DE2930791C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Monomode-Lichtleitfaser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Herstellung von Lichtleitfasern mit geringer Dämpfung werden hauptsächlich Verfahren angewandt, bei denen die Kern- und/oder Mantelschichten aus der Gasphase auf einen Träger niedergeschlagen werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise unter der Bezeichnung CVD-Verfahren (chemi­ cal vapor deposition) bekannt, z. B. aus der DE-OS 28 04 467.

Beim Innen-CVD-Verfahren wird auf der Innenseite eines Trägerrohrs, welches aus dem Mantelmaterial der Licht­ leitfaser besteht, eine Schicht aus dem Kermaterial der Lichtleitfaser aufgedampft und das beschichtete Träger­ rohr, 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 ausge­ zogen.

Bei einem weiteren Verfahren, z. B. gemäß US-PS 39 63 468, 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. An­ schließend wird das Rohr zur Lichtleitfaser ausgezogen.

Aus der DE-OS 21 51 781 sind sogenannte integrierte Lichtleiter­ anordnungen bekannt. Dabei werden in und/oder auf plattenförmigen Substraten, die auch Träger genannt werden, Lichtleiteranordnun­ gen erzeugt, so daß z. B. ein integriert-optisches Verzweigungs­ glied entsteht. Die dazu verwendeten Lichtleiter können dabei einen rechteckförmigen Querschnitt besitzen. Dieser rechteckför­ mige Querschnitt ergibt sich dabei offensichtlich aus der Art der Herstellung der Anordnung. Die Art des hergestellten Lichtlei­ ters, d. h. Multimode oder Monomode, wird nicht erwähnt.

Aus der US-PS 38 79 182 ist die Herstellung kleiner optischer Bauelemente, z. B. Prismen, für einen optischen Wellenlängen-Mul­ tiplexer bekannt. Dazu wird zunächst aus Teilprisma ein stark vergrößertes Prisma, die sogenannte Vorform, hergestellt und diese dann durch Erhitzen zu einem dünnen Strang ausgezogen. Dieser wird dann so unterteilt, daß die gewünschten (Mikro-)- Prismen entstehen.

In Monomode-Lichtwellenleitern sind zwei Wellen mit zueinander orthogonaler Polarisation ausbreitungsfähig. Bei idealem kreis­ symmetrischem Querschnitt haben beide Wellen genau die gleiche Wellenzahl. Es treten daher keine Laufzeitdifferenzen zwischen den beiden Wellen auf. Bei praktisch realisierten Lichtwellenlei­ tern treten jedoch immer Abweichungen vom idealen kreissymmetri­ schen Querschnitt auf. Als Folge davon haben die beiden Wellen mit zueinander orthogonaler Polarisation unterschiedliche Aus­ breitungsgeschwindigkeiten. Wegen der geringen Unterschiede der Ausbreitungsgeschwindigkeiten ergeben sich laufend Überkopplungen zwischen beiden Wellen und dadurch zusätzliche Verbreiterungen von Wellenpaketen.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Monomode-Lichtfaserfasern anzugeben, in welchen die beiden ausbreitungsfähigen, orthogonal polarisier­ ten Wellentypen derart stark unterschiedliche Ausbreitungsge­ schwindigkeiten und unterschiedliche Wellenzahlen haben, daß eine Verkopplung zwischen den Wellentypen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der Erfindung wird eine derart starke Abweichung von der kreissymmetrischen Form des Faserquerschnitts erreicht, daß eine Verkopplung zwischen den beiden Wellen mit zu­ einander orthogonaler Polarisation weitgehend unterbunden wird. Wird z. B. nur eine der beiden Wellentypen angeregt, so tritt der andere Wellentyp in der Lichtleitfaser gar­ nicht auf und die Wellenzahl ist damit eindeutig festge­ legt.

Die Erfindung soll unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 nä­ her erläutert werden.

In Fig. 1 ist ein rechteckförmiger Träger 1 dargestellt auf den zwei Glasschichten 2 und 3 aufgebracht sind. Der Träger kann aus einem Material mit höherer Brechzahl be­ stehen als das darauf abgeschiedene Glas. In diesem Fall bildet der Träger nach Ausziehen der so gebildeten Vor­ form zur Lichtleitfaser den Kern der Faser.

Der Träger kann aber auch aus einem Material bestehen, das nach Aufbringen der beiden Glasschichten entfernt wird, beispielsweise aus Graphit. Die verbleibende Anordnung (Schicht 2 und Schicht 3) wird dann zunächst kollabiert und anschließend zur Lichtleitfaser ausgezogen. Bei diesem Ausführungsbeispiel muß Schicht 2 eine höhere Brechzahl als Schicht 3 aufweisen, da sie später den Kern der Lichtleitfaser bildet.

Gemäß Fig. 2 kann der Träger 1 auch als rohrförmiger Träger ausgebildet sein, auf dessen Innenwand die Glas­ schichten 2 und 3 aufgebracht werden. Auch hier ist ein recht­ eckförmiger Querschnitt des Trägers 1 vorgesehen. Der Träger kann wiederum aus Glas bestehen jedoch muß hier im Gegensatz zum ersten Beispiel die Brechzahl des Trägers 1 geringer sein als die der Schichten 2 und 3. Die letzt­ genannten Schichten bilden im vorliegenden Fall den Kern der Lichtleiterfaser und Träger 1 den Mantel. Nach Aufbrin­ gen der Schichten wird die gesamte Anordnung in bekannter Weise kollabiert und zur LIchtleitfaser ausgezogen.

In den beschriebenen Beispielen wurden jeweils rechteck­ förmige Querschnitte der Träger vorausgesetzt. Selbstver­ ständlich können jedoch auch Träger mit anderen Querschnit­ ten beispielsweise mit elliptischen Querschnitten Verwen­ dung finden. Voraussetzung ist lediglich, daß der Träger einen Querschnitt mit stark unterschiedlichen Abmessungen in zwei orthogonalen Richtungen aufweist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Monomode-Lichtleitfaser mit nicht rotationssymmetrischer Abhängigkeit der Brechzahl vom Radius durch Bildung wenigstens einer Glasschicht auf einem stab- oder rohrförmigem Träger und/oder durch Änderung der Dotierung in dem Träger oder wenigstens einer auf dem Träger gebildeten Glas­ schicht und anschließendem Ausziehen der stab- oder rohrförmigen Vorform zur Lichtleitfaser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, der einen Querschnitt mit stark unter­ schiedlichen Abmessungen in zwei orthogonalen Richtungen auf­ weist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Träger aus Glas als Kernmaterial verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbau von Kern- und Mantelschichten der Träger entfernt und die Vorform kollabiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Träger, dessen innere Querschnittsfläche in zwei orthogonalen Richtungen stark unterschiedliche Abmessungen auf­ weist, aus Glas für den Mantel verwendet wird und darin Glas für den Kern der Lichtleitfaser abgeschieden wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abmessungen des lichtlei­ tenden Bereichs in zwei orthogonalen Richtungen wenigstens 2 : 1 gewählt wird.