DE60010054T2 - Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit Einstellung des Kerndiameterprofils der Vorform - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit Einstellung des Kerndiameterprofils der Vorform Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer optischen Faser, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen einer Vorform, aus der eine optische Glasfaser gezogen wird.
  • Erläuterung des Stands der Technik
  • Eine optische Faser wird aus einer Glas-Vorform erzeugt. Die Vorform ist im allgemeinen vertikal in einem Ziehturm angeordnet, derart, daß ein Abschnitt der Vorform in eine Ofenregion abgesenkt ist. Der Abschnitt der Vorform, der in der Ofenregion plaziert ist, beginnt zu erweichen und das untere Ende der Vorform bildet etwas, was als die Verengungsregion bekannt ist, an der Glas aus der ursprünglichen Querschnittsfläche der Vorform in die erwünschte Querschnittsfläche der Faser fließt. Die optische Faser wird von der unteren Spitze dieser Verengungsregion gezogen.
  • Die optische Faser enthält üblicherweise einen hochreinen Silika-Glaskern, der wahlweise mit einem den Brechungsindex erhöhenden Element, wie z. B. Germanium, dotiert ist, eine innere Umhüllung aus hochreinem Silika-Glas, die wahlweise mit einem den Brechungsindex senkenden Element, wie z. B. Fluor, dotiert ist, und eine äußere Umhüllung aus nichtdotiertem Silika-Glas. Bei einigen Herstellungsvorgängen werden die Vorformen zur Herstellung einer derartigen Faser durch ein Bilden eines Außenumhüllungsrohrs für die äußere Umhüllung und ein separates Bilden eines Kernstabs, der das Kernmaterial und das Material einer inneren Umhüllung enthält, hergestellt. Außenumhüllungsrohre können durch einen Sol-Gel-Vorgang erzeugt werden, wie z. B. in der ebenfalls übertragenen U.S.-Patentanmeldung Nr. 5,240,488 erläutert ist, oder durch ein Ziehen der Rohre aus einem Silika-Strang – derartige Rohre sind kommerziell erhältlich. Die Kernstäbe werden durch eines einer Vielzahl von Aufdampfungsverfahren hergestellt, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind, einschließlich einer Axialaufdampfung (VAD), einer Außenaufdampfung (OVD) und einer modifizierten chemischen Aufdampfung (MCVD). Die MCVD beinhaltet z. B. ein Leiten eines hochreinen Gases, z. B. einer Mischung aus Gasen, die Silizium und Germanium enthält, durch das Innere eines Silikarohrs (als das Substratrohr bekannt), während das Äußere des Rohrs mit einem querlaufenden Knallgasbrenner erwärmt wird. In dem erwärmten Bereich des Rohrs tritt eine Gasphasenreaktion auf, die Teilchen auf der Rohrwand ablagert. Diese Ablagerung, die sich vor dem Brenner bildet, wird gesintert, wenn der Brenner über dieselbe gelangt. Der Vorgang wird in aufeinanderfolgenden Durchläufen wiederholt, bis die erforderliche Menge an Silika und/oder mit Germanium dotiertem Silika aufgebracht ist. Sobald die Aufbringung abgeschlossen ist, wird der Körper erwärmt, um das Substratrohr zusammenfallenzulassen und einen verfestigten Stab zu erhalten, in dem das Substratrohr den äußeren Abschnitt des Materials der inneren Umhüllung bildet. Um eine fertige Vorform zu erhalten, wird das Außenumhüllungsrohr üblicherweise über dem Kernstab plaziert und die Komponenten werden erwärmt und in eine starre, verfestigte Vorform zusammenfallengelassen, wie in der ebenfalls übertragenen U.S.-Patentanmeldung Nr. 4,775,401 erläutert ist.
  • Die Herstellung optischer Fasern hat eine sehr ausgereifte Entwicklungsebene erreicht. Dennoch sind in einigen Fällen Faserspezifizierungen so streng, daß es schwierig ist, Vorgänge zu entwickeln, die derartige Spezifizierungen erfüllen können. Die Eigenschaften vieler High-End-Fasern, insbesondere die Dispersionseigenschaften, z. B. sind extrem empfindlich gegenüber Variationen des Faserkern durchmessers. Tatsächlich haben Berechnungen für eine bestimmte kommerziell erhältliche Faser gezeigt, daß eine Variation des Kerndurchmessers von nur ±1% eine Dispersionsvariation von bis zu ±14% induziert. Aufgrund dieses Dispersionseffekts erlauben Spezifizierungen für eine derartige Faser im allgemeinen nur eine Kerndurchmesservariation von weniger als ±2%. Mit diesen strengen Anforderungen ist es manchmal schwierig, angemessene Herstellungserträge zu erzielen.
  • Zusätzlich zu Problemen bei den Kerndurchmessern gibt es zahlreiche Faserentwürfe, die auf bestimmten Kerndurchmesserkonfigurationen basieren, wobei die Entwürfe z. B. beabsichtigt sind, um spezifische Dispersionseigenschaften zu liefern. Dennoch gibt es noch keine Vorgänge, die eine Herstellung derartiger Fasern auf eine machbare, kommerziell annehmbare Art und Weise erlauben. Die Entwürfe bleiben deshalb in erster Linie Theorie.
  • Die JP 06345473 A offenbart ein Verfahren zum Ziehen eines Vorformstabs einer optischen Glasfaser mit hoher Außendurchmessergenauigkeit durch ein Messen des äußeren Durchmessers des Stabs über dessen Länge und ein Speichern der Maßdurchmesserdaten und ein darauffolgendes Anlegen einer Flamme aus einem querlaufenden Brenner an die Teile des Stabs, die einen Durchmesser aufweisen, der größer als ein Zieldurchmesser ist, wobei der erweichte Bereich gezogen, um die Regionen mit zu großem Durchmesser zu reduzieren, und dann gekühlt wird.
  • So wäre es wünschenswert, über ein Verfahren zu verfügen, das in der Lage ist, einen Kernstab einer Vorform einer optischen Glasfaser bereitzustellen, der einen im wesentlichen einheitlichen Kerndurchmesser aufweist, und das vorzugsweise ebenso in der Lage ist, das Kerndurchmesserprofil abzustimmen, um bestimmte Fasereigenschaften zu schaffen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das nicht nur in der Lage ist, einen im wesentlichen einheitlichen Kerndurchmesser der Vorform einer optischen Glasfaser bereitzustellen, sondern ebenso, das Kerndurchmesserprofil für einen bestimmten Faserentwurf abzustimmen. Gemäß der Erfindung durchläuft ein Kernstab, üblicherweise auf Silikabasis, eine Wärmequelle entlang der Längsachse des Stabs, um erwärmte, erweichte Regionen bereitzustellen. Während des Durchlaufens werden Druck- oder Zugbewegungen entlang der Längsachse des Stabs bereitgestellt, wobei diese Bewegungen Erhöhungen bzw. Senkungen des Kerndurchmessers in den erweichten Regionen induzieren.
  • Insbesondere erwärmt die Quelle, wenn der Kernstab die Wärmequelle durchläuft, diskrete Regionen des Stabs auf einen Punkt oberhalb des Erweichungspunkts des Stabmaterials. (Der Erweichungspunkt zeigt die Bedingungen an, bei denen das Material eine Viskosität erreicht, bei der es möglich ist, einen Fluß zu induzieren, z. B. tritt für Silika der Erweichungspunkt im allgemeinen auf, wenn das Material eine Viskosität von etwa 107,6 Poise erreicht.) Wenn der Kerndurchmesser in der bestimmten Region, die gerade erwärmt wird, größer sein soll, wird eine Druckbewegung ausgeübt, um den Durchmesser der erweichten Region durch ein viskoses bzw. zähes Fließen zu erweitern (die Bewegung erweitert die Durchmesser von sowohl dem Kern als auch dem gesamten Stab). Wenn der Kerndurchmesser kleiner sein soll, wird eine Zugbewegung ausgeübt, um die erweichte Region zu dehnen und dadurch den Kerndurchmesser (und den Gesamtstabdurchmesser), wieder durch viskoses Fließen, zu reduzieren. Diese Druck- und Zugbewegungen werden fortgesetzt und in ihrem Ausmaß variiert, um die geeignete Durchmessererweiterung oder -kontraktion bereitzustellen, wenn der Kernstab die Wärmequelle durchläuft. Wenn die Wärmequelle sich an der Region vorbeibewegt, werden die Durchmessereinstellungen im wesentlichen auf ein Kühlen hin an ihrem Ort verrie gelt. Es ist dann möglich, eine Faservorform, die den resultierenden Stab enthält, durch herkömmliche Techniken zu erzeugen und eine Faser aus derselben zu ziehen.
  • Durch ein Bereitstellen selektiver Kerndurchmessererhöhungen und -erniedrigungen über die gesamte Länge des Kernstabs wird ein im wesentlichen einheitliches Kerndurchmesserprofil erzielt. Es ist z. B. möglich, einen im wesentlichen einheitlichen Kerndurchmesser zu erhalten, z. B. wo der Kerndurchmesser über zumindest 90%, wahlweise 100%, der Stablänge innerhalb von 0,2% des durchschnittlichen Kerndurchmessers, wahlweise innerhalb 0,1%, liegt. Zusätzlich macht die Fähigkeit, einen Kerndurchmesser und einen Kernstabdurchmesser auf eine gesteuerte Art und Weise zu erhöhen, eine Herstellung größerer Kernstäbe möglich, was wiederum größere Faservorformen möglich macht, z. B. Vorformen, die in der Lage sind, zumindest 1.200 km oder sogar 2.400 km einer Faser mit einem Durchmesser von 125 μm bereitzustellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt eine Vorrichtung dar, die geeignet zum Durchführen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist.
  • 2 stellt eine Einstellung eines Kerndurchmesserprofils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
  • 3 stellt eine Einstellung eines Kerndurchmesserprofils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
  • 4 stellt die Wirkung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung auf Faserdispersionseigenschaften dar.
  • 5A und 5B stellen eine Einstellung des Kerndurchmesserpro fils und die Wirkung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung auf Faserdispersionseigenschaften dar.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 stellt eine Vorrichtung 10 dar, die geeignet zum Praktizieren eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist. Ein Kernstab 12 wird durch zwei Spannvorrichtungen 14, 16 gehalten. Die Spannvorrichtungen 14, 16 sind in der Lage, den Stab 12 zu drehen, wobei zumindest eine der Spannvorrichtungen, wahlweise beide, in der Lage ist, eine Zug- und Druckbewegung entlang der Richtung der Längsachse des Stabs 12 bereitzustellen. Eine Wärmequelle 18 ist vorgesehen, wobei die Wärmequelle 18 in der Lage ist, über die Länge des Stabs, z. B. entlang einer Führung 20, zu laufen, derart, daß diskrete erwärmte Abschnitte des Stabs 22 bereitgestellt werden. (Das hierin erläuterte Wärmequellendurchlaufen soll nicht anzeigen, daß sich die Wärmequelle selbst entlang des Stabs bewegen muß, sondern zeigt jede Technik an, durch die die Quelle sich relativ zu dem Stab bewegt, einschließlich einer Bewegung der Wärmequelle, des Stabs oder von sowohl der Quelle als auch dem Stab.)
  • Der Kernstab 12 ist durch jede geeignete Technik gebildet, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, z. B. eine Außenaufdampfung (OVD), eine axiale Aufdampfung (VAD) oder eine modifizierte chemische Aufdampfung (MCVD). Der Stab ist im allgemeinen silikabasiert, wobei andere Materialien, die geeignet zur Herstellung einer optischen Faser sind, ebenso möglich sind. Es ist ähnlich auch möglich, daß der Stab jedes erwünschte Dotiermittel/Brechungsindex-Profil aufweist.
  • Die Wärmequelle 18 ist jede Quelle, die in der Lage ist, den Stab auf einen Punkt oberhalb des Erweichungspunkts des Materials zu erwärmen. Üblicherweise ist die Quelle ein isothermer Plasmabrenner, wie z. B. in der ebenfalls übertragenen U.S.-Patentanmeldung Nr. 5,861,047 beschrieben ist. Ein nützliches Plasma weist Sauerstoff, z. B. reinen Sauerstoff, oder Sauerstoff und ein Edelgas, wie z. B. Argon, auf.
  • Das ursprüngliche Kernprofil des Stabs wird im allgemeinen vor einem Erwärmen als eine Funktion einer Position entlang der Stablänge bestimmt (obwohl in Betracht kommt, daß die Kernprofilmessung und Wärmebehandlung gemeinsam durchgeführt werden könnten, wobei z. B. die Profilmeßvorrichtung den Stab vor einer Wärmequelle durchläuft). Das Profil wird im allgemeinen durch ein Messen des Brechungsindexprofils, z. B. durch die Verwendung einer Vorform-Profilvorrichtung von PK Technology, bestimmt. Der Durchmesser wird im allgemeinen an einer ausreichenden Anzahl von Punkten gemessen, um das Gesamtprofil vernünftig widerzuspiegeln, wobei die bestimmte Anzahl von Punkten von der bestimmten Anwendung und der erwünschten Genauigkeit der Behandlung abhängt. Üblicherweise werden diese Kernprofilinformationen direkt in einen Computer eingegeben. Basierend auf dem Profil ist es möglich zu bestimmen, welche Einstellungen an dem Kerndurchmesserprofil nötig sind, sowie, was noch wichtiger ist, wo diese Einstellungen nötig sind, um ein erwünschtes Profil zu erhalten. Diese Einstellungen können üblicherweise in dem gleichen Computer berechnet und/oder eingegeben werden.
  • Sobald das Kernprofil bestimmt ist, wird die Wärmebehandlung eingeleitet. Während des Durchlaufs erwärmt die Quelle 18 lokalisierte Regionen 22 des Stabs auf einen Punkt oberhalb des Erweichungspunkts des Stabmaterials, der üblicherweise für Silika von etwa 1.500 bis etwa 2.400°C variiert, mit einer gewissen Abweichung abhängig von dem Typ und dem Ausmaß einer Dotierung. Üblicherweise bilden diese lokalisierten Regionen abhängig von dem Wärmequellen typ und der Vorrichtungskonfiguration etwa 2 bis etwa 10 mm (entlang der Längsachse gemessen) des Stabs.
  • Während diese Regionen 22 in einem erweichten Zustand sind, ist es möglich, den Durchmesser des Kerns (gemeinsam mit dem Gesamtstabdurchmesser) durch ein Anlegen einer Druck- oder einer Zugbewegung einzustellen. Insbesondere erhöht eine Druckbewegung den Kern- und den Stabdurchmesser durch ein Erhöhen des Volumens (durch ein viskoses Fließen) innerhalb eines bestimmten Abschnitts des Stabs. Ähnlich reduziert eine Zugbewegung den Kern- und den Stabdurchmesser durch ein Reduzieren des Volumens (wieder durch viskoses Fließen) des Materials innerhalb eines bestimmten Abschnitts des Stabs. Die Druck- und Zugbewegungen werden durch eine Bewegung einer oder beider Spannvorrichtungen 14, 16 relativ zueinander durchgeführt. Das Ausmaß und der Typ (Druck gegenüber Zug) einer Bewegung werden im allgemeinen durch einen Computer basierend auf einem Vergleich des Profils vor der Behandlung mit dem erwünschten Profil gesteuert. So ist es, wenn der Stab 12 die Wärmequelle 18 durchläuft, möglich, Zug- und Druckbewegungen auszuüben, um das erwünschte Profil bereitzustellen. Es ist auch möglich, daß keine Längsbewegung angelegt wird, wenn z. B. der Kern in einer bestimmten erwärmten Region 22 bereits den erwünschten Durchmesser aufweist.
  • Vorzugsweise ist der Stab derart angeordnet, daß die Längsachse im wesentlichen vertikal ist. Diese vertikale Anordnung reduziert oder beseitigt die Fähigkeit der Schwerkraft, die erweichten, viskosen Regionen des Stabs auf eine nichteinheitliche Art und Weise zu beeinflussen. Ohne die vertikale Anordnung hat die Schwerkraft das Potential, den Stab axial nicht wahrheitsgemäß zu machen und/oder ein Biegen des fertigen Stabs zu bewirken. Im allgemeinen wird der Stab während des Erwärmens gedreht, um die Einheitlichkeit der Erwärmung zu verbessern. Für einen Plasmabrenner ist eine Kernstabdrehung von 10 bis 30 U/min typisch. Eine typische Durchlaufrate für einen Plasmabrenner beträgt 1 bis 10 cm/min für einen Stabdurchmesser von 15 bis 30 mm (im allgemeinen ist die Durchlaufrate je niedriger, desto größer der Stabdurchmesser ist, da dickere Stäbe mehr Erwärmen erfordern).
  • Für ein Ausführungsbeispiel des in 1 dargestellten Typs, bei dem jedoch (a) nur die obere Spannvorrichtung 16 zu einer Zug-/Druckbewegung in der Lage ist, und (b) der Brenner 18 den Stab mit einer abwärtsgerichteten Geschwindigkeit durchläuft, wird das Kerndurchmesserprofil wie folgt eingestellt. Der Brenner läuft entlang der Längsachse des Stabs mit einer Geschwindigkeit vt durch und die obere Spannvorrichtung wird (entlang der Richtung der Längsachse des Stabs) mit einer Geschwindigkeit vc gemäß folgender Formel bewegt: vc = vt (1 – (dc/dd)2) (1)wobei dc der anfängliche Kerndurchmesser in einer bestimmten Region vor einem Erwärmen ist und dd ein erwünschter Kerndurchmesser in dieser Region ist. Die Geschwindigkeit vc ist abhängig davon, ob eine Druck- oder Zugbewegung benötigt wird, entweder positiv oder negativ. Für andere Ausführungsbeispiele liegt die Entwicklung ähnlicher Algorithmen innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns, basierend auf den hierin gegebenen Vorgaben.
  • Die Kerndurchmessereinstellung verändert auch den Außendurchmesser des Stabs selbst. Da der Stab jedoch in einem Außenumhüllungsrohr mit wesentlich größerem Durchmesser plaziert ist und dann in eine Vorform zusammenfallengelassen wird, ist die Wirkung von Stabdurchmesservariationen relativ klein. Eine Veränderung des Stabdurchmessers von mehreren Prozent z. B. wird üblicherweise in ihrer Auswirkung um zwei Größenordnungen reduziert, wenn derselben in einem Außenumhüllungsrohr plaziert wird. Zusätzlich ist es, falls dies erwünscht wird, möglich, etwas dieses überschüssigen Materials von außerhalb des Stabs zu entfernen. Es ist möglich, eine derartige Entfernung während der Kerndurchmessereinstellung, z. B. durch ein Halten des Brenners an einem bestimmten Ort, derart, daß etwas äußeres Material geätzt wird, oder durch einen weiteren Durchlauf durch die Wärmequelle durchzuführen. Es ist ebenso möglich, ein Ätzen des gesamten Stabs, wieder während oder nach der Kerndurchmessereinstellung, durchzuführen.
  • Die Kerndurchmessereinstelltechnik ist nützlich zum Erhalten eines relativ einheitlichen Kerndurchmesserprofils. Insbesondere ist es möglich, ein Profil zu erhalten, in dem der Kerndurchmesser über zumindest 90%, wahlweise 100%, der Kernlänge innerhalb 0,2% des durchschnittlichen Kerndurchmessers, wahlweise innerhalb 0,1%, liegt. Die gesamte Länge des Stabs kann im allgemeinen durch ein Anbringen von Griffen an den Enden des Stabs behandelt werden, wobei die Griffe dann in die Spannvorrichtungen eingefügt werden. Diese wesentliche Einheitlichkeit liefert erwünschte Fasereigenschaften, einschließlich verbesserter Dispersionseigenschaften.
  • Außerdem schränken gegenwärtige Verfahren zur Herstellung von Kernstäben im allgemeinen den erzielbaren Kernstabdurchmesser ein. Als ein Ergebnis ist die letztendliche Vorformgröße ähnlich eingeschränkt. Da die Erfindung es möglich macht, den Kerndurchmesser und den Kernstabdurchmesser auf eine gesteuerte Art und Weise zu erhöhen, wie z. B. durch ein Bereitstellen gesteuerter Druckkräfte während eines Erwärmens, ist es jedoch möglich, größere Kernstäbe herzustellen. Derartige größere Kernstäbe wiederum erlauben die Herstellung größerer Faservorformen, z. B. Vorformen, die in der Lage sind, zumindest 1.200 km, wahlweise zumindest 2.400 km, einer Silika-Faser mit einem Durchmesser von 125 μm bereitzustellen.
  • Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, spezifische Kerndurchmesser bereitzustellen, um bestimmte Eigenschaften zu liefern, wie z. B. bestimmte Dispersionscharakteristika. Es gibt z. B. verschiedene Faserentwürfe, die gegenwärtig überhaupt nicht hergestellt werden können, oder nicht mit annehmbaren Erträgen hergestellt werden können, und die Erfindung ermöglicht eine Herstellung derartiger Entwürfe auf eine effiziente Art und Weise. Ein derartiger Entwurf ist eine Faser mit konstanter Dispersion, wie in den Beispielen 3 und 4 unten widergespiegelt wird. Es ist zu erwarten, daß die Erfindung es möglich macht, effizient eine Faser herzustellen, die eine im wesentlichen konstante Dispersion aufweist, d. h. eine Dispersion, die von der durchschnittlichen Dispersion um etwa 0,5 ps/nm-km oder weniger variiert.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, die lediglich exemplarisch gedacht sind, weiter verdeutlicht.
  • Beispiel 1
  • Ein Kernstab auf Silikabasis, hergestellt durch ein MCVD-Verfahren, wurde erhalten. Der Kerndurchmesser des Stabs wurde durch ein Bestimmen des Brechungsindexprofils in Inkrementen von 1 cm entlang des Stabs in einer einzelnen Winkelposition entlang des Stabs gemessen. Der Stab wurde nach der Kerndurchmessermessung vertikal in einer Plasmabrennervorrichtung, ähnlich der aus 1, durch ein Befestigen des oberen und des unteren Endes des Stabs in Spannvorrichtungen, die eine Drehung um die Längsachse des Stabs bereitstellen konnten, plaziert. Die obere Spannvorrichtung konnte eine Bewegung entlang der Längsachse des Stabs bereitstellen. Basierend auf dem gemessenen Profil wurden die Zug- und Druckbewegungen, die zum Erhalten eines einheitlichen Kerndurchmessers von 3,21 mm erforderlich waren, gemäß der Gleichung 1 oben berechnet. Diese Bewegungen wurden in den Plasmabrenner-Steuercomputer eingegeben und die Behandlung wurde gestartet. Der Stab wurde mit etwa 30 U/min gedreht. Der Plasmabrenner lief mit einem Sauerstoff-Plasma bei 50 kW und querte den Stab mit einer Ge schwindigkeit von etwa 6 cm/min. Das Kerndurchmesserprofil des Stabs vor und nach der Behandlung ist in 2 gezeigt. Die Behandlung verbesserte die Einheitlichkeit des Kerndurchmessers wesentlich.
  • Beispiel 2
  • Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde durchgeführt, wobei die Zug- und Druckbewegungen berechnet wurden, um einen einheitlichen Stabdurchmesser von 3,62 mm zu liefern. Das Kerndurchmesserprofil des Stabs vor und nach der Behandlung ist in 3 gezeigt.
  • Beispiel 3
  • Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde durchgeführt, wobei die Druck- und Zugbewegungen jedoch basierend auf einer Computermodellbildung derart berechnet wurden, daß der Kern zu einer Faser führte, die eine konstante Dispersion aufweist. Die Dispersionscharakteristika der Faser, die aus dem Kerndurchmesserprofil resultierten, vor und nach der Durchmessereinstellung, wurden berechnet, wobei die Ergebnisse in 4 gezeigt sind.
  • Beispiel 4
  • Das Verfahren aus Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei die Druck- und Zugbewegungen basierend auf einer Computermodellbildung derart berechnet wurden, daß der Kern zu einer Faser führte, die eine konstante Dispersion aufwies. 5A zeigt das Kerndurchmesserprofil vor und nach der Durchmessereinstellung. 5B zeigt die berechnete Dispersion. Wie dies ersichtlich ist, ist die berechnete Dispersion nach der Kerndurchmesserprofileinstellung im wesentlichen konstant.

Claims (12)

  1. Ein Verfahren zum Herstellen einer Vorform, aus der eine optische Glasfaser gezogen werden kann, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Kernstabs, der einen Kern aufweist; Bestimmen des ursprünglichen Kerndurchmesserprofils des Stabs, wie er bereitgestellt war; Bestimmen von Einstellungen, die an vorbestimmten Abschnitten des Kernstabes benötigt werden, um ein erwünschtes Kerndurchmesserprofil zu erhalten; Durchlaufen einer Wärmequelle entlang der Längsachse des Kernstabes, derart, daß diskrete Abschnitte des Stabs auf den Erweichungspunkt erwärmt werden; und Einstellen des Durchmessers geeigneter diskreter Abschnitte des erweichten Stabes durch Anwenden von Druck- und Zugbewegungen, um das ursprüngliche Kerndurchmesserprofil in das erwünschte Kerndurchmesserprofil zu modifizieren, wobei die Druckbewegungen angewendet werden, um den Durchmesser der erweichten Region durch zähes Fließen zu erweitern, und Zugbewegungen angewendet werden, um erweichte Regionen zu dehnen und den Kerndurchmesser durch zähes Fließen zu reduzieren, wobei so das Kerndurchmesserprofil für einen bestimmten Faserentwurf abgestimmt wird.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Wärmequelle ein isothermer Plasmabrenner ist.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Plasma Sauerstoff aufweist.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Einstellschritt folgende Schritte aufweist: Erwärmen eines ersten diskreten Abschnitts des Stabs, während eine Druckbewegung entlang der Längsachse des Stabs bereitgestellt wird, wobei die Bewegung einen Anstieg des Kerndurchmessers an dem ersten diskreten Abschnitt hervorruft; und Erwärmen eines zweiten diskreten Abschnitts des Stabs vor oder nach dem Erwärmen des ersten diskreten Abschnitts, während eine Zugbewegung entlang der Längsachse des Stabs bereitgestellt wird, wobei die Bewegung einen Rückgang des Kerndurchmessers an dem zweiten diskreten Abschnitt hervorruft.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem nach dem Durchlaufen der Kerndurchmesser über zumindest 90 der Stablänge um weniger als 0,2% von dem durchschnittlichen Kerndurchmesser des Stabs variiert.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem ein erstes Ende des Stabs durch eine erste Spannvorrichtung befestigt ist und ein zweites Ende des Stabes durch eine zweite Spannvorrichtung befestigt ist, und bei dem die erste Spannvorrichtung, die zweite Spannvorrichtung oder sowohl die erste Spannvorrichtung als auch die zweite Spannvorrichtung in der Lage sind, die Druck- oder Zugbewegung entlang der Längsachse des Stabs bereitzustellen.
  7. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem eine von beiden der ersten und der zweiten Spannvorrichtung in der Lage ist, den Stab während des Durchlaufschritts zu drehen, um eine im wesentlichen einheitliche Erwär mung um den Umfang des diskreten Abschnitts bereitzustellen.
  8. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Stab derart angeordnet ist, daß die Längsachse des Stabs während des Durchlaufschritts in einer im wesentlichen vertikalen Position ist.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Schritte aufweist: nach dem Durchlaufen, Einfügen des Kernstabs in ein Umhüllungsrohr; und Einfallenlassen des Rohrs auf den Stab, um eine Vorform einer optischen Faser zu bilden, wobei die Vorform in der Lage ist, zumindest 1.200 km einer optischen Faser mit einem Durchmesser von 125 μm zu erzeugen.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem die Vorform in der Lage ist, zumindest 2.400 km einer optischen Faser mit einem Durchmesser von 125 μm zu erzeugen.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Kernstab ein Kernstab auf Silikabasis ist.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Schritte aufweist: nach dem Durchlaufen, Einfügen des Kernstabs in ein Umhüllungsrohr; Einfallenlassen des Rohrs auf den Stab, um eine Vorform einer optischen Faser zu bilden; und Ziehen einer optischen Faser aus der Vorform.
DE60010054T 2000-05-09 2000-11-20 Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit Einstellung des Kerndiameterprofils der Vorform Expired - Lifetime DE60010054T2 (de)

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US09/567,536 US6553790B1 (en) 2000-05-09 2000-05-09 Process for fabricating optical fiber involving tuning of core diameter profile

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