作為用於光學元件的半成品的石英玻璃管以及用於製造石英玻璃管的方法
2023-12-01 02:29:06 1
作為用於光學元件的半成品的石英玻璃管以及用於製造石英玻璃管的方法
【專利摘要】已知一種石英玻璃管，其作為用於光學元件的半成品，該石英玻璃管具有沿管中軸線延伸的、用於容納芯棒的內孔和由內側面和外側面限定的管壁，在該管壁中由第一石英玻璃構成的內部區域和由第二石英玻璃構成的、環繞所述內部區域的外部區域在接觸面上相互鄰接，該接觸面圍繞中軸線延伸，其中第一和第二石英玻璃的折光率不同。為了基於此提供一種石英玻璃管，該石英玻璃管簡化了用於特定應用、例如棒形或纖維形的雷射有效的光學元件的光學元件的製造，按照本發明提出，接觸面在徑向橫截面上具有非圓形的輪廓而內側面具有圓形輪廓。
【專利說明】作為用於光學元件的半成品的石英玻璃管以及用於製造石英玻璃管的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種石英玻璃管，其作為用於光學元件的半成品，所述石英玻璃管具有沿管中軸線延伸的、用於容納芯棒的內孔和由內側面和外側面限定的管壁，在所述管壁中由第一石英玻璃構成的內部區域和由第二石英玻璃構成的環繞所述內部區域的外部區域在接觸面上相互鄰接，所述接觸面圍繞中軸線走向，其中第一和第二石英玻璃的折光率不同。
[0002]此外本發明涉及一種用於製造這樣的石英玻璃管的方法。
【背景技術】
[0003]在文獻EP1000909A1中提出一種由石英玻璃組成的基底管，該基底管在其壁上具有折光率不均勻的輪廓。為了實現這一點，朝向基底管的內孔的內層摻雜氧化鍺並且由此相對於未經摻雜的石英玻璃引起折光率提高。鄰接的外層具有比較低的折光率(Brechungs index)。
[0004]基底管用於根據所謂的MCVD內部分離方法(改進的化學汽相沉積法)製造用於光纖維的標準預製體。基底管的摻雜的內層可以在此代替否則高成本地通過內部沉積有待產生的玻璃材料的一部分，這降低了用於預製體的製造工藝。 [0005]然而經常地提供光學預製體的芯玻璃作為所謂的芯棒，該芯棒根據管中棒的方法以附加的材料包圍。該包層材料如果必要以管形存在並且提供在本發明的意義上的半成
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[0006]由文獻W02010/003856A1已知一種這樣的類型的石英玻璃管作為用於包圍芯棒的半成品。在該石英玻璃管中圓形的內孔由管壁包圍，該石英玻璃管由三層組合，也就是由石英玻璃組成的內層、包圍該內層由摻雜氟具有比較低的折光率的石英玻璃組成的環形區域層，以及包圍環形區域層的外層。
[0007]包層區域的壁的該設計方案對於製造具有小的彎曲靈敏度的光學纖維證實為有幫助的。本發明然而很少涉及光學標準纖維，而是激活有效的特定纖維或元件。一個或多個雷射有效的芯區域有包層區域包圍，該包層區域用於光導並且用於所謂的「光學泵」。在此雷射耦合到芯區域中並且激勵在那兒存在的雷射有效的區域。由激勵的區域通過芯區域的光脈衝吸收附加的能量並且由此強化，或者雷射有效的基底通過耦合的抽運光自身被激勵用於雷射的發出。
[0008]經常地而且這樣的光學元件具有多個包層，其中至少一個包層的橫截面不同於圓形。該不同在光學元件中引起在抽運光區域內光導的變化。特別是由此阻止和改變光模式(所謂的螺旋模式(Helixmoden))，該光模式否則環繞芯區域，而不可以耦合。在包層區域中對稱變化如此有助於抽運光更有效地耦合到芯區域中。
[0009]例如由文獻US2003/0031444A1已知這種類型的光學纖維。由雷射有效的石英玻璃組成的芯區域通過由具有比芯區域更低的折光率的石英玻璃組成的內包玻璃層包圍，並且該內包玻璃層又通過由石英玻璃組成的外包玻璃層包圍，該石英玻璃的折光率小於內包玻璃層的折光率。兩個包覆玻璃層在徑向橫截面上是八角形的，芯區域是圓形的。
[0010]纖維由一種預製體（Vorform)拉拔,對於該預製體的製造給出兩種方法。兩種方法共同地是提供通常的圓形的芯棒，該芯棒具有芯區域和包裹該芯區域的內部的包覆玻璃層。該芯棒被打磨，從而內部的包覆玻璃層獲得八角形的外部幾何形狀。外包玻璃層隨後藉助於等離子外部分離方法（POD方法,等離子外部沉積方法（Plasma Outside Deposition))或通過獨立產生的包層管（Mantelrohr)的萎陷（Aufkollabieren)來施加。
[0011]芯棒的石英玻璃通常滿足對清潔度和光學質量的特別高的要求，從而芯棒是在預製體製造中的重要的成本因素。在內包玻璃層的打磨中可以在已知方法中導致芯棒的整體損耗。
[0012]在藉助於POD方法外包玻璃層的分離中產生另一問題。按照工藝在此產生能量充足的UV射線，該UV射線可以損壞UV敏感的芯材料。
【發明內容】
[0013]作為本發明的基礎的任務在於，提供一種石英玻璃管，該石英玻璃管特別是簡化了用於特定應用、例如棒形或纖維形的雷射有效的光學元件的光學元件的製造。此外本發明在於提供一種用於製造這樣的石英玻璃管的低成本的方法。
[0014]關於石英玻璃管該任務基於開始所述類型的石英玻璃管按照本發明由此解決，SP接觸面在徑向橫截面上具有非圓形的輪廓而內側面具有圓形輪廓。
[0015]按照本發明的管形 的石英玻璃管一方面提供圓形的內孔而另一方面提供了在管壁上的不均勻的折光率走向，其中至少一個接觸面在不同折光率的區域之間在管壁內環繞，該管壁與開始所述的已知的石英玻璃管的區別在於，該管壁不是圓的。
[0016]該石英玻璃管在下文中也稱為「具有非圓的接觸面的包層管」。該石英玻璃管原則上可以在MCVD或其他內部分離方法中用作基底管，然而該石英玻璃管特別適合併且設計用於，用於包覆至少另一石英玻璃元件，例如管或者芯棒。
[0017]芯棒可以涉及由雷射有效的玻璃組成的棒，其中中間的芯玻璃區域由包層區域包圍，其中提供石英玻璃管形式的至少一部分，
-在MCVD方法或者類似的內部分離方法的應用中，圓形內孔簡化了限定的層構成；-在用於包覆的應用中將另一具有圓形的外圓周的石英玻璃元件應用到圓形的內孔中，例如橫截面圓形的芯棒或圓管。在元件之間保留環形間隙。在此環形間隙相比於其他間隙幾何形狀簡化了萎陷和熔化；
-特別重要的是，接觸面的非圓形的走向在管壁內部已經固定地預定。因為由此不用考慮在於芯棒的直接連接中在現有技術中出於產生非圓形結構的目的而必要的、對包層的打磨。在本發明中中間產品「芯棒」和「具有非圓形的接觸面的包層管」分離地產生和完成並且僅僅最後「在包覆時」將兩個中間產品聚集為預製體。由此減少了其中涉及芯棒的工藝步驟的數量，從而芯棒損壞的危險降低。
[0018]接觸面與圓形的偏差中斷了旋轉對稱性和管中軸線並且由此在光學元件中引起了在包層區域內光導的變化。特別是由此防止和改變光模式(所謂的螺旋模式)，該光模式否則環繞芯區域，而不可以耦合到芯區域中。這如此導致抽運光更有效地耦合到芯區域中並由此導致抽運效率的提高。
[0019]包層管的「內部區域」直接鄰接圓形的內孔，或者該內部區域在管壁內進一步向外移動，也就是向內由具有其他折光率的其他石英玻璃限定。無論如何該內部區域由「外部區域」直接包圍。「外部區域」又鄰接外包層面，或者該外部區域在管壁內部進一步向內移動，也就是直接由具有其他的折光率的另外的包層材料包圍。
[0020]石英玻璃管特別是適用於製造用於雷射有效的纖維的預製體，該預製體出於上述原因應該具有關於元件中軸線不旋轉對稱的包層區域。石英玻璃管可以同時具有多個芯棒，這改善了生產率。該石英玻璃管但是對於其他應用也具有優點，例如用於測試目的；如果應該測試或評估不同的芯棒，那麼必須根據已知方法對於每個芯棒昂貴地產生預製體。與之相對地，具有非圓形的接觸面的包層管的應用實現了在管中不同芯棒的同時包覆(Oberfangen)0
[0021]石英玻璃管的內直徑在幾個毫米的範圍中、典型地在5毫米至20毫米的範圍中，並且管壁的厚度為至少I毫米。石英玻璃管的外直徑為2. 5毫米以上、優選7. 5毫米以上並且典型地在20毫米至30毫米的範圍之間。
[0022]如上所述，接觸面的非圓形的輪廓具有的作用在於，該輪廓中斷了繞石英玻璃管的中軸線的旋轉對稱性。如果接觸面的輪廓在徑向橫截面上具有至少一個角，那麼實現了旋轉對稱性的特別有效的中斷。
[0023]在此將「角」理解為在肉眼可見的視野中接觸區域的徑向環繞中的不連續性；角點可以是倒圓的。理想的角點，在以下意義上，即在那兒兩側的兩個限定線以一個角沒有每個倒圓地相互遇到，在技術上難以產生並且為了產生期望的效果也是不必要的。而且一個或多個倒圓的角點滿足該目的。
[0024]在最簡單情況下，接觸面在徑向橫截面上具有多邊形的輪廓。
[0025]接觸面的多邊形輪廓，具有例如在橫截面上六角形或八角形形狀，通過由石英玻璃組成的原始體的機械加工或通過軟化的石英玻璃料的熱成型藉助於成型或拉模孔(Zieldiise)可比較簡單地製造。
[0026]不需要並且在實際中經常也在沒有大的成本的情況下不可實現的是，調節理想的多邊形幾何結構。例如多邊形的角的倒圓是無害的。
[0027]備選地，接觸面在徑向橫截面上具有帶有交替直的和彎曲的縱向部段或帶有交替左和右彎曲的縱向部段的輪廓。
[0028]這相對於簡單的圓形是關於螺旋模式的避免特別有效的幾何結構變化。內側面在此在一側上或者在多個(優選對置的）側上具有平的面或稍微向內（凹的）彎曲的面，從而產生圓形的一個或多個削平部。具有削平部的實施方式在文獻中也稱為「D形」，這樣的具有兩個或四個對置的削平部的實施方式也稱為「雙D形」或「四重D形」。
[0029]特別有效地避免螺旋模式可以通過一種實施方式實現，其中接觸面在內部區域與外部區域之間具有第一接觸面，該第一接觸面在管壁內由第二接觸面包圍，其中第二接觸面也限定由具有不同折光率的石英玻璃組成的區域並且在徑向橫截面上具有非圓形的輪廓。
[0030]已經證明的是，外側面具有圓形輪廓。
[0031]石英玻璃管的圓形外側面簡化了其進一步加工為光學元件。[0032]石英玻璃管可以具有一個或多個偏心設置的內孔，該內孔填充激活有效的芯玻璃。在由此製造的光學元件作為雷射器的應用中芯區域的偏心設置在抽運光的耦合中具有優點。因為由此芯區域轉移到一個區域中，在該區域中芯區域少量由在端側入射的抽運光碰到。這降低了抽運光在耦合面的區域中的吸收。此外也可以更容易地從外面冷卻芯區域的偏心的設置。
[0033]對於內孔的偏心的結構來說，然而證實為有問題的是光束引導並且特別是雷射束的解耦。
[0034]該缺點由此由石英玻璃管的一個優選實施方式避免，其中內孔與管中軸線同心地走向。
[0035]已經證實為有利的是，外部區域的石英玻璃摻雜氟。
[0036]也可以將氟以直至9%的重量百分比、優選在1%至5%的重量百分比的範圍中的高濃度比較簡單和均勻地引入到石英玻璃中。已知地石英玻璃摻雜氟不僅引起折光率的降低而且導致粘性的下降。通過折光率的降低外部區域的石英玻璃有助於光導。
[0037]在此證實為有利的是，內部區域由未經摻雜的石英玻璃組成。
[0038]在石英玻璃管的優選實施方式中設定，管壁具有內層，該內層在內孔與內部區域之間延伸，並且該內層由石英玻璃組成，該石英玻璃具有比未經摻雜的石英玻璃更高的折光率。
[0039]內層的更高的折光率通過石英玻璃摻雜一種或多種摻雜物例如鍺、鑭、鈰、鋁來實現。由此可以使得內 層的折光率匹配於芯棒的折光率。徑向折光率輪廓在該情況下具有鄰接到芯棒區域具有提高的折光率的底腳，這也稱為「底座設計（Pedestal-Design)」。
[0040]關於用於低成本地製造按照本發明的石英玻璃管的方法上述任務按照本發明由此解決，即產生由石英玻璃組成的母管，該母管具有管壁，在該管壁內由第一石英玻璃組成的內部區域和由第二石英玻璃組成的環繞該內部區域的外部區域在徑向環繞的橫截面非圓形的接觸面上相互鄰接，其中第一和第二石英玻璃的折光率不同，並且其中無工具地將母管伸長為石英玻璃管束並且由此切割成一定長度的子段。
[0041]在按照本發明的方法中首先提供母管，在其壁中設有至少兩個由具有不同折光率的石英玻璃組成的包層區域，所述包層區域相互具有非圓形並且環繞管縱軸線的接觸面。包層區域在這個意義上設有非圓形的接觸面。
[0042]在伸長工藝中由厚壁的母管產生上述石英玻璃管。如此獲得的管形石英玻璃管的總長度比開始的母管的長度大很多倍，而不需要附加的塗層或加工過程。由此可以使用如此產生的石英玻璃管特別低成本地製造光學元件，例如預製體和光學纖維，其方法是將母管的製造成本分配到多個元件上並且由此降低每個元件的總成本。
[0043]在優選的方法變型中，其中產生的管形的石英玻璃管的內孔無工具地形成，產生具有特別高的表面品質的通過熱成型平滑化的內表面。
[0044]優選地，在伸長工藝中在3至100的範圍中調節拉拔比例，特別優選在小於40的範圍中調節拉拔比例。
[0045]拉拔比例(在伸長工藝前後管長的比例）越大，用於製造母管的涉及獲得的石英玻璃管的總長度的成本越小。在所述下邊界之下的拉拔比例情況下對此不再產生值得注意的效果。在所述上邊界之上的拉拔比例的情況下必須伸長特別是大體積的母管，這使得在伸長工藝中的可操作性變得困難。
[0046]已經證實為有利的是，母管的內孔在伸長工藝中以清洗氣清洗。
[0047]這反作用於汙物引入到石英玻璃管的內孔中並且反作用於管壁的表面質量的變差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]以下根據實施例和附圖進一步闡明本發明。詳細地在示意圖中示出：
圖I在徑向橫截面中具有非圓形的接觸面的包層管的第一實施方式，該接觸面具有圓形的外包層面；
圖2具有非圓形的接觸面的包層管的第二實施方式，該接觸面具有多邊形的外包層
面；
圖3具有非圓形的接觸面的包層管的第三實施方式，該接觸面繞內孔不同心；
圖4具有非圓形的接觸面的包層管的第四實施方式，該接觸面在包層區域中具有多重D形橫截面幾何結構； 圖5具有非圓形的接觸面的包層管的第五實施方式，該接觸面具有在側面與中軸線偏移的附加孔；
圖6具有非圓形的接觸面的包層管的第六實施方式，該接觸面具有多個繞中間的內孔分布的附加孔；
圖7具有非圓形的接觸面的包層管的第七實施方式，該接觸面具有兩個同心的接觸
面；
圖8包層管的第七實施方式，該包層管具有非圓形的接觸面和帶有所謂的「底座設計」的折光率輪廓；
圖9使用按照圖I的石英玻璃管制造的用於具有矩形芯區域的雷射纖維的預製體的徑向橫截面；
圖10具有用於製造按照現有技術的預製體的方法步驟的流程圖；以及 圖11具有用於製造按照本發明的預製體的方法步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0049]在圖I中示意地示出的石英玻璃管限定橫截面圓形的內側面1，並且同樣圓形的外側面2限定管壁3，該管壁由內部包層區域4和外部包層區域5組合。內孔具有附圖標記
7。在內部和外部包層區域之間的接觸面6在徑向橫截面上是八角形的。石英玻璃管的包層結構具有關於繞中軸線17旋轉的八度對稱，該中軸線與內孔7同軸地延伸。
[0050]一旦在圖2至圖9中使用與圖I中的相同的附圖標記，那麼以此表示與在圖I中包層管的相同或等同的元件和組成部分。
[0051]而且圖2的實施方式示出了在內部包層區域4與外部包層區域5至間八角形的接觸面6。在此涉及具有包層結構的同樣八度對稱性的特別是薄壁的管。然而與圖I的實施方式的不同之處在於，外包層面8同樣構成為八角形的，從而外部包層區域5不僅沿縱軸線方向而且沿徑向看去具有幾乎恆定的厚度。
[0052]在圖3的實施方式中相對於圖I的實施方式的重要的特徵在於，同樣八角形構成的內部包層區域4具有在側面對於內孔7移動的重心。接觸面6與中軸線17平行地但是不是與之同軸地走向。該包層結構在此僅僅還示出了對於通過中軸線17走向的鏡面的鏡面對稱。外部包層區域5的寬度沿徑向看去變化。
[0053]圖4示意地示出了內部包層區域的另一不同於圓形的橫截面幾何結構，也就是具有所謂的「四重D形」的輪廓。在此接觸面6示出了四個彎曲的縱向部段10，在每個象限中具有一個，該縱向部段通過至的或稍微向內彎曲的縱向部段11相互連接。該包層結構具有四度對稱。
[0054]在根據圖I至圖4所述的實施方式中，內部包層區域4分別由未經摻雜的石英玻璃組成，而外部包層區域5由摻雜氟的具有相對於內部包層區域4下降的折光率的石英玻
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[0055]在圖5的橫截面視圖中可見的是，在側面相對於內孔7偏移地並且在兩側相對於中軸線17偏移地在包層區域中設有兩個附加的孔28。這兩個孔用於容納所謂的「應力棒」，用於製造用於獲得偏振的光學纖維的預製體。
[0056]在圖6中示出的實施方式中，在包層區域4中設有六個附加的孔30，這些附加的孔均勻地繞內孔7和中軸線17分布。這些孔例如用於容納雷射有效的石英玻璃。
[0057]在圖7中示意地示出的具有非圓形的接觸面的包層管的實施方式與圖2的實施方式的區別在於，緊接著外部包層區域5還具有兩個另外的包層。分別設有兩個由未經摻雜的石英玻璃組成的包層區域4、14和兩個由摻雜氟的石英玻璃組成的包層區域5、15，其中由未經摻雜和經摻雜的石英 玻璃組成的區域沿徑向由內向外交替。由未經摻雜的石英玻璃組成的包層區域4、14分別具有橫截面圓形的內邊界和八角形的外邊界，並且在由摻雜氟的石英玻璃組成的包層區域5、15中正好相反。由此接觸面6、16、26中的兩個的橫截面是八角形的6、26，另一個接觸面是圓形的16。
[0058]圖8示意地示出了具有非圓形的接觸面的按照本發明的包層管的實施方式，其中鄰接內孔7的最內部的包層區域18具有相對於下一包層區域4的圓形的接觸面19。包層區域4在此在本發明的意義上表示「內部的包層區域」，因為該包層區域具有非圓形的接觸面6，該接觸面向外與外部包層區域5鄰接。與內孔7鄰接的最內部的包層區域18由石英玻璃組成，該石英玻璃通過摻雜氧化鍺具有這樣的折光率，該折光率匹配於放入到內孔中的芯棒(在圖中未示出）的外部區域的折光率。該實施方式可以稱為「底座設計」。
[0059]在應用具有非圓形的接觸面的包層管作為用於包層泵送的雷射的泵式光包層的情況下，接觸面6、26的與圓形幾何結構不同的輪廓在管壁內減小了不期望的螺旋模式的構成。如此改善了抽運光的效果。通過在具有圓形的內孔的石英玻璃管中提供這樣的輪廓，該石英玻璃管可以用作用於元件製造的石英玻璃管，也即是作為用於圓形芯棒的包覆的包覆管，簡化了製造工藝，並且降低了材料損耗的風險。
[0060]在圖9中橫截面示意地示出的預製體使用具有非圓形的接觸面的包層管31製造。由包層管31提供由摻雜氟的石英玻璃組成的外部包層區域5和由未經摻雜的石英玻璃組成的內部包層區域4。包層區域4和5包圍芯棒32，該芯棒由具有方形橫截面的中間的芯區域33和包層34組合。包層34如此包圍橫截面方形的芯區域33，使得獲得在橫截面上的圓形輪廓，其外直徑匹配於包層管31的內孔的直徑。芯區域33由石英玻璃組成，該石英玻璃摻雜雷射有效的物質。包層34由未經摻雜的石英玻璃組成。[0061]為了製造預製體，在具有方形橫截面的、由雷射有效的石英玻璃組成的棒上，藉助於POD分離方法產生由未經摻雜的石英玻璃組成的包覆玻璃層，並且該包覆玻璃層打磨為圓形。如此獲得的芯棒32以包層管31包覆形成預製體。
[0062]由預製體拉拔雷射纖維，該雷射纖維的突出之處在於方形的光束輪廓。
[0063]在下文中根據圖I進一步闡明具有非圓形的接觸面的包層管的製造。
[0064]由未經摻雜的石英玻璃組成的具有10毫米內直徑和100毫米外直徑的後壁的空心圓柱體被提供。通過磨光外包層面獲得八角形的形狀。在機械加工之後以氫氟酸刻蝕石英玻璃表面並且以乙醇清洗，以便除去打磨殘留物。隨後通過熱拋光劑給加工的表面上光和密封。
[0065]具有八角形的橫截面的如此獲得的石英玻璃圓柱體藉助於等離子外分離方法(P0D方法）設有由摻雜氟的石英玻璃組成的外部的包層。
[0066]在此分離的石英玻璃層的外輪廓基本上採用石英玻璃圓柱體的八角形的形狀。為了實現圓形的管幾何結構，外部的包覆玻璃層打磨為圓的並且隨後藉助於氫氟酸清潔，以便除去打磨軌跡，並且火焰拋光打磨的表面，以便密封該表面。
[0067]如此獲得的石英玻璃管的內壁使用SF6經受熱氣刻蝕工藝，以便清潔表面。
[0068]如此獲得的母管在具有30的拉拔比例的拉拔工藝中無工具地伸長為20毫米的外直徑。在伸長工藝期間以氮清洗母管或拉出的管束的內孔。在此進一步改善內表面的質量，並且製造由裝料組成的多個結構化的包層管，這降低了製造成本。 [0069]在打磨工藝之後母管具有準確的多邊形幾何形狀。在刻蝕中並且特別是通過伸長工藝可以導致多邊形的角的一定的倒圓。除此之外，在伸長工藝中軟化母管的石英玻璃，從而多邊形的直面也可以變形並且可以根據在製造的石英玻璃管中的目標條件向內或向外彎曲。
[0070]在該方法的改型中作為原始材料代替管使用由未經摻雜的石英玻璃的實心圓柱體。在磨光和通過芯孔的POD分離工藝之後產生實心圓柱體的中間的內孔。在該變型中與芯孔和中軸線的特別準確的同心性可更簡單地實現。
[0071]通過將預製體的製造步驟分為一方麵包層管制造而另一方面芯棒製造將各個元件僅僅在最後步驟、即包覆步驟中聚集為預製體。由此減小了涉及芯棒的工藝步驟的數量，並且降低了破壞芯棒的風險。這也闡明了圖10和圖11的流程圖的比較，所述流程圖命名用於製造預製體的方法步驟，其中涉及芯棒（以雙線表示框)。圖10命名了為此在已知的開始引用的方法中需要的方法步驟，而圖11命名了在按照本發明的方法中需要的唯一的方法步驟，也就是芯棒的包覆。
[0072]對此備選地，芯棒以按照本發明的石英玻璃管的包覆也可以在纖維拉拔工藝中實現，其方法是輸送由包層管和熱區域的芯棒組成的總體、在其中局部地軟化並且在此熔化地並且直接拉拔為纖維。
[0073]具有非圓形的接觸面的包層管的應用特別是在特別貴的芯棒的情況下或在這樣的情況下適用，該芯棒機械上、熱上或者相對於UV射線特別敏感。通過在一個唯一的伸長工藝中大的構造化的包層管裝料的製造可以降低每個單元的成本。此外多個預製體的製造在保持相同的質量下更簡單，因為在單個製造中不用考慮出現的工藝波動。除此之外，大的包層管可以配備多種不同的芯材料並且通過這種方式更簡單地測試以及評估。這特別是幫助在新的芯材料 的研發中節省時間和成本。
【權利要求】
1.石英玻璃管，其作為用於光學元件的半成品，所述石英玻璃管具有沿管中軸線(17)延伸的、用於容納芯棒的內孔和由內側面(I)和外側面(2)限定的管壁(3)，在所述管壁中由第一石英玻璃構成的內部區域(4)和由第二石英玻璃構成的、環繞所述內部區域(4)的外部區域(5)在接觸面(6)上相互鄰接，所述接觸面圍繞管中軸線(17)走向，其中第一和第二石英玻璃的折光率不同，其特徵在於，所述接觸面(17)在徑向橫截面上具有非圓形的輪廓而所述內側面(I)具有圓形的輪廓。
2.根據權利要求1所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述接觸面(6)在徑向橫截面上具有至少一個角。
3.根據權利要求1或2所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述接觸面(6)在徑向橫截面上具有多邊形輪廓。
4.根據權利要求1或2所述的 石英玻璃管，其特徵在於，所述接觸面(6)在徑向橫截面上具有帶有交替筆直的和彎曲的縱向部段(10 ;11)或帶有交替左和右彎曲的縱向部段的輪廓。
5.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述接觸面(6)在內部區域(4)與外部區域(5)之間具有第一接觸面，所述第一接觸面在所述管壁(3)內由第二接觸面(26)包圍，其中所述第二接觸面(26)也限定由具有不同折光率的石英玻璃構成的區域(14 ;15)，並且在徑向橫截面上具有非圓形的輪廓。
6.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述外側面(2)具有圓形輪廓。
7.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述內孔(7)相對於所述管中軸線(17)同心地走向。
8.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述外部區域(5)的石英玻璃摻雜氟。
9.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述內部區域(4)由未經摻雜的石英玻璃構成。
10.根據上述權利要求中任一項所述的石英玻璃管，其特徵在於，所述管壁(3)具有內層(18)，該內層在內孔(7)與內部區域(4)之間延伸，並且該內層由石英玻璃構成，所述石英玻璃具有比未經摻雜的石英玻璃更高的折光率。
11.用於製造根據權利要求1至10中任一項所述的石英玻璃管的方法，其特徵在於，產生由石英玻璃製成的母管，所述母管具有管壁，在所述管壁內部在徑向環繞的、橫截面非圓形的接觸面上由第一石英玻璃構成的內部區域和由第二石英玻璃構成的、環繞所述內部區域的外部區域相互鄰接，其中第一和第二石英玻璃的折光率不同，並且其中無工具地將所述母管伸長為石英玻璃管束，並且由此切割成一定長度的子段。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，在伸長工藝中在3至100的範圍中調節拉拔比例，優選在小於40的範圍中調節拉拔比例。
13.根據權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，所述母管的內孔在伸長工藝中以清洗氣清洗。
【文檔編號】C03B37/014GK104039723SQ201380005754
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2012年1月17日
【發明者】G.舍茨, K.布羅伊爾, R.施密特, P.鮑爾, A.舒爾泰斯, C.施密特, A.朗格 申請人:赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司