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DE2648702C3 - Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem GUs und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem GUs und Verfahren zu ihrer Herstellung

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DE2648702C3
DE2648702C3 DE2648702A DE2648702A DE2648702C3 DE 2648702 C3 DE2648702 C3 DE 2648702C3 DE 2648702 A DE2648702 A DE 2648702A DE 2648702 A DE2648702 A DE 2648702A DE 2648702 C3 DE2648702 C3 DE 2648702C3
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DE
Germany
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oxygen
optical fiber
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infrared
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Application number
DE2648702A
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English (en)
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DE2648702B2 (de
DE2648702A1 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Dr. 6501 Finthen Gliemeroth
Lothar 6227 Oestrich Meckel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Jenaer Glaswerk Schott and Gen filed Critical Jenaer Glaswerk Schott and Gen
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Priority to NLAANVRAGE7710994,A priority patent/NL185010C/xx
Priority to GB42384/77A priority patent/GB1535640A/en
Priority to JP12686877A priority patent/JPS5383639A/ja
Priority to FR7732204A priority patent/FR2369224A1/fr
Priority to US05/846,238 priority patent/US4188089A/en
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Publication of DE2648702B2 publication Critical patent/DE2648702B2/de
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Description

Die vorliegende Erfindung betiiflt im Infraroten durchlässige Lichtleitfasern, die die hncrgieübertragung im Zusammenhang mit hochencrgelischen Inlrarotlascrn (CO- und CO2-Lascrn) ermöglichen, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die schon heute bemerkbare ' Jberlastung der Leitungen als Träger des Energiellusses hat eine Suche nach Leitungr.materialicn zur Energieübertragung ausgelöst, wobei neben der herkömmlichen elektrischen Übertragung neuerdings auch die optische an Bedeutung gewinnt. Die Medizintechnik, die Werkstoffbearbeitung, die Nachrichtentechnik nutzen heule cnergiercichc Lichtquellen, wie Laser und lichtemittierende Dioden (LED). Die Übertragung ist aber an nicht flexible Strahlengängc oder Kupfer benutzende Übcrtragungskabel gebunden. Das im Vergleich zum Kupfer recht billige anorganische Glas entwickelt sich augenblicklich zu einem echten Frsatzwcrkstoff für die Nachrichtenübertragung. Das neue Übertragungssystem besteht aus einer Quelle, dem Sender, der entweder ein Laser oder eine LED ist, und an die Für die Nachrichtenübertragung im infraroten Spektralbcrcieh setzten schon die Arbeiten von Kao & Hockham(Proc. IEEE 113(1966) 1151) deutlich die Ziele zur Entwicklung geeigneter Nachrichtenfasern. Damals schon wurde erkannt, daß nebeneinander und gleichberechtigt die Übertragungsverluste (die Dämpfung des Informationsflusses über die Faserlänge) und die Übertragungskapazität (die mögliche übertragbare Informationsmenge) entscheidend sind. Anfangs legte man zunächst Wert auf die Verringerung der Absorptionsverluste im Wellenlängcnbereich der später zu verwendenden Lichtquellen.
Die Lichtquellen werden anfangs lichtemittierende Dioden (LED) sein. Sie strahlen inkohärent und schwach gerichtet im Wellcnlängenbercii-h um 750 bis 900 mn. Spätere Generationen werden wahrscheinlich HaIbleiterinjektions-Laser verwenden, also kohärente Lichtquellen im gleichen Wellenlängenbereich. Der Wellenlängenbereich für den Laser ist durch die Wahl des AlGaAs-Lasers als Halbleiterlaser festgelegt. Die Verschiebung in den infraroten .Spektralbereich wird sich zu immer größeren Wellenlängen fortsetzen.
Weitere Verlustursachcn neben den reinen Absorptionsverlusten, z. B. infolge Lichtstreuung, die Verluste durch Biegung der Lichtleiter oder geometrische Querschnittsänderung der Faser usw. addieren sich. Aufgrund der Schwierigkeiten, niedrige Verluste in Lichtleitern zn erreichen, wurde lange Zeit an den Stufenindcx-Fasern gearbeitet und die ebenbürtige Forderung nach genügend hoher Übertragungskapazität spät in Angriff genommen. Für die Werkstoffbearbeitung und die Medizintechnik werden flexible optische Überlragungsleirngen bcnö.igt, die möglichst niedrige Verluste auch auf längeren Übcrlragungssirek-J5 ken besitzen. Im Spektralbeic'ch über 1 μηι soll durch hohe Übertragungskapazität und hohe Impiilshomogenität ein Optimum an Energie der Infraroil.iser übertragbar sein.
Um die erforderliche Verlustarnui! der Fasern /u erreichen, muß eine extrem geringe Absorption erreich ι werden, d. h. es müssen Fasern mit geringsten absorbierenden Verunreinigungen hergestellt werden. Diese Fasern, sofern heule überhaupt vorhanden, werden fast ausschließlich nach der Methode des Niederschlags aus der Dampfphase erzeugt (CVD-Technik). Diese CVD-Technik Is1 seit etwa H40 bekannt (|. O. S. A. 36 (1946) 70? If), sie beruht auf der pyrolylischen Oxidation von Metallchloriden. Diese Metallchloride liegen häufig in flüssiger Form vor, /. B. als SiCU oder GeCU, oder lassen sich unter Druck leicht verflüssigen, wie /. B. BC U Der Vorteil dieser flüssigen Mctaüchloride oder Metallhalogenide liegt in ihrer leichten Desiillierbarkeit, wodurch die Forderung nach geringer Absorption der laser über die Sauberkeit der
Ubertragungsstrccke, die Glasfaser, angekoppelt wird, 55 Rohstoffe erfüllt wird. Eine weite Anwendung hai diese an deren Ende der Empfänger angefügt ist. Diese CVD-Verfahren in der Halljlcin-ricchnik gefunden.
Anordnung ist mehrfach hintereinander wicdcrholbar. Die Qualität der Übertragungsstrecke hängt in allen Anwendungsfällcn von der Menge der übertragbaren Energie ab.
Besonders günstige Übertragungskapazitäten, also hohe Informationsdichte, lassen sich in solchen Fasern mit Hilfe von Brechungsindcx-Gradicntenprofilen im lichtführenden Faserkern von Lichtleitfasern erreichen. In solchen Gradientenfasern wird das Licht nicht durch Totalreflexion, sondern durch Rücklenkung ins Innere des Faserkerns infolge des Brechungsindex-Profils transportiert.
Zwei Wege weiden heule vorwiegend zur Herstellung glasiger Lichtleitfasern für die Nachrichtenübertragung bcschriiicn. Sie unterscheiden sich /war in
b0 wesentlichen Punkten, nutzen jedoch beide das CVD-Verfahren zur Erzeugung eines Oxidniederschlages für die Glaslaser. Die ersten Patente auf dem Gebiet der Glasfaserherstellung für die Nachrichtentechnik nutzen diesen Prozeß /ur Erzeugung eines wußen,
b5 rußähnlichcn Niederschlages, der sich nach den l-rf lirungen der Halbleiterteehnik sehr rein darstellen läßi. Spätere Patentanmeldungen gehen auf die ältere Möglichkeit zurück, aus der Gasphase mich dom
CVD-Verfahren direkt ein Glas zu erzeugen. Beide genannten Verfahrenswege bedienen sich entweder der Außenbeschichtung eines sehr sauberen Kicsclglasstabes mil niedriger brechendem Material oder aber der Innenbeschichtung eines Kieselglasrohres mit höher brechendem Material. Die so erzeugten stabförmigen Vorformen (Preform) werden anschließend zur Faser ausgezogen. Die Erzeugung des Brechungsindex-Gradienten erfolgt schon bei der Herstellung der Vorform (Preform), indem die Zusammensetzung der nicdcrgeschlagenen Materialien verändert wird. Beim Außcnbcschichtungsverfahren wird der Brechungsindex des Materials mit zunehmendem Abstand von der Preforni-Achse verringert, beim Innenbeschichiungsverfahren wird der Brechungsindex mit Annäherung zur Faserachse schrittweise erhöht. Beim Innenbeschichtungsverfahren wird das innen beschichtete Rohr nach genügender Innenbeschichtung zu einem Stab kollabiert.
Der eigentliche Niederschlag, sei es Ruß oder Glas. wird erreicht, indem die in einem Sauerstoffstrom befindlichen Metallhalogenid-Moleküle in ein Temperaturfeid gelangen, dort mit dem Sauerstoff reagieren und als Oxide niedergeschlagen werden. Die Halogene rauchen ab. Die Temperaturerzeugung erfolgt in Anpassung an die zu verwendenden Metalle (Si zu SiO? 25 (je /u GeO2, Ti zu TiO2, B zu B2Oj) mit KnallgasbreniKTii oder Plasma. Die Pyrolyse ist in diesen Fällen eine Oxidation mit Hilfe des zusätzlich zugefiihrten Trägergases Sauerstoff.
Ziel der Erfindung ist eine Lichtleitfaser, die geeignet i(i ist zur optischen Energieübertragung, und welche im infraroten Spcktralbcreich über 600 mn besonders guie l.ichldurchlässigkeit besitzt. Diese l.ichileilfaser soll möglichst wenig Absorptionsbaiidcn im Bereich /wischen 600 nm und 30 000 η m möglichst sogar bis ir> 150 000 nni besitzen. Diese Lichtleitfaser soll aufgrund ihrer Absorplionsarnuit im infraroten .Spektralbereich die Übertragung von infrarotem Licht in mecliziniechnischen, naehrichtentcchnischeii und anderen energieübei tragenden Systemen unter Verwendimg von Lasern und LLD ermöglichen. Die Faser soll darüber hinaus eine Erleichterung in der definierten Erzeugung des Brcchungsindcx-Gradicnicn zur l.ichiüberlragung im Easerinncrn ermöglichen. Dieser Brechiingsindex-Giadient dient der Erhöhung der Übertragungskapazität. 41»
Dieses Ziel wird crfindungsgemäß mit einer Lichtlcii-Ia1Cr entsprechend dem I lauptanspruch erreicht.
Es wurde gefunden, daß sich das Ziel der Erfindung dadurch erreichen läßt, daß von einem CVD-Verfahren unter Verwendung von Sauerstoff abgegangen wird. Die bisher bekannte Pyrolyse der Metallhalogenide in Anwesenheit von Sauerstoff führt zur Ausbildung von Oxidgläsern, die grundsätzliche Nachteile besitzen, legliehe Anwesenheit von Protonen führt zur Bildung von Wasser bzw. OH-Gruppcn, welches im infraroten s-i Spektralbereich zur Ausbildung von starken Baiidenstriikiurcn führt. Banden hei 460 nm, 1200 bis IbOO mn und insbesondere 2800 bis JOOO nm sind die Folge. Die Ausbildung von D'jfektstrukturen der Oxide se,wie die ungünstige Malerialdispersion sind weitere Nachteile bo der Oxidation der Metallhalogenide zu Oxiden. Demgegenüber bcsit/i die Hcrsn-iiuiig von sair.Tstofffreien Komponenten bedeutende Vorteile.
Erfindungsgcmäß lassen sich so im infraroten Spekiralbereich fast bandenfreic Transmissionsspek- < >5 Iren in den Lichtleitfasern erzeugen. Darüber hinaus is; das Verfahren der Erzeugung eines .sauerstofffreien Niederschlages aus der Gasphase wesentlich leichter und bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen als das herkömmliche, die Oxidation nutzende CVD-Verfahren.
Es wurde gefunden, daß Lichtleitfasern mit einer besonders hohen Transmission im infraroten Spektralbereich besonders günstig dann erhalten werden, wenn der lichileitende Kern aus einem Glas besteht, dessen Anionen vorwiegend die Ionen des S, Se und/oder des Tc sind. Andererseits sollen die lichtleiienden Kerne als Kationen insbesondere Ionen des Ge, Si, P, B. As. Sb, Ti enthalten. Solche Lichtleitfasern können hergestellt werden, indem Halogenide des S, Se, Te einerseits und Halogenide des Ge, Si. P, B, As, Sb. Ti andererseits nach einem bekannten Gaszersetzungsverfahren als lichtleitender Glaskern aus der Dampfphase niedergeschlagen werden Es wurde jedoch gefunden, daß als Treibgas auf keinen Fall Sauerstoff verwendet werden darf. Ein bevorzugtes Treibgas stellt Cl dar. Edelgase können ebenfalls verwendet werden. Es wurde darüber hinaus gefunden, daß sich dabei auch beträchtliche Mengen an Halogeniden (bis etwa 40 Atom-%). welche aus der Dampfphase niedergeschlagen werden können, in die Gläser einbauen lassen.
Nachstehend werden einige Beispiele für die vorliegende Erfindung anhand einer einfachen Versuchsapparatur beschrieben. Andere Anordnungen sind genauso möglich. F i g. 1 zeigt eine Chlor enthaltende Gasflasche Cl. von der aus ein Chlorsirom durch einen Gasmengendurchflußreglcr V/strömt. Der dort dosierte Chlorstrom gelangt entweder direk1 oder aber über Chargiergefäße in ein Glasrohr T. Die Chargiergefäße sind mit flüssigen Halogenverbindungen gefüllt, so daß sich der Chlorstrom mit Molekülen dieser Halogenverbindungen beladen kann, bevor er in das Rohr T gelangt. Die Gasmengendurchflußregler Λ/ können über einen Programmgeber Pin ihrer Stellgröße geregelt werden. Es können auch gasförmige, evtl. komprimierte Komponenten C über solche Mengenregler gesteuert werden. Die Gasstiöine vereinigen sich vor dem Rohr, durchströmen das auf Rollenlagern /. gelagerte Rohr T und gelangen in cineTeinpcralurzone der Wärmequelle //. Hier erfolgt die Zersetzung, die Pyrolyse z\i Metallsulfid-, -selenid- und/oder -lelliiridgläsern. Das überschüssige Chlor verläßt das Rohr am entgegengesetzten Ende. Die Wärmequelle wird über die Rohrlänge parallel zur Rohrachse hin- und hergcsehoben, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung auf der Rohrinnenwand erfolgt. Durch stufenweise Veränderung der Konzentrationen der im Chlorsirom mitgeführien Metallhalogenide und der Halogenide des Schwefels, des Selens und des Tellurs läßt sich eine Änderung der Glaszusammcnselzung von Schicht zu Schicht über die Durchflußmengenregler M und den Programmgeber I' steuern. Nach Erzeugung einer genügend dicken, in ihrer Konzentration sich verändernden Innenbeschichtung wird das Rohr nach bekanntem Verfahren /um Stab (Preform) kollabiert und anschließend zur Faser ausgezogen.
Vielfältige Variationen des Brechungsindex mit Hilfe dieses Verfahrens sind möglich untor Benutzung der Metallhalogenide des Germaniums, des Siliciums, des Titans, des Phosphors, des Antimons, des Bors und des Arsens sowie der Halogenide des Schwefels, de?: Selens und/öde1" des Tellurs. Ebenso wie das Rohnnncnbeschichiungsverfahren kann auch ein Außenbcschich-Iiingsvcifahren zur Anwendung kommen. Auch Halogene, wie Chlor. Brom. |od und/oder Fluor bis zu 40 Atom-% kissen sich einbauen.
Die Flüssigkeit im Dotierbehälter A kann z. B. bestehen aus GeCI4. SiCI4. TiCL. PCI1. SbCI-,. AsCI). usw. Die Flüssigkeit im Dotierbchälter /-"kann z. B. bestehen aus TeF4. SCIi. S;( "Ij, ScjCb. ScF4 usw. Die Flüssigkeiten im Dotierbchäl: .V ... V können bestehen aus ·> Komponenten uer Gruppe des Behälters A oder Komponenten der Gruppe des Behälters B. die additiv zugeführt werden. Darüber hinaus ist eine beliebige Anzahl von zusätzlichen Dotierbehältern leicht einzubauen. Im Behälter C sind gasförmige Komponenten, to z. B. BCIi usw. enthalten. Ebenso können verwendet werden als Komponenten im Behälter A. R. X ... V solche Komponenten, deren Schmelztemperatur oberhalb der Raumtemperatur liegt, wenn das Gesümtsv siem oder Teile davon auf höhere Temperatur H thermostatisiert werden.
Als Treibgas kann anstelle von oder zusätzlich zum Chlorgas auch jedes andere Halogen oder ein Edelgas, wie Hc. Ar. Kr Verwendung finden. Kombinationen sind ebenfalls möglich.
Mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage lassen sich die verschiedensten Lichtleitfasern unterschiedlicher Zusammensetzung im Rahmen der Erfindung wie folgt herstellen:
Im einfachsten Fall der Erfindung werden außer den is Dotierbehältern A und SaIIe übrigen Dotiermöglichkeiten fortgelassen. Als Flüssigkeit für A wird Germanium-Tetraehlorid bei 20 C und als Flüssigkeit für B Schwefeldichlorid bei 20 C verwendet. Stellt man den Chlorstrom durch A auf einen Durchfluß von 4 5 ml'min so und den Chlorstrom durch R auf 48 ml/min ein. wobei der Exeess-Chlorstrom auf 10 ml/min eingestellt werden sollte, entsteht ein Gasstrom, der nach Einleitung in das rotierende Rohr Teinen glasigen Niederschlag an der Rohnnnenflächc ergibt, wenn die Temperaturquelle im Ji Rohrinnern eine Temperatur von 878 C ± 25 C erzeugt. Die Temperaturquelle war in diesen) Fall ein ringförmiges Plaiinrohr. dicker als das sich drehende Glasrohr. Dieses Platinrohr winde als Widerstand benutzt: es haue eine Länge vi-r, 2.5 cm und einen 4< > Innendurchmesser von 24 mm. Die Wandstärke des Platinrohres betrug 2 mm. die durchfließende elektrische .Strommenge betrug etwa 480 Ampere bei O.b Volt. Das innen zu beschichtende Glasrohr war ein handelsübliches Natrium- K a Iz ium-Silikat-Glasrohr. 4; Durch die beidseitige Einspannunc in die Backen einer Gleichlauf-Drehbank konnte es in einen) bestimmten Bereich partiell über seinen Erweichungspunkt erhitzt werden. Die Innenbeschichtung bestand aus GeS: in glasiger Form.
Bei diesem prinzipiellen Versuch wurde eine konstante Konzentration zur Demonstration des Versuchsablaufs gewählt. Nach Kollabieren des Rohres zur Preform und Ausziehen zur Faser ergab sich eine Stufenindex-Lichtleitfaser, deren lichtführender Kern aus glasigem GeS2 bestand.
Unter Nutzung der Möglichkeiten der in Fig. 1 angegebenen Apparatur wurde unter nachstehenden Bedingungen eine Brechungsindex-Gradientenprofil-Faser wie folgt erzeugt: Im Dotiergefäß A befand sich GeCI4. Im Dotiergefäß B befand sich SCb. In einem weiteren Dotiergefäß Xbefand sich die Flüssigkeit PCIj. Als Treibgas wurde wiederum Chlor benutzt. Die Durchflußmengenregler wurden so eingestellt, daß durch das Germaniumchlorid enthaltende Dotiergefäß 175 ml/min Chlorgas, durch das SCb enthaltende Dotiergefäß 245 ml/min und durch das PCIj enthaltende Dotiergefäß 280 ml/min flössen. Im Lauf des Herstellprozesses der Innenbeschichtung wurde die Konzentration schrittweise bis /tir Endkonzenlralion von 350 ml/min Chlorgas durch das (JeCI4 enthaltende Dotiergefäß. 245 ml/min durch das SCIi enthaltende Doliergefäß und 105 ml/min durch das PCI1 enthaltende Dotiergefäß geändert. Dadurch ergab sich eine glasige Innenbeschichtung, deren erste, d.h. direkt auf der Innenwand des Glasrohres aufgebrachte Schicht eine Zusammensetzung aus 25 Atom% Ge. 35 Atom'Vii S und 40 AtOiIi0A) P besaß. Die am weitesten in der Rohrmitte, zum Schluß erzeugte glasige Schicht besaß eine Zusammensetzung aus 50 Atom% Gc, 35 Atom% S und 15 Atom% P. Als günstigste Temperatur, die durch die Temperaturqueüe erzeug! wurde, wurde nach Vorversuchen eine während des gesamten Vcrsuchsablaufs konstante Temperatur von 790 + IOC' als geeignet gefunden. Es wurden bei der Innenbeschichtung 52 Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebracht. Die mittlere Schichtdicke betrug 7 um. Kollabierung und Ausziehen zur Faser erfolgten unter bekannten Bedingungen oberhalb der Erweichungstemperatur des Natrium-Kalzium-Silikat-Glasrohres. Es ergab sich eine Lichtleitfaser, die in Fig. 2 im Brechungsindex-Profil dargestellt ist. Die l'aserdieke betrug dabei 120 μηι.der lichtl'ühiende Kern halte einen Durchmesser von 60 μηι. der äußere Mantel von 30 um Rohrmalerial Γ umgibt den lichtführenden Kern (. Im Mantel T ist der Brechungsindex konstant und entspricht dem des Natnum-kalzium-Silikal-Glases. Im Inneren der Faser im lichlfühi enden Kern (ändert sich der Brechungsindex parabellörmig ansteigend, nachdem er an der Grenze zum Mantel einen Sprung getan hat. In der Mitte des Faserkerns existiert ein aiii Verdampfiingsverlustc zurückzuführendes kleines Minimum. welches icdoch die I aseic|iialilät in bezug aiii die Übertragung nicht stört, da der überwiegende Anteil der Energie im parabelförmigen Bereich des Faserprofils transportiert wird.
Allein im System GeCL-PCI ι-SCIj ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten der Kon/entralionsanderung. Unter der Voraussetzung, daß durch unterschiedliche Thermostatisierung der Doiiergefäße gleiche Dampfdrücke erzeugt werden, lassen sich die Treibgas-Chlormcngen die proportional sind der transportierten Menge der verschiedenen Halogenide im Dreistoffsystem, durch die Halogenide selbst darstellen.
In Fig. 3 sind für das System GcCI4-PCI)-SCIj die entsprechenden Trcibgasmcngcn durch die transportierten Mengen an Halogeniden dargestellt. Auf diese Weise lassen sich die Bereiche, in denen sich glasige Innenbeschichtungcn erfindungsgemäß herstellen lassen, in diesem System z. B. gut ablesen. Die Darstellung erfolgt in Volumen0/!). Der schraffierte Bereich C stellt dabei den Bereich der Glasbildung dar.
Die in der Fig.3a — m dargestellten Kombinalionsmöglichkeiten lassen sich alle auch zu Vierstoffsystemen erweitern unter Hinzuziehung der Komponente BCIj. Auch eine Kombination von zwei und mehr Dreistoffsystemen der F i g. 3a — m sind möglich. Weitere Kationen lassen sich, sofern sie nicht in Verbindungen erhältlich sind, welche bei Raumtemperatur flüssig sind, durch zumindest teilweise auf Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur thermostatisierte Systeme bzw. Apparaturen in den Prozeß einfügen.
Für ein anderes erfindungsgemäßes Beispiel benötigt man folgende Komponenten in den entsprechenden Dosierbehältern, die bei 25°C thermostalisiert werden:
SiCI4. PCIj. TeF4. BCI, und SCI2. Zu Beginn des
Prozesses werden Schichten aus SiCU, BCIj und SCI2 niedergeschlagen. Dazu liefert die Temperaturquelle eine Rohrinnentemperatur von 84O0C. Der Chlor-Trägergas-Fluß (in M zu regeln) beträgt 91 ml/min. Der SCI2-FIuB, in M zu regeln, beträgt 380 ml/min. Der BCh-Strom ist in M so zu regeln, daß im Verhältnis zum SiCU mit 91 Teilen und zum SCI2 mit 380 Teilen das BCl3 7 Teile in den Gesamtstrom einbringt. Es werden 15 Schichten mit konstanter Zusammensetzung in das Rohr innen beschichtet.
Anschließend wird die Rohrinnentemperatur durch Variation der Temperaturquelle auf 76O°C abgeändert. Die weitere Beschichtung erfolgt mit den Komponenten SiCU, PCI3 und TeFa. Die jeweils in M einzuregelnden Trägergasströme des Chlorgases werden so eingestellt, daß durch das Dosiergefäß SiCU 372 ml/min strömen, durch das Dosiergefäß mit PCI3 124 ml/min und durch das Gefäß mit TeFa 744 ml/min. Im weiteren Verlauf der Beschichtung wird schrittweise in linearen Schritten die Zusammensetzung bis zur Zusammensetzung der letzten Schicht variiert. Die Zusammensetzung der letzten Schicht wird mit dem Regler M so eingestellt, daß der Chlorgasfluß im SiCU-Dosiergefäß 186 ml/min, im Dosiergefäß für PCI33IO ml/min und im Dosiergefäß mit TeF4 744 ml/min in der letzten Schicht erreicht Danach wird mit schrittweiser Reduzierung des Chlorgasstromes das Rohr schrittweise kollabier'.. Vor dem letzten Kollabierschritt wird der Trägergasstrom endgültig abgestellt. Das Rohr wird zur Preform kollabiert und die Preform zur Faser ausgezogen. Es ergibt sich eine Lichtleitfaser mit 100 μm Durchmesser, die einen äußeren Mantel hat, der aus Material des Trägerrohres besteht. Nach innen folgt dann ein Bereich konstanter Zusammensetzung, der sich aus einem Glas der Komponenten Si, B und S zusammensetzt. Nach dieser konstanten Schicht, die einerseits die Diffusion des Sauerstoffs aus dem Trägerrohr in das lichtführende Kerninnere verhindern soll, andererseits aber auch einen niedrigeren Brechungsindex als der lichtführende Kern besitzt, folgt der lichtführendc Kern aus den Komponenten Si, P, Te. Er ist so zusammengesetzt, daß aus seinen Schichten ein parabolisches Brechungsindexprofil resultiert, welches in seinem Brechungsindex-Gradientenverlauf der Gleichuiia ν = V entspricht. Dabei ist a als Exponent 1,7 < ,7 < 2,2. Diese Lichtleitfaser mit verstärkter Transmission im Infraroten besitzt nur extrem schwach ausgebildete Wasserbanden und ist in der Lage, Licht beliebiger Wellenlängen zwischen 500 ηm und 12μηι zu übertragen. Aufgrund der oben genannten schichtweisen Änderung der Zusammensetzung und der daraus resultierenden Änderung des Brechungsindex in parabolischer Form hat diese Lichtleitfaser eine sehr hohe Übertragungskapazität für infrarotes Licht. Sie kann zur flexiblen Einführung des CO2-Laserstrahls in den Operationssaal einer Klinik benutzt werden, wobei der Laser mehr als 50 m vom Patienten entfernt ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gradientenfaser ist, deren Glas als Anionen S, Se und/oder Te enthält.
2. Lichtleitfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Glas als Kationen Ge, Si, P, B, As, Sb und/oder Ti enthält.
3. Lichtleitfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Glas als Anionen zusätzlich die Halogene Cl, Br, J und/oder F enthält.
4. Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Halogenide von S, Se und/oder Te einerseits und Halogenide von Ge, Si, P, B, As, Sb und/oder Ti andererseits durch Zersetzung unter Wärmeeinfluß aus der Gasphase niederschlägt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da.'3 man die Lichtleitfaser nach Innenbeschichtung eines Rohres und anschließendem Kollabieren des Rohres zu einem Stab und weiter durch Ausziehen des Stabes zur Faser herstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lichtleitfaser durch Außenbeschichtung eines geeigneten Stabes herstellt, wobei zunächst eine Vorform erzeugt wird, die anschließend zur Lichtleitfaser ausgezogen wird.
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