at den del af det porøse råemne, mod hvilken strømmen bevæges frem- og tilbagegående, er konisk formet, DK 159922 B idet ændringen af koncentrationen af den doterende bestanddel har en sådan størrelse, at partikelmaterialets brydningsforhold er størst, når strømmen styres mod det område af den konisk formede overflade, som har mindst radius.
11. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden i krav 1-10 til dannelse af et porøst, cylinderformet glasråemne, hvilket apparat omfatter: a) et organ (12,64,78) til at bære et aflangt, cylinderformet kerneemne (10,59,79), 10 b) et organ (32,32*,60,62,91) til at styre en første strøm af glaspartikelmateriale mod en sideoverflade af kerneemnet for at opbygge en første belægning derpå, c) et organ (12,64,78) til at rotere kerneemnet i for hold til det partikelmaterialefrembringende organ, 15 d) et organ (12,64,78) til at bevæge kerneemnet i længderetningen i en retning i forhold til det partikelmaterialefrembringende organ, kendetegnet ved organer til frem- og tilbagegående at bevæge det partikelmaterialestyrende organ i forhold til 20 en længdedel af kerneemnet.
DK250782A 1981-06-04 1982-06-03 Fremgangsmaade til dannelse af et poroest glasraaemnefor fremstilling af en optisk boelgelederfiber og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden DK159922C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/270,235 US4378985A (en) 1981-06-04 1981-06-04 Method and apparatus for forming an optical waveguide fiber
US27023581 1981-06-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK250782A DK250782A (da) 1982-12-05
DK159922B true DK159922B (da) 1990-12-31
DK159922C DK159922C (da) 1991-05-21

Family

ID=23030465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK250782A DK159922C (da) 1981-06-04 1982-06-03 Fremgangsmaade til dannelse af et poroest glasraaemnefor fremstilling af en optisk boelgelederfiber og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4378985A (da)
EP (1) EP0067050B1 (da)
JP (1) JPS589835A (da)
KR (1) KR890001486B1 (da)
AT (1) ATE15638T1 (da)
AU (1) AU552026B2 (da)
BR (1) BR8203318A (da)
CA (1) CA1201942A (da)
DE (1) DE3266345D1 (da)
DK (1) DK159922C (da)
ES (1) ES512820A0 (da)
FI (1) FI68607C (da)
IL (1) IL65961A (da)
NO (1) NO153192C (da)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1155119B (it) * 1982-03-05 1987-01-21 Cselt Centro Studi Lab Telecom Procedimento e dispositivo per la produzione di preforme per fibre ottiche
JPS6059178B2 (ja) * 1982-03-12 1985-12-24 日本電信電話株式会社 光フアイバ用母材の製造方法
US4507135A (en) * 1982-08-02 1985-03-26 Corning Glass Works Method of making optical fiber preform
US4639079A (en) * 1982-09-29 1987-01-27 Corning Glass Works Optical fiber preform and method
US4714488A (en) * 1982-09-29 1987-12-22 Corning Glass Works Apparatus for producing an optical fiber preform
US4568370A (en) * 1982-09-29 1986-02-04 Corning Glass Works Optical fiber preform and method
US4726827A (en) * 1982-09-29 1988-02-23 Corning Glass Works Method and apparatus for producing an optical fiber preform
JPS59222589A (ja) * 1983-05-30 1984-12-14 Hitachi Ltd 金属の腐食抑制剤
JPS59227737A (ja) * 1983-06-09 1984-12-21 Fujikura Ltd 光フアイバおよびその製造方法
JPS60186429A (ja) * 1984-03-01 1985-09-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ用母材の製造方法
JPS60191028A (ja) * 1984-03-07 1985-09-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 高純度ガラス体の製造方法
JPS6126532A (ja) * 1984-07-13 1986-02-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ−用母材の製造方法
JPS6148437A (ja) * 1984-08-17 1986-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd ＧｅＯ↓２−ＳｉＯ↓２系ガラス母材の製造方法
JPS6172644A (ja) * 1984-09-19 1986-04-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 低損失光フアイバの製造方法
NL8403380A (nl) * 1984-11-07 1986-06-02 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het verdichten van een voorgevormd poreus lichaam uit materiaal, waarvan het hoofdbestanddeel uit sio2 bestaat.
JPS61254242A (ja) * 1985-05-01 1986-11-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 原料供給装置
US4604118A (en) * 1985-08-13 1986-08-05 Corning Glass Works Method for synthesizing MgO--Al2 O3 --SiO2 glasses and ceramics
US5028246A (en) * 1986-02-03 1991-07-02 Ensign-Bickford Optical Technologies, Inc. Methods of making optical waveguides
US5180410A (en) * 1990-07-30 1993-01-19 Corning Incorporated Method of making polarization retaining fiber
US5211732A (en) * 1990-09-20 1993-05-18 Corning Incorporated Method for forming a porous glass preform
US5116400A (en) * 1990-09-20 1992-05-26 Corning Incorporated Apparatus for forming a porous glass preform
CA2084461A1 (en) * 1991-12-06 1993-06-07 Hiroo Kanamori Method for fabricating an optical waveguide
US5318611A (en) * 1992-03-13 1994-06-07 Ensign-Bickford Optical Technologies, Inc. Methods of making optical waveguides and waveguides made thereby
JP3053320B2 (ja) * 1993-08-26 2000-06-19 信越化学工業株式会社 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法
DE19628958C2 (de) * 1996-07-18 2000-02-24 Heraeus Quarzglas Verfahren zur Herstellung von Quarzglaskörpern
JP3131162B2 (ja) * 1996-11-27 2001-01-31 信越化学工業株式会社 光ファイバプリフォームの製造方法
AU2002227157A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-24 Corning Incorporated Method and apparatus for continuously manufacturing optical preform and fiber
JP4742429B2 (ja) * 2001-02-19 2011-08-10 住友電気工業株式会社 ガラス微粒子堆積体の製造方法
US20080053155A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Sanket Shah Optical fiber preform having large size soot porous body and its method of preparation
JP5148367B2 (ja) * 2007-05-29 2013-02-20 信越化学工業株式会社 高周波誘導熱プラズマトーチを用いた光ファイバプリフォームの製造方法
US10464838B2 (en) * 2015-01-13 2019-11-05 Asi/Silica Machinery, Llc Enhanced particle deposition system and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3923484A (en) * 1974-01-11 1975-12-02 Corning Glass Works Flame method of producing glass
NL165134B (nl) * 1974-04-24 1980-10-15 Nippon Telegraph & Telephone Werkwijze voor de vervaardiging van een staaf als tussenprodukt voor de vervaardiging van een optische vezel en werkwijze voor de vervaardiging van een optische vezel uit zulk een tussenprodukt.
JPS52121341A (en) * 1976-04-06 1977-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Production of optical fiber base materials and production apparatus fo r the same
JPS5313932A (en) * 1976-07-26 1978-02-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of optical fiber material
JPS5930658B2 (ja) * 1977-06-17 1984-07-28 日本電信電話株式会社 径方向に屈折率の変化した円筒状ガラスの製造方法
JPS54154361U (da) * 1978-04-19 1979-10-26
US4249925A (en) 1978-05-12 1981-02-10 Fujitsu Limited Method of manufacturing an optical fiber
US4230472A (en) * 1979-02-22 1980-10-28 Corning Glass Works Method of forming a substantially continuous optical waveguide
DE3036915C2 (de) * 1979-10-09 1987-01-22 Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lichtleitfaserausgangsformen sowie deren Verwendung zum Ziehen von Lichtleitfasern
US4310339A (en) * 1980-06-02 1982-01-12 Corning Glass Works Method and apparatus for forming an optical waveguide preform having a continuously removable starting member

Also Published As

Publication number Publication date
AU552026B2 (en) 1986-05-22
DE3266345D1 (en) 1985-10-24
FI68607B (fi) 1985-06-28
EP0067050B1 (en) 1985-09-18
BR8203318A (pt) 1983-05-24
CA1201942A (en) 1986-03-18
KR840000443A (ko) 1984-02-22
FI822002A0 (fi) 1982-06-04
NO821842L (no) 1982-12-06
DK250782A (da) 1982-12-05
ES8306466A1 (es) 1983-06-01
KR890001486B1 (ko) 1989-05-04
FI68607C (fi) 1985-10-10
ES512820A0 (es) 1983-06-01
JPH046653B2 (da) 1992-02-06
IL65961A0 (en) 1982-09-30
NO153192B (no) 1985-10-21
JPS589835A (ja) 1983-01-20
EP0067050A1 (en) 1982-12-15
IL65961A (en) 1986-08-31
US4378985A (en) 1983-04-05
ATE15638T1 (de) 1985-10-15
DK159922C (da) 1991-05-21
AU8460282A (en) 1982-12-09
NO153192C (no) 1986-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK159922B (da) Fremgangsmaade til dannelse af et poroest glasraaemnefor fremstilling af en optisk boelgelederfiber og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden
JP2685543B2 (ja) 光ファイバ・プリフォームの作成方法
US4217027A (en) Optical fiber fabrication and resulting product
US7363776B2 (en) Method for forming fused quartz using deuterium
US4909816A (en) Optical fiber fabrication and resulting product
FI68605B (fi) Sotroerform foer optisk vaogledare optiska fibrer producerade daerav och metod foer framstaellning av sotroerformen
US4257797A (en) Optical fiber fabrication process
US4334903A (en) Optical fiber fabrication
US20240270624A1 (en) Enhanced particle deposition system and method
US4388094A (en) Method and apparatus for producing tubular glass article
US4302230A (en) High rate optical fiber fabrication process using thermophoretically enhanced particle deposition
US4507135A (en) Method of making optical fiber preform
US4341541A (en) Process for the production of optical fiber
EP0023209B1 (en) Improved optical fiber fabrication process
JPS6126504B2 (da)
HK40057103A (en) Enhanced particle deposition system and method
JPH033618B2 (da)
JPS5924093B2 (ja) 光伝送用ガラスファイバ母材の製造方法
HK1245187B (en) System and method for depositing silica particles
JPH0457621B2 (da)

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed