5.3.1 Előforma (preform) előállítása

iDevice ikon

A különböző szálszerkezetek különböző előformákat, és ezzel egyidejűleg eltérő készítési módszereket követelnek.

Az első generációs szálaknál, ahol a mag átmérőjéhez képest kicsi a héj vastagsága, egy központi magra történik a héj növesztése oly módon, hogy a héj alkotóelemeit a magra lecsapatják (külső kémiai gőzlecsapatás). A magon kiváló kvarcüveg-molekulák adják majd a héj szerkezetét. Az eljárást addig folytatják, míg a kívánt vastagságot el nem érik, azaz a mag/héj átmérő aránya meg nem egyezik a kialakítandó szálnál előírttal.

A monomódusú szálaknál a nagyon kis magátmérő miatt belső kémiai gőzlecsapatást alkalmaznak.

 

 45. ábra
Belső kémiai gőzlecsapatás

 

Az előforma előállítása a kvarcüveg tisztításával kezdődik. A nagytisztaságú üvegből először egy hordozócsövet húznak, melynek belső falára fogják lecsapatni a nagyobb törésmutatójú kvarcüveget.

A lecsapatásnál a hordozócsövön keresztül különböző anyagokat áramoltatnak át: a kvarcüveg alapanyagát, a nagyobb törésmutatót okozó fémvegyületet, katalizátor anyagokat, valamint oxigént, az oxidációs folyamat lezajlásához. A hordozócső állandó forgatása közben adott hőfokkal végigpásztázva, a cső belső felületén kiválik a kívánt nagytisztaságú üveg. Minél többször végezzük oda-vissza a folyamatot, annál vastagabb réteget lehet lecsapatni az üvegfalra. Ha menet közben fokozatosan növeljük a fémionok koncentrációját, akkor egyre nagyobb lesz a kivált anyag törésmutatója. Ezzel a módszerrel lehet gradiens indexű (vagy másmilyen törésmutató-eloszlású) preformot is előállítani.

Amikor a hordozócső belsejébe lecsapatott réteg vastagsága megfelelő, akkor a preformot 2000°C-ra hevítik, ahol ez a csőszerkezet tömör, a szálhoz hasonló kétrétegű rúddá olvad össze.

Az előformák nem állíthatók elő bármilyen nagy méretben, és ez behatárolja az ebből húzható szálak hosszát. Jelenleg a kereskedelemben a 2-3 km hosszúságú kábelek a legelterjedtebbek, ami azt jelenti, hogy ennél nagyobb távolságok áthidalásánál ezeket össze kell kötni.

Nagytávolságú összeköttetéseknél, ahol nem engedhető meg a sok kötés, vagy nem helyezhetők el ezek a kötések (például tenger alatti kábelek esetén), hosszabb szálak előállítására van szükség. Ennek egyik lehetséges módja a kettős olvasztótégelyű szálhúzó készülék alkalmazása.

 

46. ábra
Kéttengelyes szálhúzás elvi rajza

 

Ehhez az eljáráshoz nem kell előformát készíteni, hanem a két koncentrikusan elhelyezett platina olvasztótégely biztosítja a szálak mag/héj szerkezetét. A kifolyónyílások olyan térközzel vannak elrendezve, és olyan a méretük, hogy a mag és a köpeny üveganyaga közötti diffúzió végbemehessen, és a kívánt méreteket eredményezze. Miközben a kiömlőnyílásnál a szálhúzási eljárás folyik, közben a köpeny és a mag anyaga fokozatosan adagolható. Ezzel az eljárással elvileg tetszőleges hossz előállítható. A gyakorlatban 10-25-50 km hosszakat készítenek egyben.