DE10211247A1

DE10211247A1 - Glass fiber used in an optical amplifier in telecommunications and as a laser component comprises a core having matrix glass containing a heavy metal oxide and a rare earth compound

Info

Publication number: DE10211247A1
Application number: DE2002111247
Authority: DE
Inventors: Ulrich Pauchert; Martin Letz; Ruediger Sorengard; Frank Buellesfeld
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Glass fiber comprises a core having matrix glass containing a heavy metal oxide and a rare earth compound. The core is surrounded by at least two glass casings. The refractive index jump DELTAn from the core to the first casing is 0.001-0.08 and the refractive index of the first casing is less than that of the core. An Independent claim is also included for a process for the production of a glass fiber. Preferred Features: The heavy metal oxide is selected from oxides of bismuth (Bi), tellurium (Te), selenium (Se), antimony (Sb), lead (Pb), cadmium (Cd), gallium (Ga), arsenic (As) and their mixtures. The core is made from bismuth trioxide (Bi2O3), tellurium dioxide (TeO2) and/or antimony trioxide (Sb2O3). The first casing contains a rare earth compound.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glasfaser, welche einen Kern umfasst, dessen Matrixglas mindestens ein Schwermetalloxid und mindestens eine Seltene Erden-Verbindung enthält, wobei der Kern von mindestens zwei Glasmänteln umgeben ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasfaser sowie einen optischen Verstärker, welcher mindestens eine erfindungsgemäße Glasfaser umfasst. The present invention relates to a glass fiber which comprises a core, whose matrix glass at least one heavy metal oxide and at least one Contains rare earth compound, the core of at least two Glass jackets is surrounded. The present invention further relates to a method for the production of a glass fiber according to the invention and an optical one Amplifier which comprises at least one glass fiber according to the invention.

Optische Verstärker sind eine der wichtigsten Schlüsselkomponenten in der optischen Nachrichtentechnik. Wenn ein rein optisches Telekommunikationssignal in einer Glasfaser übertragen wird, tritt unvermeidbar eine intrinsische Signaldämpfung auf. Um diese Dämpfung zu kompensieren, sind hocheffiziente optische Verstärker erforderlich, welche ein Signal verstärken können, ohne dass das optische Signal in ein elektronisches Signal und wieder zurück in ein optisches Signal umgewandelt werden muss. Auch kann durch optische Verstärker die Geschwindigkeit der Verstärkung erhöht werden, und die Verschlechterung des Signal/Rausch-Verhältnisses fällt durch den Wegfall der Umwandlung in elektronische Signale und zurück wesentlich geringer aus. Optical amplifiers are one of the most important key components in the optical communications. If a purely optical Telecommunication signal is transmitted in an optical fiber, inevitably occurs an intrinsic Signal attenuation. To compensate for this damping, are highly efficient optical amplifiers are required which amplify a signal can without turning the optical signal into an electronic signal and again needs to be converted back into an optical signal. Can also by optical amplifiers the speed of amplification can be increased, and the deterioration of the signal-to-noise ratio drops due to the elimination the conversion into electronic signals and back much less.

Dabei erhöht insbesondere die stetig steigende Nachfrage nach immer größeren Bandbreiten die technischen Ansprüche an optische Verstärker. Breitbandige Datenübertragung wird momentan über die WDM-Technologie (WDM "wavelength division multiplexing") realisiert. Die meisten Verstärker des Stands der Technik arbeiten im C-Band (ca. 1528 nm bis 1560 nm) und weisen nur eine eingeschränkte Breitbandleistung auf, da derartige optische Verstärker bisher auf Er³⁺-dotierten SiO₂-Gläsern basieren. Die Nachfrage nach größeren Bandbreiten erforderte daher die Entwicklung von Multikomponentengläsern, beispielsweise Schwermetalloxidgläsern (HMO "heavy metal oxid glasses"). Schwermetalloxidgläser haben, manifestiert durch ihren intrinsisch sehr hohen Brechwert (bei 1,3 µm) von n > ca. 1,85 große interne elektrische Felder und führen so aufgrund einer größeren Stark-Aufspaltung zu einer breitbandigen Emission der Seltene Erden-Ionen. In particular, the steadily increasing demand for ever larger bandwidths increases the technical requirements for optical amplifiers. Broadband data transmission is currently being implemented using WDM technology (WDM "wavelength division multiplexing"). Most of the prior art amplifiers operate in the C band (approx. 1528 nm to 1560 nm) and have only a limited broadband performance, since such optical amplifiers have hitherto been based on Er ³⁺ -doped SiO ₂ glasses. The demand for larger bandwidths therefore necessitated the development of multi-component glasses, for example heavy metal oxide glasses (HMO). Heavy metal oxide glasses, manifested by their intrinsically very high refractive index (at 1.3 µm) of n> approx. 1.85, have large internal electric fields and thus lead to a broadband emission of the rare earth ions due to a larger Stark splitting.

Da absorbierende Polymerbeschichtungen mit einem Brechungsindex von n 1,4 zur Verfügung stehen, kann Rauschen, welches durch reflektierte Signale und/oder gestreutes Licht von außerhalb der Faser verursacht wird, durch eine Polymerbeschichtung auf der Glasfaser einfach absorbiert werden. Ferner tritt bei herkömmlichen SiO₂-Verstärkerfasern im wesentlichen kein Brechungsindexsprung an einer Kontaktstelle von einer Standard-Telekommunikationsfaser zu einer Glasfaser eines optischen Verstärkers auf, so dass die Reflektion, welche am Übergang von einem SiO₂-Glasfaserverstärker zu einer Standard-Kommunikationsglasfaser auftritt, vernachlässigt werden kann. Since absorbent polymer coatings with a refractive index of n 1.4 are available, noise that is caused by reflected signals and / or scattered light from outside the fiber can be easily absorbed by a polymer coating on the glass fiber. Furthermore, with conventional SiO ₂ amplifier fibers there is essentially no refractive index jump at a contact point from a standard telecommunication fiber to a glass fiber of an optical amplifier, so that the reflection which occurs at the transition from an SiO ₂ glass fiber amplifier to a standard communication glass fiber is neglected can be.

Geeignete Schwermetalloxidgläser weisen üblicherweise einen Brechungsindex von ungefähr n = 1,9 auf. Da Polymerbeschichtungen stets einen kleineren Brechungsindex als Schwermetalloxidgläser aufweisen, ist die Beschichtung mit Polymeren problematisch, da nur ein Polymermantel mit einem geringeren Brechungsindex bereitgestellt werden kann. Jede Beschichtung mit einem Mantel aus einem Material mit einem kleineren Brechungsindex führt jedoch zu einer starken Reflektion an der Grenzfläche dieses Materials zu den Kernregionen bzw. einem innenliegenden Mantel. Des weiteren bedeutet der große Brechungsindex, dass jede Kontaktstelle an einer SiO₂ -Standard-Telekommunikationsglasfaser zu einer starken Reflektion an der Grenzfläche zwischen SiO₂-Standardfaser zur Schwermetalloxidglasfaser des optischen Verstärkers führt. Da ein optischer Verstärker an beiden Ausgängen mit SiO₂- Telekommunikationsglasfasern bzw. auf SiO₂-basierenden Übergangsfasern hoher numerischer Apertur verbunden ist, besteht eine starke Tendenz, dass sich ein Laserresonator mit stehenden Lichtwellen im optischen Verstärker ausbildet. Um letzteres zu verhindern, bietet es sich an, die Kontaktstellen relativ zu den Glasfasern in einem bestimmten bzw. endlichen Winkel auszuführen. Dies resultiert jedoch in einer beträchtlichen bzw. nennenswerten Reflektion, welche in den Mantel der Faser gestreut wird. Daher wird Streulicht, welches im Mantel der Faser wandert, hin und her reflektiert, und es kann nicht verhindert werden, dass Streulicht die zentrale Kernregion erreicht und in diese eindringt. Dieses Streulicht wird die Inversion des Zustands der Seltene Erden-Ionen beeinflussen und führt zu einer Verstärkung des Rauschens und einem Absinken der Signalleistung(en) des Verstärkers. Suitable heavy metal oxide glasses usually have a refractive index of approximately n = 1.9. Since polymer coatings always have a lower refractive index than heavy metal oxide glasses, coating with polymers is problematic since only a polymer jacket with a lower refractive index can be provided. However, any coating with a cladding made of a material with a lower refractive index leads to a strong reflection at the interface of this material with the core regions or an inner cladding. Furthermore, the large refractive index means that each contact point on a standard SiO ₂ telecommunication glass fiber leads to a strong reflection at the interface between standard SiO ₂ fiber and the heavy metal oxide glass fiber of the optical amplifier. Since an optical amplifier is connected at both outputs to SiO ₂ telecommunications glass fibers or to SiO ₂ -based transition fibers with a high numerical aperture, there is a strong tendency for a laser resonator with standing light waves to form in the optical amplifier. To prevent the latter, it makes sense to design the contact points relative to the glass fibers at a certain or finite angle. However, this results in a considerable or noteworthy reflection which is scattered into the cladding of the fiber. Therefore, stray light that travels in the cladding of the fiber is reflected back and forth, and stray light cannot be prevented from reaching and entering the central core region. This stray light will affect the inversion of the rare earth ion state and will increase noise and decrease amplifier signal power (s).

Für verschiedene Glassysteme sind äußere, absorbierende Mäntel im Stand der Technik bekannt (beispielsweise K. Itoh et al., J. Non-Cryst. Sol, 256-257, 1 (1999)). For various glass systems there are outer, absorbent coats in the stand known in the art (e.g. K. Itoh et al., J. Non-Cryst. Sol, 256-257, 1 (1999)).

EP 1 127 858 beschreibt ein lichtverstärkendes Glas, dessen Matrixglas mit 0,01 bis 10 Mol-% Er-dotiert ist, wobei das Matrixglas notwendigerweise 20-80 Mol-% Bi ₂O₃, 0,01 bis 10 Mol-% CeO₂, und mindestens eines von B₂O₃ o- der SiO₂ enthält. Die in der Druckschrift beschriebenen Glasfasern sind jedoch nur mit üblichen Polymerbeschichtungen versehen. Gleiches gilt für die in WO 99/51537 beschriebenen hoch-Antimonoxid-führenden Gläser. EP 1 127 858 describes a light-intensifying glass whose matrix glass is doped with 0.01 to 10 mol% Er, the matrix glass necessarily 20-80 mol% Bi ₂ O ₃ , 0.01 to 10 mol% CeO ₂ , and contains at least one of B ₂ O ₃ or SiO ₂ . However, the glass fibers described in the publication are only provided with conventional polymer coatings. The same applies to the glasses containing high antimony oxide described in WO 99/51537.

JP 11274613 A beschreibt eine Glasfaser umfassend Gläser mit hohem Brechungsindex, welche zwei Glasmäntel aufweist. Gemäß dieser Schrift sind jedoch 10.000 ppm absorbierendes Mittel erforderlich. Solche hohen Anteile an absorbierendem Mittel beeinflussen jedoch die Eigenschaften des Glases und sind daher nachteilig. JP 11274613 A describes a glass fiber comprising glasses with high Refractive index, which has two glass jackets. According to this scripture however, 10,000 ppm absorbent is required. Such high proportions of however, absorbent affect the properties of the glass and are therefore disadvantageous.

Somit bestand der Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Glasfaser, umfassend ein Matrixglas mit mindestens einem Schwermetalloxid, für einen optischen Verstärker bereitzustellen, mit welcher die vorstehend beschriebenen Probleme des Stands der Technik vermieden werden können. Insbesondere soll es diese Glasfaser ermöglichen, das Rauschen durch Streulicht zu minimieren und damit die Signalleistung des Verstärkers zu erhöhen. The object of the present invention was therefore to provide a glass fiber comprising a matrix glass with at least one heavy metal oxide, for one provide optical amplifiers with which the above Problems of the prior art described can be avoided. In particular, this fiber should make it possible to reduce the noise caused by stray light minimize and thus increase the signal power of the amplifier.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst. This object is achieved by those described in the claims Embodiments of the present invention solved.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Glasfaser umfassend einen Kern, dessen Matrixglas mindestens ein Schwermetalloxid und mindestens eine Seltene Erden-Verbindung enthält, wobei der Kern von mindestens zwei Glasmänteln umgeben ist und wobei der Brechungsindexsprung Δn vom Kern auf den ersten Mantel im Bereich von 0,001 bis 0,08 liegt und der erste Mantel einen geringeren Brechungsindex als der Kern aufweist. In particular, the present invention relates to a glass fiber a core whose matrix glass contains at least one heavy metal oxide and contains at least one rare earth compound, the core of at least is surrounded by two glass cladding and where the refractive index jump Δn from Core on the first coat is in the range of 0.001 to 0.08 and the first Sheath has a lower refractive index than the core.

Die Figuren zeigen: The figures show:

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glasfaser. Fig. 1 shows a schematic cross-section through a particularly preferred embodiment of the optical fiber according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine fotografische Abbildung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Glasfaser mit zwei Glasmänteln. Fig. 2 is a photographic image showing a cross-section through an inventive optical fiber with two glass jackets.

Fig. 3 zeigt schematisch ein bevorzugtes Faserdesign einer Doppelmantelfaser. Fig. 3 shows a preferred fiber design schematically shows a double-clad fiber.

Fig. 4 zeigt schematisch ein bevorzugtes Faserdesign einer Faser mit drei Mänteln. Fig. 4 schematically shows a preferred fiber design of a fiber with three sheaths.

Fig. 5 zeigt eine fotografische Abbildung eines Querschnitts durch eine weitere erfindungsgemäße Glasfaser mit zwei Glasmänteln. Fig. 5 shows a photographic image of a cross section through another optical fiber according to the invention with two glass jackets.

Fig. 6 zeigt den Vergleich der absorbierenden Wirkung von Eisenoxid und Cobaltoxid als absorbierendem Mittel in einem unter stark oxidierenden Bedingungen geschmolzenen Bismutoxid-haltigen Glas. Fig. 6 shows the comparison of the absorbing effect of iron oxide and cobalt oxide as an absorbing agent in a melted under strongly oxidizing conditions bismuth-containing glass.

Vorzugsweise enthält der Kern mindestens ein Schwermetalloxid, welches aus Oxiden von Bi, Te, Se, Sb, Pb, Cd, Ga, As und/oder Mischoxiden und/oder Gemischen davon, ausgewählt ist. Besonders bevorzugt enthält das Matrixglas des Kerns Schwermetalloxide, welche aus Oxiden von Bi, Te, Sb und/oder Gemischen davon ausgewählt sind. The core preferably contains at least one heavy metal oxide, which consists of Oxides of Bi, Te, Se, Sb, Pb, Cd, Ga, As and / or mixed oxides and / or Mixtures of which is selected. This contains particularly preferably Matrix glass of the core heavy metal oxides, which consist of oxides of Bi, Te, Sb and / or mixtures thereof are selected.

Das Matrixglas des Kerns umfasst ferner mindestens ein Dotiermittel, welches durch Licht angeregt werden kann. Erfindungsgemäß enthält das Matrixglas des Kerns Seltene Erden-Ionen als Dotiermittel. The matrix glass of the core further comprises at least one dopant, which can be stimulated by light. According to the invention, the matrix glass contains of the core Rare earth ions as dopants.

Vorzugsweise umfasst das Matrixglas des Kerns wenigstens eine Seltene Erden-Verbindung, welche aus Verbindungen von Cc, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu ausgewählt ist. Besonders bevorzugt sind Oxide der Elemente Er, Pr, Tm, Nd und/oder Dy, wobei Oxide von Er am meisten bevorzugt sind. The matrix glass of the core preferably comprises at least one rare element Earth connection, which consists of compounds of Cc, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and / or Lu is selected. Are particularly preferred Oxides of the elements Er, Pr, Tm, Nd and / or Dy, where oxides of Er am are most preferred.

Gegebenenfalls können zusätzlich zu einer oder mehreren Seltene Erden- Verbindung(en) auch Sc- und/oder Y-Verbindungen im erfindungsgemäßen Glas enthalten sein. In addition to one or more rare earths, Compound (s) also Sc and / or Y compounds in the invention Glass included.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem als Dotiermittel verwendeten Seltene Erden-Verbindungen um sogenannte "optisch aktive Verbindungen", wobei unter "optisch aktiven Verbindungen" solche verstanden werden, welche dazu führen, dass das erfindungsgemäße Glas zur stimulierten Emission befähigt ist, wenn das Glas durch eine geeignete Pumpquelle angeregt wird. The rare substance used as the dopant is preferred Earth connections by so-called "optically active connections", whereby “Optically active compounds” are understood to mean those which do so lead that the glass according to the invention enables stimulated emission is when the glass is excited by a suitable pump source.

Es können auch mindestens zwei Seltene Erden-Verbindungen in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 15 Mol-% verwendet werden. Gläser mit optisch aktiven Seltene Erden-Ionen können mit optisch nicht aktiven Seltene Erden- Elementen codotiert werden, um beispielsweise die Emissionslebensdauern zu erhöhen. So kann beispielsweise Er mit La und/oder Y codotiert werden. Um die Pumpeffizienz des Verstärkers zu erhöhen, kann beispielsweise Er auch mit weiteren optisch aktiven Seltene Erden-Verbindungen, wie beispielsweise Yb, codotiert werden. Zur Stabilisierung der Kristallisation kann Gd codotiert werden. There can also be at least two rare earth compounds in one A total of 0.01 to 15 mol% can be used. Glasses with optical active rare earth ions can be combined with optically inactive rare earth Elements are coded, for example, the emission lifetimes to increase. For example, he can be coded with La and / or Y. To increase the pumping efficiency of the amplifier, for example, Er also with other optically active rare earth compounds, such as for example Yb. To stabilize the crystallization, Gd be codoped.

Gegebenenfalls können zusätzlich zu einer oder mehreren Seltene Erden- Verbindungen auch Sc- und/oder Y-Verbindungen im erfindungsgemäßen Glas enthalten sein. In addition to one or more rare earths, Compounds also Sc and / or Y compounds in the invention Glass included.

Durch die Dotierung mit anderen Seltene Erden-Ionen wie beispielsweise Tm können andere Wellenlängenbereiche erschlossen werden, wie im Fall von Tm das sogenannte S-Band zwischen 1420 und 1520 nm. By doping with other rare earth ions such as Tm other wavelength ranges can be developed, as in the case of Tm the so-called S-band between 1420 and 1520 nm.

Ferner können, um eine wirkungsvollere Ausnutzung des Anregungslichts zu bewirken, Sensibilisatoren wie Yb, Ho und Nd in einer geeigneten Menge, beispielsweise 0,005 bis 8 Mol-%, zugefügt werden. Furthermore, in order to use the excitation light more effectively cause sensitizers such as Yb, Ho and Nd in an appropriate amount, for example 0.005 to 8 mol%, are added.

Der Gehalt jeder einzelnen Seltene Erden-Verbindung beträgt beispielsweise von 0,005 bis 8 Mol-% auf Oxidbasis. The content of each individual rare earth compound is, for example from 0.005 to 8 mole percent on an oxide basis.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Matrixglas sowohl Ce als auch Er. In one embodiment, the matrix glass comprises both Ce and Er.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Matrixglas des Kerns Cer-frei. According to a further embodiment, the matrix glass of the core is cerium-free.

Die folgenden Zusammensetzungen sind bevorzugt:

The following compositions are preferred:

In der vorstehenden Tabelle ist M^I mindestens eines von Li, Na, K, Rb und Cs und M^II mindestens eines von Be, Mg, Ca, Sr, Ba und/oder Zn. Es ist besonders bevorzugt Li und/oder Na als M^I einzusetzen. In the above table, M ^{I is} at least one of Li, Na, K, Rb and Cs and M ^{II is} at least one of Be, Mg, Ca, Sr, Ba and / or Zn. It is particularly preferred that Li and / or Na is M ^I use.

Die erfindungsgemäße Glasfaser umfasst neben dem Kern mindestens zwei Glasmäntel, welche den Kern umgeben. In addition to the core, the glass fiber according to the invention comprises at least two Glass jackets that surround the core.

Die Mantelgläser unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Vorzugsweise weisen sie ähnliche physikalische Eigenschaften wie das Matrixglas des Kerns und/oder das Glas der anderen Mäntel auf. Vorzugsweise umfassen die Mäntel im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie der Kern, wobei jedoch die Zusammensetzungen so abgewandelt sind, dass die notwendigen Brechwerthübe vom Kern zum ersten Mantel und gegebenenfalls von einem Mantel zu einem anderen Mantel erfüllt werden. The cladding glasses are not subject to any particular restriction. Preferably they have physical properties similar to the matrix glass of the core and / or the glass of the other coats. Preferably, the Shells essentially the same composition as the core, however the compositions are modified so that the necessary Refraction strokes from the core to the first cladding and, if necessary, from a cladding to be fulfilled to another coat.

Erfindungsgemäß wird unter dem "ersten Mantel" der den Kern umgebende Mantel verstanden. Die Mäntel werden vom ersten Mantel nach außen hin zu höheren Nummern nummeriert. According to the invention, the one surrounding the core is under the "first jacket" Coat understood. The coats are turned outwards from the first coat numbered higher numbers.

Erfindungsgemäß sind die genannten Brechwerte jeweils die Brechwerte bzw. Brechungsindizes der Gläser für elektromagnetische Strahlung im nahen IR- Bereich. Der Brechungsindexsprung Δn vom Kern auf den ersten Mantel beträgt von 0,001-0,08, besonders bevorzugt von 0,005-0,05, wobei erste der Mantel einen geringeren Brechwert als der Kern aufweist. Das Brechungsindexverhältnis der Mäntel untereinander kann wie erforderlich durch im Stand der Technik bekannte Methoden eingestellt werden. According to the invention, the refractive values mentioned are the refractive values or Refractive indexes of glasses for electromagnetic radiation in the near IR Area. The refractive index jump Δn from the core to the first cladding is from 0.001-0.08, particularly preferably from 0.005-0.05, the first of which Sheath has a lower refractive index than the core. The Refractive index ratio of the cladding among each other can be as required by the state methods known in the art can be set.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Brechungsindex n_m2 des zweiten Mantels im wesentlichen gleich oder vorzugsweise höher als der Brechungsindex n_m1 des ersten Mantels. Gemäß anderer Ausführungsformen kann jedoch der Brechungsindex des zweiten Mantels auch kleiner sein als der des ersten Mantels und ein dritter Mantel ist angefügt, welcher einen höheren Brechungsindex als der zweite Mantel aufweist. Auf besonders bevorzugte Ausführungsformen wird nachstehend weiter eingegangen. According to a first embodiment, the refractive index n _{m2 of} the second cladding is essentially the same or preferably higher than the refractive index n _{m1 of} the first cladding. According to other embodiments, however, the refractive index of the second cladding can also be smaller than that of the first cladding and a third cladding is added, which has a higher refractive index than the second cladding. Particularly preferred embodiments are discussed further below.

Gemäß einer ersten Ausführungsform enthält das Glas der Mäntel ferner keine Seltene Erden-Dotierung, insbesondere keine Dotierung mit optisch aktiven Seltene Erden-Verbindungen. According to a first embodiment, the glass of the cladding also contains no rare earth doping, especially no doping with optically active ones Rare earth connections.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält jedoch das Glas des ersten Mantels geringe Mengen des/der im Kern als Dotierung verwendeten Seltene Erden-Verbindung(en). Bevorzugt ist eine Dotierung des ersten Mantels mit bis zum halben Anteil, besonders bevorzugt bis zu einem Drittel des Anteils, des im Kern verwendeten Anteils. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch diese Maßnahme das Signal/Rausch-Verhältnis verbessert werden kann und dass so auch das Ankoppeln der Verstärkerfaser an SiO₂- Fasern verbessert wird. Es wird angenommen, dass bei großen Kernradien ein effektiveres Überlappen der Signalmode und der Pumpmode mit den Seltene Erden-Ionen auch im Mantel stattfindet. According to a further embodiment, however, the glass of the first cladding contains small amounts of the rare earth compound (s) used as doping in the core. Doping of the first cladding with up to half the proportion, particularly preferably up to one third of the proportion, of the proportion used in the core is preferred. Surprisingly, it has been found that the signal / noise ratio can be improved by this measure and that the coupling of the amplifier fiber to SiO ₂ fibers is also improved. It is assumed that in the case of large core radii, the signal mode and the pump mode overlap more effectively with the rare earth ions also in the jacket.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Glas des äußersten Mantels mindestens eine absorbierende Komponente bzw. ein absorbierendes Mittel. Als derartige absorbierende Komponenten können Übergangsmetallverbindungen, beispielsweise Verbindungen von Eisen (insbesondere Fe²⁺ und Fe³⁺), Nickel (insbesondere Ni²⁺), Cobalt (insbesondere Co²⁺), Mangan (insbesondere Mn²⁺), Kupfer (insbesondere Cu⁺ und Cu²⁺), Vanadium (insbesondere V³⁺ und V⁴⁺), Titan (insbesondere Ti³⁺) und/oder Chrom (insbesondere Cr³⁺), und/oder Seltene Erden-Verbindungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Dotierung mit Fe²⁺ mehrere 100 ppm (bezogen auf das Gewichtsverhältnis) betragen. Die Zusammensetzung des zweiten Mantels kann ansonsten der des Kernglases entsprechen. According to a preferred embodiment of the present invention, the glass of the outermost cladding contains at least one absorbent component or agent. As such absorbent components, transition metal compounds, for example compounds of iron (in particular Fe ²⁺ and Fe ³⁺ ), nickel (in particular Ni ²⁺ ), cobalt (in particular Co ²⁺ ), manganese (in particular Mn ²⁺ ), copper (in particular Cu ⁺ and Cu ²⁺ ), vanadium (in particular V ³⁺ and V ⁴⁺ ), titanium (in particular Ti ³⁺ ) and / or chromium (in particular Cr ³⁺ ), and / or rare earth compounds. For example, the doping with Fe ²⁺ can amount to several 100 ppm (based on the weight ratio). The composition of the second jacket can otherwise correspond to that of the core glass.

Der Anteil der zuzugebenden absorbierenden Mittel hängt von der Absorptionskraft des absorbierenden Mittels ab. Anteile von 5 ppm, vorzugsweise 10 ppm, können beispielsweise bei Co²⁺ schon ausreichen. Vorzugsweise beträgt der Anteil höchstens 5000 ppm, mehr bevorzugt 2000 ppm, am meisten bevorzugt höchstens 1000 ppm zugegeben. Werden höhere Anteile an absorbierenden Mittel zu der Glaszusammensetzung hinzugegeben, so können die Eigenschaften des Glases, wie beispielsweise die Kristallisationseigenschaften negativ beeinflusst werden. The proportion of absorbent to be added depends on the absorbent force of the absorbent. Fractions of 5 ppm, preferably 10 ppm, may already suffice for example with Co ²⁺ . Preferably the level is at most 5000 ppm, more preferably 2000 ppm, most preferably at most 1000 ppm. If higher proportions of absorbent are added to the glass composition, the properties of the glass, such as the crystallization properties, can be adversely affected.

Es wurde festgestellt, dass bei bestimmten Glaszusammensetzungen Eisenoxide nicht als absorbierendes Mittel geeignet sind. Es wurde gefunden, dass insbesondere Bismutoxid in geschmolzenem Zustand bis zum elementaren Bismut reduziert werden kann, was zum Ausfallen von schwarzen metallischem Bi und damit zu einer Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Glases führt. Daher werden Gläser, welche polyvalente Schwermetalloxide wie Bismutoxid enthalten, vorzugsweise unter stark oxidierenden Bedingungen geschmolzen. Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Glasfaser als optischer Verstärker für das 1,5 µm Band, das sogenannte C-Band, könnten aufgrund ihrer Absorptionsbande im nahen Infrarotbereich Fe²⁺-Ionen als geeigneter Absorber dienen. Jedoch stellte sich durch Experimente heraus, dass 99% der zugegebenen Fe²⁺-Ionen durch die oxidierenden Schmelzbedingungen zu Fe³⁺-Ionen oxidiert wurden. Da die Absorptionsbande von Fe³⁺ jedoch nicht im erforderlichen Bereich liegt, kann Eisenoxid die Aufgabe als absorbierendes Mittel in derartig hergestellten Gläsern nicht erfüllen. It has been found that with certain glass compositions, iron oxides are not suitable as an absorbent. It has been found that bismuth oxide in particular can be reduced to elemental bismuth in the molten state, which leads to the precipitation of black metallic Bi and thus to a deterioration in the optical properties of the glass. Glasses which contain polyvalent heavy metal oxides such as bismuth oxide are therefore preferably melted under strongly oxidizing conditions. When the glass fiber according to the invention is used as an optical amplifier for the 1.5 μm band, the so-called C band, Fe ²⁺ ions could serve as a suitable absorber due to their absorption band in the near infrared range. However, experiments showed that 99% of the Fe ²⁺ ions added were oxidized to Fe ³⁺ ions by the oxidizing melting conditions. However, since the absorption band of Fe ³⁺ is not in the required range, iron oxide cannot fulfill the task as an absorbent in glasses produced in this way.

Es wurde jedoch gefunden, dass Co²⁺-Ionen, welche ebenfalls eine geeignete Absorption im nahen Infrarotbereich aufweisen, auch durch stark oxidierdierende Bedingungen in der Schmelze überraschenderweise nicht in einen höheren Oxidationszustand überführt werden und daher als absorbierende Mittel besonders geeignet sind. Vorzugsweise enthält der äußerste Mantel daher mindestens eine vorzugsweise oxidische, zweiwertige Cobaltverbindung als absorbierendes Mittel. However, it has been found that Co ²⁺ ions, which also have a suitable absorption in the near infrared range, are surprisingly not converted into a higher oxidation state even by strongly oxidizing conditions in the melt and are therefore particularly suitable as absorbents. The outermost jacket therefore preferably contains at least one preferably oxidic, divalent cobalt compound as the absorbent.

In Fig. 6 ist das Transmissionsspektrum eines Eisenoxid-haltigen Bismuthoxid-haltigen Glases mit dem eines Co²⁺-haltigen Glases verglichen. Obwohl Eisen in Form von zweiwertigem Eisen (zugegeben in einer Menge von 1000 ppm) zum Ausgangsgemenge zugegeben wurde, ist die Transmission des Glases im Bereich von 1500 nm kaum verschlechtert. Die absorbierende Wirkung ist somit gering. Im Gegensatz dazu ist die Transmission eines nur 250 ppm Co²⁺ in oxidischer Form enthaltenden Glases insbesondere im Bereich von 1500 nm auf weniger als 50% abgesunken. Cobaltoxid zeigt somit im Vergleich zu Eisenoxid in diesen Gläsern eine ausgezeichnete absorbierende Wirkung. In Fig. 6, the transmission spectrum of an iron oxide-containing bismuth oxide-containing glass is compared with that of a Co ²⁺ -containing glass. Although iron in the form of divalent iron (added in an amount of 1000 ppm) was added to the starting batch, the transmission of the glass in the range of 1500 nm is hardly deteriorated. The absorbing effect is therefore low. In contrast, the transmission of a glass containing only 250 ppm of Co ²⁺ in oxidic form has dropped to less than 50%, in particular in the range from 1500 nm. Cobalt oxide thus shows an excellent absorbing effect compared to iron oxide in these glasses.

In Fig. 3 und 4 sind zwei besonders bevorzugte Designs einer erfindungsgemäßen Glasfaser schematisch gezeigt. Dabei ist der Brechungsindex als Funktion des Radius der Glasfaser schematisch dargestellt In Fig. 3 and 4 are two particularly preferred designs of an optical fiber according to the invention shown schematically. The refractive index as a function of the radius of the glass fiber is shown schematically

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kern der erfindungsgemäßen Glasfaser von genau zwei Glasmänteln umgeben. According to a preferred embodiment of the present invention, the Core of the glass fiber according to the invention of exactly two glass jackets surround.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glasfaser 1 im Schnitt gezeigt. Der Kern 2 ist von einem inneren Mantel 3 umgeben, welcher wiederum von einem äußeren Mantel 4 umgeben ist. Gemäß dieser Ausführungsform enthält der äußere Mantel ferner ein wie vorstehend beschriebenes absorbierendes Mittel. In Fig. 1 a preferred embodiment of the glass fiber 1 according to the invention is shown in section. The core 2 is surrounded by an inner jacket 3 , which in turn is surrounded by an outer jacket 4 . According to this embodiment, the outer jacket further contains an absorbent as described above.

Fig. 3 zeigt ein besonders bevorzugtes Design der Brechungsindizes einer Doppelmantelfaser. Der Bereich 11 ist der Kern der Faser, der mit mindestens einer Seltene Erden-Verbindung dotiert ist, der Bereich 12 ist der innere Mantel und weist einen geringem Brechwert als der Kernbereich 11 auf, wodurch eine Führung des im Bereich des Kerns propagierenden Lichts gewährleistet ist. Der Bereich 13 ist der zweite und hier äußere Mantel, der hauptsächlich Streulicht absorbieren soll. Fig. 3 shows a particularly preferred design of the refractive indices shows a double-clad fiber. The area 11 is the core of the fiber, which is doped with at least one rare earth compound, the area 12 is the inner cladding and has a lower refractive index than the core area 11 , which ensures that the light propagating in the area of the core is guided , The area 13 is the second and, in this case, the outer jacket, which is primarily intended to absorb scattered light.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kern der erfindungsgemäßen Glasfaser von genau drei Glasmäntel umgeben. According to a further embodiment of the present invention, the The core of the glass fiber according to the invention is surrounded by exactly three glass jackets.

Fig. 4 zeigt ein besonders bevorzugtes Design einer erfindungsgemäßen Glasfaser mit drei Glasmänteln. Der Bereich 21 ist der Kern der Faser, der mit beispielsweise Er³⁺ dotiert ist und die Signalmode führt. Der innere Mantel 22 kann eine Dotierung von Yb³⁺ enthalten. Eine solche Dotierung des ersten Mantels mit beispielsweise mit Yb³⁺ kann für ein sogenanntes Multimodenpumpen verwendet werden. Während beim Einfach- bzw. Singlemodenpumpen Licht ausschließlich in den Kernbereich der Verstärkerfaser eingestrahlt wird und dazu nur sehr teure Laser verwendet werden können, wird beim Multimodenpumpen in den breiteren Querschnittsbereich von Kern und zusätzlich dem ersten Mantel eingestrahlt. Durch dieses Einstrahlen wird Yb³⁺ bei ca. 975 nm angeregt (²F_7/2 → ²F_5/2). Da Yb³⁺ auf einer ähnlichen Wellenlänge eine Fluoreszenz zeigt, wird durch diese Fluoreszenz das Niveau ⁴I_11/2 des Er³⁺- Ions bei ca. 980 nm gepumpt. Die zum Multimodenpumpen verwendbaren Lichtquellen sind wesentlich kostengünstiger. Der sich an den ersten Mantel 22 anschließende Bereich des zweiten Mantels 23 mit einem geringeren Brechwert als der erste Mantel sorgt für eine Führung des im Bereich des ersten Mantels 22 propagierenden Lichtes und der Bereich des dritten Mantels 24 dient wiederum als äußerer absorbierender Mantel. Fig. 4 shows a particularly preferred design of an optical fiber according to the invention with three glass shells. The area 21 is the core of the fiber, which is doped with Er ^3+, for example, and carries the signal mode. The inner cladding 22 can contain a doping of Yb ³⁺ . Such doping of the first cladding with, for example, Yb ³⁺ can be used for a so-called multimode pumping. While in single or single-mode pumps, light is only radiated into the core area of the amplifier fiber and only very expensive lasers can be used, in multimode pumps, the broader cross-sectional area of the core and additionally the first cladding is irradiated. This irradiation excites Yb ³⁺ at approx. 975 nm ( ² F _7/2 → ² F _5/2 ). Since Yb ³⁺ shows fluorescence on a similar wavelength, this fluorescence pumps the level ⁴ I _{11/2 of} the Er ³⁺ ion at approx. 980 nm. The light sources that can be used for multimode pumps are considerably cheaper. The area of the second jacket 23 adjoining the first jacket 22 with a lower refractive index than the first jacket ensures that the light propagating in the area of the first jacket 22 is guided, and the area of the third jacket 24 in turn serves as an outer absorbent jacket.

Die erfindungsgemäße Glasfaser weist vorzugsweise einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Es werden aber auch Glasfasern von der vorliegenden Erfindung umfasst, welche einen von einem kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen. The glass fiber according to the invention preferably has one essentially circular cross section. But there are also glass fibers from the present invention, which is one of a circular Cross-section have a different cross-section.

Die erfindungsgemäße Glasfaser weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von 100 bis 400 µm, mehr bevorzugt 100 bis 200 µm auf. Besonders bevorzugt ist eine Gesamtdicke von etwa 125 µm. The glass fiber according to the invention preferably has a total thickness of 100 to 400 µm, more preferably 100 to 200 µm. Is particularly preferred a total thickness of about 125 µm.

Der Kern der erfindungsgemäßen Glasfaser weist vorzugsweise einen Durchmesser von 1-15 µm auf. Der erste Mantel weist vorzugsweise eine Dicke d_m1 im Bereich von 5-100 µm auf. Der zweite und weitere Mäntel weisen vorzugsweise eine Dicke d_m2 im Bereich von 10-150 µm auf. The core of the glass fiber according to the invention preferably has a diameter of 1-15 μm. The first jacket preferably has a thickness d _m1 in the range of 5-100 μm. The second and further sheaths preferably have a thickness d _m 2 in the range of 10-150 μm.

Gemäß der Erfindung ist unter dem Begriff "Kern einer Glasfaser" der Bereich zu verstehen, welcher durch das glastechnologische Herstellungsverfahren erzeugt wurde und welcher sich dadurch vom Mantel unterscheidet. Eine "Kernregion" bzw. "Kernbereich" umfasst hingegen den Bereich, in welchem die Intensität des optischen Signals bis auf den e-ten Teil der Eingangsintensität abgefallen ist. According to the invention, the term "core of a glass fiber" is the area to understand which through the glass technology manufacturing process was generated and which differs from the jacket. A By contrast, "core region" or "core area" comprises the area in which the Intensity of the optical signal down to the e-th part of the input intensity has dropped.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Glasfaser auf dem äußersten Glasmantel mindestens eine Beschichtung, welche mindestens einen Kunststoff bzw. ein Polymer umfasst. Diese äußere Kunststoffbeschichtung dient insbesondere zum mechanischen Schutz der Glasfaser. Die Dicke dieser Kunststoffbeschichtung beträgt vorzugsweise von 2-400 µm. Ein Wert unter 2 µm kann keinen ausreichenden Schutz der Glasfaser garantieren, und besonders bevorzugt ist die Dicke mindestens 3 µm, mehr bevorzugt mindestens 8 µm. Bei Dicken oberhalb 400 µm wird es schwierig, eine einheitliche Beschichtung bereitzustellen. According to a further embodiment of the present invention at least the glass fiber according to the invention on the outermost glass jacket a coating comprising at least one plastic or one polymer includes. This outer plastic coating is used in particular for mechanical protection of the glass fiber. The thickness of this plastic coating is preferably from 2-400 µm. A value below 2 µm cannot guarantee adequate protection of the glass fiber, and the thickness is particularly preferred at least 3 µm, more preferably at least 8 µm. For thicknesses above 400 µm it becomes difficult to provide a uniform coating.

Besonders bevorzugt beträgt die Dicke höchstens 70 µm. Für eine derartige Kunststoffbeschichtung kann jede Art Polymer verwendet werden, solange dieses gut auf dem Mantelglas haftet. Beispiele solcher Kunststoffe sind wärmehärtbare Silikonharze, UV-härtbare Silikonharze, acrylische Harze, Epoxid- Harze, Polyurethan-Harze und Polyimid-Harze. The thickness is particularly preferably at most 70 μm. For such a Plastic coating can use any type of polymer as long as this adheres well to the cladding glass. Examples of such plastics are thermosetting silicone resins, UV-curing silicone resins, acrylic resins, epoxy Resins, polyurethane resins and polyimide resins.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Glasfaser. Diese ist durch konventionelle Herstellungsverfahren wie beispielsweise ein "Rod-in-Tube"-Verfahren, Mehrfachtiegelverfahren und Extrusionsverfahren, sowie Kombinationen dieser Verfahren herstellbar. The present invention further relates to a method for producing the glass fiber according to the invention. This is through conventional Manufacturing processes such as a "rod-in-tube" process, Multiple crucible and extrusion processes, as well as combinations of these processes produced.

Gemäß einer Ausführungsform wird zunächst eine "Vorform" bzw. "Preform" bestehend aus Kern und einem oder mehreren Mänteln hergestellt, welche schon den Schichtaufbau der späteren Glasfaser aufweist und zu einer Glasfaser ausgezogen werden kann. Eine derartige Vorform weist beispielsweise eine Dicke von 4 bis 30 mm und eine Länge von 5 bis 40 cm auf. Diese Vorform wird bei einer geeigneten Temperatur zu einer Faser ausgezogen. According to one embodiment, a "preform" is first made up of core and one or more shells, which already has the layer structure of the later glass fiber and one Glass fiber can be pulled out. Such a preform has, for example a thickness of 4 to 30 mm and a length of 5 to 40 cm. This Preform is drawn into a fiber at a suitable temperature.

Bei einem "Rod-in-Tube"-Verfahren wird in ein strang- bzw. stangenförmiges Mantelglas ein Loch gebohrt, so dass ein röhrenförmiges Mantelglas erhalten wird, in welches ein passender Stab des Kernglases eingeführt wird. Ferner kann das Mantelglas durch geeignete Formgebungsprozesse als Rohr ausgezogen werden. Beispielsweise wird ein Stab eines Kernglases mit einem Durchmesser von 1,0 bis 1,4 mm in einen röhrenförmigen ersten Mantel mit einem Durchmesser des Innenlochs von 1,5 mm und einem Außendurchmesser von 7 mm eingeführt. Um einen mit mehr als einem Mantel umgebenen Kern zu erhalten, kann diese Methode mehrmals wiederholt werden, d. h. für einen zweiten Mantel wird in ein zweites stangenförmiges Mantelglas ein Loch gebohrt und die Vorform aus Kern und erstem Mantel in den röhrenförmigen zweiten Mantel eingeführt. Diese Anordnung aus Kern und Mänteln wird zum Verbinden der Grenzflächen bis auf vorzugsweise oberhalb der Transformationstemperatur erwärmt, um eine "Vorform" zu erhalten. Gegebenenfalls kann eine Vorform aus Kern und mindestens einem ersten Mantel nach einem derartigen Erwärmen zu einem gewissen Ausmaß ausgezogen werden und in dieser ausgezogenen Form als Stab in einen zweiten oder weiteren Mantel eingeführt werden. Beim Rod-in-Tube-Verfahren kann ebenso ein heißgeformter, ausgezogener Stab in ein heißgeformtes, gezogenes Rohr gesteckt werden. In a "rod-in-tube" process, a rod-shaped or rod-shaped one is used Cladding glass drilled a hole so that a tubular cladding glass was obtained into which a suitable rod of the core glass is inserted. Further the cladding glass can be used as a tube through suitable shaping processes be taken off. For example, a rod of a core glass with a Diameter from 1.0 to 1.4 mm in a tubular first jacket with a diameter of the inner hole of 1.5 mm and a Outside diameter of 7 mm introduced. To one surrounded by more than one coat To get core, this method can be repeated several times, i.e. H. For a second jacket becomes a hole in a second rod-shaped jacket glass drilled and the preform of core and first shell in the tubular second coat introduced. This arrangement of core and jacket becomes Connect the interfaces except for preferably above the Heated transformation temperature to obtain a "preform". If necessary a preform of core and at least a first shell after one such heating to some extent and in this extended form as a rod in a second or further jacket be introduced. The rod-in-tube process can also be used thermoformed, drawn rod inserted into a thermoformed, drawn tube become.

Ferner kann eine solche Vorform auch durch ein sogenanntes Extrusionsverfahren hergestellt werden. Hierbei wird ein Block des Kernglases auf einen Block eines Mantelglases gelegt und anschließend von der Unterseite her linienförmig erwärmt. Entlang der erwärmten Linie sackt das Kernglas langsam in das Mantelglas ein, bis es völlig von diesem umschlossen ist. Furthermore, such a preform can also be formed by a so-called Extrusion processes are made. Here, a block of the core glass is placed on one Block of a cladding glass placed and then from the bottom warmed in a line. The core glass slowly sags along the heated line into the cladding glass until it is completely enclosed by it.

Bei einem Mehrfachtiegelverfahren, wie einem Doppel- oder Dreifachtiegelverfahren wird eine "Vorform" aus Kern oder einem oder mehreren Mänteln direkt durch ineinanderliegende Tiegel aus der Schmelze heraus generiert. In a multi-crucible process, such as a double or Triple crucible process becomes a "preform" of core or one or more shells directly generated from the melt by interlocking crucibles.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch direkt, d. h. ohne vorherige Herstellung einer Preform, eine Glasfaser mit einem Durchmesser von beispielsweise 125 µm hergestellt werden. Insbesondere werden zur direkten Faserherstellung Dreifach- oder Mehrfachtiegelverfahren verwendet. According to a further embodiment of the method according to the invention can also directly, d. H. without first making a preform, one Glass fiber with a diameter of, for example, 125 microns can be produced. In particular, triple or Multiple crucible process used.

Diese Verfahren zur Herstellung einer Vorform körnen miteinander kombiniert werden um die erfindungsgemäßen Glasfasern mit mindestens zwei Mänteln zu erhalten. These processes for producing a preform can be combined with one another are around the glass fibers according to the invention with at least two sheaths to obtain.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, ein Doppeltiegelverfahren zum Herstellen einer "Vorform" aus dem Kern und dem ersten Mantel herzustellen und die so erhaltene Vorform, bestehend aus Kern und einem Mantel durch ein "Rod-in-Tube"-Verfahren als Stab in einen röhrenförmigen zweiten Mantel einzuführen. Es hat sich herausgestellt, dass durch diese Kombination einerseits eine gute Grenzfläche zwischen Kern und ersten Mantel erhältlich ist, andererseits ein zweiter und/oder weitere Mantel in ökonomischer Weise hinzugefügt werden kann. According to the present invention, it is particularly preferred to use a Double crucible process for producing a "preform" from the core and the first Manufacture coat and the preform thus obtained, consisting of core and a coat through a "rod-in-tube" process as a rod into one to introduce tubular second jacket. It has been found that through this combination, on the one hand, creates a good interface between the core and the first Coat is available, on the other hand a second and / or further coat in can be added economically.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen optischen Verstärker, welcher mindestens eine erfindungsgemäße Glasfaser umfasst. Beispielsweise weist der optische Verstärker die folgende Struktur auf. Über einen optischen Isolator zur Unterdrückung von Lichtreflexionen wird das eingehende Lichtsignal an einen Koppler angeschlossen. Im Koppler werden Signal und Pumplicht zusammengeführt und gemeinsam in die optisch aktive Faser eingekoppelt. Das andere Ende der Verstärkerfaser wird mit der ausgehenden Faser verbunden. Hier kann auch noch ein Filter gegebenenfalls mit einem weiteren optischen Isolator angeordnet sein. Es ist ferner möglich, die Verstärkerfaser in beide Richtungen zu pumpen, wobei dann ein zweiter Koppler erforderlich ist. The present invention further relates to an optical amplifier which comprises at least one glass fiber according to the invention. For example, points the optical amplifier has the following structure. Via an optical Isolator to suppress light reflections will turn on the incoming light signal a coupler connected. The signal and pump light are in the coupler brought together and coupled together in the optically active fiber. The the other end of the amplifier fiber is connected to the outgoing fiber. Here you can also add a filter with another optical one if necessary Insulator can be arranged. It is also possible to use the amplifier fiber in both To pump directions, in which case a second coupler is required.

Die Signallichtquelle wird an den Wellen-mischenden optischen Koppler durch den optischen Isolator verbunden. Der optische Koppler wird ferner mit der Anregungslichtquelle verbunden. Dann wird der optische Koppler mit einem Ende der Glasfaser verbunden. Das andere Ende der optischen Glasfaser wird mit dem optischen Isolator durch den optischen Koppler zum Wellensplitting verbunden. Jeder Teil wird mit der optischen Faser verbunden. The signal light source is passed through the wave-mixing optical coupler connected the optical isolator. The optical coupler is also used with the Excitation light source connected. Then the optical coupler with one End of the fiber connected. The other end of the optical fiber becomes with the optical isolator through the optical coupler Wave splitting connected. Each part is connected to the optical fiber.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Glasfaser als optisch aktives Glas in einer Laseranordnung. The present invention further includes the use of the Glass fiber according to the invention as optically active glass in a laser arrangement.

Examples example 1

Es wurden Glaszusammensetzungen für den Kern, den ersten und zweiten Mantel hergestellt. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen der Gläser in Mol-%. There were glass compositions for the core, the first and second Coat made. Table 1 shows the compositions of the glasses in mol%.

Das zu einem Strang ausgezogene Kernglas (Länge 10 cm, Durchmesser 1 mm) wurde mittels des Rod-in-Tube-Verfahrens mit dem ersten Mantel (Außendurchmesser 7 mm; Durchmesser Innenloch: 1,5 mm) ummantelt. Die Preform aus Kern und erstem Mantel wurde anschließend bis zu einem Durchmesser von 1 mm ausgezogen und mittels eines weiteren Rod-in-Tube- Schritts mit dem äußeren Mantel (Außendurchmesser 7 mm; Durchmesser Innenloch 1,5 mm) ummantelt. Tabelle 1

The core glass drawn out into a strand (length 10 cm, diameter 1 mm) was encased with the first jacket (outer diameter 7 mm; diameter inner hole: 1.5 mm) using the rod-in-tube method. The preform consisting of the core and the first jacket was then pulled out to a diameter of 1 mm and encased in a further rod-in-tube step with the outer jacket (outer diameter 7 mm; inner hole diameter 1.5 mm). Table 1

Die erhaltene Preform wurde zu einer Glasfaser einer Dicke von 125 µm ausgezogen. The preform obtained became a glass fiber with a thickness of 125 μm moved out.

Fig. 2 zeigt eine fotographische Abbildung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Glasfaser. Kern 2 ist vom ersten Mantel 3 umgeben, dieser wiederum vom äußeren Mantel 4. Fig. 2 is a photographic image showing a cross-section through an inventive fiber. Core 2 is surrounded by first jacket 3 , which in turn is surrounded by outer jacket 4 .

Example 2

Unter Verwendung der gleichen Zusammensetzungen wie in Beispiel 1 wurde eine Doppelmantelfaser hergestellt, wobei in diesem Fall der Kern mittels eines Doppeltiegelverfahrens mit dem ersten Mantel ummantelt wurde. Der Kerndurchmesser sowie die Abmessungen des ersten Mantels entsprachen dabei denen des Beispiels 1. Anschließend wurde die so erhaltene Preform aus Kern und ersten Mantel zu einer Dicke von 1,5 mm ausgezogen. Anschließend wurde der zweite Mantel durch das Rod-in-Tube-Verfahren um die ausgezogene Preform aus Kern und erstem Mantel gebildet. Using the same compositions as in Example 1 a double sheath fiber is produced, in which case the core by means of a double crucible process was coated with the first jacket. The Core diameter and the dimensions of the first jacket corresponded Thereby those of Example 1. The preform thus obtained was then pulled out of core and first jacket to a thickness of 1.5 mm. Subsequently, the second coat was by the rod-in-tube process around the extended preform formed from core and first jacket.

Durch optische Betrachtung zeigte sich, dass in Beispiel 2 eine bessere Grenzfläche zwischen Kern und ersten Mantel erhalten wurde. Optical observation showed that in Example 2 a better one Interface between the core and the first cladding was obtained.

Example 3

Es wurde durch das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren eine Doppelmantelfaser mit auf Telluroxid-basierenden Kern- und Mantelgläsern hergestellt. It became a by the method described in Example 1 Double cladding fiber made with core and cladding glasses based on tellurium oxide.

Die erhaltene Preform wurde zu einer Glasfaser einer Dicke 4 von 325 µm und einem Kerndurchmesser von 4,5 µm ausgezogen. The preform obtained was drawn out into a glass fiber with a thickness 4 of 325 μm and a core diameter of 4.5 μm.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die hergestellte Te-Doppelmantelfaser. In diesem Fall wurde der Querschnitt geätzt, so dass die Übergänge von Kern auf ersten Mantel bzw. zweiten Mantel stärker hervortreten. Fig. 5 shows a cross section through the double Te cladding fiber produced. In this case, the cross-section was etched so that the transitions from the core to the first cladding or the second cladding are more pronounced.

Example 4

Unter Verwendung der in Tabelle 2 gezeigten Glaszusammensetzungen wurde eine Doppelmantelfaser hergestellt. Dabei wurde zunächst unter Verwendung eines Doppeltiegels eine Vorform aus Kern und ersten Mantel hergestellt. Anschließend wurde diese Vorform mittels des Rod-in-Tube-Verfahrens mit dem zweiten Mantel versehen. Anschließend wurde die erhaltene Vorform zu einer Glasfaser mit einem Durchmesser von 125 µm ausgezogen. Tabelle 2

A double cladding fiber was produced using the glass compositions shown in Table 2. First, a preform was made from the core and the first jacket using a double crucible. This preform was then provided with the second jacket using the rod-in-tube process. The preform obtained was then drawn out to a glass fiber with a diameter of 125 μm. Table 2

Claims

1. Glass fiber comprising a core, the matrix glass at least one Contains heavy metal oxide and at least one rare earth compound, the core being surrounded by at least two glass jackets, the Refractive index jump Δn from the core to the first cladding in the range of 0.001 to 0.08 and the refractive index of the first cladding is less than is that of the core.

2. Glass fiber according to claim 1, wherein the heavy metal oxide from oxides of Bi, Te, Se, Sb, Pb, Cd, Ga, As and mixtures thereof is selected.

3. Glass fiber according to claim 1 or 2, wherein the core comprises at least Bi ₂ O ₃ and / or TeO ₂ and / or Sb ₂ O ₃ .

4. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the core contains at least one rare earth compound.

5. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the first Jacket contains at least one rare earth compound.

6. Glass fiber according to claim 4 or 5, wherein the rare earth compound from compounds of Ce, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and / or Lu, and mixtures thereof is selected.

7. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the refractive index n _{m2 of} the second cladding is higher than the refractive index n _{m1 of} the first cladding.

8. Glass fiber according to one of claims 1 to 6, wherein the refractive index n _{m2 of} the second cladding is lower than the refractive index n _{m1 of} the first cladding.

9. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the core of two or three glass jackets is surrounded.

10. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the core has a diameter of 1 to 15 microns.

11. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the first cladding has a thickness d _m1 in the range from 5 to 100 µm.

12. Glass fiber according to one of claims 7 to 9, wherein the second and / or further cladding has a thickness d _m2 in the range from 10 to 300 µm.

13. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the fiber has a total thickness of 125 microns.

14. Glass fiber according to one of the preceding claims, wherein the glass of the outermost jacket comprises at least one absorbent component.

15. Glass fiber according to claim 14, wherein the absorbent component of is selected from the group consisting of transition metal or rare Soil-oxide compounds and / or mixtures thereof.