DE60110909T2 - Monomodige optische faser und zugehöriges herstellungsverfahren - Google Patents

Monomodige optische faser und zugehöriges herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE60110909T2
DE60110909T2 DE60110909T DE60110909T DE60110909T2 DE 60110909 T2 DE60110909 T2 DE 60110909T2 DE 60110909 T DE60110909 T DE 60110909T DE 60110909 T DE60110909 T DE 60110909T DE 60110909 T2 DE60110909 T2 DE 60110909T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
section
core
inner shell
optical fiber
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60110909T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60110909D1 (de
Inventor
Robert Dennis SIMONS
Henricus Antonius BREULS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draka Fibre Technology BV
Original Assignee
Draka Fibre Technology BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draka Fibre Technology BV filed Critical Draka Fibre Technology BV
Application granted granted Critical
Publication of DE60110909D1 publication Critical patent/DE60110909D1/de
Publication of DE60110909T2 publication Critical patent/DE60110909T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03694Multiple layers differing in properties other than the refractive index, e.g. attenuation, diffusion, stress properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815Reactant deposition burners or deposition heating means
    • C03B37/01823Plasma deposition burners or heating means
    • C03B37/0183Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02395Glass optical fibre with a protective coating, e.g. two layer polymer coating deposited directly on a silica cladding surface during fibre manufacture
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03638Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03661Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03688Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 5 or more layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/22Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24Single mode [SM or monomode]

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer monomodigen optischen Faser mit einem lichtleitenden Kernabschnitt, einem diesen Kernabschnitt umgebenden Innenhüllabschnitt und einem diesen Innenhüllabschnitt umgebenden Mantelabschnitt, wobei der Brechungsindex des Kernabschnitts größer ist als diejenigen der Bereiche des Hüll- und des Mantelabschnitts und wobei die Brechungsindizes der Bereiche des Hüll- und des Mantelabschnitts praktisch gleich sind, wobei in diesem Verfahren ein Silikasubstratrohr, das als Mantelabschnitt verwendet wird, innen mit einem oder mehreren reaktiven Gasen gespült wird, um den Innenhüllabschnitt bzw. Kernabschnitt zu bilden, woraufhin das derartig mit Schichten versehene Substratrohr zusammengeschrumpft wird und zu einer monomodigen optischen Faser gezogen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine monomodige optische Faser mit einem lichtleitenden Kernabschnitt, einem den Kernabschnitt umgebenden Hüllabschnitt und einem den Innenhüllabschnitt umgebenden Mantelabschnitt.
  • Optische Fasern dieses Typs sind bekannt und werden hauptsächlich auf dem Gebiet der Telekommunikationstechnologie angewendet. Siehe beispielsweise die europäische Patentanmeldung EP 0 127 227 , EP 0 762 159 , EP 0 434 237 sowie das US-Patent US 5 242 476 , US 5 090 979 , US 4 802 733 und das US-Patent 5 838 866. Der Begriff 'monomodig', der in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, ist dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt und bedarf hier keiner weiteren Erklärung. Wegen ihrer charakteristischen niedrigen Dämpfung und Dispersion sind solche optischen Fasern besonders zur Ausbildung von Datenfernübertragungsstrecken geeignet, die häufig viele tausend Kilometer überspannen. Bei solchen erheblichen Entfernungen ist es häufig von größter Wichtigkeit, daß die kumulativen Signalverluste in der optischen Faser auf einem Minimum gehalten werden, wenn die Übertragung optischer Signale mit einer kleinen Anzahl von Zwischenverstärkungsstationen erfolgen soll. Bei der gemeinhin verwendeten Übertragungswellenlänge von 1550 nm fordert die Telekommunikationsindustrie herkömmlicherweise, daß die Gesamtdämpfung in solchen optischen Fasern 0,25 dB/km und vorzugsweise 0,2 dB/km nicht überschreitet.
  • Obwohl die gegenwärtig hergestellten Fasern alle diese Anforderungen in bezug auf die zulässige Dämpfung erfüllen, wird dennoch häufig beobachtet, daß im Laufe der Zeit die gleichen optischen Fasern beträchtliche Dämpfungserhöhungen aufweisen. Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß dieses Phänomen auf das allmähliche Eindringen von Wasserstoffgas aus ihrer Umgebung in die Faser zurückzuführen ist, wobei als Folge in der Faser Gruppen wie etwa SiH und SiOH entstehen. Diese Verbindungen weisen eine starke Infrarotabsorption mit Dämpfungsspitzen bei Wellenlängen von etwa 1530 und 1385 nm auf.
  • Eine Lösung des Problems der wasserstoffinduzierten Dämpfung ist aus der europäischen Patentanmeldung 0 477 435 bekannt. In dem dort offenbarten Verfahren wird eine schmelzflüssige optische Faser während ihrer Herstellung eingehend einem wasserstoffhaltigen Gas ausgesetzt, um sicherzustellen, daß allen Gitterstörstellenplätzen in der Faser vor der eigentlichen Implementierung der Faser bereits ein Wasserstoffatom angeboten worden ist. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht jedoch darin, daß dabei nur die Symptome der wasserstoffinduzierten Dämpfung und nicht deren Ursachen behandelt werden. Außerdem kompliziert diese bekannte Maßnahme beträchtlich den Herstellungsprozeß und bringt ein zusätzliches Risiko der Kontamination des Faserprodukts durch das verwendete wasserstoffhaltige Gas mit sich.
  • Aus dem US-Patent 5 090 979 ist ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Faser bekannt, die der Reihe nach aufweist: einen reinen Siliciumdioxidkernabschnitt, eine äußere Schicht aus fluordotiertem Siliciumdioxid, einer Substratschicht aus fluordotiertem Siliciumdioxid und einer Träger schicht aus reinem Siliciumdioxid, wobei der Brechungsindex des Kernabschnitts praktisch gleich dem der Trägerschicht ist.
  • Aus dem US-Patent 5 033 815 ist eine optische Faser des multimodigen Typs bekannt, die sich im wesentlichen von der gegenwärtigen monomodigen optischen Faser unterscheidet. Ferner enthält die multimodige optische Faser, die aus dieser Veröffentlichung bekannt ist, der Reihe nach einen GeO2- oder Sb2O3-dotierten Kernabschnitt, einen F-dotierten Hüllabschnitt und schließlich einen TiO2-dotierten Mantelabschnitt, was zur Folge hat, daß der Brechungsindex des Kernabschnitts höher ist als diejenigen der Bereiche des Hüll- und Mantelabschnitts und der Brechungsindex des Mantelabschnitts im wesentlichen niedriger ist als der des Hüllabschnitts, wobei sich das Brechungsindexprofil im wesentlichen von dem gegenwärtigen Profil unterscheidet. Es sind keine Daten in bezug auf die axiale Kompressionsbeanspruchung aus dieser Veröffentlichung bekannt.
  • Aus der europäischen Patenanmeldung 0 762 159 ist eine dispersionskompensierte Faser bekannt, die der Reihe nach einen Kernabschnitt mit mindestens 10 Mol.-% GeO2 und einen Hüllabschnitt aufweist, der einen ersten fluordotierten Hüllabschnitt, einen zweiten chlordotierten Hüllabschnitt und einen dritten chlor- oder fluordotierten Hüllabschnitt aufweist. Die Dotierung des dritten Hüllabschnitts ist so gewählt, daß die Glasviskosität im Moment des Ziehens niedriger ist als die von reinem Siliciumdioxidglas, was eine relativ niedrige Temperatur während des Ziehens ermöglicht. Es sind keine Daten in bezug auf die axiale Kompressionsbeanspruchung aus dieser Anmeldung bekannt.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer monomodigen optischen Faser bereitzustellen, bei dem die wasserstoffinduzierte Dämpfung mit einer Wellenlänge von 1550 nm ausreichend niedrig ist, um sicherzustellen, daß die Gesamtdämpfung bei dieser Wellenlänge höchsten 0,25 dB/km und vorzugsweise höchstens 0,2 dB/km beträgt.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren zur Herstellung einer monomodigen optischen Faser nach Anspruch 8 gelöst.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung gehen davon aus, daß das Vorhandensein einer axialen Kompression im Faser kern das Auftreten der oben erwähnten Gitterstörstellen verhindert, was zu einer erheblich herabgesetzten wasserstoffinduzierten Dämpfung führt. Da nach den Erfindern der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein von axialer Spannung in einem Faserkern die Ausbildung von Gitterstörstellen im Siliciumdioxidkern erleichtert, verhindert das Vorhandensein von axialer Kompression im Faserkern wesentlich das Auftreten solcher Störstellen, was zu einer wesentlich verringerten wasserstoffinduzierten Dämpfung führt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Anzahl von Experimenten durchgeführt, bei denen eine Vorform hergestellt wurde, indem die Innenfläche eines Substratrohrs der Reihe nach versehen wurde mit einem Innenhüllabschnitt aus Siliciumoxid, der aus SiO2 mit Fluordotierung bestand, und einer zweiten dotierten Schicht aus Siliciumoxid, die einen höheren Brechungsindex hat als der des Innenhüllabschnitts und den abschließenden Kern der Faser bildet. Das derartig mit einem Kernabschnitt und Innenhüllabschnitt versehene Substratrohr wurde anschließend thermisch einem Zusammenschrumpfprozeß unterzogen, um einen Stab auszubilden, der schließlich an einem seiner schmelzflüssigen äußersten Enden zu den erforderlichen Fasern gezogen wurde.
  • Erfindungsgemäß ist der Innenhüllabschnitt in einem Bereich von 0,1 bis 8,5 Gew.-% und vorzugsweise 0,2 bis 2,0 Gew.-% mit Fluor dotiert. Eine Fluordotierung von mehr als 8,5 Gew.-% ist unerwünscht, da dann Probleme bei der Aufbringung solcher Schichten entstehen. Eine Fluormenge von weniger als 0,1 Gew.-% ergibt kein erkennbares Ergebnis in bezug auf die erforderliche axiale Kompressionsbeanspruchung im Kernabschnitt. Eine maximale Dotierung von 2,0 Gew.-% ist besonders bevorzugt, wenn sehr niedrige Dämpfungsverluste erforderlich sind, die durch die Erhöhung der Rayleigh-Streuung negativ beeinflußt werden. Tatsache ist, daß Experimente gezeigt haben, daß ein Teil des Innenhüllabschnitts auch als Lichtweg für das Licht fungiert, das im Innern des Faserkerns transportiert wird.
  • Die Einbringung einer Fluordotierung in den Innenhüllabschnitt führt zu einer Verringerung des Brechungsindexes dieser Schicht. Um den derartig verringerten Brechungsindex zu regulieren, der vorzugsweise praktisch gleich dem des Mantelabschnittbereichs ist, wird der Innenhüllabschnitt mit sogenannten brechungserhöhenden Dotierungsmaterialien, wie beispielsweise P2O5, TiO2, ZrO2, SnO2, GeO2, N oder Al2O3 oder Kombinationen aus einer oder mehreren solcher Verbindungen, versehen.
  • In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist besonders bevorzugt, eine Pufferschicht zwischen den Mantelabschnitt und den Innenhüllabschnitt einzufügen, wobei die Pufferschicht einen Brechungsindex hat, der kleiner ist als der des Kernabschnitts und praktisch gleich dem der Bereiche des Hüllabschnitts und des Mantelabschnitts ist.
  • Eine solche Pufferschicht ist besonders erforderlich, wenn die optische Qualität des Mantelabschnitts gering ist, was bedeutet, daß der Mantelabschnitt Verunreinigungen enthält. Bei den nachfolgenden Wärmebehandlungen für das Zusammenschrumpfen zur Herstellung der Vorform und das anschließende Ziehen der Fasern aus der Vorform können solche Verunreinigungen in den lichtleitenden Teil der optischen Faser diffundieren, was zu einer erhöhten Dämpfung führt. Das Aufbringen einer Pufferschicht verhindert, daß die Verunreinigungen in den lichtleitenden Teil der Faser gelangen.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist auch bevorzugt, eine Zwischenschicht zwischen den Kernabschnitt und den Innenhüllabschnitt einzufügen, wobei die Zwischenschicht einen Brechungsindex hat, der niedriger ist als der des Kernabschnitts und praktisch gleich dem der Bereiche des Innenhüll- und Mantelabschnitts.
  • Die Lichtleitung in der monomodigen optischen Faser erfolgt teilweise in der Schicht, die den Kernabschnitt direkt umgibt. Wenn diese Schicht stark dotiert ist, sind die Effekte einer erhöhten Rayleigh-Streuung auffällig, was zu einer Dämpfungserhöhung führt. Eine hohe Dotierung kann jedoch erforderlich sein, um den Kernabschnitt der erforderlichen axialen Kompressionsbeanspruchung auszusetzen. Eine Zwischenschicht mit niedriger Dotierung wird also vorzugsweise eingefügt, um mögliche negative Effekte einer extra Rayleigh-Streuung zu verhindern.
  • Der Innenhüllabschnitt hat vorzugsweise eine Dicke von 3 bis 21 μm in der fertigen Faser.
  • Die erforderliche Schichtdicke hängt von den Dotierungen in der Schicht ab. Versuche haben gezeigt, daß die Schichtdicke von weniger als 3 μm nicht ausreicht, um den Kernabschnitt der erforderlichen axialen Kompressionsbeanspruchung auszusetzen, die erfindungsgemäß erforderlich ist. Die obere Grenze der maximalen Schichtdicke für den Innenhüllabschnitt wird hauptsächlich durch die Verarbeitbarkeit der Vorform bestimmt, die schließlich zu einer optischen Faser gezogen wird.
  • In einer bestimmten Ausführungsform ist es ferner erforderlich, daß der lichtleitende Kernabschnitt, der mit einer oder mehreren Dotierungen versehen ist, aus SiO2 mit einer Fluordotierung in einem Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-% und einer oder mehreren Dotierungen besteht, die sicherstellen, daß der Kernabschnitt den Brechungsindex aufweist, der erfindungsgemäß erforderlich ist, wobei der Brechungsindex des Kerns höher ist als der des Hüllabschnitts, wobei die Dotierungen beispielsweise P2O5, TiO2, ZrO2, SnO2, GeO2, N und Al2O3 oder Kombinationen aus einer oder mehreren dieser Verbindungen aufweisen können.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist bevorzugt, daß die Vorform, die den Kernabschnitt, den Innenhüllabschnitt und den Mantelabschnitt, möglicherweise ergänzt durch einen Puffer und/oder eine Zwischenschicht, aufweist, an der Außenfläche des Mantelabschnitts mit einer zusätzlichen Schicht versehen ist, beispielsweise in Form einer Glasröhre oder einer Schicht, die mittels eines externen CVD-Prozesses aufgebracht ist.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Ausbildung des Kernabschnitts und des Innenhüllabschnitts und möglicherweise der oben erwähnten Zwischenschicht und/oder der Pufferschicht mittels eines chemischen Bedampfungsprozesses, insbesondere mittels eines PCVD-Prozesses, vorzugsweise plasmainduziert. Da die axiale Länge eines herkömmlichen Substratrohrs insbesonde re viele Male größer ist als sein Durchmesser, ist eine kontrollierte Aufbringung einer gleichmäßigen Materialschicht auf die Innenfläche eines solchen Substratrohrs mit herkömmlichen Beschichtungsprozessen wie etwa Aufsprühbeschichtung oder Laserablationsbeschichtung sehr schwer zu erreichen. In der PCVD-Ausführungsform kann der aufgebrachte chemische Dampf erfolgreich über die volle Länge der Innenfläche des Substratrohrs verteilt werden, wobei eine sehr gleichmäßige Beschichtung der Innenwand möglich ist. Außerdem ist es durch Anwendung des PCVD-Prozesses möglich, eine Aufbringung von Schichten mit kontrollierten Dotierungspegeln durchzuführen, wodurch dieser Prozeß erfolgreich für die Beschichtung des Kernabschnitts und des Innenhüllabschnitts verwendet werden kann, möglicherweise ergänzt durch die Zwischen- und/oder Pufferschichten.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine monomodige optische Faser nach Anspruch 1.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist ferner bevorzugt, daß die monomodige optische Faser so aufgebaut ist, daß zwischen den Kernabschnitt und den Innenhüllabschnitt eine Zwischenschicht eingefügt ist, die einen Brechungsindex hat, der niedriger ist als der des Kernabschnitts und praktisch gleich denen der Bereiche des Innenhüllabschnitts und des Mantelabschnitts.
  • Außerdem ist bei einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden monomodigen optischen. Faser bevorzugt, daß eine Pufferschicht zwischen dem Mantelabschnitt und dem Innenhüllabschnitt vorhanden ist, wobei die Pufferschicht einen Brechungsindex hat, der niedriger ist als der des Kernabschnitts und praktisch gleich denen der Bereiche des Innenhüllabschnitts und des Mantelabschnitts.
  • Ferner ist in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt, daß ein Außenhüllabschnitt auf der Außenseite des Mantelabschnitts vorhanden ist.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Anzahl von Zeichnungen erläutert, wobei die Zeichnungen lediglich darstellenden Charakter haben und keine Einschränkung des Schutzbereichs der Erfindung darstellen.
  • 1 stellt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer monomodigen optischen Faser dar.
  • 2 stellt eine besondere erfindungsgemäße Ausführungsform einer monomodigen optischen Faser dar, bei der eine Pufferschicht aufgebracht worden ist.
  • 3 stellt eine besondere erfindungsgemäße Ausführungsform einer monomodigen optischen Faser dar, bei der eine Zwischenschicht aufgebracht worden ist.
  • 4 bis 6 entsprechen jeweils 1 bis 3, in denen allerdings der Mantelabschnitt mit einem Außenhüllabschnitt versehen worden ist.
  • 7 stellt ein Spannungs-Faserradius-Diagramm nach dem Stand der Technik dar.
  • 8 stellt ein erfindungsgemäßes Spannungs-Faserradius-Diagramm dar.
  • In 1 ist eine monomodige optische Faser 6 schematisch dargestellt, die entstanden ist, nachdem eine Vorform zusammengeschrumpft und daraus eine Faser gezogen worden ist. Die monomodige optische Faser 6 kann als lichtleitender Kernabschnitt 4 angesehen werden, der von einem Innenhüllabschnitt 3 umgeben ist, wobei der Innenhüllabschnitt 3 anschließend von einem Mantelabschnitt 1 umgeben ist. Ein nichtdotiertes Silikasubstratrohr wird als Mantelabschnitt verwendet. Der Brechungsindex des Kernabschnitts 4 ist größer als die Brechungsindizes des Innenhüllabschnitts 3 und des Mantelabschnitts 1, wobei die Brechungsindizes der letzten beiden Abschnitte praktisch gleich sind. Man beachte, daß die in 1 bis 6 verwendet Bezugszeichen miteinander übereinstimmen.
  • In 2 ist eine besondere Ausführungsform der monomodigen optischen Faser 6 schematisch dargestellt, die einen lichtleitenden Kernabschnitt 4 aufweist, der von einem Innenhüllabschnitt 3 umgeben ist, der von einer Pufferschicht 2 umgeben ist, die schließlich von einem Mantelabschnitt 1 umgeben ist. Eine solche monomodige optische Faser 6 wird erfindungsgemäß unter Verwendung einer Silikasubstratröhre als Mantelabschnitt 1 hergestellt, woraufhin eine Pufferschicht 2, eine Innenhüllschicht 3 und schließlich ein Kernabschnitt 4 jeweils mittels eines PCVD-Prozesses aufgebracht werden. Wenn die oben erwähnten Schichten auf die Silikasubstratröhre aufgebracht worden sind, wird ein thermischer Zusammenschrumpfprozeß durchgeführt, wonach eine Vorform entsteht, aus der schließlich die monomodige optische Faser 6 gezogen wird.
  • In 3 ist eine besondere Ausführungsform einer monomodigen optischen Faser 6 schematisch dargestellt, die einen Kernabschnitt 4 aufweist, der von einer Zwischenschicht 5 umgeben ist, die von einem Innenhüllabschnitt 3 umgeben ist, der von einer Pufferschicht 2 umgeben ist, die von einem Mantelabschnitt 1 umgeben ist. Die in 3 schematisch dargestellte monomodige optische Faser 6 wird auf die gleiche Weise hergestellt, wie in 2 beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen ist es jedoch möglich, die in 3 gezeigte Pufferschicht 2 wegzulassen, was zur Folge hat, daß der Innenhüllabschnitt 3 direkt auf den Mantelabschnitt 1 aufgebracht wird, gefolgt von der Zwischenschicht 5 und schließlich dem Kernabschnitt 4. Diese Ausführungsform ist jedoch nicht schematisch dargestellt.
  • In 4 ist die Mantelschicht 1 mit einem Außenhüllabschnitt 7 versehen, was auch für 5 und 6 gilt. Die vorliegende Erfindung sollte besonders unter dem Aspekt gesehen werden, daß der Kernabschnitt der monomodigen optischen Faser einer axialen Kompressionsbeanspruchung durch Dotierung des Innenhüllabschnitts mit Fluor in einem Bereich von 0,1 bis 8,5 Gew.-% und vorzugsweise von 0,2 bis 2,0 Gew.-% unterzogen wird.
  • In 7 ist ein Diagramm der Spannung als Funktion des Radius r einer monomodigen optischen Faser nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei die Faser aus einem Kernabschnitt, der aus SiO2 besteht, das mit GeO2 und F dotiert ist, und einem undotierten Hüllabschnitt besteht, der aus SiO2 besteht. Die Position des Kernabschnitts ist durch eine vertikale gestrichelte Linie angezeigt, und es wird somit unmittelbar deutlich, daß der Kernabschnitt unter einer positiven Spannung, nämlich Zugspannung steht.
  • In 8 ist ein Diagramm der Spannung als Funktion des Radius r einer erfindungsgemäßen monomodigen Faser dargestellt, wobei die Faser aus einem Kernabschnitt, der aus SiO2 besteht, das mit GeO2 und F dotiert ist, und ferner einem Innenhüllabschnitt besteht, der aus SiO2 besteht, das mit F und GeO2 gemäß 5 dotiert ist, wobei die übrigen Bereiche aus undotiertem SiO2 bestehen. Die Position des Kernabschnitts ist auch durch eine vertikale gestrichelte Linie angezeigt, und es ist unmittelbar erkennbar, daß der Kernabschnitt unter einer axialen Kompressionsbeanspruchung steht, die erfindungsgemäß erforderlich ist.

Claims (14)

  1. Monomodige optische Faser mit einem lichtleitenden Kernabschnitt (4), einem diesen Kernabschnitt (4) umgebenden Innenhüllabschnitt (3) und einem diesen Innenhüllabschnitt (3) umgebenden Mantelabschnitt (1), wobei der Brechungsindex des Kernabschnitts (4) größer ist als diejenigen der Bereiche des Hüllabschnitts und des Mantelabschnitts (3, 1) und wobei die Brechungsindizes der Bereiche des Hüllabschnitts und des Mantelabschnitts (3, 1) praktisch gleich sind, wobei der Innenhüllabschnitt (3) aus SiO2 aufgebaut ist, das eine Fluordotierung in einem Bereich von 0,1–8,5 Gew.-% aufweist, was zur Folge hat, daß der Kernabschnitt (4) über seinen gesamten Querschnitt hinweg einer axialen Kompressionsbeanspruchung ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenhüllabschnitt (3) ferner mit brechungserhöhenden Dotierungen versehen ist, um einen Brechungsindex zu erzielen, der gleich dem des Mantelabschnitts (1) ist, wobei ein nichtdotiertes Silikasubstratrohr als der Mantelabschnitt (1) verwendet wird.
  2. Monomodige optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Fluor in dem Innenhüllabschnitt (3) im Bereich von 0,2–2,0 Gew.-% liegt.
  3. Monomodige optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantelabschnitt (1) und dem Innenhüllabschnitt (3) eine Pufferschicht (2) angeordnet ist, die einen Brechungsindex hat, der kleiner als der des Kernabschnitts (4) ist und praktisch gleich denjenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) ist.
  4. Monomodige optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kernabschnitt (4) und dem Innenhüllabschnitt (3) eine Zwischenschicht (5) angeordnet ist, die einen Brechungsindex hat, der kleiner als der des Kernabschnitts (4) ist und der praktisch gleich denje nigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) ist.
  5. Monomodige optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es an der Außenseite des Mantelabschnitts (1) einen Außenhüllabschnitt (7) gibt, der einen Brechungsindex hat, der praktisch gleich denjenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) ist.
  6. Monomodige optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenhüllabschnitt (3) eine Dicke hat, die im Bereich von 3–21 μm liegt.
  7. Monomodige optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernabschnitt (4) aus SiO2 aufgebaut ist, das eine Fluordotierung in einem Bereich von 0,2–2,0 Gew.-% aufweist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer monomodigen optischen Faser, die einen lichtleitenden Kernabschnitt (4), einen diesen Kernabschnitt (4) umgebenden Innenhüllabschnitt (3) und einen diesen Innenhüllabschnitt (3) umgebenden Mantelabschnitt (1) aufweist, wobei der Brechungsindex des Kernabschnitts (4) größer ist als diejenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) und wobei die Brechungsindizes der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) praktisch gleich sind, gemäß welchem Verfahren ein nichtdotiertes Silikasubstratrohr, das als Mantelabschnitt dient, mit einem oder mehreren reaktiven Gasen gespült wird, um den Innenhüllabschnitt (3) bzw. den Kernabschnitt (4) herzustellen, woraufhin das Substratrohr zusammengeschrumpft wird und zu einer monomodigen optischen Faser gezogen wird, bei welcher der Innenhüllabschnitt (3) aus SiO2 aufgebaut ist, das eine Fluordotierung in einem Bereich von 0,1–8,5 Gew.-% aufweist, was zur Folge hat, daß der Kernabschnitt (4) über seinen gesamten Querschnitt hinweg einer axialen Kompressionsbeanspruchung ausgesetzt ist, und der Innenhüllabschnitt (4) ferner mit brechungserhöhenden Dotierungen versehen ist, um einen Brechungsindex zu erzielen, der gleich dem des Mantelabschnitts (1) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Fluor im Innenhüllabschnitt (3) im Bereich von 0,2–2,0 Gew.-% liegt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantelabschnitt (1) und dem Innenhüllabschnitt (3) eine Pufferschicht (2) eingefügt ist, die einen Brechungsindex hat, der kleiner als der des Kernabschnitts (4) ist und praktisch gleich denjenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1).
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kernabschnitt (4) und dem Innenhüllabschnitt (3) eine Zwischenschicht (5) eingefügt ist, die einen Brechungsindex hat, der kleiner als der des Kernabschnitts (4) ist und praktisch gleich denjenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Mantelabschnitts (1) ein Außenhüllabschnitt (7) angeordnet ist, der einen Brechungsindex hat, der praktisch gleich denjenigen der Bereiche des Innenhüllabschnitts (3) und des Mantelabschnitts (1) ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Kernabschnitts (4) und des Innenhüllabschnitts (3) und möglicherweise des Außenhüllabschnitts (7), der Zwischenschicht (5) und/oder der Pufferschicht (2) mittels eines PCVD-Prozesses ausgeführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der PCVD-Prozeß unter Plasmainduktion durchgeführt wird.
DE60110909T 2000-06-09 2001-06-08 Monomodige optische faser und zugehöriges herstellungsverfahren Expired - Lifetime DE60110909T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015405 2000-06-09
NL1015405A NL1015405C2 (nl) 2000-06-09 2000-06-09 Single mode optische vezel en werkwijze voor het vervaardigen van een single mode optische vezel.
PCT/NL2001/000433 WO2002008811A1 (en) 2000-06-09 2001-06-08 Single mode optical fibre, and method for the manufacture of a single mode optical fibre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60110909D1 DE60110909D1 (de) 2005-06-23
DE60110909T2 true DE60110909T2 (de) 2006-01-19

Family

ID=19771518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60110909T Expired - Lifetime DE60110909T2 (de) 2000-06-09 2001-06-08 Monomodige optische faser und zugehöriges herstellungsverfahren

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6754423B2 (de)
EP (1) EP1287392B1 (de)
JP (1) JP4808906B2 (de)
KR (1) KR100789974B1 (de)
CN (1) CN1227547C (de)
AT (1) ATE295969T1 (de)
AU (1) AU2001264412A1 (de)
BR (1) BRPI0111478B1 (de)
DE (1) DE60110909T2 (de)
DK (1) DK1287392T3 (de)
NL (1) NL1015405C2 (de)
RU (1) RU2271025C2 (de)
WO (1) WO2002008811A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322131B1 (ko) * 1999-01-28 2002-02-04 윤종용 오.에이치.차단층을 구비한 광섬유 모재 및 그 제조방법
CN1261379C (zh) * 2002-01-17 2006-06-28 住友电气工业株式会社 玻璃管的制造方法和制造装置
US7079749B2 (en) * 2003-01-27 2006-07-18 Peter Dragic Waveguide configuration
KR101166205B1 (ko) * 2003-03-21 2012-07-18 헤라에우스 테네보 게엠베하 모재의 제조를 위한 합성 실리카 글래스 튜브, 수직 인발공정을 이용한 합성 실리카 글래스 튜브의 제조방법 및상기 튜브의 이용
JP2005298271A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの製造方法及び光ファイバ
FR2896795B1 (fr) * 2006-01-27 2008-04-18 Draka Compteq France Procede de fabrication d'une preforme de fibre optique
US7493009B2 (en) * 2007-05-25 2009-02-17 Baker Hughes Incorporated Optical fiber with tin doped core-cladding interface
US7848604B2 (en) 2007-08-31 2010-12-07 Tensolite, Llc Fiber-optic cable and method of manufacture
US8315495B2 (en) 2009-01-30 2012-11-20 Corning Incorporated Large effective area fiber with Ge-free core
US7689085B1 (en) 2009-01-30 2010-03-30 Corning Incorporated Large effective area fiber with GE-free core
US9052486B2 (en) 2010-10-21 2015-06-09 Carlisle Interconnect Technologies, Inc. Fiber optic cable and method of manufacture
RU2457519C1 (ru) * 2010-12-03 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" Интегрально-оптический волновод с активированной сердцевиной, двойной светоотражающей оболочкой и способ его изготовления
US8929701B2 (en) 2012-02-15 2015-01-06 Draka Comteq, B.V. Loose-tube optical-fiber cable
KR102029213B1 (ko) * 2017-10-30 2019-10-07 국방과학연구소 방사상 전파를 위한 광섬유 팁의 제조방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5033815A (en) * 1979-10-25 1991-07-23 Nippon Telephone & Telegraph Optical transmission fiber and process for producing the same
JPS5662204A (en) * 1979-10-25 1981-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical transmission fiber and its manufacture
JPS56121002A (en) * 1980-02-28 1981-09-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber for light transmission and its manufacture
DE3205345A1 (de) * 1982-02-15 1983-09-01 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg "verfahren zur herstellung von fluordotierten lichtleitfasern"
DE3376884D1 (de) * 1983-06-29 1988-07-07 Ant Nachrichtentech Single-mode w-fibre
DE3500672A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Philips Patentverwaltung Lichtleitfaser mit fluordotierung und verfahren zu deren herstellung
FR2650584B1 (fr) * 1989-08-02 1993-12-17 Cie Generale D Electricite Procede de fabrication d'une fibre optique a gaine dopee
US5044724A (en) * 1989-12-22 1991-09-03 At&T Bell Laboratories Method of producing optical fiber, and fiber produced by the method
DE4028275A1 (de) * 1990-09-06 1992-03-12 Kabelmetal Electro Gmbh Verfahren zur herstellung von glasfaser-lichtwellenleitern mit erhoehter zugfestigkeit
US5059229A (en) * 1990-09-24 1991-10-22 Corning Incorporated Method for producing optical fiber in a hydrogen atmosphere to prevent attenuation
DE19505929C1 (de) * 1995-02-21 1996-03-28 Heraeus Quarzglas Optisches Bauteil
DE69630426T2 (de) * 1995-08-31 2004-08-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersionskompensierende Faser und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3068013B2 (ja) * 1995-08-31 2000-07-24 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ
JP3562545B2 (ja) * 1995-12-04 2004-09-08 住友電気工業株式会社 光ファイバ用ガラス母材の製造方法
TW371650B (en) * 1995-12-04 1999-10-11 Sumitomo Electric Industries Method for producing an optical fiber quartz glass preform
JP3503427B2 (ja) * 1997-06-19 2004-03-08 ソニー株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
US6131415A (en) * 1997-06-20 2000-10-17 Lucent Technologies Inc. Method of making a fiber having low loss at 1385 nm by cladding a VAD preform with a D/d<7.5
JP3337954B2 (ja) * 1997-09-17 2002-10-28 株式会社フジクラ 分散補償光ファイバ
FR2792733B1 (fr) * 1999-04-26 2002-01-11 Cit Alcatel Preforme comprenant un revetement barriere contre la diffusion d'hydrogene dans la fibre optique fabriquee a partir de cette preforme et procede de preparation d'une telle preforme

Also Published As

Publication number Publication date
EP1287392A1 (de) 2003-03-05
BR0111478A (pt) 2003-07-01
KR100789974B1 (ko) 2007-12-31
RU2271025C2 (ru) 2006-02-27
US20020015570A1 (en) 2002-02-07
KR20030007913A (ko) 2003-01-23
NL1015405C2 (nl) 2001-12-12
JP2004505000A (ja) 2004-02-19
DE60110909D1 (de) 2005-06-23
DK1287392T3 (da) 2005-08-15
WO2002008811A1 (en) 2002-01-31
EP1287392B1 (de) 2005-05-18
CN1436310A (zh) 2003-08-13
CN1227547C (zh) 2005-11-16
AU2001264412A1 (en) 2002-02-05
JP4808906B2 (ja) 2011-11-02
US6754423B2 (en) 2004-06-22
BRPI0111478B1 (pt) 2015-09-15
ATE295969T1 (de) 2005-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3232194C2 (de)
DE60100568T2 (de) Optische Faser mit positiver Dispersion und grosser effektiver Fläche
DE602004013238T2 (de) Multimode-Gradientenfaser und Herstellungsverfahren dafür
DE60110909T2 (de) Monomodige optische faser und zugehöriges herstellungsverfahren
DE60008045T2 (de) Glasfaser mit grosser effektiver Fläche und dispersionskompensiertes optisches Übertragungssystem
DE69630426T2 (de) Dispersionskompensierende Faser und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3312698C2 (de) Monomode-Faser
DE60025823T2 (de) Optische wellenleiterfaser mit niedrigem wasserpeak und verfahren zu ihrer herstellung
DE19537379C2 (de) Optische Faservorform, Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben
DE3040188C2 (de) Optische Übertragungsfaser und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69838276T2 (de) Dispersionsverschobene optische Faser
EP0731368B1 (de) Zylinderförmiger Lichtwellenleiter
DE3307874C2 (de)
DE60212790T2 (de) Dispersionkompensierende optische Faser mit Vierfachmantel
DE3229432C2 (de)
DE60034636T2 (de) Optische Faser zur Kompensation der chromatischen Dispersion einer optischen Faser mit positiver chromatischer Dispersion
DE2907650C3 (de) Multimode-Lichtleiter
DE60124328T2 (de) Photonenkristallglasfaser (PCF) mit mehreren Mantelschichten
DE19928971A1 (de) Mehrfachmantellichtleiter, dort eingeschriebenes Langperiodenlichtleitergitter, und zugehöriges Einschreibeverfahren
EP0327702B1 (de) Lichtwellenleiter
EP0198118B1 (de) Einwelliger Lichtwellenleiter aus Quarzglas und Verfahren zu dessen Herstellung
DE60209457T2 (de) Optische Stufenindexfaser mit dotiertem Kern und Mantel, Vorform und Herstellungsverfahren fÜr eine solche Faser
DE69830547T2 (de) Mehrkernfaser
DE60200189T2 (de) Verfahren zum Herstellen von optischen Fasern aus Vorformen mittels Regulierung des Partialdrucks des Sauerstoffes während der Dehydratisierung der Vorform
DE60211510T2 (de) Optische faser und verfahren zum herstellen einer optischen faser

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition