WO2010003856A1

WO2010003856A1 - Biegeunempfindliche optische faser, quarzglasrohr als halbzeug für seine herstellung sowie verfahren zur herstellung der faser

Info

Publication number: WO2010003856A1
Application number: PCT/EP2009/058247
Authority: WO
Inventors: Jan Vydra; Peter Bauer; Karsten Braeuer; Michael Huenermann
Original assignee: Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-01-14
Also published as: CN102089687A; CN102089687B; JP5559164B2; US20110100062A1; US8635889B2; JP2011526879A; DE102008047736B3

Abstract

Eine bekannte biegeunempfindliche optische Faser weist eine Kernzone mit einem Brechungsindex n_K, einen die Kernzone umhüllende Mantelzone mit einem Brechungsindex n_M, und eine die Mantelzone umgebende Ringzone aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einem Brechungsindex n_Fauf, wobei gilt n_F< n_M< n_K. Hiervon ausgehend soll eine optische Faser zur Verfügung gestellt werden, die sich durch hohe Biegeunempfindlichkeit, gute Spleißbarkeit und Kompatibilität auszeichnet und ein Verfahren für eine kostengünstige Herstellung einer derartigen Faser angegeben werden. Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Quarzglas der Ringzone (21) in einem Plasma-Außenabscheideprozess erzeugt wird, indem auf einem Substratkörper (20) eine Ringzonenschicht aus dem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einer Schichtdicke von mindestens 1 mm und einer Brechzahl n_F < 1,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, erzeugt wird.

Description

Biegeunempfindliche optische Faser, Quarzglasrohr als Halbzeug für seine Herstellung sowie Verfahren zur Herstellung der Faser

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine biegeunempfindliche optische Faser, die eine Kernzone mit einem Brechungsindex n_κ, einen die Kernzone umhüllende Mantelzone mit einem Brechungsindex n_M, und eine die Mantelzone umgebende Ringzone aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einem Brechungsindex n_F aufweist, wobei gilt n_F < n_M < n_κ

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Quarzglasrohr als Halbzeug für die Herstellung einer biegeunempfindlichen optischen Faser sowie ein Verfahren zur Herstellung einer biegeunempfindlichen optischen Faser, die eine Kernzone mit einem Brechungsindex n_κ, einen die Kernzone umhüllende Mantelzone mit einem Bre- chungsindex n_M, und eine die Mantelzone umgebende Ringzone aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einem Brechungsindex n_F aufweist, wobei gilt n_F < n_M < n_κ, durch Elongieren einer Quarzglas-Vorform oder eines koaxialen Ensembles von Quarzglas-Bauteilen.

Stand der Technik

Die Dämpfung des in einer optischen Faser geführten Lichtsignals hängt von Biegungen der Faser ab. Kleine Biegeradien bewirken eine höhere optische Dämpfung. Der Signalverlust kann durch Einsatz biegeunempfindlicher optischer Fasern verringert werden. Derartige Fasern sind seit vielen Jahren bekannt und geraten im Zuge der Verlegung von Glasfasernetzen bis in die Wohnung (fiber-to- the-home; FTTH) zunehmend ins Blickfeld. Bei dieser Anwendung sind häufig wegen räumlicher Beschränkungen und ästhetischer Ansprüche besonders kleine Biegeradien erwünscht.

Bei biegeunempfindlichen Fasern beruht die Verbesserung der Biegeeigenschaften in der Regel auf einer Erhöhung des Brechungsindex-Unterschieds zwischen Kern und Mantel durch eine „weiter außen liegende" Mantelglasschicht mit kleinem Brechungsindex. Die „weiter außen liegende" Mantelglasschicht hat den Vorteil, dass sie das Modenfeld des in der Faser geführten Lichtes weniger stark be- einflusst als eine kernnahe Mantelglasschicht, was die Kompatibilität zu Standard- Monomode-Fasern begünstigt.

Zu diesem Zweck wird beispielsweise in der US 4,641 ,917 A, aus der eine biegeunempfindliche optische Faser gemäß der eingangs genannten Gattung bekannt ist, eine Single-Mode-Faser aus Quarzglas mit einem Brechungsindexprofil vorgeschlagen, das einen Kern und drei koaxial um den Kern verlaufende Man- telglaszonen aufweist, von denen die innere, an den Kern angrenzende Mantelglaszone sowie die äußere Mantelglaszone, die auch als „Ringzone" bezeichnet wird, durch Zudotierung von Fluor in ihrem Brechungsindex abgesenkt sind. Die Herstellung dieser Faser erfolgt durch ein übliches MCVD-Verfahren (Modified Chemical Vapor Deposition). Dabei werden auf der Innenwandung eines Sub- stratrohres unter Einwirkung eines außen reversierend bewegten Heizbrenners die entsprechend dem gewünschten Brechungsindexprofil dotierten Quarzglasschichten nacheinander abgeschieden. Bei einer unter der Bezeichnung FCVD- Verfahren (Furnace Chemical Vapor Deposition) bekannten Abwandlung des MCVD-Verfahrens wird die Heizzone nicht mittels eines Heizbrenners sondern mittels eines elektrischen Heizers erzeugt. Das innenbeschichtete Substratrohr wird zu einer Vorform kollabiert und aus der Vorform die optische Faser abgezogen.

Ein ähnliches Konzept zur Verbesserung der Biegeeigenschaften durch Dotieren einer äußeren Ringzone mit Fluor ergibt sich auch aus der EP 1 785 754 A1 , wo- bei hier die Faserherstellung unter Einsatz eines PCVD-Verfahrens (Plasma

Chemical Vapor Deposition) erfolgt, bei dem die Abscheidung der Quarzglasschichten auf der Innenwandung eines Substratrohres unter der Einwirkung eines Lichtbogens erfolgt.

Es hat sich aber gezeigt, dass mit den bekannten Fasern eine ausreichende Re- duzierung von Biegeverlusten nicht zu erreichen ist. Zudem ist bei den Innenbe- schichtungsverfahren der Innendurchmesser des Substratrohres ein Faktor, der den Abstand zwischen Kern und Ringzone und die Größe der Vorform limitiert.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden so genannte mikrostrukturierte optische Fasern vorgeschlagen, bei denen im Bereich des Mantels zwecks Absen- kung des Brechungsindex eine Zone vorgesehen ist, die von langgestreckten Kanälen durchzogen oder mit nicht periodischen Hohlräumen versehen ist. Derartige Fasern sind beispielsweise unter den Bezeichnungen „Photonic Crystal Fibres" (PCF-Fasern) oder „Hole assisted fibers" bekannt (EP 1 617 243 A1 ; EP 1 788 415 A1 ; WO 2007/055881 A1 ).

Mit derartigen Faserkonzepten können zwar Biegeverluste reduziert werden. Die Herstellung der Fasern ist aber kompliziert und aufwendig und sie lassen sich wegen der Kanäle oder Hohlräume nur schwer spleißen. Daher ist ihre Kompatibilität zu installierten Fasernetzen limitiert.

Technische Aufgabenstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Konzept einer Erhöhung des Brechungsindex-Unterschieds zwischen Kern und Mantel durch Fluordotierung einer weiter außen liegende Ringzone. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optische Faser zur Verfügung zu stellen, die sich durch hohe Biegeunempfindlichkeit, gute Spleißbarkeit und Kompatibilität auszeichnet und ein Verfahren für eine kosten- günstige Herstellung einer derartigen Faser anzugeben.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Quarzglas der Ringzone in einem Plasma-Außenabscheideprozess erzeugt wird, indem auf einem Substratkörper eine Ringzonenschicht aus dem mit Fluor dotierten Quarz- glas mit einer Schichtdicke von mindestens 1 mm und einer Brechzahl n_F £ 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, erzeugt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das für die Ringzone der optischen Faser bestimmte fluordotierte Quarzglas mittels eines Plasma-Außenabscheide- verfahrens in Form einer Ringzonenschicht auf einem Substratkörper erzeugt. Bei - -

dem Substratkörper handelt es sich um ein Rohr oder um einen Stab aus Quarzglas, das undotiert oder mindestens teilweise dotiert ist.

Bei einem Plasma-Außenabscheideverfahren wird ein induktionsgekoppelter Plasmabrenner eingesetzt, dem Ausgangssubstanzen zugeführt werden, aus de- nen sich in einer Plasmazone fluorhaltige SiO₂-Partikel bilden, die auf dem um seine Längsachse rotierenden Substratkörper schichtweise abgeschieden und dabei direkt gesintert werden. Dieses Verfahren zur Herstellung von Quarzglas für optische Fasern ist unter der Bezeichnung „POD-Verfahren" (Plasma Outside Deposition) allgemein bekannt. Durch seine Anwendung im Rahmen der Herstellung einer biegeunempfindlichen optischen Faser ergeben sich mehrere Vorteile:

1. Das POD-Verfahren ermöglicht im Vergleich zu anderen Abscheideverfahren, wie etwa OVD- und MCVD-Verfahren, die Einstellung besonders hoher Fluorgehalte bis zu 8 Gew.-% in Quarzglas. Dies geht mit einer entsprechend deutlichen Verringerung des Brechungsindex der Ringzone und der Möglichkeit zur Ausbildung eines ausreichend großen Brechungsindexunterschieds zur

Kernzone und einer dementsprechend hohen Biegeunempfindlichkeit der Faser einher. Die durch die Fluordotierung bewirkte Brechzahlabsenkung gegenüber undotiertem Quarzglas (Brechungsindex n_D=1 ,4589 bei der Wellenlänge der D-Linie der Natriumdampflampe) beträgt mindestens 0,007 (n_F < 1 ,4519), bevorzugt mindestens 0,009 (n_F < 1 ,4499) und besonders bevorzugt mindestens 0,016 (n_F < 1 ,4429).

2. Außerdem gibt es beim POD-Außenabscheideverfahren keine physikalischen, sondern allenfalls anlagentechnische Einschränkungen für die Dicke der abzuscheidenden Ringzonenschicht oder des Außendurchmessers des Sub- stratkörpers. Dadurch können problemlos einerseits der Abstand der Ringzone und der Kernzone voneinander so groß eingestellt werden, dass nennenswerte Beeinträchtigungen der Lichtführung im Faserkern vermieden werden - zum Beispiel über die Dicke des Substratkörpers. Und andererseits kann die Dicke der Ringzonenschicht mit einer Mindestdicke von 1 mm so eingestellt werden, dass sie ein großes Elongierverhältnis von der Vorform zur Faser ermöglicht, was sich auf die Produktivität und Kosteneffizienz des Verfahrens vorteilhaft auswirkt.

Für den Brechungsindex von undotiertem Quarzglas werden in der Literatur für eine Messwellenlänge von 589,3 nm (D-Linie der Natriumdampflampe) Werte zwi- sehen n_D=1 ,4585 und 1 ,4589 angegeben. Bei der vorliegende Erfindung wird von n_D=1 ,4589 ausgegangen.

Es hat sich bewährt, wenn die Ringzonenschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 1 ,5 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm, und besonders bevorzugt mindestens 10 mm, erzeugt wird.

Dadurch kommt der oben unter 2. beschriebene Kosteneffizienz- und Produktivitätsvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders zur Geltung, da sich auch bei einem großen Elongierverhältnis eine ausreichend große Dicke der Ringzonenschicht in der resultierenden optischen Faser ergibt.

Weiterhin hat es sich als günstig erweisen, wenn die Ringzonenschicht mit einer Außenschicht aus Quarzglas, das eine höhere Viskosität als das Quarzglas der Ringzonenschicht aufweist, umhüllt wird.

Die Dotierung mit Fluor führt zu einer Verringerung der Viskosität des Quarzglases, was sich bei nachfolgenden Heißbearbeitungsschritten, bei denen die Ringzonenschicht an freier Oberfläche liegt, nachteilig auswirken kann. Um dies zu vermeiden wird die Ringzonenschicht bei der bevorzugten Verfahrensvariante mit einer Außenschicht mit höherer Viskosität versehen, im einfachsten Fall mit einer Außenschicht aus undotiertem Quarzglas oder aus Quarzglas, das in geringerer Konzentration mit Fluor dotiert ist. Alternativ können auch Dotierstoffe verwendet werden, die die Viskosität von Quarzglas erhöhen, wie beispielsweise Stickstoff oder Aluminium. Die Viskositätserhöhende Wirkung der Dotierstoffe trägt zur thermischen Stabilität der Außenschicht zusätzlich bei. Insbesondere Stickstoff kann beim POD-Abscheideprozess leicht in das Quarzglas-Netzwerk eingebaut werden, indem dem Plasmabrenner ein stickstoffhaltiges Gas, wie etwa N₂O, zugeführt werden. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Außenschicht mittels eines Plasma-Außenabscheideprozess auf der Ringzonenschicht erzeugt wird.

Hierbei werden sowohl die Ringzonenschicht als auch die Außenschicht mittels eines POD-Prozesses erzeugt. Somit kann die gleiche Anlage benutzt und Um- rüstungen oder die Bereitstellung von ansonsten erforderlichem Equipment vermieden werden. Dies vereinfacht die Herstellung, verringert die Gefahr von Aus- schuss und verbilligt insgesamt die Herstellung der biegeunempfindlichen optischen Faser. Außerdem wirkt sich diese Maßnahme auch auf die Qualität der Grenzfläche zwischen Ringzonenschicht und Außenschicht positiv aus.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Ringzonenschicht auf einem Substratkörper in Form einer stabförmigen Mutterkernvorform, die einen Kernbereich und mindestens einen den Kernbereich umhüllenden Mantelbereich aufweist, aufgebracht wird, wobei der Kernbereich einen Außenradius r_κ und die Ringzonenschicht einen Innen- radius r_F aufweist, wobei das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,2, vorzugsweise größer als 2,5 und besonders bevorzugt größer als 2,8 ist.

Das Verhältnis r_F/r_κ ist ein Maß für den Abstand zwischen dem Kernbereich der Mutterkernvorform und der Ringzonenschicht. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise mehr als das 2,2-fache vom Radius des Kernbereichs. Dadurch wird der Kernbereich bei der Weiterverarbeitung der Mutterkernvorform vor Verunreinigungen - insbesondere vor Hydroxylgruppen - aus der Ringzonenschicht geschützt und es ergeben sich Produktivitätsvorteile im Vergleich zu MCVD- oder PCVD-Verfahren, bei denen die Ringzonenschicht in der Innenbohrung eines Substrat-rohres erzeugt wird. Mit dem Abstand nimmt jedoch andererseits der Ein- fluss der Ringzone auf die Lichtführung der optischen Faser ab, so dass Abstände von mehr als dem 5,5-fachen des Kernbereichsradius nicht bevorzugt werden. Die Mutterkernvorform selbst kann aus einer noch größeren Vorform durch Elon- gieren erhalten werden.

Die mit der Ringzonenschicht versehene Mutterkernvorform kann mit zusätzli- ehern Mantelmaterial versehen und anschließend direkt zu einer optischen Faser gezogen werden. In der Regel - und vorzugsweise - weist die mit der Ringzonenschicht versehene Mutterkernvorform einen Außendurchmesser von mindestens 70 mm, vorzugsweise mindestens 90 mm, auf und sie wird zunächst zu einer Kernvorform elongiert.

Die Gesamtlänge der so erhaltenen Kernvorform ist um ein Vielfaches größer als diejenige der anfänglichen Mutterkernvorform. Erst die so erhaltene Kernvorform wird mit zusätzlichem Mantelmaterial belegt und zu der biegeunempfindlichen optischen Faser weiter verarbeitet. Das zusätzliche Mantelmaterial kann zum Beispiel unter Bildung einer Vorform durch Umfangen der Kernvorform mit einem Zy- linder aus Quarzglas oder durch Außenbeschichtung mit SiO₂-Material erfolgen, oder durch die bekannte Stab-in-Rohr-Technik, wobei die Kernvorform unter Bildung einer koaxialen Anordnung von Quarzglas-Bauteilen von einem oder mehreren Quarzglasrohren umgeben wird und diese Anordnung zu einer Vorform oder unmittelbar zu der Faser elongiert wird.

Wegen des relativ großen Außendurchmessers der Mutterkernvorform von mindestens 70 mm und dem damit einhergehenden großen Ausziehverhältnis zur Kernvorform ermöglicht diese Verfahrensweise eine besonders wirtschaftliche Herstellung der optischen Faser. Neben den üblichen Verfahren zur Außenbeschichtung der Kernvorform mit SiO₂-Material durch Abscheiden und direktes Ver- glasen von SiO₂-Partikeln kommen auch ein Beschichten durch thermisches

Spritzen, insbesondere durch Plasmasprühverfahren, und eine Abscheidung von SiO₂-Sootmaterial in Betracht.

Bei einer alternativen und gleichermaßen geeigneten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ringzonenschicht auf einem Substratkörper aufgebracht, der in Form eines Mutterrohres aus Quarzglas vorliegt, das einen

Außendurchmesser von mindestens 70 mm, vorzugsweise mindestens 90 mm, aufweist, wobei das mit der Ringzonenschicht versehene Mutterrohr wird zu einem Zonenrohr elongiert.

Das Mutterrohr besteht aus dotiertem oder undotiertem Quarzglas. Es kann selbst kann aus einem noch größeren Hohlzylinder durch Elongieren erhalten werden. Auf der Ringzonenschicht kann aus den oben erwähnten Gründen eine weitere Schicht aus Quarzglas mit höherer Viskosität aufgebracht werden. Das mit der Ringzonenschicht versehene Mutterrohr kann beispielsweise als Substratrohr in einem Rohr-Innenbeschichtungsverfahren oder als Überfangrohr in einem Stab- in-Rohr-Verfahren weiterverarbeitet werden. In der Regel - und vorzugsweise - weist das mit der Ringzonenschicht versehene Mutterrohr jedoch einen relativ großen Außendurchmesser von mindestens 70 mm, vorzugsweise mindestens 90 mm, auf und wird zunächst zu einem Zonenrohr elongiert.

Auch hier tragen der relativ große Außendurchmesser des Mutterrohres von min- destens 70 mm und das damit einhergehende große Ausziehverhältnis zum Zonenrohr zu einer wirtschaftlichen Herstellung der optischen Faser bei. Dabei hat es sich bewährt, wenn beim Elongieren ein Ausziehverhältnis im Bereich von 3 bis 100 eingestellt wird. Je größer das Ausziehverhältnis ist (das Verhältnis der Rohrlängen nach und vor Elongierprozess), umso geringer ist der auf die Länge des resultierenden Zonenrohres bezogene Herstellungsaufwand. Bei Ausziehverhältnissen unterhalb der genannten Untergrenze ergibt sich diesbezüglich kein nennenswerter Beitrag. Bei Ausziehverhältnissen oberhalb der genannten Obergrenze sind sehr großvolumige und schwer handhabbare Verbundrohre einzusetzen.

Eine besonders wirtschaftliche Herstellung des Zonenrohres ergibt sich bei einer bevorzugten Verfahrensvariante, bei der mindestens ein Teil des Quarzglases des Mutterrohres in einem Sootabscheideprozess hergestellt wird, der eine Abscheidung von SiO₂-Partikeln unter Bildung eines SiO₂-Sootkörpers, eine Dotierung des SiO₂-Sootkörpers mit Fluor und ein Verglasen des SiO₂-Sootkörpers um- fasst, wobei ein Quarzglas mit eine Fluordotierung erhalten wird, die eine Brechzahlabsenkung von weniger als 0,007 gegenüber undotiertem Quarzglas bewirkt.

Sootabscheideprozesse dieser Art sind beispielsweise unter den Bezeichnungen „OVD" oder „VAD" allgemein bekannt. Die Dotierung des Sootkörpers mit Fluor erfolgt beim Abscheideprozess und/oder in einem separaten Dotierschritt und/oder beim Verglasen des Sootkörpers. Die dabei erzielbare Fluordotierung ergibt eine gewisse Absenkung des Brechungsindex gegenüber undotiertem Quarzglas, die zwar geringer ist als die Absenkung des Brechungsindex in der durch POD-Abscheidung erzeugten Ringzone. Das mit Fluor dotierte Quarzglas des Zonenrohres trägt aber zusätzlich zur Biegeunempfindlichkeit der optischen Faser bei. Beim Verglasen des Sootkörpers wird das Mutterrohr erhalten oder ein Halbzeug, aus dem das Mutterrohr durch Elongieren erhalten wird.

Das durch Elongieren erhaltene Zonenrohr wird weiterverarbeitet. In dem Zusammenhang hat sich ein Zonenrohr bewährt, das eine mit Fluor dotierte Zwischenschicht und einen Außendurchmesser von mindestens 25 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm, aufweist.

Dabei liegt die durch POD-Verfahren erzeugte Ringzonenschicht des Mutterrohres im Zonenrohr in Form einer Zwischenschicht vor, die zwischen zwei Außenschichten mit höherer Viskosität eingeschlossen ist. Dies vereinfacht die Handhabung des Zonenrohres bei nachfolgenden Weiterverarbeitungsschritten.

Es hat sich gezeigt, dass bei Heißbearbeitungsschritten, bei denen das Zonen- röhr einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, ein hoher Fluorgehalt zur Blasenbildung führen kann. Die Sandwichform des Zonenrohres mit darin eingeschlossener Ringzonenschicht dient daher nicht nur der thermischen Stabilisierung des Zonenrohres, sondern sie verhindert auch eine Blasenbildung, indem sie als Sperrschicht gegen die Ausdiffusion von Fluor aus der Ringzonenschicht wirkt. Außerdem können die nicht oder geringer mit Fluor dotierten Außenschichten bessere Grenzflächen zu einer angrenzenden Quarzglasschicht bereitstellen.

Beim Elongieren des Mutterrohres wird die Innenbohrung des resultierenden Zonenrohres werkzeugfrei geformt, so dass sich eine durch Heißverformung geglättete Innenoberfläche mit besonders hoher Oberflächengüte einstellt. Das Zonen- röhr ist beispielsweise als Hüllrohr für die Herstellung von PCF-Fasern oder als Halbzeug für andere Herstellungsmethoden für Vorformen und optische Fasern einsetzbar.

Vorzugsweise wird das Zonenrohr in einem MCVD- oder PCVD- oder FCVD- Verfahren als Substratrohr eingesetzt. Bei diesen Prozessen wird das Zonenrohr mit einer Innenbeschichtung versehen. Das innenbeschichtete Zonenrohr wird anschließend zu einem so genannten Kernstab kollabiert. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass er eine Ringzonenschicht aus fluordotiertem Quarzglas enthält. Herstellungsbedingt kann dabei die Ringzonenschicht relativ weit vom Kernbereich entfernt sein und eine besonders hohe Fluordotierung und damit einen geringen Brechungsindex aufweisen, was die Eignung des Kernstabs für die Herstellung biegeunempfindlicher optischer Fasern begünstigt.

Alternativ dazu und gleichermaßen bevorzugt wird das Zonenrohr in einem Stab- in-Rohr-Prozess als Überfangrohr zur Ummantelung eines Kernstabs eingesetzt und zu einer Vorform oder einer optischen Faser elongiert, wobei der Kernstab einen Kernbereich und mindestens einen den Kernbereich umhüllenden Mantelbereich, der Kernbereich einen Außenradius r_κ, und die Ringzonenschicht einen Innenradius r_F aufweist, wobei das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,2 ist, vorzugsweise größer als 2,5 und besonders bevorzugt größer als 2,8.

Das Verhältnis r_F/r_κ dient hier als Maß für den Abstand zwischen dem Kernbereich des Kernstabs und der Ringzonenschicht des Zonenrohres, wobei der Ringspalt zwischen dem Kernstab und dem Zonenrohr, der im Bereich um 1 mm liegt, vernachlässigt werden kann. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise mehr als das 2,2- fache des Kernbereichsradius, was den Kernbereich beim Ziehen zu einer Vorform oder der optischen Faser schützt, insbesondere vor Hydroxylgruppen aus der Ringzonenschicht; und es ergeben sich Produktivitätsvorteile im Vergleich zu MCVD- oder PCVD-Verfahren, bei denen die Ringzonenschicht in der Innenbohrung eines Substratrohres erzeugt wird. Da mit dem Abstand der Einfluss der Ringzone auf die Lichtführung der optischen Faser abnimmt, sollte der Abstand nicht mehr als das 5,5-fache des Kernbereichsradius betragen.

Hinsichtlich des Quarzglasrohres als Halbzeug für eine biegeunempfindliche optische Faser wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es eine Innenschicht aus Quarzglas, eine die Innenschicht umgebende Ringzonenschicht aus mit Fluor dotiertem Quarzglas und eine die Ringzonenschicht umgebende Außenschicht aufweist, wobei das Quarzglas der Ringzonen- - -

schlicht gegenüber undotiertem Quarzglas eine Brechzahl n_F ± 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, und einen mittleren Hydroxylgruppengehalt von weniger als 5 Gew.-ppm aufweist.

Das Quarzglasrohr ist mittels des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Ver- fahrens herstellbar und entspricht einem „Zonenrohr", wie es weiter oben bereits beschrieben ist. Es weist eine Ringzonenschicht aus Quarzglas auf, welches sich einerseits durch einen vergleichsweise hohen mittleren Fluorgehalt und andererseits durch einen vergleichsweise geringen mittleren Hydroxylgruppengehalt auszeichnet.

Die durch die Fluordotierung bewirkte Brechzahlabsenkung gegenüber undotiertem Quarzglas beträgt mindestens 0,007, bevorzugt mindestens 0,009 und besonders bevorzugt mindestens 0,016 gegenüber dem Brechungsindex n_D=1 ,4589 von undotiertem Quarzglas (bei der Wellenlänge der D-Linie der Natriumdampflampe).

Wegen des geringen Hydroxylgruppengehalts ist das Quarzglasrohr auch dann für kernnahe Bereiche einer optischen Faser einsetzbar, wenn deren Arbeitswellenlänge durch die Anwesenheit von Hydroxylgruppen beeinflusst wird. Ein derartiges Quarzglas ist mittels eines Plasma-Abscheideprozesses unter Einsatz eines wasserstofffreien oder wasserstoffarmen Plasmas herstellbar. Auch das Quarz- glas von Innenschicht und Außenschicht, die kein Fluor oder weniger Fluor enthalten als das Quarzglas der Ringzonenschicht, ist mittels eines Plasma- Abscheideverfahrens herstellbar.

Die Innenbohrung des erfindungsgemäßen Quarzglasrohres weist eine im Schmelzfluss werkzeugfrei geformte Innenwandung auf. Die glatte und hochwerti- ge Oberfläche der Innenbohrung wird beispielsweise erhalten, indem das Quarzglasrohr durch Elongieren eines dickwandigeren Ausgangsrohres (Mutterrohr) erzeugt wird.

Im Hinblick auf eine möglichst geringe optische Dämpfung der Faser im Bereich der Hydroxylgruppen-Absorption weist das Quarzglas der Innenschicht einen mitt- leren Hydroxylgruppengehalt von weniger als 0,5 Gew.-ppm auf. Die Einstellung eines derart niedrigen Hydroxylgruppengehalts erfordert einen hohen Aufwand. Für die Außenschicht ist in der Regel aber ein höherer Hydroxylgruppengehalt akzeptabel. Daher wird aus Kostengründen eine Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Quarzglasrohres bevorzugt, bei der das Quarzglas der äußeren Schicht einen mittleren Hydroxylgruppengehalt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-ppm, aufweist.

Es hat sich auch bewährt, wenn das Quarzglas der Außenschicht mit einer die Viskosität von Quarzglas erhöhenden Substanz dotiert ist.

Die Fluor-Dotierung der Ringzonenschicht führt zu einer Verringerung der Visko- sität des Quarzglases, was sich bei nachfolgenden Heißbearbeitungsschritten, bei denen die Ringzonenschicht an freier Oberfläche liegt, nachteilig auswirken kann. Um dies zu vermeiden wird die Außenschicht mit höherer Viskosität versehen, indem das Quarzglas Dotierstoffe enthält, die die Viskosität erhöhen, wie beispielsweise Stickstoff oder Aluminium.

Vorzugsweise weist die Ringzonenschicht eine Schichtdicke von weniger als 3 mm auf.

Das vergleichsweise teuere, mit Fluor dotierte Quarzglas der Ringzonenschicht ist hierbei nur mit geringer Schichtdicke von weniger als 3 mm ausgebildet, so dass das entsprechende Quarzglasrohr relativ preisgünstig herstellbar ist. Eine Ring- zonenschicht mit einer sehr geringen Schichtdicke von weniger als 200 μm zeigt jedoch nach dem Elongieren zu einer optischen Faser nur einen geringen Effekt in Bezug auf eine Verminderung der Biegeempfindlichkeit der Faser.

Das erfindungsgemäße Quarzglasrohr ist beispielsweise als Substratrohr für den Einsatz in einem MCVD- oder PCVD-Verfahren für die Herstellung von Vorformen für optische Fasern und als Überfangrohr bei der Vorformherstellung nach der sogenannten Stab-in-Rohr-Technik geeignet.

Hinsichtlich der biegeunempfindlichen optischen Faser wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von einer optischen Faser mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Quarzglas der Ringzone gegenüber undotiertem Quarzglas eine Brechzahl n_F < 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, aufweist, und das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,2 ist.

Die biegeunempfindliche optische Faser gemäß der Erfindung ist anhand des o- ben im Detail erläuterten Verfahrens herstellbar, indem das Quarzglas der Ringzone mittels eines Plasma-Außenabscheideverfahrens hergestellt wird. Dadurch zeichnet sich die Faser durch eine Kombination bisher nicht realisierbarer Eigenschaften aus, nämlich:

1. Einen besonders hohen Fluorgehalt von bis zu etwa 8 Gew.-% . Dies geht mit einer entsprechend deutlichen Verringerung des Brechungsindex der Ringzone gegenüber undotiertem Quarzglas von mindestens 0,007, bevorzugt mindestens 0,009 und besonders bevorzugt mindestens 0,016 gegenüber dem Brechungsindex n_D=1 ,4589 von undotiertem Quarzglas (bei der Wellenlänge der D-Linie der Natriumdampflampe), sowie der Möglichkeit zur Ausbildung ei- nes ausreichend großen Brechungsindexunterschieds zur Kernzone und einer dementsprechend hohen Biegeunempfindlichkeit der Faser einher.

2. Einen großen Abstand der Ringzone und der Kernzone voneinander, der durch das Verhältnis r_F/r_κ gekennzeichnet ist. Dieses Verhältnis ist bei der erfindungsgemäßen optischen Faser größer als 2,2, vorzugsweise größer als 2,5, und besonders bevorzugt größer als 2,8. Durch diesen großen Abstand werden nennenswerte Beeinträchtigungen der Kernzone durch Verunreinigungen - insbesondere durch Hydroxylgruppen aus der Ringzonenschicht während des Herstellungsprozesses der Faser - vermieden, und es ergeben sich Produktivitätsvorteile im Vergleich zu MCVD- oder PCVD-Verfahren, bei de- nen die Ringzonenschicht in der Innenbohrung eines Substratrohres erzeugt wird. Da andererseits der Einfluss der Ringzone mit zunehmendem Abstand zur Kernzone abnimmt, werden Abstände von mehr als dem 5,5-fachen des Kernzonenradius nicht bevorzugt. - -

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Patentzeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung im Einzelnen:

Figur 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des POD-Verfahrens für die Abscheidung von fluordotiertem Quarzglas, und

Figur 2 eine Darstellung zur Herstellung einer Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Quarzglasrohres mit einzelnen Verfahrensschritten und Zwischenprodukten.

Beispiel 1

In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens für die Abscheidung von fluordotiertem Quarzglas auf einem Trägerrohr 3 dargestellt. Das Trägerrohr 3 besteht aus undotiertem Quarzglas und hat einen Innendurchmesser von 80 mm und einen Außendurchmesser von 90 mm.

Auf dem Trägerrohr 3 wird mittels eines üblichen POD-Verfahrens eine Ringzonenschicht 4 aus fluordotiertem Quarzglas erzeugt. Hierzu werden einem Plasmabrenner 1 SiCI₄, Sauerstoff und SF₆ zugeführt und in einer dem Plasmabrenner 1 zugeordneten Plasmazone 2 zu SiO₂-Partikeln umgesetzt. Die Plasmazone 2 wird innerhalb einer Reaktionshülse 8 aus Quarzglas erzeugt, das von einer Hochfrequenzspule 7 umgeben ist.

Indem der Plasmabrenner 1 reversierend von einem Ende zum anderen Ende entlang des um seine Längsachse 6 rotierenden Trägerrohres 3 bewegt wird, werden die SiO₂-Partikel schichtweise auf dessen Zylindermantelfläche abgeschieden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Trägerrohres 3 und die Translations- geschwindigkeit des Plasmabrenners 1 werden so eingestellt, dass die einzelnen Quarzglasschichten eine mittlere Stärke von etwa 12 μm aufweisen. Auf diese Art und Weise wird eine Ringzonenschicht 4 aus fluordotiertem Quarzglas mit einer Stärke von 5 mm erzeugt, die homogen mit Fluor dotiert ist, so dass sich eine - -

Brechzahlabsenkung gegenüber undotiertem Quarzglas von 0,017 ergibt (n_F = 1 ,4428).

Unmittelbar anschließend wird auf der fluordotierten Quarzglasschicht in einem weiteren POD-Abscheideprozess eine Außenschicht aus undotiertem Quarzglas mit einer Dicke von 5 mm erzeugt. Der SF₆ -Gasstrom wird hierbei abgeschaltet.

Das so erhaltene Sandwichrohr aus undotierter Quarzglas-Innenschicht, fluorhal- tiger Ringzonenschicht und undotierter Quarzglas-Außenschicht (auch als „Mutterrohr" bezeichnet) hat einen Außendurchmesser von 110 mm und wird in einem Verhältniszug mit einem Ausziehverhältnis von 11 ,1 werkzeugfrei zu einem dünn- wandigen Zonenrohr mit einem Außendurchmesser von 33 mm und einer Wandstärke von 4.5 mm elongiert. Die Wandung des Zonenrohres setzt sich aus einer Außenschicht aus undotiertem Quarzglas mit einer Dicke von 1 ,5 mm, einer Ringzonenschicht aus homogen mit Fluor dotiertem Quarzglas mit einer Dicke von 1 ,5 mm und einer Innenschicht aus undotiertem Quarzglas mit einer Dicke von 1 ,5 mm zusammen, und es zeichnet sich durch eine durch Heißverformung geglättete Innenwandung mit besonders hoher Oberflächengüte aus.

Der mittlere Hydroxylgruppengehalt der Innenschicht liegt bei 0,4 Gew.-ppm, derjenige der Ringzonenschicht bei 4 Gew.-ppm und derjenige der Außenschicht bei etwa 5 Gew.-ppm.

Das so erhaltene Zonenrohr wird als Mantelrohr zum Überfangen eines Kernstabs in einem Stab-in-Rohr-Verfahren eingesetzt. Hierfür werden aus dem Zonenrohr Teilstücke mit den gewünschten Längen abgelängt. Der Kernstab weist einen GeO₂-dotierten Kernbereich mit einem Radius r_κ von 4,25 mm auf und ist mit einem inneren Mantel aus undotiertem Quarzglas mit einer Schichtstärke von 6,25 mm umgeben.

Der Kernstab wird in die Innenbohrung des Zonenrohres eingesetzt und dieses wiederum mit einem Jacketrohr aus undotiertem Quarzglas umhüllt. Diese koaxiale Anordnung von Bauteilen wird anschließend in vertikaler Orientierung in einen Ziehofen eingebracht und darin mit dem unteren Ende beginnend zonenweise erweicht und aus dem erweichten Bereich eine Faser abgezogen. Dabei dienen die Außenschicht und die Innenschicht des Zonenrohres als „Passivierungs- schicht", die die Ausdiffusion von Fluor aus der Ringzonenschicht und so eine Blasenbildung verhindern. Außerdem tragen diese Schichten zu einer defektar- men Kontakt- und Grenzfläche zum inneren Mantel des Kernstabs und zum Ja- cketrohr bei.

Auf diese Weise wird eine biegeunempfindliche optische Single-Mode-Faser mit einem Außendurchmesser von 125 μm gezogen, die sich durch eine Ringzone mit hoher Fluorkonzentration auszeichnet, und die einen Abstand zum Außenbereich der Kernzone aufweist, der durch ein Verhältnis r_F/r_κ von 2,86 gekennzeichnet ist, wobei r_Fden Innenradius der Ringzone in der Faser bezeichnet und r_κ den Außenradius der Kernzone der Faser.

Beispiel 2

Figur 2 zeigt schematisch ein Innenrohr 20 aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas, das unter der Bezeichnung F320-08 von der Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG im Handel ist. Das Quarzglas wird mittels eines SiO₂-

Sootabscheideprozesses (OVD-Verfahren) erzeugt und weist einen Hydroxylgruppengehalt von 0,1 Gew.-ppm und einen Fluorgehalt auf, der eine Brechzahlabsenkung von 0,001 gegenüber undotiertem Quarzglas bewirkt (n = 1 ,4579).

Das Innenrohr 20 hat einen Innendurchmesser von 20 mm und eine Wandstärke von 7 mm. Auf dem Innenrohr 20 wird mittels POD-Abscheidung eine Ringzonenschicht 21 mit einer Schichtdicke von 10 mm erzeugt und diese homogen mit Fluor dotiert, so dass sich eine Brechzahlabsenkung gegenüber undotiertem Quarzglas von 0,010 ergibt (n_F = 1 ,4489).

Der Verbund 22 aus Innenrohr 20 und Ringzonenschicht 21 aus fluordotiertem Quarzglas wird anschließend in einem weiteren POD-Abscheideprozess und in gleicher Weise wie oben beschrieben mit einer Außenschicht 23 aus undotiertem Quarzglas mit einer Schichtstärke von 15 mm versehen. Die Gesamtwandstärke des so erzeugten Zonenrohres 24 beträgt demnach 32 mm. - -

Das Zonenrohr 24 wird in einem Elongierprozess mit einem Ausziehverhältnis von 25,21 werkzeugfrei zu einem dünnwandigen Zonenrohr 25 mit einem Außendurchmesser von 25 mm und einer Wandstärke von 3 mm gezogen. Die Wandung des Zonenrohres 25 setzt sich aus einer Außenschicht 23' aus undotiertem Quarzglas mit einer Dicke von 1 ,77 mm und einer Ringzonenschicht 21 'mit einer Dicke von 0,85 mm und einer Innenschicht 20' mit einer Dicke von 0,38 mm aus Quarzglas mit unterschiedlichen Fluordotierungen und mit einer Gesamtdicke von 3 mm zusammen, und es zeichnet sich durch eine durch Heißverformung geglättete Innenwandung 26 mit besonders hoher Oberflächengüte aus.

Der mittlere Hydroxylgruppengehalt der Innenschicht liegt bei 0,05 Gew.-ppm, derjenige der Ringzonenschicht bei 4 Gew.-ppm und derjenige der Außenschicht bei etwa 5 Gew.-ppm.

Das so erhaltene Zonenrohr wird als Substratrohr zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern eingesetzt. Bei diesem Einsatz dienen die Außenschicht und die Innenschicht des Zonenrohres als „Stabilisierungsschichten" zur mechanischen Versteifung der Fluor enthaltenden Ringzonenschicht 20; 21. Außerdem tragen die äußeren Schichten zu einer defektarmen Kontakt- und Grenzfläche zu angrenzenden Schichten bei.

Beim MCVD-Verfahren wird an der Innenwandung eines abgelängten Teilstücks des Zonenrohres anhand üblicher Verfahrenstechniken zunächst eine Mantelglasschicht aus undotiertem Quarzglas abgeschieden, indem in die Innenbohrung des Zonenrohres Sauerstoff und SiCI₄ eingeleitet, daraus in einer Reaktionszone SiO₂-Partikel gebildet und diese an der Innenwandung direkt zu der Mantelglasschicht verglast werden. Auf der Innenseite der Mantelglasschicht wird eine Kern- glasschicht erzeugt, indem der Innenbohrung zusätzlich GeCI₄ zugeführt wird, so dass sich eine Erhöhung des Brechungsindex um 5 x 10^"3 gegenüber dem undotierten Quarzglas der Mantelglasschicht ergibt.

Anschließend wird das innenbeschichtete Substratrohr kollabiert und es wird ein Kernstab mit einem Außendurchmesser von 20 mm erhalten, der einen Kernbe- reich mit einem Außenradius von r_κ von 2,5 mm aufweist, der umgeben ist von zwei Schichten aus undotiertem Quarzglas, die zusammen eine Schichtdicke von 4 mm aufweisen. Die sich daran anschließende Ringzonenschicht hat einen Innenradius von r_F von 6,5 mm. Somit ergibt sich für das Verhältnis r_F/r_κ ein Wert von 2,6.

Der Kernstab wird mit einem Jacketrohr aus undotiertem Quarzglas überfangen und aus der so hergestellten Vorform wird eine biegeunempfindliche optische Sin- gle-Mode-Faser mit einem Außendurchmesser von 125 μm gezogen, die sich durch eine Ringzone mit hoher Fluorkonzentration und einem großen Abstand zur Kernzone auszeichnet, der durch das Verhältnis r_F/r_κ von 2,6 gekennzeichnet ist, wobei in der Faser r_Fden Innenradius der Ringzone bezeichnet und r_κ den Außenradius der Kernzone.

Beispiel 3

Es wird ein Kernstab mit einem Kernbereich aus GeO₂-dotiertem Quarzglas und einem Mantel bereich aus undotiertem Quarzglas mit einem Außendurchmesser von 90 mm und einem d/a-Verhältnis von 4,5 (d=Außendurchmesser des Mantelbereichs; a =Kernbereichsdurchmesser) bereitgestellt.

Auf der Mantelfläche des Kernstabs wird mittels eines üblichen POD-Verfahrens eine Ringzonenschicht aus fluordotiertem Quarzglas mit einer Stärke von 5 mm erzeugt, wie dies oben anhand Beispiel 1 näher beschrieben ist. Die Ringzonen- schicht ist homogen mit Fluor dotiert, so dass sich gegenüber dem undotierten Quarzglas der Mantelbereichs eine Brechzahlabsenkung von 0,017 ergibt (n_F= 1 ,4428).

Die so erhaltene Muttervorform aus Kernstab, fluorhaltiger Ringzonenschicht und undotierter Quarzglas-Außenschicht hat einen Außendurchmesser von 110 mm und wird in einem Verhältniszug mit einem Ausziehverhältnis von 3,36 werkzeugfrei zu einer Kernvorform mit einem Außendurchmesser von 60 mm elongiert. Die Kernvorform setzt sich somit aus einem Kern mit einem Außendurchmesser von 11 mm, einem inneren Mantel mit einer Wandstärke von 19 mm, eine Ringzone aus fluordotiertem Quarzglas und einer Außenschicht aus undotiertem Quarzglas mit jeweils einer Wandstärke von 2,75 mm.

Der mittlere Hydroxylgruppengehalt der Ringzonenschicht beträgt 4 Gew.-ppm und derjenige der Außenschicht etwa 5 Gew.-ppm.

Die Kernvorform wird in einem Stab-in-Rohr-Verfahren mit weiterem Mantelmaterial in Form von undotiertem Quarzglas versehen und dabei gleichzeitig zu einer optischen Faser abgezogen, wie dies weiter oben bereist beschrieben ist.

Auf diese Weise wird eine biegeunempfindliche optische Single-Mode-Faser mit einem Außendurchmesser von 125 μm erhalten, die sich durch eine Ringzone mit hoher Fluorkonzentration auszeichnet, und die einen Abstand zum Außenbereich der Kernzone aufweist, der durch ein Verhältnis r_F/r_κ von 4,5 gekennzeichnet ist, wobei r_Fden Innenradius der Ringzone in der Faser bezeichnet und r_κ den Au- ßenradius der Kernzone der Faser.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer biegeunempfindlichen optischen Faser, die eine Kernzone mit einem Brechungsindex n_κ, einen die Kernzone umhüllende Mantelzone mit einem Brechungsindex n_M, und eine die Mantelzone umge- bende Ringzone aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einem Brechungsindex n_F aufweist, wobei gilt n_F < n_M < n_κ, durch Elongieren einer Quarzglas-Vorform oder eines koaxialen Ensembles von Quarzglas-Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Quarzglas der Ringzone (21 ') in einem Plasma-Außenabscheideprozess erzeugt wird, indem auf einem Substratkör- per (3) eine Ringzonenschicht (21 ) aus dem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einer Schichtdicke von mindestens 1 mm und einer Brechzahl n_F £ 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzonenschicht (21 ) mit einer Schichtdicke von mindestens 1 ,5 mm, vorzugsweise 5 mm, und besonders bevorzugt mindestens 10 mm, erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzonenschicht (21 ) mit einer Außenschicht (23) aus Quarzglas, das eine höhere Viskosität als das Quarzglas der Ringzonenschicht (21 ) aufweist, umhüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (23) mittels eines Plasma-Außenabscheideprozess auf der Ringzonenschicht

(21 ) erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzonenschicht (21 ) auf einem Substratkörper (3) in Form einer stabförmigen Mutterkern vorform, die einen Kernbereich und mindestens einen den Kernbereich umhüllenden Mantelbereich aufweist, aufgebracht wird, wobei der Kernbereich einen Außenradius r_κ und die Ringzonenschicht (21 ) einen Innenradius r_F aufweist, wobei das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,2, vorzugsweise größer als 2,5 und besonders bevorzugt größer als 2,8 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Ringzonenschicht (21 ) versehene Mutterkernvorform einen Außendurchmesser von mindestens 70 mm, vorzugsweise mindestens 90 mm, aufweist und zu einer Kernvorform elongiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzonenschicht (21 ) auf einem Substratkörper (3) aufgebracht wird, der in Form eines Mutterrohres (24) aus Quarzglas vorliegt, das einen Außendurchmesser von mindestens 70 mm, vorzugsweise mindestens 90 mm, aufweist, wobei das mit der Ringzonenschicht (21 ) versehene Mutterrohr (24) zu einem Zonenrohr (25) elongiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Quarzglases des Mutterrohres (24) in einem Sootabscheideprozess hergestellt wird, der eine Abscheidung von SiO₂-Partikeln unter Bildung eines SiO₂-Sootkörpers, eine Dotierung des SiO₂-Sootkörpers mit Fluor und ein Ver- glasen des SiO₂-Sootkörpers umfasst, wobei ein Quarzglas mit eine Fluordotierung erhalten wird, die eine Brechzahlabsenkung von weniger als 0,007 gegenüber undotiertem Quarzglas bewirkt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zonenrohr (25) eine mit Fluor dotierte Zwischenschicht und einen Außendurchmes- ser von mindestens 25 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm, aufweist.

10.Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zonenrohr(25) in einem MCVD- oder PCVD- oder FCVD-Verfahren als Substratrohr eingesetzt und mit einer Innenbeschichtung versehen wird.

11.Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zonenrohr (25) in einem Stab-in-Rohr-Prozess als Überfangrohr zur Um- mantelung eines Kernstabs eingesetzt und zu einer Vorform oder einer optischen Faser elongiert wird, wobei der Kernstab einen Kernbereich und mindestens einen den Kernbereich umhüllenden Mantelbereich und der Kernbereich einen Außenradius r_κ aufweist, und dass die Ringzonenschicht einen In- - -

nenradius r_F aufweist, wobei das Verhältnis r_F/r_K größer als 2,2, vorzugsweise größer als 2,5 und besonders bevorzugt größer als 2,8 ist.

12. Quarzglasrohr als Halbzeug für die Herstellung einer biegeunempfindlichen optischen Faser, das eine Innenschicht (20') aus Quarzglas, eine die Innen- schicht (20') umgebende Ringzonenschicht (21 ') aus mit Fluor dotiertem Quarzglas und eine die Ringzonenschicht (21 ') umgebende Außenschicht (23') aufweist, wobei das Quarzglas der Ringzonenschicht (21 ') gegenüber undotiertem Quarzglas eine Brechzahl n_F < 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, und einen mittleren Hydroxylgruppengehalt von we- niger als 5 Gew.-ppm aufweist.

13. Quarzglasrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Quarzglas der Innenschicht (20') einen mittleren Hydroxylgruppengehalt von weniger als 0,5 Gew.-ppm aufweist.

14. Quarzglasrohr nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringzonenschicht (21 ') eine Schichtdicke von weniger als 3 mm aufweist.

15. Biegeunempfindliche optische Faser, die eine Kernzone mit einem Brechungsindex n_κ und einem Außenradius r_κ, einen die Kernzone umhüllende Mantelzone mit einem Brechungsindex n_M, und eine die Mantelzone umgebende Ringzone aus einem mit Fluor dotierten Quarzglas mit einem Brechungsindex n_F und einem Innenradius r_F aufweist, wobei gilt n_F < n_M < n_κ, dadurch gekennzeichnet, dass das Quarzglas der Ringzone gegenüber undotiertem Quarzglas eine Brechzahl n_F < 1 ,4519, bezogen auf die D-Linie der Natriumdampflampe, aufweist, und das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,2 ist.

16. Biegeunempfindliche optische Faser nach Anspruch 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Verhältnis r_F/r_κ größer als 2,5, vorzugsweise größer als 2,8, ist.