DE2518056B2 - Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Formkörpers - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Formkörpers

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Formkörpern entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bereits ein optischer Wellenleiter bekannt, welcher einen aus gedoptem geschmolzenen Siliziumoxyd bestehenden Glaskern und eine aus reinem geschmolzenen Siliziumoxyd oder gedoptem geschmolzenen Siliziumoxyd bestehende Glasumhüllung besitzt. Als Verfahren zur Herstellung eines derartigen optischen Wellenleiters kann beispielsweise Flammenhydrolysc verwendet werden (siehe US-PS 23 26 059).
Bei einem bekannten Verfahren /ur Herstellung von derartigen optischen Fasern wird ein gedopter geschmolzener Siliziumoxydkern — das Dopiercn erfolgt im Hinblick auf eine Erhöhung des Brechungsindex - in ι eine reine geschmolzene Siliziumuxydröhre eingeschoben und diese Anordnung auf einen bestimmten Temperaturwert erwärmt, um auf diese Weise die Elastizität zu erhöhen. Die Kombination von Rohr und Stab wird dann gezogen, wodurch der Querschnitt in
in dem gewünschten Maße verringert wird. Dabei wird das Rohr um den Stab gespannt, wobei ein Verschmelzen mit dem Kern stattfindet. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ein reines gesintertes Siliciumdioxidrohr sowie Siliziumdioxidpulver verwendet Das Oxyd des Dopungsmittels wird an der Innenwandung des Rohres angebracht, worauf das Rohr bis auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend gezogen wird. Bei diesem Verfahren wird der Querschnitt des Rohres verringert, während gleichzeitig ein Sintern des an der
.mi Innenwandung vorhandenen Pulvers stattfindet, so daß sich eine feste optische Faser ergibt.
Bei dem Flammen-Hydrolyseverfahren zur Herstellung des Glaskernes und der Glasschicht ergibt es sich jedoch, daß Wasser bis zu einer Konzentration von
ji 1000 ppm innerhalb des Glases verbleibt, was bei der praktischen Verwendung zu Schwierigkeiten führt. Eine Oberflächenbearbeitung des Glaskerns kann zu einer Verunreinigung des Glases oder zu einer Veränderung der Zusammensetzung der Oberflächenschicht des
in Glases führen, was zu Zersetzungsverlusten des optischen Weilenleiters führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines stabförmigen Formkörpers, der zu einer optischen Faser ausgezogen werden kann, zur
r> Verfügung zu stellen, welches die Herstellung von optischen Fasern mit sehr geringen Zerstreuungs-, Absorptions- und Strahlungsverlusten ermöglicht, wobei das Herstellungsverfahren im wesentlichen kontinuierlich durchgerührt werden kann.
Die Erfindung wird in den Patentansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Wärmezufuhr bei der Herstellung eines stabförmigen Formkörpers mit einem Kohlendioxidlaser erfolgt, ermöglicht die Herstellung von Glasfasern mit einem sehr gleichmäßigen Durchmesser, gleichbleibender Qualität und sehr geringen Verlusten.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt
F i g. 1 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren,
Fig.2 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zur Beschichtung mit reinem Siliziumdioxyd und Ti einer Mischung von Siliziumoxyd und Dopungsmitteloxyden,
Fig.3 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der kontinuierlichen Herstellung des Substrates und der Beschichtung und
W) Fig.4 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines mit einer Glasbeschichtung versehenen Glases.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung des stabförmigen Formkörpers. Dabei ist ein Kohlendioxidb1) gaslaser 1 vorgesehen, welcher einen Kohlendioxydgaslaserstrahl 2 mit einer Intensität von 200 Watt abgibt. Der ausgestrahlte Laserstrahl 2 wird durch einen Metallspiegel 3 reflektiert und mit Hilfe einer konvexen
Cierinuniumlinse 5 zur Konvergenz gebracht, welche innerhalb des Bodens eines Siliziumoxydglasgeläßes 4 angeordnet ist. Der fokussierte Laserstrahl 2 bestrahlt das Ende eines Substrates 6, welches aus Siliciumdioxid oder einem anderen Refraktormaterial für hohe Temperaturen besteht. Das Substrat 6 ist dabei innerhalb des Siliziumoxydglasgefäßes 4 angeordnet und wird dabei auf eine Temperatur zwischen 1600 und 18000C erwärmt. Um das Siliziumglasgefäß 4 herum kann ein Ofen 7 vorgesehen sein, welcher den Behälter auf etwa 1000°C vorwärmt. Der Metallspiegel 3 kann durch einen Strahlabtaster ersetzt werden. In diesem Fall kann auf das Vorsehen der konvexen Linse völlig verzichtet werden. Der Strahlabtaster lenkt den Laserstrahl 2 um einen Winkel θ mit einer Frequenz von 20 Hz ab, welche durch einen Funktionsgenerator gesteuert ist. Fernerhin sind Antriebsmittel vorgesehen, demzufolge das Ende des aus Refraktormaterial bestehenden Substrats 6 durch den homogenen verteilten Kohlendioxydgaslaserstrahl bestrahlt wird.
Das Substrat 6 wird mit Hilfe eines Antriebsmechanismus 13 - beispielsweise mit 40 U/min - in Drehung versetzt, während gleichzeitig eine nach aufwärts gerichtete langsame Bewegung von beispielsweise 15 mm pro Stunde vorgenommen wird, was der Wachstumsgeschwindigkeit von geschmolzenem Glas auf dem Substrat 6 entspricht.
Eine aus Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachloriddampf und reinem Aluminiumtrichloriddampf bestehende Gasmischung 10 wird durch in dem Siliziumoxydglasgefäß 4 angeordnete Düsen 8 und 9 auf den Kern 6 gerichtet. Demzufolge treten im Endbereich des Kerns 6 die folgenden Reaktionen auf:
SiO2+ 2 Cl2
j-* 2Al2Oj + 6CI2
3 Ο2
Das Siliziumtetrachlorid und das Aluminiumtrichlorid reagieren mit dein Sauerstoffgas, wobei entsprechende Oxyde auftreten. Das Siliziumoxyd und das Aluminiumoxyd schlagen sich auf dem Substrat 6 nieder und bilden einen SiO2-AI2Oj-Glaskern 11. Mit derselben Wachstumsgeschwindigkeit des SiO2-Al2O3 Glaskernes 11 wird das Substrat 6 nach aufwärts bzw. in entgegengesetzter Richtung zur Wachstumsrichtung des Glaskernes Il mit Hilfe des Antriebsmechanismus 13 bewegt, während gleichzeitig eine Drehung mit langsamer Geschwindigkeit vorgenommen wird. Anstelle von Aluminiumtrichlorid kann auch Triisobutylaluminium verwendet werden.
Der SiO2-AhOi-G!askern U bildet einen Glasstab, welcher einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser und gleichmäßige Qualität besitzt.
Beispielsweise kann auf diese Weise ein Stab mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 45 mm innerhalb eines Zeitraums von 3 h erhalten werden, wobei dieser Stab ein Gewicht von 8 Gramm hat. Abweichungen des vorgegebenen Durchmessers betragen dabei nur ± 100 μιη.
Als oxidierbare Verbindung von Silizium kann Siliziumtetrachlorid verwendet werden. Als Dopungsmittel kann Aluminiumtrichlorid, Triisobutylaluminium, Germaniurntetrachlorid, Titaniumtetrachlorid, Galliumchlorid, Oxyphosphat oder Trimethylgallium verwendet werden. Auf diese Weise kann in bekannter Weise der Brechungsindex des Glases verändert werden. Abgesehen von den oben erwähnten Verbinduneen können die Chloride von Tantal. Zinn, Niobium,
Zirkonium oder Gallium verwendet werden.
Die Mischung von Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachloriddampf und Aluminiumtrichloriddampf, welche durch die Düsen 8 und 9 eingeleitet wird, kann wie folgt gewonnen werden:
Das Sauerstoffgas wird von einer Sauerstoffquelle 14 über eine Reinigungseinheit 15 mit Hilfe von Ventilen 20 und 21 entlang zweier Pfade geleitet. Der eine Teil des Sauerstoffgases wird dabei in eine Sättigungseinheit 17 geleitet, welche hochreines Siliziumtetrachlorid 16 enthält. Der andere Teil des Sauerstoffgases wird hingegen einer Sättigungseinheit 19 zugeführt, in welcher hochreines Aluminiumtrichlorid 18 vorliegt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffgases können mit Hilfe der Ventile 20 und 21 so eingestellt werden, daß vorgesehene Strömungsmeßgeräte 22, 23 denselben Wert von beispielsweise 1 l/min, anzeigen. Um das Verhältnis zwischen S1O2 und Al2Oj innerhalb des SiO2 · AI2Oj-Glaskernes 11 auf den gewünschten Wert einstellen zu können, werden die Dampfdrücke des Siliziumtetrachiorid 16 und des Aluminiumtrichlorids 18 zuvor eingestellt. Um den zuvor eingestellten Dampfdruck zu erhalten, werden die Temperaturen mit Beheizbädern 24,25 mit Hilfe von Temperatursteuergeraten 26 und 27 und die Temperaturen der entsprechenden Sättigungseinheiten 17 und 19 in gewünschter Weise eingestellt. Das durch die Sätligungseinheiten 17 und 19 durchgeleitete Sauerstoffgas nimmt den Dampf des Siliziumtetrachlorids 16 bzw. des Aluminiumtrichlorids 18 mit, wobei sich aus einer aus Glas oder Tetrafluoräthylen bestehenden Verbindungsstelle 29 zusammen mit Rohren 28 die gewünschte Gasmischung bildet. Diese Gasmischung wird den an dem Glasgefäß 4 vorgesehenen Düsen 8 und 9 zugeführt, von wo aus eine Beaufschlagung des Substrates 6 stattfindet, welches beispielsweise aus Siliziumdioxyd besteht. Auf diese Weise wird der SiO2 · Al2Oj-Glaskern 11 gebildet, wobei das Aufheizen mit Hilfe des Laserstrahls 2 erfolgt.
Falls beispielsweise die Temperatur des Siliziumtetrachlorids 16 auf 10° C und die des Aluminiumtrichlorids 18 auf 130°C gewählt wird, entstehen Dampfdrücke von 120 bzw. 10 mm Hg. Wenn fernerhin dann die Strömungsgeschwindigkeiten des Sauerstoffs auf einen konstanten Wert eingestellt werden, ergibt sich ein prozentuales Molverhältnis des SiO2 · Al2O3-Glases von 96 :4. Der Brechungsindex des auf diese Weise erhaltenen Glases beträgt in diesem Fall 1,466. Dies bedeutet, daß das Glas einen Brechungsindex besitzt, welcher um den Betrag von 0,008 höher als der von reinem Siliziumoxyd ist.
Da die Temperatur der Sättigungseinheit 19 für das Aluminiumtrichlorid höher als Raumtemperatur gehalten wird, wird jener Teil des aus Polytetrafluoräthylen oder Glas bestehenden Rohres 28 durch welchen der Aluminiumtrichloriddampf den Düsen 8 und 9 zugeführt wird, mit Hilfe einer Heizeinheit 30 oberhalb von 30°C gehalten, um eine Kondensation des Aluminiumtrichloriddampfes innerhalb des Rohres 28 zu vermeiden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Herstellungsvorrichtung, mit welcher der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte S1O2 · Al2O3-Glaskern U mit einer Glasschicht 31 ummantelt wird, welche aus reinem SiO2-GIaS oder Siliziumdioxyd zusammen mit einem Oxyd-Doppungsmittel besteht.
Beispiel 1
Ein von dem Kohlendioxydgaslaser 1 abgegebener Laserstrahl 2 wird durch den MetallsDieeel 3 reflektiert
und mit Hilfe der konvexen Germaniumlinsc 5 und einer auf der Seilenobcrfläehc des Siliziumoxydglasgefäßes 4 angeordneten zylindrischen Gcrnianiumlinsc 32 zusammengefaßt. Auf diese Weise wird der SiC).. ■ AbOi-Glaskern 11 innerhalb des Gefäßes 4 auf etwa 1600 bis r> I8OO"C erwärmt. In das Gefäß 4 mündet ein Rohr 38 durch welches Sauerstoffgas zugeführt wird, das zum Schutz, der zylindrischen Linse 32 dient. Fernerhin ist ein Abgaberohr 39 vorgesehen, durch welches das Saucrstoffgas abgeleitet wird. Der Metallspiegel 3 und die m zylindrische Linse 32 können durch einen Strahlabtastcr ersetzt werden. Der Strahlabtaster kann mit Hilfe eines Funktionsgenerators und einer auf einer bestimmten Frequenz arbeitenden Antriebseinrichtung angetrieben werden. Dabei wird ein geeigneter Rotalionswinkel ι > verwendet, damit der Glaskern 11 mit einer gleichmäßigen Leistungsverteilung des Kohlcndioxydglaslaser Strahls bestrahlt wird.
Die Erwärmung kann ebenfalls durchgeführt werden, indem nur der Kohlendioxydglaslaser verwendet wird, '" |edoch kann zusätzlich ein kreisförmiger Ofen 7 um das Glasgefäß 4 herum angeordnet sein, wodurch der Stab auf etwa 1000"C vorerwärmt wird. Mit Hilfe des Kohlendioxydlascrstrahls wird dann der Stab auf etwa 1600-18000C weiter erhitzt. Gleichzeitig mit der .·, Erhitzung wird durch in dem Gefäß 4 angeordnete Düsen 33 und 34 Siliziumtclrachloriddampf mit Sauerstoffgas 35 in Richtung des SiO; · Al.Oi-Glassla bes It injiziert. Demzufolge reagiert das Sili/.iiimtctrachlorid mit dem auf dem Glasstab H vorhandenen w Sauersloffgas, wobei folgende Reaktion auftritt:
O.+ SiCh- SiC)H 2 Cl.
Dieses Siliziumoxyd schlägt sich auf dem i> SiC); · AI.Oi-Glasstab nieder, wodurch die SiO..-Glas schicht 31 gebildet wird. Um möglichst gleichförmig die SiOrGlasschichi zu bilden, wird der SiC). · Al/)|-Glasstab 11 zwischen einem Paar von Spannköpfen 36 und 37 gelagert und mit einer gleichförmigen Drchgc- n schwindigkeit in Drehung versetzt, während gleichzeitig eine Parallelbewegung gegenüber den Scitcnoberflächcn des Glasgefäßes 4 vorgenommen wird. Das Sauerstoffgas mit dem sehr reinen Siliziumtetrachloriddampf kann mit Hilfe einer Einrichtung gemäß Fig. 1 i> gebildet werden. In diesem Fall wird jedoch das Ventil 20 für die Zufuhr des Sauerstoffgases zu der Sättigungscinhcit 19 mit dem Aluminiumtrichlorid 18 geschlossen, so daß nur Sauerstoffgas durch das Ventil 2t der Sättigungseinheit 17 mit dem Sili/iumtelrachlo- .u riddampf zugeführt wird, von wo aus dann eine Weiterleitung zu den Düsen 33 und 34 erfolgt. Die das Mischgas erzeugende Einrichtung ist zur Vereinfachung in Fi g. 2 nicht gezeigt.
Mit Hilfe des erwähnten Verfahrens kann eine SiO.-Glasschicht 31 sehr gleichförmig auf den SiOi · AbOj-Glasstab aufgebracht werden. Der beschichtete Glasstab wird innerhalb einer geeigneten Schutzeinrichtung auf eine Temperatur oberhalb des Weichmachungspunkles des Stabes — beispielsweise mi 1900"C — erwärmt, worauf dann eine optische laser du'ch Spinnen erzeugt wird.
Beispiel 2
Ähnlich wie bei der Ausführungsform in Fig. I wird ι.. zuerst ein aus Siliziumdioxyd bestehendes Substrat b innerhalb eines Siliziumoxydglasgefüßes 4 drehbar ucliiiiert und mit Hilfe eines elektrischen Ofens 7 vorgewärmt. Anschließend daran wird dieser Stab mil Hilfe des von dem Kohlcndioxydgaslascrs 1 abgegebenen Laserstrahls 2 auf eine Temperatur von 1600- 1800 C" erwärmt. In Richtung des Substrates β wird eine Ciasmischung aus Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachloriddampf und reinem Aluminiumtrichloriddampf geleitet. Das Siliziumdioxyd und das Aluminiumoxyd werden auf dem rotierenden und sich bewegenden Substrat 6 niedergeschlagen und geschmolzen.
Das Molverhältnis zwischen SiO.. und AbOi beträgt 96:4%. Der Brechungsindex des Glasstabes ist in diesem Fall 1,466.
Der auf diese Weise erzeugte SiC).. · AbOi-Glasstab 11 wird dann in die in I- i g. 2 dargestellte Vorrichtung eingesetzt, wobei eine Lagerung mit Hilfe der beiden Spannköpfe 36 , 37 erfolgt. Ils folgt dann eine Vorwärmung mit Hilfe des um das Gefäß 4 herum angeordneten elektrischen Ofens 7. Der Glasstab 11 wird dabei einer Parallelbewegung gegenüber der Scilcnwandung des Siliziumglasgcfäßcs 4 aufgesetzt, während zusätzlich eine Drehbewegung durchgeführt wird. Durch die Düsen 33 und 34 wird eine Gasniischung von Sauerstoff und reinem Silizhimlclrachloriddampf und einem Aluminiumtrichloriddampf in Richtung des Glasstabes 11 injiziert. Die Gasmischling ist dabei dieselbe wie im Beispiel I.
Zuerst erfolgt die Beschichtung in einer Gaszusammensclzung von Siliziunioxyd und Aluminiumoyd, so wie dies bei der Herstellung des SiC).. ■ ΑΙ..Οι-Glassta bcs 11 der Fall ist. Anschließend daran wird jedoch die Zusammensetzung des SiO..- und AI.Oi-Gascs graduell verändert, indem der Dampfdruck des Siliziumtclra chlorids und des Aluniiniiimtrichlorids beeinflußt wird, wodurch der Aluminiumoxydgehall verringert wird. Schließlich wird die Beschichtung mit einem Gas durchgeführt, bei welchem der Siliziiimoxydgchall 100% beträgt. Demzufolge verändert sich die Zusammensetzung der Glasschicht 31 von dem Glasstab 11 in Richtung der Oberfläche der Beschichtung von SiO.. · AI..O| nach SiO... Anschließend daran wird der auf diese Weise beschichtete Stab versponnen.
Beispiel 3
Fig. 3 zeigt das Prinzip einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Glaskern und die Beschichtung kontinuierlich hergestellt werden. Die Einrichtung zur Erzeugung der Gasmischung aus Sauerstoff und reinem Siliziumtctrachloriddampf und Aluminiumtrichloriddampf ist dieselbe wie in Fig. 1 Diese Einrichtung ist demzufolge in F i g. 3 nicht gezeigt. Ein von einem Kohlendioxydlascr 41 abgegebener Laserstrahl 42 wird mit Hilfe einer konvexen Germaniumlinsc 43 gesammelt und der Stirnfläche eines Substrats 44 zugeführt, welches beispielsweise aus Siliziumoxyd besteht. Demzufolge wird diese Stirnfläche auf etwa 1600- I8OO"C erwärmt. In derselben Zeit wird eine Gasmischung 47 aus Sauerstoff und reinem Siliziumtctrachloriddampf und Aluminiumtrichloriddampf durch Düsen 45 und 46 dem Endhcrcich des Substrats 44 zugeführt. Demzufolge treten die folgenden Reaktionen im Bereich des Substrats 44 auf:
OH-SiCI4- SiC)H 2Cb
3 OH-4 AICIi- 2AbOn 6Cb
Das Silizitimtetrachlorid und das Aluminiuinlrichlorid reagieren mit dem Sauerstoffgas, wodurch Siliziunioxyd
und Aliiniiniumoxyd gebildet werden. Diese Bestandtei-Ie werden auf dem Substrat 44 niedergeschlagen, wodurch ein SiO. · AljOj-Glaskern 48 gebildet wird. Der Glaskern 48 wird in Richtung des Laserstrahls 42 bewegt, wobei die Bewegungsgesehwindigkeit der Wachstunisgeschwindigkeit des SiOj · AU)|-Glaskernes 48 entspricht. Der Glaskern 48 wird dabei durch eine Bohrung geschoben, welche innerhalb einer aus Refraktor-Material bestehenden Abschirmplatte 49 vorgesehen ist.
Parallel mit dem oben beschriebenen Verfahren wird ein von einem Kohlendioxydgaslaser 50 abgegebener Laserstrahl 51 über eine Konvexe Linse 52 der Oberfläche des SiO. · ALOi-Glaskemes 48 zugerührt, wodurch eine Erwärmung auf 1600 bis 1800"C erfolgt. Gleichzeitig wird eine Gasmischung 54 von Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachloriddampf durch eine weitere Düse 53 dem SiO2 · AI2Oj-Glaskern 48 zugeführt. Auf diese Weise wird um den SiO2 · AI2Oi-Glaskern 48 eine aus SiOi bestehende Glasschicht 55 aufgebracht. Bei dieser Ausführurigsform besitzt der Glaskern 48 ein Molverhältnis von SiO> · Al2Oi von 96% : 4%, während der Brechungsindex 1,466 beträgt.
Beispiel 4
F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines ummantelten stabförmigen Formkörpers. Der von einem Kohlendioxydlaser61 abgegebene Laserstrahl 62 wird mit Hilfe eines Spiegels 43 reflektiert und mit Hilfe einer rotierenden Linse 64 erweitert, wodurch eine gleichförmige Leistungsverteilung erreicht wird. Dieser Laserstrahl wird zur Bestrahlung des Endes eines aus Siliziumoxyd bestehenden Substrats 66 verwendet, das innerhalb eines Siliziumoxydglasgefäßes 65 angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Ende des Substrates 66 auf eine Temperatur zwischen 1600 und I8OOÜC erwärmt. Zur gleichen Zeit wird eine Gasmischung 68 von Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachloriddampf und Aluminiumtrichloriddampf durch eine Düse 67 auf das Substrat 66 geleitet. Dabei treten an dem Substrat 66 die folgenden Reaktionen auf:
O2-I-SiCI4- SiO2 + 2 Cl2
3O.+4 AICI1- 2A12O)
I );is Sili/iiimtelrachlorid und das Aluminiumtrichlorid reagieren mit dem Sauerstoff, so daß Siliziunioxyd und Alumiiiiiimoxyd gebildet werden, welche auf der Oberfläche des Substrats 66 niedergeschlagen werden. Dadurch wird ein SiO. · AljOi-Glaskern 69 gebildet. Dieser Kern 69 wird mit Hilfe des Substrats 661 iid eines Spannkopfes 70 in Drehung versetzt, währenu gleichzeitig in Richtung des Laserstrahles eine Bewegung vorgenommen wird, deren Geschwindigkeit der Wachstumsgeschwindigkeit des SiO.. ■ AljOi-Ciluscs entspricht. Zur gleichen Zeit wird ein von einem Kohlendioxydlaser 71 abgegebener Laserstrahl 72 mit ". Hilfe eines Strahlabtasters 73 reflektiert und über ein Germaniumfenster 74 dem SiO2 · AI2Oi-Glaskern 69 zugeführt. Der Diversionswinkel wird dabei so gewählt, daß die Oberfläche auf etwa I600-1800"C erwärmt wird. Zur selben Zeit wird eine Gasmischung von
ι» Sauerstoff und reinem Siliziumtetrachforiddampf und Aluminiumtrichloriddampf durch Düsen 75, 76, 77 und 78 der Oberfläche des Stabes zugeführt. Das Mischungsverhältnis des Mischgases wird von den Düsen 75 bis 78 graduell verändert, indem die Menge des Aluminium-
i"i trichloriddainpfes verringert wird. Beispielsweise werden von den Düsen die folgenden Gasmischungen abgegeben:
Düse 75 ... SiCl4 : AlCh = 95 Gew.-% : 5 Gew.-%
.mi Düse 76 ... SiCl4 : AICIj = 97 Gew.-% : 3 Gew.-%
Düse 77 ... SiCl4 : AICl, = 98 Gew.-% : 2 Gew.-%
Düse 78 ... SiCl4: AlCl3= 100 Gew.-% : 0 Gew.-%
Durch Steuerung des Mischgases wird das Mi-
r> schungsverhältnis von SiO. und AI2Oi verändert. Die äußerste Beschichtung erfolgt dann mit ganz reinem SiO2. Auf diese Weise wird dann eine äußere Schicht gebildet, bei welcher die Zusammensetzung zwischen SiO. und AI..O) in Richtung der Dicke der Beschichtung
in auf dem SiOi · AI_>O|-Glaskern graduell verändert wird.
Die durch die Düsen 67, 75, 76,77 und 78 abgegebene
Mischung von Sauerstoff und Siliziumtetrachloriddampf und Aluminiumtrichloriddampf kann mit Hilfe eines Ofens 80 auf eine Temperatur von etwa 1000"C
ii erwärmt werden, wodurch aufgrund einer Reaktion mit dem Sauerstoff Körnchen gebildet werden. Diese auf dem Substrat 66 niedergeschlagenen Körnchen werden mit Hilfe der Laserstrahlen 62 und 72 erwärmt, wodurch Glas gebildet wird.
in Um eine Verunreinigung des aus Germanium bestehenden Fensters 74 und der rotierenden Linse 64 zu vermeiden, kann ein Sauerstoffgas über Rohrleitungen 81 und 82 in das Gefäß 65 eingeleitet werden. Das Ableiten des Sauerstoffgases erfolgt dann über ein
ι, Ableitungsrohr 8.1. Der auf diese Weise erzeugte Glaskern 69 sowie die erzielte Glasbeschichtung 79 werden dann bis oberhalb der Erweichungstemperatur erhitzt, worauf dann ein Verspinnen zu einer optischen Faser vorgenommen werden kann. Die auf diese Weise
.ii erzeugte Glasfaser besitzt wesentlich weniger Verunreinigungen und Wassereinschlüsse, die zu Absorptionsverlusten und Zerstreuungsverlustcn führen. Fernerhin besitzt die Glasfaser einen sehr gleichmäßigen Durchmesser und eine sehr gleichmäßige Qualität was eine
r> erhebliche Verbesserung darstellt.
I Ik1I/u I IiI.ill /cichnuimeii

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines stabförmigen Formkörpers, der zu einer optischen Faser ausgezogen wird, bei dem durch Wärmezufuhr ein Gasgemisch aus Sauerstoff und einem zu SiOj oxidierbares Gas und gegebenenfalls ein den Brechungsindex änderndes Dopungsmittel bildendes Gas zersetzt wird und auf einem sich drehenden Substrat niedergeschlagen und aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr mit einem Kohlendioxidgaslascr erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des das Dopungsmittel bildenden Gases graduell verringert wird, bis am Schluß reines Siliciumdioxid niedergeschlagen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das sich drehende Substrat in ein mittels eines elektrischen Ofens auf eine Temperatur von ungefähr 100011C erwärmtes Siliciumdioxidglasgefäß anordnet.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Substrats durch Bestrahlen mit dem Kohlendioxidgaslaser auf eine Temperatur von 1600 bis I8OO°C erwärmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat einen Kern aus geschmolzenem Siliciumdioxid verwendet.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als oxidierbares Gas Siliciumtetrachlorid verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dopungsmittel bildendes Gas Aluminiumtrichlorid, Triisobutylaluminium, Germaniumtetrachlorid, Titanumtetrachlorid, Galliumchlorid, Oxyphosphat oder Trimethylgallium verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines stabförmigen Formkörpers aus Glas ein Gasgemisch aus SiCh und AI2O3 mit einem prozentualen Molverhältniis von 96 :4 eingeleitet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zweier Kohlendioxidgaslaser gleichzeitig die Herstellung eines Substrates aus SiOj-AbOj und einer darauf niedergeschlagenen und aufgeschmolzenen Siliciumdioxidglasschicht erfolgt.
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