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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfaser
mit einem Lichtleiterkern und/oder einem Pumpkern nach Anspruch
1 und eine Glasfaser nach Anspruch 8.
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Derartige
Glasfasern werden durch ein Ziehen einer Preform in einer Ziehofenanordnung
gefertigt, wobei die Preform in einem mehrstufigen Prozess hergestellt
wird. Im Allgemeinen wird hierzu zunächst eine Glassootschicht auf
der Innenseite eines Substratrohres abgeschieden, die in einem sich
daran anschließenden
Schritt versintert wird. Zur Fertigung einer Preform-Struktur aus
einem Faserkern und einem Fasermantel werden im Anschluss daran
ein Oxidationsschritt und ein Konsolidierungsschritt ausgeführt, während danach ein
Kollabieren und Schließen
erfolgt.
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Bei
der Verwendung von Glasfasern mit einem Lichtleitkern und/oder einem
Pumpkern ist mit einer zunehmenden Betriebsdauer ein Effekt zu beobachten,
der als Photodarkening bezeichnet wird. Darunter versteht man eine
nachteilige Wechselwirkung des innerhalb des Faserkerns geleiteten
Lichtes mit Strukturen, die entweder im Gefüge der Faser vorhanden sind
oder die durch das in der Faser geleitete oder angeregte Licht erzeugt
werden. Dieser Effekt ist teilweise abhängig von der Wellenlänge des
in die Faser eingekoppelten Lichtes. Er führt zu einem mit der Zeit zunehmenden
optischen Verlust bei der Lichtleitung in der Glasfaser sowie zu
einer abnehmenden Leistungsdichte des erzeugten Laserlichtes innerhalb
des Pumpkerns. Das Photodarkening ist insbesondere bei Yb-dotierten
Glas- bzw. Laserfasern zu beobachten. Dabei nimmt die Absorption
innerhalb des Glasmaterials bei starken Lichtintensitäten zu,
wobei es zu einer anwachsenden breitbandigen Lumineszenz im Material
kommt.
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Eingehende
Untersuchungen des Photodarkenings haben gezeigt, dass dieser Effekt
in einem nicht unerheblichen Maße
durch so genannte Precursoren innerhalb der Preform der Glasfaser
bedingt sind. Dabei handelt es sich um Fehlstellen im Glasgefüge, mit
welchem das in der Faser geleitete Licht wechselwirkt und die durch
die Lichteinwirkung verstärkt
werden. Diese werden insbesondere durch die vor allem bei Pumpkernen
notwendigen Dotanden wie Ytterbium, Aluminium, Bor oder Germanium
innerhalb der Siliciumoxid-Matrix hervorgerufen.
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Es
besteht somit die Aufgabe, ein Fertigungsverfahren zur Herstellung
der Glasfaser mit einem Lichtleiterkern und/oder einem Pumpkern
anzugeben, bei der die zu dem Photodarkening führenden Precursoren entweder
beseitigt oder zumindest nachhaltig minimiert werden können.
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Die
Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung einer Glasfaser
mit einem Lichtleiterkern und/oder einem Pumpkern mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst,
wobei die Unteransprüche
zweckmäßige und/oder
vorteilhafte Ausführungsformen
des Herstellungsverfahrens enthalten. Hinsichtlich des Vorrichtungsaspektes
erfolgt die Lösung
der Aufgabe durch eine Glasfaser mit einem Lichtleiterkern und/oder
einem Pumpkern mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
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Erfindungsgemäß wird von
einem Herstellungsverfahren mit einer Fertigung einer Preform und
einem sich daran anschließenden
Ziehprozess ausgegangen. Dabei wird während einer Ausführung von
Fertigungsschritten bei der Preform-Fertigung und/oder während des Ziehprozesses eine
Beaufschlagung mit einer Gasatmosphäre ausgeführt, um die optisch aktivierbaren
Precursorzustände
im Material der Preform und/oder der Glasfaser zu beseitigen und/oder
zu vermindern. Die Gasatmosphäre
weist hierzu eine veränderliche
Zusammensetzung auf. Die veränderliche
Zusammensetzung der Gasatmosphäre
ist bei der Ausführung
des Verfahrens in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Fertigungsschritt, einem aktuell vorliegenden
Verarbeitungszustand des Glasmaterials und/oder von dabei vorliegenden
Diffusionslängen
von dabei vorgesehenen Gaskomponenten im Material der herzustellenden
Faser eingestellt.
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Grundgedanke
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es somit, durch eine von außen
her erfolgende Diffusion unterschiedlicher reaktiver Gase in das
Glasmaterial dessen inneren Zustand so zu beeinflussen, dass die
vorhandenen Precursoren im Glas so umfassend wie möglich angegriffen
und damit beseitigt werden können.
Da bei der Herstellung der Preform bzw. der Glasfaser eine Reihe
von unterschiedlichen Einwirkungen auf die Glasstruktur erfolgen
und die dabei erzeugten Precursoren verschiedener Art sind, wobei
auch die Glasstruktur für
Diffusionen von verschiedenen Gasen verschieden durchlässig ist,
wird erfindungsgemäß die einwirkende
Gasatmosphäre
in Abhängigkeit
von dem jeweils vorliegenden Fertigungsschritt modifiziert. Damit wird
gesichert, dass die gebildeten Precursoren mit dem jeweils wirksamsten
reaktiven Mittel beeinflusst werden, wobei die Diffusion innerhalb
des Glases durch ein jeweils zweckmäßig eingestelltes Konzentrationsgefälle zwischen
der Umgebung und dem Fasermaterial befördert wird.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform
wird die Zusammensetzung der Gasatmosphäre in der Weise verändert, dass
die Gasatmosphäre
während
der Ausführung
der Fertigungsschritte zwischen einer reduzierenden und einer oxidierenden
Zusammensetzung wechselt. Dadurch können Precursorzustände in der Glasstruktur
entweder durch Reduktion oder durch Oxidation mit dem beaufschlagten
Gas und innerhalb des Glasgefüges
beseitigt werden.
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Als
eine reduzierende Komponente der Gasatmosphäre ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform Wasserstoff
mit einem veränderlichen
Partialdruck vorgesehen. Als oxidierende Komponente der Gasatmosphäre ist zweckmäßiger weise
Chlor und/oder Sauerstoff und/oder Ozon mit einem jeweils veränderlichen
Partialdruck vorgesehen. Sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff/Ozon
und Chlor sind als wirksame Reduktions- bzw. Oxidationsmittel bekannt.
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Weiterhin
ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform
vorgesehen, dass die Gasatmosphäre
eine chemisch inerte Komponente, insbesondere ein Edelgas, aufweist.
Hierdurch gelingt es, den Gesamtdruck der Gasatmosphäre auch
bei veränderlichen
Partialdrücken
der chemisch reaktiven Gasanteile konstant zu halten.
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Ergänzend dazu
kann bei der Herstellung der Glasfaser ein Fertigen eines Glasfaserkerns
mit mindestens einem von einer Kreisform abweichenden Flankenabschnitt
erfolgen. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung
wird hierzu eine Flanke mit einem wellenförmigen Verlauf eingebracht.
Dadurch lassen sich die in der Faser ausbreitenden oder durch Pumpvorgänge erzeugten
Lichtmoden so beeinflussen, dass eine Reihe von das Photodarkening
befördernden
Lichtleitermoden bedämpft
werden und so die Anregung von im Glasmaterial verbliebener Precursoren
erschwert wird.
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Der
wellenförmige
Flankenverlauf wird bei einer zweckmäßigen Ausführung des Verfahrens als eine W-Form
eingebracht. Eine derartige Form hat sich hinsichtlich der erwähnten Modenstimulation
und Modenunterdrückung
als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Eine
entsprechende Glasfaser weist mindestens einen von der Kreisform
abweichenden Flankenabschnitt auf. Dieser kann wellenförmig und
insbesondere in einer W-Form ausgebildet sein.
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Das
erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
und die erfindungsgemäße Glasfaser
sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Zur Verdeutlichung dienen die 1 bis 11. Es werden für gleiche oder gleichwirkende
Teile und Verfahrensschritte die selben Bezugszeichen verwendet.
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Es
zeigen:
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1 einen
beispielhaften Verfahrensablauf mit grundlegenden Verfahrenskomponenten
anhand eines Blockschaltbildes,
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2 einen
zeitlichen Verlauf des Photodarkening-Verlustes in einer optischen
Faser bei einer Lichtwellenlänge
von 633 nm bei einer konventionell gefertigen und bei einer erfindungsgemäß hergestellten
Faser,
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3 einen
zeitlichen Verlauf des Photodarkening-Verlustes in einer weiteren
vergleichenden Darstellung,
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4 einen
beispielhaften zweiseitig abgeflachten Pumpfaserkern in einer Doppel-D-Form,
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5 einen
beispielhaften zweiseitig von der Kreisform abweichenden Pumpfaserkern
mit einer Doppel-W-Ausführung,
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6 einen
berechneten Leistungsabfall in Abhängigkeit von der Faserlänge für ausgewählte Pumpkern-Ausführungen,
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7 beispielhafte
Darstellungen der Faserlaser-Ausgangsleistung bei einem Pumpfaserkern
mit einer Kreisform im Vergleich mit einer Doppel-D-Ausführung und
mit einer Pumpfaser in einer Doppel-W-Ausführung,
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8 eine
beispielhafte Ausführungsform
eines Pumpfaserkerns in einer vierfachen W-Ausführung,
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9 eine
beispielhafte Ausführungsform
eines Pumpfaserkerns in einer achtfachen W-Ausführung,
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1 zeigt
anhand eines Blockschaltbildes einen beispielhaften Verfahrensablauf.
Das Fertigungsverfahren umfasst bei dem hier vorliegenden Beispiel
eine Abscheidung einer Glassootschicht 1, eine Einstellung
eines definierten Sintergrades 2, einen Oxidationsschritt 3,
einen Konsolidierungsschritt 4, ein Kollabieren des innenbeschichteten
Rohres 5 und ein Ziehen der Faser 6. Die Prozessschritte
werden in den dafür
vorgesehenen Vorrichtungen, insbesondere Abscheidevorrichtungen,
Sinteranlagen, Ziehvorrichtungen und Öfen, ausgeführt.
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Die
einzelnen Prozessschritte werden von einer Steuereinheit 7 überwacht.
Diese ist mit einer Verteilereinheit 8 gekoppelt. Die Verteilereinheit
ist mit einer Reihe von Verbindungsleitungen 9 mit bereitstehenden Gasreservoirs 10 verbunden.
Die Gasreservoirs enthalten ein erstes Reservoir 11 mit
einem reduzierenden Gas, insbesondere Wasserstoff, ein zweites Reservoir 12 mit
einem Inertgas, insbesondere einem Edelgas, wie Helium, Neon oder
Argon, sowie ein drittes Reservoir 13 zum Bereitstellen
eines oxidierenden Gasgemisches. In dem hier vorliegenden Fall enthält das Reservoir 13 einen
Vorratsbehälter
für Sauerstoff 14 und
einen Vorratsbehälter
für Chlor 15.
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Je
nach Erfordernis können
sowohl weitere reduzierende Gase als auch weitere oxidierende Gase vorgesehen
sein.
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Je
nach dem aktuell ausgeführten
Prozessschritt erzeugt die Verteilereinheit 8 unter dem
Einfluss der Steuereinheit 7 durch ein Öffnen und Schließen der
Gasreservoirs eine Prozessatmosphäre, die entweder rein reduzierend,
inert, sowohl reduzierend als auch oxidierend oder rein oxidierend
ist und führt
die jeweils eingestellte Mischung über eine Reihe von Zuleitungen 16 zu
den jeweiligen Prozessstationen 1 bis 6.
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Die
genaue Zusammensetzung der Gasatmosphäre wird zum einen in Hinblick
auf die zu erwartenden Diffusionslängen der Gase in einer Glasfritte,
der Preform oder der gezogenen Faser und zum anderen in Hinblick
auf die zu beein flussenden und bei den jeweiligen Schritten entstehenden
Precursoren im Glasmaterial eingestellt.
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Eine
beispielhafte Aufstellung der Diffusionslängen verschiedener Gase in
Siliciumoxid in Abhängigkeit
von dem jeweils durchlaufenen Fertigungsschritt zeigt folgende Tabelle:
| Diffusionslänge für Gasspezies
in SiO2 Schichtdicken (μm) | Diffusionslänge H2 in SiO2 (μm) | Diffusionslänge He in
SiO2 (μm) | Diffusionslänge Cl2 in SiO2 (μm) | Diffusionslänge O2 in SiO2 (μm) | Charakt. |
| Prozessschritt | | | | | |
| Sootabscheidung | 742 | 969 | 4 | 71 | (1040) |
| Sintergradeinstellung | 590 | 857 | 1 | 39 | (156) |
| Oxidation | 482 | 700 | 1 | 32 | (156) |
| Konsolidierung | 595 | 721 | 6 | 73 | 31 |
| Kollabieren | 1549 | 1788 | 24 | 225 | 300 |
| Schließen | 2682 | 3096 | 42 | 389 | 650 |
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Dabei
zeigt sich zum Beispiel, dass die Diffusionslänge für Wasserstoff als bevorzugtem
Reduktionsmittel und Helium als zweckmäßigem Inertgas während des
gesamten Prozessverlaufs vergleichsweise groß sind, aber während der
Sintergradeinstellung, der Oxidation und der Konsolidierung jeweils
ein Minimum durchläuft.
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Die
Diffusionslänge
für Chlor
als möglichem
Oxidationsmittel ist im Vergleich dazu stets klein. Sie nimmt im
wesentlichen erst während
des Prozessschrittes der Konsolidierung, des Kollabierens und des Schließens der
Glasfaser zu und erreicht erst während
des letztgenannten Prozessschrittes ihren größten Wert.
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Einen ähnlichen
Verlauf zeigt die Diffusionslänge
für Sauerstoff
in Siliciumoxid als einem weiteren möglichen Oxidationsmittel. Sauerstoff
weist im Vergleich zu Chlor eine größere Diffusionslänge mit
einem ausgeprägten
Minimum während
der Prozessschritte der Sintergradeinstellung und der Oxidation
auf. Die Diffusionslänge
für Sauerstoff
erreicht auch hier erst bei dem Kollabieren und dem Schließen der
Preform ihren maximalen Wert.
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Die
Diffusionslängen
sind besonders dann von ausschlaggebender Bedeutung, wenn diese
mit charakteristischen Längen
verglichen werden, die bei den jeweiligen Prozessschritten von Bedeutung
sind. So wird beispielsweise während
der Abscheidung der Glassoot Glasmaterial mit einer Dicke oder einem
Durchmesser in der Größenordnung
von 1000 μm,
d. h. im Bereich eines Millimeters, abgeschieden, während gerade bei
diesem Prozessschritt die Diffusionslänge des Sauerstoffs bzw. des
Chlors im Glasmaterial niedrig sind.
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Diese
Diskrepanz zwischen der bei der Sootabscheidung großen charakteristischen
Schichtdicke des Prozessschrittes einerseits und der niedrigen Diffusionslänge für Oxidationsmittel
wie Sauerstoff oder Chlor andererseits ist deswegen von Bedeutung,
weil sich während
der Sootabscheidung Precursoren in dem Glasmaterial ausbilden, die
einerseits bei dem erwähnten
Photodarkening eine Rolle spielen, aber andererseits oxidativ beeinflusst
und in einem bestimmten Maße
dadurch beseitigt werden können.
Dies betrifft insbesondere so genannte Sauerstoff-Mangel-Zentren
(oxygen-deficiency center, ODC) bzw. nichtbrückenbildende Sauerstoff-Loch-Zentren
(non-bridging oxygen hole center, NBOHC).
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Daher
wird bei der Ausführung
des Verfahrens während
der Prozessschritte der Sootabscheidung und vor allem während der
Sintergradeinstellung eine oxidierende Gasatmosphäre eingestellt,
bei der ein großes Konzentrationsgefälle zwischen
dem Sauerstoffgehalt der Umgebung der zu fertigenden Preform einerseits und
dem Sauerstoffgehalt im Inneren der sich herausbildenden Preform
besteht. Dadurch kann der Diffusionsprozess des Sauerstoffs in das
Innere der Sootschicht effektiv angetrieben und der Bildung der
erwähnten Sauerstoff-Loch-Zentren
entgegen gewirkt werden.
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Die
Einstellung einer oxidierenden Gasatmosphäre ist besonders dann günstig, wenn
die Diffusionslängen
des Sauerstoffs einerseits mit den charakteristischen Schichtdicken
des jeweiligen Prozessschrittes übereinstimmen
andererseits nicht sehr stark differieren. Dies ist insbesondere
während
der Schritte der Sintergradeinstellung und der Oxidation der Fall.
Eine durchgreifende Oxidation der erwähnten Sauerstoff-Fehlstellen
ist nach der Schichtkonsolidierung wegen der bereits verfestigten
Glasstruktur nicht mehr möglich.
Daher wird die oxidierende Gasatmosphäre möglichst früh bereits bei dem Prozessschritt
der Sootabscheidung eingestellt.
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Dies
ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Precursoren beeinflusst
werden sollen, die durch Dotanden und Codotanden im Glasmaterial,
insbesondere Ytterbium, Aluminium, Bor, Fluor, Germanium oder Phosphor,
hervorgerufen werden. So ruft beispielsweise Aluminium ein sogenanntes
Aluminium-Sauerstoff-Loch-Zentrum/Al-Oxygen hole center, Al-OHC)
hervor, das zu dem Effekt des Photodarkenings beitragen und durch
die Einwirkung eines Reduktionsmittels, insbesondere Wasserstoff,
beeinflusst werden kann.
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Daher
wird die Gasatmosphäre
während
der Prozessschritte des Kollabierens und des Schließens nunmehr
von einem oxidierenden in einen reduzierenden Zustand gebracht.
Im Gegensatz zur oxidierenden Gasatmosphäre, die einen relativ hohen
Sauerstoffanteil bzw. Ozonanteil enthalten kann, wird die reduzierende
Gasatmosphäre
in Form eines Inertgases mit einer reduzierenden Beimengung erzeugt.
Bei dem hier vorliegenden Beispiel bedeutet dies, dass beispielsweise
eine Atmosphäre
erzeugt wird, die zu 70% aus Helium und 30% Wasserstoff besteht,
wobei der Anteil des Wasserstoffs wegen der bei diesem Prozessschritten
sehr großen
Diffusionslänge
tendenziell niedriger eingestellt werden kann. Dadurch wird der
die Diffusion antreibende Gradient zwischen der Konzentration des
Wasserstoffs in der Umgebung der Glasfaser bzw. der Preform und
der Wasserstoffkonzentration im Inneren der Glasfaser niedrig gehalten
und eine zu stark durchgreifende Reduktion mit einem Erzeugen neuer
Precursoren vermieden.
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2 zeigt
beispielhafte Darstellungen eines Verlaufs eines Photodarkening-Verlustes in dB/m
bei einer Lichtwellenlänge
von 633 nm in Abhängigkeit
von der Zeit. In dem links angeordneten Diagramm ist das zeitabhängige Photodarkening
einer Glasfaser gezeigt, die aus einer konventionell gefertigten
Preform gefertigt wurde. Das rechte Diagramm zeigt dazu im Vergleich
das zeitabhängige
Photodarkening einer Glasfaser, für deren Preform die Umgebungsatmosphäre nach
dem vorhergehend beschriebenen Regime verändert worden ist. Wie die Diagramme
zeigen, nehmen die Verluste infolge des Photodarkenings bei der
konventionell gefertigten Glasfaser bereits nach einer Benutzungsdauer
von ca. 5 Stunden einen Wert von 450 dB/m an. Bei der erfindungsgemäß gefertigten
Glasfaser erreichen die aus dem Photodarkening resultierenden Leitungsverluste
auch nach einer Benutzungsdauer von 50 Stunden nur weniger als ein
Zehntel der Verlustwerte der konventionell gefertigten Faser.
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3 zeigt
in einem Diagramm einen weiteren beispielhaften Vergleich zwischen
einer konventionell gefertigten Glasfaser und einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gefertigten Faser. Das Diagramm zeigt die in der Glasfaser registrierten
Leitungsverluste in dB/m in Abhängigkeit
von der Zeit. Die Werte der Kurve A stellen die Leitungsverluste
einer konventionell gefertigten Glasfaser dar, die Werte der Kurve
B zeigen die Leitungsverluste einer erfindungsgemäß gefertigten
Faser zum Vergleich. Während
der Leitungsverlust infolge des Photodarkenings bei der konventionellen
Glasfaser bereits nach ca. 20 Stunden auf einen Wert von ca. 620
dB/m angestiegen ist, erreichen die Leitungsverluste bei der erfindungsgemäß gefertigten
Faser auch nach einer Betriebszeit von ca. 47 Stunden nur einen
Wert von 0,5 dB/m.
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Dieses
vorteilhafte Verhalten der Faser kann durch eine entsprechende Gestaltung
des Faserkerns, insbesondere des Pumpkerns, ergänzt sein. Dabei wird von einer
Kernform ausgegangen, deren Querschnitt gemäß der Darstellung aus 4 von
einer kreisrunden Form abweicht.
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Bei
einem in 4 in einem ersten Beispiel anhand
eines Polarplots gezeigten unrunden Pumpkernquerschnitt ist dieser
in einer so genannten Doppel-D-Form ausgebildet. Der Querschnitt
weist bei dieser Gestaltung zwei einander gegenüberliegende ebene Abflachungen 17 auf.
Dazwischen befinden sich Abschnitte 17a der kreisrunden
Grundform des Pumpkerns.
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5 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
für einen
erfindungsgemäßen Kernquerschnitt.
Bei der hier vorliegenden Ausführungsform
sind einander gegenüberliegend
im allgemeinsten Falle wellenförmige
Abschnitte 18 in der Kontur des Faserkerns vorgesehen,
die W-förmig
ausgebildet sein können.
Bei dieser W-förmigen
Gestaltung ist innerhalb des Abschnittes jeweils eine nach außen gerichtete
Auswölbung 19 in
dessen Mitte vorgesehen, der von je einer links und rechts daneben
liegenden Delle 20 begrenzt ist.
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Mit
einer derartigen Kernform wird vor allem bei Pumpkernen eine effektive
Modenmischung in der Glasfaser erreicht. Die Form lässt sich
schnell, einfach und damit kostengünstig fertigen, wobei eine
hohe Flexibilität
bei der Fasergestaltung möglich
ist und die Nachteile vieler bereits aus dem Stand der Technik bekannter
Lösungen
bei Anwendungen im Laserfaser-Hochleistungsbereich vermieden werden.
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6 zeigt
hierzu einen beispielhaften Vergleich eines zu erwartenden Leistungsabfalles
des Pumplichtes in Abhängigkeit
von der Länge
einer Faser bei ausgewählten
Querschnittsformen des Pumpkerns. Das Diagramm zeigt die normierte
Leistung des nicht im Kern absorbierten Lichtes in Abhängigkeit
von der Faserlänge.
Diese nimmt über
die Faserlänge
im wesentlichen exponentiell ab. Der Leistungsabfall für eine Kreisform
des Pumpkerns ist in dem Diagramm durch Kurve A dargestellt. Im
Vergleich dazu zeigen die praktisch aufeinander liegenden Kurven
B und C den Leistungsabfall einer Faser mit einem unrunden Pumpkernquerschnitt
gemäß den 4 und 5.
Dabei zeigt sich, dass die im Kern absorbierte Leistung bei einer kreisrunden
Pumpkern-Gestaltung am Ende einer ca. 5 m langen Faser nur etwa
die Hälfte
der Leistung beträgt,
die bei einer von der Kreisform abweichenden Gestaltung des Pumpkerns
in Form eines Doppel-D nach 4 oder eines
Doppel-W nach 5 zu erwarten ist.
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7 zeigt
die Auslangsleistung eines Faserlasers in Abhängigkeit von der absorbierten
Pumpleistung für
einen Pumpkern mit einer Doppel-D-Form und einen Pumpkern mit einer
Doppel-W-Form. Bei beiden Gestaltungen des Pumpkerns wird eine lineare
Abhängigkeit
zwischen der Ausgangsleistung des Lasers und der absorbierten Pumpleistung
erreicht. Der Anstieg der beiden Funktionsgeraden ist ein Maß für die Lasereffizienz.
Zur Kennzeichnung der Symmetrie des Pumpkerndesigns wurde ein Symmetrieparameter
verwendet. Er beschreibt das Verhältnis des Innenkreisdurchmessers
zum Umkreisdurchmesser des Pumpkernquerschnittes. Im hier vorliegenden
Fall beträgt
der Symmetrieparameter für
die Doppel-D-Form beispielsweise 0,89 und für die Doppel-W-Form 0,9.
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Die 8 und 9 zeigen
weitere mögliche
Ausführungsformen
für die
Kontur des Faserpumpkernes von Laserfasern.
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In 8 ist
hierzu eine Gestaltung in Form eines Vierfach-W-Kerns beispielhaft
dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind vier W-förmige
Abschnitte 18 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Kerns verteilt
sind und somit jeweils paarweise einander gegenüber liegen und spiegelbildlich
zueinander orientiert sind.
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In 9 ist
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Achtfach-W-Kerns dargestellt. Die einzelnen W-förmigen Abschnitte 18 können dabei
wie bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ineinander über gehen,
aber auch, je nach dem Verhältnis
zwischen dem Durchmesser des Faserkerns und der lateralen Ausdehnung
der W-förmigen
Abschnitte, voneinander abgeteilt sein. In einem derartigen Fall
sind über
den Umfang des Faserkerns abschnittsweise kreisbogenförmige Abschnitte
und W-förmige
Abschnitte verteilt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Glasfaser
wurden anhand von Ausführungsbeispielen
beschrieben. Im Rahmen fachmännischen
Handelns sind weitere Ausführungsformen
möglich.
Diese ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
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- 1
- Glassootabscheidung
- 2
- Einstellung
Sintergrad
- 3
- Oxidationsschritt
- 4
- Konsolidierung
- 5
- Kollabieren
- 6
- Schließen
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Verteilereinheit
- 9
- Verbindungsleitungen
- 10
- Gasreservoirs
- 11
- reduzierendes
Gasreservoir
- 12
- inertes
Gasreservoir
- 13
- oxidierendes
Gasreservoir
- 14
- Vorratsbehälter Sauerstoff
- 15
- Vorratsbehälter Chlor
- 16
- Zuleitungen
- 17
- ebene
Abflachungen
- 17a
- kreisrunder
Abschnitt
- 18
- wellenförmiger Abschnitt
- 19
- Auswölbung
- 20
- Delle