DE2426376A1

DE2426376A1 - Optischer wellenleiter

Info

Publication number: DE2426376A1
Application number: DE19742426376
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Imoto; Seiichi Onoda; Mitsuo Tanaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-05-31
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS5013056A; DE2426376C3; US3973828A; DE2426376B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Wellenleiter oder eine optische Faser aus einem transparenten Dielektrikum wie Glas zur Verwendung als Übertragungsleitung für optische Nachrichtenverbindungen.

Als Übertragungsleitung für die optische Nachrichtenübertragung wird derzeit ein optischer Wellenleiter aus einer Faser aus einem transparenten Dielektrikum wie Glas (allgemein als optische Faser bezeichnet) entwickelt. Zur optischen Nachrichtenübertragung müssen die Übertragungsverluste der Übertragungsleitung gering sein, das Übertragungsband muß breit sein, die Verbindung und Wartung muß leicht und die Übertragungseigenschaften müssen stabil sein bzw. dürfen sich bei Änderung

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äußerer Einflüsse nicht ändern. 2426376

Eine bisher bekannte, mit gutem Wirkungsgrad-arbeitende optische Faser ist die sogenannte Verbundfaser. Diese besteht aus einem Kern, dessen optischer Brechungsindex verhältnismäßig hoch ist, und einem Verbund- oder Mantelteil, dessen Brechungsindex etwas geringer ist als der des Kerns. Die sich durch das Innere der optischen Faser ausbreitenden Lichtwellen verhalten sich ähnlich wie elektromagnetische Wellen in einem Wellenleiter. In Abhängigkeit von der Übertragungsart oder den Übertragungsarten des Lichts kann die optische Faser in Einfach- und Mehrfach-Übertragungsfasern (Einfach- bzw.

Mehrfachwelle) unterteilt werden.

Die Einfach-Übertragungsfaser hat eine einzige Übertragungsart und ist frei von der Gruppen-Verzögerungsdifferenz zwischen den Übertragungsarten. Sie ist daher insofern vorteilhaft, als sie ein breites Transmissions- oder Übertragungsband besitzt. Die Übertragungsbandbreite beträgt bei einer Übertragung über einen km mehrere GHz. Um andererseits jedoch das Licht in der Einfach-Übertragungsart übertragen zu können_f muß der Durchmesser des Kerns sehr gering sein (einige Mikron) oder die Differenz der Brechungsindices zwischen Kern und Mantel muß gering sein. Bei einem so geringen Kerndurchmesser ist es äußerst schwierig, das Licht in den Kern der optischen Faser zu projezieren und die optischen Fasern aufeinander auszurichten, wenn sie verbunden werden sollen. Der geringe Unterschied der Brechungsindices hat den Nachteil, daß der Emissionsverlust bei Verbiegung der optischen Faser groß ist. Die genannten Nachteile bedingen ernste Beschränkungen bei der praktischen Verwendung von Einfach-Übertragungsfasern. Bei der Mehrfach-Übertragungsfaser werden die vorstehend beschriebenen Nachteile der Einfach-Übertragungsfaser verhältnismäßig gut vermieden. Da jedoch die vielen Übertragungsarten sich in der Übertragungsgeschwindigkeit unterscheiden, ist das Über-

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- y-

-V 2*26376

tragungsband durch die großen Verzögerungsdifferenzen unter den Übertragungsarten beschränkt. Aus diesem Grunde wird das bei Nachrichtenleitungen wichtige Erfordernis einer hohen Übertragungsbandbreite nicht erfüllt. Die begrenzte Bandbreite bildet auch ein großes Hindernis bei der praktischen Verwendung optischer Fasern. Es wurden zwar viele Gegenmaßnahmen vorgeschlagen, diese haben jedoch trotz gewisser Vorteile nicht zu übersehende Nachteile. Eine völlig befriedigende Lösung wurde bisher nicht gefunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Faser zu schaffen, deren Kerndurchmesser und Übertragungsbandbreite groß sind. Die Faser soll einfach aufgebaut und leicht herzustellen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen optischen Faserleiter mit einem Kern gelöst, dessen Mittelteil hohl ist. Das heißt, der Kern mit dem höheren Brechungsindex ist rohrförmig. Der Brechungsindex des Fasermantels ist geringer als der des Kerns. Er ist konzentrisch am äußeren Umfang des Kerns vorgesehen.

Bei diesem Aufbau degenerieren oder -verschwinden die bei großem Kemdurohmesser entstehenden vielfachen Betriebsarten oder Wellentypen zu Wellentypen geringerer Ordnung, so daß bei der optischen Faser geringe Gruppenverzögerungsdifferenzen unter den Wellen entstehen.

Der Stand der Technik und die Erfindung weiden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1A, 1B und 1C einen Schnitt, eine teilweise Seitenansicht bzw. ein Verteilungsdiagramm der Brechungsindices einer bekannten optischen Faser;

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Fig. 2A, 2B und 2C einen Querschnitt, eine teilweise Seitenansicht bzw. in einem Diagramm die Verteilung des Brechungsindex einer erfindungsgemäßen Faser;

Fig. 3A und 3B einen Teilschnitt bzw. in einem Diagramm

die Brechungsindexverteilung eines optischen Mantel-Wellenleiters zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;

Fig. 4a und 4B in Diagrammen die Abhängigkeit zwischen

der normalisierten oder relativen Frequenz ν und der Phasenkonstante $> von Mantelwellenleitern zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;

Fig. 5 im Diagramm die Verteilung der Brechungsindices auf den Durchmesser eines erfindungsgemäßen optischen Wellenleiters;

Fig. 6 im Diagramm die Verteilung des Brechungsindex über den Durchmesser bei einem v/eiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Wellenleiters;

Fig. 7 und 10 Darstellungen verschiedener Herstellungsarten des erfindungsgemäßen optischen Wellenleiters;

Fig. 8 einen Teil des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Wellenleiters; und

Fig. 9 ein Diagramm mit der Darstellung der Abhängigkeit des Brechungsindex von den Verunreinigungen, die zur Steuerung des Brechungsindex des Materials bei der Herstellung verwendet werden.

Fig. 1A und 1B zeigen den Aufbau einer bekannten optischen Mantelfaser im Schnitt bzw. in der Seitenansicht. Fig. 1C zeigt im Diagramm die Verteilung der Brechungsindices in Richtung des Durchmessers der Faser. Die Faser enthält einen Kern 1 und einen Mantel 2.

./. ^09851/0861

Bei diesem Aufbau wird die Art, in der sich das Licht verbreitet, durch folgende Gleichung bestimmt:

^vc r

2 π a

2 2 ⁿ1 - ⁿ2

Darin sind: a der Radius der Kerns des Wellenleiters, λ die Wellenlänge des zu leitenden Lichts, n. der Brechungsindex des Kerns 1 und n~ der Brechungsindex des Mantels 2. Ist ν nicht größer als 2,405, so liegt Einfach-Übertragung H₁₁ vor. Soll die Lichtausbreitung einfach erfolgen, so können die Größen a, n, und n« auf vorherbestimmte Vierte gewählt werden. Wegen der Wahl der Werte von n. und n₂ oder der Herstellungsbedingungen wird jedoch der Wert von a sehr klein (einige u). Damit entstehen die oben beschriebenen Schwierigkeiten, das heißt, die Verbindung zwischen den Fasern und die Einleitung des Lichts aus einer Lichtquelle in die Faser wird schwierig.

Im Gegensatz dazu ist die erfindungsgemäße Lichtübertragungsleitung (optische Faser) gemäß den Figuren "2A, 2B und 2C aufgebaut. -Fig. 2A und 2B zeigen einen Querschnitt bzw. eine Seitenansicht der Faser, Fig. 2C zeigt das Verteilungsdiagramm des Brechungsindex. Die in den Figuren 2A und 2B gezeigte optische Faser enthält einen hohlen Bereich 3, einen Kern 4 und einen Mantel 5· Das Bauteil 4 ist zylindrisch und hohl, so daß die Bezeichnung "Kern" nicht recht passend ist, sie wird jedoch aus Zweckmäßigkeitsgründen zum Vergleich mit dem Stand der Technik beibehalten. Merkmal dieses Aufbaues ist, daß der mittlere Teil des Kerns hohl ist, wodurch der Brechungsindex dieses Teils wesentlich geringer ist als der des Mantels.

Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung sei angenommen, daß die Lichtübertragungsleitung aus einer Mantel-Leitung aus

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-Z- _c ■ 2^26376

fünf Schichten besteht. Da die Analyse des zylindrischen Typs im allgemeinen sehr kompliziert ist, werden häufig die Eigenschaften anhand der Mantel- oder Verbund-Übertragungsleitung erläutert. Auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Arbeitsweise der Mantel-Übertragungsleitung anwendbar. '

Fig. 3A und 3B zeigen eine Verbund-Übertragungsleitung aus fünf Schichten. Fig. 3A zeigt einen Querschnitt der Lichtübertragungsleitung, Fig. 3B in einem Diagramm die "Verteilung des Brechungsindex in Richtung χ der Fig. 3A.

Entsprechend Fig. 2A und 2B sind der hohle Bereich mit 3', der Kern mit 4¹ und der Mantel mit 5' bezeichnet. Es sei angenommen, daß sich das Licht in der Richtung y, also in Richtung auf die Zeichnung, ausbreitet. Die Länge von der Mitte des hohlen Teils zur Innenwand des Kerns 4' ist mit £· a bezeichnet, die Länge von der Mitte zur Außenwand des Kerns 4¹ mit a. Die Brechungsindices der Teile 3¹, 4' und 5' seien qn, η bzw. pn. Die Stärke des Mantels 5¹ sei unendlich. Bei diesem Wellenleiter bestehen eine elektrische Tranversalwelle TE und eine magnetische Transversalwelle TM. Die Feldkomp ten 0 in der Richtung y sind:

= C, {exp (U₁ x/a) ± exp (-U₁ x/a)j |x[ > $a

= Cp cos(u. x/a) + C-z sin(-U₁ x/a) ^a < χ < a

= Cp COs(U₁ x/a) + C, siniu-, x/a) —a < χ < —$a V

jCD sr C, exp(-u₂ x/a) · »«.«a < χ

= ±C, exp(Up x/a) χ < —a

Hierin ist der Ausbreitungsausdruck exp jj(öz - oit)| weggelassen. C. bis C. sind unbekannte Koeffizienten, u., u,. und Up die Eigenwerte der Schichten 3', 4' und 5'. Das Doppelzeichen (±) entspricht der geraden bzw. ungeraden Welle. 0 entspricht der elektrischen und magnetischen Transversalwelle. Damit die obige Gleichung eine Wellengleichung befriedigen kann, muß für die Eigenwerte folgendes gelten:

+ k_± ² = -(U₁Za)² + k_x ² = (u₂/a)² + k_£ ² = (i²

= qn k_o, k_x = η k_Q, k₂ = pn k_Q, k_Q =

(2)

Darin ist c die Lichtgeschwindigkeit. Aus den obigen Beziehungen ergibt sich folgendes:

u ² = A² u ² + B² Up², A² = , B² = l^-fl« ¹ -^{1 2} l-p^ 1~P

(3)

Die normalisierte Frequenz ν ist folgendermaßen definiert: .2

= U₁ ² + U₂ ² = Jl - ρ² η k_Q a = 2 Ti, η a /l - ρ²Α

Aus diesen Gleichungen ergeben sich folgende Definitionsgleichungen:

P die _IE-Welle: _{+ (}tanh_} _ξ

tantl - ^Ju₁=

Für die TM-Welle: 2 2 /taniK

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tanh\
Im Ausdruck (_coth) bedeutet tanh die gerade und coth die ungerade Welle.

Als Grenzbedingung für die Ausbeutung des Lichts gilt u_?= 0.

Damit ist u. = ν = v_- Für die Gleichungen (4) und (5) ergibt sich damit:
Für.die TE-Welie:

tanU - 5>V * Γ *"* ^U *° ^{(gerade ¥ell}.^e·^. (6)

^A coth |A ν (ungerade Welle)

Für die TM-Welle: " .

A
ι—5 tanh U ν (gerade Welle)

tan(l - §)v„ = Jq* ^C

(7)

coth U v_c (ungerade Welle)

Demnach sind die Werte v_ entsprechend der geraden und unge-

raden Welle jeweils für die TE- und die TM-Welle koinzident, wenn^A in den obigen Gleichungen groß sind (weil coth = tanh = 1). Zwischen der TE- und der TM-Welle besteht lediglich der Unterschied, daß die Koeffizienten der TM-Wellen mal größer sind als die der TE-Wellen. Diese q können als im wesentlichen degeneriert oder entartet betrachtet werden.

Demzufolge könnei die gerade Welle TE₀,die ungerade Welle TE , die gerade Welle TMq und die ungerade Welle TM₁ (sogenannte Grundwellengruppe) als.im wesentlichen entartet betrachtet werden.

Die Bedingung, unter der sich nur die Grundwellengruppe ausbreitet ist folglich: / 0

2Jtan /1p 3 ρ

C"

_A = 2 (1 409861/0881

Im Falle des bekannten optischen Verbundwellenleiters ist I=O. Obwohl in diesem Fall TE_Q und TM im wesentlichen "entarten oder verschwinden, verschwinden TE. und TM- nicht. Die Frequenzen ν und die Efrasenkonstanten β der jeweiligen Wellen sind für TEq und TMq annähernd gleich, während sie sich für TE. und TM. unterscheiden. Die Bedingung, unijer der sich nur die Wellen TE_Q und TM_Q ausbreiten, ergibt sich zu:

2 π. a η Vl - ρ ' π, c χ 2

Diese Beziehungen sind in den Diagrammen der Figuren 4A und 4B dargestellt. Fig. 4A entspricht einem erfindungsgemäßen und Fig. 4B einem bekannten optischen Verbundleiter. Beim fünfschichtigen sind die Eigenschaften der Wellen TM_Q, TE. und TM- annähernd der Welle TEq der niedrigsten Ordnung gleich. Nur diese Wellen breiten sich in dem Bereich aus, in dem ν bis zu 3 ft beträgt. Beim bekannten dreischichti-

2(1 — \)
gen Verbundleiter ist nur TM_Q etwa gleich der Welle TE_Q der

niedrigsten Ordnung, so daß sich nur TE_Q und TMq in dem Be ^π

reich ausbreiten, in dem ν bis zu ^π beträgt.

Die fünfschichtige Verbundfaser ist daher im Bereich von _v _, 2jt _a ; ]_ _ p2 um das ■ -fache größer als die dreischichtige Verbundfaser, wenn sich nur die Wellengruppe der niedrigsten Ordnung ausbreiten kann, bei der die Gruppenverzögerung zwischen den Wellen vernachlässigbar ist. Ist also die Differenz der Brechungsindic.es gleich, das heißt liegt ρ fest, so kann a des Kerns um das -fache größer sein. Beispielsweise ist bei ξ = 0,9 a 30 mal größer.

Obwohl, wie erwähnt, die Wellenausbreitung nicht in Form einer einzigen Welle in der Lichtübertragungsleitung gemäß der Erfindung erfolgt, werden die Wellen niedrigerer Ordnung der höheren Ordnungen, z.B. TM_Q, TE^ und TM₁ zu TE_Q.

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- 1-βΓ-

Ihre Werte nähern sich sehr stark derPhasenkonstanten der TE₀-WeIIe. Die Gruppenverzögerungsdifferenz ΔΈ unter den Wellen ist sehr gering. Breiten sich die Wellen TE₀, TE₁, TM₀ und TI^VL in der fünf schichtigen Verbundfaser aus, so kann die Gruppenverzögerungsdifferenz angenähert durch folgende Gleichung dargestellt werden: ,

2 3 ρ

al

" 2 c ν² (1 - P² (ρ² - q²)*

Darin ist c die Lichtgeschwindigkeit. Nimmt man an"ρ = 0,995, η = 1,5, f = 0,9, ν = 15 und {_(p2-._ _q2_)/(1 _ _p2^* _{= 20} , so ergibt sich für ΔΪ =0,01 ns/km. Das heißt, bei einer Ausbreitung um einen km über die Lichtübertragungsleitung wird die Gruppenverzögerungsdifferenz nur etwa 0,01 ns. Allgemein wird bei der fünfschichtigen Verbund-Übertragungsleitung die Gruppenverzögerungsdifferenz bei der Ausbreitung der Wellen TE_Q, TE₁, TM₀ und TM₁ so klein, daß bei der praktischen Verwendung keinerlei Schwierigkeiten entstehen. Das Transmissionsband ist breit.

Zur Degeneration oder Unterdrückung der Ausbreitungswellen und um die Gruppenverzögerungsdifferenz Δ£ "bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau möglichst gering zu halten, sollte, wie sich aus dem obigen Ausdruck ergibt, q möglichst klein sein, wozu die Luft zu berücksichtigen ist. Bei einem hohlen Aufbau wird der durch das Material bedingte Lichtverlust minimal. Auch die Herstellung der erfindungsgemäßen optischen Faser gemäß Figuren 2A bis 2C ist sehr einfach. Die Herstellung der optischen Faser gemäß Figuren 2A" bis 2C kann derart erfolgen, daß eine große Stange, deren Querschnittsform der der Fig. 2A ähnelt und deren Brechungsindex sich gemäß Fig. 2C verhält, verwendet wird, wobei die Stange durch Erhitzung von ihrem einen Ende ausgezogen wird. Dabei behält die ausgezogene Faser ihre ursprüngliche Form. Erfindungsgemäß kann also eine Faser vorherbestimmter Form einfach herge-

stellt werden, indem lediglich ein derartiges Verfahren angewandt wird, wobei das Innere (Kern) nicht eigens aufgebrochen zu werden braucht. Ferner muß der Wert von (1 - ρ ) mit dem Konstruktionswert übereinstimmen. In diesem Zusammenhang kann darauf hingewiesen werden, daß die Schicht des Kerns 4 auf einfache Weise durch chemische Aufdampfung hergestellt werden kann. Die Lichtübertragungsleitung kann auf einfache Weise hergestellt werden, indem dieser Verfahrensschritt mit dem obigen Herstellungsverfahren kombiniert wird.

Fig. 5 zeigt die Verteilung der Brechungsindices bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtübertragungsleitung. Dieses Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie das der Fig. 2A. Im Diagramm der Fig. 5 ist auf der Abszisse die Länge in Richtung des Durchmessers und auf der Ordinate der Brechungsindex aufgetragen. Die verschiedenen Werte der Länge und des Brechungsindex sind in der Figur erwähnt. .

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lichtübertragungsleitung. Infolge der Art der Herstellung ändern sich die Brechungsindices des Kerns und des Mantels kontinuierlich. Die Übertragungseigenschaften dieser Leitung sind im wesentlichen gleich denen der Leitung gemäß Fig. 5.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeipiel der Herstellung eines erfindungsgemäßen optischen Wellenleiters.. Ein hohles Glasrohr 11 mit hohem Siliziumdioxidgehalt mit einem Innendurchmesser von 8 mm und einem Außendurchmesser von 10 mm wird auf einen Quarzprobenständer 12 in einem Quarzglasrohr 21 gelegt. Ein Ventil 14 wird geöffnet und das Rohr 21 mittels einer umlaufenden Pumpe 15 evakuiert. Das Quarzrohr 21 wird mittels eines elektrischen Ofens 10 auf 740⁰C erhitzt.

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Nach Feststellung eines Vakuums von etwa 3 x 10 mmHg mittels eines Vakuum-Meßgeräts 13 wird ein Ventil 18 geöffnet. Tetraäthoxysilan 19 als Quelle zur Bildung von SiO₂, das auf Umgebungstemperatur gehalten wird, füllt das Innere des Quarzrohrs mit einem Dampfdruck von einigen mmHg durch Öffnung des Ventils 18 aus. Um eine ausreichende Tetraäthoxysilan -Dampfströmung zu erreichen, wird die Öffnung des Ventils 14 gesteuert. Durch das eingeleitete Tetraäthoxysilan entsteht durch thermische Zersetzung SiO₂, das auf der Innen- und Außenwand des hohlen Glasrohrs 11 mit hohem Siliziumdioxidgehalt aufwächst. Die Stärke des gebildeten Films ist abhängig von der Temperatur, bei der die thermische Zersetzung abläuft, und von der Zeit. Beispielsweise entsteht innerhalb von fünf Stunden ein SiOp-FiIm von etwa 10 μ Stärke durch die Reaktion in dem auf 740⁰C gehaltenen Ofen. Nach Beendigung der Ausbildung des Films wird das Ventil 14 geschlossen und ein Ventil 9 geöffnet, so daß Stickstoffgas entweichen kann. Darauf wird das Glasrohr 11 herausgenommen. Nachfolgend wird der auf der Außenwand des hohlen Glasrohrs ausgebildete SiO₂-FiIm entfernt. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird das Rohr in erhitztem und geschmolzenem Zustand von einem Ende aus . gestreckt, so daß der Querschnitt vermindert wird. Dann wird der auf der Innenwand des hohlen Glasrohrs ausgebildete SiOp-FiIm mit einer Stärke von einigen 10 μπι einige μΐη stark. Damit ergibt sich die Faser 24 mit hohlem Kern, wie sie in den Figuren 2A und 2B dargestellt ist.

Statt Glas mit hohem Siliziumdioxidgehalt als Material für den Mantel kann auch Glas mit niedrigen Verlusten wie Quarzglas verwendet werden. Auf Material zur Herstellung des SiOp-Films können Lösungen aus organischen Silanverbindungen wie (C₉Hc-O)/,Si, Athyltri äthoxysilan (C₀H₁- )Si(C₀Hf-O),, Amyltriäthoxysilan C₅H₁₁Si(C₂H₅O)₃, Vinyltriäthoxysilan CH₂=CHSi(C₂H₅O)₃, Phenyltriäthoxysilan C₆H₅Si(C₂H₅O)₃, Dimethyldiäthoxysilan (CH₃J₂Si(C₂H₅O)₂ und Diphenyldiäthoxy-

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-Ir

silan (CgHc)₂Si(C₂H^O)₂ verwendet werden.

Um den Brechungsindex des das Kernmaterial bildenden SiO₂-Films auf einen vorherbestimmten Wert zu bringen, kann eine Verunreinigung wie B, Ba, P, Li und Na zugefügt werden.

Als Material zur Einstellung des Brechungsindex werden metallische Verbindungen aus As, Li, B, P, Ba, Na, Ga usw. verwendet. Fig. 9 zeigt ein Beispiel für das Verhalten des Brechungsindex bei Zugabe dieser Materialien zum SiO₂-FiIm.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für die Herstellung aus einem Material für die Faser mit hohlem Kern, das auf das Dampfreaktionsverfahren zurückgeht. Gemäß Fig. 10 wird ein hohles Glasrohr 25 mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 8 mm mittels eines elektrischen Ofens 26 auf 450⁰C erhitzt. Durch das Innere des Rohrs 25 wird von einem Ventil 27 Stickstoffgas mit einem Durchsatz von 3 l/min zugeführt. Ferner wird von einem Ventil 28 Sauerstoff mit einem Durchsatz von 250 l/min und aus einem Behälter 31 über ein Ventil 29 SiH. mit einem Durchsatz von 750 ml/ min zugeführt, das durch den Stickstoff verdünnt wird und eine Konzentration von k% hat. Damit wächst auf der Innenwand des hohlen Rohrs 25 ein SiO₂-FiIm. Die Stärke des aufgebrachten Films ist abhängig von den Durchflußmengen der Gase. Im vorliegenden Fall bildet sich innerhalb 30 Minuten ein SiO₂-FiIm mit einer Stärke von etwa 3 um . Nachdem der SiO₂-FiIm auf der Innenwand des hohlen Rohrs eine Stärke von einigen 10 um erreicht hat, wird nach· dem vorstehend beschriebenen Verfahren ein hohler Kern hergestellt.

Bei diesem Herstellungsverfahren können an Stelle von SiH-auch SiCL·, SiBr usw. verwendet werden.

Wie oben erwähnt, ist der erfindungsgemäße optische Wellenleiter in der Mitte hohl und besteht aus zwei Schichten aus

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transparenten Dielektrika mit unterschiedlichen Brechungsindices, so daß das Übertragungsband breit ist und der Kern mit einem großen Durchmesser ausgeführt werden kann. Hierdurch werden die Verbindung optischer Wellenleiter und die Einleitung von Licht in dieselben erleichtert. Ein v/eiterer Vorteil besteht darin, daß der optische Wellenleiter einfach hergestellt werden kann.

Pat entansprüche

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Claims

- VT-

PATENTANSPRÜCHE

1y Optischer Wellenleiter, gekennzeichnet durch eine erste transparente dielektrische Schicht (4), die in ihrer Mitte einen hohlen konzentrischen Teil (3) aufweist, und durch eine zweite transparente dielektrische Schicht (5), die auf dem äußeren Umfang der ersten dielektrischen Schicht ausgebildet ist und deren Brechungsindex geringer ist als der der ersten dielektrischen Schicht.
2. Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ', daß der Brechungsindex an der Grenze zwischen der ersten und zweiten dielektrischen Schicht (4, 5) sich in Radialrichtung kontinuierlich ändert.
3. Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste dielektrische Schicht (4) aus Siliziumoxid und die zweite dielektrische Schicht (5) aus Glas mit hohem Siliziumdioxidgehalt besteht.
4. Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste dielektrische Schicht (4) aus Siliziumoxid und die zweite dielektrische Schicht (5) aus geschmolzenem Quarzglas besteht.

4Ü§8iS1

- 1-er -
5. Optischer Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste dielektrische
Schicht (4) zur Einstellung des Brechungsindex eine
Metallverunreinigung enthält.' *
6. Optischer Wellenleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverunreinigung aus L, B, P, Ba, Na, oder Ga besteht.

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