DE1772354B1 - Optical fiber which absorbs any scattered light and process for their production - Google Patents

Optical fiber which absorbs any scattered light and process for their production

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DE1772354B1 DE19681772354 DE1772354A DE1772354B1 DE 1772354 B1 DE1772354 B1 DE 1772354B1 DE 19681772354 DE19681772354 DE 19681772354 DE 1772354 A DE1772354 A DE 1772354A DE 1772354 B1 DE1772354 B1 DE 1772354B1
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Description

bogenen Fasern. Durch eingeschlossene Verunreini- 10 Fasern aus Schwarzglas in beliebiger Anzahl eingegungen oder Luftblasen, durch feinverteilte Kristalle, bettet und durch Verschmelzen mit der Trägerfaser die sich bei der Faserherstellung gebildet haben, oder verbunden sind.curved fibers. Trapped in any number of black glass fibers or air bubbles, through finely divided crystals, embeds and fuses with the carrier fiber that have formed during fiber production or are connected.

durch Diffusion von Faserkern und Fasermantel Bei der Herstellung werden erfindungsgemäß ent-by diffusion of the fiber core and fiber cladding During production, according to the invention,

können Unregelmäßigkeiten entstehen, die Streulicht sprechende Stäbchen aus Schwarzglas in Längsricherzeugen oder die Totalreflexion stören, so daß ein 15 tung an das Stabrohrsystem gebunden und durch geteilweises seitliches Austreten des Lichtes aus der meinsames Erwärmen und Erweichen auf das Grund-Faser erfolgt. Werden über benachbarte Lichtleit- glas aufgeschmolzen und sodann gemeinsam mit der fasern unterschiedliche Informationen übertragen, so tragenden Lichtleitfaser ausgezogen,
können diese Informationen durch Streulicht aus Die Lichtleitfasern gemäß der Erfindung sindIrregularities can arise that produce scattered light-speaking rods made of black glass in longitudinal direction or disrupt total reflection, so that a device is bound to the rod tube system and occurs through partial lateral emergence of the light from the joint heating and softening on the basic fiber. If the adjacent optical fiber is melted and then different information is transmitted together with the fibers, the supporting optical fiber is pulled out,
this information can be obtained by scattered light. The optical fibers according to the invention are

Nachbarfasern im Kontrast geschwächt werden. In 20 gegenüber den bekannten Fasern ohne erheblichen medizinischen Endoskopen, bei denen ein Lichtleit- Kostenaufwand herzustellen und können auch als faserbündel zur Beleuchtung eines Objektes aus lose Lichtleitfasern ausgebildet sein,
raumsparenden Gründen direkt neben den Lichtleit- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, inNeighboring fibers are weakened in contrast. In 20 compared to the known fibers without significant medical endoscopes, in which a light guide costs to produce and can also be designed as a fiber bundle for illuminating an object from loose optical fibers,
space-saving reasons right next to the light guide The invention is based on the drawing in

fasern eines bildübertragenden Kabels liegt, wird welcher schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erdann der Kontrast des endoskopischen Bildes emp- 25 findung dargestellt ist, näher erläutert,
findlich gestört. Es zeigtfibers of an image-transmitting cable is, which is shown schematically an embodiment example of the contrast of the endoscopic image sensation is explained in more detail.
sensitively disturbed. It shows

Es ist weiterhin bekannt, daß Streulicht, das seit- Fig. 1 eine Darstellung des Stab-Rohr-Ziehverlich austritt, geschwächt oder beseitigt wird, indem fahrens gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
die Lichtleitfasern mit einer zweiten lichtabsorbieren- F i g. 2 einen Querschnitt eines Stab-Rohr-SystemsIt is also known that scattered light, which emerges since Fig. 1 shows a representation of the rod-tube drawing, is weakened or eliminated by driving according to the invention in longitudinal section,
the optical fibers with a second light-absorbing F i g. 2 shows a cross section of a rod-tube system

den Hülle umgeben werden. Beim Durchtreten des 30 längs der Linie A-A in Fig. 1 mit an das Mantelrohr Lichtes durch eine Schicht der Dicke von Bruch- angebundenen Schwarzglasstäbchen,
teilen eines μΐη wird zwar nicht die gesamte Streu- F i g. 3 einen stark vergrößerten Querschnitt einerbe surrounded by the shell. When the 30 is passed along the line AA in Fig. 1 with light on the jacket tube through a layer the thickness of broken black glass rods,
dividing a μΐη is not the entire scattering F i g. 3 shows a greatly enlarged cross-section of a

lichtintensität vernichtet, jedoch so weit geschwächt, streulichtabsorbierenden Lichtleitfaser längs derlight intensity destroyed, but weakened so far, stray light-absorbing optical fiber along the

LinieB-B in Fig. 1.Line B-B in Fig. 1.

Ein optisch bearbeiteter hochbrechender Glasstab 1 befindet sich in einem einseitig zugeschmolzenen niedrigbrechenden Glasrohr 2, in dessen freiem Innenraum 3 über den Anschlußstutzen 4 ein Vakuum erzeugt wird. Eine Dichtung 5 schließt das System 40 gegen den äußeren Luftdruck ab. Dieses Stab-Rohr-System wird mittels einer geeigneten, nicht gezeigten Vorrichtung langsam und gleichmäßig in einen zylindrischen Ofen 6 gefahren, wodurch beide Gläser 1 und 2 erweichen und miteinander verschmelzen. DerAn optically processed high refractive index glass rod 1 is located in a low refractive index glass tube 2 which is fused shut on one side and in the free interior 3 of which a vacuum is generated via the connecting piece 4. A seal 5 closes the system 40 against the external air pressure. This rod-tube system is moved slowly and evenly into a cylindrical furnace 6 by means of a suitable device, not shown, whereby both glasses 1 and 2 soften and fuse with one another. Of the

nicht völlig undurchlässig ist, sondern daß ein Teil 45 äußere Luftdruck verhindert ein Durchsacken des des Lichtes erst zwei oder mehrere solche Schichten Glasstabes 1. Durch Abziehen der erweichten Gläser in Nachbarfasern durchlaufen muß, um völlig ab- mit erhöhter Geschwindigkeit wird eine optisch isosorbiert zu werden. Den gleichen Effekt erzielt man, lierte Lichtleitfaser 7 gesponnen oder ein optisch isowenn in Hohlräumen zwischen miteinander ver- lierter Lichtleitstab gezogen. Dieses an sich bekannte schmolzenen Lichtleitfasern Stäbchen aus Schwarz- 50 Verfahren wird gemäß der Erfindung erweitert, inglas eingelagert werden, die auftreffendes Licht durch dem an das niedrigbrechende Rohr 2 von außen ihre größere Dicke vollständig absorbieren. Bei ent- Stäbchen 8 aus Schwarzglas in beliebiger Anzahl mit sprechender Verteilungsdichte der Schwarzglasstäb- einem feinen Metalldraht längsgerichtet angebunden chen kann die gleiche mittlere Absorptionsweglänge werden. Gemeinsam mit dem Glasrohr erweichen für Streulicht in einem optischen Fasersystem er- 55 diese Schwarzglasstäbchen in der Zone hoher Temreicht werden. Bei losen Lichtleitfasern ist diese peratur des Ofens 6, wobei beide Gläser miteinander Methode nicht anwendbar. verschmelzen. Nach dem Ziehprozeß befinden sichis not completely impermeable, but that a part 45 external air pressure prevents sagging of the of light only two or more such layers of glass rod 1. By peeling off the softened glasses must pass through in neighboring fibers in order to be completely absorbed with increased speed one is optically isosorbed to become. The same effect can be achieved if optical fiber 7 is spun or optically isowenn drawn in cavities between lost fiber optic rods. This known per se fused optical fibers rods from black 50 process is extended according to the invention, inglas are stored, the incident light through the to the low refractive index tube 2 from the outside completely absorb their greater thickness. With ent sticks 8 made of black glass in any number with Speaking distribution density of black glass rods connected to a fine metal wire lengthways Chen can become the same mean absorption path length. Soften together with the glass tube For scattered light in an optical fiber system, these black glass rods reach 55 in the zone of high temperatures will. In the case of loose optical fibers, this is the temperature of the oven 6, with the two glasses connected to one another Method not applicable. merge. After the drawing process there are

Aufgabe der Erfindung sind Lichtleitfasern, die in der Oberfläche des Mantels 10 der optischen gegebenenfalls entstehendes Streulicht absorbieren Faser 7 je nach Wahl eine Anzahl längsgerichteter und welche die Nachteile der bekannten mit Absorp- 60 Fasern 12 aus Schwarzglas.The object of the invention are optical fibers in the surface of the cladding 10 of the optical Any scattered light that may arise is absorbed by fibers 7, depending on the choice, a number of longitudinally directed fibers and what the disadvantages of the known Absorp- 60 fibers 12 made of black glass.

tionsmitteln versehenen Lichtleitfasern nicht auf- Es ist zu beachten, daß die Fasern aus Schwarzweisen, glas 12 in ihrer Dicke bzw. die Dicke des Faser- It should be noted that the fibers made of black, glass 12 in their thickness or the thickness of the fiber

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- mantels 10 so bemessen sind, daß der Abstand zwilöst, daß in die Oberfläche des Lichtleitfasermantels sehen dem hochbrechenden Kern 11 und der eine oder mehrere Schwarzglasfasern mit einem 65 Schwarzglasfaser 12 einige Lichtwellenlängen beträgt, ' höheren oder gleichen Brechungsexponenten wie das damit die Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Mantelglas durch Aufschmelzen eingelagert sind und Kern 11 und Mantel 10 nicht gestört wird,
der Abstand zwischen den in die Oberfläche des Es ist erforderlich, daß der Brechwert des verwen-According to the invention, this object is measured by the cladding 10 so that the distance is twofold so that the high refractive index core 11 and the one or more black glass fibers with a black glass fiber 12 are a few light wavelengths higher or the same refraction exponents as that the total reflection at the interface between the cladding glass is incorporated by melting and that the core 11 and cladding 10 are not disturbed,
the distance between the in the surface of the It is necessary that the refractive power of the

daß sie nach Durchlaufen einiger benachbarter Fasern unschädlich ist. Für diese Methode ist ein Rohr aus 35 lichtabsorbierendem Glas, das auch in der Schichtdicke im μΐη-Bereich ausreichend absorbiert, erforderlich. Die Beschaffung eines solchen Rohres ist, wenn überhaupt, nur mit erheblichem Kostenaufwand möglich.that it is harmless after passing through some neighboring fibers. For this method there is a tube made of 35 light-absorbing glass, which also absorbs sufficiently in the layer thickness in the μΐη range, is required. The procurement of such a pipe is, if at all, only at considerable expense possible.

Bei einer anderen Methode geht man davon aus, daß ein energieabsorbierendes Glas, also z. B. ein Schwarzglas für sichtbares Licht, selbst im günstigsten Fall in einer Schichtdicke von weniger als 1 μΐηAnother method is based on the assumption that an energy-absorbing glass, e.g. B. a Black glass for visible light, even in the best case in a layer thickness of less than 1 μm

deten Schwarzglases größer oder gleich ist wie derjenige des Mantelglases.the black glass is greater than or equal to that of the cladding glass.

Vagabundiert ein Lichtstrahl, der nicht mehr durch Totalreflexion an den Kern der Lichtleitfaser gebunden ist, durch den Fasermantel oder aus der gesamten Lichtleitfaser heraus, so wird er beim Auftreffen auf eine Schwarzglasfaser in diese hinein gebrochen und dort durch Absorption vernichtet oder geschwächt. Vagabond a beam of light that is no longer bound by total reflection to the core of the optical fiber is through the fiber cladding or out of the entire optical fiber, it will be when it hits broken into a black glass fiber and destroyed or weakened there by absorption.

Die beschriebene Technik der Kombinierung von Lichtleitfasern mit streulichtabsorbierenden Fasern bewährt sich insbesondere bei losen Lichtleitfasern. Sie kann aber auch mit Erfolg in faseroptischen Systemen verwendet werden, bei denen zwei oder mehrere Lichtleitfasern in der gesamten Länge miteinander verschmolzen sind, um z. B. bei der Bildübertragung verschiedene Lichtinformationen zu übertragen.The described technique of combining optical fibers with stray light-absorbing fibers has proven its worth particularly with loose optical fibers. But it can also be used with success in fiber optic Systems are used in which two or more optical fibers are interconnected along their entire length are fused to e.g. B. different light information to the image transmission transfer.

Als besonders geeignet hat sich Schwarzglas mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent ergeben: Black glass with the following composition in percent by weight has proven to be particularly suitable:

SiOn .
B2O3 .
NanO .
CoO .
Fe3O4 SiO n .
B 2 O 3 .
Na n O.
CoO.
Fe 3 O 4

54,4
7,254.4
7.2

14,8
1,214.8
1.2

14,314.3

Fe ...
TiO., .
Li„Ö .
Af2O3 Fe ...
TiO.,.
Li "Ö.
Af 2 O 3

Claims (2)

Patentansprüche: 3,5 1,5 0,6 ο 5Claims: 3.5 1.5 0.6 ο 5 1. Lichtleitfaser, die gegebenenfalls entstehendes Streulicht absorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß in die Oberfläche des Lichtleitfasermantels (10) eine oder mehrere Schwarzglasfasern (12) mit einem höheren oder gleichen Brechungsexponenten wie das Mantelglas (10) durch Aufschmelzen eingelagert sind und der Abstand zwischen den in die Oberfläche des Fasermantels (10) eingeschmolzenen Schwarzglasfasern (12) und dem Faserkern (11) wenigstens eine Wellenlänge des verwendeten Lichtes beträgt.1. Optical fiber, which absorbs any scattered light that may arise, characterized in that that in the surface of the optical fiber jacket (10) one or more black glass fibers (12) with a higher or the same refraction exponent as the cladding glass (10) are incorporated by melting and the distance between the in the surface of the Fiber cladding (10) fused black glass fibers (12) and the fiber core (11) at least is a wavelength of the light used. 2. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Stäbchen aus Schwarzglas in Längsrichtung an das Stab-Rohr-System gebunden werden und durch gemeinsames Erwärmen und Erweichen auf das Grundglas aufschmelzen und gemeinsam mit der tragenden Lichtleitfaser ausgezogen werden.2. A method for producing an optical fiber according to claim 1, characterized in that that corresponding rods made of black glass are bound lengthways to the rod-tube system and melt them onto the base glass by heating and softening them together and pulled out together with the supporting optical fiber. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copyCopy 1 sheet of drawings
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