DE2834928A1

DE2834928A1 - Optischer wellenleiter und verfahren zu dessen herstellung

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Publication number: DE2834928A1
Application number: DE19782834928
Authority: DE
Inventors: Robert Olshansky
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1979-02-15
Also published as: ATA571578A; AT356937B; CA1086113A; JPS5431752A; FR2400215A1; NL7808409A; GB2002536B; IT7826621A0; IT1098234B; US4163601A; GB2002536A

Description

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Corning Glass Works in Corning (New York, USA)

Optischer Wellenleiter und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft einen optischen Wellenleiter und Verfahren zu dessen Herstellung.

Ein optischer Impuls, der in einen optischen Multimoden-Wellenleiter eingekoppelt wird, erregt in diesem zahlreiche Wellenmoden, die sich mit unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten fortpflanzen. Infolge der unterschiedlichen Gruppengeschwindigkeiten der Wellenmoden ergibt sich am fernen Ende des Wellenleiters eine zeitliche Verbreiterung des Impulses, die proportional der Länge des Wellenleiters ist und in der Literatur als "Multimoden-Dispersion" bezeichnet wird. Die Multimoden-Dispersion kann die Übertragungskapazität von optischen Wellenleitern für Informationen stark herabsetzen.

Es ist bekannt, daß die Multimoden-Dispersion in optischen Wellenleitern durch gezielte Erhöhung der Kopp-

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lung zwischen verschiedenen Wellenmoden im Wellenleiter vermindert werden kann. Fach den Lehren der US-PSen 3,666.348, 3,687.514 und 3,912.478 kann eine Modenkopplung dadurch bewirkt werden, daß verschiedene Störungen in Form von örtlichen Änderungen von Parametern des Wellenleiters, wie des Kernradius, des Brechungsindex des Kernes und des Verlaufes der Wellenleiterachse, vorgesehen werden. Da sich die optische Leistung, die in einem Wellenleiter übertragen wird, bei einer Modenkopplung zwischen langsamen und schnellen Wellenmoden vorwärts und rückwärts bewegt, findet eine Mittelwertbildung in dem Sinne statt, daß ein sich längs des Wellenleiters fortpflanzender Lichtimpuls mit einer mittleren Gruppengeschwindigkeit wandert, was zu einer Abnahme der Impulsverbreiterung führt. Bei Vorhandensein einer solchen Modenkopplung wächst die Impulsbreite nur etwa mit der Quadratwurzel der Wellenleiterlänge.

Eine Kopplung der optischen Leistung mit den geführten Moden eines optischen Multimoden-Wellenleiters kann somit die durch die unterschiedlichen Laufzeiten der Moden verursachte Dispersion wesentlich herabsetzen. Durch Störungen in Form von örtlichen Abweichungen von Wellenleiterparametern wird eine Kopplung zwischen geführten Moden und im allgemeinen auch eine Kopplung der geführten Moden mit den nicht geführten Moden verursacht. Die letztere Art der Kopplung ist aber unerwünscht, weil sie die Stärke der übertragenen Signale vermindert.

Die durch die Kopplung verursachten DämpfungsVerluste hängen im wesentlichen von der Stärke der Kopplung zwischen den Moden höherer Ordnung ab, während die Verminderung der Impulsdispersion von der mittleren Stärke der Kopplung zwischen den geführten Moden ab-

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hängt. Bei vorgegebenen Dämpfungsverlusten wird daher der Vorteil einer Verminderung der Impulsdispersion vergrößert, wenn die mittlere Kopplungsstärke gegenüber der für die Verluste maßgeblichen Kopplungsstärke erhöht wird. Bei Wellenleitern nach der schon erwähnten US-PS 3,666.34-8 ist beispielsweise die Modenkopplung durch eine spezielle räumliche Periodizität des angewendeten Kopplungsmechanismus auf ausgewählte Paare von geführten Moden beschränkt; die räumliche Periodizität des Kopplungsmechanismus entspricht dabei der Wellenlänge der Schwebung der beiden gekoppelten Moden.

Störungen, die eine Modenkopplung verursachen, können verschiedenster Art sein. Beispielsweise kann es sich um kleine Blasen an der Grenzfläche zwischen Mantel und Kern handeln, ferner um -Biegestellen längs des Wellenleiters sowie um Änderungen des Durchmessers des Wellenleiters. Die Theorie der Modenkopplung zeigt, daß die Kopplung zwischen zwei Moden proportional dem LeistungsSpektrum der Störung ist. Störungsstellen mit willkürlicher Länge bewirken eine Kopplung zwischen allen Moden, also den geführten und den nicht geführten. Die Fig. 2 und 3 der US-PS 3,687.514 erläutern Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern mit willkürlichen Störungen unter der Steuerwirkung einer Rauschquelle.

Erwünscht ist jedoch die Erzeugung von Störungen mit einem LeistungsSpektrum, das speziell für die geführten Moden hohe Werte hat. Hiezu kann gemäß Fig. 5 der genannten US-PS das Signal der Rauschquelle vor seiner Verwendung zur gesteuerten Erzeugung von Störungen bei der Wellenleiterherstellung über ein Bandfilter geleitet werden. Nach diesem Verfahren können theoretisch Störungen hervorgerufen werden, deren räumliche Periodizität gleich der Schwebungswellenlange der beiden zu

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koppelnden Wellenmoden ist. Theoretisch, wurden die so erhaltenen Störungen eine Kopplung nur zwischen geführten Moden bewirken, eine Kopplung mit nicht geführten Moden hingegen vermeiden. In der Praxis ist jedoch das in Fig. 5 dieser US-PS veranschaulichte Herstellungsverfahren nur schwierig durchführbar.

Die Erfindung zielt darauf ab, optische Wellenleiter mit Störungen zu schaffen, die eine starke Leistungskopplung zwischen geführten Moden, aber nur eine relativ schwache Leistungskopplung mit nicht geführten Moden herbeiführen und die von so einfacher Geometrie sind, daß sie leicht realisiert werden können.

Ausgehend von einem optischen Wellenleiter, der einen von einem Glasmantel umgebenen Glaskern mit größerem Brechungsindex als der Mantel aufweist und in dem geführte und nicht geführte Wellenmoden wandern können, wobei die Differenz zwischen den Fortpflanzungskonstanten des zu koppelnden geführten Wellenmodus höchster Ordnung und des Wellenmodus nächsthöherer Ordnung einer kritischen Frequenz >-O entspricht, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß längs des Kernes Störungen in Form von Abweichungen von Parameterwerten von den Werten im nicht gestörten Wellenleiter vorhanden sind, wobei jede Störungsstelle an ihren Enden stetig in den nicht gestörten Wellenleiter übergeht, ungefähr symmetrisch ausgebildet ist und einen stetigen und monotonen Verlauf der Abweichungen von jedem ihrer Enden zu einem Extremwert hat, der zu beiden Seiten der Mitte der Störungsstelle nur einen Wendepunkt aufweist, so daß jede Störung ein Leistungsspektrum hat, das mit zunehmender Modenordnung abnimmt und mehrere Minima aufweist, und daß die Länge jeder Störung so gewählt ist, daß bei der kritischen Frequenz cj im

Leistungsspektrum der Störung ein Minimum auftritt.

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Erfindungsgemäße Wellenleiter können auf einfache Weise durch Steuerung eines Ziehvorganges in der Weise hergestellt werden, daß längs des entstehenden Wellenleiters in Abständen Störungsstellen auftreten, deren Länge in solcher Beziehung zum geregelten Durchmesser des Kernes, den Brechungsindices der Gläser und zur Gestalt der Störungsstellen stehen, daß sich im Leistungsspektrum der Störungen bei der kritischen Frequenz ·■-"·'. ein Minimum ergibt.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Wellenleiter mit einer Störung in Form einer Biegestelle;

Fig. 2 einen Wellenleiter mit einer Störung in Form einer Durchmesseränderung;

Fig. 3 die Modenverteilung in einem optischen Multimoden-Wellenleiter als Funktion der Phasenkonstante ß;

Fig. 4 das Leistungsspektrum eines Wellenleiters nach dem Stand der Technik, der willkürliche Störungen aufweist;

Fig. 5 das idealisierte Leistungsspektrum eines Wellenleiters, in dem versucht worden ist, gemäß der US-PS 3,687.514 die räumliche Periodizität der Störungen der Schwebungswellenlänge der zu koppelnden Wellenmoden anzupassen; die

Fig. 6 und 7 die Leistungsspektren von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung und

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Fig. 8 ein Verfahren zum Herstellen eines Wellenleiters nach der Erfindung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Wellenleiter haben einen Glaskern 11 und einen den Glaskern umgebenden Glasmantel 12, wobei der Brechungsindex des Kernes größer als der des Mantels ist. Das Licht pflanzt sich in einem solchen Wellenleiter in Wellenmoden fort, die je eine Fortpflanzungskonstante ß haben.

Die dargestellten Wellenleiter weisen Störungen auf, welche eine Kopplung zwischen den sich fortpflanzenden Wellenmoden begünstigen.

Fig. 1 zeigt einen Wellenleiter mit einer Biegestelle und Fig. 2 einen Wellenleiter mit einer Durchmesserverdickung als Störung. Die Erfindung ist aber auch bei anderen Arten von Störungen anwendbar, die besondere Eigenschaften haben und deren Länge L in solcher Beziehung zum Durchmesser des Kernes und zu den Brechungsindices des Kernes und des Mantels stehen, daß das erste Minimum im Leistungsspektrum der Störung bei der kritischen Frequenz auftritt.

Allgemein können die Störungen durch eine Funktion f(z) ausgedrückt werden, welche die Parameterabweichung an der Störungsstelle vom Parameterwert des nicht gestörten Wellenleiters als Funktion des Ortes ζ längs der Wellenleiterachse angibt. Im Falle einer Störung in Form einer Biegestelle gibt f(z) die örtliche Verlagerung der Mittelachse des Wellenleiters gegenüber der ungestörten Lage an. Im Falle einer Durchmesseränderung gibt sie in der Form d(z) = d - |_1+f (z)_J die ortsabhängige Abweichung des Durchmessers vom ungestörten, d.h. normalen Durchmesser d an.

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- ΛΛ —

Die im Rahmen der Erfindung angewendeten Störungen haben besondere Eigenschaften, die leicht hervorgerufen werden können, und eine Länge, durch welche eine Kopplung zwischen geführten Wellenmoden bei relativ geringer Leistungskopplung mit nicht geführten Wellenmoden begünstigt wird. Es sei zunächst jene Klasse von Störungen betrachtet, welche die nachfolgend angegebenen Eigenschaften hat:

(a) die Störung weicht nur über eine Strecke mit der Länge L von Null ab:

f_Q(z) =)= ο nur für -L/2 < ζ <+L/2.

(b) Die Störung geht bei J ζ | = L/2 stetig in den ungestörten Wellenleiter über:

(c) Die Störung ist angenähert symmetrisch jf(z) + f(-j ]

(d) Die Störung nimmt von ihren Endpunkten an monoton bis zu einem Maximum (bzw. Minimum) bei ζ ^. ο zu (bzw. ab)

f'(z)^o (oder f'(z)^ o) für ζ ^ ο und f (ο) = ο

(e) Die Krümmungsänderung der Störungsfunktion ist stetig und es befindet sich auf jeder Seite von z=o nur ein Wendepunkt.

Störungen, welche die vorstehend angegebenen Eigenschäften haben, zeigen ein Leistungsspektrum, das mit

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zunehmender Ordnung der Moden abnimmt und mehrere Minima hat. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Länge jeder Störung so bemessen, daß das erste Minimum im Leistungsspektrum der Störung bei der kritischen Frequenz <-<-- auftritt. Hiedurch wird die Leistungskopplung mit geführten Moden begünstigt, wogegen sich nur eine relativ geringe Kopplung mit nicht geführten Moden ergibt.

Ein besseres Verständnis der Erfindung wird sich aus der folgenden Beschreibung der grundlegenden Theorie und der Begründung dafür ergeben, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Kopplung nur mit geführten Moden begünstigt wird. Nach der bekannten elektromagnetischen Wellentheorie können die verschiedenen Moden der Lichtfortpflanzung wie folgt angeschrieben werden:

E₁ (x, y, z) = E₁ (x, y, z) e^ißi^Z , (1)

worin E. (x, y, z) eine Funktion ist, welche die Amplitude der im i-ten Modus wandernden Welle in Abhängigkeit von den Koordinaten x, y, ζ des Wellenleiters angibt, ß. die Phasenkonstante für diesen Wellenmodus und e die Basis der Kapier¹sehen Logarithmen ist.

Fig. 3 zeigt eine typische Verteilung von Modengruppen in einem optischen Multimoden-Wellenleiter als Funktion der Phasenkonstante. Man erkennt mehrere verteilte Moden M^, Mp ... M., M., M , deren Phasenkonstanten die Werte &_Λ , ß_? ... ß., ß. bzw. ß haben. Ferner ist ein kontinuierliches Band von ungeführten Moden oder Strahlungsmoden erkennbar, das bei einer Phasenkonstante ß beginntο Die Differenz zwischen den Phasenkonstanten

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— 1 * _

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der Moden höchster Ordnung, bezüglich welcher eine Kopplung erwünscht ist, und den Moden nächsthöchster Ordnung wird mit O bezeichnet. In S¹Xg. 3 gilt ^c - ^ßn - V

Durch die Einführung von Störungen wird eine Kopplung unter den verschiedenen Moden bewirkt. Die Theorie der Modenkopplung zeigt, daß die Kopplung zwischen den Moden i und j, welche die Phasenkonstante ß. bzw. ß. haben, proportional dem Leistungsspektrum P (<-:...) der nachfolgend definierten Störung ist. Wenn die Störung durch eine !Funktion f(z) definiert ist, welche die Abweichung der gestörten Parameterwerte von den Werten im nicht gestörten Wellenleiter angibt, dann ist das Leistungsspektrum gegeben durch

_{. _rL/2 iO .ζ.) 2

worin ET die Anzahl der räumlich voneinander getrennten Störungen ist, L die Länge jeder Störung und <-^. . die Differenz der Phasenkonstant en zwischen zwei gekoppelten Moden bedeuten und die übrigen Größen bereits definiert worden sind.

Wenn die Störungen willkürliche Länge haben, dann hat das Leistungsspektrum der Störungen den in Fig. 4· dargestellten Verlauf. Dabei besteht eine Kopplung mit den geführten Moden, wie dies durch den links von <-£ liegenden Teil des Spektrums angedeutet ist. Überdies ist jedoch auch eine erhebliche Kopplung mit den nicht geführten Moden vorhanden, wie dies durch den schraffierten Teil des Spektrums angedeutet ist.

In der schon erwähnten US-PS 5,687.514 ist ein Versuch beschrieben, Störungen unterschiedlicher Länge einzu-

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2	"²
2	JL
2	" 4
2	JL
2

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- 14 -

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führen, welche die geführten Moden untereinander koppeln. Insbesondere wird dort vorgeschlagen, die räumlichen Wellenlängen der Störungen wie folgt zu wählen:

A 2 Ju 2 JT 12 ß.*-ß_o <-O

X _ 2 Jt- _ 2Jt 13

Λ = 2 JL ₌ 2JL·

2JL

' 23

24

Das LeistungsSpektrum JP (Ό der Störungen mit den Wellenlängen A₁O ⁼ ~~~" ^ηη<^ at. - ~~y~ ist in i"ig. 5 dargestellt. Man erkennt, daß dieses Spektrum bei den den beiden Störungen entsprechenden Frequenzen scharf ausgeprägte Maxima hat. Solche Störungen begünstigen eine Kopplung nur zwischen den Moden 1 und 2 sowie zwischen den Moden 1 und 3₅ nicht aber eine Kopplung mit ungeführten Moden. Durch Einführung von Störungen, deren Längen in Beziehung zu den Differenzen der Phasenkonstante der zu koppelnden Moden stehen, wird also gemäß der erwähnten US-PS eine Kopplung nur zwischen diesen Moden gefördert. Es ist jedoch schwierig, Wellenleiter mit solchen Störungen praktisch herzustellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung haben alle Störungen die gleiche Länge; diese Länge ist so gewählt, daß das Leistungsspektrum der Störung mehrere Minima hat,

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von denen das erste bei der kritischen Frequenz CO auftritt.

Pig. 6 zeigt das Leistungsspektrum eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. Man erkennt, daß das erste Minimum im Leistungsspektrum ungefähr bei der Frequenz 4JC/L auftritt. Der links von diesem Minimum liegende Teil des Lexstungsspektrums begünstigt eine Leistungskopplung zwischen den geführten Moden. Es besteht dabei aber eine gewisse Kopplung mit den ungeführten Moden, wie dies durch den rechts vom ersten Minimum liegenden Teil des Leistungsspektrums angegeben wird. Die Höhe des ersten Nebenmaximums ist jedoch um drei Größenordnungen geringer als die Höhe des Hauptmaximums. Demgemäß ist die Kopplung mit den nicht geführten Moden wesentlich geringer als jene mit den geführten Moden.

Beispiele :

Eine Klasse von Störungen, welche die vorstehend angegebenen Eigenschaften (a) bis (e) haben, sind Wellenleiter mit radial veränderlichem Brechungsindex, bei welchen der Brechungsindex als Funktion des Radius gegeben ist durch die Gleichungen

n²(r) = n² ₁L1-2A(r/a)^aj für r£ a

(3) n²(r) =n² ₁[i-2Aj fürr> a,

worin r der Radiusvektor, n(r) der Brechungsindex bei einem gegebenen Radius r, n^ der Brechungsindex auf der Achse des Kernes, n« eier Brechungsindex des Mantels, a der Durchmesser des Kernes, α ein den Gradienten des Brechungsindex spezifizierender Koeffizient ist und Δ = Cn₁ ² - n₂ ²²

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Die vorliegende Erfindung ist auf Wellenleiter mit verschiedenen Werten von α einschließlich solcher mit abgestuftem Indexprofil anwendbar, für welche a = o<^> gilt. Die Erfindung ist ferner auch auf Wellenleiter mit parabolischem Indexprofil anwendbar, wie sie in der Anmeldung Ser.No. 725.172 vom 21. September 1976 beschrieben sind. Es läßt sich zeigen, daß bei solchen Wellenleitern die Differenz der Fortpflanzungskonstanten zweier Moden gegeben ist durch

ο ιΠ: „ V2 _m α-2/α+2

^BC) = ε ψ* <&> eg) , (4)

worin 8 = 1 für Störungen vom Biegetyp und £. = 2 für Störungen vom Durchmessertyp ist. Pur andere Arten von Störungen läßt sich der Wert von £ aus der Theorie der Modenkopplung ermitteln.

Die bei Modenkopplung auftretenden Verluste werden vermindert, wenn die Länge L der Störung so gewählt ist, daß die Kopplung benachbarter Moden bei m = M verschwindet. Das ist der Fall, wenn der Wellenleiter und die Störungen so bemessen sind, daß das erste Minimum der Fourier-Transformation bei der kritischen Frequenz CJ = Δβ(Μ) auftritt. Aus Gleichung (4) läßt sich hiefür die Bedingung ableiten:

Beispiel 1:
Es sei die Störung

f(z) = 1/2· £1+cos(2Jtz/L·)] -L/24=z^. L/2. (6)

betrachtet. Das zugehörige Leistungsspektrum ergibt sich aus Gleichung (2) mit

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Die Minima des Leistungsspektrums P(<.~- ) treten auf bei

., _ , 6 JX , 8 ac ,

^w " L" L" L"

Demgemäß wird die Länge der Störung wie folgt gewählt:

Das Leistungsspektrum eines solchen Wellenleiters ist in S¹Xg. 6 dargestellt. Als Zahlenbeispiel für diesen Wellenleitertyp seien die folgenden, der Lehre der Erfindung entsprechenden Werte angegeben:

n^ = 1,47, Δ = 0,01, a = 30ya, £. = 1,

α = 10, L = 2,06 mm.
Beispiel 2:
Es sei die Störung

f(z) = 1-8(z/L)² _y Iz I < LA

f(z) = 8/L² (|zj - L/2)² LA < | z| < L/2 betrachtet. Aus Gleichung (9) folgt

f"(x) = - (VL)² 1x|< LA

(10) f"(x) = (VL)² LA < j xl< L/2.

Das Leistungsspektrum der durch Gleichung (9) angegebenen Funktion ist gegeben durch

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P( -G) = CVL)⁴ ~ sin²(c~ L/4) . sin⁴(^ 1/8) . (11)

In diesem Spektrum treten die Minima bei

4-TC , 8 π. , 12.K. ....

Jj Jj Jj

auf. Demgemäß ist die Länge L der Störung wieder durch Gleichung (8) gegeben. Das LeistungsSpektrum dieses Wellenleiters ist in Fig. 7 dargestellt. Als Zahlenbeispiel für diesen Wellenleitertyp seien die folgenden, der Lehre der Erfindung entsprechenden Werte angegeben:

H₁ = 1,47, Δ = 0,01, a - 30^, £ = 2,

α = 4-, L = 1,15 mm.

Zur Herstellung von optischen Wellenleitern mit erfindungsgemäßen Störungen können mehrere, dem Fachmann bekannte Techniken angewendet werden. Ein Wellenleiter mit einem abgestuften Indexprofil kann nach dem in der US-PS 3,823.995 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Nach dieser Technik wird eine Vorform erzeugt, in dem auf einen zylindrischen Dorn durch Flammhydrolyse mehrere Materialschichten aufgebracht werden. Zu diesem Zweck wird ein Gas-Dampf-Gemisch in der Flamme eines Brenners hydrolysiert, um einen Glasteilchen enthaltenden Rauch zu erzeugen, welcher die Flamme in einer gegen den Dorn gerichteten Strömung verläßt und auf den Dorn niedergeschlagen wird. Bei der üblicherweise angewendeten Technik wird der Dorn in Drehung versetzt und axial verschoben, um eine gleichmäßige Rauchablagerung zu bewirken. Eine Änderung des Gas-Dampf-Gemisches in der Flamme hat eine Änderung der Zusammensetzung des Rauches und damit eine Änderung des

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Brechungsindex der aus dem Rauen abgeschiedenen Schicht zur Folge. Der Dorn wird sodann entfernt und die so erhaltene Vorform wird erhitzt und einem Ziehvorgang unterworfen, wobei sie kollapiert und ihre Querschnittsfläche sich vermindert; auf diese Weise wird ein Wellenleiter mit dem gewünschten radial veränderlichem Brechungsindex, also mit dem gewünschten Indexprofil, erhalten. Beim Ziehen des Wellenleiters kann die Ziehgeschwindigkeit geändert werden, um Durchmesseränderungen zu bewirken.

Fig. 8 erläutert eine Arbeitsweise, bei welcher die Ziehgeschwindigkeit durch Abzugrollen 13 geregelt wird. Es sei angenommen, daß die normale Ziehgeschwindigkeit mehr als 1 m/sec betrage und daß diese Zieh- geschwindigkeit jeweils auf 1 m/sec herabgesetzt werde, um in Abständen von 1 m Durchmesseränderungen zu bewirken. In diesem Fall werden die Rollen 13 so gesteuert, daß sie die Ziehgeschwindigkeit in Intervallen von je 1 see für eine Dauer von 2 χ 10"-⁵ sec auf 1 m/sec herabsetzen. Bei dieser Verfahrensweise ergibt sich in Abständen von 1 m eine Störung von 2 mm Länge. Die Durchmesseränderung an der Störungsstelle soll zur Erzielung des gewünschten Effektes hinreichend groß sein, anderseits aber doch so klein wie möglich gehalten werden, um Schwierigkeiten beim Ziehvorgang zu vermeiden.

Die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele lassen natürlich im Rahmen der Erfindung noch verschiedene Abwandlungen zu.

Dr.S/Fe 2.8.78

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Claims

PATENTA N W'ä LTE
DRZEKNiT -STURM

str. 20/1V

9. August 19VS Corning Glass Works in Corning (New York, USA)

Patentansprüche:

Optischer Wellenleiter, der einen von einem Glasmantel umgebenen Glaskern mit größerem Brechungsindex als der Mantel aufweist und in dem geführte und nicht geführte Wellenmoden wandern können, wobei die Differenz zwischen den Fortpflanzungskonstanten des zu koppelnden geführten Wellenmodus höchster Ordnung und des Wellenmodus nächsthöherer Ordnung einer kritischen Frequenz ^o entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Kernes Störungen in Form von Abweichungen von Parameterwerten von den Werten im nicht gestörten Wellenleiter vorhanden sind, wobei jede Störungsstelle an ihren Enden stetig in den nicht gestörten Wellenleiter übergeht, ungefähr symmetrisch ausgebildet ist und einen stetigen und monotonen Verlauf der Abweichungen von jedem ihrer Enden zu einem Extremwert hat, der zu beiden Seiten der Mitte der Störungsstelle nur einen Wendepunkt aufweist, so daß jede Störung ein Leistungsspektrum hat, das mit zunehmender Modenordnung abnimmt und mehrere Minima aufweist, und daß die Länge jeder Störung so gewählt ist, daß bei der kritischen Frequenz .0 im LeistungsSpektrum der Störung ein Minimum auftritt.

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2. Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jeder Störung so gewählt ist, daß das erste Minimum im Leistungsspektrum bei der kritischen Frequenz -„- auftritt.
3· Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Kern einen radial veränderlichen Brechungsindex hat, der gegeben ist durch

n²(r) = n² ₁-[i-2A(r/a)^a "j für r£a

(6) n²(r) = η² ₁-Π-2Δ_] für r>_ a,

worin r der Radiusvektor ist, n(r) der Brechungsindex bei einem gegebenen Radius r, n^ der Brechungsindex auf der Achse des Kernes, n~ der Brechungsindex des Mantels, a der Durchmesser des Kernes, α ein den Gradienten des Brechungsindex spezifizierender Koeffi-

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zient und Δ = (n^ - n₂ )/2η^ , und wobei die Lange der Ströungsstelle gegeben ist durch

_T
^{L =}

worin £-. ein Koeffizient ist, welcher den Störungstyp spezifiziert.
4-. Wellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß jede Störung dem Typ

f(z) = 1/2 £i+cos(2.rcz/L)] -

angehört und das Leistungsspektrum gegeben ist durch

Jn²C

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wobei dieses Leistungsspektrum Minima bei

L L Tj

aufweist und wobei f(z) eine Funktion ist, welche die Abweichung der Störungsstelle vom nicht gestörten Wellenleiter als Funktion des Ortes längs der z-Achse angibt, während L die Länge der Störungsstelle ist und cJ die Differenz der Phasenkonstanten zwischen benachbarten Wellenmoden angibt.
5. Wellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Störung dem Typ

f(z) = 1-8(z/L)² IzK f(z) = 8/L² ( j ζ I - L/2)² LA< ι ζ) κ. L/2 angehört und das LeistungsSpektrum gegeben ist durch

in⁴

^G

sin

wobei dieses Leistungsspektrum Minima bei

4 JL· , 8 π , 12 rc ....

^{10 =} γ- γ- τ—

aufweist und wobei f(z) eine Funktion ist, welche die Abweichung der Störungsstelle vom nicht gestörten Wellenleiter als Funktion des Ortes längs der z-Achse angibt, L die Länge der Störungsstelle ist und cj' die Differenz der Phasenkonstanten zwischen benachbarten Moden angibt.
6. Wellenleiter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Störung durch eine Biegestelle gebildet ist, wobei £, = 1 gilt.

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7. Wellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Störung durch eine Durchmesseränderung gebildet ist, wobei i. = 2 gilt.
8. Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters nach einem der Ansprüche 1 bis 7? bei dem von einem Glasrohr ausgegangen wird, das einen Kern enthält, dessen Brechungsindex größer als der des Glasrohres ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus Glasrohr und Kern auf Ziehtemperatur erhitzt wird und die erhitzte Einheit unter Verminderung ihrer Querschnittsfläche ausgezogen wird, wobei der Ziehvorgang so gesteuert wird, daß längs des entstehenden Wellenleiters in Abständen Störungsstellen entstehen, deren Länge in solcher Beziehung zum geregelten Durchmesser des Kernes, den Brechungsindices der Gläser und zur Gestalt der Störungsstellen stehen, daß sich im LeistungsSpektrum der Störungen bei der kritischen Frequenz '-■ ein Minimum ergibt.

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