DE2735312C2

DE2735312C2 - Monomodelichtleiter

Info

Publication number: DE2735312C2
Application number: DE19772735312
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Unger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE2735312A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Monomodelichtleiter mit einem höher brechenden Kern, einem daran angrenzenden niederbrechenden ersten Mantel und dnem höher brechenden und/oder schwach absorbierenden zweiten Mantel.

Bei der Herstellung von Glasfasern für die optische Signalübertragung werden möglichst runde Querschnitte der Lichtleitfasern angestrebt. Die bei der Herstellung nicht zu vermeidenden schwacheen Elliptizitäten sind die Ursache von Störungen, da sie bei vielwelligen Fasern die Laufzeitstreuungen vergrößern und bei einwelligen Fasern eine Laufzeitdifferenz zwischen den beiden Polarisationen der Grundwelle verursachen. Die genannten Elliptizitäten sind kleiner als 1% bezogen auf den Kerndurchmesser. Man vergleiche hierzu beispielsweise die Literaturstellen lilectronics Letters 24th May 1979, Vol. 15, No. 11, S. 309 und 310.

Vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Monomodelichtleiter aufzuzeigen, bei welchem die beiden Polarisationen der Grundwelle weitestgehend entkoppelt sind und bei der eine Polarisation als Mutzwclle für die Signalübertragung verlustarm geführt wird, während die dazu orthogonale Polarisation als Störwelle durch Abstrahlung und/oder Absorption in einer äußeren Hülle stark bedämpft wird.

Da ein solcher Monomodelichtleiter das Signal nur in der einen wohldefinierten Polarisation der Grundwelle führt, kann sie ohne Kopplungsverluste an die Streifenleiter oder streifenähnlicnen Wellenleiter der planaren und integrierten Optik angeschlossen werden.

ifs wird dann in diesen planaren Wellenleitern nur die eine Polarisation angeregt, welche die Bauelemente und Funktionseinheiten der planaren und integrierten Optik, wie z. B. Schalter, Richtkoppler, Weichen, Filter und Modulatoren, normalerweise nur verarbeiten können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die

to Faser elliptischen Querschnitt hat mit einer Elliptizität, die sehr viel größer als 1 % ist

Bei einer derart ausgebildeten Lichtleitfaser wird zwar die Polarisation der Grundwelle, welche parallel zur großen Halbachse des elliptischen Querschnitts

f> liegt, sich mit einer niedrigeren Phasengeschwindigkeit ausbreiten als die dazu senkrechte Polarisation. Gleichzeitig jedoch sind diese beiden Polarisationen besser voneinander entkoppelt. Das bedeutet, daß Anisotropien des Fasermaterials oder Störungen der Fasergeometrie wesentlich weniger zu einer Umwandlung von einer Polarisation in die andere führen.

Für die Signalübertragung wird man die Polarisation der Grundwelle mit der niedrigeren Phasengeschwindigkeit benutzen.

Die erfindungsgemäße Faser weist ein w-ähnliches Stufen- oder Gradientenprofil der Brechzahl auf, d. h. sie hat eine Brechzahtverteilung, die sich in radialer Richtung stufenförmig oder allmählich ändert. W-Typ-Fasern sind an sich bekannt, beispielsweise durch die DE-OS 23 12 019 oder DE-OS 2Ü42 791. In der Nähe der Faserachse besteht ein elliptisches Gebiet bzw. ein elliptischer Ring erhöhter Brechzahl. Der Kern der Faser ist von einem Mantel mit niedrigerer Brechzahl mit ebenfalls ringförmigem, elliptischen Querschnitt

*"> umgeben. Diese Kernmantclfaser besitzt außerdem einen weiteren Mantel mit höherer Brechzahl als der des darunterliegenden Mantels. Der erwähnte weitere Mantel kann stat einer höheren Brechzahl auch aus einem schwach absorbierenden Material hergestellt werden. Ferner ist es möglich, daß der Mantel aus einem Material besteht, das sowohl hohe Brechzahl als auch entsprechende Dämpfung aufweist. Mit diesen alternativen Maßnahmen für die Gestaltung des zweiten Mantels erreicht man, daß die Polarisation der Grundwelle mit der höheren Phasengeschwindigkeit stärker gedämpft wird als die dazu senkrecht ausgerichtete langsame Polarisation (Nutzpolarisation), so dall nur die »Nutzwelle« verlustarm geführt, die »Störwelle« aber abgestrahlt bzw. stark bedämpft win- und nicht mit der Nutzwelle interferiert.

Lichtleitfasern werden neuerdings aus Quarzglas dadurch hergestellt, daß man eine rohrförmige Vorform innen nach dem sogenannten CDV-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) chemisch beschichtet, um dadurch die erforderlichen Schichten für den Kern und den inneren Mantel zu erhalten. Dieses beschichtete Rohr wird dann zu einem Vollzylinder kollabiert und zur Faser ausgezogen. Eine erfindungsgemäß aufgebaute Lichtleitfaser läßt sich in einfacher Weise dadurch verwirklichen, daß man bei dem beschriebenen Verfahren der runde Vorform elliptisch verformt. Vorzugsweise läßt sich dies durch Regeln des Innendruckes beim Kollabieren des Rohres zur vollzyiindrischen Vorform bewirken. Aus einer derart elliptisch kollabierten Vorform entsteht dann beim Ziehen automatisch eine Vollfaser mit elliptischem Querschnitt.

Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung von Vorformen für Quarzglasfasern wird mit einer Modifi-

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kation der Vernuil-Methode zunächst ein poröser denen das dotierte Quarzglas ausflockt, jeweils paarwei-

Zylinder in axialer Richtung kontinuierlich aufgewach- se einander gegenüber, aber alle in der Längsschnittebe-

sen, wobei durch verschiedene axial gegeneinander ne liegen, in der die große Hauptachse der elliptischen

versetzte Sprühquellen von ausflockendem Quarzglas Vorform aufzuwachsen ist Die so entstehende poröse

mit unterschiedlichen Dotierungen das gewünschte 5 elliptische Vorform wird anschließend glasig verschmol-

radiale Brechzahlprofil eingestellt wird. Im koniinuierli- zen und läßt sich direkt zur elliptischen Faser ausziehen,

chen Prozeß wird anschließend der poröse Zylinder zur Derart ausgebildete Lichtleitfasern lassen sich sehr

glasigen Vorform verschmolzen. Die erfindungsgemäße leicht an Streifenleiter der planaren und integrierten

Lichtleitfaser läßt sich mit diesem Verfahren dadurch Optik ankoppeln, da der außen sichtbare elliptische

verwirklichen, daß die verschiedenen Sprühquellen, in io Querschnitt ein einfaches Justieren ermöglicht

Claims

Patentansprüche:

1. Monomodelichtleiter, mit einem hoher brechenden Kern, einem daran angrenzenden niederbrechenden ersten Mantel und einem höher brechenden und/oder schwach absorbierenden zweiten Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser elliptischen Querschnitt hat mit einer Elliptizität, die sehr viel größer als 1 % ist

2. Faser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit ellipsenförmigem bzw. ellipsenähnlichem Querschnitt ein Brechzahlprofil hat, das von einer größten Brechzahl auf der Faserachse nach außen allmählich auf die Brechzahl des ersten Mantels abnimmt.

3. Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit elliptischem oder ellipsenähnlichem Querschnitt ein Brechzahlprofil hat, in dem die Brechzahl gegenüber ihrem Wert auf der Faserachse nach außen zunächst zunimmt, dann aber wieder abnimmt und schließlich die Brechzahl des ersten Mantels erreicht.

4. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser nach Anspruch I unter Verwendung einer rohrförmigen, nach einem CVD-Verfahren hergestellten Vorform, dadurch gekennzeichnet, daß die runde Vorform eleliptisch verform wird, vorzugsweise durch entsprechende Regelung des Innendruckes beim Kollabieren der rohrförmigen Vorfrom zum Vollzylinder.

5. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser nach Anspruch 1 unter Verwendung einer kontinuierlich gewachsenen Vorform, dadurch gekennzeichnet, daß diskrete Sprühquellen zum Ausflocken und Aufwachsen dotierten Quarzglases paarweise einander gegenüberliegend und axial gegeneinander versetzt angeordnet sind.