DE2908092B2

DE2908092B2 - Verfahren zur Herstellung einer optischen Faservorform

Info

Publication number: DE2908092B2
Application number: DE2908092A
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Sayama Imoto; Iwao Sagamihara Matsuyama; Tsuneo Tokorozawa Suganuma; Kenzo Tokyo Susa; Yasuo Ome Tsukuda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1981-04-23
Also published as: NL171569C; JPS5627455B2; FR2418777A1; JPS54116429A; DE2908092C3; NL7901640A; GB2017077B; DE2908092A1; NL171569B; FR2418777B1; GB2017077A; US4259101A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Faservorform, bei dem man durch wenigstens eine Düse gasförmiges Material bläst, das bei seiner Reaktion Glas nach einem chemischen Dampfabscheideverfahren zur Erzeugung von Glasmaterialfritte bildet, die auf einem Auffänger unter Bildung einer von einem unter Abstand im wesentlichen konzentrisch angeordneten, gasdurchströmten Rohr umgebenen Frittestange abgeschieden wird, und die im ersten Schritt erzeugte Frittestange erhitzt und transparent macht.

Dabei geht es um eine optische Faservorform, die als Ausgangsmaterial zur Erzeugung von faseroptischen Bündeln durch Drahtziehen zur Bildung optischer Obertragungsleitungen verwendet wird.

ίο Ein Außenseiten-Dampfoxydationsabscheideverfahren und ein Axialabscheideverfahren sind als Verfahren zur Herstellung einer optischen Faservorform durch Bewirkung der Abscheidung von Fritte auf dem Auffänger zur Bildung einer Frittestange (eines stangenförmigen kompakten Körpers aus pulverförmigem Glas) und Erhitzen der Frittestange zwecks Transparentmachung bekannt

Das Außenseiten-Dampfhydroxydationsabscheideverfahren wird zunäciist anhand der F i g. 1 beschrieben.

Eine Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme 3, die Quellengas enthält, das bei Reaktion Glas bildet, wird durch einen Brenner 4 gegen eine rotierende Keimglassstange 2 geblasen, wobei der Brenner 4 beweglich ist. Das Feste in der Flamme 3 wird auf der rotierenden Keimglasstange 2 unter Bildung einer Frittestange 1 abgeschieden. Die Frittestange 1 wird transparent gemacht, indem man sie der Kalzinierung unterwirft und sie dann auf erhöhte Temperatur erhitzt, nachdem man die Keimglasstange 2 herausgezogen hat Man erkennt in F i g. 1

ίο auch noch eine Brennerbewegungsführung 5.

Das Axialabscheideverfahren wird anhand der F i g. 2 und 3 beschrieben. Nach dem in F i g. 2 veranschaulichten Verfahren, das in der JP-OS 1 07 313/76 beschrieben ist, wird Fritte auf einem rotierenden Auffänger 15 axial

J^r> dazu abgeschieden. Im einzelnen wird Fritte axial zum Auffänger 15 gerichtet, wenn eine Flamme 12 von einem Brenner 11 so gehalten wird, daß die Fritte auf dem Auftänger 15 abgeschieden wird, der sich bei Rotation abwärts bewegt Der Auffänger 15 ist in einem Glasrohr

■w 14 eingeschlossen, das sich in enger Berührung mit einer Frittestange 13 befindet, die auf dem Auffänger 15 durch die abgeschiedenen Fritte gebildet wird, so daß der Durchmesser der Frittestange 13 durch das Glasrohr 14 gesteuert wird. Nachdem das Glasrohr 14 mit Fritte

« gefüllt ist, wird die letztere erhitzt, um die Fritte transparent u.id mit dem Glasrohr 14 einstückig zu machen, so daß eine optische Faservorform erhalten wird.

Fig.3 veranschaulicht ein Verfahren, nach dem eine Flamme 25 aus einem Brenner 26 axial zu einem Auffänger 21 geblasen wird, der sich unter gleichzeitiger Rotation axial bewegt, so daß eine Frittebildung in der Flamme 25 und deren Abscheidung in Axialrichtung de: Auffängers 21 zur Bildung einer Frittestange 24 bewirkt

■55 werden, und die Frittestange 24 wird kontinuierlich in einem Ofen 23 erhitzt und transparent gemacht, so daß eine optische Faservorform 22 erzeugt wird. Das in Fig. 3 veranschaulichte Verfahren ist dem in Fig. 2 veranschaulichten Verfahren ähnlich, indem die Fritte in Axialrichtung des Auffängers abgeschieden wird, der sich unter Rotation axial bewegt, doch unterscheidet sich das erstere wesentlich vom letzteren dadurch, daß die Fritte allein die optische Faservorform bildet, statt daß das Glasrohr und die Fritte zusammen die optische

h5 haservorform darstellen, und daß die l·rittestange durch kontinuierliches Erhitzen derselben nach ihrer Herstellung transparent gemacht wird.

Einige Nachteile sind mit den vorstehend beschriebe-

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nen bekannten Verfahren verbunden. Diese Nachteile sind folgende.

Das in Fig. 1 veranschaulichte Außenseiten-Dampfoxydationsabscheideverfahren erfordert einen zusätzlichen Schritt des Herausziehens der Keimglasstange, wodurch es unmöglich wird, die Frittestange in einem kontinuierlichen Vorgang der Bildung einer Frittestange und der Verleihung der Transparenz transparent zu machen.

Bei dem in F i g. 2 veranschaulichten Axialabscheidzverfahren wiri bei vielen Arbeitsweisen eine Schwierigkeit angetroffen, die Fritteabscheidung in der Weise durchzuführen, daß die gebildete Frittestange einen Durchmesser hat, der dem Innendurchmesser des Glasrohres gleich ist Indessen hat das in Fig.3 is veranschaulichte Axialabscheideverfahren die folgenden Nachteile:

(1) Schwierigkeiten werden bei der Bewirkung einer

dichten Fritteabscheidung im äußeren R»ndbereich einer Frittestange angetroffen, und infolgedessen wird der äußere Randbereich der Frittestange porös, so daß die Frittestange einen größeren Durchmesser aufweist, als es der Fall wäre, wenn eine dichte Fritteabscheidung im äußeren Randbereich der Frittestange bewirkt werden könnte.

(2) Die Verteilung des Brechungsindex einer optischen Faservorform, die durch Erhitzen und Transparentmachung einer Frittestange erhalten wird ur.d mit der man die Erzeugung von faseroptischen Bündeln bezweckt, die einen Brechungsindex des abgestuften Indextyps zeigen, ist, wie durch eine Kurve 31 i;! F i g. 4 angedeutet ist, an dem äußeren Randbereich der Frittestange von dem durch eine Kurve 32 angedeuteten parabolischen Profil, wie es üblicherweise erwünscht wird, abgebogen.

(3) Die Steuerung des Durchmessers der gebildeten Frittestange wird nicht befriedigend erreicht.

In diesem Zusammenhang wird hinzugefügt, daß die genannte Ablenkung der Verteilung des Brechungsin- w dex der optischen Faservorform vom parabolischen Profil im Randbereich der Frittestange, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, vermieden werden könnte, wenn der Durchmesser der Frittestange verringert werden könnte, ohne die Geschwindigkeit der Axialbewegung des Auffängers und den Zustand des Brenners zu ändern.

Nach einer dritten Art des Axialabscheideverfahrens, die eingangs vorausgesetzt und aus der DE-OS 25 18 056 bekannt ist, wird zwar ein Glasrohr, das die Frittestange umgibt, verwendet, doch verbleibt ein erheblicher Abstand zwischen beiden Teilen, durch den man zur Vermeidung von Verunreinigungen einiger Vorrichtungsteile Sauerstoff entgegengesetzt zur Wachstumsrichtung der Glasfrittenabscheidunj strömen Iä3t, wobei der Durchmesser der Glasfrittestange durch geeignete Ausrichtung und Dosierung von Laserstrahlen reguliert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, **> daß in möglichst einfacher Weise eine genaue Steuerung des Durchmessers der Frittestange, die erwünschte Dichte im Randbereich der Frittestange und eine kontinuierliche Arbeitsweise der Abscheidung und Transparentmachung der Frittestange erreicht werden. ^b5

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Gas durch den Spalt zwischen der abgeschiedenen Glasmaterialfritte und der Innenwand des Rohres in der Richtung, in der die Friitestange anwächst, strömen läßt und mit diesem Gas die Oberschußfritte, die zui Abscheidung an der Außenumfangsfläche des Vorderendes der Frittestange neigt, zur Steuerung des Durchmessers der Frfitestange wegbläst

Durch Strömen des Gases durch den auf einen Spalt verengten Abstand zwischen Rohr und Glasmaterialfritte in der Wachstumsrichtung der Frittestange kann man deren Durchmesser gut steuern und gleichzeitig eine Randbereichsporosität der Frittestange vermeiden. Außerdem läßt sich das Verfahren mit anschließender Transparentmachung der Frittestange kontinuierlich durchführen.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

F i g. 1 einen Schnitt einer nach dem schon erläuterten Außenseiten-Dampfoxydationsabscheideverfahren hergestellten Frittestange,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Herstellung einer Frittestange nach einer Ausführungsart des schon ei läuterten Axialabscheideverfahrens,

F i g. 3 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Herstellung einer optischen Faservorform nach einer anderen AusfühTungsart des schon erläuterten Axialabscheideverfahrens,

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Brechungsindex einer optischen Faservorform,

F i g. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer optischen Faservorform gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Vorrichtung,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung der in Stellungen zur Herstellung einer optischen Faservorform mit einem Brechungsindex des abgestuften Indextyps angeordneten Brenner und

F i g. 7 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Verfahrensschritts der Erhitzung und Transparentmachung einer Frittestange im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung einer optischen Faservorform gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.

Es sollen nun die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Herstellung einer optischen Faservorform nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert werden.

Beispiel 1

Fig. 5 zeigt eine zur Durchführung einer Ausführungsart der Erfindung geeignete Vorrichtung. Wie dargestellt, werden SiCU und POCI3 einem Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner 47 unter Verwendung von Sauerstoffgas als Trägergas mit einem Strömungsdurchsatz von 120 ml/min zugeführt. Über dem Brenner 47 ist ein Auffänger 41 von Säulenform aus Quarz angeordnete, auf dem Fritte, die in einer Flamme 46 gebildet wird, abgeschieden wird. Der Auffänger 41 wird aufwärts bewegt, während er mit 30 U/min rotiert. Dabei kann auch der Auffänger 41 feststehen, während der Brenner 47 gedreht wird. Um den Außendurchrnesser einer Frittestange 43 zu steuern, die in ihrer Länge wächst, ist ein aus Quarz bestehendes Rohr 44 mit 6 (Jaseinlababzweigrohren 42 an seiner Außenumfangsfläche um den Auffänger 41. diesen einschließend, angeordnet, und Argongas wird mit einem Strömungsdurchsatz von

10 l/min in der Richtung von Pfeilen 48 zugeführt. Das Argongas strömt durch einen Spalt 45 und längs der Außenumfangsfläche der Frittestange 43, wobei es Überschußfritte, die sonst auf der Frittestange 43 abgeschieden werden könnte, wegbläst. Der genannte Strömungsdurchsatz des Argongases wurde als Ergebnis von Versuchen als geeigneter Wert zur Erzielung eines Außendurchmessers von 35 mm für die Frittestange 43 ermittelt. Der Spalt 45 betrug 4 mm, und der Auffänger 41 wurde aufwärts mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 40 mm/h bewegt. Die Einlaßabzweigrohre 42 hauen einen Innendurchmesser von etwa 10 mm. Das Rohr 44 hatte ein Vorderende 49, das etwa 10 mm höher als das Vorderende der Frittestange 43 angeordnet war.

Die in diesem Beispiel erzeugte Frittestange wurde aus SiO/PiC-Gias gebildet und hatte einen Außendurchmesser von 35 mm und eine Länge von 300 mm. Die Frittestange hatte eine Schwankung von weniger als ±1% in ihrem Außendurchmesser, und die in ihrem Außenrandbereich abgeschiedene Fritte war dicht. Es sei hinzugefügt, daß die nach dem in F i g. 3 veranschaulichten Stand der Technik hergestellte Frittestange 24 allgemein eine Schwankung von etwa ±3% in ihrem Außendurchmesser zeigt.

Die erzeugte Frittestange wurde dann in einem elektrischen Ofen auf 1500 bis 1600⁰C erhitzt, um die Frittestange transparent zu machen. Man erhielt so eine optische Faservorform hoher Qualität.

B e i s ρ i e 1 2

Die Herstellungsbediiiguiigen nach diesem Beispiel waren denen gleichartig, die im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß die in diesem Beispiel verwendete Gasquelle aus SiCU und GeCU bestand. Die in diesem Beispiel hergestellte v, Frittestange bestand aus SiO2-GeO2-Glas und hatte einen Außendurchmesser von 35 mm und eine Länge von 300 mm. Die Frittestange hatte eine Schwankung von weniger als ±1% in ihrem Außendurchmesser. und die in ihrem Außenrandbereich abgeschiedene Fritte war dicht.

Die »Fritte«-Stange wurde in der gleichen Weise, wie im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschrieben, transparent gemacht, wodurch eine optische Faservorform hoher Qualität erzeugt wurde.

Beispiel 3

Frittestangen wurden in diesem Beispiel unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 2 beschrieben, mit der Ausnahme hergestellt, daß drei Brenner zum ">ii Verbrennen von Queüengasen darin verwende·, wurden, die voneinander in der Konzentration des GeCU etwas differierten. F i g. 6 zeigt im Schnitt die Nachbarschaft der Brenner der zur Herstellung einer Frittestange in diesem Beispiel verwendeten Vorrichtung. Andere Teile der Vorrichtung sind denen der in F i g. 5 dargestellten Vorrichtung mit der Ausnahme gleich, daß der elektrische Ofen zum Erhitzen und Transparentmachen der Frittestange im oberen Teil der Vorrichtung angeordnet ist. w)

Die den Brennern 53, 54 und 55 zugeführten Quellengase hauen derartige Zusammensetzungen, daß die GeCU-Konzentration etwas geringer war, wenn man vom Auffänger radial nach außen ging, so daß die GeO2-Konzentration im Zentrum der Frittestange 51 fc5 am höchsten war und im parabolischen Profil bei Entfernung vom Zentrum radial nach außen abfiel. Im einzelnen hatte das dem Brenner 53 zugeführte Quellengas die höchste GeCU-Konzentration, das dem Brenner 54 zugeführte Quellengas hatte eine Zwischenkonzentration an GeCU, und das dem Brenner 55 zugeführte Quellengas hatte die niedrigste GeCU-Konzentration. Man erkennt in Fig.6 außerdem ein den Teil, auf dem Fritte abgeschieden wird, umschließendes Rohr 52.

Die erzeugte Frittestange wurde kontinuierlich mit dem im oberen Teil der Vorrichtung oder über dem Rohr angeordneten elektrischen Ofen 64 erhitzt und transparent gemacht. F i g. 7 zeigt im schematischen Schnitt die Nachbarschaft des bei diesem Beispiel verwendeten elektrischen Ofens. Die Frittestange 63, die im vorangehenden Schritt erzeugt und mit dem Auffänger 61 aufwärts bewegt wurde, wurde kontinuierlich durch den elektrischen Ofen 64, der über dem Rohr 65 angeordnet war, erhitzt und transparent gemacht, wobei die Frittestange 63 auf den Bereich zwischen 1500 und 160O⁰C erhitzt wurde. Die erhitzte Frittestange erfuhr eine Kontraktion unter Erhalten einer optischen Faservorform 62.

Die in diesem Beispiel erzeugte optische Faservorform war von Säulenform und hatte einen Durchmesser von 16,5 mm. Der Durchmesser der optischen Faservorform hatte eine Schwankung von weniger als ±1%. Die Verteilung des Brechungsindex der Vorform, die der in Fig.4 dargestellten Kurve 32 entsprach, stimmte im wesentlichen mit dem parabolischen Profil überein.

Bei der Erzeugung der Glasmaterialfritte können Flammenhydrolyse, thermische Zersetzung oder eine chemische Reaktion unter Verwendung von Plasma angewandt werden. Diese Techniken sind auf dem Gebiet der Herstellung von faseroptischen Bündeln gut bekannt und werden zusammenfassend als CVD-Verfahren bezeichnet. Die Art des Quellengases, dessen Strömungsdurchsatz und das Verfahren zum Einführen des Quellengases sind ebenfalls zur Ausführung des CVD-Verfahrens auf dem Fachgebiet der Erzeugung von faseroptischen Bündeln bekannt.

Bei der Herstellung eines Auffängers kann jedes Material verwendet werden, sofern das Material hitzebeständig, im Wärmeausdehnungskoeffizient dem zu erzeugenden Glas möglichst gleichartig und bezüglich des zu erzeugenden Glases gut benetzbar ist. Hitzebeständiges Glas. Quarzglas u. dgl. werden allgemein verwendet. Der Auffänger ist vorzugsweise im wesentlichen von kreisförmigem Querschnitt, der senkrecht zu seiner Achse liegt, doch kann auch ein Auffänger mit z. B. polygonaler Querschnittform verwendet werden. Das Vorderende des Auffängers kann eben, jedoch vorzugsweise konvex und grobkörnig zur Erleichterung der Abscheidung von Fritte darauf sein. Der Durchmesser des Auffängers ist im wesentlichen gleich dem der herzustellenden optischen Faservorform (vorder Kontraktion).

Der Auffänger wird unter gleichzeitiger Drehung in einer zu der Richtung, in der eine Frittestange in ihrer Länge anwächst, entgegengesetzten Richtung bewegt. Allgemein Hegt die Drehzahl zwischen 15 und 200 U/min, vorzugsweise zwischen 30 und 120 U/min. Wenn die Drehzahl zu gering ist, ergeben sich Schwankungen der Form und Qualität von einer Frittestange zur anderen; wenn sie zu groß ist neigt der Auffänger zu Schwingungen, oder die Fritte die auf dem Auffänger abgeschieden wird, neigt zur Streuung durch Zentrifugalkräfte. So liegt die Drehzahl vorzugsweise in dem genanten Bereich. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Frittestange in der Axialrichtung sollte gleich deren

Wachstumsgeschwindigkeit sein, obwohl die Bewegungsrichtung des Auffängers der Wachtslumsrichiung der Frittestange entgegengesetzt ist.

Als eine Wärmequelle zur Erzeugung der Fritle kann irgendeine der bekannten Techniken einschließlich ί eines Sauerstoff-Wasserstoff-Brenners, eines elektrischen Ofens, eines Plasmas usw. verwendet werden.

Das Rohr, das um den Teil angeordnet ist, auf dem Fritte abgeschieden wird, sollte aus einem Material, wie z. B. Glas, Metall usw., bestehen, das bei 300 bis 400⁰C erzeugte Hitze aushalten kann. In der tatsächlichen Praxis ist die Verwendung von Glas unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung von Korrosion unter Berücksichtigung der Tatsache vorteilhaft, dali das Quellengas in vielen Fällen Chloride enthält.

Der Teil, auf dem die Fritte abgeschieden wird, ist das Vorderende des Auffängers, wenn die Erzeugung einer Frittestange begonnen wird, verlagert sich jedoch zum Vorderende der Frittestange, wenn die Fritteabscheidung fortschreitet. In einer Vorrichtung, bei der übliche Maschinenendbearbeitung toleriert werden kann, definieren die Außenumfangsfläche dieses Teils und die Innenwandoberfläche des Rohrs allgemein einen Spalt von über 1 mm. Jedoch läßt sich die Abmessung des Spaltes ohne Hervorrufung einer Störung verringern, 2S solange die Frittestange nicht in Berührung mit dem Rohr während des Betriebs gebracht wird. Falls der Spalt unter 1 mm ist, kann die Frittestange in Kontakt mit dem Rohr aufgrund von Schwingungen oder anderen Faktoren in Abhängigkeit vom Genauigkeitsgrad gebracht werden, mit dem die Vorrichtung endbearbeitet wurde, wodurch es unmöglich gemacht wird, Erzeugnisse gewünschter Qualität zu erhalten. Keine Grenzen s^:nd der Abmessung des Spaltes gesetzt, die größer als der genannte Wert ist. Jedoch führt ein Anstieg der Abmessung des Spalts zu einem Anstieg der Gasströmungsgeschwindigkeit durch den Spalt, so daß es vom wirtschaftlichen Standpunkt nicht wünschenswert ist, die Abmessung des Spalts mehr als nötig zu erhöhen.

Das Vorderende des Rohres wild am bevorzugtesten auf ein Niveau innerhalb des Bereichs von einem ersten, mit dem niedrigsten Punkt der gewölbten Endfläche der Frittestange übereinstimmenden Niveau bis zu einem zweiten, mit einem Niveau übereinstimmenden Niveau gebracht, wo die gewölbte Endfläche endet.

Das Vorderende des Rohres kann unter Berücksichtigung der gewünschten Fritteabscheidung auf einem Niveau innerhalb eines Bereichs vom ersten Niveau bis zu einem dritten Niveau gehalten werden, das mit einem Niveau übereinstimmt, wo die imaginäre Verlängerung der gewölbten Endfläche die Kante eines zurückgezogenen Rohres schneidet. Alternativ kann der obige Bereich nicht begrenzt sein und um eine Strecke ausgedehnt werden, die einem Viertelradius der Frittestange von den genannten bevorzugten Bereichsgrenzen aufwärts oder abwärts entspricht.

Allgemein läßt man Inertgas (einschließlich Stickstoffgas) oder Sauerstoffgas um den Teil strömen, auf dem die Fritte abgeschieden wird. Jedoch kann jedes andere Gas verwendet werden, solange keine nachteiligen Wirkungen auf die Oberfläche der Frittestange ausgeübt werden. Es ist erforderlich, daß der Gasströmungsdurchsatz höher als der Durchsatz ist bei dem die Strömungsrichtung des Quellengases oder der in der Flamme gebildeten Fritte geändert werden kana Für praktische Zwecke wird der Gasströmungsdurchsatz mittels Durchführung von Versuchen bestimmt Insbesondere werden andere Bedingungen als der Gasströmungsdurchsatz unverändert gehalten, und der Gasstromungsdurchsatz wird variiert, um den Spalt zwische.i der Frittestange und dem Rohr zu messen, das die in ihrer Abmessung wachsende Fritteslange einschließt. Dieser Versuch wird durchgeführt, um den Casströmungsdurchsatz herauszufinden, der die Abmessung des Spalts auf eine bestimmte Größe bringt. Dieser Gasströmungsdurchsatz wird als bestimmter Gasströmungsdurchsatz angewendet. Jedes Verfahren kann zum Einführen des Gases in den Spalt angewandt werden, solange das dort eingeführte Gas mit dem genannten bestimmten Strömungsdurchsatz längs eines kompakten Körpers aus abgeschiedener Fritte im wesentlichen in der Richtung strömt, in der Fritte abgeschieden wird. Beispielsweise kann man die Gasströmung unter Verwendung einer in Fig.5 dargestellten Vorrichtung bewirken, in der das genannte Rohr 44 an seinem Außenumfang mit den genannten Einlaßabzweigrohren 42 ausgebildet ist, die in der Richtung der Bewegung des Auffängers 41 geneigt sind, um eine Gasströmung längs des Körpers aus abgeschiedener Fritte in der bestimmten Richtung zu ermöglichen, wenn das Gas in den Spalt zwischen dem Außenumfang des Körpers aus abgeschiedener Fritte und der Innenwandoberfläche des Rohres 44 durch die Abzweigrohre 42 eingeführt wird. Die Abzweigrohre 42 können aus dem gleichen Material wie das Rohr 44 bestehen. Je größer die Zahl der Abzweigrunre 42 ist, um so gleichmäßiger läßt sich der Gasstrom machen. Jedoch kann das Gas auch durch nur ein Abzweigrohr 42 anstelle der Mehrzahl von Abzweigrohren 42 ohne nachteilige Beeinflussung der Qualität des Erzeugnisses eingeführt werden. Es versteht sich, daß das Gas durch das Ende des Rohres eingeführt werden kann, das seinem dem Brenner nahen Ende entgegengesetzt ist.

Der Schritt der Erhitzung und Transparentmachung der Frittestange beim erfindungsgemäßen Verfahren ist auf dem Fachgebiet der Erzeugung faseroptischer Bündel bekannt. Obwohl die Erhitzungstemperatur in Abhängigkeit vom Glastyp variiert, liegt die Erhitzungstemperatur im Bereich zwischen 1500 und 1600⁰C, wenn das Glas Quarzglas des gewöhnlichen Typs ist Ein elektrischer Ofen wird als Wärmequelle bei vielen Anwendungsfällen verwendet, doch ist die Erfindung auf diese besondere Heizquelle nicht beschränkt. Der Schritt der Erhitzung und Transparentmachung der Frittestange kann getrennt vom Schritt der Herstellung der Frittestange erfolgen. Jedoch ist es, wenn die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung verwendet wird, möglich, den Schritt der Herstellung einer Frittestange und den Schritt der Erhitzung und Transparentmachung der Frittestange in einem Zug ohne Trennung der Frittestange vom Auffänger durchzuführen.

Wenn es erwünscht ist einer optischen Faservorform einen gleichmäßigen Brechungsindex zu verleihen, muß nur Quellengas der gleichen Zusammensetzung durch eine oder eine Mehrzahl von Düsen entsprechend F i g. 5 bzw. 6 geblasen werden. Wenn es jedoch erwünscht ist eine optische Faservorform zu erzeugen, die vom abgestuften Indextyp in der Radialverteilung des Brechungsindex ist müssen Quellengase verschiedener Zusammensetzungen, die zur Erzeugung von Glas verschiedener Brechungsindizes in Radialrichtung der Vorform geeignet sind, durch eine Mehrzahl von Düsen geblasen werden, die an Zahl den Quellengasen verschiedener Zusammensetzungen entsprechen. Die Mehrzahl von Düsen ist wie in F i g. 6 dargestellt ist in

Lagen angeordnet, die den gewünschten Brechungsindizes entsprechen, die in der optischen Faservorform zu erhalten sind. In F i g. 6 erkennt man Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner 53, 54 und 55 mit Düsen zum Blasen von Quellengasen.

Beim Verfahren zur Herstellung einer optischen Faservorform gemäß der Erfindung, das unter Verwendung der Vorrichtungen des genannten Aufbaus durchführbar ist, wird die Überschußfritte, die zur Abscheidung an der Außenumfangsfläche des Vorderendes einer Frittestange neigt, durch das durch den Spalt zwischen dem Rohr und der abgeschiedenen Fritte strömende Gas weggeblasen, wodurch es ermöglicht wird, eine dichte Fritte auch im Außenrandbereich der Frittestange abzuscheiden, wodurch vermieden wird, daß die Stange porös wird. So ermöglicht die

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Erfindung eine Steuerung des Durchmessers der Frittestange in befriedigender Weise und läßt die Herstellung einer optischen Faservorform mit einem Brechungsindex zu, der im wesentlichen mit dem

ϊ parabolischen Profil übereinstimmt, wenn die optische Faservorform des Brechungsindex des abgestuften Indextyps herzustellen ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß das Verfahren den Schritt des Herausziehens der Keimblasstange erübrigt, wodurch es möglich wird, den Schritt der Erzeugung einer Frittestange und den Schritt der Erhitzung und Transparentmachung der Frittestange in einem zusammenhängenden Vorgang durchzuführen. So ermöglicht die Erfindung eine optische Faservorform, die zur Erzielung der genannten Vorteile leicht herstellbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer optischen Faservorform, bei dem man durch wenigstens eine Düse gasförmiges Material bläst, das bei seiner Reaktion Glas nach einem chemischen Dampfabscheideverfahren zur Erzeugung von Glasmaterialfritte bildet, die auf einem Auffänger unter Bildung einer von einem unter Abstand im wesentlichen konzentrisch angeordneten, gasdurchströmten Rohr umgebenen Frittestange abgeschieden wird, und die im ersten Schritt erzeugte Frittestange erhitzt und transparent macht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas durch den Spalt (45) zwischen der abgeschiedenen Glasmaterialfritte (43; 51; 63) und der Innenwand des Rohrs (44; 52; 65) in der Richtung, in der die Frittestange (43; 51; 63) anwächst, strömen läßt und mit diesem Gas die Überschußfritte, die zur Abscheidung an der Außenumfangsfläche des Vorderendes der Frittestange (43; 51; 63) neigt, zur Steuerung des Durchmessers der Frittestange (43; 51; 63) wegbläst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Strömen durch den Spalt (45) ein inertes Gas verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Strömen durch den Spalt (45) Sauerstoffgas verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Rohr (44; 52; 65) aus Glasmaterial verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Auffängor(41;61) axial in zur Wachstumsrichtung der Frittestange (43; 51; 63) entgegengesetzter Richtung bewegt und rotieren läßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem Spalt (45) von über 1 mm arbeitet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Rohr (44; 52; 65) mit wenigstens einem an seinem Außenumfang ausgebildeten Gaseinlaßabzweigrohr (42) verwendet, das in der Richtung geneigt ist, in der sich der Auffänger (41; 61) bewegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schritt der Erzeugung der Frittestange (63) und den Schritt der Erhitzung und Transparentmachung der Frittestange (63) kontinuierlich in einem Vorgang durchführt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mehrere Düsen (53, 54, 55) verwendet und das bei seiner Reaktion Glas bildende Material durch die Mehrzahl von Düsen (53,54,55) in den einzelnen Düsen (53,54,55) zugeordneten unterschiedlichen Zusammensetzungen bläst.