DE3625002C2 - Vorform für einen Monomode-Lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorform für einen Monomode- Lichtwellenleiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorform ist beispielsweise bekannt aus der EP-A2-0 145 031. Bei diesem bekannten Verfahren sind die Verhältnisse zwischen Innendurchmesser des Rohres aus Mantelmaterial, dem Außendurchmesser des darin zentral angeordneten Stabes und den Durchmessern der vier dazwischen angeordneten Füllstäbe so gewählt, daß zwischen einem Füllstab und den in Umfangsrichtung des Rohrinnenumfangs nächstliegenden Füllstab ein erheblicher Zwischenraum verbleibt. In diese Zwischenräume werden Stäbe aus Mantelmaterial passend eingesetzt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorform anzugeben, mit der sich Monomode-Lichtwellenleiter mit verbesserter Polarisationserhaltung herstellen lassen.

Die Aufgabe wird wie im Patentanspruch angegeben gelöst.

Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Vorform. In ein Glasrohr 1 aus SiO₂, dem Material des Mantels des herzustellenden Lichtwellenleiters, dessen Außendurchmesser mit d5 und dessen Innendurchmesser mit d4 bezeichnet ist, wird in der Mitte, d. h. genau koaxial zur Längsachse des Rohres 1 ein Stab 2 angeordnet. Dieser Stab besteht im allgemeinen aus einem zentralen Bereich aus dem Material des Kerns des herzustellenden Lichtwellenleiters und einem diesen Bereich umgebenden Mantelbereich aus dem Material des Mantels des herzustellenden Lichtwellenleiters. Der Durchmesser des Kernbereichs ist mit d1 und der Durchmesser des Mantelbereichs, d. h. der Außendurchmesser des Stabes 2, mit d2 bezeichnet.

Dieser Stab läßt sich beispielsweise durch Innenbeschichtung des Rohres aus Mantelmaterial mit einem Kernmaterial, anschließendes Kollabieren und, falls erforderlich, durch anschließendes Ausziehen auf den gewünschten Durchmesser in an sich bekannter Weise herstellen. Möglicherweise kann anstatt eines Stabes mit einem Kern- und Mantelbereich auch ein homogen dotierter Stab verwendet werden, so daß d1 = d2 ist.

Der Zwischenraum zwischen dem zentral angeordneten Stab 2 und der Innenwand des Rohres 1 ist mit vier Füllstäben ausgefüllt, wobei jeweils zwei einander diametral bezüglich des zentralen Stabs gegenüberliegende Füllstäbe aufgrund ihrer gleichen Zusammensetzung ein Paar bilden. Wie bei der eingangs genannten bekannten Vorform ist das eine Paar von Füllstäben, die mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind, so dotiert, daß es sich hinsichtlich ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten beträchtlich von dem zweiten Paar von Füllstäben, die mit 4 bezeichnet sind unterscheidet. Beispielsweise sind die Füllstäbe 3 so dotiert, daß sie gegenüber undotiertem SiO₂ einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, und die Füllstäbe 4 bestehen aus undotiertem SiO₂. Die Dotierung kann auch so gewählt werden, daß die Füllstäbe 3 gegenüber dem undotiertem Mantelmaterial einen hohen und die Füllstäbe 4 gegenüber dem undotierten Mantelmaterial einen niedrigen, auch negativen, Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.

Im Unterschied zum eingangs genannten, bekannten Verfahren liegen die Füllstäbe nicht nur einerseits an der Rohrinnenwand und andererseits am zentralen Stab an, sondern sie grenzen auch, ohne daß wie bei der bekannten Vorform weitere Stäbe dazwischen liegen, direkt an die Füllstäbe des jeweils anderen Paares an. Bezeichnet man den einheitlichen Durchmesser der vier Füllstäbe mit d3, so läßt sich durch einfache geometrische Rechnungen zeigen, daß der Außendurchmesser des Zentralstabs d2, der Außendurchmesser der Füllstäbe d3 und der Innendurchmesser d4 des Rohres 1 in folgenden Verhältnissen zueinander stehen:

d2 = d3

d4 = d3 (1+

Wenn die Durchmesser in diesen Verhältnissen stehen, füllen die Füllstäbe den Zwischenraum zwischen dem zentralen Stab 2 und der Innenwand des Rohres 1 wie in der Zeichnung gezeigt aus.

Diese erfindungsgemäße Anordnung von Füllstäben gewährleistet, daß der Effekt der spannungsinduzierten Doppelbrechung maximal ausgeprägt ist, so daß ein Lichtwellenleiter-Herstellungsverfahren, bei dem der Lichtwellenleiter aus einer solchen Vorform gezogen wird, die physikalisch bestmögliche Polarisationserhaltung ergibt.

Die beschriebene Anordnung, bei der die eingebrachten Stäbe durch "Krummschmelzen" am oberen Ende dagegen gesichert werden, aus dem unteren Ende des Rohres 1 herauszufallen, ist eine Vorform, aus der ohne vorheriges Kollabieren direkt der polarisationserhaltende Monomode-Lichtwellenleiter gezogen werden kann. Das Verhältnis d1: d2 von 1 bestimmt zusammen mit dem Dotierungsunterschied der beiden Füllstabpaare die Größe der im Kern des entstehenden Lichtwellenleiters wirksamen mechanischen Spannungen und somit die "Güte" der Polarisationserhaltung. Das Verhältnis d1 : d5 wird bestimmt durch den im allgemeinen genormten Außendurchmesser des Lichtwellenleiters und den gewünschten Kerndurchmesser.

Claims (1)

1. Vorform für einen Monomode-Lichtwellenleiter, bei dem ein aus einem Kern und einem Mantel bestehender Stab (2) zentral in einem Rohr (1) aus Mantelmaterial angeordnet und ein erstes Paar von Füllstäben (3) mit einer ersten Zusammensetzung diametral zu dem zentralen Stab (2) und ein zweites Paar von Füllstäben (4) mit einer zweiten Zusammensetzung ebenfalls diametral zu dem zentralen Stab (2) und orthogonal zum ersten Paar angeordnet sind, wobei die Füllstäbe einerseits am zentralen Stab und andererseits an der Innenwand des Rohres anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vier Füllstäbe an zwei anderen Füllstäben anliegt.