NO151194B - Fremgangsmaate for redusering av hydroksylgruppeinnholdet i forformer for optiske fibre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører transrnisjonsmedia

for telekommunikasjonssystemer under anvendelse av lys-stråling og mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for redusering av hydroksylgrupper i forformer for optiske fibre fremstilt ved MCVD-prosessen med modifisert kjemisk dampavsetning.

Det er kjent at i overlappingsområdet mellom endene

til ultrafiolett absorpsjon på grunn av elektronisk overgang og IR-absorpsjon avledet fra molekylvibrasjon, representerer silisiumdioksyd, som er råmaterialet for fremstilling av optiske fibre, et minimum svekningsvindu. Som en følge av dette kan lys-bølgelengder- innen dette område hensiktsmessig anvendes.

Samtidig har man ved fremstilling av fibre gjort for-søk på å redusere de forurensninger som kan bevirke tap av nevnte bølgelengder. Hydroksylgruppe (-0H)-forurensningen i silisiumdioksydmatrisen hvorfra fiberen trekkes, forårsaker spesielt absorpsjonstopper like ved minimum-svekningsvinduene, varierende fra 0,7 ym til 1,6 pm.

I dette området er det to absorpsjonstopper som angår andre og tredje overtoner i den fundamentale vibrasjon ved 2,8 ym for hydrogen-oksygen-bindingen, som i betydelig ut-strekning reduserer det bånd som kan anvendes for trans-misjonen .

Tilstedeværelsen av hydroksylgrupper i optiske fibre skyldes deres tilstedeværelse i forløperen hvorfra fibrene trekkes.

Disse forløpere, fremstilt ved MCVD-prosessen (modifisert kjemisk dampavsetning), det vil si dampfaseavsetning på innsiden, fremlcorrmer forurenset av -OH-grupper eller av andre hydrogenerte forbindelser som er tilstede i hovedreagenser, slik som halogenider og oksygen, og i understøtningsrøret.

En redusert reagensforurensning kan oppnås ved hjelp av forskjellige prosesser, slik som rensing ved destillasjon,

ved sublimering, ved filtrering eller ved C^-fotokjemisk aktivering; men problemet med forurensning av forløper-bærerrøret har enda ikke blitt tilfredsstillende løst.

Ulempene skyldes diffusjon av urenheter i røret mot de innvendig avsatte lag av dopet silisiumdioksyd.

Diffusjonsfenomenet lettes ved den høye temperatur som oppnås i noen av fasene av fremstillingsprosessen. Dette vises ved det faktum at urenhetskonsentrasjonen avtar ekspo-nensielt mot forformaksen og deretter mot fiberaksen, hvilket er typisk for diffusjonsfenomenet.

Bruken av bufferlag oppnådd ved hjelp av lav-viskosi-tetsforbindelser mellom røret og de første lagene i forformen har bare en begrenset virkning når det gjelder å redusere for-urensningen .

Disse ulemper overkommes ved foreliggende oppfinnelse som angår en fremgangsmåte for redusering av hydroksylgruppeinnholdet i forformer for optiske fibre fremstilt ved MCVD-prosessen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hindrer at bærerrøret forurenses av hydroksylgrupper og eliminerer de ufordelaktige absorpsjonstopper ved bølgelengdene som er nyttige for optisk fibertransmisjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for redusering av hydroksylgruppeinnholdet i forformer for optiske fibre fremstilt ved MCVD-prosessen med utgangspunkt i innerveggene i et silisiumdioksydglass-bærerrør, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at hydrogenet i hydroksylgruppene som er tilstede i silisium-dioksydglass-bærerrøret utveksles med deuterium i det minste nær nevnte innervegger.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil frem-gå klarere utfra følgende beskrivelse av en foretrukken ut-førelse, og under henvisning til de medfølgende tegninger hvor: fig. 1 viser et skjematisk delsnitt av en første anordning for behandling av bærerrøret,

fig. 2 er et skjematisk snitt av en annen anordning.

Ifølge oppfinnelsen blir det bevirket en isotopisk utveksling mellom hydrogen- og hydroksylforurensningsgrupper og deuterium (D), hvorved man på innsiden av silisiumdioksydmatrisen, som utgjør bærerrøret, oppnår D-O-biridinger isteden for H-O-bindinger.

Ved denne utveksling blir den fundamentale vibrasjon for H-O-bindingen åpenbart erstattet med den fundamentale vibrasjon for D-O-bindingen, som har en bølgelengde på ca.

3,9 ym.

Den andre overtonen som medfører den høyere økning i lysstråle-svekningen, har en bølgelengde på ca. 1,95 ym og faller derfor utenfor det område som anvendes for trans-misjonen .

Den tredje overtonen ved 1,3 ym - bølgelengden befinner seg innen det område som kan anvendes, men er lavere ved ca. 90 dB/km/ppm i forhold til den andre overtonen, og derfor er dens virkning ubetydelig.

Hydrogen kan erstattes med deuterium ved hjelp av forskjellige prosesser; to av disse skal i det følgende be-skrives under henvisning til figurene 1 og 2.

På figur 1 vises en beholder 1 for deuterium og

denne beholder er gjennom en ventil 2 og en strømningsregulator 3 forbundet via røret 4 med en muffelovn 5 som kan settes under trykk. Bærerrøret 6 befinner seg inne i denne ovn.

Fremgangsmåten utføres i to forskjellige faser. I

den første oppnås deuteriumadsorpsjon av støtterøret ved tilstedeværelsen av selve røret i deuteriumatmosfære inne i ovnen 5 ved en temperatur i området 100-200°C, i noen timer.

I den andre fasen blir utvekslingen termisk aktivert ved å heve ovnstemperaturen til minst 500°C i ca. 1 time.

Utvekslingen mellom hydrogen og deuterium finner sted ved denne temperatur; reaksjonen lettes av den forskjellige bindingsenergi (463 KJ • mol 1 for H-O-binding og 469 KJ • mol 1 for D-O-binding ved 25°C). Figur 2 representerar en annen anordning for utførelse av fremgangsmåten.

Figuren viser en typisk apparatur for fremstilling

av forformer ved MCVD-prosessen med to forseglede spindler 7 og 8, som er lukket til bærerrøret 6, og en ringovn 9.

Også i dette tilfelle utføres fremgangsmåten i to suksessive faser. I den første induseres deuteriumadsorpsjon på innerveggene i røret, idet man lar deuterium strømme inne i selve røret, som står under trykk. En temperatur i området 100-200°C er lett å oppnå i en normal ovn som ikke står under trykk og anbragt på utsiden av bærerrøret.

I den andre fasen aktiveres utvekslingen i deuterium-strømmen ved bruk av den samme ringovnen 9, som benyttes i MCVD-prosessen. På grunn av at ovnen er liten, er utvekslingen lokalisert i et begrenset ringformet område og strekker seg til hele innerflaten ved hjelp av en langsom bevegelse av selve ovnen, mens spindlene 7 og 8 dreier røret rundt sin akse.

I det sistnevnte tilfelle elimineres forurensning

bare på innsiden av bærerrøret, men dette gir ikke opphav til ulemper fordi avsetningen av dopet silisiumdioksyd bare er i kontakt med innerveggene. Videre skal røret ikke videre behandles mellom operasjonene med isotopisk utveksling og avsetning for forformfrems tilling, og derfor unngås tilfeldige forurensninger.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for redusering av hydroksylgruppeinnholdet i forformer for optiske fibre fremstilt ved MCVD-prosessen med utgangspunkt i innerveggene av et silisiumdi-oksydglassbærerrør, karakterisert ved at hydrogenet i hydroksylgruppene i bærerrøret (6) utveksles med deuterium i det minste nær nevnte innervegger.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utvekslingen mellom hydrogen og deuterium oppnås først ved å indusere deuteriumadsorpsjon i det minste på innerveggene i nevnte bærerrør og deretter ved termisk aktivering av utvekslingen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at bærerrøret (6) anbringes i deuteriumatmosfære inne i en forseglet muffelovn (5), som kan settes under trykk, ved en temperatur i området 100-200° C i noen timer, og deretter ved en temperatur på minst 500°C i ca.

1 time.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte bærerrør (6) anbringes der forformen for optiske fibre fremstilles ved MCVD-prosessen og dreies, deuterium tilføres til rørets innside i noen timer og temperaturen holdes mellom 100 og 200°C i en muffelovn, hvoretter røret oppvarmes til en temperatur på minst 500°C langs ringformede områder ved hjelp av en ringovn som kan forflyttes parallelt med rørets akse.