DE3036915C2

DE3036915C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lichtleitfaserausgangsformen sowie deren Verwendung zum Ziehen von Lichtleitfasern

Info

Publication number: DE3036915C2
Application number: DE3036915A
Authority: DE
Inventors: Takao Edahiro; Fumiaki Hanawa; Masao Kawachi; Motohiro Nakahara; Shoichi Suto; Satoru Mito Ibaraki Tomaru
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1979-10-09
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1987-01-22
Also published as: GB2128982B; FR2467180B1; GB2128981B; DE3036915A1; GB2059944B; NL8005546A; GB2128982A; NL189814C; GB8301030D0; GB8301031D0; IT8025227A0; GB2059944A; GB2128981A; IT1133839B; FR2467180A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ausgangsformen oder von Rohlingen für optische Fasern durch sogenannte axiale Abscheidung aus der Dampfphase (VAD-Verfahren).
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 27 15 333 und der US-PS 40 62 665 bekannt. Bei diesem Verfahren werden feine Glaspartikel, die durch Hydrolyse oder durch thermische Oxidation von Rohglas mit einer Flamme hergestellt worden sind, am einen Ende eines Zuchtstabes zur Bildung einer zylindrischen, porösen Ausgangsform in axialer Richtung niedergeschlagen. Die poröse Ausgangsform wird auf eine hohe Temperatur erwärmt und zu einer durchsichtigen Ausgangsform verglast.
Bei dem bekannten VAD-Verfahren zur Herstellung von zylindrischen, porösen Glasrohlingen ist ein glasbildender Brenner auf oder parallel zu der Drehachse des porösen Glasrohlings angeordnet. Ferner ist eine Auslaßdüse zum Entfernen der restlichen Glaspartikel, die nicht an der anwachsenden Oberfläche des porösen Glasrohlings anhaften, auf der Seite eines Reaktionsbehälters angeordnet. In diesem Fall ist die Wachstumsgeschwindigkeit des porösen Rohlings in Axialrichtung häufig gering, und im Extremfall ist die Wachstumsgeschwindigkeit in Radialrichtung höher als in Axialrichtung. Die restlichen Glaspartikel werden zusätzlich am Umfang des oberen porösen Rohlings angelagert, so daß der Außendurchmesser des so erhaltenen Rohlings stark schwankt. Daher ist es bei dem bekannten VAD-Verfahren relativ schwierig, die Übertragungsbandbreite einer optischen Multimode-Faser zu verbessern, indem man die Gradienten-Brechungsindex-Verteilung dadurch steuert, daß man die Dotierungskonzentration in Radialrichtung des Glasrohlings einstellt; ferner ist es schwierig, durch gleichzeitige Ausbildung des Kerns und des Mantelglases die Transmissionsverluste zu verringern. Daher können mit dem bekannten VAD-Verfahren nicht alle Vorteile für die Masenproduktion von optischen Fasern (Lichtleitern) genutzt werden, die an sich das VAD-Verfahren hat.
In der Zeitschrift "Electronics Letters", vom 17. August 1978, Bd. 14 Nr. 17, Seiten 534 bis 535, beschreiben S. Sudo et al. eine andere Konstruktion mit einem Haupt- und einem Hilfsbrenner, wobei der Hauptbrenner auf der Rotationsachse des porösen Rohlings angeordnet und der Hilfsbrenner zur Rotationsachse geneigt ist. Mit dieser Anordnung der Brenner werden die Glaspartikel vom Hilfsbrenner auf dem Umfang des porösen Glasrohlings derart niedergeschlagen, daß die Brechungsindexverteilung in Radialrichtung des Rohlings einstellbar ist. Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß der Außendurchmesser des porösen Glasrohlings in unerwünschter Weise schwankt, und daher ist es schwierig, mit dem VAD-Verfahren lange Lichtleiter unter stabilen Bedingungen herzustellen.
Wenn ferner die Menge an restlichen Glaspartikeln relativ groß ist, so wird durch diese auf der Seitenwand des porösen Rohlings eine Glaspartikelschicht mit geringer optischer Dichte ausgebildet. Daher ist der Außendurchmesser des porösen Glasrohlings relativ groß, oder es können sich auf der Umfangswand des Rohlings "Risse" ausbilden. Daher ist es nach der Verglasung zu einem durchsichtigen Rohling schwierig, diesen verglasten Rohling als Rohling für optische Fasern zu verwenden.
Von den bekannten optischen Fasern weist die Monomode-Faser eine außerordentlich große Übertragungsbandbreite auf, und daher wird diese in Zukunft voraussichtlich für lange Übertragungsstrecken mit hoher Kapazität eingesetzt.
Ferner ist das sogenannte MCVD-Verfahren zur Herstellung von Rohlingen für Monomode-Fasern bekannt. Bei diesem Verfahren werden eine Mantelglasschicht und eine Kernglasschicht auf der Innenseite eines Stützrohrs aus Siliciumdioxid ausgebildet, und danach werden diese Schichten zusammengeführt, um einen Lichtleiter- Rohling zu bilden. Die erhaltene Monomode-Faser hat geringe Übertragungsverluste. Das MCVD-Verfahren ist zur Herstellung von beispielsweise Monomode-Fasern mit Transmissionsverlusten in der Größenordnung von 1 dB/km oder weniger im 1,55-µm-Band geeignet, das zunehmend attraktiv wird. Bei dem MCVD-Verfahren beträgt jedoch die Länge einer Monomode- Faser von einem einzigen Faserrohling im allgemeinen 2 bis 5 km und höchstens 10 km. Daher geben sich bei dem MCVD-Verfahren Schwierigkeiten bei der Massenproduktion von Monomode-Fasern.
Bei einem anderen bekannten Herstellungsverfahren für Monomode-Fasern wird ein Rohling für Monomode-Fasern in der Weise hergestellt, daß zunächst ein Glasstab für einen Kern durch ein sogenanntes Plasmaverfahren synthetisiert und dieser dann in einem Siliciumdioxid-Rohr mit geeigneten Abmessungen abgedichtet oder beschichtet wird. Während dieses Verfahren im Vergleich zum MCVD-Verfahren zur Masenproduktion von Lichtleitern geeignet ist, haben jedoch die so hergestellten Lichtleiter relativ große Übertragungsverluste. Diese großen Übertragungsverluste werden hauptsächlich durch die Wellenleitereigenschaften der Monomode-Faser verursacht. Bei der Monomode-Faser breitet sich ein relativ großer Teil der optischen Leistung nicht nur im Kernbereich, sondern auch im Mantelglas aus. Daher wird die optische Leistung bei der Ausbreitung durch Fehler und Verunreinigungen an den Grenzflächen zwischen dem Glasstab als Kernbereich und dem Siliciumdioxidrohr als Mantelglas und durch Verunreinigungen in dem Siliciumdioxid-Rohr, z. B. OH-Ionen und kleine Blasen, beeinflußt. Dadurch ist es schwierig, die optischen Übertragungsverluste auf unter 5 dB/km zu verringern.
Beim VAD-Verfahren wird gasförmiges Glasrohmaterial, wie SiCl&sub4;, GeCl&sub4;, POCl&sub3; oder BBr&sub3;, und Heizgas, wie O&sub2;, H&sub2;, Ar, oder He, einem Glassynthesebrenner zugeführt. Feine Glaspartikel, wie SiO&sub2;, GeO&sub2;, P&sub2;O&sub5; oder B&sub2;O&sub3;, die durch Flammenhydrolyse oder durch Oxidation dieser Materialien mit dem Glassynthesebrenner hergestellt wurden, scheiden sich auf dem Zuchtstab ab und bilden einen zylindrischen, porösen Rohling. Der so gebildete Rohling wird durch eine Hochtemperatur- Heizvorrichtung auf 1500 bis 1700°C erhitzt und zu einem durchsichtigen Glasfaser-Rohling verglast.
Der Synthesebrenner besteht häufig aus einem mehrschichtigen Rohr, wobei eine Blasdüse mit kreisförmigem Querschnitt für das den Glaskörper bildende Rohgas von einer Blasdüse für Schutzgas, wie Ar oder He, einer Blasdüse für brennbares Gas, wie H&sub2;, und von einer Blasdüse für ein Hilfsgas, wie O&sub2;, in dieser Reihenfolge koaxial umgeben ist. Ein Brenner mit koaxialen Düsen ist beispielsweise aus der DE-OS 28 35 326 bekannt. Die Glaspartikel, die durch die Flammen erzeugt werden, die mit dem Rohgas zusammengeblasen werden, werden auf dem Zuchtstab gesintert und niedergeschlagen, so daß das stabförmige gläserne Sinterteil in Axialrichtung wächst. Häufig sind der Synthesebrenner und ein Flammenstrahl, der aus dem Brenner herausgeblasen wird, koaxial oder parallel zur Rotationsachse des Zuchtstabes und des porösen Rohlings. Beim Herstellen des porösen Rohlings für die optische Faser mit Hilfe des Synthesebrenners werden die hergestellten Glaspartikel in einer Richtung orthogonal zur Rotationsachse oder in Horizontalrichtung diffundiert. Daher ist es schwierig, den Durchmesser des so gebildeten, porösen Glaskörpers auf weniger als etwa 40 mm zu reduzieren. Eine Verringerung des Durchmessers des porösen Glaskörpers auf weniger als etwa 40 mm ist selbst dann schwierig, wenn der Bereich der Blasdüse für das Rohgas in der Mitte des Brenners möglichst klein gewählt, oder der Flammenstrahl so stark wie möglich konvergierend ausgebildet wird.
Zur Verbesserung des VAD-Verfahrens können der Synthesebrenner und der Flammenstrahl um einen bestimmten Winkel gegenüber dem Zuchtstab und der Rotationsachse des porösen Rohlings geneigt werden. Mit diesem verbesserten VAD- Verfahren können poröse Rohlinge mit einem Durchmesser von bis zu etwa 30 mm herunter unter stabilen Bedingungen hergestellt werden. Es ist jedoch schwierig, den Durchmesser des porösen Rohlings auf weniger als 30 mm zu verringern. Wenn ein poröser Rohling mit einem Durchmesser von 30 mm als poröser Glaskörper für den Kern verwendet und eine Mantelschicht auf dem stabförmigen, porösen Glaskörper unter Verwendung des Hilfsbrenners niedergeschlagen wird, so erhält man für das Durchmesserverhältnis Mantel/Kern maximal etwa 2.
Wie nachstehend näher erläutert wird, sollte das Durchmesserverhältnis Mantel/Kern bei der Herstellung von Monomode-Lichtleitern mindestens etwa 3 betragen.
Bei dem vorstehend erwähnten Beispiel ist die Dicke der Mantelschicht für ein Verhältnis von 3 oder mehr unzureichend. Das Verhältnis kann durch Erhöhen der Dicke der Mantelschicht vergrößert werden. Wenn die Dicke in der Weise erhöht wird, daß man ein Verhältnis von 3 oder mehr erhält, so übersteigt der Durchmesser des porösen Rohlings für den Mantel 100 mm. Dadurch ergeben sich innere Spannungen, die zum Reißen oder Brechen des porösen Rohlings führen können, oder der übermäßige Durchmesser erschwert die Handhabung des porösen Rohlings, wenn dieser verdichtet oder verglast wird. Wegen dieser Nachteile ist es bisher nicht möglich, unter Ausnutzung der vorteilhaften Massenproduktionseigenschaften des VAD-Verfahrens für Lichtleiter Monomode-Fasern herzustellen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes VAD-Verfahren zur Herstellung von Ausgangsformen für Lichtleiterfasern anzugeben, das die vorstehenden Nachteile vermeidet und mit dem Ausgangsformen hoher Qualität mit gleichförmigen Abmessungen, niedrigen Übertragungsverlusten und großer Übertragungsbandbreite hergestellt werden können. Ferner soll ein für ein derartiges Verfahren geeigneter Brenner bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 10 gelöst.
Ein sich drehender Zuchtstab wird in Axialrichtung bewegt, und ein Synthesebrenner, der um 10 bis 60° gegenüber der Drehachse des Zuchtstabes geneigt ist, bläst getrennt Glasrohmaterial und ein Heizgas heraus. Die Glasrohmaterialien werden durch Flammenhydrolyse oder durch thermische Oxidation mittels einer Hochtemperatur-Wärmequelle zu Glaspartikeln synthetisiert, die auf das eine Ende des Zuchtstabes, der sich unter Drehung kontinuierlich vorwärts bewegt, geblasen und dort abgeschieden werden, so daß auf der Rotationsachse des Zuchtstabes eine zylindrische, poröse Ausgangsform wächst, die zur Verglasung zu einer durchsichtigen Ausgangsform für die Lichtleitfasern auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Die nicht abgeschiedenen Glaspartikel werden zwangsweise durch einen Auslaß abgeführt.
Mit diesem Verfahren kann eine zylindrische, poröse Ausgangsform unter stabilen Bedingungen in Axialrichtung wachsen, wobei sich allenfalls geringe Schwankungen des Außendurchmessers der porösen Ausgangsform ergeben. Ferner wird die vorstehend erwähnte Glasteilchenschicht mit geringer Rohdichte nicht auf dem Umfang der porösen Ausgangsform ausgebildet, so daß man eine poröse Ausgangsform mit gleichförmigem Außendurchmesser unter stabilen Bedingungen erhalten kann, und zwar ohne Bildung von Rissen auf deren Umfang. Ferner wächst die poröse Ausgangsform für den Kern der Lichtleitfaser unter stabilen Bedingungen in Axialrichtung mit geringen Schwankungen des Außendurchmessers, und ein poröser Glasmantel wird auf dem Umfang des porösen Kerns niedergeschlagen, so daß eine Ausgangsform für Lichtleitfasern mit geringen Leitungsverlusten hergestellt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Multimode-Lichtleitfasern großer Länge und mit geringen Verlusten herstellen, wobei ein poröser Kern mit großem Durchmesser in Axialrichtung unter stabilen Bedingungen und mit geringen Schwankungen des Außendurchmessers wächst, und wobei keine Glasteilchenschicht mit geringer Rohdichte auf dem Umfang der porösen Ausgangsform ausgebildet wird. Ferner lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Gradientenindex- Lichtleitfasern mit großer Bandbreite und geringen Übertragungsverlusten herstellen, indem man das Brechungsindexprofil der porösen Ausgangsform steuert.
Ferner kann eine Ausgangsform für Monomode-Lichtleitfasern großer Länge und mit geringen Übertragungsverlusten hergestellt werden, bei der der poröse Kern mit geringem Durchmesser und mit geringen Schwankungen des Außendurchmessers stabil wächst und ohne daß auf dem Umfang der Ausgangsform eine Glaspartikelschicht mit geringer Rohdichte ausgebildet wird.
Mit dem erfindungsgemäß modifizierten VAD-Verfahren können Monomode-Lichtleitfaser-Rohlinge großer Länge und mit geringen Verlusten in der Massenproduktion hergestellt werden.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Kernbrenner vorgesehen, der zur Herstellung des porösen Glaskernkörpers für Monomode- Lichtleitfasern mit geringem Durchmesser geeignet ist.
Vorzugsweise ist mindestens ein Auslaß im Abstand von 1 bis 50 mm vom Umfang der porösen Ausgangsform und in der Nähe deren Wachstumsfläche angeordnet. Bei der Herstellung der porösen Ausgangsform werden aus dem Auslaß die nicht an der Wachstumsfläche anhaftenden Glaspartikel, bei der Hydrolyse oder der thermischen Oxidation erzeugte Gase und nicht umgesetzte Glasrohmaterialien für die Umgebungsgase ausgestoßen.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, daß der Synthesebrenner um 30 bis 40° gegenüber der Rotationsachse des Zuchtstabes geneigt ist, so daß die Glaspartikel auf das eine Ende des Zuchtstabes schräg aufgeblasen und dort abgeschieden werden; ferner beträgt erfindungsgemäß der Abstand des Auslasses vom Umfang des porösen Rohlings 5 bis 10 mm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Synthesebrenner als Kernbrenner verwendet werden, und die durchsichtige Ausgangsform kann zur Herstellung von Multimode-Lichtleitfasern verwendet werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform können der Synthesebrenner als Kernbrenner und die zylindrische, poröse Ausgangsform als Ausgangsform für den Kern verwendet werden; dabei wird ein poröser Mantel auf dem Umfang des porösen Kerns mit Hilfe eines Mantelbrenners abgeschieden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform kann der Kernbrenner um 30 bis 50° gegenüber der Drehachse geneigt sein, und die durchsichtige Ausgangsform kann zur Herstellung von Monomode- Lichtleitfasern verwendet werden.
Zur Herstellung von Monomode-Lichtleitfaser-Rohlingen wird daher erfindungsgemäß ein poröser Glaskörper am einen Ende eines Zuchtstabes gehaltert und wächst axial mit Hilfe des Kernbrenners, der feine Glaspartikel für den Kern exzentrisch gegenüber der Mitte des Heizgasstrahls erzeugt. Auf dem Umfang des porösen Glaskernkörpers werden mit Hilfe mindestens eines Mantelbrenners feine Glaspartikel für den Mantel abgeschieden, die den Mantel bilden. Der erhaltene, poröse Glaskörper wird erwärmt und zu einem durchsichtigen Glaskörper verglast. Der durchsichtige Glaskörper wird in ein Rohr aus Siliciumdioxid (Kieselglasrohr) eingekapselt, und man erhält eine Ausgangsform für Monomode- Lichtleitfasern.
Bei einer anderen Ausführungsform zur Herstellung von Ausgangsformen für Monomode-Lichtleitfasern wird ein Kernbrenner, der feine Glaspartikel exzentrisch gegenüber der Mitte des Heizgasstrahls erzeugt, so angeordnet, daß der Heizgasstrahl zum Zuchtstab geneigt ist. Der poröse Glaskernkörper wächst auf dem einen Ende des Zuchtstabes in dessen Axialrichtung an. Mit Hilfe mindestens eines Mantelbrenners wird auf dem Umfang des porösen Glaskernkörpers eine Mantelschicht ausgebildet. Der erhaltene poröse Glaskörper wird erwärmt und zu einem durchsichtigen Glaskörper verglast. Der durchsichtige Glaskörper wird in ein Kieselglasrohr eingekapselt und bildet so eine Ausgangsform für Monomode-Lichtleitfasern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kernbrenner um 30 bis 50° gegenüber der Achse des Zuchtstabes geneigt.
Vorzugsweise weist der Kernbrenner eine erste Blasdüse für Glasrohgas und eine zweie Blasdüse für brennbares Gas auf, wobei die letztere die erstere derart umgibt, daß das aus der ersten Blasdüse herausgeblasene Glasrohmaterial gegenüber dem aus der zweiten Blasdüse herausgeblasenen Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenstrahl aus der Mitte einer durch die zweite Blasdüse definierten Innenfläche abgelenkt wird.
Ferner wird vorzugsweise mindestens ein Auslaß im Abstand von 1 bis 50 mm vom Umfang der porösen Ausgangsformen für den Kern und den Mantel und in der Nähe von deren Wachstumsfläche angeordnet; die Glaspartikel, die nicht an der Wachstumsfläche der porösen Ausgangsformen für den Kern und den Mantel anhaften und dort niedergeschlagen sind, die durch Flammenhydrolyse oder durch thermische Oxidation in dem Kern- und Mantelbrenner erzeugten Gase sowie die restlichen, nicht umgesetzten Glasroh- und flammenbildenden Gase werden durch den Auslaß ausgestoßen. Besonders bevorzugt sind ein Neigungswinkel von 30 bis 40° und ein Abstand von 5 bis 10 mm.
Der erfindungsgemäße Kernbrenner weist eine erste Blasdüse für Glasrohgas und eine zweite Blasdüse für brennbares Gas auf, wobei letztere die erste Blasdüse derart umgibt, daß das aus der ersten Blasdüse herausgeblasene Glasrohgas gegenüber dem Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenstrahl, der aus der zweiten Blasdüse herausgeblasen wird, relativ zur Mitte einer durch die zweite Blasdüse definierten Innenfläche versetzt ist.
Vorzugsweise werden ferner eine Schutzgas-Blasdüse, die Blasdüse für das brennbare Gas und eine Hilfsgas-Blasdüse in dieser Reihenfolge angeordnet und umgeben die Blasdüse für das Glasrohgas, die exzentrisch zu der Innenfläche ist, die durch die Schutzgas-Blasdüse definiert wird.
Alternativ kann neben der Düse zum Herausblasen von Glasrohgas in der Innenfläche, die durch die Schutzgas-Blasdüse definiert wird, eine Blasdüse vorgesehen werden, die ein den Durchmesser steuerndes Gas herausbläst, um so den Durchmesser des porösen Kerns zu steuern. Ferner kann eine Hilfsblasdüse für brennbares Gas neben der Blasdüse für das den Durchmesser steuernde Gas vorgesehen sein.
Ferner können die Schutzgas-Blasdüse, die Blasdüse für das brennbare Gas sowie die Hilfsgas-Blasdüse, die die Blasdüse für das Glasrohgas umgeben, in dieser Reihenfolge angeordnet werden, und in dem Innenbereich, der durch die Schutzgas- Blasdüse definiert ist, und neben den beiden Seiten der Düse für das Glasrohgas kann eine Blasdüse für ein Steuergas angeordnet werden, so daß das aus der Blasdüse für das Glasrohgas herausgeblasene Gas gegenüber dem Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenstrahl durch das Steuergas aus der zugehörigen Düse abgelenkt wird.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer nach dem bekannten VAD-Verfahren arbeitenden Vorrichtung,
Fig. 2-5 schematische Dastellungen zur Erläuterung der Nachteile des bekannten VAD-Verfahrens,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Lichtleiterfaser-Ausgangsformen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 7A-D schematische Darstellungen zur Erläuterung verschiedener Glaspartikelstrahlen,
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Oberflächentemperatur vom GeO&sub2;-Gehalt,
Fig. 9 und 10 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Betriebsweise zweier Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Gasblasdüse,
Fig. 11 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der theoretischen Beziehung zwischen dem Einfluß der in einem Kieselglasrohr enthaltenen OH-Ionen und dem Mantel/Kern-Durchmesserverhältnis auf die Absorptionsverluste,
Fig. 12 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Glasausgangsformen nach dem erfindungsgemäß abgewandelten VAD-Verfahren,
Fig. 13 eine schematische Darstellung der verschiedenen Stufen zum Einkapseln einer Glasausgangsform in einem Glasrohr gemäß der Erfindung,
Fig. 14 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Herstellen von Glasausgangsformen gemäß Fig. 12,
Fig. 15A und 15B einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß einsetzbaren Kernbrenners,
Fig. 16 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bildung eines porösen Glaskernkörpers mit dem erfindungsgemäßen Kernbrenner,
Fig. 17A und 17B einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Mantelbrenners,
Fig. 18 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Durchmesser des porösen Glaskernkörpers und einem Versatz l der Blasdüse für das Rohgas,
Fig. 19 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Durchmesser des porösen Glaskernkörpers und dem Neigungswinkel des Kernbrenners,
Fig. 20A und 20B Querschnitte zweier anderer Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kernbrenners,
Fig. 21A und 21B einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Kernbrenners,
Fig. 22 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Durchmesser des porösen Glaskernkörpers und der Strömungsgeschwindigkeit des den Durchmesser steuernden Gases,
Fig. 23 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Herstellung des porösen Rohlings und
Fig. 24 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kernbrenners.
Zunächst wird das bekannte VAD-Verfahren mit Bezug auf Fig. 1 näher erläutert. Dort ist eine Zufuhr 201 für eine den Glaskörper bildende Gasmischung (Glasrohgas) sowie flammenbildendes Gas (Heizgas) vorgesehen. Als Glasrohgas kann beispielsweise Siliciumtetrachlorid SiCl&sub4;, Germaniumtetrachlorid GeCl&sub4;, Bortrichlorid BCl&sub3;, Phosphoroxidtrichlorid POCl&sub3;, Phosphortrichlorid PCl&sub3; oder Bortribromid BBr&sub3; verwendet werden. Als flammenbildendes Gas kann beispielsweise ein in der Atmosphäre vorhandenes Gas enthaltend ein brennbares Gas, wie H&sub2;, ein Hilfsgas, wie O&sub2; sowie ein Schutzgas, wie Ar, He oder N&sub2;, verwendet werden. Diese Gase werden einzeln dem Synthesebrenner 202 zugeführt. Durch getrenntes Herausblasen dieser Gase aus dem Brenner 202 werden feine Glaspartikel, wie Siliciumdioxid SiO&sub2;, Germaniumdioxid GeO&sub2;, Boroxid B&sub2;O&sub3; oder Phosphoroxid P&sub2;O&sub5; durch Hydrolyse oder durch thermische Oxidation synthetisiert. Durch Blasen der so synthetisierten feinen Glaspartikel und eines Flammenstrahls 203 auf einen Zuchtstab 204, werden die feinen Glaspartikel auf dem Zuchtstab 204 niedergeschlagen und haften dort an, um auf dem Umfang des Zuchtstabes 204 eine poröse Ausgangsform (Rohling) 205 zu bilden. Um das Glasrohgas und das flammenbildende Gas, die sich in einem Reaktionsgefäß 206 befinden, die nicht an dem porösen Rohling 205 anhaftenden feinen Glaspartikel sowie das von der Hydrolyse oder der Oxidation herrührende Gas, wie H&sub2;O, HCl oder Cl&sub2;, weiter zu behandeln und zu bearbeiten, ist eine Steuereinrichtung 207 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 207 setzt das Cl&sub2;-Gas durch eine Wasserbrause in HCl um und neutralisiert dieses mit NaOH. Die feinen Glaspartikel werden durch die Wasserbrause mitgewaschen. Der poröse Rohling 205 wird durch eine Ringheizvorrichtung 208 eines elektrischen Ofens auf 1500 bis 1700°C erhitzt, der am unteren Teil der Vorrichtung angeordnet ist; schließlich wird der poröse Rohling 205 zu einer durchsichtigen Ausgangsform (Rohling) 209 verglast. Ferner ist ein Schutzgefäß 210 für den elektrischen Ofen vorgesehen. Eine Ziehvorrichtung 211 zieht den Zuchtstab 204 nach oben und damit den porösen Rohling 205, der auf dem Zuchtstab 204 wächst, und den durchsichtigen Rohling 209; gleichzeitig wird der Zuchtstab 204 gedreht.
Beim Herstellen des porösen Rohlings 205 mit dem bekannten VAD-Verfahren gemäß Fig. 2A ist die Mittelachse 220 des Synthesebrenners 202, des Strahls der feinen Glaspartikel sowie der Flamme mit der Rotationsachse 221 des porösen Glasrohlings 205 koinzident. Alternativ kann die Mittelachse 220 gemäß Fig. 2B gegenüber der Rotationsachse 221 parallel verschoben sein.
Beim Herstellen des porösen Rohlings 205 mit dem gemäß den Fig. 2A oder 2B angeordneten Synthesebrenner 202 ist es schwierig, die Form einer anwachsenden Fläche des porösen Rohlings gleichförmig zu halten. Aus diesem Grund schwankt der Außendurchmesser der porösen Ausgangsform (Rohling) 230 in Längsrichtung gesehen sehr stark (vgl. Fig. 3A). Ferner ist die Wachstumsgeschwindigkeit des porösen Rohlings in Axialrichtung meist sehr gering. Im Extremfall wächst der poröse Rohling 231 stärker in Radialrichtung als in Richtung der Rotationsachse 221 (vgl. Fig. 3B). Dies erschwert die Herstellung eines zylindrischen, porösen Rohlings.
Um unerwünschte Glaspartikel oder verschiedene unerwünschte Gase, die im Reaktionsgefäß 206 bei fehlender Umsetzung oder auch bei einer Reaktion erzeugt werden, der Steuereinrichtung 207 zuzuführen, wird ein Auslaß 212 in der Kugelwandung des kugelförmigen Behälters 206 gemäß Fig. 4A ausgebildet; gemäß Fig. 4B kann alternativ in der oberen zylindrischen Wandung eines zylindrischen Behälters 216 ein Auslaß 213 vorgesehen werden.
Bei diesem bekannten Verfahren werden von den feinen Glaspartikeln 203, die von dem Synthesebrenner 202 synthetisiert und herausgeblasen worden sind, die restlichen feinen Glaspartikel 234, die nicht an der Wachstumsfläche 233 einer porösen Ausgangsform (Rohling) 232 anhaften, erneut an die Umfangsfläche des porösen Rohlings 232 angelagert. Dadurch schwankt der Außendurchmesser des Rohlings 232 in der Größenordnung von ±2 bis ±10 mm. Wenn die Menge an restlichen feinen Glaspartikeln groß ist, wird durch die restlichen feinen Glaspartikel eine Glaspartikelschicht 236 mit geringerer Rohdichte von 0,05 bis 0,1 g/cm³ auf der Umfangsfläche einer normal gebildeten, porösen Ausgangsform (Rohling) 235 erzeugt, die eine Rohdichte von 0,2 bis 0,5 g/cm³ aufweist (vgl. Fig. 5B). Mit der zusätzlichen Ausbildung der Schicht 236 wird der Außendurchmesser des Rohlings 235 außerordentlich groß, auf dessen Umfang sich größere Risse ausbilden. Dies erschwert die Verwendung des durchsichtigen verglasten Rohlings zur Herstellung von Lichtleitfasern.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Experimente zur Herstellung von langen Lichtleitfasern mit dem VAD-Verfahren durchgeführt worden. Dabei hat sich erfindungsgemäß ergeben, daß die vorstehenden Nachteile vermieden werden können, wenn der Synthesebrenner gegenüber der Drehachse der porösen Ausgangsform geneigt und der Auslaß in der Nähe der Wachstumsfläche der Ausgangsform angeordnet wird. Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend im Bezug auf die Fig. 6 erläutert. Die dort dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von durchsichtigen Glasrohlingen weist ein Reaktionsgefäß, einen Stützstab 2 als Zuchtstab, auf dem ein poröser Glaskörper abgeschieden und angelagert wird, eine Ziehvorrichtung 3 zum Anheben des sich drehenden Stützstabes 2 sowie einen Synthesebrenner 4 auf. Der Synthesebrenner ist am Reaktionsgefäß 1 derart befestigt, daß seine Mittelachse 4 A gegenüber der Axialrichtung 2 A des Stützstabes 2 um einen Winkel R≈10 bis 60° geneigt ist. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel R einstellbar. Dem Synthesebrenner 4 wird von einer Zuführeinrichtung 6 Glasrohgas, wie SiCl&sub4;, GeCl&sub4;, POCl&sub3; oder BBr&sub3;, Inertgas, wie Ar, He oder N&sub2;, ein brennbares Gas, wie H&sub2; sowie ein Hilfsgas, wie O&sub2; zugeführt (die zuletzt genannten drei Gase werden nachstehend als flammenbildende Gase oder Heizgas bezeichnet). Von der Zuführvorrichtung 6 wird das Glasrohgas über ein Rohr 7 dem Brenner 4 zugeführt, während gleichzeitig die verschiedenen flammenbildenden Gase dem Brenner 4 über Rohre 8 zugeführt werden. Über einen am Reaktionsgefäß 1 vorgesehenen Auslaß 9 werden Gase, wie H&sub2;O, HCl und Cl&sub2;, die durch die Hydrolyse oder durch die thermische Oxidation der vom Brenner 4 in das Reaktionsgefäß 1 blasenden Flamme erzeugt werden, nicht umgesetzten Glasrohgas, wie SiCl&sub4;, GeCl&sub4;, POCl&sub3; oder BBr&sub3;, sowie die inerten Gase, wie Ar, He oder N&sub2;, zu einem Abgasreiniger 10 zum Weiterverarbeiten dieser Gase abgeführt.
Auf dem Stützstab 2 wächst als Niederschlag eine poröse Ausgangsform (Rohling) 11, die durch eine Ringheizvorrichtung 13 geführt und auf 1500 bis 1700°C erwärmt wird, damit sie zu einer durchsichtigen Ausgangsform 14 verglast und verdichtet wird; ferner ist eine Zuführeinrichtung 15 zum Einleiten von Halogengas, beispielsweise ein Gemisch von He und Cl&sub2;, zur Dehydratisierung der Gase sowie eine Einlaßöffnung 16 zum Einleiten des Dehydratisierungsgases in das Reaktionsgefäß 1 vorgesehen.
Im Betrieb werden das Glasrohgas, das beispielsweise SiCl&sub4; als Hauptkomponente enthält, sowie die flammenbildenden Gase von der Zuführvorrichtung 6 durch das Rohr 7 dem Synthesebrenner 4 zugeführt. Dadurch werden feine Glaspartikel, die Siliciumdioxid SiO&sub2; als Hauptkomponente sowie GeO&sub2; oder P&sub2;O&sub5; als Dotierung enthalten, auf der Endfläche des Stützstabes 2 niedergeschlagen. Dieser Stützstab 2 wird unter Drehung mit Hilfe der Ziehvorrichtung 3 nach oben bewegt, und damit wächst die poröse Ausgangsform 11. Diese Ausgangsform 11 wird danach erwärmt, beispielsweise mit Hilfe einer Verdichtungsheizung 8 auf 1500°C, so daß die durchsichtige Ausgangsform 14 gebildet wird. Bei der Verdichtung wird das Dehydratationsgas, beispielsweise ein Gemisch aus He und Cl&sub2; von der Zuführöffnung 16 in das Reaktionsgefäß 1 eingeleitet, wo der OH-Anteil von der durchsichtigen Ausgangsform 14 entfernt wird.
Zur Verringerung der Schwankungen des Außendurchmessers der wachsenden, porösen Ausgangsform 11 wird erfindungsgemäß deren Wachstum in Axialrichtung in der Weise stabilisiert, daß die Mittelachse 4 A des Synthesebrenners 4 und des Flammenstrahls 20 um einen Winkel R gegenüber der Drehachse der porösen Ausgangsform 11 gemäß Fig. 6 geneigt ist.
Mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 wird dem Synthesebrenner 4 Sauerstoffgas mit 10 l/min, Wasserstoffgas mit 5 l/min und Glasrohgas (enthaltend 90 Molprozent SiCl&sub4; und 10 Molprozent GeCl&sub4;) mit 0,3 l/min zugeführt. Hierbei erhält man die in Tabelle I aufgeführte Beziehung zwischen dem Winkel R und der Schwankung des Außendurchmessers. °=c:170&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz16&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Mit der gleichen Zufuhr an Glasrohgas und brennbarem Gas zum Brenner wie im obigen Fall erhält man gemäß Tabelle II eine Beziehung zwischen dem Winkel R und der Wachstumsgeschwindigkeit des porösen Rohlings in Axialrichtung. °=c:180&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz17&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Diese Ergebnisse zeigen, daß bei Änderung des Winkels R von 0° bis 60° die Schwankung des Außendurchmessers bei R=40° minimal ist. Gleichzeitig wird die Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung erhöht. Wenn ferner der Winkel R auf 10 bis 60° festgelegt wird, zeigen sich gute Ergebnisse hinsichtlich der Schwankung des Außendurchmessers und der Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung. So erhöht sich beispielsweise bei einem bevorzugten Winkel von 30 bis 40° die Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung auf 70 bis 100 mm/h. Unter dieser bevorzugten Bedingung wurde eine große, poröse Ausgangsform gefertigt, die zur Herstellung einer sehr langen (50 bis 100 km Länge) Lichtleitfaser ausreichend war.
Nachstehend wird die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel R und dem Wachstum der porösen Ausgangsform näher untersucht. Die poröse Ausgangsform wächst in dem Strahl von Glaspartikeln, die an der porösen Ausgangsform angelagert und abgeschieden werden. Experimentelle Ergebnisse verschiedener Zustände des Glaspartikelstroms bei Änderung des Neigungswinkels R sind in den Fig. 7A bis D dargestellt. Wenn gemäß Fig. 7A der Winkel R=0° ist, so wird der von dem Synthesebrenner 4 abgegebene, feine Glaspartikelstrom 21 in der Nähe der Wachstumsfläche der porösen Ausgangsform 11 in Radialrichtung divergent, so daß in der Mitte einer Ebene, wo der Strahl divergiert, sich ein Staupunkt 22 ausbildet. Daher werden die feinen Glaspartikel in der Mitte der Wachstumsoberfläche instabil niedergeschlagen, so daß sich die Menge an niedergeschlagenen Glaspartikeln verringert, das Wachstum der Ausgangsform 11 in Axialrichtung 2 A instabil ist und die Wachstumsgeschwindigkeit ebenfalls vermindert wird. Wenn der Synthesebrenner 4 zur Vergrößerung des Winkels R weiter geneigt wird, so wird der Zustand des Strahls aus feinen Glaspartikeln gemäß den Fig. 7B bis 7D geändert. Wenn gemäß den Fig. 7B bis 7D der Neigungswinkel 30° übersteigt, verschwindet der Staupunkt, so daß die Ausgangsform 11 stabil wächst, sich die Wachstumsgeschwindigkeit erhöht und die Gleichförmigkeit des Außendurchmessers verbessert. Wenn der Neigungswinkel R 60° übersteigt, so vermindern sich die Menge an niedergeschlagenen Glaspartikeln sowie die Wachstumsgeschwindigkeit.
Nachstehend wird die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel R und den Transmissionseigenschaften einer Lichtleitfaser erörtert. Bekanntlich spielt bei dem VAD-Verfahren die Oberflächentemperaturverteilung der porösen Ausgangsform bei der Ausbildung des Brechungsindexprofils eine wesentliche Rolle. Der GeO&sub2;-Gehalt erhöht sich in den synthetisierten, feinen Glaspartikeln, wenn die Oberflächentemperatur der Wachstumsfläche ansteigt und zeigt eine Temperaturabhängigkeit gemäß Fig. 8. Hieraus wird geschlossen, daß die Konzentrationsverteilung von GeO&sub2; und damit das schließliche Brechungsindexprofil der porösen Ausgangsform durch Einstellen der Oberflächentemperaturverteilung auf der Wachstumsoberfläche gesteuert werden kann. Um Gradientenfasern mit großer Bandbreite und niedrigen Transmissionsverlusten mit Hilfe eines derartigen Steuerverfahrens herzustellen, müssen die nachstehenden drei Bedingungen erfüllt werden:

1. Die Oberflächentemperatur ist innerhalb des Bereichs von 300 bis 800°C (vgl. Fig. 8);
2. Um eine parabolische Brechungsindexverteilung in der Gradientenfaser zu erzielen, muß die Oberflächentemperaturverteilung in Radialrichtung parabolisch sein;
3. Um die Schwankungen des Brechungsindex zu vermindern, muß eine Isotherme der Oberflächentemperaturverteilung orthogonal zur Rotationsachse sein.

Die vorstehenden Beziehungen zwischen dem Neigungswinkel R, der Oberflächentemperaturverteilung und der Transmissionseigenschaften wird im folgenden erläutert. Wenn R<10°, so ist die Wachstumsoberfläche der Ausgangsform flach (vgl. Fig. 7A), und der Verteilungsparameter der Oberflächentemperatur nimmt zweckmäßigerweise zu. Das erzielte Brechungsindexprofil nimmt leicht die Form einer Kurve vierter Ordnung an. Ferner ist die Transmissionsbandbreite der Faser, die man durch Ziehen der durchsichtigen Ausgangsform erhält, höchstens 100 MHz×km. Ferner ändert sich wegen des Staupunkts die Oberflächentemperaturverteilung praktisch zu jedem Zeitpunkt, und die Schwankung des Brechungsindex nimmt zu.
Wenn umgekehrt R>60°, neigt sich die Isotherme relativ stark gegenüber der Rotationsachse der porösen Ausgangsform und erfüllt nicht mehr die vorstehende Bedingung 3. Daher nehmen die Schwankung des Brechungsindex und die Transmissionsverluste der Lichtleitfaser zu. Meßergebnisse der Brechungsindexverteilung (Verteilungsparameter α) der Ausgangsform, Schwankungen des Brechungsindex in der Ausgangsform (spezifische Brechungsindexdifferenz: %), der Transmissionsverlust (dB/km) bei 0,85 µm Wellenlänge sowie die Transmissionsbandbreite (MHz×km) in Abhängigkeit vom Neigungswinkel R des Synthesebrenners 4 sind in Tabelle III aufgeführt. °=c:160&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz15&udf54; &udf53;vu15&udf54;
Gemäß Tabelle III können bei einem Winkel R=10° bis 60° Lichtleitfasern mit gutem Brechungsindex und Transmissionseigenschaften hergestellt werden.
Wenn der Winkel R bei festen Strömungsgeschwindigkeiten des Glasrohmaterials und des Verbrennungsgases geändert wird, ist der Außendurchmesser d (Fig. 6) der porösen Ausgangsform ebenfalls einstellbar. So ist beispielsweise bei R=10°: d= 70 mm ∅; bei R=20°: d=50 mm ∅ und bei R=60°: d=60 mm ∅. Wie vorstehend ausgeführt, können die Schwankungen des Außendurchmessers der porösen Ausgangsform im Vergleich zum bekannten Verfahren deutlich verringert werden, wenn der Synthesebrenner 4 um 10 bis 60° gegenüber der Drehachse der Faserausgangsform geneigt wird. Danach besteht ein Vorteil darin, daß die Schwankungen des Verhältnisses Kerndurchmesser/Außendurchmesser, die Transmissionsverluste sowie die Bandbreite der Fasern, die aus diesen Ausgangsformen erhalten werden, verbessert sind. Daher kann diese Faserausgangsform zur Herstellung von Multimode-Lichtleitfasern wirksam eingesetzt werden. Ferner verbessert die Stabilisierung des Wachstums der erfindungsgemäßen, porösen Ausgangsform die Produktionsausbeute und den Wirkungsgrad. Da ferner die Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung erhöht ist, kann die Faserausgangsform auch in der in Fig. 6 dargestellten Richtung kontinuierlich hergestellt werden.
Gemäß Fig. 6 ist der Auslaß 9 neben der Wachstumsfläche der Ausgangsform 11 im Abstand A von deren Umfang angeordnet. Wenn bei dieser Anordnung der Abstand A von 1 mm bis 50 mm beträgt, so können die Schwankungen des Außendurchmessers gegenüber dem bekannten Verfahren erheblich verbessert werden. Die Schicht aus feinen Glaspartikeln mit geringer Rohdichte wird nicht auf dem Umfang der porösen Ausgangsform 11 ausgebildet, so daß die Erzeugung von Rissen auf dem Umfang vermieden wird. Die Verglasung führt daher zu einer stabilen, durchsichtigen Ausgangsform.
Die experimentellen Ergebnisse in Bezug auf den Abstand A werden nunmehr erläutert. Zur Vereinfachung wird ein einfaches Modell gemäß Fig. 9 verwendet, bei dem zwei Auslässe 30 und 31 einander gegenüber in der Nähe der Wachstumsfläche der Ausgangsform angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel R=0°. Z. B. beträgt in Fig. 9 der Abstand A=15 mm. Die Auslaßmengen an restlichen, feinen Glaspartikeln 32 und 33, die durch die Auslässe 30 und 31 abgegeben werden, sowie verschiedene Arten von unerwünschten Gasen werden so eingestellt, daß sie gleich den ausgeblasenen Mengen an feinen Glaspartikeln und dem Flammenstrahl 20 sind. Dadurch werden die Schwankungen des Außendurchmessers der unter diesen Bedingungen hergestellten, porösen Ausgangsform 11 auch innerhalb ±1 mm beschränkt. Es wird keine Schicht aus feinen Glaspartikeln mit einer geringen Rohdichte beobachtet, die durch die restlichen feinen Partikel 32 und 33 gebildet wird. Die durchsichtige Ausgangsform wird in stabiler Weise hergestellt.
Wenn andererseits der Abstand A in Fig. 9 größer als 50 mm ist, werden die Mengen an restlichen, feinen Partikeln und an unerwünschten, verschiedenen Gasen, die aus den Auslässen 30 und 31 abgegeben werden, verringert, so daß die restlichen feinen Partikel sich am Umfang der porösen Ausgangsform 11 anlagern. Man beobachtet dabei ein ähnliches Problem wie bei dem bekannten Verfahren.
Wenn der Abstand A in Fig. 9 geringer als 1 mm ist, kommen die Auslässe 30 und 31 mit dem Umfang der porösen Ausgangsform 11 durch die mechanischen Schwankungen der Lage aufgrund der Rotation der Ausgangsform 11 in Berührung. Dadurch wird die Umfangsfläche der Ausgangsform 11 gewählt, so daß die so gebildete, durchsichtige Ausgangsform kaum als Rohling für die Herstellung von Lichtleitfasern verwendet werden kann.
Um die von dem Auslaß herrührende Wirkung weiter zu verstärken, können drei oder mehr Auslässe im gleichen Abstand in der Nähe der Wachstumsfläche der porösen Ausgangsform 11 angeordnet werden.
Fig. 10 zeigt im Detail den Auslaß 9 gemäß Fig. 9 mit den zugehörigen Bauteilen. In diesem Fall können die restlichen feinen Partikel sowie die unerwünschten, verschiedenen Gase 34 leicht entfernt werden, indem lediglich im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 9 gegenüber dem Synthesebrenner 4 ein einziger Auslaß 9 vorgesehen wird. Insbesondere dann, wenn der Neigungswinkel R von 30 bis 40° und der Abstand von A von 5 bis 10 mm beträgt, werden die Schwankungen des Außendurchmessers auf ±0,5 mm (etwa 1%) oder weniger verbessert.
Wie vorstehend ausgeführt, können die Schwankungen des Außendurchmessers der porösen Ausgangsform erfindungsgemäß im Vergleich zum bekannten Verfahren wesentlich verbessert werden, indem der Auslaß (die Auslässe) zum Abgeben der restlichen feinen Partikel und der unerwünschten Gase in der Nähe der porösen Ausgangsform angeordnet wird (werden). Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, daß die Produktionsausbeute der Ausgangsform durch das VAD-Verfahren verbessert wird, da sich im Umfang der porösen Ausgangsform keine Risse bilden.
Wie ferner in Fig. 5B dargestellt ist, wird die Schicht aus feinen Glaspartikeln mit geringer Rohdichte ausgeschaltet, die bei dem bekannten Verfahren auf dem Umfang ausgebildet wird. Daher kann beispielsweise eine zusätzliche Schicht aus feinen Glaspartikeln als Umhüllungsschicht (Mantel) auf dem Umfang einer vorher gebildeten, zylindrischen, porösen Ausgangsform niedergeschlagen und festgelegt werden, indem ein weiterer Synthesebrenner, z. B. ein Mantelbrenner verwendet wird, um eine dickere, zylindrische und poröse Ausgangsform herzustellen, z. B. für Monomode-Lichtleiter oder für Multimode-Lichtleiter mit einem Mantel, die in der gerade erläuterten Weise und nicht durch ein Kieselglasrohr gebildet wird.
Das erfindugnsgemäße Herstellungsverfahren für eine durchsichtige Ausgangsform für Monomode-Lichtleiter wird nunmehr erläutert.
Um einen Monomode-Lichtleiter mit geringen Transmissionsverlusten zu erhalten, muß der Kerndurchmesser so gering wie möglich gemacht werden, um ein Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis von 3 oder mehr zu erhalten.
Im allgemeinen werden bei der Herstellung eines Monomode- Lichtleiters die durchsichtigen Ausgangsformen für den Kern und den Mantel entsprechend dem Innendurchmesser eines Glasrohrs aus Siliciumdioxid gestreckt. Dann werden die gestreckten, durchsichtigen Ausgangsformen in eine Hülle aus Siliciumdioxid-Glasrohr eingesetzt und dort verkapselt (Umhüllungsverfahren). Die so erhaltene Ausgangsform für Monomode-Lichtleiter wird auf einer Faserziehvorrichtung zu einem Monomode-Lichtleiter gezogen. Der Kerndurchmesser 2 a eines Lichtleiters (wenn der Rohling für den Monomode-Lichtleiter zu einem Lichtleiter mit einem Außendurchmesser d gezogen wird) wird durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben: &udf53;vu10&udf54;2 °Ka°k = 2 °KA°k¤´¤°Kd°k/&udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°KD°k¤1¥^°KD°k¤2¥+(2°KB°k)¥&udf53;lu&udf54;@,(1)&udf53;zl10&udf54;wobei 2 A=Kerndurchmesser der gedehnten, durchsichtigen Ausgangsform,
2 B=Manteldurchmesser
D 1=Außendurchmesser des Siliciumdioxid-Glasrohrs,
D 2=Innendurchmesser des Siliciumdioxid-Glasrohrs.
Die Monomode-Bedingung für diesen Lichtleiter wird durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben. &udf53;vu10&udf54;°KV°k = 2 &udf57;°Kp&udf56; °Ka°k &udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;°Kn°k¤1¥^°Kn°k¤2¥&udf53;lu&udf54;/&udf57;°Kl&udf56; < 2,405@,(2)&udf53;zl10&udf54;wobei V=normalisierte Frequenz
λ=Wellenlänge der Lichtquelle,
n 1 und n 2=Brechungsindizes des Kernbereichs bzw. des Mantelbereichs.
In der Praxis gilt: n 1≈n 2≈1,458.
Diese Gleichung (2) wird umgewandelt: &udf53;vu10&udf54;°KV°k = 2 &udf57;°Kp&udf56; °Ka°k&udf58;w&udf56;&udf53;lu,4,,100,5,1&udf54;2¤°Kn°kÊ¤&udf57;°KD&udf56;°Kn°k&udf53;lu&udf54;/&udf57;°Kl&udf56; < 2,405@,(3)&udf53;zl10&udf54;wobei Δ n=n1-n 2.
Wie vorstehend in Verbindung mit den Nachteilen des Stab- Rohr-Verfahrens ausgeführt, muß zum Erzeugen eines Monomode- Lichtleiters mit geringen Transmissionsverlusten eine ausreichend dicke Mantelschicht ausgebildet werden, d. h. das Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis 2 B/2 A der Ausgangsform muß ausreichend groß sein, wenn dieser hergestellt wird, da sich die optische Leistung um den Kernbereich herum in den Mantelbereich hinein erstreckt.
Fig. 11 zeigt graphisch theoretische Werte von OH-Absorptionsverlusten als Funktion des Manteldurchmesser/Kerndurchmesser- Verhältnisses mit einem Parameter der Grenzwellenlänge λ c, wenn der OH-Gehalt des Siliciumdioxid-Glasrohrs 21 hier 200 ppm beträgt. Um einen Monomode-Lichtleiter mit geringen Transmissionsverlusten bei einer Wellenlänge von 1,3 µm oder 1,55 µm oder in dem sogenannten langwelligen Bereich zu erhalten, müssen die OH-Ionenabsorptionsverluste 20 dB/km oder weniger betragen. Im allgemeinen wird die Grenzwellenlänge auf etwa 1,0 bis 1,2 µm festgelegt. Daher muß gemäß Fig. 11 das Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis etwa 3 oder mehr betragen. Wenn das Durchmesserverhältnis etwa 3 oder mehr beträgt, wird verhindert, daß die Grenzfläche zwischen der durchsichtigen Ausgangsform und dem Siliciumdioxid-Glasrohr verunreinigt wird.
Wie beim üblichen VAD-Verfahren können die Lichtleiter in Massen produziert werden. Das bekannte VAD-Verfahren hat jedoch außerordentliche Schwierigkeiten bei der Herstellung einer porösen Ausgangsform mit einem Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis von etwa 3 oder mehr. Daher war es bislang unmöglich, mit dem bekannten VAD-Verfahren Monomode- Lichtleiter herzustellen. Insbesondere ist es bei dem bekannten VAD-Verfahren schwierig, den Durchmesser des porösen Glaskernkörpers auf 30 mm oder weniger zu verringern, und zwar hauptsächlich auf Grund des zu verwendenden Kernbrenners. Um daher ein Mantel/Kern-Verhältnis von etwa 3 oder mehr zu erhalten, sollte der Durchmesser der porösen Ausgangsform (Außendurchmesser des Mantels) 100 mm übersteigen, wobei die dann in der porösen Ausgangsform auftretenden Spannungen möglicherweise in der porösen Ausgangsform Risse erzeugt, die es dann praktisch unmöglich machen, die Ausgangsform zu verdichten. Zur Lösung dieses Problems sind im Rahmen der Erfindung sorgfältige Untersuchungen der Struktur eines Kernbrenners sowie der Bedingungen für die Herstellung der Ausgangsform unternommen worden. Dabei hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines Kernbrenners mit einer Blasdüse für das Glasrohgas, die gegenüber dem Mittelbereich der Blasdüse für das brennbare Gas versetzt ist, die Bildung eines porösen Glaskernkörpers mit einem Durchmesser von 20 mm oder weniger erleichtert und ein Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis von 3 oder mehr ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Monomode- Lichtleitern wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 12 und 13 erläutert. Die Fig. 12 zeigt eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung einer durchsichtigen Ausgangsform. Die Fig. 13 zeigt mehrere Stufen bei der Umhüllung des durchsichtigen Glases. Die Vorrichtung gemäß Fig. 12 weist ein Reaktionsgefäß 1, einen Stützstab 2 als Zuchtstab, an dem ein poröser Glaskörper anhaftet und dort niedergeschlagen wird, eine Ziehvorrichtung 3 zum Ziehen des Stützstabes 2 nach oben, während dieser sich dreht, einen Kernbrenner 4 sowie einen Mantelbrenner 5 auf. Der Kernbrenner 4 ist am Gefäß 1 derart befestigt, daß der Neigungswinkel R ungefähr gleich 30 bis 50° gegenüber der Achse 2 A der Stützstange 2 ist. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel einstellbar. Einzelheiten des Kernbrenners 4 werden nachstehend erläutert. Eine Zuführvorrichtung 6 führt den Brennern 4 und 5 Glasrohmaterialien, wie SiCl&sub4;, GeCl&sub4;, POCl&sub3; und BBr&sub3;, inerte Gase, wie Ar, He oder N&sub2;, brennbare Gase, wie H&sub2;, sowie Hilfsgase, wie O&sub2; zu. (Die zuletztgenannten beiden Gase werden nachstehend als flammenbildende Gase bezeichnet.) Das Glasrohgas wird von der Zuführeinrichtung 6 den Brennern 4 und 5 über Rohre 7 A und 7 B zugeführt. Verschiedene flammenbildende Gase werden durch Rohre 8 A und 8 B den Brennern 4 und 5 ebenfalls zugeführt. Am Reaktionsgefäß 1 ist ein Auslaß 9 angeordnet, durch den die Gase, wie H&sub2;O, HCl oder Cl&sub2;, die bei der Hydrolyse oder bei der thermischen Oxidation der aus den Brennern 4 und 5 ausgestoßenen Flammen gebildet werden, das nicht umgesetzte Glasrohgas wie SiCl&sub4;, GeCl&sub4;, POCl&sub3; oder BBr&sub3;, sowie inerte Gase, wie Ar, He und N&sub2;, zu dem Abgasreiniger 10 zum Weiterverarbeiten ausgestoßen werden.
Die Vorrichtung in Fig. 12 weist ferner folgende Teile auf: Einen geformten, porösen Glaskernkörper 11 A, einen porösen Glasmantelkörper 11 B, der um den porösen Glaskernkörper 11 A niedergeschlagen ist, eine poröse Ausgangsform 12, bestehend aus dem Kern und dem Mantel, eine Ringheizung 13 zum Erhitzen der durch die Ringheizung 13 laufenden, porösen Ausgangsform 12 auf 1500 bis 1700°C, um die Ausgangsform 12 zu der durchsichtigen Ausgangsform 14 zu verglasen und zu verdichten, eine Versorgungseinrichtung 15 zum Zuführen von Halogengas, wie ein Gemisch von He und Cl&sub2;, zur Dehydratation und eine Zuführöffnung 16 zum Einleiten des Dehydratationsgases in das Reaktionsgefäß 1.
Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 12 werden das Glasrohgas, das beispielsweise SiCl&sub4; als Hauptkomponente enthält, und die flammenbildenden Gase von der Zuführeinrichtung 6 durch die Leitungen 7 A und 8 A dem Kernbrenner 4 zugeführt, um feine Glaspartikel, die SiO&sub2; als Hauptkomponente und GeO&sub2; und P&sub2;O&sub5; als Dotierung enthalten, auf eine Endfläche der Stützstange 2 niederzuschlagen. Dann wird die Stützstange 2 unter Drehung durch die Ziehvorrichtung 3 nach oben gezogen, so daß die poröse Kernausgangsform 11 A wächst. Gleichzeitig bläst der Mantelbrenner 5 feine Glaspartikel, die lediglich SiO&sub2; enthalten oder die SiO&sub2; als Hauptkomponente und P&sub2;O&sub5; oder B&sub2;O&sub3; enthalten, derart um die poröse Ausgangsform 11 A, daß diese Partikel auf dem Umfang des Glaskörpers 11 A niedergeschlagen werden. Dadurch wird eine poröse Glasschicht 11 B als Mantel auf der Oberfläche des Glaskörpers 11 A ausgebildet. Die so hergestellte poröse Ausgangsform 12, bestehend aus dem Kernbereich und dem Mantelbereich, wird erwärmt, beispielsweise auf 1500°C mit Hilfe der Verglasungsheizung 8, so daß eine durchsichtige Ausgangsform 14 gebildet wird, die einen mit einem Glasmantel umgebenen Glaskern aufweist. Beim Verglasen wird Dehydratationsgas, wie ein Gemisch aus He und Cl&sub2; durch den Einlaß 16 in das Reaktionsgefäß 1 eingeleitet, um den OH-Gehalt aus der porösen Ausgangsform 14 zu entfernen.
Die Umhüllung der so hergestellten durchsichtigen Ausgangsform 14 erfolgt gemäß Fig. 13 zunächst durch Strecken der durchsichtigen Glasausgangsform 14 auf den Innendurchmesser eines Siliciumdioxidrohrs 50. Die gestreckte, durchsichtige Ausgangsform 14&min; wird in das Siliciumdioxidrohr 50 eingesetzt und verkapselt, und man erhält eine Ausgangsform 51 für einen Monomode- Lichtleiter. Die Ausgansform 51 wird dann auf einer üblichen Faserziehvorrichtung zu einem Modemode-Lichtleiter gezogen.
In Fig. 14 ist eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Ausgangsform für Monomode-Lichtleiter dargestellt. Für entsprechende Bauteile sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 12 verwendet. In Fig. 14 mißt die Zuführeinrichtung 6 zum Zuführen von Glasrohmaterial jeweils eine vorgegebene Menge der verschiedenen Gase ab und leitet diese abgemessenen Gase dem Kernbrenner 4 bzw. dem Mantelbrenner 5zu. Der Kernbrenner 4 ist so angeordnet, daß die Blasdüse 41 für das Glasrohmaterial gegenüber den Mittelbereich der Blasdüse 42 für den Flammenstrahl abweicht. Der Kernbrenner 4 kann entlang einer Nut 43 des Gefäßes 1 derart verschwenkt werden, daß der Neigungswinkel R auf einen gewünschten Wert im Winkelbereich von 10° bis 60° eingestellt werden kann. Der eingestellte Winkel R wird an einer Skala 44 abgelesen. Der Abgasreiniger 10 ist mit einer Sprüheinrichtung 45 zum Versprühen von Wasser versehen. Das versprühte Wasser setzt die in dem Abgas enthaltene Cl&sub2;-Komponente im HCl um, das durch NaOH neutralisiert. Das Wasser von der Sprüheinrichtung 45 wäscht die feinen Glaspartikel oder dergl. weg.
Verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kernbrenners werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Die Fig. 15A und 15B sind eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht eines derartigen Kernbrenners. Man erkennt eine Blasdüse 61 für eine den Glaskörper bildende Gasmischung (Glasrohgas), eine Blasdüse 62 für Schutzgas, eine Blasdüse 63 für brennbares Gas und eine Blasdüse 64 für ein Hilfsgas. Die Düsen 61, 62, 63 und 64 haben rechteckige, geschlossene Querschnitte, die durch mehrschichtige Rohre 65, 66, 67 bzw. 68 mit ebenfalls rechteckigen Querschnitten definiert sind. Dabei ist die Blasdüse 61 für das Glasrohgas von der Blasdüse 63 für das brennbare Gas umgeben, wobei die Schutzgas-Blasdüse 62 dazwischen angeordnet ist; die Blasdüse 61 für das Glasrohgas ist um einen Abstand l gegenüber der Mitte der durch die Blasdüse 63 für das brennbare Gas definierten Innenfläche versetzt. Die Blasdüse 63 wird von einer Blasdüse 64 für das Hilfsbrenngas umgeben. Die rechteckigen Rohre 65, 66, 67 und 68 können aus Kieselglas hergestellt sein. Die geometrischen Abmessungen des Brenners 4 ergeben sich beispielsweise aus der in Fig. 15A dargestellten Skala (10 mm). Der Auslaß 9 ist im Abstand A vom Umfang des porösen Glaskernkörpers 11 A angeordnet (vgl. Fig. 16).
Der Kernbrenner 4 mit den Blasdüsen 61 bis 64 ist um einen Winkel R gegenüber der Axialrichtung 2 A der Stützstange 2 geneigt angeordnet (vgl. Fig. 16). Die Gase werden aus den zugehörigen Düsen 61 bis 64 unter den nachstehenden Bedingungen ausgestoßen, um den porösen Glaskernkörper 11 A zu bilden: R=45°; l=5 mm; A=15 mm. In Fig. 16 sieht man ferner einen Strahl 69 aus feinen Glaspartikeln sowie eine Sauerstoff/Wasserstoff-Flamme 70.

Blasdüse 61 für das Glasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur, 70 cm³/min Trägergas Ar)
- GeCl&sub4; (15°C Sättigungstemperatur: 50 cm³/min Trägergas Ar)
Schutzgas-Blasdüse 62: 1,5 l/min Ar-Gas
Blasdüse 63 für das brennbare Gas: 2,5 l/min für das H&sub2;-Gas
Hilfsgas-Blasdüse 64: 7 l/min für O&sub2;.

Unter diesen Bedingungen wächst der poröse Glaskernkörper 11 A mit 18 mm Durchmesser auf der Endfläche des Stützstabes 2.
Um den porösen Glaskernkörper 11 A wird der Glasmantelkörperschicht 11 B durch den Mantelbrenner 5 niedergeschlagen (vgl. Fig. 12).
Ein koaxialer Multirohrbrenner gemäß dem üblichen VAD-Verfahren kann als Mantelbrenner 5 verwendet werden. Die Fig. 17A ist eine Vorderansicht eines Vierrohr-Brenners als Mantelbrenner 5, der erfindungsgemäß eingesetzt werden kann. Eine entsprechende Seitenansicht ist in Fig. 17B dargestellt. Man erkennt eine Blasdüse 71 für die den Glaskörper bildende Gasmischung (Glasrohgas), eine Schutzgas- Blasdüse 72, eine Blasdüse 73 für brennbares Gas sowie eine Blasdüse 74 für ein Hilfsgas. Diese Blasdüsen 71 bis 74 werden durch vierschichtige Rohre 75 bis 78 gebildet, die aus Kieselerde bestehen; in der Querschnittsansicht bilden sie koaxiale, kreisförmige Ringe. Der so aufgebaute Mantelbrenner 5 wird gemäß Fig. 12 angeordnet und der poröse Glasmantelkörper 11 B wird um den porösen Glaskernkörper 11 A unter den nachstehenden Bedingungen niedergeschlagen.

Blasdüse 71 für das Glasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur;
- 250 cm³/min für die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar)
Schutzgas-Blasdüse 72: 1,0 l/min für das He-Gas
Blasdüse 73 für das brennbare Gas: 3,5 l/min für das H&sub2;-Gas
Hilfsgas-Blasdüse 74: 4,5 l/min für das O&sub2;-Gas.

Unter diesen Bedingungen wird der poröse Glasmantelkörper 11 B mit 60 mm Durchmesser auf dem vorher gebildeten porösen Glaskernkörper mit 8 mm Durchmesser ausgebildet. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Ausgangsform 12 in Axialrichtung beträgt etwa 40 mm/h.
Die poröse Ausgangsform 12 wird mit einer am oberen Teil vorgesehenen, ringförmigen Verglasungsheizung 13 erwärmt. Gleichzeitig werden Heliumgas (10 l/min) und Chlorgas (0,5 l/min) von der Zuführeinrichtung 15 für das Dehydratationsgas der Heizanordnung über den Gaseinlaß 16 zugeführt. Dadurch wird die poröse Ausgangsform 12 bei 1500°C verglast, während die OH-Ionen und H&sub2;O-Moleküle aus der Ausgangsform 12 entfernt werden. Eine so gebildete, durchsichtige Ausgangsform 14 weist 30 mm Außendurchmesser (Durchmesser des Mantels) und 9 mm Durchmesser des Kerns auf. Die Brechungsindexdifferenz Δ n zwischen dem Kern und dem Mantel beträgt 0,0029.
Wenn der Abstand A von 1 bis 50 mm beträgt, so sind die Schwankungen des Kernaußendurchmessers des porösen Glaskernkörpers 11 A erheblich verbessert. Ferner bildet sich keine Schicht aus feinen Glaspartikeln mit geringer Rohdichte, die bei Anwendung des üblichen VAD-Verfahrens ausgebildet wird. Daher tritt der Fall nicht ein, daß der poröse Glaskernkörper 11 A abnorm stark wächst und einen großen Außendurchmesser aufweist. Ferner werden Risse auf dem Umfang des porösen Glaskernkörpers 11 A verhindert, so daß durch diese Verdichtung die Bildung eines stabilen, durchsichtigen Glaskörpers sichergestellt wird.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 16 beträgt der Abstand A 15 mm. Die abgegebene Menge an unerwünschten Gasen, wie den restlichen feinen Glaspartikeln, dem bei der Umsetzung erzeugten Gas sowie dem nicht-umgesetzten inerten Gas, die durch den Auslaß 9 abgegeben werden, wird so eingestellt, daß sie vergleichbar ist mit den eingeblasenen Mengen im Strahl 69 der feinen Glaspartikel und der Sauerstoff/Wasserstoff-Flamme 70. Die Schwankungen des Außendurchmessers des unter diesen Bedingungen hergestellten porösen Glaskernkörpers 11 A werden auf etwa ±0,05 mm verbessert. Die verbliebenen feinen Glaspartikel bilden keine feine Glaspartikelschicht mit geringer Rohdichte, so daß die stabile Herstellung einer durchsichtigen Glasausgangsform sichergestellt ist.
Wenn der Abstand A 50 mm oder mehr beträgt, so nimmt die Menge an unerwünschten Gasen, die durch den Auslaß 9 abgegeben werden, ab, und die restlichen feinen Glaspartikel werden an den Umfang des porösen Glaskernkörpers 11 A angelagert. Dadurch treten wiederum die vorstehend erwähnten, üblichen Probleme auf.
Wenn der Abstand A 1 mm oder weniger beträgt, so führen die mechanischen Positionsschwankungen, die durch die Drehbewegung des porösen Glaskernkörpers 11 A verursacht werden, zu Berührungen zwischen dem Auslaß 9 und dem Umfang des porösen Glaskörpers 11 A. Dadurch wird der Umfang des porösen Glaskörpers 11 A wellenförmig, so daß der so hergestellte, durchsichtige Glaskörper kaum als Ausgangsform für Lichtleitfasern verwendet werden kann.
Ordnet man den Auslaß 9 in der oben beschriebenen Weise an, so wird die Schicht aus feinen Glaspartikeln mit geringer Rohdichte nicht auf der Umfangsfläche des porösen Glaskernkörpers 11 A gebildet. Daher kann die Mantelschicht aus feinen Glaspartikeln leicht an der Umfangsfläche des Glaskernkörpers 11 A unter Verwendung des Mantelbrenners 5 abgeschieden und angelagert werden. Wenn in diesem Fall ferner ein zweiter Auslaß in der vorgeschriebenen Weise im Abstand A&min;=1 bis 50 mm auf dem Umfang des porösen Glasmantelkörpers 11 B angeordnet wird, so werden die vorstehenden Vorteile vollständig genutzt, um die Produktionsausbeute für Ausgangsformen für Monomode-Lichtleitfasern durch das VAD-Verfahren zu verbessern. Während die in den Fig. 12 und 14 dargestellten Ausführugnsformen lediglich einen Auslaß 9 aufweisen, können die vorstehenden Vorteile erreicht werden, wenn die Abstände A und A&min; zwischen den porösen Glaskörpern für den Kern und den Mantel 11 A bzw. 11 B einerseits und dem Auslaß 9 von 1 bis 50 mm betragen.
Die so erhaltene, durchsichtige Ausgangsform 14 mit 30 mm Außendurchmesser wird mit Hilfe eines Sauerstoff/Wasserstoff- Brenners gestreckt, um eine Glasausgangsform 14&min; mit D=6,7 mm Außendurchmesser und 2 A=2 mm Kerndurchmesser zu bilden. Die Glasausgangsform 14&min; wird dann in einem Siliciumdioxidrohr 50 mit D 1=26 mm Außendurchmesser und D 2=7 mm Innendurchmesser verkapselt. Man erhält so eine Ausgangsform 51 für Lichtleitfasern, die dann zu einer Lichtleitfaser mit 125 µm Außendurchmesser gezogen wird. Der Innendurchmesser 2 a der Faser beträgt etwa 6,9 µm bei Berechnung nach der Gleichung (1). Die Wellenlänge, die V=2,405 erfüllt, d. h. eine Grenzwellenlänge λ c, beträgt nahezu =1,15 µm. Die Grenzwellenlänge stimmt genau über ein mit den gemessenen Werten einer tatsächlich gefertigten Lichtleitfaser. Mit dem vorstehenden Verfahren erhält man Monomode-Lichtleitfasern von etwa 30 km Länge aus der durchsichtigen Ausgangsform 14 mit 10 cm Länge. Die optischen Transmissionsverluste dieser Lichtleitfasern sind gering: im Mittel 1 dB/km bei 1,55 µm Wellenlänge. Die OH-Absorptionsverluste bei 1,39 µm Wellenlänge betragen etwa 20 dB/km.
Die Gründe, warum mit der vorstehenden Ausführungsform der poröse Glaskernkörper 11 A mit einem geringen Durchmesser von ewa 18 mm mit Hilfe des Kernbrenners 4 gemäß den Fig. 15A und B wachsen kann, wird nachstehend erläutert. Der Brenner 4 ist um einen Winkel R (45° bei der vorliegenden Ausführungsform) gegenüber der Axialrichtung 2 A gemäß Fig. 16 geneigt. Die Blasdüse 61 für das Glasrohgas ist an der unteren Seite des Brenners 4 exzentrisch angeordnet, und der Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenstrahl 70 strömt oberhalb des von der Düse 61 herrührenden Strahls 69. Dadurch wird die Ausdehnung der feinen Glaspartikel 69 in vertikaler und horizontaler Richtung behindert und damit der Anstieg und das Anlagern der restlichen feinen Glaspartikel beschränkt. Daher werden die Glaspartikel 69 lediglich am Endabschnitt des porösen Glaskernkörpers 11 A angelagert (vgl. Fig. 16).
Zu experimentellen Zwecken wurden im Rahmen der Erfindung mehrere Kernbrenner 4 mit verschiedenen Abständen l der Blasdüse 61 für das Glasrohgas gemäß Fig. 16 hergestellt. Die minimalen Durchmesser der mit den Brennern hergestellten, porösen Glaskernkörper 11 A wurden gemessen. Die so gemessenen Minimaldurchmesser mit derartigen Kernbrennern 4 sind in Fig. 18 aufgeführt. Der Durchmesser des porösen Glaskernkörpers 11 A hängt empfindlich vom Winkel R des Kernbrenners 4 relativ zur Achse 2 A des porösen Glaskernkörpers 11 A oder der Stützstange 2 ab (vgl. Fig. 16). Der poröse Glaskernkörper 11 A weist minimalen Durchmesser auf, wenn der Winkel von 30 bis 50° beträgt.
Fig. 19 zeigt experimentelle Ergebnisse bei Verwendung des Kernbrenners 4 gemäß den Fig. 15A und B, wobei der Durchmesser des porösen Glaskernkörpers als Funktion des Winkels R angegeben ist. Hierbei beträgt der Abstand l=5 mm. Gemäß Fig. 19 beträgt der Minimaldurchmesser bei 30° bis 50° etwa 15 bis 18 mm. Wird der Abstand l von 2 bis 5 mm variiert, so erhält man ähnliche Ergebnisse wie bei Fig. 19.
Wie vorstehend ausgeführt, werden bei R=10° bis 60° die Schwankungen des Außendurchmessers der porösen Ausgangsform vermindert, während gleichzeitig die Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung zunimmt. Wenn beispielsweise R=30° bis 40° ist, so werden die Schwankungen des Außendurchmessers auf ±0,5 bis 1 mm begrenzt und die Wachstumsgeschwindigkeit beträgt 70 bis 100 mm/h. In diesem Fall erhält man eine große Ausgangsform, die einer langen Lichtleitfaser von 50 bis 100 km Länge entspricht. Bei dem vorstehenden Beispiel wurde ein konventioneller Synthesebrenner eingesetzt. Wird ein erfindunsgemäßer Synthesebrenner verwendet, wobei der Abstand A von 5 bis 10 mm und der Neigungswinkel R insbesondere 30° bis 40° beträgt, so werden die Schwankungen des Außendurchmessers des porösen Kernrohlings auf weniger als ±0,5 mm verbessert.
Die Fig. 20A und B zeigen Querschnitte zweier anderer erfindungsgemäßer Ausführungsformen eines Kernbrenners 4. Man erkennt eine Blasdüse 81 für Glasrohgas, eine Schutzgas-Blasdüse 82, eine Blasdüse 83 für brennbares Gas sowie eine Blasdüse 84 für ein Hilfsgas. Die Blasdüsen 81 bis 84 haben jeweils kreisförmig oder elliptisch geschlossene Querschnitte, die durch mehrschichtige Rohre 85 bis 88 mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt gebildet werden. Die Blasdüse 81 für das Glasrohgas wird von der Blasdüse 83 für das brennbare Gas umgeben, wobei dazwischen die Schutzgas-Blasdüse 82 angeordnet ist. Die Blasdüse 83 für das brennbare Gas wird von der Blasdüse 84 für das Hilfsgas umgeben. Die Blasdüse 81 für das Glasrohgas ist um einen Abstand l gegenüber der Mitte einer durch die Blasdüse 83 für das brennbare Gas definierten Innenfläche versetzt. Bei diesen Ausführungsformen ist die Blasdüse 81 gegenüber der Blasdüse 83 versetzt, so daß die Wirkungen ähnlich sind, wie bei dem vorstehend beschriebenen Kernbrenner.
Wie bei der vorherigen Ausführungsform können die Vielschichtrohre 85 bis 88 aus Kieselglas hergestellt sein. Die entsprechenden geometrischen Abmessungen des Kernbrenners 4 können anhand der in Fig. 20A eingezeichneten Skala (10 mm) durch Vergleich ermittelt werden.
Die Fig. 21A zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kernbrenners, und die Fig. 21B zeigt einen zugehörigen Längsschnitt. Man erkennt eine Blasdüse 91 für die den Glaskörper bildende Gasmischung (Glasrohgas), eine Blasdüse 92 für inertes Gas oder Schutzgas, eine Blasdüse 93 für brennbares Gas, eine Blasdüse 94 für ein Hilfsgas, eine Blasdüse 95 für ein den Durchmesser steuerndes Gas sowie eine Blasdüse 96 für Hilfsbrenngas. Die Blasdüse 91 ist gegenüber der Mitte der durch die Blasdüse 93 für das brennbare Gas definierten Fläche versetzt. Ferner sind die Blasdüsen 95 und 96 neben der Blasdüse 91 angeordnet. Die Düse 95 dient zur Steuerung des Durchmessers des porösen Glaskörpers durch die Strömungsgeschwindigkeit des herausgeblasenen Steuergases, beispielsweise Ar-Gas.
Die Düsen 91, 95 und 96 werden durch Trennwände 98 und 99 in einem Rohr 97 mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Die im Querschnitt rechteckigen Düsen 92, 93 und 94 werden dadurch gebildet, daß das rechteckige Rohr 97 von Mehrschichtrohren 100, 101 und 102 mit rechteckigen Querschnitten umgeben ist. Diese Rohre 97, 100, 101 und 102 sowie die Trennwände 98 und 99 können aus Kieselglas hergestellt werden. Die entsprechenden geometrischen Abmessungen der zugehörigen Teile des Kernbrenners 4 ergeben sich beispielsweise durch Vergleich mit einer in Fig. 21A eingetragenen Skala (10 mm).
Die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des Steuergases (Ar), das aus der Düse 95 herausgeblasen wird, und dem porösen Glaskernkörper 11 A ist in Fig. 22 dargestellt. Danach ändert sich der Durchmesser des porösen Glaskernkörpers durch Ändern der Blasgeschwindigkeit des Steuergases. Berücksichtigt man dies, so kann ein poröser Glaskernkörper 11 A mit geeignetem Durchmesser hergestellt werden. Wenn der poröse Glasmantelkörper 11 B mit festem Außendurchmesser um den Glaskernkörper 11 A mit Hilfe des Mantelbrenners 5 (vgl. Fig. 12) gebildet wird, so kann ein poröser Glaskörper 12 mit dem gewünschten Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis erhalten werden.
Unter Berücksichtigung der Abmessungen der Gesamtanlage sowie der Synthesegeschwindigkeit können die Abmessungen des Kernbrenners 4 geeignet ermittelt werden.
Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 ein einziger Mantelbrenner 5 zum Abscheiden des porösen Glasmantelkörpers 11 B vorgesehen ist, können im Rahmen der Erfindung mehrere Mantelbrenner zur Erleichterung und zur Stabilität der Abscheidung des porösen Glasmantelkörpers 11 B verwendet werden.
In Fig. 23 ist ein Teil der Vorrichtung zur Herstellung von porösen Ausgangsformen dargestellt, wobei zwei Mantelbrenner 5-1 und 5-2 erfindungsgemäß eingesetzt sind. Dabei wird als Kernbrenner 4 der gleiche wie bei den Fig. 21A und B verwendet. Die Mantelbrenner 5-1 und 5-2 sind die gleichen wie bei den Fig. 17A und B mit vierschichtigem Rohr. Diese Brenner 5-1 und 5-2 sind in Axialrichtung 2 A der Stützstange 2 im Abstand zueinander angeordnet. Bei der Glaskörperbildung wird zunächst der poröse Glaskernkörper 11 A mit Hilfe des Kernbrenners 4 gefertigt und danach wird ein erster poröser Glasmantelkörper 11 B-1 mit Hilfe des Mantelbrenners 5-1 auf dem porösen Glaskernkörper 11 A ausgebildet; schließlich wird ein zweiter poröser Glasmantelkörper 11 B-2 mit Hilfe des Mantelbrenners 5-2 gebildet.
Ein Beispiel für die Bedingungen bei der Gaszufuhr zu den Brennern 4, 5-1 und 5-2 wird nachstehend angegeben:
Kernbrenner 4:

Blasdüse 91 für das Gasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur; 70 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar)
- GeCl&sub4; (20°C Sättigungstemperatur; 50 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des TrägergasesAr)
Schutzgas-Blasdüse 92:
- 1,5 l/min des Ar-Gases
Blasdüse 93 für das brennbare Gas:
- 2 l/min für das H&sub2;-Gas
Blasdüse 94 für das Hilfsgas:
- 7 l/min für das O&sub2;-Gas
Blasdüse 95 für das Steuergas:
- 0,4 l/min für das Ar-Gas
Blasdüse 96 für das Hilfsbrenngas:
- 1 l/min für das H&sub2;-Gas.
Mantelbrenner 5-1:
Blasdüse 91 für das Glasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur; 100 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar)
Schutzgas-Blasdüse 72:
- 1 l/min für das He-Gas
Blasdüse 73 für das brennbare Gas:
- 3 l/min für das H&sub2;-Gas
Blasdüse 74 für das Hilfsgas:
- 4 l/min für das O&sub2;-Gas.
Mantelbrenner 5-2:
Blasdüse 71 für das Glasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur; 200 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar)
Schutzgas-Blasdüse 72:
- 1 l/min für das He-Gas
Blasdüse 73 für das brennbare Gas:
- 3,5 l/min für das H&sub2;-Gas
Blasdüse 74 für das Hilfsgas:
- 4 l/min für das O&sub2;-Gas.

Bei diesen Strömungsbedingungen wird der poröse Glaskernkörper 11 A mit 10 mm Durchmesser mit einer Wachstumsgeschwindigkeit von etwa 40 mm/h gebildet. Um den Glaskernkörper 11 A wird ein erster poröser Glasmantelkörpeer 11 B-1 mit etwa 30 mm Durchmesser gebildet. Um diesen ersten porösen Glasmantelkörper 11 B-1 wird ein zweiter poröser Glasmantelkörper 11 B-2 mit etwa 60 mm Durchmesser gebildet. Nach etwa 10 Stunden erhält man eine durchsichtige Ausgangsform mit 30 mm Außendurchmesser, 5 mm Kerndurchmesser und 15 cm effektiver Länge. Die Brechungsindexdifferenz zwischen dem Kernbereich und den Mantelbereichen beträgt 0,0044.
Die Abmessungen des Kieselglasrohrs 50 sind so ausgewählt, daß der Kerndurchmesser der Lichtleitfaser 8 µm beträgt. Danach wird die durchsichtige Ausgangsform gemäß Fig. 13 umhüllt und schließlich gezogen. Die so erhaltene Lichtleitfaser hat eine Grenzwellenlänge von 1,13 µm. Aus einer durchsichtigen Ausgangsform von 15 cm Länge erhält man zwei Monomode-Lichtleitfasern von jeweils 25 km Länge. Die optischen Transmissionsverluste dieser Lichtleitfasern sind außerordentlich gering: etwa 0,5 dB/km bei 1,55 µm Wellenlänge. Die OH-Absorptionsverluste bei 1,39 µm Wellenlänge sind außerordentlich gering: 2 dB/km oder weniger.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Versatz der Blasdüse für das Glasrohgas gegenüber der Blasdüse für das brennbare Gas im Kernbrenner spielt eine wesentliche Rolle bei der dünnen Ausbildung des porösen Glaskernkörpers und damit Erhöhung des Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnisses. Selbst wenn die Blasdüse für das Glasrohgas selbst nicht geometrisch versetzt ist, beispielsweise bei Verwendung eines Brenners, dessen Querschnitt in Fig. 24 dargestellt ist, kann bei geometrischem Versatz des aus dem Brenner herausgeblasenen Glasrohgases entscheidend verhindert werden, daß sich die feinen Glaspartikel unerwünscht quer zur Strömungsrichtung ausbreiten.
Fig. 24 zeigt eine Blasdüse 111 für Glasrohgas, eine Schutzgas- Blasdüse 112, eine Blasdüse 113 für brennbares Gas, eine Hilfsgas-Blasdüse 114 sowie Blasdüsen 115 oder 116 für Steuergas. Die Düsen 111, 115 und 116 werden durch Trennwände 118 und 119 festgelegt, die symmetrisch in einem im Querschnitt rechteckigen Rohr 117 angeordnet sind. Die im Querschnitt rechteckigen Düsen 112 bis 114 werden dadurch gebildet, daß das rechteckige Rohr 117 von rechteckigen Vielfachrohren 120, 121 und 122 umgeben ist. Für diese Rohre 117, 120, 121 und 122 sowie die Trennwände 118 und 119 kann Kieselglas verwendet werden. Die Abmessungen der entsprechenden Teile des Brenners 4 ergeben sich beispielsweise unter Berücksichtigung der Skala (10 mm) in Fig. 24.
Ein Beispiel für die Gaszuführungsbedingungen zum Kernbrenner 4 gemäß Fig. 24 ist nachstehend angegeben:

Blasdüse 111 für Glasrohgas:
- SiCl&sub4; (40°C Sättigungstemperatur; 70 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar
- GeCl&sub4; (20°C Sättigungstemperatur; 50 cm³/min Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases Ar)
Schutzgas-Blasdüse 112:
- 1,5 l/min Ar-Gas
Blasdüse 113 für brennbares Gas:
- 1 l/min für H&sub2;-Gas
Blasdüse 114 für das Hilfsgas:
- 7 l/min für O&sub2;-Gas
Steuergas-Blasdüse 115:
- 2 l/min für H&sub2;-Gas
Steuergas-Blasdüse 116:
- Kein Gas.

Mit diesen Gaszuführungsbedingungen sowie bei Anordnung der Düse 115 sowie der Düse 116 unten wächst ein poröser Glaskörper mit einem porösen Glaskernkörper 11 A mit relativ geringem Durchmesser von etwa 25 mm, da der Strahl aus feinen Glaspartikeln im wesentlichen unterhalb des Sauerstoff/Wasserstoff-Strahls am Blasende des Kernbrenners 4 versetzt ist. Wenn die Strömungsgechwindigkeit des H&sub2;-Gases von den Düsen 115 und 116 gleich ist, beispielsweise 1 l/min beträgt, so wird der Durchmesser des porösen Glaskernkörpers 11 A etwa 50 mm, so daß man in diesem Fall keinen Glaskörper 11 A mit geringem Durchmesser erhält. Die Bindung des porösen Glaskörpers mit Hilfe des Kernbrenners, der das Rohmaterial gegenüber dem Sauerstoff/Wasserstoff-Flammenstrahl versetzt herausbläst, liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
Erfindungsgemäß werden insbesondere die nachstehenden Vorteile erzielt:

1. Die poröse Ausgangsform kann in Axialrichtung mit geringen Schwankungen (in der Größenordnung von ±1 mm) des Außendurchmessers stabil wachsen. Insbesondere wenn der Neigungswinkel R=30° bis 40° und der Abstand A=5 bis 10 mm betragen, so werden die Außendurchmesserschwankungen auf weniger als ±0,5 mm reduziert.
2. Wenn der Neigungswinkel R von 10° bis 60° beträgt, kann die Wachstumsgeschwindigkeit in Axialrichtung relativ einfach erhöht werden. Wenn insbesondere R=30° bis 40° ist, so wird die Wachstumsgeschwindigkeit auf 70 bis 100 mm/h erhöht, und es ist relativ einfach eine lange Ausgangsform herstellbar, die einer Lichtleitfaser mit 50 bis 100 km Länge entspricht.
3. Durch den Auslaß in der Nähe der Wachstumsoberfläche der Ausgsangsform im Abstand von 1 bis 50 mm von der Wachstumsoberfläche wird die Bildung einer Schicht aus feinen Glaspartikeln mit niedriger Rohdichte auf dem Umfang der porösen Ausgangsform verhindert. Daher wächst die poröse Ausgangsform in stabiler Weise mit gleichförmigem Außendurchmesser und ohne Bildung von Rissen in der Umfangsfläche.
4. Die Brechungsindexverteilung kann durch eine bestimmte Temperaturverteilung auf der Wachstumsoberfläche der porösen Ausgangsform gesteuert werden. Dadurch können Gradientenfasern mit großer Bandbreite und geringen Transmissionsverlusten hergestellt werden.
5. Lichtleitfasern mit geringen Transmissionsverlusten können in der Weise hergestellt, daß zunächst eine poröse Ausgangsform für den Kern in Axialrichtung stabil wächst, und zwar mit verminderter Schwankung des Außendurchmessers, und daß dann auf der Ausgangsform für den Kern die poröse Ausgangsform für den Mantel abgeschieden wird. Erfindungsgemäß können daher Monomode- oder Multimode-Lichtleitfasern mit niedrigen Transmisionsverlusten hergestellt werden.
6. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher insbesondere für die Massenproduktion von langen Lichtleitfasern mit geringen Transmissionsverlusten. Dies führt zu einer Verminderung der Faserkosten. Die Möglichkeiten für den Einsatz von Kurzstreckenübertragungssystemen und Übertragungsnetzen mit großen Teilnehmerzahlen unter Verwendung von Lichtleitfasern werden dadurch verbessert.
7. Ein poröser Glaskernkörper mit einem geringen Durchmesser von weniger als 20 mm kann leicht hergestellt werden. Das erfindungsgemäß modifizierte VAD-Verfahren gestattet daher die Herstellung von Ausgangsformen für Monomode-Lichtleitfasern mit einem Manteldurchmesser/Kerndurchmesser-Verhältnis von mindestens 3. Dies gestattet die Massenproduktion von langen Monomode-Lichtleitfasern mit geringen Transmissionsverlusten.
8. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet ferner die Herstellung von Ausgangsformen für Multimode-Lichtleitfasern. In diesem Fall kann die Dicke des porösen Glasmantelkörpers vergrößert werden, so daß eine zusätzliche Hülle aus einem Siliciumdioxidrohr nicht erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfaserausgangsformen durch

a) Bewegen eines Zuchtstabes in Axialrichtung unter gleichzeitiger Drehung um die Längsachse,

b) getrenntes Blasen einer den Glaskörper bildenden Gasmischung und eines Heizgases aus einem Synthesebrenner und Abscheiden der gebildeten Glaspartikel auf einem Ende des Zuchtstabes zur Bildung einer zylindrischen, porösen Ausgangsform, und

c) Verglasen der zylindrischen, porösen Ausgangsform zu einer durchsichtigen Lichtleitfaserausgangsform,

dadurch gekennzeichnet,

d) daß die Gase unter einem Winkel von 10° bis 60° zur Drehachse des Zuchtstabes auf den Zuchtstab aufgeblasen werden, und

e) daß die nicht auf der Wachstumsfläche abgeschiedenen Glaspartikel durch mindestens einen in der Nähe des Kerns der porösen Ausgangsform angeordneten Auslaß abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht abgeschiedenen Glaspartikel im Abstand von 1 mm bis 50 mm bevorzugt 5 bis 10 mm vom Umfang der zylindrischen, porösen Ausgangsform und neben deren Wachstumsfläche durch den Auslaß abgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht abgeschiedenen Glaspartikel relativ zylindrischen, porösen Ausgangsform dem Synthesebrenner gegenüberliegend abgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Synthesebrenner als Brenner für den Kern der porösen Ausgangsform dient und daß auf dem Umfang des porösen Kerns mittels eines Mantelbrenners eine poröse Ausgangsform für den Mantel abgeschieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase für den Kern unter einem &angsph; von 30° bis 50° gegenüber der Rotationsachse der Ausgangsform aufgeblasen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase durch den Synthesebrenner unter einem &angsph; von 30° bis 40° gegenüber der Rotationsachse der Ausgangsform aufgeblasen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl feiner Glaspartikel für den Kern mit Hilfe eines zum Mittelbereich des Heizgasstrahls exzentrischen Brenners erzeugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Glaskörper bildende Gasmischung vom Heizgasstrom umgeben ist, und in Strahlrichtung gegenüber dessen Mitte versetzt herausgeblasen wird.

9. Verwendung der nach Anspruch 1-8 hergestellten Ausgangsformen zum Ziehen von Lichtleitfasern.

10. Kernbrenner zur Herstellung von porösen Ausgangsformen für Monomode-Lichtleitfasern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blasdüse (61, 81, 91, 111) eine den Glaskörper bildende Gasmischung von einer Blasdüse (63, 83, 93, 113) für brennbares Gas derart umgeben ist und daß die Mitte der Düse für eine den Glaskörper bildende Gasmischung in der Strahlrichtung gegenüber der Mitte der Blasdüse (63, 83, 93, 113) für das brennbare Gas versetzt ist.

11. Kernbrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzgas-Blasdüse (62, 82, 92, 112), die Blasdüse (63, 83, 93, 113) für das brennbare Gas sowie eine Hilfsgas-Blasdüse (64, 84, 94, 114) in dieser Reihenfolge die Blasdüse (61, 82, 92, 112) die den Glaskörper bildende Gasmischung umgebend angeordnet sind, wobei letztere (61, 81, 91, 111) gegenüber der Mitte der Schutzgas-Blasdüse (62, 82, 92, 112) versetzt ist.

12. Kernbrenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die Schutzgas-Blasdüse (92, 112) definierten Innenbereich neben der Blasdüse (91, 111) für die den Glaskörper bildende Gasmischung eine Blasdüse (95, 115) vorgesehen ist, mit der ein Steuergas zur Steuerung des Durchmessers des porösen Kernrohlings herausgeblasen wird und daß eine Blasdüse (96, 116) für ein Hilfsbrenngas neben der Steuergas-Blasdüse (95, 115) angeordnet ist.

13. Kernbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzgas-Blasdüse, die Blasdüse für das brennbare Gas sowie eine Hilfsgas-Blasdüse in dieser Reihenfolge die Blasdüse für die den Glaskörper bildende Gasmischung umgebend angeordnet sind und daß eine Steuergas-Blasdüse (115, 116) zu beiden Seiten der Blasdüse (111) für die den Glaskörper bildende Gasmischung in einem durch die Schutzgas-Blasdüse (112) definierten Innenbereich angeordnet ist.