DE2923093A1

DE2923093A1 - Optische faser

Info

Publication number: DE2923093A1
Application number: DE19792923093
Authority: DE
Inventors: Asa Streng De Wayne
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1978-06-12
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1979-12-13
Also published as: ATA525579A; AT370527B; US4229197A; JPS5822722B2; JPS5521087A; CA1115104A

Description

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Optische Faser

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Faser zur übertragung von Lichtsignalen, auf eine Vorform für diese Faser und ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform.

Optische Glasfasern werden gewöhnlich aus einem Quarzglasstab gezogen, wobei der Stab als Vorform bezeichnet wird. Der zentrale Teil der Vorform ist aus einem Glasgemenge, wie es für den Kern einer optischen Faser erforderlich ist und die äußeren Teile der Vorform sind aus einem Glasgemenge, wie es für den Mantel einer Faser erforderlich ist. Meist wird für die Herstellung der Vorform das CVD-Verfahren angewendet.

Oft ist es erwünscht, in beiden Richtungen eines Kabels Signale zu senden. Dies erfordert bidirektionale Koppler in Verbindung mit dem optischen Kabel. Auch ist es öfters notwendig, unerlaubte Handlungen am Kabel festzustellen.

Aus der DE-OS 26 28 561 ist eine optische Faser bekannt, bei der auf einem ersten Kern mit Mantel ein zweiter Kern mit Mantel aufgebracht ist. Damit ist es möglich, i^m inneren Kern ein Nutzsignal und im äußeren Kern ein überwachungssignal zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Faser anzugeben, mit der Nutzsignale in beiden Richtungen übertragen werden können und die auf unerlaubte Handlungen ²^ an der Faser überwacht werden kann.

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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Den Unteransprüchen können bevorzugte Ausführungen einer Vorform für die Faser und ein Verfahren zur Herstellung von Vorformen entnommen werden.

Mit einer drei Kerne enthaltenden optischen Faser lassen sich ohne Benutzung von bidirektionalen Kopplern Nutzsignale in beide Richtungen übertragen und eine Überwachung auf unerlaubte Handlungen an der Faser ist auch möglich.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht von drei zusammengeschmolzenen Vorformen;

Fig.2 einen Schnitt durch drei Quarzglasröhren, durch die Gas geblasen wird und die erhitzt

werden;

Fig.3 den Schnitt durch die Quarzglasrohren gemäß Fig.2 mit den eingeführten Vorformen;

Fig.4 eine Seitenansicht einer mehrkernigen Vorform; Fig.5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig.4 und

Fig.6 einen Schnitt durch die fertige mehrfache optische Faser.

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Die mehrkernige Vorform kann zwei oder mehrere optische Kerne zur übertragung von Lichtenergie enthalten. Da eine Faser mit drei Kernen verschiedene Vorteile aufweist, wird die Erfindung an einer solchen beschrieben, ohne sie darauf einzuschränken.

Drei Vorformen 10 von CVD-Fasern mit einem Stufenindex-Profil werden verwendet. Die Vorformen 10 weisen je einen Kern und einen Mantel 14 der bekannten Art auf. Sie sind zu einem Bündel 16 zusammengelegt und werden durch ein Band gehalten. Ein Wasserstoff-Sauerstoff Brenner 36 kann dann angelegt werden um ihre Enden zusammen zu schmelzen (Fig.1).

Das geschmolzene Bündel 16 wird in einer Lösung aus 50 % Flußsäure und 50 % Salpetersäure dreißig Minuten lang zur Reinigung der Oberfläche geätzt. Die Vorformen werden dann in Wasser und dann in Methanol gespült und schließlich getrocknet.

Eine Röhre 18 aus Quarzglas mit einer Länge von etwa 508,0 mm und einem äußeren Durchmesser von 20 mm und einem inneren Durchmesser von 18 mm ist auf einer nicht dargestellten modifizierten Glasdrehbank montiert, nachdem sie innen in der gleichen Weise wie oben beschrieben geätzt wurde'. An die Röhre 18 wird an einem Ende eine Röhre 20 aus Quarzglas mit einem äußeren Durchmesser von 8 mm angebracht, während Gas durch die Röhren geblasen wird. Hierdurch bleibt innen ein Durchgang zwischen den Röhren erhalten. An das andere Ende der Röhre 18 wird in gleicher Weise eine Röhre 22 aus Quarzglas mit einem Durchmesser von 38 mm angebracht. Die Röhren 20 und 22

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werden zwischen den angetriebenen und den nicht angetriebenen Spindelstock der Glasdrehbank eingespannt.

Hochreiner Sauerstoff wird in das Innere der Röhren durch die Röhre 20 eingeleitet, während die Röhre 22 durch einen Verschluß bis auf einen kleinen Schlitz (nicht gezeigt) verschlossen ist, um das Innere der Röhren unter Druck zu halten. Der Wasserstoff-Sauerstoff Brenner 36 wird an der Röhre 18 entlang geführt (Fig.2), so daß der Gasdruck im Inneren leicht ansteigt (die in der Zeichnung dargestellte Expansion der Röhre ist aus Darstellungsgründen übertrieben dargestellt). Der Brenner und der Verschluß werden dann entfernt. Außer der Expansion der Röhre bewirkt dieser Vorgang auch eine Reinigung, da durch den Sauerstoff und die Hitze alle Verunreinigungen verbrannt oder entfernt werden.

Die CVD-Vorformen 10 werden dann durch die Röhre 22 in die Röhre 18 eingebracht (Fig.3). Der Wasserstoff-Sauerstoff Brenner 36 wird wieder angelegt, um die Röhre um die Vorformen herum zusammenfallen zu lassen. Das resultierende Gebilde ist eine nahezu feste Glasstange oder Vorform 24 mit drei eingeschlossenen optische Wellen leitenden Kernen 12. Wie aus der Fig.5 ersichtlich ist, ist ein kleines Areal 28 in der Mitte der Vorform nicht zusammengefallen zurückgeblieben.

Die dreikernige Vorform 24 wird entlang der Linie B-B in Fig.3 durch einen Wasserstoff-Sauerstoff Brenner von der Röhre 22 getrennt. Ein Stück einer 8 mm starken QuarzglasStange 3o wird an diesem Ende der Vorform 24 dann angebracht. Entlang der Linie A-A in Fig.3 wird

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dann die Röhre 20 in gleicher Weise von der Vorform 24 abgetrennt. Die Vorform 24 kann dann von der Drehbank abgenommen werden, um die nachfolgenden Arbeiten des Ausziehens zu einer dreikernigen Faser auszuführen.

Die Fig.4 und 5 illustrieren dieses erhaltene Gebilde. Die Vorform 24 enthält eine äußere Einbettungsmasse 32 aus Quarzglas der Röhre 18. Die Stange 30 ist an einem Ende der Vorform 24 angebracht. Drei Kerne 12 mit ihren umgebenden Mänteln 14 verlaufen durch die Vorform. Das nicht zusammengefallene Areal ist mit 28 bezeichnet.

Die Stange 30 wird in den Ziehturm einer Faserzieheinrichtung (nicht dargestellt) eingespannt, wodurch die Vorform vollständig zum Ausformen von optischen Fasern benutzt werden kann. Die Vorform kann allgemein als maßstabgetreu vergrößertes Modell der gewünschten Faser angesehen werden. Die resultierende Faser 34 ist in Fig.6 dargestellt. Aus dieser Fig. ist ersichtlich, daß das nicht zusammengefallene Areal 29 während des Ausziehvorganges verschwunden ist. Die Faser 34 enthält die optische Wellen leitenden Kerne 26, die mit einem Mantelmaterial 14 umgeben sind, und Quarzglas 32 aus der zusammengefallenen Röhre 18 und den Vorformen. Ein Polymerüberzug (nicht dargestellt) kann nachfolgend auf die Faser aufgebracht werden.

Die dreikernige optische Faser kann für eine Duplex-

übertragung, das heißt zum Senden von Nachrichten in beiden Richtungen, gebraucht werden. Bidirektionale Koppler sind nicht erforderlich, da zwei verschiedene Kerne die Lichtwellen in jede Richtung leiten.

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Der dritte Kern kann zur Übertragung eines Überwachungssignals benutzt werden. Wird dieses Signal unterbrochen, dann weiß man, daß die Faser zerstört oder in unerlaubter Art behandelt wurde.

Andere Anwendungen einer mehrkernigen optischen Faser sind möglich, ebenso andere äquivalente Herstellschritte,

15 Ansprüche 2 Bl.Zeichnungen

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Claims

Dipl.-Phys.Leo Thul
Kurze Str.8
7 Stuttgart 30

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INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Patentansprüche

Optische Faser zur Übertragung von Lichtsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von mit Mantelmaterial (14) umgebenen und optische Wellen leitenden Kernen (12) aufweist, die in einem Einbettungsmaterial (32) eingelagert sind.
2. Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei weIlenleitende Kerne (12) vorhanden sind.
3. Vorform zur Herstellung einer optischen Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Kernen (12) aus einem zum Leiten von optischen Wellen geeigneten Material enthält, daß jeder Kern (12) von einem als Mantel (14) geeigneten Material umgeben ist und daß die mit dem Mantel (14) versehenen Kerne (12) in einem Einbettungsmaterial (32) eingelagert sind.
4. Vorform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbettungsmaterial (32) aus Quarzglas besteht.

Wr/Sch

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5. Vorform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß sie mindestens zwei Kerne (12) enthält.
6. Verfahren zum Herstellen einer mehrkernigen Vorform gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, die zu einer optischen Paser ausgezogen werden kann, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Bereitstellen einer Vielzahl von Vorformen (10) mit einem zentralen Teil aus Material für einen Faserkern (12) und äußeren Teilen aus Material für einen Fasermantel (14) und Einlagern dieser Vorformen (10) in ein umgebendes Einbettungsmaterial (32) zum Ausformen einer mehrkernigen Vorform.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbettungsmaterial (32) aus Quarzglas besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformen (10) vor dem Einlagern geschmolzen werden.
9. Vor fa} iron nadi Anspruch 6 oder Anspruch 8, dadurch gekennnet, daß das Einlagern den Schritt des Zusammenfallens einer Quarzginsröhre (18) um die Vorformen (10) enthält.
10. Verfahrennach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrkernige Vorform (24) mit einer Stange (30) an einem Ende versehen wird, an der die Vorform (24) in einem Ziehturm eingespannt werden kann.
11. Voi-fcihron nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrkernige Vorform (24) zu einer mehrkernigen Licht leitenden Faser ausgezogen wird.

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12. Verfahren zum Herstellen einer mehrkernigen optischen Faser, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Bereitstellen einer Vielzahl von Vorformen (10) mit einem zentralen Teil aus Material für einen Faserkern (12) und äußeren Teilen aus Material für einen Mantel (14); Schmelzen dieser Vorformen (10);

Einführen der geschmolzenen Vorformen (10) in ein Quarzglasrohr (18);

Zusammenfallen des Quarzglasrohres (18) um die Vorformen (10), um eine im wesentlichen feste Glasstange (24) zu erhalten und

Ausziehen der Glasstange (24) zu einer mehrkernigen optischen Faser.
13. Verfahren nach Anspruch 12 _r gekennzeichnet durch das Ausdehnen des Quarzglasrohres (18) durch einen inneren Gasdruck und Hitze bevor die Vorformen (10) eingeführt werden.
14. verfahren nadi Anspruch 13, gekennzeichnet durch Ätzen des Quarzglasrohres (18) vor dem Ausdehnen.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen der Vorformen (10) in das Quarzglasrohr (18) diese geätzt werden.

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