WO2002024591A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zylinders aus dotiertem quarzglas - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zylinders aus dotiertem quarzglas Download PDF

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WO2002024591A1
WO2002024591A1 PCT/EP2001/010902 EP0110902W WO0224591A1 WO 2002024591 A1 WO2002024591 A1 WO 2002024591A1 EP 0110902 W EP0110902 W EP 0110902W WO 0224591 A1 WO0224591 A1 WO 0224591A1
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burner
longitudinal axis
carrier
deposition
blank
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PCT/EP2001/010902
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Inventor
Klaus Ruppert
Heinz Fabian
Original Assignee
Heraeus Tenevo Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • 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]
    • C03B37/01413—Reactant delivery systems
    • C03B37/0142—Reactant deposition burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00—Glass deposition burners
    • C03B2207/50—Multiple burner arrangements
    • C03B2207/52—Linear array of like burners

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a cylinder from doped quartz glass using at least one deposition burner, to which the starting substances for SiO 2 and a dopant are fed, from which particles in a burner flame assigned to the deposition burner and directed towards a carrier rotating about its longitudinal axis formed and these are deposited in layers on the cylindrical surface of the carrier to form a SiO 2 blank containing the dopant, by the deposition burner oscillating on a predetermined movement path parallel to the longitudinal axis of the carrier and from an end face of the SiO 2 blank being formed to the opposite end is moved back and forth.
  • the invention relates to a device for producing a cylinder made of doped quartz glass with a burner arrangement which has at least two deposition burners, each of which is assigned a burner flame and which can be oscillated back and forth on a predetermined movement path parallel to the longitudinal axis of a carrier rotatable about its longitudinal axis ,
  • a method of the type specified at the outset is known from US Pat. No. 4,251,251. It describes the production of a core glass of an optical preform for an optical fiber using the so-called OVD process (outside vapor deposition). For this purpose, a porous SiO 2 cylinder (hereinafter referred to as “soot cylinder”) is produced in a first process step
  • Sootzylinder consists of a -lnnen bark with germanium dioxide (25 wt .-%) and boron oxide (5 wt .-%) doped central SiO 2, which is surrounded by a boron oxide (2 wt .-%) SiO 2 doped -Außentik. It is produced by flame hydrolysis of SiCI 4 (or GeCI 4 and BCI 3 ) by means of a flame hydrolysis burner SiO 2 particles are generated and deposited on the outer surface of a dome rotating about its longitudinal axis. In a second process step, the SiO 2 outer layer is deposited on the SiO 2 inner layer produced in this way by the same method.
  • the mandrel is then pulled out of the soot cylinder, the porous soot cylinder is sintered and the bore collapses at the same time.
  • the preform produced in this way has a core made of quartz glass which is doped with boron oxide and germanium dioxide, the refractive index of which is 1.476 and which is encased by a cladding glass with a refractive index of 1.457.
  • a generic device is often used to produce the cladding glass of a preform, in which several, in a row along its
  • Deposition burners arranged in the longitudinal axis of the rotating carrier are provided, which only move over a small part of the surface of the carrier during their back and forth movement.
  • the burner arrangement entails that the blank produced therewith has outwardly tapering end regions, the size of which is at least as large as the distance between adjacent separating burners. These conical end areas cannot be used for the production of a preform.
  • the present invention has for its object to provide a method that the manufacture of cylinders from doped quartz glass with axially homogeneous Distribution of the dopant or dopants with a high deposition rate and economy allowed. Furthermore, the invention has for its object to provide a simple device that enables the production of blanks with the shortest possible conical end regions.
  • this output is achieved according to the invention based on the method mentioned at the outset by using a burner arrangement which comprises at least two separating burners which are axially spaced apart from one another and to which the same starting substances are supplied.
  • a burner arrangement is used in the method according to the invention, which comprises at least two separation burners at a predetermined axial distance from one another. Since the same starting substances are nominally fed to the deposition burners, a higher overall deposition rate is achieved.
  • the burner arrangement is moved from an end face of the blank being formed to the opposite end face.
  • the burner arrangement is moved from an end face of the blank being formed to the opposite end face.
  • the method according to the invention enables a high deposition rate with simultaneously axially homogeneous material properties, in particular a homogeneous axial dopant distribution.
  • the blank is to have additional soot layers without dopant, as is regularly the case, for example, in the case of a blank for a so-called “core rod” comprising core and cladding glass layers, these undoped layers can also be applied by means of the same burner arrangement invention "Cylinder made of doped quartz glass" always contains dopants; however, it also regularly contains undoped areas.
  • the burner arrangement consists of a rigid or a flexible arrangement of the separating burners. Their burner flames are axially spaced from one another, either in a row parallel to the longitudinal axis of the blank - with the directions of flame propagation being the same in each case - or around the circumference of the blank - with the directions of flame propagation being different. It is essential that the separation burners have a predetermined, fixed distance from one another in the axial direction. Unless expressly described otherwise, the term “axial” here and in the following always refers to the longitudinal axis of the blank.
  • the burner arrangement can also have deposition burners which generate a plurality of burner flames spaced apart from one another.
  • the usable length of the blank is reduced by the use of the burner arrangement, since, due to the burner movement, conical end regions are formed on both sides of the blank, the length of which increases with increasing extension of the burner arrangement in the axial direction. Therefore, a procedure is preferred in which a burner arrangement is used, the dimension of which in the axial direction is a maximum of 40% of the total length of the blank. The total length is understood as the usable length of the blank plus any tapered end areas.
  • a burner arrangement is expediently used in which the separating burners are equidistant from one another. As a result, an essentially identical interaction between the individual burner flames - apart from the peripheral burner flames - is achieved, so that for the individual burner flames results in approximately the same deposition rate, which facilitates the reproducibility of the process.
  • a distance between the separating burners which is set in the range between 60 mm and 150 mm, has proven to be favorable. If the separation burner is spaced in this area, the average will be sufficiently high
  • the movement path of the burner arrangement comprises a central section running parallel to the longitudinal axis of the carrier and at least one end section in the area of one of the end faces of the blank being formed, the particle separation of at least one in the area of the end section Part of the burner flame is reduced or prevented.
  • the primary aim of this variant is to shorten the conical end areas and to make the best possible use of the available beam length.
  • an end section of the movement path is assigned to each or at least one of the two end regions of the blank. If the burner arrangement moves in the region of this end section, the further deposition of SiO 2 particles and dopant on the carrier is prevented or reduced in at least some of the burner flames. This can be achieved, for example, by throttling the supply of fuel or glass raw materials to the burner arrangement, or by changing the orientation of the respective separating burner in such a way that the burner flame no longer or only partially strikes the blank being formed. Both process variants can also be used together.
  • the particle separation in the end section is reduced or prevented by reducing the supply of the starting substances for SiO 2 to the part of the separation burner.
  • the supply of the SiO 2 starting substances to the deposition burner or to the deposition burners in the region of the end section, or in the region of both end sections, is partially or completely reduced.
  • a method variant is preferably used in which the particle separation is reduced or prevented by changing the direction of propagation of the burner flame by means of a gas stream directed at it. In this case, a gas flow is generated in the end region of the movement path, which runs transverse to the main direction of propagation of the burner flame.
  • the gas flow can be supplied to a suction device.
  • a method variant has proven particularly useful in which the orientation of at least some of the separating burners is changed in the end section. Because a change in the alignment of the separating burner at the respective end sections of the burner movement is structurally relatively easy to accomplish, whereas throttling the supply of fuel or glass raw materials to the burner arrangement is complex in terms of control technology and the continuous operation of the separating burner, which is desired per se, is interrupted.
  • the change in orientation preferably includes a tilting of at least some of the deposition burners - and thus the direction of propagation of the burner flames - transversely to the longitudinal axis of the carrier. By tilting the burner flame no longer hits the blank surface or only partially.
  • the movement path in the end section can continue to run parallel to the longitudinal axis of the beam, so that this method variant can be implemented particularly easily.
  • the end section of the movement path runs transversely to the longitudinal axis of the carrier and that the change in orientation includes a deflection of at least some of the separating burners.
  • the movement path of the burner arrangement runs transversely to the longitudinal axis of the carrier and thus away from the blank.
  • the last separating burner reaches the end section, it can also be deflected accordingly, or the direction of movement of the burner movement is reversed again, so that the deflected separating burner in turn returns to the Indent the middle section and feed it to the opposite end section (if available). In this way, the conical end regions of the blank can be shortened - ideally even avoided altogether.
  • An embodiment of the method according to the invention is preferred in which the deposition burners are individually tilted or deflected one after the other transversely to the longitudinal axis of the carrier. Because the separating burner is tilted or deflected individually - and not in pairs or in pairs - a particularly short end area and a high utilization rate of the available carrier length can be achieved.
  • a blank is preferably produced which contains only germanium dioxide and / or fluorine as the dopant.
  • Starting substances for the dopant or for the dopants are fed to the deposition burner. This also means a supply in which the starting substances are supplied to the burner flame. This procedure is particularly suitable for producing fluorine doping.
  • the above-mentioned object is achieved, according to the invention, from a device of the type mentioned at the outset in that the movement path of the burner arrangement has a central section running parallel to the longitudinal axis of the support and at least one end section in which a deflection means is provided which changes the orientation caused by at least part of the deposition burner or the associated burner flame
  • the device enables the production of a blank with short conical end regions and the best possible use of the available carrier length.
  • an end section of the movement path is assigned to each or at least one of the two end regions of the blank.
  • the burner arrangement moves in the region of this end section, the orientation of at least some of the deposition burners or the respectively associated burner flame is changed, so that the direction of propagation of the burner flame changes and the burner flame no longer or only partially strikes the blank being formed.
  • the further deposition of SiO 2 particles and dopant on the carrier in the region of the ends of the blank being formed can be prevented or reduced.
  • the change in the orientation of the deposition burner at the respective end sections of the burner movement is brought about by a deflection means. It is a mechanical element that works directly or indirectly - for example, by generating a gas flow transverse to the
  • Burner flame - changes the orientation of the burner flame in the end section.
  • the end section runs parallel to the longitudinal axis of the carrier, and the deflection means causes at least some of the separating burners to tilt transversely to the longitudinal axis of the carrier.
  • the construction is particularly simple since the end section - like the middle section - of the movement path runs parallel to the longitudinal axis of the carrier. By tilting the deposition burner transversely to the longitudinal axis of the support, the burner flame no longer hits the blank surface or only partially.
  • the end section advantageously runs transversely to the longitudinal axis of the carrier, the deflecting means causing at least some of the separating burners to deflect.
  • the movement path of the burner arrangement runs transversely to the longitudinal axis of the carrier - for example at an angle of 90 ° - and thus away from the blank.
  • the deflection means consists in the given curvature the movement path in its end section, so that there is a "swinging away" of the deposition burner from the blank. In this way, the conical end regions of the blank can be shortened and ideally avoided entirely.
  • the separating burner can be tilted or deflected individually or in groups, for example in pairs, by means of the deflection means.
  • the separating burners can expediently be tilted or deflected independently of one another transversely to the longitudinal axis of the carrier, since the end regions of the blank can thus be kept particularly short and the available length of the carrier can be used as completely as possible.
  • An embodiment of the device according to the invention is particularly simple in terms of construction, in which the deflection means has a gas nozzle arranged in the end section, by means of which a gas stream directed towards the burner flame can be generated. A mechanical tilting or deflection of the separation burner is not necessary.
  • a suction device is preferably arranged opposite the gas nozzle in the area of the burner flame.
  • the gas flow generated by the gas nozzle is directed at the burner flame and then hits the suction.
  • a directed, stable gas flow can thus be generated and, at the same time, stray SiO 2 particles are avoided in the separation chamber.
  • Figure 1 a burner assembly and its trajectory in a first embodiment in a view transverse to the longitudinal axis of the carrier, and
  • Figure 2 a burner arrangement and its trajectory in a second
  • FIG. 1 shows a carrier 1 in the form of an aluminum oxide tube which rotates about its longitudinal axis 2.
  • a porous soot body 3 is formed on the carrier 1 by means of a so-called OVD process (Outside Vapor Deposition).
  • OVD process Outside Vapor Deposition
  • a total of four flame hydrolysis burners 4 made of quartz glass are provided, which are mounted on a common slide 5 at a distance of 100 mm each.
  • the carriage 5 can be moved back and forth along the carrier 1 via a movement path 6 between the ends of the soot body 3 which is being formed.
  • the movement path 6 consists of a central section 7 running parallel to the longitudinal axis 2 of the beam, which merges on both sides in a 90 ° arc into an end section 8 which points away from the longitudinal axis 2 of the beam.
  • glass starting materials in the form of GeCU, SiCI, oxygen and fuel gases are nominally fed to the flame hydrolysis burners 4 and in a respective burner flame (the direction of propagation of which is vertical in the illustration in FIG to the leaf plane) to the SiO 2 and GeO 2 particles.
  • SiO 2 and GeO 2 particles are deposited in layers on the carrier 1 to form the porous SiO 2 soot body doped with Ge0 2 , the slide 5 with the flame hydrolysis burners 4 along the movement path 6 between the ends 9 of the soot body which is formed 3 is moved back and forth.
  • the burner flames are directed in the middle section 7 onto the carrier 1 and the soot body 3 already formed thereon.
  • the flame hydrolysis burners 4 are deflected by 90 °, so that the respective burner flames do not strike the surface of the soot body 3 in the respective end sections 8 during their movement.
  • This sequence of movements is described in more detail below: As soon as the foremost burner flame reaches an end section 8, it is deflected by pivoting it away by 90 °, so that its direction of propagation changes and the burner flame no longer strikes the soot body 3. If the next burner flame arrives at the end section 8, this is also deflected accordingly, etc.
  • the burner flame of the fourth flame hydrolysis burner 4 reaches the end section 8, the direction of movement of the burner movement is reversed, so that the burner flames deflected up to that point re-enter the middle section 7 in turn and the opposite end portion
  • the conical end regions 9 of the soot body 3 can be shortened.
  • the fact that the carriage 5 runs along the entire length of the soot body 3 results in an axially homogeneous dopant distribution.
  • the movement path 26 runs completely parallel to the longitudinal axis 2 of the carrier. This applies both to the central section 7 and to the end sections 18 on both sides. In the region of the end sections 18 and conical end portions
  • a blower 10 and a suction 11 lie opposite each other on the mandrel 1.
  • a gas flow 12 nitrogen
  • a deposition burner 4 enters the end section 18, its respective burner flame reaches the effective range of the gas flow 12.
  • the direction of propagation of the burner flame is deflected by approximately 90 °, so that the deflected burner flame 13 runs in the sheet plane in the illustration in FIG.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is described below using the device shown in FIG. 2:
  • glass starting materials in the form of fluorine-containing freon, GeCl, SiCl, oxygen and fuel gases are fed to the flame hydrolysis burners and in a respective burner flame (their direction of propagation in the representation of FIG 2 in the central section 7 perpendicular to the sheet plane and in the end section 18 in the sheet plane) converted to particles.
  • the particles are deposited in layers on the carrier 1 to form the porous SiO 2 soot body 3 doped with fluorine and Ge0 2 , the slide 5 with the flame hydrolysis burners 4 being moved back and forth along the movement path 16 between the ends 9 of the soot body 3 which is formed is moved.
  • the burner flames are directed in the middle section 7 onto the carrier 1 and the soot body 3 already formed thereon.
  • the burner flames 13 of the flame hydrolysis burner 4 are deflected by 90 ° by means of the continuous gas flow 12, so that the respective burner flames 13 no longer strike the surface of the soot body 3 during their movement in the respective end sections 18, but rather via the soot body 3 suction 11 arranged opposite one another can be suctioned off.

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Abstract

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas unter Einsatz von mindestens einem Abscheidebrenner werden diesem Ausgangssubstanzen für SiO2 und einen Dotierstoff zugeführt, daraus in einer Brennerflamme Partikel gebildet und diese auf der Zylindermantelfläche eines Trägers unter Bildung eines den Dotierstoff enthaltendne SiO2-Rohlings schichtweise abgeschieden, indem der Abscheidebrenner auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn parallel zur Träger-Längsachse und von einem Ende des SiO2-Rohlings zum gegenüberliegenden Ende hin- und herbewegt wird. Um hiervon ausgehend, die Herstellung von Zylindern aus dotiertem Quarzglas hinsichtlich einer axial homogenen Verteilung des Dotierstoffes bzw. der Dotierstoffe bei gleichzeitig hoher Abscheiderate und Wirtschaftlichkeit zu verbessern, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass eine Brenneranordnung (5) eingesetzt wird, die mindestens zwei voneinander axial beabstandete Abscheidebrenner (4) umfasst, denen die gleichen Ausgangssubstanzen zugeführt werden. Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Bewegungsbahn der Brenneranordnung (5) einen parallel zur Träger-Längsachse (2) verlaufenden Mittelabschnitt (7) und mindestens einen Endabschnitt (8), in dem ein Ablenkungsmittel vorgesehen ist, das eine Änderungen der Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) oder der zugeordneten Brennerflamme bewirkt, umfasst.

Description

Patentanmeldung
Heraeus Tenevo AG
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas unter Einsatz von mindestens einem Abscheidebrenner, dem Ausgangssubstanzen für SiO2 und einen Dotierstoff zugeführt, daraus in einer dem Abscheidebrenner zugeordneten Brennerflamme, die auf einen um seine Längsachse rotierenden Träger gerichtet ist, Partikel gebildet und diese auf der Zylindermantelfläche des Trägers unter Bildung eines den Dotierstoff enthaltenden SiO2-Rohlings schichtweise abgeschieden werden, indem der Abscheidebrenner auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn parallel zur Träger-Längsachse und von einem stirnseitigen Ende des sich bildenden SiO2-Rohlings zum gegenüberliegenden Ende oszillierend hin- und herbewegt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas mit einer Brenneranordnung, die mindestens zwei Abscheidebrenner aufweist, denen jeweils eine Brennerflamme zugeordnet ist und die auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn parallel zur Längsachse eines um seine Längsachse rotierbaren Trägers oszillierend hin- und herbewegbar ist.
Ein Verfahren der eingangs angegebenen Gattung ist aus der US-A-4,251 ,251 bekannt. Darin wird die Herstellung eines Kernglases einer optischen Vorform für eine Lichtleitfaser nach dem sogenannten OVD-Verfahren (outside vapour deposition) beschrieben. Hierzu wird in einem ersten Verfahrensschritt ein poröser SiO2-Zylinder (im folgenden als „Sootzylinder" bezeichnet) hergestellt. Der
Sootzylinder besteht aus einer mit Germaniumdioxid (25 Gew.-%) und Boroxid (5 Gew.-%) dotierten zentralen SiO2-lnnenschicht, die von einer mit Boroxid ( 2 Gew.-%) dotierten SiO2-Außenschicht umgeben ist. Er wird durch Flammenhydrolyse von SiCI4 (bzw. von GeCI4 und BCI3) hergestellt, indem mittels eines Flammhydrolysebrenners SiO2-Partikel erzeugt und auf der Mantelfläche eines um seine Längsachse rotierenden Doms abgeschieden werden. In einem zweiten Verfahrensschritt wird auf der so erzeugten SiO2-lnnenschicht die SiO2-Außenschicht nach dem gleichen Verfahren abgeschieden. Anschließend wird der Dorn aus dem Sootzylinder herausgezogen, der poröse Sootzylinder gesintert und dabei gleichzeitig die Bohrung kollabiert. Die so hergestellte Vorform hat einen Kern aus Quarzglas, das mit Boroxid und Germaniumdioxid dotiert ist, dessen Brechungsindex 1 ,476 beträgt und das von einem Mantelglas mit einem Brechungsindex von 1 ,457 umhüllt ist.
Zur Herstellung des Mantelglases einer Vorform wird häufig eine gattungsgemäße Vorrichtung eingesetzt, bei der mehrere, in einer Reihe entlang des um seine
Längsachse rotierenden Trägers angeordnete Abscheidebrenner vorgesehen sind, die bei ihrer Hin- und Herbewegung nur einen kleinen Teilbereich der Oberfläche des Trägers überstreichen. Im Bereich der Wendepunkte der Brennerbewegung kommt es jedoch zu Inhomogenitäten und damit zu axialen Gradienten in den Materialeigenschaften, so dass diese Technik zwar kostengünstig ist, jedoch üblicherweise nur zur Herstellung von undotiertem Quarzglas für den Mantelbereich einer Vorform eingesetzt werden kann. Die bekannte Brenneranordnung bringt es mit sich, dass der damit Rohling hergestellte nach außen sich verjüngende Endbereiche aufweist, deren Größe mindestens so groß ist, wie der Abstand benachbarter Abscheidebrenner. Diese konischen Endbereiche sind für die Herstellung einer Vorform nicht nutzbar.
An die optischen Eigenschaften des Kernstabs, insbesondere an die axiale Homogenität der Dotierstoffverteilung werden jedoch hohe Anforderungen gestellt. Bisher war dies nur dadurch zu gewährleisten, dass für die Abscheidung der den Dotierstoff enthaltenden Si02-Partikel ein einzelner Abscheidebrenner eingesetzt wird, der von einem stirnseitigen Ende des sich bildenden Sootzylinders bis zum anderen Ende oszillierend hin- und herbewegt wird. Aufgrund der geringen Abscheiderate ist die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens jedoch gering.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das die Herstellung von Zylindern aus dotiertem Quarzglas mit axial homogener Verteilung des Dotierstoffes bzw. der Dotierstoffe bei gleichzeitig hoher Abscheiderate und Wirtschaftlichkeit erlaubt. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung bereitzustellen, die eine Herstellung von Rohlingen mit möglichst kurzen konischen Endbereichen ermöglicht.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Ausgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Brenneranordnung eingesetzt wird, die mindestens zwei voneinander axial beabstandete Abscheidebrenner, denen die gleichen Ausgangssubstanzen zugeführt werden, umfasst.
Anstelle nur eines Abscheidebrenners wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Brenneranordnung eingesetzt, die mindestens zwei Abscheidebrenner in vorgegebenem axialem Abstand voneinander umfasst. Da den Abscheidebrennern nominal die gleichen Ausgangssubstanzen zugeführt werden, wird eine höhere Gesamt-Abscheiderate erreicht.
Außerdem wird die Brenneranordnung von einem stirnseitigen Ende des sich bildenden Rohlings bis zum gegenüberliegenden stirnseitigen Ende bewegt. Dadurch werden sich auf der Rohlingoberfläche abbildende Wendepunkte der Brennerbewegung vermieden und somit axial homogene Materialeigenschaften erreicht. Beim Bewegungsablauf der Brenneranordnung erreicht mindestens der jeweils vordere Abscheidebrenner das stirnseitige Ende des Rohlings. Bei einem Rohling mit sich verjüngenden Enden wird unter dem stirnseitigen Ende des Rohlings das Ende des sich verjüngenden Endbereichs verstanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine hohe Abscheiderate bei gleichzeitig axial homogenen Materialeigenschaften, insbesondere einer homogenen axialen Dotierstoffverteilung. Falls der Rohling zusätzliche Soot-Schichten ohne Dotierstoff aufweisen soll, wie dies zum Beispiel regelmäßig der Fall ist bei einem Rohling für einen Kern- und Mantelglasschichten umfassenden, sogenannten „Kernstab", können auch diese undotierten Schichten mittels derselben Brenneranordnung aufgebracht werden. Insoweit enthält der erfindungsgemäße „Zylinder aus dotiertem Quarzglas" stets Dotierstoffe; regelmäßig enthält es aber auch undotierte Bereiche.
Die Brenneranordnung besteht aus einer starren oder einer flexiblen Aneinanderreihung der Abscheidebrenner. Deren Brennerflammen sind axial beabstandet voneinander, entweder in einer Reihe parallel zur Längsachse des Rohlings - wobei die Flammen-Ausbreitungsrichtungen jeweils gleich sind - oder um den Umfang des Rohlings - wobei die Flammen-Ausbreitungsrichtungen verschieden sind - verteilt. Wesentlich ist, dass die Abscheidebrenner in axialer Richtung einen vorgegebenen, festen Abstand zueinander haben. Sofern nicht ausdrücklich anderes beschreiben, bezieht sich der Ausdruck „axial" hier und im folgenden stets auf die Längsachse des Rohlings.
Die Brenneranordnung kann auch Abscheidebrenner aufweisen, die mehrere voneinander beabstandete Brennerflammen erzeugen.
Aufgrund der mindestens zwei Abscheidebrenner wird zwar eine höhere Gesamt- Abscheiderate pro Zeiteinheit erreicht, jedoch kann es aufgrund von
Wechselwirkungen zwischen benachbarten Brennerflammen zu einer Verringerung der mittleren Abscheiderate - bezogen auf einen einzelnen Abscheidebrenner - kommen. Zudem verringert sich durch den Einsatz der Brenneranordnung die nutzbare Länge des Rohlings, da sich aufgrund der Brennerbewegung beiderseits des Rohlings konische Endbereiche ausbilden, deren Länge mit zunehmender Ausdehnung der Brenneranordnung in axialer Richtung zunimmt. Daher wird eine Verfahrensweise bevorzugt, bei der eine Brenneranordnung eingesetzt wird, deren Abmessung in axialer Richtung maximal 40 % der Gesamtlänge des Rohlings beträgt. Unter der Gesamtlänge wird die nutzbare Länge des Rohlings zuzüglich etwaiger sich verjüngender Endbereiche verstanden.
Zweckmäßigerweise wird eine Brenneranordnung eingesetzt, bei der die Abscheidebrenner äquidistanten Abstand voneinander haben. Dadurch wird eine im wesentlichen gleiche Wechselwirkung zwischen den einzelnen Brennerflammen - abgesehen von den randständigen Brennerflammen - erreicht, so dass sich für die einzelnen Brennerflammen eine in etwa gleiche Abscheiderate ergibt, was die Reproduzierbarkeit des Verfahrens erleichtert.
Als günstig hat sich ein Abstand zwischen den Abscheidebrennern erwiesen, der im Bereich zwischen 60 mm und 150 mm eingestellt wird. Bei einem Abstand der Abscheidebrenner in diesem Bereich wird eine ausreichend hohe mittlere
Abscheiderate bei gleichzeitig kurzen konischen Endbereichen des Rohlings erreicht.
Es wird eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, bei der die Bewegungsbahn der Brenneranordnung einen parallel zur Träger-Längsachse verlaufenden Mittelabschnitt und mindestens einen Endabschnitt im Bereich einer der Stirnseiten des sich bildenden Rohlings umfasst, wobei im Bereich des Endabschnitts die Partikel-Abscheidung von mindestens einem Teil der Brennerflammen vermindert oder verhindert wird.
Diese Variante zielt in erster Linie auf eine Verkürzung der konischen Endbereiche und eine möglichst optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Trägerlänge ab. Hierzu wird jedem oder mindestens einem der beiden Endbereiche des Rohlings ein Endabschnitt der Bewegungsbahn zugeordnet. Wenn sich die Brenneranordnung im Bereich dieses Endabschnitts bewegt, wird bei mindestens einem Teil der Brennerflammen die weitere Abscheidung von SiO2-Partikeln und Dotierstoff auf dem Träger verhindert oder verringert. Dies lässt sich zum Beispiel durch eine Drosselung der Zufuhr von Brenn- oder Glasausgangsstoffen zur Brenneranordnung erreichen, oder durch eine Änderung in der Ausrichtung der jeweiligen Abscheidebrenner derart, dass die Brennerflamme nicht mehr oder nur noch teilweise auf dem sich bildenden Rohling auftrifft. Es könne auch beide Verfahrensvarianten gemeinsam eingesetzt werden.
Im einfachsten Fall wird die die Partikel-Abscheidung im Endabschnitt vermindert oder verhindert, indem die Zufuhr der Ausgangssubstanzen für SiO2zu dem Teil der Abscheidebrenner reduziert wird. Hierbei wird die Zufuhr der SiO2- Ausgangssubstanzen zu dem Abscheidebrenner oder zu den Abscheidebrennern im Bereich des Endabschnitts, oder im Bereich beider Endabschnitte, teilweise oder vollständig reduziert. Vorzugsweise wird eine Verfahrensvariante eingesetzt, bei der die Partikel- Abscheidung vermindert oder verhindert wird, indem die Ausbreitungsrichtung der Brennerflamme mittels eines auf sie gerichteten Gasstroms verändert wird. Dabei wird im Endbereich der Bewegungsbahn eine Gasströmung erzeugt, die quer zur Hauptausbreitungsrichtung der Brennerflamme verläuft. Sobald die Brennerflamme in den Endbereich gelangt, wird sie mittels der Gasströmung weggeblasen, so dass die SiO2-Partikel nicht mehr oder nur noch teilweise auf dem sich bildenden Rohling auftreffen. Um innerhalb der Brennerkammer vagabundierende SiQ2-Partike! möglichst zu vermeiden und um eine möglichst gerichtete Gasströmung zu erzeugen, kann die Gasströmung einer Absaugung zugeführt werden.
Alternativ oder ergänzend hat sich eine Verfahrensvariante besonders bewährt, bei welcher im Endabschnitt die Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner geändert wird. Denn eine Änderung der Ausrichtung der Abscheidebrenner an den jeweiligen Endabschnitten der Brennerbewegung ist konstruktiv verhältnismäßig einfach zu bewerkstelligen, wogegen eine Drosselung der Zufuhr von Brenn- oder Glasausgangsstoffen zur Brenneranordnung regelungstechnisch aufwendig ist und der an und für sich gewünschte kontinuierliche Betrieb des Abscheidebrenners unterbrochen wird.
Die Änderung der Ausrichtung umfasst vorzugsweise ein Verkippen von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner - und damit der Ausbreitungsrichtung der Brennerflammen - quer zur Träger-Längsachse. Durch das Verkippen trifft die Brennerflamme die Rohlingoberfläche nicht mehr oder nur noch teilweise. Dabei kann die Bewegungsbahn im Endabschnitt weiterhin parallel zur Träger-Längsachse verlaufen, so dass sich diese Verfahrensvariante besonders einfach realisieren lässt.
Alternativ oder ergänzend dazu hat sich aber auch als günstig erwiesen, dass der Endabschnitt der Bewegungsbahn quer zur Träger-Längsachse verläuft und dass die Änderung der Ausrichtung eine Auslenkung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner umfasst. Im Endabschnitt, das heißt im Bereich einer oder beider Enden des Rohlings, verläuft die Bewegungsbahn der Brenneranordnung quer zur Träger-Längsachse und damit weg vom Rohling. Sobald er vorderste Abscheidebrenner den Endabschnitt erreicht, wird er durch Wegschwenken ausgelenkt, beispielsweise um 90 °, so dass die Brennerflamme nicht mehr auf die Rohlingoberfläche auftrifft. Gelangt der nächste Abscheidebrenner zum Endabschnitt, wird dieser ebenfalls entsprechend ausgelenkt usw. Wenn der letzte Abscheidebrenner zum Endabschnitt gelangt, kann mit dieser ebenfalls entsprechend ausgelenkt werden, oder die Bewegungsrichtung der Brennerbewegung wird wieder umgekehrt, so dass die ausgelenkten Abscheidebrenner der Reihe nach wieder in den Mittelabschnitt einrücken und dem gegenüberliegenden Endabschnitt (sofern vorhanden) zugeführt werden. Auf diese Art und Weise können die konischen Endbereiche des Rohlings verkürzt - idealerweise sogar ganz vermieden - werden.
Es wird eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, bei der die Abscheidebrenner einzeln nacheinander quer zur Träger-Längsachse verkippt oder ausgelenkt werden. Dadurch, dass die Abscheidebrenner einzeln - und nicht etwa paarweise oder zu mehreren - verkippt oder ausgelenkt werden, ist ein besonders kurzer Endbereich und eine hohe Ausnutzungsrad der verfügbaren Träger-Länge erreichbar.
Vorzugsweise wird ein Rohling erzeugt, der als Dotierstoff ausschließlich Germaniumdioxid und/oder Fluor enthält. Ausgangssubstanzen für den Dotierstoff oder für die Dotierstoffe werden dem Abscheidebrenner zugeführt. Darunter wird auch eine Zuführung verstanden, bei dem die Ausgangssubstanzen der Brennerflamme zugeführt werden. Diese Verfahrensweise bietet sich insbesondere zur Erzeugung einer Fluordotierung an.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die oben angegebene Aufgabe ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bewegungsbahn der Brenneranordnung einen parallel zur Träger-Längsachse verlaufenden Mittelabschnitt und mindestens einen Endabschnitt, in dem ein Ablenkungsmittel vorgesehen ist, das eine Änderung der Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner oder der zugeordneten Brennerflamme bewirkt Die Vorrichtung ermöglicht die Herstellung eines Rohlings mit kurzen konischen Endbereichen und eine möglichst optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Trägerlänge. Hierzu wird jedem oder mindestens einem der beiden Endbereiche des Rohlings ein Endabschnitt der Bewegungsbahn zugeordnet. Wenn sich die Brenneranordnung im Bereich dieses Endabschnitts bewegt, wird die Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner oder der jeweils zugeordneten Brennerflamme verändert, so dass sich die Ausbreitungsrichtung der Brennerflamme ändert und diese nicht mehr oder nur noch teilweise auf dem sich bildenden Rohling auftrifft. Dadurch kann die weitere Abscheidung von SiO2-Partikeln und Dotierstoff auf dem Träger im Bereich der Enden des sich bildenden Rohlings verhindert oder verringert werden.
Die Änderung der Ausrichtung der Abscheidebrenner an den jeweiligen Endabschnitten der Brennerbewegung wird durch ein Ablenkungsmittel bewerkstelligt. Dabei handelt es sich um ein mechanisches Element, das unmittelbar oder mittelbar - beispielsweise durch Erzeugung einer Gasströmung quer zur
Brennerflamme - eine Änderung der Ausrichtung der Brennerflamme im Endabschnitt bewirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung verläuft der Endabschnitt parallel zur Träger-Längsachse, und das Ablenkungsmittel bewirkt ein Verkippen von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner quer zur Träger- Längsachse. Die Konstruktion ist besonders einfach, da der Endabschnitt - wie auch der Mittelabschnitt - der Bewegungsbahn parallel zur Träger-Längsachse verläuft. Durch das Verkippen der Abscheidebrenner quer zur Träger-Längsachse trifft die Brennerflamme die Rohlingoberfläche nicht mehr oder nur noch teilweise.
Alternativ dazu verläuft der Endabschnitt vorteilhafterweise quer zur Träger- Längsachse, wobei das Ablenkungsmittel eine Auslenkung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner bewirkt. Im Endabschnitt, das heißt im Bereich einer oder beider Enden des Rohlings, verläuft die Bewegungsbahn der Brenneranordnung quer zur Träger-Längsachse - beispielsweise in einem Winkel von 90 ° -und damit weg vom Rohling. Das Ablenkungsmittel besteht hierbei in der vorgegebenen Krümmung der Bewegungsbahn in deren Endabschnitt, so dass dort ein „Wegschwenken" der Abscheidebrenner vom Rohling bewirkt wird. Auf diese Art und Weise können die konischen Endbereiche des Rohlings verkürzt und idealerweise ganz vermieden werden.
Mittels des Ablenkungsmittels können die Abscheidebrenner einzeln oder zu mehreren - beispielsweise paarweise - verkippt oder ausgelenkt werden. Zweckmäßigerweise sind die Abscheidebrenner unabhängig voneinander quer zur Träger-Längsachse verkippbar oder auslenkbar, da so die Endbereiche des Rohlings besonders kurz gehalten und die verfügbare Länge des Trägers möglichst vollständig ausgenutzt werden kann.
Konstruktiv besonders einfach gestaltet sich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Ablenkungsmittel einen im Endabschnitt angeordneten Gasdüse aufweist, mittels dem ein auf die Brennerflamme gerichteter Gasstrom erzeugbar ist. Eine mechanische Verkippung oder Auslenkung der Abscheidebrenner ist hierbei nicht erforderlich.
Vorzugsweise ist der Gasdüse im Bereich der Brennerflamme gegenüberliegend eine Absaugung angeordnet. Die von der Gasdüse erzeugte Gasströmung ist auf die Brennerflamme gerichtet und trifft danach auf die Absaugung. Somit kann eine gerichtete, stabile Gasströmung erzeugt werden und gleichzeitig werden in der Abscheidekammer vagabundierende SiO2-Partikel vermieden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung im einzelnen:
Figur 1: eine Brenneranordnung und deren Bewegungsbahn in einer ersten Ausführungsform in einer Ansicht quer zur Träger-Längsachse, und
Figur 2: eine Brenneranordnung und deren Bewegungsbahn in einer zweiten
Ausführungsform bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ansicht quer zur Träger-Längsachse. Die Anordnung gemäß Figur 1 zeigt einen Träger 1 in Form eines Aluminiumoxidrohres, das um seine Längsachse 2 rotiert. Mittels eines sogenannten OVD-Verfahrens (Outside Vapour Deposition) wird auf dem Träger 1 ein poröser Sootkörper 3 gebildet. Hierzu sind insgesamt vier Flammhydrolysebrennern 4 aus Quarzglas vorgesehen, die mit einem Abstand von jeweils 100 mm auf einem gemeinsamen Schlitten 5 montiert sind. Der Schlitten 5 ist entlang des Trägers 1 über eine Bewegungsbahn 6 oszillierend zwischen den Enden des sich bildenden Sootkörpers 3 hin- und herbewegbar. Die Bewegungsbahn 6 besteht aus einem parallel zur Träger-Längsachse 2 verlaufenden Mittelabschnitt 7, der beiderseits in einem 90°-Bogen in einen Endabschnitt 8 übergeht, der von der Träger-Längsachse 2 wegweist.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in Figur 1 gezeigten Anordnung beispielhaft beschrieben:
Zur Herstellung des mit GeO2 dotierten SiO2-Sootkörpers 3 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden den Flammhydrolysebrennern 4 nominal gleichermaßen Glasausgangsstoffe in Form von GeCU, SiCI , Sauerstoff und Brenngase zugeführt, und in einer jeweiligen Brennerflamme (deren Ausbreitungsrichtung in der Darstellung von Figur 1 senkrecht zur Blattebene verläuft) zu den SiO2- und GeO2-Partikeln umgesetzt. Auf dem Träger 1 werden unter Bildung des porösen, mit Ge02 dotierten SiO2-Sootkörpers 3 schichtweise SiO2- und Geθ2-Partikel abgeschieden, wobei der Schlitten 5 mit den Flammhydrolysebrennern 4 entlang der Bewegungsbahn 6 zwischen den Enden 9 des sich bildenden Sootkörpers 3 hin- und herbewegt wird.
Die Brennerflammen sind im Mittelabschnitt 7 auf den Träger 1 und den darauf bereits gebildeten Sootkörper 3 gerichtet. In den beiden Endabschnitten 8 werden die Flammhydrolysebrenner 4 hingegen um 90 ° ausgelenkt, so dass die jeweiligen Brennerflammen bei ihrem Bewegungsablauf in den jeweiligen Endabschnitten 8 nicht auf die Oberfläche des Sootkörpers 3 auftreffen. Nachfolgend wird dieser Bewegungsablauf näher beschrieben: Sobald die vorderste Brennerflamme einen Endabschnitt 8 erreicht, wird sie durch Wegschwenken um 90 ° ausgelenkt, so dass sich ihre Ausbreitungsrichtung ändert und die Brennerflamme nicht mehr auf den Sootkörper 3 auftrifft. Gelangt die nächste Brennerflamme zum Endabschnitt 8, wird diese ebenfalls entsprechend ausgelenkt usw. Wenn die Brennerflamme des vierten Flammhydrolysebrenners 4 zum Endabschnitt 8 gelangt, wird die Bewegungsrichtung der Brennerbewegung umgekehrt, so dass die bis dahin ausgelenkten Brennerflammen der Reihe nach wieder in den Mittelabschnitt 7 einrücken und dem gegenüberliegenden Endabschnitt
8 zugeführt werden.
Auf diese Art und Weise können die konischen Endbereiche 9 des Sootkörpers 3 verkürzt werden. Dadurch, dass der Schlitten 5 im übrigen die gesamte Länge des Sootkörpers 3 abfährt, wird eine axial homogene Dotierstoffverteilung erreicht.
Sofern bei der Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Figur 2 die gleichen Bezugsziffern verwendet werden wie in Figur 1 , so sollen damit gleiche oder äquivalente Bestandteile der Vorrichtung bezeichnet sein. Auf die entsprechenden Erläuterungen zu Figur 1 wird verwiesen.
Im Unterschied zu der Vorrichtung gemäß Figur 1 verläuft bei der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung die Bewegungsbahn 26 vollständig parallel zur Träger-Längsachse 2. Dies gilt sowohl für den Mittelabschnitt 7, als auch für die beiderseitigen Endabschnitte 18. Im Bereich der Endabschnitte 18 und der konischen Endbereiche
9 des Sootkörpers 3 liegen sich am Dorn 1 jeweils ein Gebläse 10 und eine Absaugung 11 gegenüber. Mittels des Gebläses 10 wird eine Gasströmung 12 (Stickstoff) erzeugt, die senkrecht zur Träger-Längsachse 2 und senkrecht zur ungestörten Ausbreitungsrichtung der Brennerflammen, wie se im Mittelteil 7 der Bewegungsbahn 16 gegeben, verläuft. Sobald ein Abscheidebrenner 4 in den Endabschnitt 18 einfährt, gelangt seine jeweilige Brennerflamme in den Wirkungsbereich der Gasströmung 12. Dadurch wird die Ausbreitungsrichtung der Brennerflamme um etwa 90 ° umgelenkt, so dass in der Darstellung von Figur 2 die umgelenkte Brennerflamme 13 in der Blattebene verläuft. Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung beschrieben:
Zur Herstellung des mit Fluor und GeO2 dotierten SiO2-Sootkörpers 3 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden den Flammhydrolysebrennern 4 Glasausgangsstoffe in Form von fluorhaltigem Freon, GeCI , SiCI , Sauerstoff und Brenngase zugeführt und in einer jeweiligen Brennerflamme (deren Ausbreitungsrichtung in der Darstellung von Figur 2 im Mittelabschnitt 7 senkrecht zur Blattebene und im Endabschnitt 18 in der Blattebene verläuft) zu Partikeln umgesetzt. Auf dem Träger 1 werden die Partikel unter Bildung des porösen, mit Fluor und Ge02 dotierten SiO2-Sootkörpers 3 schichtweise abgeschieden, wobei der Schlitten 5 mit den Flammhydrolysebrennern 4 entlang der Bewegungsbahn 16 zwischen den Enden 9 des sich bildenden Sootkörpers 3 hin- und herbewegt wird.
Die Brennerflammen sind im Mittelabschnitt 7 auf den Träger 1 und den darauf bereits gebildeten Sootkörper 3 gerichtet. In den beiden Endabschnitten 18 hingegen werden die Brennerflammen 13 der Flammhydrolysebrenner 4 mittels der kontinuierlichen Gasströmung 12 um 90 ° abgelenkt, so dass die jeweiligen Brennerflammen 13 bei ihrem Bewegungsablauf in den jeweiligen Endabschnitten 18 nicht mehr auf die Oberfläche des Sootkörpers 3 auftreffen, sondern über die gegenüberliegend angeordnete Absaugung 11 abgesaugt werden.
Nachfolgend wird dieser Bewegungsablauf näher beschrieben:
Sobald die vorderste Brennerflamme 13 in den Endabschnitt 1 und damit in den Wirkungsbereich der Gasströmung 12 gelangt, wird die um 90° abgelenkt, so dass sich ihre Ausbreitungsrichtung ändert und die Brennerflamme 13 nicht mehr auf den Sootkörper 3 auftrifft. Gelangt die nächste Brennerflamme in den Wirkungsbereich der Gasströmung 12, wird diese ebenfalls entsprechend abgelenkt usw. Wenn die Brennerflamme des vierten Flammhydrolysebrenners 4 zum Endabschnitt 18 gelangt, wird die Bewegungsrichtung der Brennerbewegung umgekehrt. Die abgelenkten Brennerflammen 13 verlassen sukzessive wieder den Wirkungsbereich der Gasströmung 12, bis sie im Mittelteil wieder ihre ursprüngliche Ausbreitungsrichtung haben und anschließend dem gegenüberliegenden Endabschnitt 8 zugeführt werden. Auf diese Art und Weise können die konischen Endbereiche 9 des Sootkörpers 3 verkürzt werden. Dadurch, dass der Schlitten 5 im übrigen die gesamte Länge des Sootkörpers 3 abfährt, wird eine axial homogene Dotierstoffverteilung erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas unter Einsatz von mindestens einem Abscheidebrenner, dem Ausgangssubstanzen für SiO2 und einen Dotierstoff zugeführt, daraus in einer dem
Abscheidebrenner zugeordneten Brennerflamme, die auf einen um seine Längsachse rotierenden Träger gerichtet ist, Partikel gebildet und diese auf der Zylindermantelfläche des Trägers unter Bildung eines den Dotierstoff enthaltenden SiO2-Rohlings schichtweise abgeschieden werden, indem der Abscheidebrenner auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn parallel zur
Träger-Längsachse und von einem stirnseitigen Ende des sich bildenden SiO2- Rohlings zum gegenüberliegenden Ende oszillierend hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenneranordnung (5) eingesetzt wird, die mindestens zwei voneinander axial beabstandete Abscheidebrenner (4) , denen die gleichen Ausgangssubstanzen zugeführt werden, umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenneranordnung (5) eingesetzt wird, deren Abmessung in axialer Richtung maximal 40 % der Gesamtlänge des Rohlings (3) beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenneranordnung (5) eingesetzt wird, bei der die Abscheidebrenner (4) äquidistanten Abstand zueinander haben.
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Abscheidebrenner (4) voneinander im Bereich zwischen 60 mm und 150 mm eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn (6) der Brenneranordnung (5) einen parallel zur Träger-Längsachse (2) verlaufenden Mittelabschnitt (7) und mindestens einen Endabschnitt (8) im Bereich einer der Stirnseiten (9) des sich bildenden Rohlings (3) umfasst, wobei im Bereich des Endabschnitts (8) die Partikel-Abscheidung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) vermindert oder verhindert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Endabschnitt die Partikel-Abscheidung durch reduzierte Zufuhr der Ausgangssubstanzen für SiO2 zu dem Teil der Abscheidebrenner vermindert oder verhindert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel- Abscheidung vermindert oder verhindert wird, indem die Ausbreitungsrichtung der Brennerflamme (13) mittels eines auf sie gerichteten Gasstroms (12) verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Endabschnitt (8) die Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) geändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Ausrichtung ein Verkippen von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) quer zur Träger-Längsachse (2) umfasst
10.Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (8) der Bewegungsbahn (6) quer zur Träger-Längsachse (2) verläuft und dass die Änderung der Ausrichtung eine Auslenkung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) umfasst.
11.Verfahren nach einem Ansprüche 8 bislO, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidebrenner (4) einzeln nacheinander quer zur Träger-Längsachse (2) verkippt oder ausgelenkt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohling erzeugt wird, der als Dotierstoff ausschließlich Germaniumdioxid und/oder Fluor enthält.
13. Vorrichtung zur Herstellung eines Zylinders aus dotiertem Quarzglas mit einer Brenneranordnung (5), die mindestens zwei Abscheidebrenner aufweist, denen jeweils eine Brennerflamme zugeordnet ist und die auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn parallel zur Längsachse eines um seine Längsachse rotierbaren Trägers oszillierend hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn der Brenneranordnung (5) einen parallel zur Träger-Längsachse (2) verlaufenden Mittelabschnitt (7) und mindestens einen Endabschnitt (8), in dem ein Ablenkungsmittei vorgesehen ist, das eine Änderung der Ausrichtung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) oder der zugeordneten Brennerflamme bewirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt parallel zur Träger-Längsachse verläuft, und dass das Ablenkungsmittel ein Verkippen von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner quer zur Träger-Längsachse bewirkt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (8) quer zur Träger-Längsachse (2) verläuft, und dass das Ablenkungsmittel eine Auslenkung von mindestens einem Teil der Abscheidebrenner (4) bewirkt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidebrenner (4) unabhängig voneinander quer zur Träger- Längsachse (2) verkippbar oder auslenkbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkungsmittel einen im Endabschnitt (8) angeordneten Gasdüse (10) aufweist, mittels dem ein auf die Brennerflamme (13) gerichteter Gasstrom (12) erzeugbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdüse
(10) im Bereich der Brennerflamme (13) gegenüberliegend eine Absaugung
(11) angeordnet ist.
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63310745A (ja) * 1987-06-15 1988-12-19 Fujikura Ltd ガラス母材の製造装置
JPH02212327A (ja) * 1989-02-10 1990-08-23 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバープリフォーム母材の製造方法
JPH02243531A (ja) * 1989-03-15 1990-09-27 Fujikura Ltd 光フアイバ母材の製造方法
JPH0383831A (ja) * 1989-08-25 1991-04-09 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH03109231A (ja) * 1989-09-22 1991-05-09 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ多孔質母材の製造方法
JPH03295827A (ja) * 1990-04-13 1991-12-26 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH0412032A (ja) * 1990-04-26 1992-01-16 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd すす状シリカ体の製造方法、その装置及び該シリカ体を用いた合成石英ガラス
JPH04170336A (ja) * 1990-11-05 1992-06-18 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH05221660A (ja) * 1992-02-14 1993-08-31 Furukawa Electric Co Ltd:The ガラス微粒子堆積方法
JPH0692669A (ja) * 1992-09-10 1994-04-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法
JPH09118538A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH107429A (ja) * 1996-06-19 1998-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法および製造装置
DE19628958A1 (de) * 1996-07-18 1998-01-22 Heraeus Quarzglas Verfahren zur Herstellung von Quarzglaskörpern
JP2000044276A (ja) * 1998-07-23 2000-02-15 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファィバ母材の製造方法および光ファィバ母材を製造する装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4251251A (en) * 1979-05-31 1981-02-17 Corning Glass Works Method of making optical devices
US4684384A (en) * 1986-02-27 1987-08-04 Corning Glass Works Conveyor deposition method and apparatus for making optical fiber preforms
US5116400A (en) * 1990-09-20 1992-05-26 Corning Incorporated Apparatus for forming a porous glass preform

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63310745A (ja) * 1987-06-15 1988-12-19 Fujikura Ltd ガラス母材の製造装置
JPH02212327A (ja) * 1989-02-10 1990-08-23 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバープリフォーム母材の製造方法
JPH02243531A (ja) * 1989-03-15 1990-09-27 Fujikura Ltd 光フアイバ母材の製造方法
JPH0383831A (ja) * 1989-08-25 1991-04-09 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH03109231A (ja) * 1989-09-22 1991-05-09 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ多孔質母材の製造方法
JPH03295827A (ja) * 1990-04-13 1991-12-26 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH0412032A (ja) * 1990-04-26 1992-01-16 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd すす状シリカ体の製造方法、その装置及び該シリカ体を用いた合成石英ガラス
JPH04170336A (ja) * 1990-11-05 1992-06-18 Fujikura Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH05221660A (ja) * 1992-02-14 1993-08-31 Furukawa Electric Co Ltd:The ガラス微粒子堆積方法
JPH0692669A (ja) * 1992-09-10 1994-04-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法
JPH09118538A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JPH107429A (ja) * 1996-06-19 1998-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法および製造装置
DE19628958A1 (de) * 1996-07-18 1998-01-22 Heraeus Quarzglas Verfahren zur Herstellung von Quarzglaskörpern
JP2000044276A (ja) * 1998-07-23 2000-02-15 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファィバ母材の製造方法および光ファィバ母材を製造する装置

Non-Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 13, no. 156 14 April 1989 (1989-04-14) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 14, no. 509 7 November 1990 (1990-11-07) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 14, no. 562 13 December 1990 (1990-12-13) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 256 28 June 1991 (1991-06-28) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 297 29 July 1991 (1991-07-29) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 133 ( - 5) 6 April 1992 (1992-04-06) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 164 21 April 1992 (1992-04-21) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 470 30 September 1992 (1992-09-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 17, no. 674 10 December 1993 (1993-12-10) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 18, no. 357 6 July 1994 (1994-07-06) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 09 30 September 1997 (1997-09-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 05 30 April 1998 (1998-04-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 05 14 September 2000 (2000-09-14) *

Also Published As

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DE10047100B4 (de) 2004-09-30
DE10047100A1 (de) 2002-04-25

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