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DE3440900A1 - Process for the production of a preform - Google Patents

Process for the production of a preform

Info

Publication number
DE3440900A1
DE3440900A1 DE19843440900 DE3440900A DE3440900A1 DE 3440900 A1 DE3440900 A1 DE 3440900A1 DE 19843440900 DE19843440900 DE 19843440900 DE 3440900 A DE3440900 A DE 3440900A DE 3440900 A1 DE3440900 A1 DE 3440900A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat source
support tube
layer
preform according
preform
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE19843440900
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Peter 7910 Neu-Ulm Huber
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.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE19843440900 priority Critical patent/DE3440900A1/en
Publication of DE3440900A1 publication Critical patent/DE3440900A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

The invention relates to a process for the production of a preform for a (quartz glass) optical waveguide (optical fibre). In this process, an internal coating method is used on a vertical quartz glass support tube. The deposition rate is increased according to the invention by cooling the outer wall of the support tube below the moving heat source (graphite furnace).

Description

Beschreibungdescription

"Verfahren zur Herstellung einer Vorform" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform, aus der ein Lichtwellenleiter gezogen wird, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1."Method of Making a Preform" The invention relates to a Method for producing a preform from which an optical waveguide is drawn, according to the preamble of claim 1.

Für die Herstellung von Lichtwellenleitern, z.B. aus Quarzglas-Lichtwellenleitern, wird zunächst eine sogenannte Vorform erzeugt, aus der anschließend der Lichtwellenleiter gezogen wird. Die Vorform wird beispielsweise dadurch hergestellt, daß auf der Innenwand eines senkrecht gestellten Quarzglas-Trägerrohres mindestens eine dotierte Quarz-Glasschicht abgeschieden wird. Dazu wird dem Innenraum des Trägerrohres ein Gas- und/oder Dampfgemisch, z.B.For the production of optical fibers, e.g. from quartz glass optical fibers, a so-called preform is first created, from which the optical waveguide is then made is pulled. The preform is made, for example, that on the inner wall of a perpendicular quartz glass support tube, at least one doped quartz glass layer is deposited. For this purpose, a gas and / or vapor mixture is added to the interior of the carrier tube, e.g.

gasförmiges Siliciumtetrachlorid sowie Germaniumtetrachlorid zugeführt, aus dem unter Wärmeeinwirkung eine Quarz- Glasschicht oder glasartige Schicht abgeschieden wird. Bei einem derartigen Verfahren wird jedoch lediglich ein geringer Teil der im Gas- und/oder Dampfgemisch enthaltenen Stoffmenge als Quarz-Glas schicht auf der Innenwand des Trägerrohres niedergeschlagen. Es entsteht außerdem in nachteiliger Weise ein sogenannter Glasruß, der ungenuzt bleibt und abgesaugt werden muß.gaseous silicon tetrachloride and germanium tetrachloride supplied, from which, under the influence of heat, a quartz Glass layer or vitreous Layer is deposited. In such a method, however, is only a small part of the amount of substance contained in the gas and / or vapor mixture as quartz glass layer deposited on the inner wall of the support tube. It also arises disadvantageously a so-called glass soot, which remains unused and is sucked off must become.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die aus dem Gas- und/oder Dampfgemisch erzeugten Quarz-Glasteilchen möglichst vollständig auf der innenwand des Trägerrohres niedergeschlagen werden.The invention is therefore based on the object of providing a generic Process to the effect that the gas and / or vapor mixture generated quartz glass particles as completely as possible on the inner wall of the support tube get knocked down.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved by the characterizing part of the claim 1 specified features. Advantageous refinements or developments are the Subclaims can be found.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig durchführbar ist und daß derzeit bereits vorhandene Vorrichtungen zur Herstellung von Vorformen in kostengünstiger Weise auf das erfindungsgowße Vcrfhriil umrus L bar sind.An advantage of the invention is that the inventive The method can be carried out inexpensively and that currently existing devices for the production of preforms in a cost-effective manner on the method according to the invention umrus L are bar.

Die Erfindung beruht darauf, daß durch Thermophorese die Abscheidungsrate der entstandenen Quarz-Glasteilchen vergrößert wird.The invention is based on the fact that the deposition rate by thermophoresis the resulting quartz glass particles is enlarged.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs- beispiels und einer schematischen Zeichnung näher erläutert.The invention is described below with reference to an embodiment for example and a schematic drawing explained in more detail.

Die Figur zeigt ein senkrecht gestelltes Trägerrohr 1, z.B. ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von ungefähr 20mm und einer Wandstärke von ungefähr 2mm. Dem Innenraum des Trägerrohres 1 wird ein Gas- und/oder Dampfgemisch 3 zugeleitet, das z.B. gasförmiges SiCl4 sowie gasförmiges 2 enthält. Das Trägerrohr 1 ist von einer ringförmigen Wärmequelle 2 umgeben, z.B. einem durch elektrischen Strom direkt beheizbaren Graphitofen. Die Wärmequelle 2 ist in Richtung des Doppelpfeiles 7 bewegbar. An der Unterseite der Wärmequelle 2 wird zunächst rille Absaugvorrichtung 6 angebracht, welche das Trägerrohr 1 ringförmig umgibt und welche über einen Absaugstutzen 8 z.B. mit einer Vakuumpumpe verbunden wird. Unterhalb der Absaugvorrichtung 6 wird eine Düsenanordnung 5 angebracht, welche das Trägerrohr 1 ringförmig umgibt und welche über eine Zuführungsleitung 9 mit einer Kühlmittelpumpe verbunden wird.The figure shows a vertical support tube 1, for example a quartz glass tube with an inside diameter of about 20mm and a wall thickness of about 2mm. A gas and / or vapor mixture 3 is fed to the interior of the carrier tube 1, which contains e.g. gaseous SiCl4 as well as gaseous 2. The carrier tube 1 is from an annular heat source 2, for example one by electric current directly heatable graphite furnace. The heat source 2 can be moved in the direction of the double arrow 7. Grooved suction device 6 is first attached to the underside of heat source 2, which surrounds the carrier tube 1 in an annular manner and which via a suction nozzle 8 e.g. connected to a vacuum pump. Below the suction device 6 is a nozzle arrangement 5 attached which surrounds the support tube 1 in an annular manner and which is connected to a coolant pump via a supply line 9.

Beim Abwärtsbewegen der Wärmequelle 2 wird aus der Düsenanordnung 5 Kühlmittel, z.B. Wasser,auf die Außenwand 4 des Trägerrohres 1 gespr:i tzt. Dadurch wird im Inrieziraum des Trägerrohres 1 ein großer radial verlaufender Temperaturgradient erzeugt, welcher eine Erhöhung der Abscheidungsrate der entstandenen Quarz-Glasteilchen bewirkt.When the heat source 2 is moved downwards, the nozzle arrangement becomes 5 coolant, e.g. water, sprayed onto the outer wall 4 of the support tube 1. Through this a large radially extending temperature gradient becomes in the interior space of the support tube 1 which increases the deposition rate of the resulting quartz glass particles causes.

Dieser Effekt wird als Thermophorese bezeichnet. Durch die Absaugvorrichtung 6 werden Kühlmittelreste und/oder deren Zersetzungsprodukte, z.B. Wasserdampf, von der Wärmequelle 2 ferngehaltell, so daß everltuelle Störuiigen vermieden werden, z.B. eine unerwünschte Korrosion der Wärmequelle.This effect is known as thermophoresis. Through the suction device 6 coolant residues and / or their decomposition products, e.g. water vapor, are removed from the heat source 2 remotely, so that serious disruptions are avoided e.g. undesired corrosion of the heat source.

Es ist zweckmäßig, die Außenwand 4 lediglich während des Abscheideiis der Quarz-Glasteilchen zu kühlen, das heißt, während der Abwärtsbewegung der Wärmequelle 2. Dadurch wird z.B. eine unerwünscht große Auskühlung des Trägerrohres 1 vermieden. Eine derartig gesteuerte Kühlung wird z.B. durch ein entsprechendes Ein- und Ausschalten der erwä.hiiteji Kühlmittelpumpe möglich.It is advisable to use the outer wall 4 only during the separation to cool the quartz glass particles, that is, during the downward movement of the heat source 2. This avoids, for example, an undesirably large cooling of the support tube 1. Such a controlled cooling is, for example, switched on and off accordingly the mentioned hiiteji coolant pump is possible.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Beispielsweise ist es möglich, die Düsenanordnung 5 aus rnehreren Einzeldüsen aufzubauen, welche das Trägerrohr 1 riiigförmig umgeben und welche einzeln ansteuerbar sind, z.B. durch entsprechend vorgeschaltete Magnetventile, welche den Kühlmittelstrom unterbrechen. Mit einer derartigen A ilordnung wird durch eine entsprechend gewählte cletrische Allsteuerung z.B. eine radial-unsymmetrische Abscheidung der Quarz-Glasteilchen möglich, z.B. für die Herstellung einer Vorform für einen Quarzglas-Lichtwellenleiter mit polarisationserhaltenden optischen Eigen schaften.The invention is not limited to the exemplary embodiment described, but can be used analogously for others. For example, it is possible to change the nozzle arrangement 5 to be built up from several individual nozzles, which surround the carrier tube 1 in a rectangular shape and which can be controlled individually, e.g. by means of corresponding upstream solenoid valves, which interrupt the coolant flow. With such an arrangement is through a correspondingly selected cletric all-control system, e.g. a radial asymmetrical one Separation of the quartz glass particles possible, e.g. for the production of a preform for a quartz glass optical waveguide with polarization-maintaining optical properties societies.

Claims (6)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Vorform, aus der ein Lichtwellenleiter gezogen wird, bei welchem Verfahren auf der Innenfläche eines senkrecht stehenden Trägerrohres mindestens eine Glasschicht und/oder glasartige Schicht aus einem Dampf- und/oder Gasgemisch abgeschieden wird durch eine Wärmequelle, die entlang des Trägerrohres bewegt wird,dadurch gekennzeichnet 1 daß während des Abscheidens der Glasschicht und/oder glasartigen Schicht die Außenwand (4) des Trägerrohres (1) unterhalb der Wärmequelle (2) gekühlt wird.Claims 1. A method for producing a preform from which an optical fiber is drawn, in which process on the inner surface of a vertical support tube at least one glass layer and / or glass-like Layer of a vapor and / or gas mixture is deposited by a heat source, which is moved along the support tube, characterized 1 that during the Deposition of the glass layer and / or vitreous layer the outer wall (4) of the support tube (1) is cooled below the heat source (2). 2. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (4) des Trägerrohres (1) unterhalb der Wärmequelle (2) durch aufgespritztes Wasser gekühlt wird.2. A method for producing a preform according to claim 1, characterized in that characterized in that the outer wall (4) of the support tube (1) is below the heat source (2) is cooled by sprayed water. 3. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der Glasschicht und/oder glasartigen Schicht sowei die Kühlung der Außenseite des Trägerrohres (1) im wesentlichen bei der Abwärtsbewegung der Wärmequelle (2) durchgeführt werden.3. A method of making a preform according to claim 1 or claim 2, characterized in that the deposition of the glass layer and / or vitreous Layer and the cooling of the outside of the support tube (1) essentially at the downward movement of the heat source (2). 4. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine nichtradialsymmetrische Kühlung eine nichtratlialsymlllet ische Abs ohcidung der Glasschicht und/oder glasartigen Schicht erzeugt wird.4. A method for producing a preform according to any one of the preceding Claims, characterized in that by a non-radially symmetrical cooling a non-essential symmetrical separation of the glass layer and / or vitreous Layer is generated. 5. Verfahren zur Herstellung einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Wärmequelle (2) eine mitdleser bewegbaren Düsenanordnung (5) angebracht wird, aus der Kühlmittel auf das Trägerrohr aufgebracht wird, und daß zwischen der Wärmequelle (2) und der Düsenanordnung (5) eine Absaugvorrichtung (6) angebracht wird, mit der Kühlmittelreste und/oder deren Reaktions- und/oder Zersetzungsprodukte von der Wärmequelle (2) ferngehalten werden.5. Method for producing a preform according to one of the preceding Claims, characterized in that below the heat source (2) a co-reader movable nozzle arrangement (5) is attached, from the coolant on the carrier tube is applied, and that between the heat source (2) and the nozzle arrangement (5) a suction device (6) is attached, with the coolant residues and / or their Reaction and / or decomposition products are kept away from the heat source (2). 6. Vorfcthroii zur PlerstelLullg einer Vorform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (2) als ein Graphitofen ausgebildet wird, welcher das Trägerrohr ringförmig umgibt und welcher durch elektrischen Strom direkt beheizt wird.6. Vorfcthroii zur PlerstelLullg a preform according to one of the preceding Claims, characterized in that the heat source (2) is designed as a graphite furnace which surrounds the support tube in a ring shape and which by electrical current is heated directly.
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