DE3136071C2 - Verfahren zum Regeln von Parametern bei der Herstellung von Vorformlingen optischer Fasern - Google Patents

Verfahren zum Regeln von Parametern bei der Herstellung von Vorformlingen optischer Fasern

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der US 41 61 656 bekannt.
Bekanntlich wird eine wirksame Ausbreitung optischer Wellenenergie längs einer optischen Multimode-Faser durch Abstufen des Brechungsindex des Faserkerns erreicht. Aus diesem Grund ist eine genaue Kenntnis des Brechungsindexprofils erforderlich, um die Übertragungseigenschaften einer optischen Faser abschätzen zu können. Hierzu sind in der Vergangenheit zahlreiche Techniken zur Messung des Brechungsindexprofils von optischen Fasern und von Vorformlingen optischer Fasern entwickelt worden. Beispielsweise sind in der US-PS 4161 656 verschiedene Techniken zur Bestimmung der Verteilung der Dotierstoffe zur Modifikation des Brechungsindex in optischen Fasern und in Vorformlingen optischer Fasern mit Hilfe einer Beobachtung der Reaktion einer optischen Faser bzw. eines Vorformlings einer optischen Faser auf eine Beleuchtung mit ultraviolettem Licht beschrieben. Aus dieser Messung kann das Brechungsindexprofil errechnet werden.
Der Nachteil dieser und verschiedener anderer Meßtechniken besteht darin, daß sich diese Techniken erst nach erfolgter Herstellung der Faser oder des Vorform
lings anwenden lassen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bereits während der Herstellung eines Glasfaser-Vorformlings die Brechungsindex-Verteilung innerhalb des Vorformlings und ggf. dessen Schichtdicke an die gewünschten Verhältnisse anzunähern, um insbesondere die Ausschußproduktion zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Anordnung zur Überwachung und Regelung des Brechungsindexprofils des Vorformlings einer optischen Faser;
Fig.2 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Anordnung zur Überwachung und Regelung des Brechungsindexprofils;
Fig.3 einen Querschnitt durch einen Vorformling und eine davon hergestellte Röntgenstrahl-Schattenkurve;
F i g. 4 und 5 Blockschaltbilder von Signalprozcssoren zur Verwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 6 eine Röntgenstrahl-Schattenkurve eines Vorformling*, mit einer Vielzahl abgeschiedener Schichten, und
F i g. 7 eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der axialen Aufdampfung von Glasschichten im Zuge der Herstellung von Vorformligen.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Überwachung und Regelung des Brechungsindexprofils eines Vorformlings einer optischen Faser, welcher mit Hilfe des sogenannten »modifizierten chemischen Aufdampfverfahrens« hergestellt wird. Wie in der CA-PS 10 50 833 im einzelnen beschrieben ist, wird bei diesem Verfahren ein Trägerrohr gehaltert und gedreht (mit Hilfe nicht dargestellter Vorrichtungen), während eine heiße Zone längs des Rohrs in einer durch einen Pfeil 12 angedeuteten Richtung bewegt wird. Üblicherweise wird die heiße Zone durch eine Flamme 4 einer Erwärmungsvorrichtung 11 erzeugt, welche bei der Darstellung nach Fig. 1 auf einer Fahrbahn 3 angebracht ist. Gleichzeitig wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial über eine Kinlaß-Rohrleitung 13 in das Trägerrohr 10 eingeführl. Die Einlaß-Rohrleitungl3 ist mit Hilfe zweier Rohrleitungen 8 und 9 mit einem Materialbehälter 14 verbunden. Der Behälter 14 umfaßt üblicherweise eine Sauerstoffquelle 15, eine Quelle 18 für ein zur Modifizierung des Brechungsindex dienendes Dotiermaterial, wie beispielsweise Germaniumtetrachlorid, sowie eine Quelle 19 für ein glasbildendes Grundmaterial, wie beispielsweise Siiiziumtetrachlorid. Die Sauerstoffquellc 15 ist mittels eines ersten Ventils 6 mit der Quelle 18 und mittels eines zweiten Ventils 7 mit der Quelle 19 verbunden.
Diese Werkstoffe befinden sich üblicherweise im flüssigen Zustand und werden vorzugsweise mit Hilfe von Erhitzern 16 und 17 erwärmt. Im Betrieb strömt das Gas von der Quelle 15 blasenförmig über die indexmodifizierende Dotierstofflösung sowie die glasbildende Losung. Die resultierenden, gasförmigen Mischungen werden anschließend mit Hilfe der Rohrleitungen 8 und 9 einem Mischer 5 zugeführt, wo sie miteinander vereinig! werden. Die vereinigte Mischung wird wiederum mit Hilfe
der Einlaß-Rohrleitung 13 in das Vorformlingträgerrohr 10 eingeleitet, wo es erwärmt wird, was zum Niederschlag einer Glasschicht auf der Innenfläche des Rohrs 10 rührt.
Von besonderem Interesse sind der Brechungsindex und die Dicke jeder niedergeschlagenen Schicht. Der Brechungsindex jeder Schicht ist in erster Linie eine Funktion der relativen Konzentrationen der beiden Werkstoffe innerhalb der gasförmigen Mischung. Die Schichtdicke ist eine Funktion der Konzentration des glasbildenden Grundmaterials innerhalb des gasförmigen Ausgangsmaterials, der Temperatur der heißen Zone sowie der Vorschubgeschwindigkeit der heißen Zone. Sofern die Temperatur und die Geschwindigkeit der heißen Zone auf zuvor ermittelten optimalen Werten konstant gehalten werden, brauchen lediglich die Konzentration des glasbildenden Grundmaterials und der indexmodifizierenden Materialien geregelt zu werden, um das gewünschte Brechungsindexprofil zu erhalten. Im betrachteten Beispielsfalle wird dies durch getrennte Messung der GeCI4- und SiCU-Konzentration in den betreffenden Rohrleitungen 8 und 9 erreicht. Zur Durchführung dieser Messungen ist zumindest ein Abschnitt 20 bzw. 21 jeder Rohrleitung 8 und 9 aus einem für ultraviolette Strahlung durchlässigen Material, wie beispielsweise gerauchter Kieselerde, hergestellt, wobei das durch diese Abschnitte hindurchströmende Gas mit Hilfe einer UV-Strahlungsquelle 22 bzw. 23 beleuchtet bzw. bestrahlt wird. In jedem Falle fällt die Strahlung auf das Gas in einer Richtung, welche quer zu der Strömungsrichtung des Gases durch den betreffenden Rohrleitungsabschnitt verläuft. Bei einer ersten Ausführungsform mißt ein Detektor 24 bzw. 25, welcher auf der der UV-Strahlungsquelle abgewandten Seite des lichtdurchlässigen Rohrleitungsabschnitts angebracht ist, die Intensität der durch das Gas hindurch getretenen UV-Energie. Da die Absorption der UV-Energie durch GeCI4 und SiCU in Abhängigkeit der betreffenden Stoffkonzentrationen varriert, ergeben die beiden Intensitätsmessungen ein Maß für die Dicke und den Brechungsindex der auf dem Trägerrohr niedergeschlagenen Glasschicht. Die auf diese Weise erzeugten Detektorausgangssignale werden einem Prozessor 26 zugeführt, welcher die Meßwerte mit gepeicherten Referenzwerten vergleicht. Falls die Differenz zwischen den gemessenen und den gespeicherten Signalen eine zu geringe Konzentration ausweist, wird ein Signal erzeugt, welche die öffnung des zugeordneten Ventils in Richtung auf eine Vergrößerung der Gasströmung durch die betreffende Materialquelle auslöst. Wenn andererseits die Differenz eine zu hohe Konzentration ausweist, löst das Fehlersignal eine entsprechende Verringerung der Gasströmung aus.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Frequenz des ultravioletten Lichtes so gewählt, daß in dem speziellen, interessierenden Material eine Fluoreszenz hervorgerufen wird. Bei dieser zweiten Ausführungsform werden die Detektoren in vorteilhafter Weise so in ihrer Lage verändert, daß sie keinerlei ultraviolette Strahlung auffangen. Dagegen werden das induzierte sichtbare Licht (Vl) erfaßt und die entsprechenden Meßsignale dem Prozessor 26 zugeführt, wo in der vorstehend beschriebenen Weise ein Fehlersignal erzeugt wird.
Aul diese Weise werden die Konzentrationen des indexmodifizierien Dolierstoffes und des glasbildenden Materials überwacht und gesteuert, um mit Hilfe dessen den Brechungsindex und die Dicke der auf dem Vorformling-Trägerrohr niedergeschlagenen Voriormlingsschichten zu regeln.
Bei einem alternativen Verfahren zur Regelung des Herstellungsprozesses für den Vorformling werden die auf dem Vorformling-Trägerrohr niedergeschlagenen Schichten direkt gemessen und — soweit erforderlich — in Abhängigkeit von diesen Messungen die Herstellungsparameter variiert. Eine Anordnung zur Durchführung dieser Messungen, welche einen Röntgenstrahl-Schattenschreiber verwendet, ist in Fig.2 veranschaulicht, welche einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit dem Trägerrohr 10, der Erwärmungsvorrichtung 11 und der Gaseinlaß-Rohrleitung 13 zeigt. Ferner sind eine Röntgenstrahlungsquelle 30 und ein zugeordneter Röntgenstrahlungsdetektor 31 in F i g. 2 dargestellt.
Wie in einem Aufsatz mit dem Titel »Applicative Investigation of X-Ray Non-Destructive Inspection Technique for Measurement of Core Diameters and Germanium Concentration Profiles of Optical Fibre Preforms« von H. Takahashi und Mitarbeitern in der Zeitschrift »Proceedings of the Optical Communication Conference, Amsterdam, September 17 — 19, 1979« erläutert ist, wird bei Bestrahlung eines Kieselerde-Vorformlings mit einem gleichförmigen Röntgenstrahl die Intensitätsvcrteilung des austretenden Röntgenstrahl in der in Fig. 3 veranschaulichten Weise modifiziert, welche den Querschnitt des Vorformlings mit einer einzigen niedergeschlagenen Schicht und die zugehörige, mit Hilfe des Röntgenstrahlungsdetektors 31 ermittelte Intensitätsverteilung des Röntgenstrahl zeigt. Im Bereich außerhalb des Vorformling-Rohrs 10 besitzt die ermittelte Röntgenstrahlungsintensität ein Maximum, welches durch I0 gegeben ist. Im Intervall zwischen einem Punkt a auf der Außenfläche des Rohrs 10 und einem Punkt b auf dessen Innenfläche verringert sich die ermittelte Intensität vom Wert /o auf den Wert /|, da der Röntgenstrahlungsweg immer größere Glasschlieren innerhalb des Rohrs 10 aufweist. Bei Erreichen der ersten Schicht 33 verringert sich die erfaßte Intensität noch weiter, jedoch mit einer größeren Steigung wegen der Anwesenheit des indexmodifizierenden Dotierstoffes, was zu einem Kurvenknick an der Grenzschicht b zwischen dem Rohr und der Schicht führt. In ähnlicher Weise befindet sich ein scharfer Knick der Intensitätskurve an der Grenzschicht c zwischen der Schicht 33 und dem gasförmigen Ausgangsmateriai 34, welches den restlichen Bereich innerhalb des Rohrs 10 ausfüllt.
Wie aus der so festgelegten Intensitätsverteilungskurve ohne weiteres hervorgeht, wird die Dicke d der Schicht 33 durch den Abstand zwischen den Knickstellen en den Grenzschichten b und c bestimmt, während die Dotierstoffkonzentration eine Funktion der Differenz der gemessenen Intensitäten I\ und /2 ist.
Diese Meßwerte werden einem Prozessor 32 zugeführt, wo sie mit zuvor gespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Die aufgrund dieser Vergleiche von dem Prozessor 32 erzeugten Fehhiersignale werden anschließend bei einer von einer Reihe von Möglichkeiten zur Modifizierung der Systemparameter verwendet.
Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß die Schichtdicke zu groß ist, kann das Fehlersignal zur Verringerung der Geschwindigkeit verwendet werden, mit der die heiße Zone längs des Rohrs 10 bewegt wird. Falls die gemtssene Schichtdicke zu gering ist, kann die Vor-Schubgeschwindigkeit verringert werden. Alternativ hierzu kann das Fehlersignal zur Regelung der Flammentemperatur und/oder der Materialkonzentration in dem gasförmigen Ausgangsmaterial benutzt werden.
Wenn beispielsweise die Schichtdicke zu groß ist, kann das Fehlersignal zur Modifizierung des im Prozessor 26 (Fig. 1) gespeicherten Referenzsignals verwendet werden, wodurch das dem Ventil 7 (F i g. 1) zugeführte Steuersignal modifiziert wird. Dies bewirkt einen Feinabgleich der Gasströmung und dient im betrachteten Beispielsfalle zur Verringerung des SiCU-Anteils in der Gasmischung. Wenn in ähnlicher Weise festgestellt wird, daß die Dotierstoffkonzentration nicht richtig ist, bewirkt eine entsprechende Modifikation des dem Ventil 8 zugeführten Steuersignals einen Feinabgleich der Konzentration des indexmodifizierenden Dosierstoffes in der Gasmischung.
Die Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgenstrahlungsdetektor werden in vorteilhafter Weise an einem beweglichen, nicht dargestellten Ständer in geeigneter Weise befestigt, um sie unmittelbar hinter der vorrükkenden heißen Zone nachzuführen. Durch diese Maßnahme lassen sich die Schichten konstant überwachen und Korrekturen kontinuierlich mit dem Aufbringen jeder Schicht innerhalb des Rohrs 10 durchführen. Damit lassen sich die geringsten Abweichungen hinsichtlich der Schichtdicke oder des Brechungsindex rasch erfassen und geeignete Korrekturen durchführen.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Prozessors 26 zur Erzeugung der Fehlersignale, welche die Gasströmung durch die Ventile 6 und 7 steuern. Der Prozessor umfaßt zwei Speicherschaltungen 40 und 41, welche die relevanten Referenzsignale für jene niederzuschlagende Schicht speichern. Die einen. in der Speicherschaltung 41 gespeicherten Signale beziehen sich auf die Dotierstoffkonzentration, während sich die anderen, die der Speicherschaltung 40 gespeicherten Signale auf die Schichtdicke beziehen. Die jeweils aufgebrachte Schicht wird durch das Zählsignal eines am einen Ende der Fahrbahn angebrachten Zählers 29 identifiziert, aufgrund dessen die Speicherschaltung in der Lage ist, das zugehörige Referenzsignal zu selektieren. Bei jedem Lauf der Flamme wird der Zähler 29 durch die zurückkehrende Erwärmungsvorrichtung 11 weitergeschaket, wodurch ein neues Referenzsigna! von jeder Speicherschaltung 40 und 41 bereitgestellt wird. Diese Referenzsignale werden zusammen mit den von den Detektoren 25 und 24 erfaßten Meßsignalen der Komparatorschaltung 42 bzw. 43 zugeführt, wo sie unter Erzeugung von Fehlersignalen miteinander verglichen werden. Die Fehlersignale werden anschließend den zugeordneten Stellgliedern zur Modifizierung der Herstellungsparameter zugeführt. Im betrachteten Beispielsfalle stellen die Strömungsventile 6 und 7 die Stellglieder dar.
In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Prozessors 32 zur Erzeugung von Fehlersignalen in Abhängigkeit der von dem Röntgenstrahlungsdetektor 31 erzeugten Meßsginale veranschaulicht. Der Prozessor 32 umfaßt eine Videozeilen-Abtasteinrichtung 50. dessen Ausgangssignal einen Kurvenverlauf der in F i g. 3 veranschaulichten Art besitzt. Die Amplituden der von der Zeilenabtasteinrichtung 50 ausgehenden Signale werden von einem Digitalisierer (Analog/Digital-Umsetzer) 51 gemessen, welcher die gemessenen Amplituden in eine geeignete digitale Form umsetzt. Die resultierenden Signale werden in einer Lese-, Speicher- und Vergleichsschaltung 52 gelesen, gespeichert und verglichen.
Wie im Zusammenhang mit F i g. 3 ausgeführt wurde, führt jede niedergeschlagene Schicht zu einer Verringerung der Intensität der erfaßten Röntgenstrahlen.
F i g. 3 zeigt diese Intensitätsverringerung anhand einer einzigen Schicht. In der nunmehr betrachteten F i g. 6 ist ein Teil einer Schattenkurve für eine Vicl/ahl von η + 1 Schichten veranschaulicht. Wie hieraus hervorgeht, führt jede Schicht zu einer Verringerung der Röntgenstrahlungsintensität. Um festzustellen, ob die Dotierstoffkonzentration richtig ist, wird die Änderung der Röntgenstrahlungsintensität gemessen und mil einem zuvor in dem Speicher des Prozessors gespeicherten Referenzsignal verglichen. Die Schaltung 52 führt die erforderlichen Messungen durch einen Vergleich des jeweils letzten Intensitätsminimums mit dem jeweils neuesten Minimum aus. Das von der n-ten Schicht erzeugte und in der Schaltung 52 gespeicherte Minimum sei In. (Der letztgenannte Wert wird aufgrund der abrupten Intensitätsänderung beim Eintritt des Abtaststrahls in den gasgefüllten Bereich des Trägerrohrs eindeutig erkannt.)
Sobald die η + He Schicht niedergeschlagen ist, wird ein neues Minimum, nämlich /„ + ,, erfaßt und mit dem zuletzt erfaßten Minimum In verglichen. Die resultierende Differenz wird wiederum in der Komparatorschaltung 53 mit einem von der Speicherschaltung 54 gelieferten Referenzsignal verglichen und hieraus ein Fehlersignal erzeugt.
Die Breite der η + Hen Schicht wird durch Erzeugung eines Signals bestimmt, dessen Amplitude proportional der verstrichenen Zeit, d. h., der Zeitdifferenz tn + 1 — Γ«, zwischen den beiden gemessenen Minima In + 1 und /„ ist. Dieses Differenzsignal wird wiederum in der Komparatorschaltung 55 mit einem von der Speicherschaltung 56 gelieferten Referenzsigal verglichen und hieraus ein zweites Fehlersignal erzeugt. Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, identifiziert der Zähler 29 die jeweils in Rede stehende Schicht.
Wie bereits erwähnt, können diese Fehlersignale auf verschiedene Weise verwendet werden. Beispielsweise kann das von der Komparatorschaltung 55 erzeugte Fehlersignal, welches sich auf die Schichtdicke bezieht, zur Regelung der Flammentemperatur oder der Geschwindigkeit verwendet werden, mit welcher sich die Flamme längs des Vorformling-Rohrs 10 bewegt. Alternativ hierzu können beide Fehlersignale verwendet werden, um die Amplituden der Referenzsignale im Prozessor 26 zu modifizieren, um eine Feinabstimmung der Gaskonzentration in dem gasförmigen, dem Rohr 10 zugeführten Ausgangsmaterial zu erzielen. In jedem Falle wird sich eine kontinuierliche Regelung des Herstellungsprozesses erreichen lassen.
Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung einer Information über den Schichtenniederschlag besteht darin, anstelle der Röntgenstrahlungsquelle und des Röntgenstrahlungsdetektors gemäß Fig. 2 eine UV-Bestrahlung und einen UV- oder einen Fluoreszenzdetektor zu verwenden. Beim Aufbringen der Schichten vergrößert sich der Betrag der absorbierten UV-Strahlung, was zu einer Verringerung des Signals am Ausgang des UV-Detektors führt Andererseits wird der Betrag der erzeugten Fluoreszenz um so größer, je mehr Schichten aufgebracht werden. In jedem Falle hängt der Meßeffekt von der Dicke jeder Schicht und der Dotierstoffkonzentration innerhalb jeder Schicht ab. Die auf diese Weise vorgenommenen Messungen können jedoch nicht so ohne weiteres wie die Röntgenstrahlungs-Schattcnkurve zur Regelung des Herstellungsprozcsses verwendet werden. Diese Messungen lassen sich jedoch zur Erfassung größerer Abweichungen des Hersieilungsprozesses verwenden. Wenn beispielsweise ein Ventil defekt
ist, lassen sich signifikante Abweichungen von dem erwarteten Pegel der UV-Strahlung oder des sichtbaren Lichtes (V 1) feststellen. Diese Abweichung kann entweder zur Alarmierung der Bedienungsperson oder zur Abschaltung der Anlage benutzt werden.
In der vorstehenden Beschreibung ist auf das sogenannte modifizierte chemische Aufdampfverfahren bezug genommen. Die erläuterten Techniken lassen sich jedoch ohne weiteres und ebenso gut auch auf andere Herstellungsverfahren für den Vorformling anwenden. F i g. 7 zeigt z. B. die Anwendung der Erfindung auf ein axiales Aufdampfverfahren zur Herstellung von Vorformlingen, bei welchem die glasbildenden Werkstoffe an der Stirnseite des Vorformlings niedergeschlagen werden, so daß dieser in Längsrichtung wächst. Und zwar zeigt F i g. 7 einen Teil einer zum Starten des Verfahrens verwendeten Silikastange 60, einen Abschnitt eines verfestigten Vorformlings 61, einen Abschnitt eines porösen Vorformlings 62, einen Erhitzer 63, welcher den porösen Vorformling 62 bei dessen Durchzug durch den Erhitzer 63 verfestigt, sowie zwei Sauerstoffbrenner 64 und 65, welche die glasbildenden Werkstoffe zuführen. Üblicherweise wird der Vorformling beim Aufbringen der Glasschichten gedreht, um eine axialsymmetrische Materialverteilung zu erzielen. Zur Überwachung des momentanen Brechungsindexprofils des Vorformlings wird die freie Stirnfläche des Vorformlings mit einer UV-Strahlung bestrahlt, deren Wellenlänge so gewählt ist, daß in dem indexmodifizierenden Dotierstoff eine Fluoreszenz hervorgerufen wird. Wenn mehr als ein Dotierstoff verwendet wird, können aufeinanderfolgende Messungen bei verschiedenen Wellenlängen durchgeführt werden. Falls die Wellenlängen der UV-Strahlung und der dadurch hervorgerufenen, sichtbaren Lichtstrahlung ν 1 für die verschiedenen Dotierstoffe ausreichend weit voneinander entfernt wird, lassen sich auch gleichzeitige Messungen durchführen. In jedem Falle wird eine UV-Strahlungsquelle 66 auf die freie Stirnfläche 69 des porösen Vorformlings 62 gerichtet. Die resultierende Fluoreszenz wird mit Hilfe einer Videokamera 67 erfaßt. In vorteilhafter Weise wird die Videokamera 67 auf die Oberfläche des Vorformlings fokussiert, um gewisse Interferenzen zu minimieren, welche von den aus den Brennern 64 und 65 austretenden, glasbildenden Materialien hervorgerufen werden.
Eine mit der Videokamera 67 verbundene Zeilenabtasteinrichtung 70 überwacht die Intensitätsverteilung der Floureszenz und erzeugt in Verbindung mit einem Prozessor 71 Fehlersignale zur Regelung des Herstellungsprozesses in der vorstehend erläuterten Weise.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Gasmischungen getrennt in den Rohrleitungen 8 und 9 überwacht. Da die Dämpfungsspitzen für die verschiedenen Werkstoffe bei unterschiedlichen Wellenlängen auftreten, können diese Messungen auch alternativ nach erfolgter Vereinigung der Gase in der Rohrleitung 13 durchgeführt werden. Soweit die zur Erzeugung von Fluoreszenz erforderliche Wellenlänge für die verschiedenen Werkstoffe unterschiedlich ist, läßt sich diese Messung ebenfalls nach der Vereinigung der Gase durchführen. Damit kommen zur Durchführung der Erfindung eine Reihe verschiedener Anordnungen in Betracht.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Regeln von Parametern bei der Herstellung von Vorformlingen optischer Fasern durch Abscheidung von Ausgangsstoffen aus der Gasphase an einem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Ausgangsstoffe im Gasstrom und/oder die Schichtdicke und/ oder die Zusammensetzung der gebildeten Glasschicht gemessen und in Abhängigkeit davon wenigstens ein indexbildender bzw. die Schichtdicke beeinflussender Parameter nachgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsänderung einer durch die Ausgangsstoffe hindurchtretenden UV-Strahlung ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch UV-Bestrahlung der Ausgangsstoffe hervorgerufene Fluoreszenz gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der die einzelnen Ausgangsstoffe enthaltenden Gasströme getrennt geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Schichtdicke und der Dotierstoffkonzentration der gebildeten Glasschicht der Intensitätsverlauf einer durch diese hindurchtretenden Röntgenstrahlung ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abscheidung der glasbiidenden Stoffe auf der Innenseite eines Trägerrohrs mittels einer Wärmequelle sowohl die Röntgenstrahlungsquelle als auch der zugehörige Röntgenstrahlungs- detektor zusammen mit der Wärmequelle längs des Trägerrohrs bewegt werden und zumindest die Bewegungsgeschwindigkeit der Wärmequelle geregelt wird.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2132186B (en) * 1982-12-22 1987-01-07 Western Electric Co Improved sintering of optical fiber preforms
DE3405625A1 (de) * 1984-02-16 1985-08-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur kontrolle und regelung des einbaus von dotiergasen in elektrisch leitende metallische schichten waehrend ihrer herstellung
JPS60186429A (ja) * 1984-03-01 1985-09-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ用母材の製造方法
JPS60242453A (ja) * 1984-04-12 1985-12-02 Dainippon Ink & Chem Inc リス型ハロゲン化銀写真感光材料
SE455441B (sv) * 1986-11-24 1988-07-11 Refina Instr Ab Sett att styra och/eller meta tjockleken av skikt sasom ytskikt pa underlag
US4929837A (en) * 1987-03-23 1990-05-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for detecting pinholes and incomplete coverage of hermetic coatings on optical fiber waveguides
US5032435A (en) * 1989-03-27 1991-07-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy UV absorption control of thin film growth
EP0611732B1 (de) * 1989-10-31 1997-10-08 Fujitsu Limited Verfahren zum Herstellen einer optischen Faservorform
DE19628958C2 (de) * 1996-07-18 2000-02-24 Heraeus Quarzglas Verfahren zur Herstellung von Quarzglaskörpern
EP1147407A4 (de) * 1998-12-21 2003-01-29 Corning Inc Stoffenkonzentrationsbestimmung mittels röntgenfluoreszenz
NL1013944C2 (nl) * 1999-12-23 2001-06-26 Plasma Optical Fibre Bv Werkwijze voor het door middel van een chemische dampdepositie (CVD) techniek vervaardigen van een voorvorm met een nauwkeurig gedefinieerd brekingsindexprofiel.
US6532773B1 (en) * 2000-06-30 2003-03-18 Fitel Usa Corp. Method of modifying the index profile of an optical fiber preform in the longitudinal direction
US20070047885A1 (en) * 2000-11-21 2007-03-01 Yaron Mayer System and method for transferring much more information in optic fiber cables by significantly increasing the number of fibers per cable
AUPR262601A0 (en) * 2001-01-19 2001-02-15 University Of Melbourne, The Optical fibre lens and method of forming same
AU2002226190B2 (en) * 2001-01-19 2007-12-13 The University Of Melbourne An optical fibre
KR100416977B1 (ko) * 2001-08-27 2004-02-05 삼성전자주식회사 어븀 도핑된 광섬유 모재의 어븀 도핑률을 측정하기 위한장치
JP3723845B2 (ja) * 2002-03-26 2005-12-07 国立大学法人富山大学 有機エレクトロルミネッセンス素子に使用される有機薄膜の膜厚測定法および測定装置
CN101052596A (zh) * 2005-10-07 2007-10-10 斯德莱特光学技术有限公司 具有高带宽的光纤及其制造方法
DE102015112382A1 (de) * 2015-07-29 2017-02-02 J-Fiber Gmbh Verfahren zum definierten Abscheiden einer Glasschicht an einer Innenwand einer Vorform sowie Vorform und Kommunikationssystem
DE102018105282B4 (de) * 2018-03-07 2024-02-29 J-Fiber Gmbh Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters sowie Verfahren zur Schlagkorrektur
JP7220847B2 (ja) * 2019-06-26 2023-02-13 住友金属鉱山株式会社 四塩化ケイ素の測定ユニット、四塩化ケイ素の品質評価方法、四塩化ケイ素の品質管理方法、炭化ケイ素基板の製造方法、および、炭化ケイ素基板製造装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3373278A (en) * 1965-01-06 1968-03-12 United States Steel Corp Determination of vapor coating rate by x-rays emitted from said vapor
US3654109A (en) * 1968-04-25 1972-04-04 Ibm Apparatus and method for measuring rate in flow processes
US4217027A (en) * 1974-02-22 1980-08-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Optical fiber fabrication and resulting product
JPS51143583A (en) * 1975-06-06 1976-12-09 Hitachi Ltd Method for regulating gas-phase chemical reaction
US4161656A (en) * 1978-03-28 1979-07-17 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Methods for measuring dopant concentrations in optical fibers and preforms

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Staab: Einführung in die theoretische organische Chemie, 4. Aufl., 1964, S. 295 *

Also Published As

Publication number Publication date
NL8120081A (de) 1982-01-04
KR840000429B1 (ko) 1984-04-06
DE3136071A1 (en) 1982-05-06
WO1981002419A1 (en) 1981-09-03
CA1159724A (en) 1984-01-03
FR2476633A1 (fr) 1981-08-28
KR830005064A (ko) 1983-07-23
FR2476633B1 (fr) 1986-04-04
GB2081704B (en) 1983-11-23
SE8106121L (sv) 1981-10-16
JPS59174539A (ja) 1984-10-03
US4292341A (en) 1981-09-29
JPS57500102A (de) 1982-01-21
GB2081704A (en) 1982-02-24

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