DE69900958T2

DE69900958T2 - Verfahren zur Herstellung einer grossen Vorform für einzelmode Fasern

Info

Publication number: DE69900958T2
Application number: DE69900958T
Authority: DE
Inventors: Paul Francis Glodis; Charles Francis Gridley; Donald Paul Jablonowski; David Kalish; Kenneth Lee Walker
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: CN1101344C; KR20000011715A; EP0972752A1; US6105396A; ATE214037T1; TW476738B; CN1241542A; EP0972752B1; DE69900958D1; KR100327463B1; BR9902718A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Glasvorformen unter Verwendung der modifizierten chemischen Gasphasenabscheidung (MCVD) und spezieller ein Verfahren zur Erhöhung der Größe solcher MCVD-Vorformen.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Herstellung von optischen Fasern wird eine Glas-Vorform vertikal aufgehängt und mit einer kontrollierten Geschwindigkeit in einen Ofen bewegt. Die Vorform erweicht in dem Ofen, und aus dem geschmolzenen Ende der Vorform wird mit Hilfe eines Spills, das an der Basis eines Ziehturms angeordnet ist, frei eine Glasfaser gezogen. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Herstellung einer solchen Glas-Vorform, welche ein massiver zylindrischer Stab mit einem Brechzahlprofil (d. h. Änderung der Brechzahl in Abhängigkeit vom Abstand von der Mitte des Stabes) ist, das zur Leitung von Licht geeignet ist. Es sei angemerkt, dass die Brechzahlprofile der Vorform und der gezogenen Faser im Wesentlichen identisch sind, obgleich die Vorform einen Durchmesser aufweist, der tausende Male größer als jener der gezogenen Faser ist. Die Menge an Faser, die aus einer Glas-Vorform gezogen werden kann, ist direkt proportional zur Größe der Vorform. Dabei sind mit der Verwendung größerer Vorformen wesentliche Kosteneinsparungen verbunden.
Es existieren eine Anzahl konkurrierender Verfahren zur Herstellung von Glas-Vorformen, wovon eine als modifizierte chemische Gasphasenabscheidung (MCVD) bekannt ist, bei welcher die Brechzahl der Vorform entwickelt wird, indem glasartige Partikel (rußähnlich, auch als Soot bezeichnet) auf den Innenwänden eines Glasrohrs (bisweilen als Substratrohr bezeichnet) abgeschieden werden. Der Soot enthält Siliciumdioxid, das im Allgemeinen mit Germanium dotiert ist, um dessen Brechzahl zu erhöhen. Andere beliebte Verfahren zur Herstellung von Vorformen sind die außenseitige Gasphasenabscheidung (OVD) und die axiale Gasphasenabscheidung (VAD), bei welcher Soot auf der Außenfläche eines Sootkörpers abgeschieden wird, der in einem nachfolgenden Schritt gesintert wird.
Es besteht eine merkliche Beschränkung für die Größe der MCVD-Vorform, die auf den relativ geringen Glasabscheidungsgeschwindigkeiten beruht, sowie auf der relativ kleinen Menge an abgeschiedenem Glas, die bei einem innenseitigen Abscheidungsvorgang möglich ist. Während des MCVD-Prozesses wird Soot auf der Innenfläche des Substratrohrs gleichzeitig abgeschieden und zu Glas gesintert. Eine MCVD-Wärmequelle ist typischerweise ein sich hin und her bewegender Sauerstoff-Wasserstoff- Brenner, der die Außenfläche des Substratrohrs aufheizt. Bei jedem Durchlauf des Brenners wird eine dünne Glasschicht auf der Innenfläche des Rohrs hinzugefügt. Zuerst werden mehrere dünne Schichten an Mantelmaterial abgeschieden und danach werden mehrere dünne Schichten an Kernmaterial abgeschieden. Bei den einfachsten Monomode- Gestaltungen (d. h. nicht dispersionsverschobene Faser, Faser mit brechzahlangepasstem Mantel oder mit innen niedrigerbrechendem Mantel, auch als Matched-Clad- bzw. Depressed-Clad-Faser bezeichnet), befindet sich der Mantel üblicherweise auf einem Niveau, welches durch eine Dotierung mit Fluor und/oder Phosphor erzielt werden kann, und der Kern befindet sich auf einem anderen Niveau (üblicherweise einfach durch Germaniumdotierung). Bei komplizierteren Monomode-Gestaltungen (d. h. dispersionsverschobene Faser) kann sich die Brechzahl sowohl über den Mantel als auch über den Kern hin ändern. Unterschiede werden erzeugt, indem die Konzentration des verwendeten Dotiermaterials (z. B. Germanium) verändert wird. Einschränkungen hinsichtlich der Wärmeleitungsgeschwindigkeit durch die Wand des Substratrohrs und hinsichtlich der maximalen Menge an Reaktionspartnern, die das Rohr hinab zugeführt werden können und in dem heißen Bereich wirksam zur Reaktion gebracht werden können, beschränken die Abscheidungsraten. Typische MCVD-Abscheidungsraten liegen zwischen 0,2 und 2,0 Gramm/Minute - in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Glases. Der Durchmesser des abgeschiedenen Kerns wird mit (d) bezeichnet, und der Durchmesser des abgeschiedenen Mantels wird mit (D) bezeichnet. Idealerweise braucht nur Kernmaterial auf der Innenwand des Substratrohrs abgeschieden zu werden, um das gewünschte Brechzahlprofil zu erzeugen. In diesem Fall beträgt das abgeschiedene Verhältnis Mantel/Kern (D/d) 1,00. Dies stellt jedoch zu strenge Anforderungen an die Reinheit des Substratrohrs. Derzeitig ergeben Vorformen, die durch MCVD hergestellt sind, bis zu 250 Kilometer (km) Faser pro Meter Länge der Vorform.
Demgegenüber bewegen sich die Abscheidungsraten für die OVD- und VAD-Verfahren zwischen 5 und 50 Gramm/Minute, und die durch OVD und VAD hergestellten Vorformen ergeben mehr als 400 km Faser pro Meter Länge der Vorform. Dessen ungeachtet weist MCVD bestimmte Vorteile gegenüber den vorstehend erwähnten außenseitigen Abscheidungsverfahren auf. Da die Sootabscheidung und das Sintern bei MCVD gleichzeitig erfolgen, können Dotierstoffe auf schichtweiser Basis in das Glas eingebaut und an ihrem Platz fixiert werden. Darüber hinaus ist der Bereich an Dotierstoffen, die bei MCVD verwendet werden können, größer als bei den außenseitigen Verfahren. Zusätzlich zu solchen Dotierstoffen, die allen Verfahren gemeinsam sind, wie etwa Germanium, welches die Brechzahl anhebt, kann bei MCVD eine Fluordotierung verwendet werden, um die Brechzahl deutlich zu erniedrigen. Eine Fluordotierung ist bei außenseitigen Verfahren schwer zu handhaben, da der Einbau in Soot grundlegend ein Diffusionsprozess ist. Die Vielseitigkeit von MCVD hinsichtlich der Wahl der Dotierstoffe ermöglicht den Aufbau komplexer Brechzahlprofilformen auf direktem Wege. Ein weiterer Vorteil von MCVD, welcher teilweise den Nachteil der Abscheidungsrate ausgleicht, ist die Verwendung des Substratrohrs und nachfolgend des Mantelrohrs, um den Großteil des Glases in dem gesamten Faserherstellungsprozess bereitzustellen.
Bei dem MCVD-Verfahren ergeben sich in einem Substratrohr, das über zu lange Zeiträume extrem hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wie es bei der Herstellung großer MCVD-Vorformen der Fall wäre, da große Mengen an Kernmaterial in dem Substratrohr abgeschieden werden müssen, Dimensionsschwankungen und die Bildung von Blasen. Wenn man lediglich die Abscheidungsrate von Kernmaterial erhöhen könnte, wie es bei MCVD-Vorformen für Multimode-Fasern getan wird, bei denen die Abscheidungsrate ein Gramm pro Minute übersteigt, würde diese Sorge verschwinden. Im Gegensatz zu Multimode- Fasern, bei denen hohe Anteile an GeO&sub2;-Dotiermaterial verwendet werden, werden für Monomode-Fasern relativ geringe Anteile an GeO&sub2; verwendet. Dieser Unterschied ist wichtig, da höhere Anteile an Dotierstoff tendenziell die Temperatur des Erweichungspunkts (Viskosität) des abgeschiedenen Materials herabsetzen, sodass sie bei niedrigeren Temperaturen eine glatte Schicht auf der Innenwand des Substratrohrs bilden. Dementsprechend kann das Sintern bei niedrigeren Temperaturen erfolgen. Außerdem enthalten Vorformen für Multimode-Fasern ferner P&sub2;O&sub5; als Dotiermaterial, das die Temperatur des Erweichungspunktes des abgeschiedenen Materials weiter herabsetzt (siehe beispielsweise US-Patent 4,339,173).
Die Verwendung vorgefertigter Rohre bei der Herstellung großer Vorformen für optische Monomode-Fasern ist bekannt und beispielsweise in US-Patent 5,106,402 gezeigt. Solche Rohre werden verwendet, um einen Kernstab zu ummanteln, welcher erzeugt wurde, indem Licht leitende Materialien auf der Innenwand eines Substratrohrs abgeschieden wurden und danach das Substratrohr geschrumpft wurde, auch als Kollabieren bezeichnet, um den Kernstab zu bilden. Es wird eine Abscheidungsrate von etwa 5 g/min verwendet.
Es wird also eine MCVD-Vorform für eine Monomode- Faser angestrebt, die etwa 400 km oder mehr an Faser pro Meter Länge der Vorform ergibt, sowie ein kommerziell attraktives Verfahren zur Herstellung selbiger.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Eine große optische Vorform wird über ein Verfahren der modifizierten chemischen Gasphasenabscheidung (MCVD) hergestellt, indem aufeinanderfolgende Schichten von Kern- und Mantelmaterialien auf der Innenfläche eines rotierenden Glassubstratrohrs abgeschieden werden, das einen Hydroxylionen(OH&supmin;)-Anteil aufweist, welcher kleiner als 0,5 Gewichtsanteile pro Million (ppm) ist. Das Substratrohr wird dann zum einwärts gerichteten Kollabieren gebracht oder geschrumpft, um einen Kernstab auszubilden, bei welchem das abgeschiedene Kernmaterial einen Durchmesser (d) aufweist, der größer als etwa 5 Millimeter ist, und das abgeschiedene Mantelmaterial einen Außendurchmesser (D) aufweist, der kleiner als etwa 15 Millimeter ist. Der Kernstab wird dann mit einer oder mehreren Schichten aus Glas mit einem Hydroxylionen(OH&supmin;)- Anteil von weniger als 1,0 ppm Gewichtsanteilen überzogen, um die große Vorform zu erzeugen, aus welcher etwa 400 Kilometer optischer Monomode-Faser pro Meter Länge der Vorform gezogen werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei Glasmäntel (innerer und äußerer) verwendet. Beispielshalber kann der innere Glasmantel herunterdotiert sein, während der äußere Glasmantel dies nicht ist, und die resultierende Vorform wird für die Herstellung einer Faser mit innen niedriger brechendem Mantel, oder Depressed-Clad-Faser, verwendet.
Außerdem wird in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung während der Abscheidung der Kern/Mantel- Materialien und ebenfalls während des Schrumpfens des Substratrohrs ein Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner verwendet. Ein solcher Brenner erzeugt Hydroxylionen(OH&supmin;)- Verunreinigungen auf der Oberfläche des Kernstabes, welche nachfolgend durch Plasmaätzen entfernt werden.
Ein automatisches Sichtungssystem wird verwendet, um die physikalischen Abmessungen des Substratrohrs während der Abscheidung von Kern- und Mantelmaterialien und während des Schrumpfens desselben zu kontrollieren. Das automatische Sichtungssystem überwacht und steuert den Durchmesser des Substratrohrs, indem der Druck in dem Rohr reguliert wird. Darüber hinaus überwacht und steuert das automatische Sichtungssystem die Geradlinigkeit des Rohrs, indem es eine Drehgeschwindigkeit des Rohrs in Abhängigkeit von dessen Winkelposition bewirkt.
Größere Vorformen bieten ökonomische Vorteile für die Faserherstellung. Bei der Vorformenherstellung erhöhen größere Vorformen die Menge an Faser, die mit dem gleichen Satz an Maschinen und Arbeitskräften pro Zeiteinheit hergestellt wird. Einer erhöhten Nachfrage kann ohne zusätzliches Kapital oder zusätzliche Arbeitskräfte entsprochen werden. Beim Faserziehen erhöhen größere Vorformen wirksam die Ziehgeschwindigkeit und den Ziehertrag, indem die Einrichtezeit einen kleineren Prozentsatz der Zeit des Ziehzyklus ausmacht und indem Anfahrverluste einen kleineren Prozentsatz der Gesamtlänge der Vorform ausmachen. Sowohl bei Vorformvorgängen als auch bei Ziehvorgängen verteilen sich die zusammengesetzten Kosten aus Arbeitskräften und der Bestückung auf eine größere Produktionsmenge an Faser, was zu geringeren Faserkosten pro Meter führt.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein kommerziell attraktiver Kompromiss zwischen der optischen Reinheit des Substratrohrs und der Menge an Mantelmaterial, die abgeschieden werden muss, erreicht werden könnte. (Mit steigender Reinheit des Substratrohrs vermindert sich der Bedarf an abgeschiedenem Mantelmaterial.) Außerdem haben die Erfinder erkannt, dass die MCVD-Zykluszeit ausreichend niedrig sein muss, sodass OH&supmin;-Anteile im Volumen des Substratrohrs und in den MCVD-abgeschiedenen Materialien (durch Aussetzen gegenüber OH oder H, die von der H&sub2;/O&sub2;-Brennerflamme herrühren) nicht über den Punkt hinaus erhöht werden, an welchem noch eine Faser mit niedriger Dämpfung mit einem niedrigen D/d-Verhältnis hergestellt werden kann. Die Zeit, die zuvor gebraucht wurde, um Mantelmaterial abzuscheiden, kann nun verwendet werden, um zusätzliches Kernmaterial abzuscheiden, was die Zykluszeit niedrig hält und ermöglicht, den Kernstab in einer dickeren Glasummantelung unterzubringen.
Demzufolge wurde ein kommerziell attraktives Verfahren zur Herstellung großer MCVD-Vorformen (d. h. groß genug, um etwa 400 km optischer Fasern pro Meter Länge der Vorform zu ziehen) erfunden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung und die Art und Weise ihrer Ausführung wird deutlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, wenn diese mit den angefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Drehbank zur Glasbearbeitung ist, die eine Brenneranordnung zur Erwärmung eines Glassubstratrohrs sowie ein automatisches Sichtungssystem zur Begradigung des Glasrohrs, nachdem dieses erhitzt worden ist, beinhaltet;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer großen MCVD-Vorform entsprechend der Erfindung ist;
Fig. 3 die Querschnittsansicht einer Glas-Vorform entsprechend der Erfindung zeigt, welche die den abgeschiedenen Kern- und Mantelmaterialien zugehörigen Abmessungen veranschaulicht;
Fig. 4 einen Plasmabrenner zeigt, der Hydroxylionen (OTt) von der Oberfläche eines Kernstabs entfernt; und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zeigt, die bewirkt, dass ein Kernstab in ein Rohr eingesetzt und mit diesem ausgerichtet wird, und die bewirkt, dass das Rohr auf den Stab geschrumpft wird.

Detaillierte Beschreibung

Zu Beginn beziehen wir uns auf Fig. 2, welche eine allgemeine Übersicht des bevorzugten Verfahrens zur Herstellung einer großen Vorform entsprechend der vorliegenden Erfindung bietet. Diese Schritte weisen einzelne Nummerierungen auf (21 bis 29), auf die während der gesamten Beschreibung Bezug genommen wird.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Herstellung ist es bei einem Verfahren der modifizierten chemischen Gasphasenabscheidung (MCVD) wünschenswert, mehr Zeit für die Abscheidung von Kernmaterial und weniger Zeit für die Abscheidung von Mantelmaterial zu verbrauchen. Mit abnehmender Dicke des abgeschiedenen Mantels erhöht sich jedoch die Notwendigkeit der Reinheit in dem Ummantelungsrohr, da Verunreinigungen wie etwa Hydroxylionen (OH&supmin;) in dem Substratrohr 33 Absorptionsverluste verursachen. Die trifft zu, weil OH&supmin;- Ionen mobil sind und in Richtung des Kerns wandern werden, insbesondere während des Vorgangs des Faserziehens. Und was noch schlimmer ist: OH&supmin;-Ionen können sich zu Wasserstoff zersetzen, welcher sehr viel mobiler als OH&supmin; selbst ist und auch während des Faserziehens in den Faserkern diffundieren kann. Eine nachfolgende Reaktion zwischen dem Wasserstoff und atomaren Defekten in dem Faserkern wird bewirken, dass sich dort OH&supmin;-Ionen bilden. Es ist festgestellt worden, dass Substratrohre mit einem OH&supmin;-Anteil, der geringer als 0,5 Anteile pro Million (ppm) ist, sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen. Da sich außerdem bei einer herkömmlichen optischen Monomode-Faser ein kleiner Anteil der optischen Leistung in dem Substratrohr selbst ausbreitet, in Abhängigkeit von der Dicke des abgeschiedenen Mantels, setzt der OH&supmin;-Anteil des Substratrohrs eine niedrigere Grenze für die abgeschiedene Manteldicke für eine geeignete Faser mit geringer Dämpfung. Dementsprechend ist in Schritt 21 die Auswahl eines Substratrohrs mit einer solchen Reinheit gefordert. Die Schritte 22 bis 24 beziehen sich auf die Herstellung eines Kernstabs durch ein Verfahren der modifizierten chemischen Gasphasenabscheidung, wie es nachfolgend erörtert wird:

Modifizierte chemische Gasphasenabscheidung

Wir nehmen Bezug auf Fig. 1, welche eine generell mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete Vorrichtung zum Erwärmen eines Glassubstratrohrs 33 zur Herstellung eines Kernstabs mit Hilfe des MCVD-Verfahrens zeigt. Spezielle Details des MCVD-Verfahrens sind in US-Patent 4,217,027 und in Kapitel 4 (insbesondere Seiten 156-162) des Lehrbuchs "Optical Fiber Telecommunications II", Academic Press, Inc., 1988 AT&T und Beil Communications Research, Inc. offenbart.
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Glasbearbeitungs- Drehbank 120 mit einem Kopfstück 13, auch als Triebstock bezeichnet, und einem Endstück 14, auch als Reitstock bezeichnet, welche jeweils von einer gemeinsamen Welle (nicht gezeigt) angetrieben werden und welche verwendet werden, um das Glassubstratrohr 33 in solcher Weise zu stützen, dass es gedreht werden kann. Eine Drehgeschwindigkeit von etwa dreißig (30) Umdrehungen pro Minute wird vorgeschlagen. Das Glassubstratrohr 33 wird auf der Drehbank positioniert, wobei sich dessen eines Ende in dem Triebstock 13 befindet und dessen anderes Ende über eine geschweißte Verbindung 318 mit einem Abzugsrohr 319 verbunden ist. Das Abzugsrohr 319 wird in dem Reitstock 14 der Drehbank 120 gehalten. Bei dem MCVD- Prozess wird ein konstant bewegter Strom aus Reaktionspartnern (z. B. Siliciumtetrachlorid) und Sauerstoff durch das Innere des Substratrohrs 33 gelenkt. Dieser Strom enthält Dotierstoffe wie etwa Germanium, um die gewünschte Brechzahl in der fertigen Lichtleiterfaser zu erzeugen. Während jedes Durchlaufs werden dotierte Reaktionspartner vom Triebstockende des Rohrs aus in dieses bewegt, während verbrauchte Gase am Reitstockende abgegeben werden.
Die Drehbank 120 umfasst außerdem einen Schlitten 110, der zur Hin- und Herbewegung entlang der Drehbank montiert ist. Auf dem Schlitten 110 ist eine Brenneranordnung montiert, die generell mit dem Bezugszeichen 130 bezeichnet ist. Die Brenneranordnung 130 umfasst ein Gehäuse 132, das durch eine Halterung 133 gestützt ist, welche wiederum durch einen Pfosten 135 gehalten wird, der auf dem Schlitten 110 montiert ist. Die Brenneranordnung 130 ist dazu angepasst, eine Strömung aus Brennstoffgasen zu bewirken, um Flammen zu erzeugen, die zu dem Rohr 33 hin gerichtet werden. Durch Einschluss der Wärme von den brennenden Gasen auf einen gewünschten Oberflächenbereich des Rohrs liefert die Brenneranordnung eine Reaktionstemperatur (beispielshalber 2.000ºC bis 2.200ºC) in einem Erhitzungsbereich. Die Montierung der Brenneranordnung 130 auf dem Schlitten 110 und deren Bewegung in Bezug auf das Rohr 33 bewirkt, dass sich der Erhitzungsbereich entlang der Länge des rotierenden Rohrs verschiebt. Über eine Anpassung der Halterung 133 kann eine Bedienungsperson die Brenneranordnung 130 innerhalb eines Bereichs von Abständen von dem Rohr 33 oder zu einer von mehreren Positionen um das Rohr herum und im Abstand zu dem Rohr bewegen.
Die Brenneranordnung 130 kann derartig konstruiert sein, dass sie entweder eine Oberflächenmischeinheit oder eine Vormischeinheit darstellt. Bei einer Oberflächenmischeinheit wird jedes der zwei Brennstoffgase durch die Brenneranordnung 130 geführt und in einem Einschlussbereich, der zwischen der Brenneranordnung und dem Rohr vorgesehen ist, zusammengemischt. Bei der Vormischeinheit andererseits, werden die Brennstoffgase, bevor sie durch die Brenneranordnung und in die Nähe des eingeschlossenen Rohrs 33 strömen, vorgemischt. Es ist wichtig, dass das Gehäuse 132 und dessen Düsen (nicht gezeigt) gekühlt werden, um ein sauberes Gas zu liefern, welches eine Oxydation und ein daraus resultierendes Abblättern des Materials, aus welchem das Gehäuse und die Wände hergestellt sind, verhindert. Ein Kühlmittel wie beispielsweise gekühltes Wasser wird in Leitungen in dem Gehäuse eingespeist, um die notwendige Kühlung bereitzustellen. Details hinsichtlich der Gestaltung einer geeigneten Brenneranordnung sind in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung 09/092380 mit dem Titel "Modified Chemical Vapor Deposition Using Independently Controlled Thermal Sources", die am 05. Juni 1998 eingereicht wurde (Marszalek et al.) und am 22. Dezember 1999 als EP-A-0965569 veröffentlicht wurde, offenbart.
Während des Abscheidungsprozesses durchläuft die Brenneranordnung 130 langsam die Länge des rotierenden Rohrs 33 vom Triebstockende 13 der Drehbank 120 aus zu deren Reitstockende 14 und kehrt dann schnell zu dem Triebstockende zurück. Es sei angemerkt, dass Reaktionsgase in einen Einlassanschluss 311 am Triebstockende eingeführt werden und aus einem Abzugsanschluss 312 an dem Reitstockende abgegeben werden. Um jedoch einen geeigneten Druckwert in dem Rohr 33 aufrechtzuerhalten, damit sich dessen Durchmesser nicht erweitert oder vermindert, wird in den Abzugsanschluss 312 Sauerstoff eingeführt, obwohl die Nettoströmung an Gasen durch das Rohr von dem Triebstockende zu dem Reitstockende erfolgt. Jeder Durchlauf der Brenneranordnung bewirkt, dass eine einzelne Schicht aus Siliciumdioxid und Dotierstoffen auf die Innenwand des Rohrs geschmolzen wird. Die Zusammensetzung der verschiedenen Schichten wird durch die Zusammensetzung der Reaktionsgase bestimmt und kann verändert werden, um eine Abstufung der Brechzahl zur Erzielung eines gewünschten Profils zu erreichen.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung die Abscheidung von wesentlich mehr Kernmaterial in einem Substratrohr erfordert, als jemals zuvor abgeschieden worden ist. Ein bevorzugtes Verfahren zur Erhöhung der Rate, mit welcher Kernmaterial abgeschieden wird, ist in der gleichfalls anhängigen US-Patentanmeldung 09/112069 mit dem Titel "High Rate MCVC Method Of Making An Optical Fiber Preform", die am 08. Juli 1998 eingereicht wurde (Glodis et al.) und am 26. September 2000 als US-A- 6122935 veröffentlicht wurde, offenbart. Obwohl die Abscheidungsrate für Kernmaterial erhöht ist, verbringt das Substratrohr 33 dessen ungeachtet immer noch beträchtlich mehr Zeit bei erhöhten Temperaturen als jemals zuvor, und da das Substratrohr 33 sich in einer horizontalen Stellung befindet und während der Abscheidung der Kern- und Mantelmaterialien axial gedreht wird, ist es anfälliger für unbeabsichtigte Änderungen seiner Form. Aus diesem Grund beinhaltet die Vorrichtung 100 ein automatisches Sichtungssystem, das auf dem Schlitten 110 montiert ist, um zu bewirken, dass das Substratrohr 33 eine zentrale Längsachse 310-310 aufweist, die eine gerade Linie darstellt, und um den Außendurchmesser des Substratrohrs zu messen und zu steuern.
Das automatische Sichtungssystem umfasst eine Quelle für Laserlicht 140 und einen Detektor 150, die auf gegenüberliegenden Seiten des Rohrs 33 angeordnet sind. Der Detektor 150 beinhaltet eine lineare Matrix aus Fotodioden 151, welche den durch das Rohr geworfenen Schatten erfasst. Eine Steuerung 160 spricht auf elektrische Signale von dem Detektor 150 an, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Rohrs steuert und indem sie den Gasdruck in dem Rohr steuert. Die Laserquelle 140 und der Detektor 150 sind so angeordnet, dass sie jenen Abschnitt des Rohrs überwachen, der gerade aufgeheizt worden ist. Vorzugsweise sind die Quelle 140 und der Detektor 150 während der Abscheidung zwischen der Brenneranordnung 130 und dem Triebstock 13 angeordnet, und während des Schrumpfens zwischen der Brenneranordnung 130 und dem Reitstock 14. Wenn das Rohr 33 nicht exakt gerade ist, wird dessen Schatten auf der Matrix aus Fotodetektoren 151 nach oben und unten schwanken. Die Steuerung 160 spricht auf ein solches Schwanken an, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Rohrs 33 in Abhängigkeit von dessen Winkelposition ändert. Das Ausgangssignal 162 liefert ein elektrisches Signal zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit.
Wie man erwarten könnte ist die Drehgeschwindigkeit geringer, wenn die Winkelposition des Rohrs so ist, dass dieses nach oben gebogen ist, und die Drehgeschwindigkeit ist höher, wenn die Winkelposition des Rohrs so ist, dass es nach unten gebogen ist. Dementsprechend wird die Schwerkraft genutzt, um das Rohr zu begradigen. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten Verfahren zur Begradigung solcher Rohre dar. (Beispielsweise offenbart US-Patent 4,477,273 die Verwendung einer Karbonwalze, die unterhalb des Rohrs angeordnet ist, um welche herum die Laserquelle 140 und der Detektor 150 nun angeordnet sind. Die Karbonwalze kommt, wenn notwendig, an der Unterseite des Rohrs in Anlage, um dieses gerade zu halten.) Der Detektor 150 überwacht außerdem den Durchmesser des Rohrs 33. Für den Fall, dass der Durchmesser kleiner als gewünscht ist, reagiert die Steuerung 160 am Ausgang 161 durch Erhöhung des Drucks der Sauerstoffströmung in den Anschluss 312 hinein. Für den Fall, dass der Durchmesser größer als gewünscht ist, reagiert die Steuerung 160 am Ausgang 161 durch Verminderung des Drucks der Sauerstoffströmung in den Anschluss 312 hinein. In jedem Fall verläuft die Nettoströmung von Gasen durch das Rohr 33 immer noch in Richtung vom Triebstock 13 zum Reitstock 14.
Nach der Abscheidung des Kernmaterials und des Mantelmaterials und entsprechend Schritt 24 (siehe Fig. 2) wird das Substratrohr 33 geschrumpft, um einen massiven Kernstab zu bilden, indem es auf eine höhere Temperatur als während der Abscheidung erhitzt wird. Die Wand des Rohrs 33 wird angrenzend an dessen Reitstockende zusammengequetscht, um den Eintritt von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen in das Rohr zu verhindern, während dieses geschrumpft wird. Während des Schrumpfens bewegt sich die Brenneranordnung 130 nun in einer Anzahl von Durchläufen von dem Reitstock zu dem Triebstock. Am Ende jedes Durchlaufs wird der Schlitten 110 schnell zum Reitstock zurückgeführt, um einen weiteren Zyklus zu beginnen. Obwohl die Bewegungsrichtung der Brenneranordnung 130 in deren Betriebszustand während des Schrumpfungsmodus vorzugsweise entgegen der des Abscheidungsmodus verläuft, kann sie auch die gleiche sein. In diesem Fall wird das Rohr 33 am Reitstockende nicht vollständig abgequetscht, um die Abführung von Gasen zu ermöglichen. Anderenfalls könnte ein unerwünschter Druckaufbau in dem Rohr auftreten.
Der Schrumpfungsprozess für Monomode-Vorformen beginnt üblicherweise mit einer Reihe von Schrumpfungsdurchläufen in der gleichen Richtung wie die Abscheidung. Der Laser 140 und der Detektor 150 sind so angeordnet, dass sie der Brenneranordnung 130 folgen. Wenn das Durchgangsloch des Rohrs 33 ausreichend klein ist, werden ein oder mehrere Ätzdurchläufe ausgeführt, um eine kleine Menge an Material von der Innenfläche zu entfernen. Dieses Material ist während der vorhergehenden Schrumpfungsdurchläufe an Germanium verarmt und würde, wenn es in den fertig geschrumpften Stab eingebaut werden würde, eine mittige Einsenkung in dem Brechzahlprofil bewirken. C&sub2;F&sub6; wird als das Ätzgas zusammen mit O&sub2; und Cl&sub2; verwendet, und die Ätzdurchläufe erfolgen wiederum in der ursprünglichen Abscheidungsrichtung. (Dieser Ätzschritt ist ein Grund dafür, weshalb das Reitstockende des Rohrs 33 nach der Abscheidung nicht einfach geschlossen werden kann und alle Schrumpfungsvorgänge vom Ende zum Kopf ausgeführt werden können.) Auf die Ätzdurchläufe können einige weitere Schrumpfungsdurchläufe folgen. Das Rohr 33 wird am Reitstockende abgedichtet, die Laserquelle 140 und der Detektor 150 werden dann auf die entgegengesetzte Seite der Brenneranordnung 130 umgesetzt und das Schrumpfen wird mit einem oder mehreren Durchläufen in der Richtung vom Ende zum Kopf beendet, wobei die Laserquelle 140 und der Detektor 150 weiterhin der Brenneranordnung 130 folgen.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass ein Zylinder, dessen Länge 1 Meter beträgt und dessen Durchmesser 5,2 Millimeter (mm) beträgt, mathematisch ausgedehnt werden kann, sodass er einen Zylinder bildet, dessen Länge 400 Kilometer (km) beträgt und dessen Durchmesser 8,2 Mikrometer beträgt, was dem Durchmesser des Licht führenden Bereichs einer Monomode-Faser entspricht. Dementsprechend kann eine 1 Meter lange Vorform mit einem abgeschiedenen Kerndurchmesser von etwa 5 mm verwendet werden, um etwa 400 km optischer Faser zu ziehen. Es sei ferner angemerkt, dass der Außendurchmesser des abgeschiedenen Mantelmaterials bei dem geschrumpften Stab einen Außendurchmesser darstellt, der geringer als 15 mm ist. Dies bedeutet, dass die Dicke des abgeschiedenen Mantelmaterials bei dem geschrumpften Stab weniger als 5 mm beträgt. Diese dünne Schicht an abgeschiedenem Mantelmaterial, die praktisch keinen OH&supmin;-Anteil aufweist, dient als ein Puffer für das Substratrohr, dessen OH&supmin;- Anteil bis zu 0,5 ppm betragen kann. Nichtsdestotrotz reicht er für die vorliegende Erfindung aus, welche das erste kommerziell geeignete Verfahren zur Herstellung von Vorformen unter Verwendung des MCVD-Prozesses umfasst, aus welchen mehr als etwa 400 km optischer Faser pro Meter Länge der Vorform gezogen werden können.
Vor dem ersten Durchlauf in dem Schrumpfungsmodus oder während desselben werden die Laserquelle 140 und der Detektor 150 zu der entgegengesetzten Seite der Brenneranordnung 130 bewegt. Dies kann manuell oder automatisch erfolgen. Der Laser 140 und der Detektor 150 müssen auf jener Seite der Brenneranordnung angeordnet sein, an der das Rohr weicher und somit anfälliger für Verformungen ist.

Ätzen des Kernstabs

Der Schritt Nummer 25 gibt an, dass der Kernstab geätzt wird, vorzugsweise mit einem wasserstofffreien Plasmabrenner. Fig. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung für das Plasmaätzen des Kernstabs, um einen beträchtlichen Anteil der OH&supmin;-Ionen zu entfernen, die auf der Oberfläche des Stabes vorhanden sind. Detaillierte Informationen, die das Plasmaätzen betreffen, sind in US- Patent 5,000,771 verfügbar, welches am 19. März 1991 veröffentlicht wurde. Wachstehend wird eine kurze Erörterung des Plasmaätzvorgangs gegeben, obwohl es sich versteht, dass auch andere Ätzverfahren angewendet werden können, um OH&supmin;-Ionen wirksam von der Oberfläche des Stabes zu entfernen. Diese anderen Ätzverfahren schließen mechanisches Schleifen und chemisches Ätzen ein, sind aber nicht auf diese beschränkt.
Ein isothermes Plasma kann verwendet werden, um schnell Siliciumdioxid und Silikatglas von der Außenfläche eines Glasstabes zu entfernen (zu ätzen). Bei einem isothermen Plasmabrenner stellt die Verdampfung aufgrund der hohen Plasmatemperatur, die im Zentrum des Plasmas typischerweise Werte von mehr als 9.000ºC erreichen kann, den vorherrschenden Mechanismus zur Materialabtragung dar. Durch den Kontakt der elektrisch leitfähigen Feuerkugel mit der feuerfesten dielektrischen Oberfläche wird wirksam Energie auf die Oberfläche übertragen und die Oberflächentemperatur über den Verdampfungspunkt des dielektrischen Materials hinaus angehoben.
Fig. 4 stellt schematisch eine beispielhafte Vorrichtung zum Plasmaätzen dar. Ein Brenner 40 umfasst einen Mantel 41 aus Quarzglas, der sowohl an eine Gasquelle 48 über ein Rohr 46 als auch an eine Gasquelle 47 über ein Rohr 45 angeschlossen ist. Die Gasquelle 47 führt das gewünschte Gas, das für die Plasmaentladung verwendet wird, in den Mantel 41 und durch die Abschirmung 410 hindurch zu. Die Plasma-Feuerkugel 42 wird durch eine HF-Spule 49 und einen HF-Generator 44 angeregt. Die Gasquellen werden allgemein verwendet, um ein ionisierbares Gas bereitzustellen, wobei die Plasma- Feuerkugel hauptsächlich in einem Einschlussbereich des Brenners enthalten ist. Durch Hinzufügen eines Gases mit hoher Ionisierungsschwelle zu dem ionisierbaren Entladungsgas kann ein wesentlicher Teil der Plasma- Feuerkugel aus dem Einschlussbereich herausgedrückt werden. Das zusätzliche Gas, das von der Gasquelle 48 geliefert wird und durch die Abschirmung 410 in dem äußeren Bereich des Brenners eingeschlossen ist, erzeugt in dem oberen Teil der Einschlusszone einen Bereich, in dem eine höhere Energie notwendig ist, um HF-Energie in die Gase einzukoppeln, um ein Plasma zu bilden. Der Teil der Feuerkugel außerhalb des Brenners beträgt typischerweise weniger als 50%, da die Aufrechterhaltung eines stabilen Plasmas im Allgemeinen erfordert, dass das Zentrum des Plasmas in dem Brenner verbleibt, damit ausreichend Energie von der HF-Quelle in das Plasma gekoppelt wird. Zusätzlich stellt der Betrieb, wenn sich die Feuerkugel zu etwa 30 bis 50% ihres Volumens außerhalb des Brenners erstreckt, im Allgemeinen höhere Anforderungen an die Leistungsanforderungen der HF-Quelle und die Strömungsgeschwindigkeit der Gase, die an dem Prozess beteiligt sind, als der Betrieb unterhalb von 30% des Volumens der Feuerkugel. Indem das Zentrum des Plasmas zum Brennerausgang hin gedrückt wird, kann die Plasma-Feuerkugel leicht den Kernstab 301 berühren. Darüber hinaus wird der Kontakt am leichtesten hergestellt, wenn die Plasma-Feuerkugel weiter aus dem Brenner herausgedrückt wird.
Der Kernstab 301 ist auf einer Drehbank 420 in solcher Weise montiert, dass der Stab gedreht werden kann. Mittel zum Montieren und Drehen solcher Stäbe sind Fachleuten im Allgemeinen bekannt. Ein gleichmäßiges Drehen des zylindrischen Kernstabes mit einer geeigneten Verschiebung des Plasmabrenners entlang des Stabes ermöglicht, dass Material von im Wesentlichen der gesamten Oberfläche abgetragen wird, sodass der Kernstab 301 seine Querschnittsform beibehält. Wichtiger ist, dass dieses spezielle Ätzverfahren ein Entfernen von OH&supmin;-Ionen von der Staboberfläche ermöglicht. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Ätztiefe von 0,25 ± 0,15 mm gewählt. Dementsprechend würde ein Kernstab, der vor dem Plasmaätzen einen Durchmesser von etwa 20 mm aufweist, nach dem Ätzen einen Durchmesser von etwa 19,5 mm aufweisen.
Gasströmungsgeschwindigkeiten in den Plasmabrenner hinein liegen im Allgemeinen in einem Bereich von 1,0 bis 100 Liter/min. wobei entweder O&sub2; oder O&sub2;/Ar das derzeitig bevorzugte Gas darstellen. Die Plasma-Feuerkugel, die von einem HF-Generator angeregt wird, der typischerweise eine Ausgangsleistung zwischen 20 und 40 kW bei beispielsweise 3 MHz liefert, durchläuft den Kernstab mit Geschwindigkeiten von typischerweise 0,01 bis 100 cm/s, wobei er etwa 1 Meter des bearbeiteten Kernstabs abdeckt. Der Kernstab wird im Allgemeinen mit 0,1 bis 200 U/min gedreht. Diese Bedingungen können Ätzraten im Bereich von typischerweise weniger als 0,01 Gramm/min bis zu mehr als 10 Gramm/min ergeben.
Die Gesamtkosten der Faser werden durch die Verwendung größerer Ummantelungsrohre reduziert. Vorzugsweise umfasst das Rohr synthetisches Siliciumdioxid, welches für seine hohe Reinheit, niedrige Dämpfung und hohe Zugfestigkeit bekannt ist. Die Reinheit des ersten Ummantelungsrohrs 34 (siehe Fig. 3) wird bestimmen, wie eng am Kern dieses angeordnet werden kann. Schritt Nummer 26 gibt an, dass der Kernstab mit einem Glasrohr ummantelt wird, das einen OH&supmin;-Anteil aufweist, der geringer als 1,0 ppm ist. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das erste Ummantelungsrohr 34 folgende etwaige Abmessungen auf: Länge = 1 Meter, Außendurchmesser = 33 mm, und Innendurchmesser = 20 mm.

Stab im Rohr

Schritt 27 in Fig. 2 gibt an, dass ein erstes Glasrohr 34 auf den Kernstab 301 geschrumpft wird, um eine erste Vorform 302 zu erzeugen, und Schritt 29 gibt an, dass ein zweites Glasrohr 35 auf die erste Vorform 302 geschrumpft wird, um eine zweite Vorform 303 zu erzeugen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Ummantelungsrohr 35 folgende etwaige Abmessungen auf: Länge = 1 Meter, Außendurchmesser = 90 mm, und Innendurchmesser = 33 mm. Wir beziehen uns nun auf Fig. 5 zur Erörterung des Schritts 27, welcher dem Schritt 29 ähnlich ist. Eine Vorrichtung 500 wird verwendet, um den Kernstab 301 in ein hohles Glasrohr 34 einzubringen und das Rohr auf den Stab zu schrumpfen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist das Glasrohr 34 so montiert, dass sich dessen Längsachse 310 vertikal erstreckt. Außerdem ist das Rohr 34 in einem kardanartigen Spannfutter 52 befestigt, welches in einer Halterung 53 befestigt ist, die auf einem unteren Arm 55 eines vertikalen Drehbankrahmens 510 gehalten wird, sodass es einseitig aufgehängt ist und schwenkbar in jede Richtung um seine Basis herum bewegt werden kann. Das untere Spannfutter 52 bietet außerdem eine Abdichtung zu der Außenfläche des Rohrs 34. Der Stab 301 hängt von einem oberen Spannfutter 51 herab und ist mit dem Rohr ausgerichtet. Das Spannfutter 51 wird von einem oberen Arm 56 gehalten, welcher einseitig an dem Drehbankrahmen 510 eingespannt ist. Danach wird eine relative Bewegung zwischen dem unteren und dem oberen Drehbankarm, 55 bzw. 56, und somit zwischen dem Rohr und dem Stab herbeigeführt, sodass bewirkt wird, dass ein beträchtlicher Teil der Länge des Stabes in dem Rohr angeordnet wird.
Der Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Stabs 301 und der Innenfläche des Rohrs 34 wird an jedem Punkt kontrolliert. Beispielsweise würde ein Stab mit einem Außendurchmesser von 20 mm mit einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 21,5 mm verwendet werden, sodass man einen einheitlichen Zwischenraum von etwa 0,75 mm erhält. Und obwohl es zu bevorzugen ist, dass der Stab zu Beginn in dem Rohr zentriert ist, wird dieses Ziel beim Einsetzen nicht immer erreicht und der Stab berührt manchmal vor dem Schrumpfen das Rohr oder ist nicht konzentrisch zu diesem. Sollte vor dem Schrumpfen eine Berührung oder ein nichtkonzentrischer Zustand (Exzentrizität) auftreten, wird die resultierende ummantelte Vorform eine Mitte aufweisen, die zu der Mitte des Stabes versetzt ist. Um eine solche Exzentrizität zu reduzieren, kann das Rohr jedoch geeignet bewegt werden, und zwar über die kardanartige Verbindung an der Basis des Drehbankrahmens 510, die eine Schwenkbewegung in jeder Richtung ermöglicht.
Ein ringartiger Brenner 520, welcher beispielsweise ein Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner sein kann, umgibt den gesamten Umfang des ersten Ummantelungsrohrs 34. Während das Rohr 34 und der Kernstab 301 um ihre Längesachsen gedreht werden, erhitzt der Brenner 520 das Rohr 34 ausreichend, um zu ermöglichen, dass sich das Rohr selbst umpositioniert und einen Versatz an der Verweilstelle des Brenners bildet, wodurch ermöglicht wird, dass das Rohr um den Stab herum zentriert wird. Tatsächlich wird das Rohr 34 durch die Erhitzung an einer bestimmten Stelle entspannt und wird in die Lage versetzt, sich selbst zu dem Stab 301 auszurichten. Der Brenner 520 verbleibt für eine vorgegebene Verweilzeit am oberen Ende 341 des Rohrs oder in der Nähe desselben, wodurch bewirkt wird, dass dieses an dieser Stelle an dem Stab 301 versiegelt wird. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt eine Vakuumvorrichtung 530 mit einem Rohr 531, das sich durch den Arm 55 und die Halterung 53 erstreckt und an das untere Ende des Rohrs angeschlossen ist, dass der Druck in dem Rohr in Bezug auf den Druck außerhalb des Rohrs vermindert wird. Im Ergebnis wird die Versiegelung des oberen Endteils des Rohrs mit dem Stab mit Unterstützung eines Unterdruckes erreicht. Zur Veranschaulichung beträgt der Druck innerhalb des Rohrs etwa 0,2 Atmosphären. Nach der Verweilzeit wird der Brenner 520 nach unten bewegt, wobei er die Länge des Rohrs durchläuft. Während der Brenner die Länge des Rohrs 34 durchläuft, wird ein Unterdruck aufrechterhalten, wodurch aufeinanderfolgende Längenabschnitte des Rohrs einer Erhitzungszone ausgesetzt werden und bewirkt wird, dass das Rohr 34 mit relativ schneller Geschwindigkeit auf den Stab 301 geschrumpft wird, sodass eine Vorform erzeugt wird, deren Querschnitt in Fig. 3 gezeigt ist. Für weitere Details in Bezug auf diesen Vorgang wird auf US-Patent 4,820,322 Bezug genommen, das am 11. April 1989 veröffentlicht wurde. Alternativ kann das Glasrohr unter Verwendung eines Plasmabrenners auf den Kernstab geschrumpft werden, um die OH&supmin;-Verunreinigungen weiter zu reduzieren, wie in US-Patent 5,578,106 offenbart ist, das am 26. November 1996 veröffentlich wurde. Es ist im Allgemeinen nicht notwendig, Verunreinigungen, die während des Ummantelungsvorgangs erzeugt werden, von der Außenfläche der Ummantelungsrohre zu entfernen, da sie sich ausreichend fern von dem Kern befinden.
Es wird kurz auf Fig. 3 Bezug genommen, um die tatsächlichen Abmessungen einer großen Vorform darzustellen, die durch das Verfahren vorliegender Erfindung erzielbar sind: 1 Meter (Länge); 90 mm (Außendurchmesser der zweiten Vorform 303); 32 mm (Außendurchmesser der ersten Vorform 302); 19,5 mm (Außendurchmesser des Kernstabs 301); 13 mm (Außendurchmesser des abgeschiedenen Mantels 32); und 7 mm (Außendurchmesser des abgeschiedenen Kerns 31). Eine Vorform mit solchen Abmessungen ist geeignet, um etwa 520 km optischer Monomode-Faser zu ziehen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer optischen Monomode- Faser mit den Schritten:

Auswählen eines ersten zylindrischen Rohres (33), welches eine Länge und eine zentrale Achse aufweist, und aus einem Glas mit einem Hydroxylionen-(OH-)-Anteil besteht, welcher kleiner als 0,5 Gewichtsanteile pro Million (ppm)ist.

Anordnen des ersten zylindrischen Rohres in einer horizontalen Achse und Drehen des Rohres um seine zentrale Achse;

Abscheiden aufeinanderfolgender Schichten eines Mantelmaterials (32) auf die Innenoberfläche des ersten Rohres über dessen Länge;

Abscheiden aufeinanderfolgender Schichten eines Kernmaterials (31) auf das Mantelmaterial über dessen Länge;

Aussetzen des ersten Rohres an eine Wärmequelle (130), die sich entlang der Länge des Rohres bewegt, wobei die Wärme aus der Quelle ein einwärts gerichtetes Kollabieren des Rohres zur Ausbildung eines Kernstabes (301) bewirkt, wobei das abgeschiedene Kernmaterial einen Durchmesser aufweist, der größer als etwa 5 mm ist und das abgeschiedene Mantelmaterial einen Durchmesser aufweist, der kleiner als etwa 15 mm;

Auswählen eines zweiten zylindrischen Rohres (34) mit einem Innendurchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser des Kernstabes ist, wobei das zweite Rohr aus einem Glas mit einem Hydroxylionen-(OH-)Anteil besteht, welcher kleiner als 1,0 ppm Gewichtsanteile ist;

Plazieren eines erheblichen Abschnittes des Kernstabes in dem zweiten Rohr;

Aussetzen des zweiten Rohres an eine Wärmequelle (520), die ein einwärts gerichtetes Kollabieren dieses auf den Kernstab zur Erzeugung einer ersten Vorform (302) bewirkt,

gekennzeichnet durch die Schritte:

Überwachen des Außendurchmesser des ersten Rohres und Verändern des Gasdrucks innerhalb des ersten Rohres, um dessen Außendurchmesser während der Abscheidung der Kern- und Mantelmaterialien zu steuern; und

Überwachen der Geradlinigkeit des ersten Rohres und Verändern der Drehgeschwindigkeit des ersten Rohres abhängig von dessen Winkelposition während der Abscheidung der Kern- und Mantelmaterialien, um dessen Geradlinigkeit während der Abscheidung der Kern- und Mantelmaterialien zu steuern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Ziehens der optischen Faser aus der ersten Vorform (302).

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten;

Auswählen eines dritten zylindrischen Rohres (35) mit einem Innendurchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser der ersten Vorform (302) ist, wobei das Rohr aus einem Glas mit einem Hydroxylionen-(OH-)Anteil besteht, welcher kleiner als 1,0 ppm Gewichtsanteile ist;

Plazieren eines erheblichen Abschnittes der ersten Vorform in dem dritten Rohr; und

Aussetzen des dritten Rohres an eine Wärmequelle (520), die ein einwärts gerichtetes Kollabieren dieses auf die ersten Vorform zur Ausbildung einer zweiten Vorform (303) bewirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit dem Schritt des Ziehens der optischen Faser aus der zweiten Vorform (303).

5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt: Entfernen eines erheblichen Abschnittes der Oberflächenverunreinigungen auf dem Kernstab durch Ätzen der Außenoberfläche des festen Stabes, um dessen Durchmesser um einen vorbestimmten Betrag zu reduzieren.