(57)【要約】      （修正有）【課題】空洞を含む中間生成物に、それらの効果が再現可能でかつ均一な熱処理および／または反応性処理を施すことができる方法を提供する。【解決手段】ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２を含み、空洞を含む中間生成物３が、長手軸線１１と内側孔部５とを有するガラスからなる被覆管１に導入され、そこで熱処理される。ここから出発して、中間生成物３に、その効果が再現可能でかつ均一な熱処理および／または反応性処理を施すために、被覆管の内側孔部５に、第１のガス透過性のガス拡散器４ａが挿入され、第１のガス拡散器４ａは、被覆管の長手軸線１１に沿ってシフト可能であり、さらに熱処理の際に中間生成物３に対して圧入してガラス部品を製造する。【選択図】図１
2020138904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス部品を製造する方法であって、
以下の方法ステップ、すなわち、
（ａ）ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２を含み、空洞を含む中間生成物（３）を提供するステップと、
（ｂ）前記中間生成物（３）を、長手軸線（１１）と内側孔部（５）とを有するガラスからなる被覆管（１）に導入するステップと、
（ｃ）前記被覆管（１）内の前記中間生成物（３）を熱処理するステップと、
を含む、方法において、
前記被覆管の内側孔部（５）に、第１のガス透過性のガス拡散器（４ａ）が挿入され、前記第１のガス拡散器（４ａ）は、前記被覆管の長手軸線（１１）に沿ってシフト可能であり、前記第１のガス拡散器（４ａ）は、熱処理の際に、前記中間生成物（３）に対して圧入されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１のガス拡散器（４ａ）は、ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２と同じ粘度、特に好ましくは、ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２よりも高い粘度を有する多孔質のガラスからなる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記中間生成物（３）は、スート体、焼結体、または圧入体として形成されており、最大１ｍｍの間隙幅を有する間隙を残しながら、前記被覆管（１）の内側断面形状を充填する１つの外側断面形状を有している、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記中間生成物（３）は、前記第１のガス拡散器（４ａ）と第２のガス透過性のガス拡散器（４ｂ）との間に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記第１のガス拡散器（４ａ）および前記第２のガス拡散器（４ｂ）は、円筒状に構成されており、前記中間生成物（３）に接触するそれぞれ１つの平坦な端面を有している、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記被覆管の内側孔部（５）に第１の固定要素（６ａ）が挿入され、該第１の固定要素（６ａ）の中または該第１の固定要素（６ａ）の上に少なくとも１つの連続するガス流路（２０；４１；５１）が形成されており、前記第１の固定要素（６ａ）は、前記被覆管の長手軸線（１１）に沿ってシフトされ、前記第１のガス拡散器（４ａ）に対して圧入される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記第１の固定要素（６ａ）は、気密材料からなり、好適には、合成的に製造された原料から製造された石英ガラスからなる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第１の固定要素（６ａ）は、処理ガスの通流方向（１３）で見て前記第１のガス拡散器（４ａ）の上流側に配置されており、第２の固定要素（６ｂ）は、前記通流方向（１３）で見て前記第２のガス拡散器（４ｂ）の下流側に配置され、該第２のガス拡散器（４ｂ）に接触し、好適には、前記第１の固定要素（６ａ）、前記第１のガス拡散器（４ａ）、処理すべき前記中間生成物（３）、前記第２のガス拡散器（４ｂ）、および前記第２の固定要素（６ｂ）は、この順序で相互に断続的に存在する、請求項４または５記載の方法。
【請求項９】
張力装置（８；９；１０；６０；６１；６２；６３）を用いて、前記第１のガス拡散器（４ａ）に圧力を加える押圧力が生成される、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記張力装置は、前記被覆管の内側孔部（５）に挿入される弾性変形可能なばね要素、好適にはベローズ（１０）または磁性材料からなる第１の磁気要素（６１）を有しかつ前記被覆管の内側孔部（５）にシフト可能なスライダ（６１；６３）と、前記被覆管の内側孔部（５）の外側で前記長手軸線方向（１１）に移動可能でかつ前記磁気要素（６１）に作用する第２の磁気要素とを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１１】
前記被覆管の一方の端部（１ｂ）において、負圧が前記被覆管の内側孔部にかけられ、かつ／または、対向する前記被覆管の端部（１ａ）において、処理ガス（１３）が前記被覆管（１）に導入される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記中間生成物（３）は、熱処理のために電気式の環状加熱炉（１４）で加熱される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
空洞を含む中間生成物（３）を収容するためのガラスからなる被覆管（１）を含むガラス部品を製造する装置であって、
前記被覆管（１）は、長手軸線（１１）と内側孔部（５）とを有している、装置において、
前記被覆管の内側孔部（５）に、第１のガス透過性のガス拡散器（４ａ）が挿入されており、前記第１のガス拡散器（４ａ）は、前記被覆管の長手軸線（１１）に沿って前記中間生成物（３）に対してシフト可能であることを特徴とする、装置。
【請求項１４】
前記被覆管の内側孔部（５）に第１の固定要素（６ａ）が挿入されており、前記第１の固定要素（６ａ）は、前記被覆管の長手軸線（１１）に沿ってシフト可能でかつ前記第１のガス拡散器（４ａ）に対して圧入され、前記第１の固定要素（６ａ）の中または該第１の固定要素（６ａ）の上に少なくとも１つの連続するガス流路（２０；４１；５１）が形成されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記被覆管の内側孔部（５）に、前記第１のガス拡散器（４ａ）に圧力を加える張力装置（９：１０；６１；６３）が挿入されている、請求項１３または１４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術背景
本発明は、ガラス部品を製造する方法に関しており、この方法は、以下の方法ステップ、すなわち、
（ａ）ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２を含み、空洞を含む中間生成物を提供するステップと、
（ｂ）中間生成物を長手軸線と内側孔部とを有するガラスからなる被覆管に導入するステップと、
（ｃ）被覆管内の中間生成物を熱処理するステップと、
を含む。
【０００２】
その他に、本発明は、空洞を含む中間生成物を収容するためのガラスからなる被覆管を含むガラス部品を製造する装置に関しており、ここで、この被覆管は、長手軸線と内側孔部とを有している。
【０００３】
特別な特性の生成のために、石英ガラスは、他の物質でドープされる。ドープされた石英ガラスからなる部品は、例えば、半導体製造用のアーマチュアおよび部品、例えば通信用、フィルタガラス用、またはセンサー材料用のファイバーアンプ、ファイバーレーザー、微細構造化された光ファイバー、適合化されたコア屈折率または適合化された減衰特性を有するパッシブファイバーの製造のために使用される。
【０００４】
先行技術
光学予備成形体を製造する公知の方法では、出発部品が、石英ガラスからなる被覆管に導入され、この被覆管とともに予備成形体に溶融される。
【０００５】
アクティブ光ファイバー用の予備成形体を製造するこの種の「被覆管ガラス化」は、例えば米国特許第８，７２０，２３０号明細書に記載されている。ここでは、ＳｉＯ２粉末および例えば水溶性塩化物として可溶性の形態でも存在し得る希土類金属化合物からなる粉末が、スラリー形成のために水またはアルコールと混合される。所望の屈折率を設定するために、スラリーにはＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、および／またはＢ２Ｏ３などのドーパントを添加することができる。このスラリーは乾燥され、ＳｉＯ２、希土類金属、ドーパントからなる混合粉末に粉砕される。この混合粉末は、垂直方向に配向された長手軸線を有する石英ガラス管に充填され、その下方端部は多孔質のガラスからなるストッパーで密封されている。洗浄および焼成のために、混合粉末には、ガラス化レベルよりも下方の温度（例えば約１２００℃）で、酸素、ヘリウム、塩素、またはフッ素を含むガス流が吹き込まれる。このガス流は、多孔質のストッパーを通って内部空間に導入される。最終的に、このガスは内部空間からポンプで排出され、混合粉末は、石英ガラス管とともに、ガラス化レベルよりも上方の温度（好ましくは２１００℃）で、ゾーンごとに溶融され、それと同時に第１の予備成形体に引き伸ばされる。このガラス化された混合粉末は、予備成形体のコア材料を形成し、石英ガラス管は、外被材料を形成する。
【０００６】
そのように製造された第１の予備成形体は、場合によってはさらなるロッド、管、または予備成形体を有する石英ガラス被覆管に取り付けられ、残りの介在空間にはドープされてもよい第２のＳｉＯ２粉末が充填される。続いて、石英ガラス被覆管の内部空間を真空下に置き、パッケージ全体を、第２の予備成形体の形成下で焼結してガラス化するか、直接光ファイバーに曲げられる。
【０００７】
米国特許出願公開第２００４／０００５１２７号明細書は、希土類ドープされたファイバー用の予備成形体を製造する方法を記載している。この予備成形体は、薄壁の石英ガラス管に挿入される複数のロッドの束から形成される。管端部には、グラスウールからなる多孔性のストッパーが設けられており、これらはロッド束に接触し、個々のロッドの側方移動を防止している。このロッド束は、石英ガラス管内で洗浄および乾燥処理を施される。
【０００８】
米国特許出願公開第２００４／００３１２９０号明細書からは、その長手軸線周りを回転する被覆管内でゾーンごとに加熱されるドープされたガラススート体（soot body）を焼結する方法が公知である。
【０００９】
欧州特許出願公開第２２６１１８２号明細書は、被覆管内のガラス粒子のスウェルがフッ素含有ガスによって通流され、加熱されることで予備成形体を製造する方法を開示している。
【００１０】
二酸化ケイ素からなるロッド状のスート体が被覆管の内部でガラス化される方法は、独国特許出願公開第３５２１１１９号明細書から公知である。この被覆管は、石英ガラスからなり、光ファイバー用の予備成形体の外被ガラスを形成する。加熱ゾーンを通過する期間中、外被ガラスは、ガラス化されるスート体上で溶解せずに収縮する。
【００１１】
技術的な課題
被覆管内の中間生成物を不活性のまたは反応性の処理ガスで前処理する場合、被覆管には処理ガスが充填され、その際、中間生成物は処理雰囲気にさらされる。
【００１２】
その場合、処理ガスが好適な流路を見つけ、それによって、中間生成物において、処理ガスが吹き込まれないか比較的僅かしか吹き込まれない「不感領域」が形成されることが起こり得る。したがって、完全な洗浄などの均一な前処理は保証されていない。これは、特に、被覆管の内側孔部内に空き空間があり、中間生成物の多孔率が大きい場合に当てはまる。
【００１３】
被覆管のガラス化における中間生成物の焼結またはガラス化の際、溶融ガラス内への気泡の含有を阻止するために、好適には負圧がかけられる。その他に、多孔性の中間生成物が焼結またはガラス化の際に大幅に収縮し、それによって、空洞が形成されるおそれがある。
【００１４】
この場合、被覆管は、局所的に制御不能に陥る（崩壊する）可能性があり、そのため、中間生成物が不所望に変形してガスが閉じ込められ、これによって得られる予備成形体またはファイバーが再現不能な特性を有することが示されている。被覆管の直径が大きくなるほど、この問題は大きくなる。
【００１５】
それゆえ、本発明が基礎とする課題は、空洞を含む中間生成物に、それらの効果が再現可能でかつ均一な熱処理および／または反応性処理を施すことができる方法を提供することにある。
【００１６】
その他に、本発明が基礎とする課題は、被覆管内で、空洞を含む中間生成物の信頼性の高い熱処理および／または反応性処理を、再現可能な結果を伴わせて実行することができる装置を提供することにある。
【００１７】
発明の概要
上記の課題は、方法に関しては、冒頭に述べたような形式の方法から出発して、本発明により、被覆管の内側孔部に、第１のガス透過性のガス拡散器が挿入され、第１のガス拡散器は、被覆管の長手軸線に沿ってシフト可能であり、さらに熱処理の際に中間生成物に対して圧入されることによって解決される。
【００１８】
本発明による方法によって製造されたガラス製品は、ドープされていないＳｉＯ２または少なくとも部分的にドープされた、特に希土類ドープされたＳｉＯ２（以下「ドープされた石英ガラス」とも称する）からなる。このドープされた石英ガラスは、少なくとも１つのドーパントを含む。このガラス部品は、自然界にも存在するが合成的に生成されたＳｉＯ２原料からの中間生成物を使用して生成される。
【００１９】
ドープされた石英ガラスの製造では、事前にドープされたＳｉＯ２原料を含む中間生成物が継続処理される。このケースでは、実施すべき熱処理は、中間生成物の少なくとも焼結またはガラス化を引き起こす。ただし、この熱処理は、１つのドーパントまたはさらなるドーパントの導入のために用いることもできる。
【００２０】
あるいは、本発明による方法では、ドープされていないＳｉＯ２原料を含む中間生成物が継続処理される。このケースでは、実施すべき熱処理は、少なくとも中間生成物の焼結またはガラス化のために用いられる。ただし、この熱処理は、気相を介して少なくとも１つのドーパントを中間生成物に導入し、そのようにドープされた中間生成物の後続の焼結またはガラス化のために用いることもできる。
【００２１】
この方法は、少なくとも部分的に、ドープされた、特に希土類ドープされたＳｉＯ２からなるガラス部品を製造するのに特に適している。
【００２２】
ここでは「ガス拡散器」とも称される少なくとも１つの部品は、被覆管の内側孔部内に存在し、中間生成物と直接かまたは間接的に接触（介在要素を介して接触）している。中間生成物は多孔質であり、そのため、ガス移送は、ガス拡散器により被覆管の長手軸線に沿って可能である。モノリシック部品は、例えば、開かれた多孔質のガラスからからなり、または圧入および／または焼結された粒子、例えばガラスフリットなどからなる。好適には、ガス拡散器は、中間生成物と同一または類似の多孔質性を有しているが、温度上昇の際の収縮は比較的少ない。
【００２３】
ガス拡散器は、流入されるガスの通流方向で中間生成物の手前に配置してもよく、それにより、ガス拡散器は、中間生成物上および内部で局所的かつ時間的により均一なガス分散に役立ち、それによって中間生成物へのガスのより均一な効果と中間生成物の再現可能性のより高い品質とに役立つ。その他に、ガス拡散器は、熱処理の際にＳｉＯ２原料の粒子がガス流によって押し流されたり、または排気の際に移動したりすること、あるいは軟化した中間生成物が不所望な形で塑性変形することを自身が防止または低減することにより、中間生成物の局所的な位置と形状とを安定化させる。
【００２４】
それに対して、ガス拡散器が、被覆管の長手軸線に沿って移動可能であり、熱処理の際に、中間生成物の一方の端部に対して（水平方向に配向された被覆管の長手軸線の場合でも）圧入されることも役立つ。したがって、ガス拡散器は、一方ではその強度、剛性、形状安定性に基づいて中間生成物への押圧力の伝達することを可能にし、他方では、ガス拡散器は、そのガス透過性に基づいてドーピングまたは洗浄目的の中間生成物の脱気も燻蒸も可能にする。
【００２５】
中間生成物は、ここでは支持受けに接触する。この支持受けは、通常、局所的に固定された軸受である。ただし、局所的に可変の軸受であってもよい。熱処理の際に、多孔質の中間生成物は、通常、例えば体積減少（収縮）の結果として、または変形により、被覆管の長手軸線の方向で長さ短縮を生じる。この短縮する寸法は、以下では中間生成物の「長さ」とも称される。ここでは、構造部内に間隙または比較的大きな空洞が生じる可能性があり、これは被覆管が制御不能に陥ることに結び付く可能性があり、これによって、中にガスが閉じ込められた空洞が生じる可能性があり、中間生成物は意図せずに変形する。ガス拡散器は、中間生成物の短縮に応じて被覆管の長手軸線の方向に追従する。この追従は、第１の好適な方法の応用形態では、外的な調整または制御によって行うことができ、他の好適な方法の応用形態では、この追従は、熱処理自体の際の長さ短縮によって自動的に行われる。その際、ガス拡散器の追従は、重量および／または機械的予荷重によって生じる。
【００２６】
ガス拡散器が熱処理の期間中に自身の形状を保持するためには、例えば９００℃〜１４００℃のような高い処理温度のもとでもＳｉＯ原料よりも高い粘度を有する多孔質のガラスからなっていることが好適である。石英ガラスは、通常、この条件を満たしており、さらに有害な不純物も含まない。石英ガラスは、好適には、ドープされていないか、中間生成物のドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２よりも低い濃度のドーパントを含む。
【００２７】
中間生成物周りの好適なガス流路の形成を可能な限り阻止し、ガス流および排気による中間生成物材料の損失を最小化し、さらに不所望な塑性変形に対抗するために、ガス拡散器は、最初にできるだけ完全に被覆管の内側断面形状を充填する。
【００２８】
他方では、材料損失が少ない点に関して、熱処理の終了後、処理された中間生成物の外側輪郭とガス拡散器の外側輪郭との差が可能な限り小さいと有利である。中間生成物は、熱処理の結果として収縮して最終的な製品の外側輪郭をとり、さらにガス拡散器も熱処理の結果として同様に収縮して最終的なガス拡散器の外側輪郭をとるので、好適には、次のようなガス拡散器が使用される。すなわち、熱処理の実施前に、中間生成物およびガス拡散器の収縮を考慮して、最終的な製品の外側輪郭と最終的なガス拡散器の外側輪郭とが実質的に一致するように、例えば最大の径方向外側輪郭寸法に関して＋／−１０％の範囲で一致するように設計されている外側断面形状を有するガス拡散器が使用される。最も簡単なケースでは、中間生成物およびガス拡散器のそれぞれ初期の外側輪郭ならびに全体の収縮が同一である。
【００２９】
ガス拡散器がガラス化の際に中間生成物よりも少ない収縮を生じるプロセス手順では、熱処理の実施前に、例えば２ｍｍ未満の間隙寸法を残しながら、初期の被覆管の内側輪郭と実質的に一致する外側輪郭を有するガス拡散器を使用するのが好適である。このプロセス手順は、例えば、熱処理に、例えばフッ素または塩素などのガス状ドーパントを用いた処理による中間生成物のドーピングが伴う場合に実証されている。その際、できるだけ狭い間隙寸法と、制御不能な流路の回避のために、ひいては不均一なドーパント分布も回避するために、最終的な製品の外側輪郭と最終的なガス拡散器の外側輪郭とが異なること、より厳密には、最終的な製品の外側輪郭が、最終的なガス拡散器の外側輪郭よりも大きい外接円を有することが受け入れられる。
【００３０】
その他に、中間生成物に対する通流ガスの可能な限り均一な影響に関して、ならびに中間生成物の外周面周りの好適なガス流路の回避のために、中間生成物がスート体、焼結体、または圧入体として形成され、１ｍｍ以下の間隙寸法を有する間隙を残しながら、被覆管の内側断面形状を充填する１つの外側断面形状を有する場合も好適であることが実証されている。
【００３１】
内側孔部と円筒状の中間生成物とが円形断面を有している場合、内側孔部の基準内径は、中間生成物の基準外径よりも僅かに大きく、限界事例の場合、同一サイズでもある。
【００３２】
粒子からなるスウェルの形態の中間生成物のケースでは、被覆管にはできるだけ空洞が残らないようにスウェルが充填され、この場合、このスウェルは、できるだけ密に被覆管に圧入される。
【００３３】
説明した効果は、処理ガスの通流方向で見て中間生成物の上流側に配置されている第１のガス拡散器の使用に関する。それらは、処理ガスの通流方向で見て中間生成物の下流側に配置されている第２のガス透過性のガス拡散器を使用するプロセス手順で強化される。この中間生成物は、場合によっては、第１のガス拡散器と第２のガス透過性のガス拡散器との間に配置されている。熱処理の際に、第１のガス拡散器は、中間生成物の一方の端部に対して圧入され、第２のガス拡散器は、対向する他方の端部に対して圧入される。押圧力を加えるために、第２のガス拡散器も被覆管の長手軸線の方向に移動させる必要はない。第２のガス拡散器は、中間生成物が接触する支持受けを形成する。それ以外では、幾何学的形態、化学組成、機能、および収縮特性に関して第１のガス拡散器について述べたことは、第２のガス拡散器に対しても当てはまる。最も簡単なケースでは、第１および第２のガス拡散器は、同じ製造プロセスに基づいて製造され、形状、多孔質性、および材料は同一である。
【００３４】
中間生成物の両側に接触するガス拡散器は、中間生成物を安定化させ、例えば、真空下での熱処理の際に、中間生成物の緩いまたは溶融した低粘度の材料が制御不能に被覆管によって引っ張られ、その際、既存のガス流路が詰まりかねず、それによって熱処理の際に生じるガスがもはや吸引できなくなることを回避する。
【００３５】
好適には、第１のガス拡散器および第２のガス拡散器は、円筒状に構成されており、それぞれ１つの中間生成物に接触する平坦な端面を有している。
【００３６】
本方法のさらなる好適な実施形態では、被覆管の内側孔部に第１の固定要素が挿入され、第１の固定要素の中または第１の固定要素の上に少なくとも１つの連続するガス流路が形成されており、第１の固定要素は、被覆管の長手軸線に沿ってシフトされ、ガス拡散器に対して圧入される。
【００３７】
被覆管の内側孔部に挿入された固定要素は、直接的または（さらなる介在要素を介して）間接的にガス拡散器に接触し、これに押圧力を伝達する。それは、軸方向に連続する少なくとも１つのガス流路を有しており、そのため、被覆管の内側孔部を通るガス流を妨げない。しかしながら、ガス拡散器とは対照的に、好適には、それは完全に密な材料、例えばガラスからなり、さらに好適には、合成的に製造された原料から製造された石英ガラスからなる。その限りでは固定要素は、多孔質のガス拡散器を外方に向けて部分的に密閉してそれを安定化させ、ひいては中間生成物をその予め定められた軸方向の位置に保持するためにも役立つ。その他に、小さな接触面に押圧力が加えられた場合でも、ガラスフリットなどの多孔質のガス拡散器材料ほど簡単には損傷しない。他方では、ガス拡散器は、固定要素を、焼結またはガラス化の際に、ガス流または排気により移動する粘性材料が中間生成物から固定要素の１つ以上のガス流路内に到達し、それによってこれらのガス流路を詰まらせることから守っている。
【００３８】
固定要素は、安定化させる作用も被覆管に加え、特に、高温および真空下での熱処理の際の被覆管の早期崩壊に対抗する。
【００３９】
少なくとも１つのガス流路は、例えば貫通孔部として固定要素の内部を完全に延在し、または少なくとも１つのガス流路は、固定要素の外壁と被覆管の内壁との間の連続した介在空間として、例えば外壁内の縦溝または外壁の面取り部として形成されている。
【００４０】
固定要素の外側断面形状は、好適には、可能な限り僅かな間隙幅を有する、例えば２ｍｍ未満の間隙寸法を有する間隙が残るように、被覆管の内側断面形状に適合化されている。この固定要素は、例えば、被覆管の内接円に応じて適合化されている外接円を有している。内接円とは、ここでは、完全に被覆管の内側孔部の内部にある最大円と理解されたい。ガス拡散器および固定要素の外側断面形状は、例えば同一である。
【００４１】
そのため、ガス拡散器の外側断面形状に関して説明したように、固定要素にとっても、材料損失が少ない点に関しては、熱処理の終了後、処理された中間生成物の外側輪郭と固定要素の外側輪郭との差が可能な限り小さいと有利である。この場合、少なくとも１つのガス流路は、熱処理の際に完全にまたは部分的に崩壊し得ることに留意すべきである。したがって、中間生成物のみが熱処理の結果としてより小さい最終的な製品の外側輪郭をとるのではなく、固定要素も熱処理の結果として収縮し、ひいてはより小さい最終的な固定要素の外側輪郭をとる。それゆえ、好適には、次のような固定要素が使用される。すなわち、熱処理の実施前に、中間生成物およびガス拡散器の収縮を考慮して、最終的な製品の外側輪郭と最終的なガス拡散器の外側輪郭とができるだけ一致するように、例えば最大の径方向寸法に関して＋／−１０％の範囲で一致するように設計されている外側断面形状を有する固定要素が使用される。最も簡単なケースでは、中間生成物およびガス拡散器の初期の外側輪郭ならびに全体の収縮は同一である。
【００４２】
また、固定要素が、貫通孔部とガス拡散器に面する平坦な第１の端面とを有しており、この端面に、被覆管内のガス流特性に影響を与えるために、貫通孔部から始まるガス分散溝が入れられている場合も有利であることが実証されている。
【００４３】
本方法のさらなる好適な実施形態では、第２のガス拡散器に関連して第２の固定要素も設けられている。この場合、第１の固定要素は、処理ガスの通流方向で見て第１のガス拡散器の好適には上流側に配置されており、第２の固定要素は、通流方向で見て第２のガス拡散器の下流側に配置され、第２のガス拡散器に接触している。
【００４４】
場合によっては、第１の固定要素、第１のガス拡散器、処理すべき中間生成物、第２のガス拡散器、および第２の固定要素は、この順序で相互に断続的に存在する。
【００４５】
平行平面の接触面を介した断続的な配置構成により、特に接触面を越えてより良好な温度均一性が生じる。
【００４６】
好適には、第１の固定要素および第２の固定要素は、円筒状に構成されており、これらは、それぞれに割り当てられたガス拡散器の平坦な端面に接触する平坦な端面を有している。
【００４７】
幾何学的形態、化学組成、機能、および崩壊特性に関して第１の固定要素について述べたことは、第２の固定要素にも当てはまる。
【００４８】
特に、好適なプロセス手順では、押圧力は、直接的または（例えば固定要素などの可動の介在要素を介して）間接的に第１のガス拡散器と中間生成物とに作用する張力装置を用いて生成される。
【００４９】
好適には、押圧力は、熱処理の間に中断されることなく（永続的に）被覆管の長手軸線の方向で中間生成物に作用する。この場合、押圧力の絶対値は、可変か一定である。
【００５０】
張力装置の使用により、水平方向に配向された被覆管の長手軸線の場合であっても、高い押圧力を加えることができ、これは、中間生成物における気泡の形成を低減させ、あるいはこれらの気泡を除去することさえ可能である。
【００５１】
本方法の第１の応用形態では、張力装置は、被覆管の内側孔部に挿入される弾性変形可能なばね要素、例えば、それぞれ、耐熱性のプラスチック、ハステロイなどの金属、セラミック、または石英ガラスなどからなるベローズまたは弾性変形可能なばねを含む。このばね要素は、自身の目下のばね力に依存して、軸方向に可動なガス拡散器に直接的または（例えば固定要素などの長手方向に可動な介在要素を介して）間接的に押圧力を加える。それにより、このガス拡散器は、中間生成物の各長さ短縮の際に当該中間生成物の方向に向かって押し込まれ、これにより中間生成物を安定化させる。このばね要素を用いたガス拡散器の押し込みは、熱処理の結果としての被覆管内の部品の収縮によって制御され、外部からの介入を必要としない。
【００５２】
本方法の他の応用形態では、張力装置は、磁性材料からなる第１の磁気要素を有しかつ被覆管の内側孔部でシフト可能なスライダと、被覆管の内側孔部の外側で長手軸線方向に移動可能でかつ磁気要素に作用する第２の磁気要素とを含む。
【００５３】
第２の磁気要素は、例えば、永久磁石または通電コイルである。（第２の磁気要素の動きによって駆動される）スライダは、軸線方向に可動なガス拡散器への押圧力を直接的または（例えば固定要素などの長手軸線方向に可動な介在要素を介して）間接的に加える。この押圧力の絶対値は、外側コイルのシフトの制御または調整を用いて設定可能であり、これは例えば一定であるかまたは必要に応じて変更可能である。本方法のこの応用形態では、第２の磁気要素およびスライダの制御または調整可能なシフトを用いて、特に大きくてその絶対値において可変の押圧力を中間生成物に加えることができる。第１の磁気要素は、好適には、汚染を回避するために誘電材料からなるカプセルに密封される。スライダは、被覆管内の軸方向のガス流を妨げないように設計する必要がある。
【００５４】
好適なプロセス手順では、被覆管の一方の端部において、負圧が被覆管の内側孔部にかけられ、かつ／または、対向する被覆管の端部において、処理ガスが被覆管に導入されることが想定されている。
【００５５】
この場合、中間生成物は、例えば、一方の端面側の被覆管端部から導入された処理ガスにさらすことができ、同時に、使用されたまたは不純物が充填された処理ガスを、他方の端面側の被覆管端部を介して中間生成物から抜き出すことができる。中間生成物の焼結またはガラス化の際には、被覆管内で負圧が発生して維持されるが、処理ガスは供給されない。押圧力に関連した負圧により、水平方向に配向された被覆管の長手軸線の場合でも、多孔質の中間生成物から気泡を除去することができる。
【００５６】
好適には、中間生成物は、熱処理のために電気式の環状加熱炉で加熱される。
【００５７】
ガス駆動式の加熱バーナーを用いた加熱に比べて、電気式の環状加熱炉によれば、長い加熱ゾーンが簡単に実現可能である。この加熱ゾーン内では、被覆管の内側部品が高い温度にさらされる。これにより、より均一な熱放射とより良好な熱分布とを達成することができる。これは、より大きな被覆管の熱処理を可能にさせ、ひいては生産量の増加を可能にさせる。
【００５８】
上記の技術的な課題は、装置に関しては、冒頭に述べたような形式の装置から出発して、本発明により、被覆管の内側孔部に、第１のガス透過性のガス拡散器が挿入されており、第１のガス拡散器は、被覆管の長手軸線に沿って中間生成物に対してシフト可能であることによって解決される。
【００５９】
この装置は、本発明による方法の実施に特に適している。本方法について言及したことは、この装置についても同様に当てはまる。装置の好適な実施形態は、従属請求項から明らかとなる。従属請求項で提示された装置の実施形態が、本発明による方法の従属請求項で言及されたプロセス手順をシミュレートしている限り、対応する方法の請求項に対する上記説明が補足説明のために参照される。
【００６０】
定義
本説明における個々のプロセスステップおよび用語が、以下で補足的に定義される。これらの定義は、本発明の詳細な説明の構成部分を形成する。以下の定義のうちの１つとその他の詳細な説明との間で内容的な矛盾が生じる場合、詳細な説明での言及が優先する。
【００６１】
ドープされたＳｉＯ２またはドープされていないＳｉＯ２−石英ガラス
石英ガラスとは、ここでは、ＳｉＯ２割合が少なくとも９０ｍｏｌ％の高純度ケイ酸含有ガラスを意味するものと理解されたい。ドープされていない石英ガラスは、ＳｉＯ２からなり、製造条件によって導入された成分や不純物は別として、意図的に添加された物質は含まれていない。
【００６２】
ドープされていないＳｉＯ２は、熱処理の結果として、少なくとも１つのドーパントと混合することができる。既に最初に少なくとも１つのドーパントと混合されているＳｉＯ２は、ドーパントを含む、かつ／または１つ以上のドーパントの粉末と混合されたＳｉＯ２粒子を含むＳｉＯ２からなる。これは、熱処理の際に、少なくとも１つのさらなるドーパントと混合することができる。
【００６３】
ドーピング
ドーピングは、１つ以上のドーパントからなる。「ドーパント」は、所望の特性を得るために意図的にガラスに添加される少なくとも１つの物質、例えば希土類金属および／または他のドーパントなどを含む。希土類金属には、スカンジウム、イットリウム、ランタン、およびランタノイドの元素が含まれる。他のドーパントには、例えば、フッ素、塩素、Ｐ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｓ、Ｋ、Ｂ、Ｌｉ、Ｆ、Ｃｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、およびＶなどがおよそ含まれる。
【００６４】
熱処理
熱処理には、中間生成物の焼結（圧縮）、ガラス化（溶融）、洗浄、またはドーピングを目的とした高温でのプロセスステップが含まれる。
【００６５】
「焼結」または「圧縮」とは、ここでは、１１００℃を超える高温での処理を表し、この処理は、オパークガラスまたは不透明なガラスからなるガラス部品、特に石英ガラスからなるガラス部品をもたらす。
【００６６】
「ガラス化」または「溶融」により、高密度で透明なガラスからなるガラス部品、特に石英ガラスからなるガラス部品が得られる。
【００６７】
「洗浄」の際には、中間生成物における不純物含有量が減少する。主な不純物は、ＯＨ基、炭素含有化合物、遷移金属、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属であり、これらは原料から由来するか、処理を通じて導入される。洗浄には、塩素、フッ素および／または酸素を含有する雰囲気下の高温（＞８００℃）での処理が含まれる。
【００６８】
中間生成物の「ドーピング」は、屈折率の適合化のために、または応力複屈折、光感度、光劣化などの他の材料特性に作用を与えるために行われる。熱処理の間のドーピングには、特に塩素、フッ素、ホウ素、リンおよび／またはゲルマニウムを含有する雰囲気下の４００℃〜１１００℃の範囲の温度での処理が含まれる。
【００６９】
顆粒
ビルドアップ造粒とプレス造粒との間、およびプロセス技術の観点から、湿式造粒プロセスと乾式造粒プロセスとの間の区別が可能である。既知の方法には、造粒プレートでのロール造粒、スプレー造粒、霜造粒、遠心噴霧、流動層造粒、造粒ミルを使用した造粒プロセス、圧縮、ローラープレス、ブリケット、バッチ生産または押出がある。
【００７０】
造粒の際、ＳｉＯ２一次粒子は複合化されて、個別の大きな凝集体が生じる。これらの凝集体は、ここでは「ＳｉＯ２顆粒粒子」または略して「顆粒粒子」とも称する。全体として、顆粒粒子は「ＳｉＯ２顆粒」を形成する。
【００７１】
真空／負圧
中間生成物は「真空」下で加熱できる。負圧は、絶対ガス圧として与えられる。真空とは、５０ｍｂａｒ未満の絶対ガス圧を意味するものと理解されたい。
【００７２】
粘度
石英ガラスの「粘度」の測定は、ビーム曲げ粘度計を用いて行われる。ビーム曲げ粘度計は、１０８〜１０１５ｄＰａ・ｓの粘度範囲をカバーしている。測定構造部は、測定すべき石英ガラスからなる測定バーを有する加熱可能な３点曲げ装置を含む（バー／ストリップ：長さ５０ｍｍ、高さ３ｍｍ、幅５ｍｍ）。測定変数は、各温度での撓み速度である。ドープされていない石英ガラスに関して、典型的な粘度値は、１２８０℃の温度で約１０１２．１ｄＰａ・ｓ、１１３３℃で約１０１１．３ｄＰａ・ｓである。
【００７３】
軟化温度
周知のように、ガラスには厳しい軟化温度を割り当てることはできないが、軟化温度の範囲で割り当てることはむしろ可能である。温度値を決定する目的で、本明細書では、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ７８８４（１９９８）に準拠する規定を参考にする。これにより、軟化温度は、ガラスが１０７．６ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度として定められる。ドープされていない石英ガラスの軟化温度については、１６００℃〜１７３０℃の範囲の温度値が文献に挙げられている。
【００７４】
中間生成物
中間生成物は、粒子からなるスウェルまたはＳｉＯ２を含む原料の顆粒からなるスウェルとして存在し得る。あるいは、中間生成物は、ＳｉＯ２スート（ＳｉＯ２スート体としても既知である）からなる多孔質体または機械的または熱的に予備圧縮された圧入成形体（圧入体）、焼結体、またはグリーンボディからなる多孔質体である。成形体の形態で形成された中間生成物は、１つの部分からなっているか、または例えば段状に配置された複数の部分から構成されている。中間生成物は空洞を含み、ガス透過性であり、熱処理によって変化可能であり、さらに、特に焼結またはガラス化によってさらに圧縮可能である。中間生成物の焼結またはガラス化により、ガラス部品が得られる。このガラス部品は、好適には少なくとも一部領域がドープされたＳｉＯ２からなる。
【００７５】
内接円／外接円
「内接円」とは、所定の内側輪郭内に完全に収まる最大の円を表す。「外接円」とは、所定の外側輪郭の完全に外側にある最小の円を表す。
【００７６】
実施例
以下では本発明を、実施例および図面に基づきより詳細に説明する。この場合、図面は概略図で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】被覆管構造部の一実施例の側面図
【図２】図１の被覆管構造部の固定管の拡大図および径方向断面図
【図３】固定管の他の実施形態の径方向断面図
【図４】固定管のさらなる実施形態の径方向断面図
【図５】固定管のさらなる実施形態の径方向断面図
【図６】代替的な張力装置を有する被覆管構造部のさらなる実施例の側面図
【００７８】
ドープされた石英ガラスからなる多孔質中間生成物の製造
スラリーは、それ自体は公知の方法で、超純水中の平均粒径が約１０μｍの離散的に合成されたＳｉＯ２粒子から製造される。３７．４％の残留水分を含む２８５．７ｇの量のスラリーを、１０００ｍｌの超純水で希釈する。７５ｍｌの量の濃アンモニア溶液を加えることにより、値１０のｐＨ値が設定される。
【００７９】
Ｙｂ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３がドープされた石英ガラスを製造するためには、４００ｍｌの超純水にＡｌＣｌ３およびＹｂＣｌ３（モル比４：１）からなるドーパント水溶液を並行して製造し、２５μｍの薄膜フィルタによって濾過する。塩化物の代わりに、例えば有機化合物、窒化物またはフッ化物などの他の出発物質も使用することができる。
【００８０】
攪拌により移動する懸濁液に、水沫形態のドーパント溶液が６５分の持続時間の間供給される。水沫の生成のために、ドーパント溶液は、スプレーノズルを用いて霧化され、この場合、２ｂａｒの動作圧力と０．８ｌ／ｈの流量率とが設定される。そのように生成された水沫には、平均直径が１０μｍ〜４０μｍの液滴が含まれている。懸濁液の高いｐＨ値に基づいて、Ａｌ（ＯＨ）３およびＹｂ（ＯＨ）３の形態の２つのドーパントの水酸化物と酸化物の混合沈殿が直ちに起こる。そのように形成された固体粒子は、ＳｉＯ２粒子の既存の表面に吸着し、これによって固定化され、それによって、固体粒子の凝集または沈降が防止される。このようにして、スラリーにおいて、（懸濁液のＳｉ含有量に関する）２ｍｏｌ％のＡｌと０．５ｍｏｌ％のＹｂのドーパント濃度が設定される。続いて、ドーパントを混ぜられたスラリーは、さらに２時間にわたり攪拌によって均一化される。このプロセス手順により、最適に均一にドープされたＳｉＯ２スラリーが得られることが保証されている。
【００８１】
ドープされたＳｉＯ２スラリーは凍結され、いわゆる凍結造粒によってさらに顆粒に継続処理される。この場合、解凍後に得られた顆粒スラッジは、超純水で数回洗浄され、余分な水分がそのつど傾瀉される。
【００８２】
続いて、アンモニアを含まない清浄化された顆粒スラッジは、約４００℃の温度のもとで６時間にわたって乾燥される。乾燥した顆粒は、プラスチックフォームに溶着され、４００ｂａｒで静水圧プレスされる。次いで、圧入体が得られる（以下では「顆粒圧入体」とも称する）。
【００８３】
圧入体のトリミング
圧入体の長さは、典型的には７０〜１５０ｍｍである。顆粒圧入体の外側外被面は、予め定められた外径に達するまで、旋削工具で機械加工される。これは、０．３〜０．５ｍｍの間隙寸法を有する被覆管の内径に適合化される。その他に、圧入体の端面が処理され、それによって、この端面は平行平面になる。
【００８４】
機械加工された圧入体は、２９．５ｍｍの直径と、１００ｍｍの長さとを有する円筒形である。その平均密度は、完全に圧縮されたドープされた石英ガラスの公称密度の約４０〜５０％である。この圧入体は、中間生成物として、被覆管内の修正された処理プロセスおよびガラス化プロセスにおいて熱処理され、ドープされた透明な石英ガラスからなるコンポーネントに融着される。
【００８５】
被覆管への組み込み
以下では被覆管構造部を、一実施例および図１に基づいてより詳細に説明する。概略的に示されている被覆管構造部は、円形の内側断面と３０．０ｍｍの内径と２ｍｍの壁厚とを有する石英ガラスからなる被覆管１を含む。第１の保持管２ａおよび第２の保持管２ｂは、その両端が融着されている。これらの両保持管２ａ，２ｂは、被覆管１よりも小さい内径を有しており、そのため、被覆管１からこれらの保持管２ａ；２ｂへのそれぞれの移行部は、内径２ｃの狭窄部を形成する。
【００８６】
被覆管の内側孔部５の内部には、水平方向に配向された被覆管の長手軸線１１と同軸に以下の内側コンポーネントが配置されている。
・ドープされたＳｉＯ２原料からなる熱処理すべきガス透過性の圧入体３。この圧入体３は、平坦な端面と、被覆管の内径よりも僅かに小さい２９．５ｍｍの外径とを有する円筒形を有している。
・圧入体３の両側には、それぞれ１つのガス拡散器として作用する、ドープされていないＳｉＯ２からなるガス透過性のダミー圧入体４ａ，４ｂが配置されている。ダミー圧入体４ａ，４ｂは、プラスチック型内のドープされていないＳｉＯ２からなる顆粒の静水圧プレスによる圧入体と同様の方法で得られる。それらの多孔度は、顆粒圧入体の多孔度に相応しており、平均密度は０．９〜１．０ｇ／ｃｍ３の間にある（つまり、２．２１ｇ／ｃｍ３の石英ガラスの公称密度の約４０〜４５％）。ダミー圧入体４ａ，４ｂも同様に円筒形を有しており、両側に平坦な端面を有している。それらは、処理すべき圧入体３をサンドイッチ構造で含む（サンドイッチ構造グループ７ａ）。
初期の外径も同様に２９．５ｍｍである。この外径は、可能な限り効果的でかつ均一なガス分散と、圧入体からの材料損失からの保護とに関連して設計されている。ダミー圧入体４ａ，４ｂのドープされていない多孔質のＳｉＯ２は、熱処理の際に、特にガラス化の際にさらに圧縮されるが、この収縮は、圧入体３の場合よりも幾分少なく、そのため、ガラス化の後の外径は、生成すべきブランクの外径よりもやや大きくなる。
代替的なプロセス手順では、２つのダミー圧入体４ａ，４ｂの初期の外径は、それがガラス化の後、生成すべきブランクの外径にほぼ対応するように設計されている。この場合、２つのダミー圧入体４ａ，４ｂの初期の外径は、約２５ｍｍである。
・圧入体３およびダミー圧入体４ａ，４ｂからなるサンドイッチ構造グループ７ａの両側にそれぞれ１つの固定管６ａ，６ｂが存在する。これらの固定管６ａ，６ｂは、ドープされていない非多孔質の石英ガラス（公称密度約２．２１ｇ／ｃｍ３）からなる。これらの固定管６ａ，６ｂは、１４ｍｍの内径を有する中央に延びる貫通孔部と、圧入体３の初期の外径に対応する、つまり、この実施例では２９．５ｍｍの外径とを有している。これらの固定管６ａ，６ｂの場合も、両端面は平坦である。これらの２つの固定管６ａ，６ｂは、サンドイッチ構造グループ７ａを外方に向けて密閉し、サンドイッチ構造グループ７ａとともに、内側コンポーネント３；４ａ；４ｂ；６ａおよび６ｂの突き合わせ状のアセンブリ７ｂを形成する。
固定管６ａ，６ｂの内側孔部は、ガラス化の際に、それぞれダミー圧入体４ａ；４ｂに面する端部区分のみが崩壊し、それによって、そこでは約２５．５ｍｍの外径が生じる。それ以外では、内側孔部が残され、したがって固定管６ａ，６ｂの初期の外径も維持される。
・被覆管の内径よりも小さい外径の内管８は、一方の端部が固定管６ａの自由端面に接触し、その反対側の端部は標準先細継手９を備えている。
・ＰＴＦＥからなる圧縮ばねを備えたベローズ１０は、標準先細継手９を介して内管８に接続され、これに作用する。
【００８７】
圧入体３の洗浄、ドーピング、焼結またはガラス化の際の加熱のために、電気式の環状加熱炉１４が設けられており、この環状加熱炉１４は、方向矢印１５で示されるように、長手軸線１１に沿ってリバーシブルに移動させることができる。
【００８８】
内側コンポーネント３；４ａ；４ｂ；６ａ，６ｂ；８；９および１０を有する被覆管の内側構造部全体は、長手軸線１１に関して軸対称であり、（方向矢印１３で示すように）流入する処理ガスに対してガス透過性である。
【００８９】
被覆管の内部構造部は、例えば以下の作業ステップによって製造される。
ステップ１：一方の側が保持管２ａに接触された被覆管１が、ガラス旋盤の三爪チャックに固定される。被覆管１の他方の端部は、ガラス旋盤の作業領域において引き続き自由にアクセス可能である。
ステップ２：内側孔部５には、内側コンポーネントが以下の順序で被覆管１に挿入される。ベローズ１０、事前に先細継手９を介して相互接続される内管８、第１の（右側）固定管６ａ、第１の（右側）ダミー圧入体４ａ、熱処理すべき圧入体３、第２の（左側）ダミー圧入体４ｂ、および左側の（第２の）固定管６ｂ。
ステップ３：これらの内側コンポーネントが被覆管１に押し込まれ、それによって、ベローズ１０は、被覆管１の保持管２ａへの直径狭窄部２ｃに接触して、可能な限り十分に圧縮され、つまり張力がかけられる。ベローズ１０に張力がかかると、最後に取り付けられた固定管６ｂの後方で被覆管１がハンドトーチでスポット状に加熱され、周面周りに分散する３つの箇所が押し込まれて、固定管６ｂ用の支持受けとして用いられる、被覆管の内側孔部４に突出するノブ１２を生成する。
ステップ４：引き続き、左側の保持管２ｂを、ハンドトーチを用いて長手軸線１１周りで連続的に回転させながら被覆管に接触させる。
【００９０】
被覆管内の機械的に加工処理された圧入体の熱処理
顆粒圧入体３は、ヘリウムパージで加熱され、その後、約９００℃の塩素含有雰囲気において、約８時間にわたり処理される。この塩素含有処理ガスは、３５ｓｃｃｍのＣｌ２および１５ｓｃｃｍのＨｅのガス体積流量で、保持管２ａを介して被覆管１に導入される（矢印１３の方向）。同時に、対向側からガスが吸引され、それによって、被覆管の内側孔部内で約２００ｍｂａｒの負圧（絶対圧）が生成される。これにより、圧入体３の細孔への処理ガスの吸引とより良好なすすぎが達成される。
【００９１】
圧入体が「適合する」状態で被覆管１内に収まることにより、外周面周りで好適な流路が生じるガス流条件がもたらされ、ならびに反応性ガスが僅かしか吹き込まれない不感領域が最小化される。したがって、圧入体３の洗浄処理は、自身の体積にわたって均一であり、その効果において再現可能である。この洗浄処理では、圧入体３から不純物が除去され、ヒドロキシル基含有量が１０ｐｐｍ未満の重量濃度に低減される。
【００９２】
続いて、洗浄された圧入体３に、被覆管のガラス化プロセスが施される。この場合、環状加熱炉１４は、１２５０℃の温度に加熱され、１０ｍｍ／分の横断速度の複数回のストロークで圧入体３に沿って往復移動する。同時に、両方の保持管２ａ；２ｂから負圧が被覆管１にかけられる。反転運動は、両側においてほぼそれぞれの固定管６ａ；６ｂの長手軸線中央で終了する。
【００９３】
圧入体３は、石英ガラスの通常密度の約４５％の比較的低い密度を有するため、ガラス化の期間中に圧縮が起こり、それに伴って、著しい体積減少が生じる。この収縮により、被覆管１の内側構造部に間隙が生じ、これは、ガスの含有と、被覆管１の定義できない崩壊とに結び付く可能性がある。これらの影響は、上記で説明した被覆管構造部によって防止または低減される。その際、張力装置は、ともに突き合わせアセンブリ７ｂを形成する内側コンポーネント３；４ａ；４ｂ；６ａおよび６ｂが長手方向の圧力によって相互に断続的に接触することを引き起こす。この圧力は、ＰＴＦＥからなるベローズ１０によって加えられ、内管８（ベローズ１０に接続するための標準先細継手９を備えた石英ガラス管）を介して上記の内側コンポーネントに伝達される。ベローズは、約２ｃｍの最大たわみのために、７００Ｎ／ｍのバネ定数を伴って設計されている。内管８は、ベローズ１０が環状加熱炉１４から離間されたまま維持されるくらいに長い。そのため、ガラス化の間、過度に加熱されることはない。ベローズ１０は、ここでは、ばねとして機能し、張力をかけられて組み込まれ、それによって、圧入体３の応働収縮の際に押し込みが起き、ひいてはガラス化プロセス自体によって制御される隙間の補償を行うことができる。同時に、被覆管の内側孔部の対向する端部において、２５ｍｂａｒの負圧（絶対圧）がかけられる。
【００９４】
ガラス化の際に、圧入体３は、気泡をなくすべき希土類ドープされた石英ガラスに圧縮される。同時に、被覆管１は、圧縮された顆粒圧入体３上およびそれを直接取り囲むダミー圧入体４ａ；４ｂ上ならびに部分的に固定管６ａ；６ｂ上で崩壊する。ダミー圧入体４ａ；４ｂおよび固定管６ａ；６ｂの体積も、ガラス化の結果として同様に減少する。
【００９５】
被覆管のガラス化の終了後、得られたブランクは、元の圧入体３の両側で元のダミー圧入体４ａ；４ｂの領域において切り離される。外径が２４ｍｍの予備成形体が得られ、この予備成形体は、希土類ドープされた石英ガラスからなる直径約２０ｍｍの円筒状のコアと、その上に崩壊した被覆管材料からなる外被とを含む。このブランクは、予備成形体に継続処理される。この継続処理には、例えば、被覆管材料の研磨、（微結晶などの）欠陥を解決するために得られた研磨コアロッドの熱機械的均一化、ならびに均一化されたコアロッドを外被管で被覆することなどを含むことができる。また、最終ステップでファイバーに引き込まれるレーザーファイバー予備成形体が得られる。
【００９６】
被覆管の内側コンポーネント：顆粒圧入体１、ダミー圧入体４ａ；４ｂおよび固定管６ａ；６ｂの初期の外径（Ｄ０）は、被覆管のガラス化の際に推定される収縮に依存して、ガラス化の終了後、可能な限り等しい最終的な外径（Ｄｆ）と、前述の内側コンポーネントのできるだけ面一のアセンブリとが生じるように設計されてもよい。しかしながら、本発明の実施例では、被覆管の内側コンポーネントの外径は、処理プロセスにおける最も効果的なガス分散のために、したがって、被覆管の内側孔部の内径の初期の十分な充填のために設計されている。以下の表１には、内側コンポーネントに関する対応する情報がまとめられている。
【００９７】
【表１】
2020138904.tif 000003
【００９８】
図２は、径方向断面図において中央に延びる内側孔部２０を有する固定管６ａの拡大図を概略的に示している。
【００９９】
固定管６ａは、圧入体に面する平坦な端面を有し、端面上には複数のスリットがフライス加工されており、これらのスリットは、内側孔部から円筒状外被面まで径方向に延在する。スロット２１は、処理ガスの最適な誘導を引き起こす。
【０１００】
図３に概略的に示される固定管３０の実施形態は、複数の小さな貫通孔部３１を有する円筒状石英ガラスとして構成されている。この固定管３０は、ダミー圧入体の上流側に配置されたガス分散要素として作用し、それにより、ダミー圧入体の手前で処理ガスを均一に分散させることができる。貫通孔部３１がより小さくてより多いほど、ガス分散がより効果的になる。極端なケースでは、これらの貫通孔部は、所期の動圧が増加する微細管路または毛管として形成されている。
【０１０１】
図４の固定管４６の実施形態は、中央に延びる内側孔部４０も、円筒状外被面において外周面にわたって分散する複数の溝４１も有しており、これらの溝４１は、被覆管１と結び付いて付加的に連続するガス流路を形成する。
【０１０２】
図５の固定管５６の実施形態では、同様に中央に延びる内側孔部５０が設けられている。その他に、円筒状外被面において、外周面周りで均等に分散する４つの領域が平坦化されている。平坦部５１も同様に、被覆管１と結び付いて付加的に連続するガス流路を形成する。
【０１０３】
図６は、代替的な被覆管構造部を概略図で示す。図１と同じ参照符号が使用されている限り、それらは、上記で図１に基づき被覆管構造部のもとで説明されたのと同一または同等の部品を表す。唯一の違いは、張力装置にあり、この張力装置は、ベローズ（図１中の符号１０）の代わりに、被覆管の内側孔部にシフト可能でかつ磁性材料からなる磁気要素６１を有するスライダ６０と、長手軸線方向１１に移動可能な通電コイル６２とを含み、被覆管１にわたり長手軸線方向１１に沿って移動可能である。
【０１０４】
磁気要素６１は、二重壁の石英ガラス管６３に溶接された環状の永久磁石である。スライダ６０は、方向矢印６４に基づいて示されるように、その中に固定されている環状磁石とともに、コイル６２を用いて内管８の一方の端部に対してシフト可能であり、固定管６ａの端面側の端部に対して圧入される。内管の軸方向の案内のために、複数のスペーサ６５が被覆管１の内周面周りで分散配置されている。スライダ６０と被覆管１の内壁との間には、約３ｍｍの環状間隙が残されており、それによって、被覆管を通るガス流が著しく損なわれることはない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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