DE2004955B2

DE2004955B2 - Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser

Info

Publication number: DE2004955B2
Application number: DE2004955A
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Nishinomiya Hyogo Ikeda; Ichiro Kobe Hyogo Kitano; Ken Kawanishi Hyogo Koizumi; Hiroyoshi Ashiya Hyogo Matsumura
Original assignee: Nippon Selfoc Kk Tokyo Jp
Current assignee: Nippon Selfoc Kk Tokyo Jp
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1981-07-16
Also published as: BE745629A; DE2004955A1; NL7001442A; FR2033306B1; DE2004955C3; US3830640A; FR2033306A1; GB1289773A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser mit von der Mittellinie nach außen im wesentlichen quadratisch mit dem Abstand von der Mittellinie abnehmenden Brechungsindex nach Patent 19 13 358.

In jüngster Zeit wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern für Lichtübertragungszwecke entwickelt

Unter diesen Vorschlägen ist auch ein Vorschlag von Seiji Uchida (beschrieben in Denshi-Tsushin Gakkai Soritsu 50-Shunen-Kinen Zenkoku Taikai Symposium Yokushu »Laser Oyo Hen (Ausgabe »Laser Applications« Vorabdruck des Symposiums der Nationalen Vereinigung für das fünfzigste Gründungsjubiläum der Japanese Electronic Communication Society) herausgegeben im Oktober 1967, S. 3,4. Dort ist die Anwendung eines Glaskörpers beschrieben, dessen Brechungsindex proportional mit dem Quadrat des Abstandes von der Mittelachse des Glaskörpers abnimmt und der für Lichtleiterstrecken oder Teile derselben brauchbar ist.

Die Verwirklichung eines derartigen Lichtleiters wurde mit hohen Erwartungen verknüpft, weil derselbe zahlreiche Vorteile wie eine hohe Beständigkeit gegenüber atmosphärischen und anderen äußeren Einflüssen besitzt und außerdem biegsam und nachgiebig ist. Jedoch ist ein Verfahren zur Herstellung solcher ·>ο Lichtleiterglaskörper mit einer entsprechenden Verteilung des Brechungsindex bislang unbekannt. Infolgedessen konnte ein solcher Lichtleiter noch nicht praktisch verwirklicht werden.

Das ältere Patent Nr. 19 13 358 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiterglaskörpers, wonach ein Glaskörper mit einem Ionengehalt, bsp. Thalliumionen, die als Kationen Abwandlungsoxide bilden können und einen hohen Beitrag zur Vergrößerung des Brechungsindex liefern, in Berührung mit einem Salz so gebracht wird, das Ionen, bspw. Alkaliionen enthält, die ebenfalls Abwandlungsoxide bilden und einen geringeren Beitrag zur Vergrößerung des Brechungsindex als die zuerst genannten Ionen liefern. Durch einen Ionenaustausch durch die Grenzfläche des Glases erhält man eine Verteilung des Brechungsindex in dem Glaskörper mit fortschreitender Änderung von der Austauschfläche ins Innere des Glases. Durch entsprechende Einstellung der Einwirkungstemperatur und der Einwirkungsdauer kann man in jedem Querschnitt des t>o Glaskörpers eine Verteilung des Brechungsindex von der Mittelachse gegen den Umfang erhalten, die sehr genau die quadratische Beziehung erfüllt. Wenn der Brechungsindex quadratisch von der Mittelachse gegen die Umfangsfläche hin abnimmt, erhält man einen &5 Laserlichtleiter für Zeitmultiplexübertragung oder für eine Übertragung mit mehrfacher räumlicher Ausnutzung. Wenn man eine Linsenwirkung wünscht, kann man eine biegsame Linse oder eine Linse mit sehr kurzer Brennweite erhalten.

In vielen Fällen, wo ein Glaskörper der beschriebenen Art als Lichtleiter für eine Lasemachrichtenübertragung oder als dünner langgestreckter Aufbau zur Bildübertragung benutzt wird, ist die wünschenswerte Biegsamkeit des Glaskörpers so, daß er mit einem Krümmungsradius gebogen werden kann, der zum mindesten einige Zentimeter beträgt Damit die genannten Lichtleiterglasfasern eine genügende Biegefestigkeit haben, darf ihr Durchmesser höchstens 200 um betragen. Wenn außerdem eine große Anzahl der genannten Glasfasern zu einer biegsamen Facettenlinse zusammgengesetzt werden, bspw. zur Wiedergabe dreidimensionaler Bilder von Gegenständen, die nicht unmittelbar sichtbar sind, benötigt man außerordentlich dünne Glasfasern.

Die Herstellung solcher sehr dünnen Glasfasern ist jedoch nach den bisherigen Vorschlägen nicht möglich, weil das Tauchen und die Halterung der sehr dünnen Einzelfasern in einer Salzschmelze während einer langen Zeitdauer bei einer hohen Temperatur schwierig ist, wenn man einen Bruch der Fasern verhindern will.

Damit das Tauchen und die Halterung der Fasern in bewegungslosem Zustand innerhalb einer Glasschmelze zur herstellung langer Lichtleiter möglich ist, muß man ein sehr langes Gefäß zur Aufnahme der Salzschmelze bereitstellen. Dadurch wird das Herstellungsverfahren unwirtschaftlich.

Die Festigkeit einer Glasfaser, die nach dem genannten Verfahren hergestellt ist, wird geringer als vor der Tauchbehandlung in dem Salz, weil sich kleine Fehler der Glasoberfläche durch diese Tauchbehandlung ausbilden. Dieses beruht möglicherweise darauf, daß Ionen mit größerem Ionenradius aus der Glasoberfläche in das Salz austreten, wogegen Ionen mit kleinerem Ionenradius aus dem Salz in das Glasinnere eindringen. Dadurch treten kleine Fehler, die unbeachtet oder noch nicht völlig ausgeprägt in der Glasoberfläche vorhanden sind, hervor, bevor der Glaskörper vollständig stabilisiert ist.

Eine weitere Schwierigkeit von solchen Glaskörpern liegt darin, daß ihre chemische Beständigkeit nicht völlig befriedigt, weil sie einen merklichen Anteil von Alkalimetallionen enthalten.

Infolgedessen können diese Glaskörper an der Glasoberfläche beschlagen oder schillern, wenn die Glaskörper lange Zeit in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit liegen.

Da diese Glaskörper keine absorbierende Oberflächenschicht besitzen, erleidet ein Teil des in den Glaskörper einfallenden Lichts, wenn der Einfallswinkel größer als der Öffnungswinkel ist, eine Totalreflexion an der Glasoberfläche und wird dadurch weitergeleitet. Dies ergibt einen optischen Rauschanteil und eine Verringerung des Bildkontrastes. Ein weiterer Nachteil dieser Glaskörper liegt darin, daß eine Verformung der Glaskörper auftreten kann, wenn man ein dicht gepacktes Faserbündel als Facettenlinse herstellen will, indem man gegenseitig die Glaskörper verschmilzt. Dies gilt insbesondere dann, wenn man eine möglichst dichte Packung erstrebt. Infolgedessen ist die Gleichförmigkeit des Brechungsindex in Umfangsrichtung gestört. Die Linsenwirkung ist beeinträchtigt. Infolgedessen ist die Herstellung einer Facettenlinse hoher Güte schwierig.

Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung ist eine Verbesserung der Herstellung solcher Lichtleitfasern,

insbesondere in der Hinsicht, daß eine lonenaustauschbehandlung der Faser selbst entfallen kann. Denn diese Behandlung ist schwierig.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Stab mit der genannten Verteilung des Brechungsindex zu einer Faser ausgezogen wird.

Durch Einsatz eines Glasstabes mit quadratischer Abnahme des Brechungsindex wird gewährleistet, daß nach dem Ausziehen ebenfalls ein quadratisch abnehmender Brechungsindex vorhanden ist. Die Abnahme des Brechungsindex ist nach dem Ausziehen steiler als vorher. Die Erfindung ermöglicht somit durch vergleichsweise einfache Herstellungsschrine die Bereitstellung einer hochwertigen Lichtleitfaser.

Die Erfindung wird an Hand bevorzugter Ausführungsformen uncer Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, welche darstellen

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im i-ängsschnitt für eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

F i g. 3(a) und 3(t) Schaubilder der Verteilung des Brechungsindex in einem Glaskörper vor und nach der Behandlung im Sinne der Erfindung,

F i g. 4 ein Schaubild der Verteilung des Brechungsindex in radialer Richtung für einen Glaskörper der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt ist,

F i g. 5 eine vergrößerte Seitenansicht im Längsschnitt für eine abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Glaskörper auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Glaskörper plastisch verformbar ist, und gereckt. Diese Temperatur ist eine Temperatur, bei der die Viskosität 10³⁵Pas hi·· 10⁷-⁵Pas beträgt. Beispielsweise liegt für eine Ulaszusammensetzung aus 16 Gewichts-% TI20,24 Gewichts-% PbO, 12 Gewichts-% Na₂O und 48 Gewichts-% S1O2 der Erweichungspunkt bei etwa 540° C und die Arbeitstemperatur bei etwa 975° C.

Nach F i g. 1 wird als Ausgangsstoff für das Verfahren nach der Erfindung ein Glasstab 1 benutzt, dessen Brechungsindex eine fortschreitende Abnahme von der Mittelachse gegen die Außenfläche hin innerhalb einer jeden Querschnittsfläche hat. Dieser Glasstab 1 kann nach einem Verfahren hergestellt werden, wie es bspw. in der deutschen Offenlegungsschrift 19 13 358 vorgeschlagen ist.

Der Glasstab 11 wird an einem Stirnende durch einen Heizofen 2 erhitzt und für die Reckung vorbereitet. Im Innern des Ofens kann durch elektrische Beheizung normalerweise eine Temperatur zwischen 500⁰C und 1000° C aufrechterhalten werden, bei welcher Temperatur der Glasstab 1 verformbar ist.

Das Ende des erhitzten Glasstabs 1 wird gezogen und gereckt, indem über eine Aufnahmetrommel 4 eine Kraft angewandt wird, die die Glasfasern aufwickelt, welche durch Reckung und Durchmesserverminderung aus dem Glasstab entstehen.

Der Glasstab 1 wird gehalten und unter entsprechender Steuerung am Oberende zugeführt. Hierzu dient eine Zuführvorrichtung 3 zum fortschreitenden Einführen des Glasstabes in den Ofen 2, damit der jeweils gereckte Teil des Glasstabes im wesentlichen an einer gleichen Stelle innerhalb des Ofens verbleibt.

Der Glasstab t mit der oben genannte·-. V-.rieüung des Brechungsindex wird entsprechen^ rf.·*·· Γ.···'.!!ιγ in den Ofen 2 fortschreitend in Längsrichtung von einem Ende (dem Unterende; aus zum anderen Ende (dem Oberende) erhitzt Infolge der Wirkung der Aufnahmetrommel 4 beim Aufwickein des einen Endes des Glasstabes ergibt sich eine Durchmesserverringerung, wobei die Verteilung des Brechungsindex unverändert bleibt Während des Verfahrensgangs geht die Ausgangsverteilung des Brechungsindex nicht verloren. Durch entsprechende Auswahl der Zusammensetzung

lu des Glasstabes kann die Differenz Δη zwischen den Brechungsindices im Mittelteil und im Umfangsteil des Glasstabes im wesentlichen auf dem gleichen Wert vcr und nach dem Recken gehalten werden. Der Gradient des Brechungsindex innerhalb des Glasstabes wird in

π einem festen Verhältnis gegenüber dem Ausgangszustand des Glasstabes 1 vergrößert.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 2 wird die Reckkraft auf das Unterende des Glasstabes durch eine Antriebseinrichtung 5 aus zwei endlosen Bändern übertragen, die die gereckte Glasfaser zwischen sich festklemmen und mitnehmen. Diese Antriebseinrichtung wird anstelle der Aufnahmetrommel nach Fig. 1 benutzt. Die Antriebseinrichtung mit endlosen Bändern ist dann vorzuziehen, wenn der Glasstab in eine Faser mit größerem Durchmesser gereckt wird, wo eine Aufnahmetrommel mit sehr großen Durchmessern notwendig wäre.

Die wichtigsten Anwendungsfälle und Vorteile für eine Lichtleiterglasfaser nach der Erfindung sind

in folgende.

Bei einer Lichtleiterglasfaser, wo sich der Brechungsindex fortschreitend senkrecht zu der gewünschten Ausbreitungsrichtung des Lichts ändert, nutzt man den Effekt aus, wonach der Lichtweg fortschreitend in der Richtung gekrümmt ist. in welcher der Brechungsindex quer zur Lichtausbreitungsrichtung ansteigt. Hierfür gilt die bekannte Gleichung

-L An

11 dA'

mit P als Krümmungsradius des Lichtwegs
η ' als Brechungsindex des Ausbreitungsmedi

ums und

dn/dN als Gradient des Brechungsindex senkrecht zur Tangentenrichtung des Lichtweges.

Dementsprechend breitet sich ein in Längsrichtung in eine Stirnfläche eines langgestreckten Lichtleiterglaskörpers eintretendes Lichtbündel auf einer wellenförmig gegenüber der Mittelachse des Glaskörpers verlaufenden Bahn aus, wenn der Einfallswinkel des Lichtbündels innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs liegt. Insbesondere wenn die Verteilung des Brechungsindex in die folgende Gleichung

N=

mit

/Vo als Brechungsindex auf der Mittelachse,
N als Brechungsindex im Abstand rvon der Mittelachh5 se und

a als einer positiven Konstanten erfüllt.

ist der Glaskörper für viele Zwecke brauchbar, bspw. als

Lichtleiter bei der Laserlichtübertragung für ein Zeitmultiplexsystem oder ein Raummultiplexsystem oder zur Bildübertragung unter Ersatz von Linsen.

Es hat sich gezeigt, daß dünne und lange Glaskörper mit einer Verteilung des Brechungsindex der angegebenen Art auf einfache Weise nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden können.

Da der Lichtleiterglaskörper nach der Erfindung einen Linsenkörper mit Nachgiebigkeit und langer dünner Form darstellt, kann der Glaskörper nicht nur κι als Einzelkörper, sondern auch als Bündel aus einer großen Anzahl von Einzelkörpern benutzt werden, womit man neue Anwendungsmöglichkeiten erhält. Bspw. ermöglicht ein Glasaufbau aus einer großen Anzahl von Einzelelementen nach der Erfindung, die zu einem Gesarntbündcl unter gegenseitiger Bindung nur in den beiden Endbereichen zusammengefügt sind, die Verwirklichung einer biegsamen Facettenlinse, die vor allem in solchen Fällen wirkungsvoll eingesetzt werden kann, wo dreidimensionale Bilder von Gegenständen an Orten abgebildet werden sollen, die nicht unmittelbar einsehbar sind.

Hauptanwendungsgebiete der Lichtleiterkörper nach der Erfindung sind die Anwendungen als sehr biegsame Lichtleiter, als Linsen mit sehr kleinem Durchmesser, als sehr biegsame Linsen und in Form von Faserbündeln als Facettenlinsen. Außerdem sind die im folgenden genannten Anwendungen gegeben.

Die Herstellung eines Glasstabes, dessen Brechungsindex in einem jeden Querschnitt vergleichsweise i< > schnell nach außen in Bereichen in der Nähe des Umfangs abfällt, ergibt sich leicht durch Anwendung des Verfahrens nach der genannten Offenlegungsschrift. Einen solchen Glasstab kann man nach der vorliegenden Erfindung erhitzen und zu einer Faser mit kleinem r> Durchmesser von einigen μπι bis zu mehreren zehn μηι recken, wodurch man eine optische Faser erhält.

Eine herkömmliche optische Faser besteht aus zwei konzentrischen Schichten, im Querschnitt gesehen, nämlich einem Kernteii mit vergleichsweise hohem 4» Brechungsindex und einem Mantel mit vergleichsweise niedrigem Brechungsindex, wobei zwischen den beiden Teilen eine Grenzschicht vorhanden ist. Die an dieser Grenzschicht auftretende Totalreflexion wird zur Lichtleitung ausgenutzt. Im Gegensatz dazu wird in ·>"> einer Lichtleiterglasfaser mit kleinem Durchmesser nach der Erfindung die Lichtbrechung zur Lichtieitung ausgenutzt. Der Wirkungsgrad der beiden Arten von optischen Fasern läßt sich durch Vergleich der Licht Verluste auf Längen von mehr als einem Meter" >° erkennen.

Die herkömmliche optische Faser besitzt zusätzlich zu dem Verlust durch Absorption und Streuung einen Verlust durch eine unvollständige Totalreflexion, so daß man nicht mehr als 80% pro Meter Länge an Lichtdurchlässigkeit erzielt. Im Gegensatz dazu kann die Lichtdurchlässigkeit bei einer Faser nach der Erfindung leicht auf einen Wert zwischen 85 und 90% angehoben werden. Es ist auch nicht möglich, Werte über 90% bis nahe 100% zu erreichen.

Folglich kann man durch Verwendung von Lichtleiterglasfasern nach der Erfindung anstelle von herkömmlichen optischen Fasern und Bündelung derselben in den meisten Fällen die Lichtdurchlässigkeit steigern. Diese Wirkung einer Glasfaser nach der Erfindung ist besonders nützlich bei der Anwendung in sog. Fasersichtgcrätcn, deren Länge mehrere Meter beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verteilung des Brechungsindex innerhalb des Glasstabes vor der Erhitzungsbehandlung nicht beseitigt oder beeinträchtigt wird. Die Größe der Verteilung wird nicht merklich verringert. Die Ergebnisse eines Vergleichsversuchs der Verteilung des Brechungsindex in einem Querschnitt eines Glasstabes vor der Erhitzung und Reckung sowie nach Durchführung dieses Verfahrens sind in den F i g. 3(a) und 3(b) angegeben. Diese Figur zeigen jeweils die Verteilungen des Brechungsindex innerhalb des Glasstabes vor der Behandlung und in der Faser nach der Behandlung.

In einem Beispiel wurden Glasstäbe einer Zusammensetzung von 16 Gewichts-% Tl₂O, 24 Gewichts-% PbO, 12 Gewichts-% Na₂O und 48 Gewichts-% SiO₂ von unterschiedlichem Durchmesser in einer Salzschmelze von Kaliumnitrat bei einer Temperatur von 460⁰C während einer langen Zeitdauer behandelt, damit ein Ionenaustausch erfolgt und damit man Glasstäbe mit hoher Linsenwirkung erhält. Diese Glasstäbe wurden dann erhitzt und nach der Erfindung gereckt, so daß man langgestreckte Glasfasern mit verringertem Durchmesser erhält.

Die Temperaturverhältnisse bei den Versuchen, die Brechungsindices N_mill und N'_max auf der Mittelachse sowie die Brechungsindices N„,i„ und A/'„„„ an der Außenfläche sowie die Durchmesser d und d' der Glaskörper jeweils vor und nach der Behandlung durch Erhitzung und Reckung sind in Tabelle 1 angegeben. Die Verteilungen des Brechungsindex innerhalb der Glaskörper jeweils vor und nach der Behandlung sind in Tabelle 1 durch die Größe a der Gleichung (2) ausgedrückt.

Tabelle	1	AU«	N_mi„	α	Aufheiz	nach der	Behandlung	V '' min	α
vor der Behandlung			(mm²)	tempe				(mm'^;l
	1,601	1,576	0,06	ratur			1,577	0,17
	1,600	1,578	0,06	( O	if	/V_TO,v	1479	0,6
d	1,601	1477	0,06		(mm)		1,578	1,4
(mm)	1,600	1477	0,05	800	0,59	1,600	1,579	OJ
1,0	1.601	U78	0,06	850	0,30	1,600	1,580	0.6
0,95				850	0,2	1,601
0,98			900	0,4	1,599
1,10			900	0,28	1,599
1.00

Nach Tabelle 1 bleiben die Werte des Brechungsindex auf der Mittelachse und im Bereich der Außenfläche des Glaskörpers vor und nach der Behandlung im wesentlichen unverändert.

Die Erhitzung und Reckung führt nicht zu einer Doppelbrechung innerhalb des Glaskörpers und beeinträchtigt auch nicht die Linsenwirkung. Für die oben angegebene Glaszusammensetzung tritt auch keine Entglasung bei der Behandlung auf. Eine Zunahme des Übertragungsverlustes kann nicht nachgewiesen werden.

Durch Änderung der Erhitzungs- und Reckgeschwindigkeit bei bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man einen Lichtleiterkörper erhalten, in dem sich Durchmesser und Gradient des Brechungsindex in Längsrichtung ändern, bspw. einen verjüngt ausgebildeten Lichtleilerkörper. Da der Lichtfluß innerhalb des breiten Abschnitts des Lichtleiterkörpers gedehnt werden kann, läßt sich ein solcher Lichtleiterkörper für Anschlußstücke von Lichtleitern und zur Bildvergrößerung benutzen.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt in der einfachen Anwendung zur Herstellung eines Glasfaser-Laserelements mit kleinem Durchmesser, wo sich der Brechungsindex fortschreitend vom Zentrum zur Umfangsfläche ändert. Ein solches Laserelement ist insbesondere dort vorteilhaft, wo es als Verstärkerelement bei der Übertragung von Laserlicht, das von dem gleichen aktiven Medium ausgeht, benutzt wird, weil keine Phasenverzerrung auftritt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ausgehend von einem einzigen durchsichtigen Faserkörper mit einem bestimmten Gradienten des Brechungsindex Lichtleiterkörper mit unterschiedlichen, jeweils gewünschten Gradienten des Brechungsindex hergestellt werden können, wobei die erhaltenen Gradienter, größer als der Gradient de$ einzelnen Faserkörpers sind. Der Gradient des Brechungsindex läßt sich durch die Konstante a der Gleichung (2) darstellen. Der Wert dieser Konstanten a bestimmt die optimale Fleckgröße, die Brennweite der Linse und andere Übertragungseigenschaften.

Beispiel

Ein 1 mm im Durchmesser und 2 m in der Länge messender Glasstab einer Zusammensetzung in Gewichts-% von 48% SiO₂, 12% Na₂O, 16% TI₂O, 24% j PbO wird gefertigt und 200 h lang in ein Kaliumnitratbad einer Temperatur von 460⁰C getaucht. Man erhält dadurch einen Glasstab mit einem Brechungsindex N₀ auf der Mittelachse von 1,601 und einem Brechungsindex auf der Umfangsfläche von 1,576, die Verteilung des

κι Brechungsindex im Innern des Glasstabes folgt im wesentlichen der Gleichung π = Nq (1— ar²) mit a = 0,061 mm"². Danach wird dieser Glasstab in einer Apparatur nach F i g. 1 erhitzt und gereckt. Während dieser Behandlung wird der Glasstab mittels einer Vorschubeinrichtung 3 mit einer konstanten Geschwindigkeit von 11 cm/min innerhalb des Ofens 2 vorgeschoben, der auf einer Temperatur von 900° C gehalten wird. Der innerhalb des Ofens 2 befindliche Teil des Glasstabs 1 wird örtlich erhitzt und zu einer Faser gereckt, die auf einer Aufnahmetrommel 4 mit 265 mm Durchmesser aufgenommen wird, welche mit 1,5 Umdrehungen pro min gedreht wird. Dadurch erhält man eine 300 μπι Durchmesser messende Faser von etwa 20 m Länge.

Die Verteilung des Brechungsindex in einem Querschnitt der Faser wird gemessen und hat einen Verlauf nach F i g. 4 mit einem zentralen Brechungsindex Nd von 1,599, einem Oberflächenbrechungsindex von 1,580 und einer Verteilung des Brechungsindex η im Inneren der Faser im wesentlichen nach der Beziehung η = Nd

η (1 - ar²) mit a = 0,53 mm"².

Sodann wird dieselbe Arbeitsweise mit einem Vorschub des Glasstabes 1 bei einer Geschwindigkeit von 1,5 cm/min und einer Drehzahl der Aufnahmetrommel 4 von 1,8 Umdrehungen pro min ausgeführt, alle anderen Verfahrensbedingungen bleiben unverändert. Damit erhält man eine Glasfaser mit 100 μπι Durchmesser und einer Länge von etwa 200 m. Die Verteilung des Brechungsindex in einem Querschnitt dieser Faser wird gemessen, und man erhält einen zentralen Brechungsindex No von 1,599, einen Oberflächenbrechungsindex von 1,580 sowie eine Verteilung des Brechungsindex π im Inneren der Faser im wesentlichen nach der Beziehung η = Nd (1 — ar¹) mit a = 4,75 mm-².

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer lichtleitfaser mit von der Mittellinie nach außen im wesentlichen quadratisch mit dem Abstand von der Mittellinie abnehmendem Brechungsindex nach Patent 19 13 358, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab mit der genannten Verteilung des Brechungsindex zu einer Faser ausgezogen wird. ι ο