DE2930704A1

DE2930704A1 - Verfahren zur herstellung einer lichtleitfaser

Info

Publication number: DE2930704A1
Application number: DE19792930704
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Phys Huber; Peter Dr Techn Russer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-07-28
Filing date: 1979-07-28
Publication date: 1981-02-12

Description

"Verfahren zur Herstellung einer Lichtleitfaser" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer vorzugsweise einwelligen Lichtleitfaser mit nicht rotationssymmetrischer Abhängigkeit der Brechzahl vom Radius durch Bildung wengistens einer Glasschicht auf einem rohrförmigen Träger und/oder durch Änderung der Dotierung in einem rohrförmigen Träger oder wenigstens einer auf dem Träger gebildeten Glasschicht und anschließendem Kollabieren der Vorform.
Zur Herstellung von Lichtleitfasern mit geringer Dämpfung werden hauptsächlich Verfahren angewandt, bei denen die Kern-und/oder Mantelschichten aus der Gasphase auf einen Täger niedergeschlagen werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise unter der Bezeichnung CVD-Verfahren (chemical vapor deposition)bekannt.
Beim Innen-CVD-Verfahren wird auf der Innenseite eines Trägerrohrs, welches aus dem Mantelmaterial der Lichtleitfaser besteht, eine Schicht aus dem Kernmaterial der Lichtleitfaser aufgedampft und das beschichtete Trägerrohr, d .h. die Vorform, anschließend zur Lichtleitfaser ausgezogen. Beim Außen-CVD-Verfahren dagegen wird ein Träger z.B ein hohlzylindrisches Trägerrohr aus dem Kern- material auf der Außenseite mit dem Mantelmaterial beschichtet und die so gewonnene Vorform sodann zur Lichtleitfaser ausgezogen.
5i einem weiteren Verfahren wird ein Rohr verwendet, das zumindest in seinem inneren Teil aus Glas besteht, welches mindestens eine den Brechungsindex vermindernde Komponente aufweist Das Rohr wird derart erhitzt, daß ein Teil dieser Komponente durch die Rohrinnenwand ausdiffundiert. Anschliessend wird das Rohr zur Lichtleitfaser ausgezogen.
In Monomod-Lichtwellenleitern sind zwei Wellen mit zueinsr orthogonaler Polarisation ausbreitungsfähig. Bei idealem kreissymmetrischen Querschnitt haben beide Wellen genau die gleiche vZellenzahl. Es treten daher keine Laufzeitdifferenzen zwischen den beiden Wellen auf. Bei praktisch realisierten Lichtwellenleitern-treten jedoch immer Abweichungen vom idealen kreissymmetrischen Querschnitt auf. Als Folge davon haben die beiden Wellen mit zuein-oder orthogonaler Polarisation unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Wegen der geringen Unterschiede der Ausbreitungsgeschwirdigkeiten ergeben sich laufend Überkopplungen zwischen beiden Wellen und dadurch zusätzliche Verbreiterungen von Wellenpakten Da die Ungleichmäßigseit in der Ausbreitungsgeschwindigeit beider ortnogonal polarisierter Wellentypen herstellungstechnisch prinzipiell nicht vermieden werden wann, ist es zweckmäßig eine Lichtleitfaser mit einem niet rotationssymmetrischen Querschnitt zu verwenden, so daß die beiden ausbreitungsfähigen, orthogonal polarisierten Wellentypen derart stark unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten und unterschiedliche Wellenzahlen haben, d eine Verkopplung zwischen den Wellentypen nicht auftritt.
Der Erfindung lag aaher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu Herstellung einer derart aufgebauten Lichtleitfaser anzugeben.
Diese Auf gabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vorform unsymmetrisch kollabiert wird.
Hierdurch wird eine derart starke Abweichung von der kreissymmetrischen Form des Faserquerschnitts erreicht, daß eine Verkopplung zwischen den beiden Wellen mit zueinander orthogonaler Polarisation weitgehend unterbunden wird. Wird z.B. nur eine der beiden Wellentypen angeregt, so tritt der andere Wellentyp in der Lichtleitfaser garnicht auf und die Wellenzahl ist damit eindeutig festgelegt.
Die Erfindung soll unter Zuhilfenahme der FIG. 1A bis 5 naher erläutert werden.
In FIG. 1A ist eine Vorform abgebildet, welche aus einem rohrförmigen Träger 1 aus Glas besteht, aufdessennnenwand eine Glasschicht 2 aufgebracht ist. Die Schicht 2 muß eine höhere Brechzahl haben als Schicht 1, da Schicht 2 den Kern der Lichtleitfaser bildet. Die Vorform soll derart kollabiert werden, daß beispielsweise eine Anordnung mit eliptischem Querschnitt gemäß FIG. IB entsteht.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine azimutal unsymmetrische Wärmequelle benutzt wird etwa gemäß FIG. 2.
Bei diesem 3eispie' sind zwei einander gegenüber liegende Wärme quellen vorgesehen, zwischen denen sich die Vorform befindet. Die den Warmequellen unmittelbar benachbarten Bereiche werden stärker erhitzt als die übrigen und sind damit leichter verformbar.
Es ist vorteilhaft das Kollabieren der Vorform und das Ziehen der Faser in einen Arbeitsgang zu vereinen (FIG. 3A). Dies hat den Vorteil, daß zur Durchführung beider Verfahrensschritte lediglich eine einzige Wärmebehandlung erforderlich ist, Wie aus FIG. 3B unmittelbar zu erkennen ist, verformt sich hierbei der zunächst kreisförmige Querschnitt durch die Wärmebehandlung in einen elliptischen Querschnitt entsprechend FIG. 13. Unmittelbar anschließend an diesen Verfahrensschritt kann dann die kollabierte Form durch eine in Pfeilrichtung wirkende Kraft zur Lichtleitfaser ausgezogen werden.
Will man Fasern mit stark von der Kreissymmetrie abweichenden Querschnitten hersQellen, beispielsweise elliptische Querschnitte mit stark unterschiedlichen Abmessungen der Halbachsen, ist es zweckmäßig die Vorform liegend zu kollabieren (FIG. 4A, FIG. 4B) oder die Vorform mit Hie einer nicht rotationssymmetrischen Preßform durch gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck zu kolJabieren (FIG.
5). Das Ausziehen zur Lichtleitfaser erfolgt dann in einem besonderen Verfahrensschritt.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer vorzugsweise einwelligen Lichtleitfaser mit nicht rotationssymmetrischer Abhängigkeit der Brechzahl vom Radius durch Bildung wengistens einer Glasschicht auf einem rohrförmigen Träger und/oder durch Änderung der Dotierung in einem rohrförmigen Träger oder wenigstens einer auf dem Träger gebildeten Glasschicht und aanhließendem Kollabieren der Vorform, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform unsymmetrisch kollabiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kollabieren eine azimutal unsymmetrische Wärmequelle benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kollabieren der Vorform und Ziehen der Faser in einem Arbeitsgang erfolgen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform liegend kollabiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform mit Hilfe einer nicht rotationssymmetrischen Preßform durch gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck kollabiert wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtleitfaser hergestellt wird, deren lichtleitender Bereich stark unterschiedliche Abmessungen in zwei orthogognalen Richtungen aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtleitfaser hergestellt wird derart, daß das Verhältnis der Abmessungen des lichtleitenden Bereichs in zwei orthogognalen Richtungen wenigstens 2 : 1 beträgt