DE3888112T2

DE3888112T2 - Optische Faser mit einer einzigen Polarisierung.

Info

Publication number: DE3888112T2
Application number: DE3888112T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Kuwaki; Masaharu Ohashi; Yutaka Sasaki; Katsusuke Tajima; Makoto Tsubokawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2008-12-03
Also published as: EP0319319B1; JPH01237507A; EP0319319A3; US4913521A; DE3888112D1; EP0319319A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung (optische Faser mit einer absoluten Einfach-Polarisierung), die als ein Übertragungsmedium in einem kohärenten Lichtübertragungssystem, als Übertragungsmedium für das Ultrahochgeschwindigkeits-Übertragungssystem oder als ein Koppler zwischen optischen Schaltelementen verwendet wird, wobei die Polarisierungscharakteristik so ist, daß nur eine Polarisierung sich ausbreiten kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, bei der sich nur eine von zwei orthogonal polarisierten Polarisierungen fortpflanzen kann, während die andere Polarisierung durch Anwachsen ihres Dämmungswertes unterdrückt wird.
Solche optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung haben einen Querschnittsaufbau gemäß den Fig. 1 und 3A. Der Aufbau nach Fig. 1 ist offenbart in "A Single-Polarization Fiber", J.R. Simpson et al., IEE Lightwave Technology, LT-1, Nr. 2, Seite 370-374, 1983, "High-Birefringence Optical Fibers by Preform Teformation", R.H. Stolen et al., Ibid. LT-2, Nr. 5, Seiten 639-641, 1984, und US-Patent Nr. 4 514 436 und 4 529 426. Die optische Faser mit einer einzigen Polarisierung gemäß Fig. 1 weist eine innere, elliptische Umhüllung 2 auf, die einen Kern 1 umgibt, sowie eine äußere, elliptische Umhüllung 3, die den Kern 1 und die innere Umhüllung 2 umgibt. Solch eine optische Faser ist jedoch im Querschnitt nicht kreisförmig, so daß, wenn sie an eine im Schnitt kreisförmige optische Faser mit Einzelschwingung angeschweißt ist, ihr rechtwinkliger Querschnitt wieder ein kreisförmiger Schnitt wird und demzufolge der elliptische Querschnitt der inneren Umhüllung 2 fast zu einem kreisförmigen Querschnitt wird, wodurch der Betrag der Doppelbrechung abnimmt. Wenn eine Polarisierung in der optischen Faser sich fortpflanzt, wird die andere Polarisierungskomponente während der Fortpflanzung erzeugt. Das Kraftverhältnis zwischen diesen zwei Polarisierungen wird als "Kreuzkopplung" (Crosstalk) bezeichnet. Je kleiner die Kreuzkopplung ist, desto größer wird die Charakteristik. Die Abnahme der Kreuzkopplung nimmt zu, wenn die Ellipsenform der inneren Umhüllung 2 verstärkt ist. Im Falle der Herstellung von konventionellen, optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung des in Fig. 1 gezeigten Typs, weist gemäß Fig. 2 ein Formteil einen Kern 1A, eine innere Umhüllung 2A und eine äußere Umhüllung 3A auf. Das Formteil wird erhitzt und von beiden Seiten durch Preßelemente W zusammengedrückt. Das so abgeflachte Formteil wird dann zu einer optischen Faser ausgezogen, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß der Querschnitt der inneren Umhüllung im gewünschten Maße vorliegt, gering ist, wobei ferner die Form des Formteils in der Längsrichtung variieren kann. Es ist somit schwierig entlang der gesamten optischen Faser einen geringen Verlust und eine geringe Kreuzkopplung zu erzielen.
Die Fig. 3A zeigt einen Schnitt durch eine andere, bekannte optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, die in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 61-200 509 und 61-185 703 offenbart ist. Keine dieser Patentanmeldungen offenbart den Brechungsindex des spannungsübertragenden Abschnitts. Die Fig. 3B und 3C zeigen die Brechungsindex- Profile in den X- und Y-Richtungen, die von der gesamten Beschreibung der oben erwähnten Patentanmeldungen abgeschätzt wurden.
Die optische Faser mit einer einzigen Polarisierung gemäß Fig. 3A ist eine optische Faser des Doppelumhüllungstyps mit einer Einzelschwingung, die einen Kern 1, eine innere Umhüllung 4 und eine äußere Umhüllung 5 aufweist. Sie hat ein W-förmiges Brechungsindexprofil und weist spannungsübertragende Abschnitte 6 auf, die einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, der größer ist als die der inneren und äußeren Umhüllung 4 und 5, wobei die Abschnitte 6 auf der X-Achse hinzugefügt wurden, so daß eine Spannung an den Kern 1 in X-Richtung angelegt ist und somit der Kern 1 eine hohe Doppelbrechung aufweist, wodurch ein HE&sub1;&sub1;x-Modus (X-Polarisierung) und ein HE&sub1;&sub1;y-Modus (Y-Polarisierung) herausgeschnitten ist, während dem anderen erlaubt ist, sich durch die optische Faser fortzupflanzen. Jedoch wird bei diesem Aufbau nur die Spannungsverteilung berücksichtigt, während die Anisotropie der Brechungsindexverteilung nicht berücksichtigt ist. Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist durch die äußere Umhüllung eine Schwingung herausgeschnitten, so daß die äußere Umhüllung relativ nahe zu dem Kern angeordnet sein muß. Im Ergebnis müssen fast alle Abschnitte des spannungsübertragenden Abschnitts innerhalb der äußeren Umhüllung angeordnet sein. Wenn der Brechungsindex N&sub3; der spannungsübertragenden Abschnitte größer ist als der Brechungsindex N&sub2; der äußeren Umhüllung, ist das Licht auf die spannungsübertragenden Abschnitte beschränkt, so daß die Übertragungseigenschaften nachteilig beeinflußt werden. Daraus folgt, daß der Brechungsindex N&sub3; der spannungsübertragenden Abschnitte gleich oder niedriger als der Brechungsindex N&sub2; der äußeren Umhüllung sein muß. Wenn der Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte gleich dem Index der äußeren Umhüllung ist, wird der Effekt des Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte von dem Brechungsindex der äußeren Umhüllung maskiert, so daß der Betrag der Doppelbrechung aufgrund der Anisotropie der Brechungsindexverteilung (geometrische Doppelbrechung) in bemerkenswerter Weise abnimmt. Wenn andererseits der Brechungsindex N&sub3; der spannungsübertragenden Abschnitte geringer ist als der Brechungsindex N&sub2; der äußeren Umhüllung, werden sich die Doppelbrechung aufgrund von Spannungen (spannungsinduzierte Doppelbrechung) und die geometrische Doppelbrechung gegenseitig auslöschen, so daß die Gesamtdoppelbrechung, welche die Summe der Doppelbrechung aufgrund von Spannungen und der Doppelbrechung aufgrund der geometrischen Form darstellt, geringer ist als die Doppelbrechung, die nur aufgrund der Spannungen auftritt.
Gemäß obiger Beschreibungen ist es im Falle von bekannten optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung schwierig, eine Senkung der Übertragungsverluste und der Kreuzkopplung zu erzielen, wobei ferner hinzukommt, daß das Wellenlängenband für eine einzige Polarisierung eng ist.
Gemäß der obigen Darstellung sind die Aufgaben der Erfindung die folgenden:
(a) Eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung bereitzustellen, die in einem hohen Maße passende Eigenschaften zu bekannten optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung aufweist;
(b) eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung bereitzustellen, die einen geringen Übertragungsverlust und ein breites Einzelpolarisierungs-Wellenlängenband hat;
(c) eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung bereitzustellen, bei der Brillou in streuendem Licht unterdrückt werden kann; und
(d) eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung bereitzustellen, die für eine 1,55 um optische Übertragung geeignet ist.
Um diese Aufgaben zu lösen, ist eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, die effektiv nur eine von zwei Wellen überträgt, die jeweils in zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Richtungen, X und Y, polarisiert sind, mit einem Kern, einer inneren, den Kern umgebenden Umhüllung, einer äußeren, die innere Umhüllung umgebenden Umhüllung und zumindest ein Paar von spannungsübertragenden, stabähnlichen Elementen, von denen sich jedes teilweise sowohl in die innere, als auch in die äußere Umhüllung erstreckt und die symmetrisch um die Achse des Kerns angeordnet sind, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsaufnehmenden, stabähnlichen Elemente größer ist als der der inneren und der äußeren Umhüllung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
n1x < n3x < ncx,
n3x < n2x,
n1y < n3y und
n3y < n2y,
wobei ncx, n1x, n2x und n3x Brechungsindizes für die X-Polarisierung des Kernzentrums, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der Elemente jeweils sind und n1y, n2y und n3y Brechungsindizes für die Y-Polarisierung des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der Elemente, jeweils sind, wobei die X-Richtung diametral durch den Kern und durch die Elemente verläuft und die Y-Richtung diametral durch den Kern rechtwinklig zu der X-Richtung verläuft.
Der Kern kann sowohl ein stufenförmiges Brechungsindexprofil wie auch ein stetiges Brechungsindexprofil aufweisen.
Der Kern, die innere Umhüllung, die äußere Umhüllung und das zumindest eine Paar der spannungsübertragenden Abschnitte kann jeweils aus mit GeO&sub2; dotiertem SiO&sub2;, mit F dotiertem SiO&sub2;, SiO&sub2; und mit GeO&sub2; und B&sub2;O&sub3; dotiertem SiO&sub2; aufgebaut sein.
Der Kern, die innere Umhüllung, die äußere Umhüllung und das wenigstens eine Paar von spannungsübertragenden Abschnitten kann jeweils aus mit GeO&sub2; dotiertem SiO&sub2;, mit F dotiertem SiO&sub2;, SiO&sub2; und mit Al&sub2;O&sub3; und B&sub2;O&sub3; dotiertem SiO&sub2; aufgebaut sein.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer akustischen Welle in dem Kern kann geringer sein als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit in der inneren Umhüllung und den spannungsübertragenden Abschnitten.
Der Kern kann einen Zentrumskern und einen Seitenkern aufweisen, der einen Brechungsindex hat, der niedriger ist als der des Zentrumskerns und der höher ist als der der inneren Umhüllung. In diesem Fall kann der Zentrumskern ein stufenförmiges oder ein stetiges Brechungsindexprofil haben. Der Seitenkern kann auch ein stufenförmiges oder ein stetiges Brechungsindexprofil aufweisen.
Die optische Faser nach der Erfindung kann mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12 hergestellt werden.
Diese und andere Aufgaben, Effekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine bekannte optische Faser mit einer einzigen Polarisierung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die ein Herstellungsverfahren der optischen Faser nach Fig. 1 zeigt.
Fig. 3A ist ein Schnitt durch eine andere bekannte optische Faser mit einer einzigen Polarisierung.
Die Fig. 3B und 3C sind Diagramme, welche ein Brechungsindexprofil in den X- und Y-Richtungen der optischen Faser nach Fig. 3A zeigen.
Fig. 4A zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach der Erfindung.
Die Fig. 4B und 4C sind Diagramme, welche jeweils ein Brechungsindexprofil der X-Polarisierung in den X- und Y-Richtungen der optischen Faser gemäß Fig. 4A darstellen.
Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen einem relativen Brechungsindex und einer relativen Frequenz.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die relativen Brechungsindex-Differenzprofile der X- und Y-Polarisierung in der X-Richtung dargestellt sind.
Fig. 7 zeigt eine Beziehung zwischen einer relativen Brechungsindexdifferenz eines spannungsübertragenden Abschnitts und einer Spannung in der axialen Richtung einer optischen Faser.
Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgeschalteten Wellenlänge und einem relativen Brechungsindex-Unterschied Δ p&spplus;.
Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgeschalteten Wellenlänge und einem relativen Brechungsindex-Unterschied $ p&supmin;.
Fig. 10 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgeschalteten Wellenlänge und einem Kerndurchmesser.
Fig. 11 zeigt eine Beziehung zwischen einer Doppelbrechung und einer Position der spannungsübertragenden Abschnitte.
Fig. 12 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgeschalteten Wellenlänge und einer Position der spannungsübertragenden Abschnitte.
Fig. 13 ist eine perspektivische Darstellung eines Herstellungsverfahrens einer optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach Fig. 4A.
Fig. 14 zeigt eine charakteristische Kurvendarstellung, welche die Beziehungen zwischen dem Übertragungsverlust einer X- und Y- Polarisierung und einer Wellenlänge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 15 zeigt eine charakteristische Kurvendarstellung, welche eine Beziehung zwischen einer Kreuzkopplung und der Länge der optischen Faser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 16A zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 16B und 16C zeigen Profile einer Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer akustischen Längswelle in der X- und Y-Richtung der optischen Faser gemäß Fig. 16A.
Fig. 17 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 18 ist ein Diagramm, welches ein Brechungsindexprofil der X-Polarisierung in der X- Richtung der optischen Faser gemäß Fig. 17 zeigt.
Wenn die Richtung, in der Spannungen auftreten, die X- Richtung ist, stellen die Brechungsindizes für die X-Polarisierung ncx, n1x, n2x und n3x des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte jeweils dar, während die Brechungsindizes für die Y-Polarisierung des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte durch ncy, n1y, y2y und y3y jeweils dargestellt sind. Wenn der Kern eine Wellenführung für die X-Polarisierung wird, muß in diesem Fall die folgende Beziehung vorliegen:
n1x < n3x < ncx und
n3x ≤ n2x.
Um eine geometrische Doppelbrechung zu induzieren, muß ein Formteil für die spannungsübertragenden Abschnitte, das einen hohen Brechungsindex hat, verwendet werden, wobei ferner die Beziehung n1x < n3x vorliegen muß. Um zu verhindern, daß die spannungsübertragenden Abschnitte zu Wellenführungen werden, muß in diesem Fall n3x ≤ n2x vorliegen. Für die Y- Polarisierung kann der Brechungsindex des Kerns ncy größer oder kleiner als n3y sein. Wenn ncy kleiner als n3y ist, wird der Kern nie als Wellenführung für die Y-Polarisierung fungieren, während, wenn ncy größer als n3c ist, kann eine optische Faser für eine einzige Polarisierung erhalten werden, wenn eine geeignete Wellenlänge ausgewählt ist. Daraus folgt, daß es ausreichend ist, die Beziehungen von n1y < n3y und n3y ≤ n2y befriedigt sind. Vom Standpunkt der Spannungen kann andererseits die spannungsinduzierte Doppelbrechung induziert werden, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsübertragenden Abschnitte größer als der der inneren und der äußeren Umhüllung ist. Falls die geometrische Doppelbrechung und die spannungsinduzierte Doppelbrechung zusammen addiert werden können, müssen die spannungsübertragenden Abschnitte einen hohen Brechungsindex und einen hohen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wie oben beschrieben, aufweisen. In diesem Fall muß die äußere Umhüllung durch eine geeignete Entfernung von dem Kern beabstandet vorliegen, so daß die äußere Umhüllung die Übertragungseigenschaften oder den Kern nicht nachteilig beeinflußt. Die optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung gemäß der Erfindung können aufgrund des additiven Effekts des Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte und der Spannungen eine hohe Doppelbrechung aufweisen, so daß das Wellenlängenband für eine einzige Polarisierung ausgedehnt werden kann.
Die Fig. 4A-4C zeigen im Schnitt eine erste Ausführungsform einer optischen Faser für eine einzige Polarisierung gemäß der Erfindung sowie deren Brechungsindexprofil.
Die Fig. 4A zeigt eine Schnittansicht einer optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung, währen die Fig. 4B und 4C die Brechungsindexprofile in den X- und Y-Richtungen der optischen Faser, die in Fig. 4A dargestellt ist, jeweils anzeigen. Gemäß Fig. 4A weist die erste Ausführungsform der Erfindung einen Kern 1 (2a im Durchmesser und ein Brechungsindex ncx für die X-Polarisierung), eine innere Umhüllung 4 (2c im Durchmesser und ein Brechungsindex n1x für die X-Polarisierung), welche den Kern 1 umhüllt, eine äußere Umhüllung 5 (2b im Durchmesser und ein Brechungsindex n2x für die X-Polarisierung), die die innere Umhüllung 4 umgibt, sowie zwei spannungsübertragende Abschnitte 6 (t im Durchmesser; jeder Abschnitt ist von der Mitte des Kerns 1 durch r getrennt und hat jeweils einen Brechungsindex n3x für die X- Polarisierung) auf, wobei sich die Abschnitte teilweise in die innere und die äußere Umhüllung 4 und 5 erstrecken und bezüglich der Achse des Kerns 1 symmetrisch sind. Wenn jeder Brechungsindex für die Y-Polarisierung des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte durch ncy, n1y, n2y und n3y dargestellt sind, ist das Brechungsindexprofil für die Y-Polarisierung das gleiche wie in den Fig. 4B und 4C gezeigt ist. In diesem Fall erfüllen die Brechungsindices die folgenden Beziehungen:
Für die X-Polarisierung
n1x < n3x ≤ ncx und
n3x ≤ n2x,
für die Y-Polarisierung
n1y < n3y und
n3y ≤ n2y.
Zwei Polarisierungen (X- und Y-Polarisierung) können sich im allgemeinen durch die in Fig. 4A dargestellte optische Faser fortpflanzen, wobei eine hohe Doppelbrechung erforderlich ist, um eine der beiden Polarisierungen (Y-Polarisierung in dieser Ausführungsform) zu unterdrücken. Gemäß der Erfindung ist der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsübertragenden Abschnitte 6 der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung so ausgewählt, daß er größer ist als die der inneren und äußeren Umhüllungen 4 und 5, so daß bei Temperaturen > 900ºC, bei denen das Formteil der optischen Faser oder die optische Faser selbst viskös fluidisiert ist, die Spannung 0 wird. Wenn das viskös fluidisierte Formteil oder die Faser zu einer optischen Faser ausgezogen wird, die ihrerseits bei Raumtemperatur gehalten wird, werden die Spannungen aufrechterhalten, da die spannungsübertragenden Abschnitte 6 dazu tendieren, stärker zu schrumpfen als die anderen Abschnitte. Aufgrund des Unterschiedes zwischen einer Temperatur, bei der die Spannung 0 ist, von etwa 900ºC und der Raumtemperatur und wegen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der spannungsübertragenden Abschnitte, der inneren Umhüllung und der äußeren Umhüllung, werden Spannungen in dem Kern und in dem dazu benachbarten Abschnitt induziert. Die spannungsübertragenden Abschnitte 6 übertragen die Zugspannungen in der X-Richtung auf den Kern und den dazu benachbarten Abschnitt. Aufgrund der Anisotropie der Spannungen, die dem Kern und dem dazu benachbarten Abschnitt zugeführt werden, wird eine Doppelbrechung induziert, wobei diese Doppelbrechung spannungsinduzierte Doppelbrechung BS genannt wird. Um BS anwachsen zu lassen, ist es erforderlich, daß die Differenz in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der inneren und der äußeren Umhüllung zunimmt oder daß die Differenz zwischen einer Temperatur, bei der die Spannung 0 ist, und der Raumtemperatur zunimmt. Es ist ferner effektiv, die spannungsübertragenden Abschnitte so dicht wie möglich an dem Kern anzuordnen. In der optischen Faser nach der Erfindung sind die Brechungsindexprofile in den X- und Y-Richtungen unterschiedlich, so daß die optische Faser eine Anisotropie der Brechungsindexprofile aufweist. Für die X-Polarisierung sind die Brechungsindices der inneren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte, wobei der letztere größer ist als der erste, in der X-Richtung verteilt, welche die Richtung des elektrischen Feldvektors der X-Polarisierung ist. Beim Blick von dem Kern in die periphere Richtung ist nur der Brechungsindex der inneren Umhüllung in die Y-Richtung verteilt. Für die Y-Polarisierung ist der Brechungsindex der inneren Umhüllung, wenn von dem Kern in die periphere Richtung geblickt wird, in die Y-Richtung oder die Richtung des elektrischen Feldvektors der Y-Polarisierung gerichtet. Somit ist der Brechungsindex der X-Polarisierung unterschiedlich von dem der Y-Polarisierung. Aufgrund dieser Anisotropie der Brechungsindex-Verteilungen, wird eine Doppelbrechung induziert, wobei diese Doppelbrechung als geometrische Doppelbrechung BG bezeichnet wird. Damit BG anwächst, müssen die spannungsübertragenden Abschnitte so nah wie möglich an dem Kern angeordnet werden. Alternativ muß, wie nachfolgend beschrieben, Δ p&spplus; und Δ p&supmin; anwachsen.
Bei der optischen Faser nach der Erfindung werden der spannungsinduzierte Doppelbrechungsindex BS und der geometrische Doppelbrechungsindex BG kombiniert, so daß aus der Summe von BS und BG die Gesamtdoppelbrechung BT erzielt wird.
Die Fortpflanzungsbedingungen in der optischen Faser werden durch die relative Frequenz v bestimmt, welche
wobei λ die benutzte Lichtwellenlänge ist und i ist x für die X-Polarisierung und y für die Y-Polarisierung. Bezüglich der Fortpflanzungskonstante in der axialen Richtung der optischen Faser und der Wellenzahl k (= 2π/λ) hat nnor, dargestellt durch die folgende Gleichung, einen Wert zwischen 0 und 1 und stellt die relative Doppelbrechung des Kerns dar. Wenn nnor 0 ist, ist die Fortpflanzung der Schwingung unterdrückt, während bei nnor gleich 1 die Schwingung in dem Kern eingeschlossen ist.
nnor = (β² - k²n3i²)/k² (nci² - n3i²) (i = x, y)
Fig. 5 zeigt den Unterschied zwischen den fundamentalen Wellentypen, H&sub1;&sub1;x-Wellentyp und HE&sub1;&sub1;y-Wellentyp, der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung gemäß der Erfindung als Ausdruck der Beziehung zwischen dem oben beschriebenen nnor in der Umgebung von 0 und v. Die durchgezogene Linie zeigt die erzielte Eigenschaft, wenn die spannungsinduzierte Doppelbrechung und die geometrische Doppelbrechung kombiniert sind, was eines der neuen Merkmale gemäß der Erfindung ist. Die gestrichelte Linie zeigt die entsprechende Eigenschaft, wenn nur die spannungsinduzierte Doppelbrechung berücksichtigt wird. An den Punkten von beiden Linien, an denen nnor 0 wird, wird β/k gleich dem Brechungsindex n&sub3; der spannungsübertragenden Abschnitte, so daß das Licht nicht effektiv innerhalb des Kerns beschränkt werden kann und somit der Übertragungsverlust ansteigt. Im Ergebnis pflanzt sich der Wellentyp nicht fort. Der Wert von v, bei dem nnor 0 wird, ist als relative, abgeschaltete Frequenz vc definiert und die entsprechende Wellenlänge ist als die abgeschaltete Wellenlänge λc definiert. Nur wenn die spannungsinduzierte Doppelbrechung berücksichtigt wird, sind die abgeschalteten Frequenzen der X- und Y-Polarisierung gleich vcxs und vcys. Wenn v als ein Wert in diesem Intervall gesetzt wird, pflanzt sich nur die X-Polarisierung fort. Die Schnittstellen vcxt und vcyt zwischen der Kurve stellen die Kombination der spannungsinduzierten Doppelbrechung und der geometrischen Doppelbrechung dar und die Abszisse zeigt die Schnittpunkte vcxt und vcyt zwischen der Kurve, die eine Kombination der spannungsinduzierten Doppelbrechung und der geometrischen Doppelbrechung darstellt, und der Abszisse zeigen die relativen, abgeschalteten Frequenzen der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach der Erfindung. Wenn die relative, abgeschaltete Frequenz v auf einen Wert dazwischen eingestellt wird, pflanzt sich nur die X-Polarisierung fort. Es sei angemerkt, daß im Vergleich mit dem Einzelpolarisierungsband, das sich von vxc zu vcy erstreckt und die spannungsinduzierte Doppelbrechung darstellt, das Einzelpolarisierungsband, das sich von vcxt bis vcyt erstreckt und durch die Kombination der spannungsinduzierten Doppelbrechung und der geometrischen Doppelbrechung erzielt wird, weiter ist.
Fig. 6 zeigt das Ergebnis, welches durch eine theoretische Analyse des Brechungsindexprofils für die X- und Y-Polarisierung einer optischen Faser nach der Erfindung erzielt worden ist.
In Fig. 6 zeigt die Ordinate die relativen Brechungsindexunterschiede bezüglich des Brechungsindex der äußeren Umhüllung an, während die Abszisse die Entfernung in der X-Richtung von der Mitte der Faser anzeigt. In diesem Fall ist 2a = 5 um, 2b = 125 um, 2c = 60 um, t/b = 0,58 (t = 36 um) und r/a = 2. Die durchgezogene Linie in Fig. 6 stellt den relativen Brechungsindexunterschied für die X-Polarisierung dar, während die gestrichelte Linie den relativen Brechungsindexunterschied für die Y-Polarisierung anzeigt. Die durchgezogene und die unterbrochene Linie der Brechungsindexverteilung zeigt somit den Zustand an, wenn kein Spannungseffekt auftritt, d. h. in dem Formteil. In dem Formteil ist der Brechungsindex des Kerns 1,462, der Brechungsindex der inneren Hülle ist 1,454, der Brechungsindex der äußeren Umhüllung ist 1,458 und der Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte ist 1,46. Es sei angemerkt, daß nach der Ausziehung der optischen Faser die Spannungen in der optischen Faser verbleiben, so daß der relative Brechungsindexunterschied der spannungsübertragenden Abschnitte von 0,14% auf 0% fällt und der Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte gleich dem der äußeren Umhüllung wird.
Gemäß der Form des Formteils sind die relativen Brechungsindexunterschiede des Kerns und der inneren Umhüllung für die spannungsübertragenden Abschnitte wie folgt definiert:
Δp&spplus; = (ncp2 - n3s2)/2ncp2 und
Δp&supmin; = (n1p2 - n3s2)/2n1p2,
wobei ncp und n&sub1;p die Brechungsindices des Kerns und der inneren Umhüllung sind, während n3s der Brechungsindex der spannungsübertragenden Abschnitte nach dem Ausziehen der optischen Faser ist. n3s ist für die X- und die Y-Polarisierung annähernd gleich und beträgt in diesem Fall 1,458. Gemäß der ersten Ausführungsform ist für das Formteil Δp&spplus; = 0,3% und Δp&supmin; = - 0,3% für jeweils die X- und die Y-Polarisierung. Nach dem Ausziehen der optischen Fasern ändern sich diese Werte derart, daß die relativen Brechungsindexunterschiede des Kerns für die X- und die Y-Polarisierung 0,42% und 0,35% betragen, während die relativen Brechungsindexunterschiede der inneren Umhüllung -0,18% und -25% für die X- und Y-Polarisierung sind. Im Ergebnis ist der Brechungsindex für die X-Polarisierung verschieden von dem der Y-Polarisierung. Die in der optischen Faser nach der ersten Ausführungsform der Erfindung induzierten Spannungen können mit dem endlichen Elementverfahren berechnet werden, welches in "Stress Analysis of Optical Fibers by a Finite Element Method", K. Okamoto et al, IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-17, Nr. 10, Seiten 2123-2129, 1991, offenbart ist. Im Falle der oben erwähnten Berechnung betragen die thermischen Ausdehnungskoeffizienten 3,5 · 10&supmin;&sup6; (1/ºC), 0,6 · 10&supmin;&sup6; (1/ºC) bzw. 0,54 · 10&supmin;&sup6; (1/ºC) für die spannungsübertragenden Abschnitte, die innere Umhüllung bzw. die äußere Umhüllung. Die Temperaturdifferenz beträgt 900ºC. Unter Verwendung der so erzielten Spannungswerte können die Brechungsindices für die X- und Y-Polarisierung aufgrund des fotoelastischen Effektes durch das Verfahren erzielt werden, welches in "Single-polarization operation in highly birefringnet optical fibers", K. Okamoto, Applied Optics, Vol. 23, Nr. 15, Seiten 2638-2642, 1984, offenbart ist. Die durchgezogene Linie zeigt das Brechungsindexprofil für die X-Polarisierung, während die gestrichelte Linie das Brechungsindexprofil für die Y-Polarisierung ist. Die Brechungsindices des Kerns und des Abschnittes, der zu dem Kern der Umhüllung für die X- und Y-Polarisierung benachbart ist, sind aufgrund der Anisotropie der Spannungen unterschiedlich, wobei das Ausmaß der Anisotropie der Spannungen in den spannungsübertragenden Abschnitten gering ist, so daß die Brechungsindices für die X- und Y-Polarisierung annähernd gleich sind. Unter Berücksichtigung der elektromagnetischen Feldverteilung beträgt die spannungsinduzierte Doppelbrechung BS in der ersten Ausführungsform 8,5 · 10&supmin;&sup4;.
Im folgenden wird auf die geometrische Doppelbrechung eingegangen. Diese kann dadurch erzielt werden, daß die elektromagnetische Feldverteilung in der optischen Faser durch die Verwendung des Brechungsindex, wenn keine Spannung angelegt ist, erzielt wird. Die geometrische Doppelbrechung kann durch
(βx-βy)/k
ausgedrückt werden, wobei βx die Fortpflanzungskonstante für die X-Polarisierung des grundlegenden Wellentyps (HE&sub1;&sub1;-Wellentyp) der optischen Faser ist und βy die Fortpflanzungskonstante für die Y-Polarisierung ist. βx und βy können durch das Punktabgleichverfahren (Point matching) berechnet werden, die in "Modal Analysis of Homogenous Optical Fibres with Deformed Boundaries", E. Yamashita et al., IEEE Trans.
Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-27, Nr. 4, Seiten 352-356, 1979, offenbart ist. Die geometrische Doppelbrechung Bg der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform ist 1,5 · 10&supmin;&sup4;. Somit ist die Gesamt-Doppelbrechung Bt 1,0 · 10&supmin;³, entsprechend der Summe der spannungsindizierten Doppelbrechung Bs = 8,5 · 10&supmin;&sup4; und der geometrischen Doppelbrechung Bg = 1,5 · 10&supmin;&sup4;.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem relativen Brechungsindexunterschied der spannungsübertragenden Abschnitte und der Spannung σz in der axialen Richtung jedes spannungsübertragenden Abschnitts. Der relative Brechungsindexunterschied der spannungsübertragenden Abschnitte, der auf dem Referenzwert basiert, welcher der Brechungsindex n2x = n2y = 1,458 der äußeren Umhüllung ist, ist gegen die Ordinate aufgetragen, während die Spannung σz in der axialen Richtung jedes spannungsübertragenden Abschnitts entlang der Abszisse aufgetragen ist. Gemäß der Form des Formteils sind die relativen Brechungsindexunterschiede Δps der Substanzen der spannungsübertragenden Abschnitte 0,1%, 0,12% bzw. 0,14%. Nach dem Ausziehen der optischen Faser ist der Durchmesser jedes spannungsübertragenden Abschnittes 36 um. Je größer die Spannung in der axialen Richtung ist, um so kleiner wird der Wert des relativen Brechungsindexunterschiedes der spannungsübertragenden Abschnitte. Im Falle von Fig. 6 ist Δps = 0,14%. Nach dem Ausziehen der optischen Faser wird σz 10 kg/mm². Unter diesen Bedingungen wird der relative Brechungsindexunterschied der spannungsübertragenden Abschnitte 0% und der Brechungsindex der äußeren Umhüllung wird gleich dem der spannungsübertragenden Abschnitte, so daß die spannungsübertragenden Abschnitte nicht als Wellenführungen fungieren. Wenn der relative Brechungsindexunterschied der spannungsübertragenden Abschnittssubstrate so ausgewählt ist, daß der relative Brechungsindexunterschied, der auf dem Referenzwert basiert, welcher der Brechungsindex der äußeren Umhüllung ist, 0 oder negativ wird, werden die spannungsübertragenden Abschnitte nie als Wellenführungen fungieren.
Im Falle des Aufbaues der optischen Faser gemäß der ersten Ausführungsform muß zunächst der Brechungsindex der äußeren Umhüllung in der Form des Formteils bestimmt werden. Nach dem Ausziehen der optischen Faser werden anschließend die Brechungsindizes für die X- und Y-Polarisierung des spannungsübertragenden Abschnitts-Formteils so ausgewählt, daß die Beziehungen n3x ≤ n2x und n3y ≤ n2y erfüllt werden. Schließlich sind die relativen Indexunterschiede des Kerns in dem Formteil so auszuwählen, daß Δp + > 0 und Δp - < 0 sind.
Einer der Parameter, welche die abgeschaltete Wellenlänge der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung bestimmen, ist der Struktur- oder Konstruktionsparameter, der 2a und r/a beinhaltet, während andere Parameter die Brechungsindexparameter Δp + und Δp - sind.
Die Fig. 8-12 zeigen die Beziehungen zwischen diesen Parametern und den abgeschalteten Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung. Die Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen Δp + und den abgeschalteten Wellenlängen der X- und Y-Polarisierung, wenn 2a = 5 um, 2b = 125 um, 2c = 60 um, t/b = 0,58, r/a = 2 und Δp - = - 0,3% sind. Es wird angenommen, daß die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Komponenten und die Temperaturdifferenz entsprechend denen von Fig. 6 sind. Die abgeschaltete Wellenlänge für die X-Polarisierung wird mittels der Brechungsindexverteilung für die X-Polarisierung, wenn Spannungen auftreten, erreicht. In ähnlicher Weise wird die abgeschaltete Wellenlänge für die Y-Polarisierung durch Verwendung der Brechungsindexverteilung für die Y-Polarisierung erzielt. Die durchgezogene Linie in Figur 8 zeigt die abgeschaltete Wellenlänge für die X-Polarisierung an, während die gestrichelte Linie die abgeschaltete Wellenlänge für die Y-Polarisierung ist. Es sei beispielsweise angemerkt, daß bei Δp + = 0,3%, die abgeschalteten Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung 1,48 um und 1,2 um betragen. In dem dazwischen liegenden Wellenlängenband ist die Y-Polarisierung abgeschaltet, so daß die optische Faser zur Übertragung oder Fortpflanzung nur die X-Polarisierung verwenden kann. In der Fig. 8 entspricht die gestrichelte Region dem Wellenlängenband mit einer einzigen Polarisierung. Je größer Δp + ist, um so länger wird die abgeschaltete Wellenlänge. In Fig. 8 entsprechen die Punkte A und B Δp + = 0,3%, d. h. sie zeigen die berechneten Werte unter den gleichen Bedingungen gemäß Fig. 6 an.
Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen Δp - und der abgeschnittenen Wellenlänge an, wenn Δp + = 0,3% ist. Die anderen Parameter, wie die geometrische Größe, die thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der Temperaturunterschied, sind die gleichen wie in Fig. 6. Je größer Δp - ist, um so kürzer werden die abgeschalteten Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung, wie dies durch die durchgezogene und die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Variation der Wellenlänge mit einer einzigen Polarisierung ist gering und ist durch die gestrichelte Region angezeigt. Ist zum Beispiel Δp - = - 0,2%, betragen die abgeschnittenen Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung 1,58 um und 1,3 um, während bei - 0,3%, dies ist der Wert bei den Punkten C und D, die abgeschnittenen Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung 1,48 um und 1,2 um betragen.
Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen dem Durchmesser des Kerns und den abgeschalteten Wellenlängen für die X- und Y- Polarisierung. In diesem Fall sind Δp + = 0,25% und Δp - = - 0,3%, während die anderen Parameter denen von Fig. 8 entsprechen. Wenn, wie oben beschrieben, der Durchmesser des Kerns zunimmt, wird die abgeschnittene Wellenlänge größer. Bei 2a = 5 um bzw. 2a = 6 um betragen die entsprechenden, abgeschalteten Wellenlängen 1,37 um und 1,1 um bzw. 1,68 um und 1,35 um für die X- und Y-Polarisierung.
Um den Unterschied in den abgeschnittenen Wellenlängen zwischen der X- und der Y-Polarisierung anwachsen zu lassen, d. h. Vergrößerung des Bandes mit einer einzigen Polarisierung, wie es in der gestrichelten Region angezeigt ist, muß die Gesamt-Doppelbrechung Bt einen großen Wert einnehmen. Je mehr die spannungsübertragenden Abschnitte benachbart zu dem Kern angeordnet sind (d. h. r/a nähert sich 1), desto größer werden die spannungsindizierte Doppelbrechung Bs und die geometrische Doppelbrechung Bd und somit wird auch die Gesamt-Doppelbrechung Bs größer. Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen Bt und r/a bei der Wellenlänge von 1,5 um. In diesem Fall sind Δp + = 0,25% und Δp - = - 0,3%, während die anderen Parameter, wie die geometrische Größe, die thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der Temperaturunterschied, denen von Fig. 6 entsprechen. Die durchgezogene Linie zeigt den Fall an, wenn sowohl die spannungsindizierte Doppelbrechung wie auch die geometrische Doppelbrechung berücksichtigt werden, während die gestrichelte Linie den Fall anzeigt, wenn nur die spannungsinduzierte Doppelbrechung berücksichtigt wird. Ist beispielsweise r/2 = 2 und 2a = 5 um, beträgt Bt = 1,0 · 10&supmin;³, während bei 2a = 7 um der Wert von Bt auf 8 · 10&supmin;&sup4; abnimmt, da die Entfernung r des spannungsübertragenden Abschnittes von der Achse des Kerns größer wird, d. h. die spannungsübertragenden Abschnitte sind weiter von dem Kern beabstandet. Es sei hier auch angemerkt, daß, wenn die spannungsübertragenden Abschnitte weiter von dem Kern beabstandet vorliegen, sich die durchgezogene und die gestrichelte Linie annähern, so daß der Effekt der geometrischen Anisotropie abgebaut wird.
Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen der relativen Position r/a jedes spannungsübertragenden Abschnitts und der abgeschnittenen Wellenlänge an. In diesem Fall ist 2a = 5 um, während die anderen Parameter denen von Fig. 11 entsprechen. Je kleiner das Verhältnis r/a ist, um so länger werden die abgeschnittenen Wellenlängen für die X- und Y-Polarisierung und das durch die gestrichelte Region angezeigte Wellenlängenband mit einer einzigen Polarisierung wird vergrößert.
Zum Beispiel kann eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, in der sich nur die X-Polarisierung mit einer Wellenlänge von 1,3 um fortpflanzt, dadurch realisiert werden, daß die Parameter auf 2a = 5 um, 2b = 25 um, 2c = 60 um, t/b = 0,58, Δp + = 0,25% und Δp - = - 0,3% festgesetzt werden, wobei ferner gemäß Fig. 12 eine relative Position des spannungsübertragenden Abschnittes auf r/a = 2 festgesetzt ist.
Bei diesen sogenannten optischen Quarzserien-Fasern ist bekannt, daß die Übertragungsverluste bei Wellenlängen von 1,3 um und 1,5 um gering sind. Um solche optische Fasern mit einer einzigen Polarisierung, die mit solchen Wellenlängenbändern verwendet werden, herzustellen, ist es ausreichend, die Parameter, wie Größe und thermische Ausdehnungskoeffizienten, der Bauteile der optischen Faser gemäß den Fig. 8-10 und der Fig. 12 zu bestimmen. In Fig. 12 ist die abgeschnittene Wellenlänge kleiner als 1,5 um. Es ist aber zu erkennen, daß eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung für das 1,5 um Band erzielt werden kann, wenn Δp + anwächst, während Δp - abnimmt und/oder der Durchmesser 2a des Kerns zunimmt.
Der Durchmesser 2c der inneren Umhüllung ist so ausgewählt, daß er nicht nachteilig die Übertragungseigenschaften der optischen Faser beeinflußt. Die äußere Umhüllung muß in einem ausreichenden Maße von dem Kern beabstandet sein, während ein Abschnitt jedes spannungsübertragenden Abschnitts in der äußeren Umhüllung vorliegt. Der Brechungsindex der äußeren Umhüllung ist so ausgewählt, daß er größer ist als der der spannungsübertragenden Abschnitte. Vorstehend wurde eine optische Faser beschrieben, die ein stufenförmiges Brechungsindexprofil hat. Die Erfindung kann jedoch auch auf eine optische Faser angewandt werden, die ein stetiges Brechungsindexprofil besitzt. Die spannungsübertragenden Abschnitte müssen in Kontakt mit dem Kern sein. Gemäß der ersten Ausführungsform wurde nur ein Paar von spannungsübertragenden Abschnitten, die auf der X-Achse angeordnet sind, beschrieben, wobei es aber auch möglich ist, die spannungsübertragenden Abschnitte aufzuteilen und mehrere Paare von spannungsübertragenden Abschnitten benachbart zu der X- Achse anzuordnen. In diesem Fall wird es möglich, die Spannungen in der X-Achsenrichtung zu vermitteln. Gemäß den oben beschriebenen, der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien können optische Fasern mit einer einzigen Polarisierung realisiert werden. Eine Ausführungsform der optischen Faser, die gemäß der oben beschriebene Erfindung tatsächlich hergestellt wurde, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 13 zeigt ein Verfahren für die Herstellung eines Formteils für die optische Faser gemäß der Erfindung. Ein Formteil 7 weist einen Formteil-Kern 8, ein inneres Umhüllungsformteil 9 und ein äußeres Umhüllungsformteil 10 auf, die alle konzentrisch angeordnet sind. Unter Anwendung eines Ultraschallbohrers werden die Löcher 11A und 11B so gebohrt, daß sie bezüglich der Achse des Formteils 7 symmetrisch sind. Die Löcher werden dann einem Schleifverfahren mit Cerium-Partikeln und anschließend einem Feuerpoliturverfahren unterworfen. Weiterhin werden die inneren Flächen der Löcher 11A und 11B mit Wasserstoffluorid gereinigt. Die Flächen der zwei Formteile 12A und 12B der spannungsübertragenden Abschnitte werden in ähnlicher Weise wie oben beschrieben poliert und mit Wasserstoffluorid gereinigt. Die Größen der einzelnen Bauteile des oben beschriebenen Formteils 7 sind wie folgt:
Durchmesser des Kern-Formteils: 1,6 mm
Durchmesser des inneren Umhüllungs-Formteils: 20,0 mm
Durchmesser des äußeren Umhüllungs-Formteils: 40,0 mm
Durchmesser jedes Formteils der spannungsübertragenden Abschnitte: 10,0 mm
Durchmesser der Löcher: 10,2 mm
Entfernung jedes Loches von der Achse des Formteils 7: 1,6 mm
Die Zusammensetzungen und die relativen Brechungsindexunterschiede der Bauteile des Formteils 7 sind wie folgt
Kern-Formteil: GeO&sub2; · SiO&sub2;
Inneres Umhüllungsformteil: F · SiO&sub2;
Äußeres Umhüllungsformteil: SiO&sub2;
Formteil für die spannungsübertragenden Abschnitte: GeO&sub2; · B&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;
Δp&spplus; = 0,3%
Δp&supmin; = - 0,3%
n&sub2; = 1,458
n&sub3; = 1,460
Die Formteile für die spannungsübertragenden Abschnitte sind aus SiO&sub2;-Glas, welches mit 18 Mol. % von B&sub2;O&sub3; und 6 Mol. % von GeO&sub2; dotiert ist, so daß der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsübertragenden Abschnitte größer wird als die der inneren und der äußeren Umhüllungen.
Die Formteile 12A und 12B für die spannungsübertragenden Abschnitte werden in die Löcher 11A und 11B gesetzt und durch Schweißen bei 1500ºC unter einem reduzierten Druck so einteilig mit dem Formteil 10 verbunden, daß keine Lücke zwischen den Formteilen 12A und 12B und dem Formteil 7 besteht. Anschließend wird das Formteil 7 einer Temperatur von 2000ºC ausgesetzt und ausgezogen, so daß eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung erzielt wird, die folgende Eigenschaften aufweist:
Durchmesser des Kerns 2a = 5 um
Durchmesser der inneren Umhüllung 2c = 62,5 um
Durchmesser der äußeren Umhüllung 2b = 125 um
Durchmesser der spannungsübertragenden Abschnitte t = 31,5 um
(t/b = 0,5)
Relative Positionen der spannungsübertragenden Abschnitte r/a = 2
Die Ergebnisse der Bestimmung der Eigenschaften der so erzielten, optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung sind in den Fig. 14 und 15 dargestellt. Die Fig. 14 zeigt die Übertragungsverluste, wenn die X- und die Y-Polarisierung in der geraden, optischen Faser auf 25 m Länge geführt werden und die Wellenlänge variiert wird. Es sei angemerkt, daß der Übertragungsverlust für die Y-Polarisierung bei Wellenlängen ab 1,3 um sehr stark anwächst, während der Übertragungsverlust für die X-Polarisierung ab Werten von 1,37 um stark anwächst. Daraus folgt, daß, wenn die optische Faser bei einer Wellenlänge zwischen den oben genannten Wellenlängen benutzt wird, die X-Polarisierung sich mit einem geringeren Übertragungsverlust fortpflanzt, während der Übertragungsverlust für die Y-Polarisierung so groß ist, daß die Y-Polarisierung im wesentlichen unterdrückt wird, wodurch ein Wellentyp mit einer einzigen Polarisierung in der optischen Faser erzielt wird.
Die Fig. 15 zeigt die Ergebnisse der Bestimmungen des Intensitätsverhältnisses zwischen der X- und der Y-Polarisierung, ausgedrückt als Kreuzkopplung, wenn die X-Polarisierung in der optischen Faser geführt wird und die optische Faser sequentiell abgeschaltet wird, wodurch die Länge der optischen Faser sich verändert, so daß der unterdrückte Zustand der Y-Polarisierung, wie oben beschrieben, bestimmt werden kann. Die weißen Punkte nach Fig. 15 zeigen die Ergebnisse der Bestimmungen bei einer Wellenlänge von 1,21 um an, bei der sich die X- und die Y-Polarisierung mit einem geringen Übertragungsverlust fortpflanzen können. Bei dieser oben erwähnten Wellenlänge von 1,21 um pflanzt sich die Y- Polarisierung mit einem geringeren Übertragungsverlust fort, selbst wenn die X-Polarisierung, die in der optischen Faser geführt wird, leicht mit der Y-Polarisierung verbunden ist, so daß, wenn die optische Faser in ihrer Länge zunimmt, die Y-Polarisierung zu der X-Polarisierung addiert wird und somit die Kreuzkopplung anwächst entsprechend der Zunahme der Länge der optischen Faser. Die schwarzen Punkte zeigen die Ergebnisse der Bestimmungen bei der Wellenlänge von 1,31 um an, bei der die Y-Polarisierung einen hohen Übertragungsverlust (etwa 20 dB/25 m) erleidet. Die gebundene Y-Polarisierung erleidet einen hohen Übertragungsverlust, so daß die Kreuzkopplung nicht zunehmen wird mit einer Zunahme der Länge der optischen Faser. Eine optische Faser, die länger als 100 m ist, wird eine Kreuzkopplung von weniger als - 40 dB aufweisen. Somit ist bestätigt worden, daß die optische Faser gemäß der Erfindung eine Einzelpolarisierungseigenschaft aufweist.
Im folgenden wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach der Erfindung beschrieben.
Gemäß der zweiten Ausführungsform besteht der Kernabschnitt aus GeO&sub2; · SiO&sub2;, die innere Umhüllung aus F · SiO&sub2;, die äußere Umhüllung aus SiO&sub2; und die spannungsübertragenden Abschnitte aus Al&sub2;O&sub3; · B&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;. Der relative Brechungsindex des Kerns ist bezüglich der inneren Umhüllung 0,3%, der der inneren Umhüllung ist bezüglich der äußeren Umhüllung - 0,3%. Die spannungsübertragenden Abschnitte bestehen aus SiO&sub2;, das mit 10 Mol. % von Al&sub2;O&sub3; und 15 Mol. % von B&sub2;O&sub3; dotiert ist, so daß der Brechungsindex den gleichen Wert hat wie der der äußeren Umhüllung, nachdem die optische Faser ausgezogen wurde. Um eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung zu erzielen, in der sich nur die X-Polarisierung bei einer Wellenlänge von 1,55 um fortpflanzt, wurden die Parameter wie folgt festgesetzt:
2a = 5 um, 2b = 200 um, 2c = 100 um, r/a = 2 und t/b = 0,6.
Die Doppelbrechung Bt der erzielten, optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung betrug 1,3 · 10&supmin;³ und der Übertragungsverlust der Y- und der X-Polarisierung war bei einer Wellenlänge von 1,55 um 35 dB/km bzw. 0,5 dB/km.
Die optischen Fasern mit einer einzigen Polarisierung wurden erzielt, indem GeO&sub2; · SiO&sub2; für den Kern verwendet wurde, SiO&sub2; für die innere Umhüllung, GeO&sub2; · SiO&sub2; für die äußere Umhüllung und GeO&sub2; · B&sub2;O&sub2; · SiO&sub2; für die spannungsübertragenden Abschnitte, oder indem SiO&sub2; für den Kern, F · SiO&sub2; für die innere Umhüllung, GeO&sub2; · SiO&sub2; für die äußere Umhüllung und GeO&sub2; · B&sub2;O&sub2; · SiO&sub2; für die spannungsübertragenden Abschnitte verwendet wurden und die Strukturparameter sowie die Brechungsindexunterschiede Δp + und Δp - gemäß den Figuren 7-11 festgesetzt wurden.
Zusätzlich zu den Materialkombinationen des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform kann das Kernmaterial aus der Gruppe ausgewählt werden, die SiO&sub2;, F · SiO&sub2;, P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2;, GeO&sub2; · SiO&sub2;, GeO&sub2; · P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2; umfaßt. Das Material der inneren Umhüllung kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die SiO&sub2;, F · SiO&sub2; und B&sub2;O&sub3; · SiO&sub2; umfaßt. Das Material der äußeren Umhüllung kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die SiO&sub2;, F · SiO&sub2; · GeO&sub2; · SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;, P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2;, GeO&sub2; · Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;, P&sub2;O&sub5; · Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2; und GeO&sub2; · P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2; umfaßt. Das Material der spannungsübertragenden Abschnitte kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die SiO&sub2;, B&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;, GeO&sub2; · SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;, GeO&sub2; · P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2;, B&sub2;O&sub3; · Al&sub2;O&sub3; · SiO&sub2;, P&sub2;O&sub5; · SiO&sub2; und GeO&sub2; · B&sub2;O&sub3; · SiO&sub2; umfaßt.
Durch die Auswahl der Brechungsindices und der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte gemäß der oben beschriebenen Weise, kann eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung gemäß der Basis des oben beschriebenen zugrundegelegten Prinzips realisiert werden.
Die Fig. 16A-16C zeigen einen Schnitt durch die dritte Ausführungsform der optischen Faser nach der Erfindung sowie das Profil der länglichen, akustischen Fortpflanzungsgeschwindigkeit.
Es ist möglich, daß die optische Faser nicht nur ein Medium für das Leiten von Licht ist, sondern auch für akustische Wellen. Fachleuten ist ferner gut bekannt, daß ein Brillou- Streuen, das durch die Interaktion zwischen Licht und akustischen Wellen hervorgerufen wird, die Geräuschquelle für das Signallicht, welches durch die optische Faser übertragen wird, darstellt.
Die dritte Ausführungsform der Erfindung ist eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, in der der akustische Wellenübertragungsverlust innerhalb des Kerns für die akustische Welle hoch ist, wobei die akustische Welle innerhalb der optischen Faser existieren oder von außen in diese eindringen kann. Die Effizienz des Brillou-Streuens kann auf ein Minimum reduziert werden.
Die Fig. 16A zeigt einen Schnitt durch die optische Faser und die Fig. 16B und 16C zeigen das längliche, akustische Wellenfortpflanzungsprofil in der X- und der Y-Richtung.
Die Brechungsindices nc, n&sub1;, n&sub2; und n&sub3; des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte erfüllen die folgenden Beziehungen:
n&sub1; < nc,
n&sub1; < n&sub2; < nc und
n&sub3; ≤ n&sub2;.
Die Brechungsindexprofile sind die gleichen wie jene, die in den Fig. 4B und 4C dargestellt sind.
Die Dichte des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der streßübertragenden Abschnitte der optischen Faser sind durch ρ&sub1;, ρ&sub2;, ρ&sub3; und ρ&sub4; dargestellt und die Konstanten nach Lame sind durch u&sub1;, u&sub2;, u&sub3; und u&sub4; sowie durch λ&sub1;, λ&sub2;, λ&sub3; und λ&sub4; dargestellt. Die Geschwindigkeit V&sub1;&sub1; der akustischen Längswelle und die Geschwindigkeit Vsi, wobei i = 1, 2, 3 und 4 ist, werden durch die folgenden Gleichungen dargestellt:
Vli = (λi2ui)/ρi und
Gemäß der dritten Ausführungsform nach den Fig. 16B und 16C pflanzen sich die akustischen Längswellen v&sub1;&sub1;, v&sub1;&sub2;, v&sub1;&sub3; und v&sub1;&sub4; durch den Kern 1, die innere Umhüllung 4, die äußere Umhüllung 5 und die spannungsübertragenden Abschnitte 6 fort und erfüllen die folgende Beziehung:
vl&sub2; < vl&sub3; < vl&sub1; und
vl&sub3; = vl&sub4;
Innerhalb der inneren Umhüllung ist die Verteilung der akustischen Längswelle anisotrop.
Wenn die Phasenveränderungsgeschwindigkeit V der durch den Kern sich fortpflanzenden akustischen Welle die Beziehung Vsi < V < Vsj erfüllt, pflanzen sich einige Wellentypen einer akustischen Querwelle durch den Kern fort, während bei Vl&sub1; < V < Vl&sub3; sich einige Wellentypen der Längswelle sich fortpflanzen.
Wenn andererseits die Bedingung Vsi ≤ Vsj erfüllt ist, existiert der Fortpflanzungsmodus der akustischen Querwelle nicht innerhalb des Kerns, während die akustische Querwelle die divergente Welle innerhalb der inneren Umhüllung wird. In ähnlicher Weise kann sich die akustische Längswelle nicht durch den Kern fortpflanzen, wenn Vl&sub1; = Vl&sub3; ist. Dies bedeutet, daß der Übertragungsverlust des Fortpflanzungsmodus der akustischen Welle in dem Kern zunimmt, so daß Bullou in dem Streulicht, welches durch die Interaktion zwischen fast dem gesamten Licht, welches innerhalb des Kerns begrenzt ist, und der oben erwähnten akustischen Welle, unterdrückt werden kann.
Im Falle von Vs1 Vs2, wenn die Bedingung Vs1 ≥ Vs3 gesetzt ist, kann die Dämpfung des Fortpflanzungsmodus der Querwelle in den Kern und der inneren Umhüllung bemerkenswert zunehmen. Im Falle von Vl&sub1; Vl&sub2;, wenn die Bedingung Vl&sub1; ≥ Vl&sub3; gesetzt ist, kann die akustische Längswelle in dem Kern unterdrückt werden.
Die Kombination des Kerns, der inneren Umhüllung, der äußeren Umhüllung und der spannungsübertragenden Abschnitte, die fähig sind, die Einzelpolarisierungsbedingung für Licht sowie die Unterdrückungsbedingung für die akustische Welle zu erfüllen, ist die folgende.
Wenn beispielsweise der Kern aus SiO&sub2; + GeO&sub2; (3 Mol. %) besteht, während die innere Umhüllung aus SiO&sub2; + B&sub2;O&sub5; (15 Mol %) besteht, betragen die Brechungsindices nc = 1,462 und n&sub1; = 1,455, so daß die Bedingung nc > n&sub2; befriedigt ist. Für die akustischen Wellen ist Vs1 = 3,68; Vs2 = 3,10, V&sub1;&sub1; = 5,81 und V&sub1;&sub2; = 5,16 (Einheit: 10&sup5; dyn cm/gm), so daß die Bedingungen für die akustischen Wellen Vs1 ≥ Vs2 und V&sub1;&sub1; ≥ V&sub1;&sub2; erfüllt sind. Wenn die spannungsübertragenden Abschnitte aus SiO&sub2; + B&sub2;O&sub5; (20 Mol. %) + GeO (Mol. %) besteht, während die äußere Umhüllung aus SiO&sub2; + GeO&sub2; (3 Mol. %) besteht, wird n&sub2; annähernd gleich 1,461 und n&sub3; wird annähernd gleich 1,462, so daß die Brechungsindexbedingungen erfüllt sind.
Im folgenden wird eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung beschrieben, die bezüglich des Übertragungsverlustes nicht empfindlich auf ein Umbiegen reagiert, wenn die Faser in einem Kabel angeordnet ist. Die Polarisierungsverteilung und eine chromatische Dispersion, die eine Zerstörung in einer Übertragungsbandbreite hervorrufen können, können bei einer Wellenlänge von etwa 1,5 um, bei der der Übertragungsverlust der optischen Faser minimal ist, 0 sein.
Eine Lichtbedingung, die in einer optischen Faser sich fortpflanzt, wird durch die zuvor erwähnte, relative Frequenz V bestimmt. Es ist bekannt, daß in einer optischen Faser mit einem stufenförmigen Index die optische Faser in einem einzelnen Modus vorliegt, wenn V < 2,4 ist und wenn die Übertragungsbandbreite der optischen Faser mit einem einzigen Modus durch die Dispersion begrenzt ist. Die Farbzerstreuung ist die Summe aus einer Materialdispersion, die abhängig von dem Fasermaterial ist, und einer Wellenführungszerstreuung (Strukturzerstreuung), die von dem Brechungsindexprofil der Faser hervorgerufen wird. Die Materialzerstreuung einer optischen Faser aus Siliciumoxid ist positiv in einer Langwellenregion einer Wellenlänge von mehr als 1,3 um Andererseits ist die Wellenführungszerstreuung negativ in der sogenannten Einzelmodusregion im Falle einer Faser des Stufentyps. Somit ist deutlich, daß bei einer Wellenlänge oberhalb von 1,3 um die durch die Summe dieser Werte gegebenen Farbzerstreuung 0 werden kann.
Um bei einer Wellenlänge von etwa 1,5 um eine Farbzerstreuung einer optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung 0 werden zu lassen, ist eine optische Faser vorgesehen, die einen mittleren Kern und einen Seitenkern aufweist, der an der äußeren Seite des mittleren Kerns angeordnet ist und einen Brechungsindex aufweist, der niedriger ist als der des mittleren Kerns. Eine solche Faser ist in dem US-Patent Nr. 4 755 022 offenbart.
In einer optischen Faser mit einem Einzelwellentyp, die keine Doppelbrechung aufweist, da sich die Fortpflanzungskonstanten der orthogonal polarisierten HE&sub1;&sub1;-Typen sich gegenseitig degenerieren, gibt es keine Zerstreuung zwischen den zwei polarisierten Wellentypen. In der Praxis jedoch wird eine Doppelbrechung in der oben erwähnten, optischen Faser des 0-Dispersionstyps induziert aufgrund einer leichten, elliptischen Verformung des Kerns oder aufgrund eines Umbiegens der optischen Faser. Im Ergebnis existiert ein kleiner Unterschied zwischen den Fortpflanzungskonstanten der polarisierten Wellentypen, so daß eine beschränkte Zerstreuung hervorgerufen wird.
Die folgende Ausführungsform der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung weist einen doppelaufgebauten Kern auf, wie er in dem US-Patent Nr. 4 755 022 offenbart ist, um sowohl eine Polarisierung wie auch eine Farbzerstreuung bei einer Wellenlänge von etwa 1,5 um zu erreichen.
Die Fig. 17 ist ein Schnitt durch eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, die eine 0-Zerstreuung aufweist. Gemäß Fig. 17 hat diese Ausführungsform der optischen Faser einen Seitenkern 1B, der an der äußeren Seite des mittleren Kerns 1A angeordnet ist, eine innere Umhüllung 4, die an der äußeren Seite des Seitenkerns 1B angeordnet ist, eine äußere Umhüllung 5, die an der äußeren Seite der inneren Umhüllung 4 angeordnet ist, sowie spannungsübertragende Abschnitte 6, die sich teilweise in die innere und die äußere Umhüllung erstrecken.
Diese optische Faser mit einer einzigen Polarisierung und mit einer 0-Zerstreuung hat das gleiche Brechungsindexprofil der X- und Y-Polarisierung wie das der optischen Faser, die in den Fig. 4A-4C gezeigt ist mit Ausnahme des mittleren Kerns 1A und des zweiten Kerns 1B.
Die Fig. 18 zeigt ein Brechungsindexprofil der X-Polarisierung der optischen Faser nach Fig. 17. Wenn die Brechungsindices der X-Polarisierung des mittleren Kerns 1A, des Seitenkerns 1B, der inneren Umhüllung 4, der äußeren Umhüllung 5 und der spannungsübertragenden Abschnitte 6 nccx, nscx, n1x, n2x und n3x sind, so bestehen die Beziehungen n1x < n3x < nccx und n3x ≤ n2x. Wenn ferner die relative Brechungsindexdifferenz zwischen dem mittleren Kern 1A und der inneren Umhüllung 4 Δc (Δc = nccx² - n1x²)/2nccx²) und zwischen dem Seitenkern 1B und der inneren Umhüllung 4 Δs (Δs = (nscx² - n1x²)/2nscx²) ist, so bestehen die Beziehungen 0,1 ≤ c ≤ 0,3 und Δc ≤ 0,005. Dies bedeutet, daß der Brechungsindex nccx des mittleren Kerns dem Brechungsindex ncx des Kerns der zuvor erwähnten optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung entspricht, die in den Fig. 4A-4C gezeigt ist. Die Beziehungen zwischen den Brechungsindices der Y-Polarisierung sind die gleichen wie jene der zuvor erwähnten optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung, d. h. n1y < n3y und n3y ≤ n2y. Eine weitere Bedingung ist nicht erforderlich für die Y-Polarisierung, die abgeschaltet werden soll.
Eine 0-Zerstreuung und eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung kann durch Auswahl der Werte von Δs/Δc und Δc auf Basis des Verfahrens, welches in dem US-Patent Nr. 4 755 022 beschrieben ist, erzielt werden.
Eine optische Faser, die ein stufenförmiges Brechungsindexprofil aufweist, ist in Fig. 18 gezeigt, jedoch kann die Erfindung auch auf eine optische Faser angewandt werden, die ein stetiges Brechungsindexprofil aufweist. Ferner ist gemäß der Erfindung das Brechungsindexprofil des mittleren Kerns 1A grundsätzlich nicht beschränkt und jedes Profil kann solange akzeptabel sein, wie eine stufenförmige Differenz zwischen den maximalen Brechungsindices des seitlichen Kerns 1B, nscx, und des mittleren Kerns 1A, nccx, vorliegt. Auch das Brechungsindexprofil des seitlichen Kerns 1B ist grundsätzlich nicht beschränkt, wobei jedes Profil akzeptabel ist, das einen stufenförmigen Unterschied zwischen den Brechungsindices des mittleren Kerns 1A und des seitlichen Kerns 1B und zwischen der inneren Umhüllung 4 und des seitlichen Kerns 1B aufweist.
Wie oben erwähnt, wird bei der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach der Erfindung eine hohe Doppelbrechung dadurch erzielt, daß ein additiver Effekt des Brechungsindex des spannungsübertragenden Abschnitts und der spannungsinduzierten Doppelbrechung vorliegt. - Demgemäß kann das Einzelpolarisierungs-Wellenlängenband der optischen Faser nach der Erfindung erweitert sein. Ferner kann eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung erzielt werden, die ein geringeres Brillou-Streulicht aufweist, in dem die Materialien für jeden Abschnitt so ausgewählt werden, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer akustischen Welle in dem Kern größer wird als die in der inneren Umhüllung und in dem spannungsübertragenden Abschnitt. Ferner kann eine optische Faser mit einer einzigen Polarisierung erreicht werden, die bei einer Wellenlänge von etwa 1,5 um eine 0-Zerstreuung aufweist, indem ein doppelstrukturierter Kern vorliegt, der aus einem mittleren Kern und einem Seitenkern mit einem geringen Brechungsindex besteht.
Die Erfindung wurde im Detail unter Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Für Fachleute ist jedoch deutlich, daß zahlreiche Wechsel und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne daß die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.

Claims

1. Optische Faser mit einer einzigen Polarisierung, die effektiv nur eine von zwei Wellen überträgt, die jeweils in zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Richtungen, x und y, polarisiert sind, mit einem Kern (1), einer inneren, den Kern umgebenden Umhüllung (4), einer äußeren, die innere Umhüllung (4) umgebenden Umhüllung (5) und zumindest zwei spannungsübertragenden, stabähnlichen Elementen (6), von denen sich jedes teilweise sowohl in die innere, als auch in die äußere Umhüllung (4, 5) erstreckt, und die symmetrisch um die Achse des Kernes (1) angeordnet sind, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsaufnehmenden, stabähnlichen Elemente (6) großer als der der inneren und der äußeren Umhüllungen (4, 5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die folgenden Bedingungen in Kombination erfüllt sind:

n1x < n3x < ncx,

n3x < n2x,

n1y < n3y und

n3y < n2y,

wobei ncx, n1x, n2x und n3x Brechungsindizes für die x- Polarisierung jeweils des Kernes (1) im Zentrum, der inneren Umhüllung (4), der äußeren Umhüllung (5) und der Elemente (6), und n1y, n2y und n3y Brechungsindizes für die y- Polarisierung des Kernes (1), der inneren Umhüllung (5), der äußeren Umhüllung und der Elemente (6) sind, und

wobei die X-Richtung diametral durch den Kern und durch die Elemente (6) verläuft, und die y-Richtung diametral durch den Kern rechtwinklig zur X-Richtung verläuft.

2. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Kern (1) ein stufenförmiges Brechungsindex Profil hat.

3. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Kern (1) ein stetiges Brechungsindex-Profil hat.

4. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Kern (1), die innere Umhüllung (4), die äußere Umhüllung (5) und die Elemente (6) jeweils aus mit GeO&sub2; dotiertem SiO&sub2;, mit F dotiertem SiO&sub2;, SiO&sub2; und SiO&sub2;&sub1; das mit GeO&sub2; bzw. B&sub2;O&sub3; dotiert ist, aufgebaut sind.

5. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Kern (1), die innere Umhüllung (4), die äußere Umhüllung (5) und die Elemente jeweils aus mit GeO&sub2; dotiertem SiO&sub2;&sub1; mit F dotiertem SiO&sub2;, SiO&sub2; und SiO&sub2;, das mit GeO&sub2; bzw. B&sub2;O&sub3; dotiert ist, aufgebaut sind.

6. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer akustischen Welle im Kern (1) nicht geringer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der inneren Umhüllung (4) und den Elementen (6) ist.

7. Optische Faser nach Anspruch 1, wobei der Kern (1) einen Zentrum-Kern (1A) und einen Seiten-Kern (1B) hat, deren Brechungsindex geringer als der des Zentrum-Kernes (1A) und größer als der der inneren Umhüllung (4) ist.

8. Optische Faser nach Anspruch 7, wobei der Zentrum-Kern (1A) ein stufenförmiges Brechungsindex-Profil hat.

9. Optische Faser nach Anspruch 7, wobei der Zentrum-Kern (1A) ein stetiges Brechungsindex-Profil hat.

10. Optische Faser nach Anspruch 7, wobei der Seiten-Kern (IB) ein stufenförmiges Brechungsindex-Profil hat.

11. Optische Faser nach Anspruch 7, wobei der Seiten-Kern (1B) ein stetiges Brechungsindex-Profil hat.

12. Verfahren zur Herstellung der optischen Faser mit einer einzigen Polarisierung nach Anspruch 1, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

Ziehen eines Formteiles mit einem Kernteil (8), einem inneren, das Kernteil (8) umgebenden Umhüllungsteil (9), einem äußeren, das innere Umhüllungsteil (8) umgebenden Umhüllungsteil (7) und zumindest zwei spannungsübertragenden stabförmigen Teilen (12A, 12B), von denen sich jedes teilweise sowohl in das innere, als auch in das äußere Umhüllungsteil (9, 7) erstreckt, und die symmetrisch um die Achse des Kernteiles (8) angeordnet sind, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der spannungsaufnehmenden Elementteile (12A, 12B) größer als der des inneren und äußeren Umhüllungsteiles (9, 7) ist, und die Brechungsindizes der die Formteile bildenden Teile, derart sind, daß die resultierende, gezogene Faser die in Anspruch 1 festgesetzten Bedingungen erfüllt.