DE19904304C2 - Integriert-optischer Lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen integriert-optischen Lichtwel­ lenleiter nach der Gattung des Hauptanspruches.

Integriert-optische Lichtwellenleiter mit einem Wellenlei­ terkern und/oder einer Kernumgebung aus Polymeren sind viel­ fach bekannt. Um derartige Wellenleiter jedoch in der opti­ schen Telekommunikation einsetzen zu können, ist es erfor­ derlich, daß diese eine hohe Transparenz und geringe Dämp­ fung in den beiden bekannten optischen Fenstern im Wellen­ längenbereich um 1300 nm und 1550 nm aufweisen.

Die in vielen Polymeren enthaltenen C-H- und O-H-Gruppen führen jedoch durch Absorption aufgrund von angeregten Mole­ küloberschwingungen dazu, daß es in diesen Wellenlängenbe­ reichen bei bekannten Lichtwellenleitern zu beträchtlichen unerwünschten optischen Dämpfungen kommt.

In der DE 91 00 573.6 U1 und der DE 38 14 295 A1 werden op­ tische Lichtwellenleiter mit einer Kern-/Mantelstruktur be­ schrieben, die aus teilfluorierten Polymermaterialien beste­ hen. Der Ersatz von C-H-Bindungen durch C-F-Bindungen ver­ bessert die optische Eigenschaften dieser Lichwellenleiter.

Weiterhin ist bereits aus N. Keil, H. Yao und C. Zawadzki, "A Novel Type of 2 × 2 digital optical switch realized by po­ lymer waveguide technology", 1996, ECOC Oslo, bekannt, Te­ flon AF 1600, das von der Firma DuPont, Speciality Polymers, P. O. Box 80713, Wilmington, DE 19 880, USA, hergestellt und vertrieben wird, als oberen Puffer für Wellenleiter zu ver­ wenden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße integriert-optische Lichtwellenleiter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat ge­ genüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß durch die Verwendung von jeweils einheitlichen, vollständig fluorier­ ten Fluorkohlenwasserstoffmaterialien für den Kern bzw. die Kernumgebung in einfacher Weise und kostengünstig optisch hochtransparente Lichtwellenleiter mit sehr geringer Dämp­ fung in den für die optische Telekommunikation wichtigen Fenstern um 1300 nm und 1550 nm realisiert werden können.

Durch den vollständigen Ersatz der leichten Wasserstoffatome durch das schwerere Fluor wird in diesen Materialien gegen­ über herkömmlichen Polymeren eine wesentlich niedrigere op­ tische Dämpfung erzielt, so daß sich die erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter hervorragend zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation eignen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.

So besteht der Lichtwellenleiter sehr vorteilhaft in seinem Kern und seiner Kernumgebung jeweils aus einem vollständig fluorierten Teflonmaterial, wozu sich insbesondere die Mate­ rialien Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 eignen, die über­ dies gut mischbar und leicht zu verarbeiten sind. Somit kann weiterhin sowohl der Kern des Lichtwellenleiters als auch die Kernumgebung vorteilhaft aus einer Mischung von voll­ ständig fluorierten Teflonmaterialien zusammengesetzt sein. Dabei sollte zur Vermeidung von Intensitätsverlusten vorteilhaft stets gewährleistet sein, daß Brechungsindex des Kerns höher ist, als der Brechungsindex der Kernumgebung.

Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 und Fig. 2 jeweils einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter.

Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Lichtwellenleiter 10, der einen Kern 11 und eine den Kern 11 umschließende Kernumgebung 12 aufweist. Der Kern 11 besteht aus dem an sich bekannten Material Teflon AF 1600 der Firma DuPont mit einem Brechungsindex von n_D = 1,31. Die Kernumgebung besteht aus dem ebenfalls bekannten Material Teflon AF 2400 der Firma DuPont mit einem Brechungsindex n_D = 1,29. Beide Teflonmaterialien sind vollständig fluoriert und enthalten insbesondere keine Wasserstoffatome. Der Lichtwellenleiter 10 ist im Wellenlängenbereich um 1300 nm (von ca. 1250 nm bis ca. 1350 nm) und im Wellenlängenbereich um 1550 nm (von ca. 1480 nm bis ca. 1600 nm) optisch transparent und eignet sich somit insbesondere als integriert-optischer Lichtwellenleiter zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation.

Da die Materialien Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 untereinander mischbar sind, läßt sich durch eine Mischung nahezu jeder beliebige Brechungsindex zwischen 1,29 und 1,31 herstellen. Daher ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung der Kern 11 aus einer Mischung von Teflon AF 1600 und AF 2400 zusammengesetzt und von einer Kernumgebung 12 umschlossen, die aus Teflon AF 2400 besteht.

Als drittes Ausführungsbeispiel besteht der Kern 11 und die Kernumgebung 12 jeweils aus einer Mischung von Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400, wobei diese Mischungen so gewählt sind, daß der Brechungsindex des Kerns 11 höher ist als der Brechungsindex der Kernumgebung 12.

Die Erfindung ist jedoch in ihrer Ausführung nicht auf die beiden genannten Teflonmaterialien beschränkt. So sind vielfältige Kombinationen mit anderen, vollständig fluorierten Fluorkohlenwasserstoffen denkbar. Insbesondere kann der Lichtwellenleiter 10 auch die mit Hilfe der Fig. 2 erläuterte Form annehmen, wobei die Zusammensetzung des Kerns 11 und der Kernumgebung 12 entsprechend einem der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele ausgeführt ist. Dabei wird gemäß Fig. 2 auf einem Substrat 13 durch ein an sich bekanntes Herstellungsverfahren eine dünne Schicht als Kernumgebung 12 aufgebracht, innerhalb derer der Kern 11 verläuft.

Claims (6)

1. Lichtwellenleiter mit einem Kern (11) und einer Kernum­ gebung (12), dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) und die Kernumgebung (12) jeweils aus einem einheitli­ chen, vollständig fluorierten Fluorkohlenwasserstoff be­ stehen.

2. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fluorkohlenwasserstoff jeweils ein voll­ ständig fluoriertes Teflonmaterial ist.

3. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (10) im Wellen­ längenbereich um 1300 nm und/oder um 1550 nm optisch transparent ist.

4. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Brechungsindex des Kerns (11) höher ist, als der Brechungsindex der Kernumgebung (12).

5. Lichtwellenleiter nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus Teflon AF 1600 oder einer Mischung von Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 besteht, und daß die Kernumge­ bung (12) aus Teflon AF 2400 oder einer Mischung von Te­ flon AF 1600 und AF 2400 besteht.

6. Verwendung des Lichtwellenleiters nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche als integriert-optischer Lichtwellenleiter zur Informationsübertragung in der op­ tischen Telekommunikation.