DE69600288T2 - Optische faser mit verringerter polarisationsmodendispersion - Google Patents

Optische faser mit verringerter polarisationsmodendispersion

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit einem Kernteil mit einem Dotierungsmittel und mit einem umgebenden optischen Verkleidungsteil, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist: das Ziehen einer Faser von einer geschmolzenen Extremität einer Siliziumoxidvorform und das Verlagern der Faser an Mitteln entlang zum Bedecken der Faser mit einer Schutzschicht. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine optische Faser mit einer verringerten Polarisationsmodendispersion.
  • Der Ausdruck "Polarisationsmodendispersion" (PMD) bezieht sich auf die Dispersion von Signalen, getragen durch eine optische Faser (insbesondere eine Einmodenfaser) als Ergebnis von Doppelbrechung im Kernteil der Faser. Diese Doppelbrechung wird verursacht durch Unzulänglichkeiten in der Faser, wie einer leichten Unrundheit des Kerndurchschnitts, asymmetrische Seitenspannung usw. und zeigt sich in verschiedenen Brechzahlen für die zwei orthogonalen Polarisationsmoden eines getragenen Signals. Im Falle einer einwandfreien Faser ohne PMD pflanzen diese zwei Moden sich unabhängig voneinander mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit fort. Aber beim Vorhandensein von PMD ändert sich die relative Phase der beiden Moden ständig, wodurch auf eine spezielle Konfiguration mit bestimmten räumlichen Intervallen längs der Faser zurückgekehrt wird. Der Mittelwert eines derartigen Intervalls wird als die Taktlänge Lp der Faser bezeichnet und hat eine typische Länge in der Größenordnung van im.
  • Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art ist aus dem US Patent 5.298.047 bekannt, wobei nach dem Faserbedeckungsschritt die bewegende Faser über eine Reihe von Rollen geführt wird. Durch ständiges unregelmäßiges Hin- und Zurückbewegen der Drehungsachse wenigstens einer der Rollen (d.h. mit einer variablen Frequenz) wird die Faser einem Schwingungsdrehmoment ausgesetzt, was dafür sorgt, daß die ganze Länge der Faser zwischen der hin- und hergehenden Rolle und der Vorform hin- und zurückverzwirnt wird. Eine solche Verzwirnung einer warmen, unbedeckten Faser bringt einen schwingenden axialen Drall des Bildungsmaterials mit sich und dieser Drall wird daraufhin bei Abkühlung in der Faser "fixiert". Das besclrriebene Vorhandensein einer derartigen variablen drallbezogenen Spannung in der Faser erzeugt eine ständige Modekopplung zwischen die orthogonalen Polarisationsmoden eines getragenen Signals, wobei dadurch die Akkumulation einer wesentlichen Phasenverzögerung zwischen den beiden Moden verrnieden wird, und folglich eine wesentliche Verringerung in der PMD der Faser verursacht wird.
  • Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Verfahren zu schaffen, durch das eine optische Faser mit verringerter PMD hergestellt werden kann. Es ist nun insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, daß die spezifischen Mittel zum Erhalten der genannten Verringerung der PMD keinen mechanischen Kontakt mit der Faser erfordern. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, daß dieses alternative Verfahren relativ preisgünstig ist und sich auf einfache Weise bei existierenden Faserentwürfen anwenden läßt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung eine optische Faser zu schaffen, bei der eine wesentlich verringerte PMD durch einen Mechanismus erreicht wird, der anders ist als die vorhandene variable drallbezogene mechanische Spannung in der Faser.
  • Diese und andere Aufgaben werden nach der Erfindung erftillt durch ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit verringerter PMD mit einem Kernteil mit einem Dotierungsmittel und mit einem umgebenden optischen Verkleidungsteil, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfaßt: das Ziehen einer Faser aus einer geschrnolzenen Extremität einer Siliziumvorform und das Verlagern der Faser an Mitteln entlang zum Bedecken dieser Faser mit einer Schutzschicht, mit dem Kennzeichen, daß vor dem Bedeckungs schritt die sich verlagernde Faser einer unregelmäßig modulierten aktinischen Strahlung ausgesetzt wird, wodurch entsprechende unregelmäßige Schwankungen in der Brechzahl des Kernteils als Funktion der Längsposition über im wesentlichen die ganze Länge verursacht werden.
  • Mit dem Ausdruck "Siliziumoxid" ist in diesem Fall jede Form von SiO&sub2; gemeint, ob amorph oder kristallin, synthetisch oder natürlich; der Fachmann wird verstehen daß solches Siliziumoxid relativ kleine Mengen bestimmter Dotierungsmittel aufweist (wie beispielsweise F oder Ge)zur Änderung der Brechzahl. Der oben geprägte Ausdruck "aktinische Strahlung" soll verstanden werden als sich auf Formen von Strahlung wie UV-Strahlung, X-Strahlung, Elektronenstrahlung usw. beziehend, sowie auf sichtbare elektromagnetische Strahlung relativ kurzer Wellenlänge, wie grünes oder blaues Licht. Solche Strahlung wird in diesem Zusammenhang als "moduliert" betrachtet, wenn die Intensität, die Wellenlänge oder Energie je Teilchen vorübergehend geändert werden, entweder unmittelbar an der Quelle oder mit Hilfe einstweilig einstellbarer Verfinsterungs- oder Ablenkmittel, wie eines Verschlusses. Eine solche Modulation wird als "unregelmäßig" betrachtet, wenn die einstweilige Trennung angrenzender örtlicher Maxima nicht konstant ist, so daß die entsprechenden Brechzahlschwankungen über größere Längen des Faserkerns nicht mit konstanten Intervallen auftreten.
  • Es dürfte einleuchten, daß die erfindungsgemäße aktinische Bestrahlung vorzugsweise über im wesentlichen die ganze Länge der optischen Faser erfolgt, die in einem Vorgang von der Vorform (typisch in der Größenordnung von 100 km) gezogen wird, oder wenigstens über eine Anzahl einzelner Abschnitte wesentlicher Länge (in der Größenordnung von 10 - 100 m) mit etwaigen zwischenliegenden nicht bestrahlten Faserteilen.
  • In der internationalen Patentanmeldung WO-A 94 19 713 wird die Herstellung von Rastersegmenten in einer otpischen Faser beschrieben, wobei eine Bestrahlungsprozedur durchgeftihrt wird. Solche Segmente sind kurz (etwa 1 cm) und werden als Bauteile in Sensoranordnungen und Lasern verwendet. In diesem Dokument wird über das Problem einer verringerten PMD bei Fasern großer Länge nichts gesagt.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die elektronische Struktur von Dotierungsmitteln in dem Kernteil der Faser durch aktinische Bestrahlung mit geeigneter Energie derart geändert werden kann, daß die Brechzahl des dotierten Kernmaterials in dem betreffenden bestrahlten Abschnitt örtlich gesteigert wird. Wenn solche örtliche Brechzahländerungen mit unregelmäßigen Intervallen über die Länge des Faserkerns (nach der Erfindung) herbeigeführt werden, verursachen sie eine ständige Modekopplung zwischen den jeweiligen Polarisationsmoden eines sich in dem Kern fortpflanzenden Signals, mit einer wesentlichen Verringerung der PMD. Weil die erfindungsgemäße Bestrahlung zu einer ötlichen Steigerung der Brechzahl nco des Kernteils führt, und weil nco bereits größer ist als die Brechzahl ncl des umgebenden optischen Verkleidungsteils, wird die wesentliche Bedingung nco > ncl für das Auftreten der inneren Totalreflexion in dem Faserkern beibehalten.
  • Als spezifisches Beispiel im Falle eines GeO&sub2;-Dotierungsmittels, verteilt über einen Siliziumoxidkern, kann Bestrahlung von Ge-Atomen in ihrem Ausgangszustand mit aktinischer Strahlung (wie Uv-Strahlen) zu einer teilweisen Erzeugung stabilen Ge(1) und GE(2) in angeregtem Zustand führen, wodurch der erhaltene Wert des Atomverhältnisses Ge:Ge(1):Ge(2) abhängig ist von dem speziellen Typ der angewandten aktischen Strahlung. Dadurch nimmt die Brechzahl des Ge-dotierten Kernteils zu. Dieser Prozeß ist in einem Artikel von Russell u.a. in "SPIE Conference Proceedings" Heft 1373 (1990), "Fiber Laser Sources and Amplifiers II" Seiten 126 - 139 detailliert beschrieben.
  • Andere Kerndotierungsmittel, deren elektronische Struktur unter Verwendung aktinischer Strahlung geändert werden kann, enthalten beispielsweise P (Phosphor) und Al (Aluminium).
  • Es ist ein spezieller Vorteil, daß die Mittel zum Durchführen der erfindungsgemäßen Strahlung nicht unbedingt einen mechanischen Kontakt mit der Faser erfordern und in sehr gedrängter Form ausgebildet werden können (wie beispielsweise ein Laserstrahl, eine Bogenlampe oder ein Elektronenstrahlerzeugungssystem).
  • Die obengenannten Verkleidungsmittel können von jedem Typ sein, geeignet zum Gebrauch bei der Herstellung optischer Fasern. So können beispielsweise solche Mittel eine Kammer aufweisen, durch welche die sich verlagernde Faser hindurchgeführt wird und in die ein reaktives Kohlenwasserstoffgas eingeführt wird, wobei die Kammer weiterhin mit Erhitzungsmitteln versehen ist (beispielsweise mit induktiven oder Mikrowellenerhitzungsmitteln) zum Erhitzen der Faser, wobei diese dazu dienen, die Niederschlaggeschwindigkeit einer festen Kohlenwasserstoffschicht auf die Oberfläche der Faser zu steigern. Der erfindungsgemäße Bestrahlungsprozeß findet vor dem Verkleindungsschritt statt, da die verwendete aktinische Strahlung sonst Absorption in der Schutzschicht der Faser erfährt.
  • Es sei erwähnt, daß es nicht wesentlich ist, daß die Faser entweder weich oder warm ist während des erfindungsgemäßen Bestrahlungsprozesses. Andererseits wenn die Faser kurze Zeit nach dem Ziehen eine bestimmte Menge der Wärme festhält, wird dies das erfindungsgemäße Verfahren nicht stören, es sei denn, daß die Temperatur der Faser hoch genug ist um die angeregten Dotierungszustände rückgängig zu machen (die auftreten über etwa 700º C im Falle von beispielsweise UV- bestrahlten Ge-Dotierungsmitteln).
  • Eine besonders effektive PMD-Verringerung wird nach der Erfindung erhalten, wenn dm < Lp ist, wobei dm die mittlere Längstrennung benachbarter örtlicher Zonen mit einer gesteigerten nco ist. Vorzugsweise ist dm um viele Male kleiner als Lp; wenn beispielsweise Lp 2m ist, sollte dm vorzugsweise (aber nicht unbedingt) einen Maximalwert von etwa 1 m haben, und vorzugsweise einen Wert von etwa 0,3 - 0,4 m (etwa 5 Modulationen je Taktlänge). Der erhaltene Wert von dm wird selbstverständlich abhängig sein von der linearen Geschwindigkeit vf der sich verlagernden Faser und von der mittleren Modulationszeit tr der aktinischen Strahlung. Wenn beispielsweise vf = 10 m/s, dann muß tr einen Wert von 0,05 s haben, damit erhalten wird: dm = 0,5 m. Es sei bemerkt, daß der Ausdruck "mittlere" in diesem Zusammenhang als der mathematische Mittelwert gemeint ist, genommen über eine bestimmte Länge der optischen Faser (beispielsweise 100 m) oder über ein wesentliches Zeitintervall (beispielsweise 10 s).
  • Obschon verschiedene Typen aktinischer Strahlung im Grunde geeignet sind zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, kann es dennoch eine praktische Bevorzugung geben für den Gebrauch elektromagnetischer Strahlung, da diese auf einfache Weise mit einer hohen Intensität aus einer preisgünstigen und gedrängten Quelle erzeugt werden kann und weil diese beispielsweise unter Verwendung eines Verschlusses oder einer pulsierenden Speisung moduliert werden kann. Die Anmelderin hat insbesondere eine äußerst befriedigende PMD-Verringerung bei Gedotierten Siliziumoxidfasern erzielt, und zwar mit Hilfe von UV-Licht oder mit Hilfe von blauem/grünem Licht von einer Laserquelle einer beliebig gepulsten Intensität. Unter UV-Licht wird in diesem Zusammenhang eine Wellenlänge im Bereich von 230 - 260 nm gemeint und vorzugsweise mit einem Wert von 244 nm, und unter blauem/grünem Licht soll Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 460 - 520 nm verstanden werden und vorzugsweise mit einem etwaigen Wert von 488 oder 514 nm.
  • Außer einer solchen beliebigen Pulsierung der aktinischen Strahlung gibt es viele andere Arten, die gewünschte unregelmäßige Modulation nach der Erfindung zu erhalten. So kann beispielsweise eine solche Modulation jede der nachfolgnden Formen haben:
  • 1) einen Block konstanter Amplitude, eine Dreieck- oder Sinuswelle, deren Frequenz beliebig moduliert wird;
  • 2) wechselnde Impulsdubletten und -tripletten ungleicher Zeitabstämde;
  • 3) eine Überlagerung wenigstens zweier periodischer Blockfünktionen mit den Perioden P&sub1; bzw. P&sub2;, so daß der Wert des Verhältnisses P&sub1;/P&sub2; nicht eine ganze Zahl ist. Diese Liste von Beispielen ist keineswegs vollständig und dient nur für Erläuterungszwecke.
  • Die selektierte Intensität der verwendeten aktinischen Strahlung wird u.a. abhängig sein von dem Wert tr und von der Konzentration von Dotierungsmitteln in dem Kernteil der optischen Faser, im Hinblick auf die statistische Art des Strahlungsmechanismus, durch den die elektronische Struktur der Kerndotierungsmittel geändert wird. Der Fachmann wird imstande sein, die angewandte Strahlungsintensität auf die spezifischen Parameter in einer bestimmten Herstellungssituation zuzuschneiden. Im Falle von UV-Licht oder von blauem/grünem Laserlicht hat Anmelderin befriedigende Ergebnisse erzielt mit Laserleistungen in der Größenordnung von 0,1 - 1 Watt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Prozeß zum Herstellen einer optischen Faser nach der Erfindung,
  • Fig. 2 einige Beispiele optischer Fasern nach der Erfindung mit einer schematischen Darstellung der Längsbrechzahlschwankungen in den Kernteilen.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Fig. 1 zeigt eine Prozedur zum Herstellen einer optischen Faser nach der Erfindung.
  • Es wird eine Siliziumoxid-Vorform hergestellt, beispielsweise dadurch, daß dotierte Schichten aus synthetischem Siliziumoxid auf der Innentläche eines Siliziumoxidsubstratrohrs niedergeschlagen wird (beispielsweise unter Anwendung eines chemischen Aufdampfverfahrens) und daß danach das Rohr thermisch zum Kollabieren gebracht wird zu einem Vorfomistab. Durch Verwendung verschiedener Dotierungsmittel (wie F (Fluorid) und Ge (Germanium)) während dieses Aufdampfverfahrens wird auf diese Weise der resultierende Vorformstab derart verkörpert, daß der Siliziumoxidkern eine höhere Brechzahi hat als das Siliziumoxid im äußeren Bereich. So kann beispielsweise der Stab derart hergestellt werden, daß die äußeren Gebiete (entsprechend dem optischen Verkleidungsteil der gezogenen Faser), mit etwa 1 Atom% F und 1 Mol% GeO&sub2; dotiert werden, während die Kerngebiete (entsprechend dem Kernteil der gezogenen Faser) mit etwa 1 Atom% F und 5 Mol% GeO&sub2; dotiert werden. Gewünschtenfalls kann der resultierende Vorforrnstab danach in ein Siliziumoxidschutzrohr aufgenommen werden. Aufj eden Fall bildet das Enderzeugnis die Vorform 1.
  • Die Herstellung einer solchen Vorform 1 kann selbstverständlich durchgeführt werden unter Anwendung einer Abwandlung anderer bekannter Verfahren. Das betreffende angewandte Verfahren ist nicht von spezieller Bedeutung für die nachfolgende Wirkung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, wie dies nachstehend erläutert wird.
  • Der Vorformstab 1 wird an einer Extremität 3 unter Verwndung von Erhitzungsmitteln 5 erhitzt. Von dieser erhitzten Extremität 3 wird eine Faser 7 gezogen, und zwar mit einer linearen Geschwindigkeit vf. Diese Faser umfaßt einen zentralen Kernteil, der durch einen optischen Verkleidungsteil umgeben ist. Die Faser wird danach durch Beschichtungsmittel 9 hindurchgeführt, wo sie mit einer Schutzschicht (beispielsweise einer undurchsichtigen Polymerschutzschicht) bedeckt wird.
  • An einer Stelle zwischen der Extremität 3 und den Beschichtungsmitteln 9 wird die sich verlagernde Faser 7 örtlich mit unregelmäßig modulierter aktinischer Strahlung 15 bestrahlt. Wie dargestellt, wird der Strahl 15 von einer räumlich festen Quelle 11 abgeleitet, die sich hinter einem Verschluß 13 befindet. In einem speziellen Beispiel enthält der Strahl 15 blau/grünes Licht, wobei die Quelle 11 ein 0,2 W Ar- Laserstrahl nahezu konstanter Intensität ist, und wobei der Verschluß 13 stoßartig beliebig geöffnet und geschlossen wird (beispielsweise unter Ansteuerung einer Servoanordnung, die mit einem Tastverhältnis arbeitet, das durch eine Prozessoreinheit bestimmt wird, die als beliebige Zahlgenerator arbeitet); wobei auf diese Weise die sich verlagernde Faser 7 beliebigen Impulsen (oder Blöcken) blau/grünen Lichtes ausgesetzt wird.
  • An den Stellen 17, wo der Strahl 15 auf die Faser 7 triffi, wird die Brechzahl nco des Kernteils der Faser 7 gesteigert. Diese Steigerung der nco wird selbstverständlich über die ganze Strecke der jeder beliebigen Dosis (d.h. Impuls oder Block) aktinischer Strahlung 15 ausgesetzten Faser 7 auftreten. Wenn beispielsweise vf = 10 m/s ist und der Verschluß 13 während eines Intervalls von 0,005 s geöffnet ist, wird dann der, der aktinischen Strahlung ausgesetzte Faserabschnitt 7 eine Länge haben von 10 x 0,005 m = 0,05 m = 50 mm, so daß nco über eine Länge von 50 mm zunehmen wird.
  • Wenn eine GeO&sub2;-Dotierungskonzentration von 5 Mol% und eine Intensität von 0,2 W für den Strahl 15 vorausgesetzt wird, wird die Brechzahl nco bei Bestrahlung typischerweise um etwa 0,01% steigen.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • Fig. 2 zeigt Abschnitte von drei optischen Fasern 37, 47, 57, hergestellt nach verschiedenen möglichen Abwandlungen des aktuellen erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Fasern enthalten die betreffenden Kernteile 371, 471, 571, die durch betreffende optische Verkleidungsteile 373, 473, 573 umgeben sind. Die Schutzschichten dieser Fasern sind deutlichkeitshalber in der Figur nicht dargestellt. Als spezifisches Beispiel können die Kernteile 371, 471, 571 Ge-dotiertes Siliziumoxid enthalten und die optischen Verkleidungsteile 373, 473 und 573 können F-dotiertes Siliziumoxid enthalten.
  • Die Brechzahl nco jedes Kernteils 371, 471, 571 erreicht die Brecl::zahl flci der entsprechenden Verkleidungsteile 373, 473, 573. nco hat aber keinen konstanten Wert als Funktion der länglichen Lage längs der jeweiligen Fasern 37, 47, 57. Stattdessen, hat jeder der Faserkernteile 371, 471, 571 unregelmäßig verteilte Zonen 375, 475, 575 (in der Figur schraffiert), wobei nco einen örtlichen Maximalwert aufweist mit zwischenliegenden Zonen 377, 477, 577 (nicht schraffiert), wobei nco einen örtlich niedrigeren Wert hat. Die unregelmäßig in einem Abstand voneinander liegenden Zonen 375, 475, 575 liegen vorzugsweise längs im wesentlichen der ganzen Länge (typischerweise in der Größenordnung von 100 km) der betreffenden Fasern 37, 47, 57, oder wenigstens längs einiger sehr wesentlicher Längen (in der größenordnung von 10-100 m) derselben.
  • Im Falle der Faser 37 haben die Zonen 375 alle dieselbe Länge h, sind aber mit verschiedenen Zwischenräumen in der Längsrichtung vorgesehen, d.h. die Zonen 377 sind nicht von konstanter Länge. Ein derartiges Muster von Zonen 375, 377 kann erreicht werden mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die aktinische Strahlung nach einer Blockftinktion moduliert ist, die Ein-Blöcke konstanter Zeitdauer aufweist, vorgesehen zu willkürlichen Zeitintervallen.
  • In der Faser 47 haben weder die Zonen 475 noch die Zonen 477 eine konstante Länge. Das Muster aber von Zonen 475, 477 zeigt eine bestimmte Periodizität, da es sichselbst nach jedem Satz aufeinanderfolgender Zonen 475 wiederholt. Eine solche Periodizität kann erhalten werden in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei eine aktinische Strahlung konstanter Intensität auf die sich verlagernde Faser gerichtet wird, und zwar über eine Abblendeinrichtung mit einer ständig drehenden Scheibe mit drei verschiedenen Azimuthöffnungen.
  • Im Falle der Faser 57 gibt es keine Periodizität in dem Muster der Zonen 575, 577. Ein solches Muster kann bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, wobei die aktinische Strahlung von einer beliebig gepulten Quelle abgeleitet wird.
  • Wie hier dargestellt, sind alle schraffierten Zonen durch schroffe Ränder scharf begrenzt. In der Praxis aber kann es auch eine mäßige Schwankung in nco geben, so daß die erhaltenen Muster weniger kontinuierlich sind in der Erscheinung (wie im Falle von beispielsweise frequenzmodulierter sinusförmiger Strahlung).

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer optischen Faser mit reduzierter Polarisationsmodendispersion mit einem Kernteil mit einem Dotierungsmittel und mit einem umgebenden optischen Verkleidungsteil, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist: das Ziehen einer Faser von einer geschmolzenen Extremität einer Siliziumoxidvorform und das Verlagern der Faser an Mitteln entlang zum Bedecken der Faser mit einer Schutzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bedeckungssclrritt die sich verlagernde Faser einer unregelmäßig modulierten aktinischen Strahlung ausgesetzt wird, wodurch entsprechende unregelmäßige Schwankungen in der Brechzahl des Kernteus als Funktion der Längsposition über im wesentlichen die ganze Länge verursacht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform derart selektiert wird, daß der Kernteil der gezogenen Faser Ge als Dotierungsmittel enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Typ aktinischer Strahlung aus der Gruppe mit Uv-Strahlung und blau/grünem Licht gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktinische Strahlung von einer beliebig gepulten Laserquelle hergeleitet wird.
5. Optische Faser mit verringerter Polarisationsmodendispersion mit einem Kernteil mit einem Dotierungsmittel und mit einem umgebenden optischen Verkleidungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß über nahezu die ganze Länge die Brechzahl des Kernteils sehr unregelmäßige Abwandlungen aulweist als Funktion der länglichen Lage.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19810812A1 (de) * 1998-03-12 1999-09-16 Siemens Ag Optisches Übertragungselement sowie Verfahren zur Reduzierung dessen Polarisationsmoden-Dispersion
US20010035029A1 (en) * 1999-07-12 2001-11-01 Akira Ikushima Method of manufacturing an optical fiber
US6419749B1 (en) * 1999-11-05 2002-07-16 Fusion Uv Systems, Inc. Apparatus for UV curing a coating on a filament or the like and method of manufacturing
KR100318903B1 (ko) * 2000-01-14 2001-12-29 윤종용 장주기 광섬유 격자
US6556732B1 (en) 2000-06-07 2003-04-29 Corning Incorporated All fiber polarization mode dispersion compensator
US7022382B1 (en) 2000-06-16 2006-04-04 Alcatel UV-cure of coatings for an optical fiber with a laser
AU2001270590A1 (en) * 2000-07-06 2002-01-14 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Optical fibre with reduced polarization mode dispersion and method for obtainingan optical fibre with reduced polarization mode dispersion
JP2003012348A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路の製造方法
KR100417000B1 (ko) * 2001-12-03 2004-02-05 삼성전자주식회사 저 편광 모드 분산을 위한 장치
US6724963B2 (en) * 2001-12-17 2004-04-20 Ceramoptec Industries, Inc. Method and apparatus for manufacturing partially diffusing optical fibers
JP3910486B2 (ja) * 2002-05-17 2007-04-25 株式会社フジクラ 光ファイバ及び光伝送路
EP1408354A1 (de) 2002-10-10 2004-04-14 Corning O.T.I. SRL Glasfaser mit Bragg-Gitter
NL1022315C2 (nl) * 2003-01-07 2004-07-13 Draka Fibre Technology Bv Werkwijze ter vervaardiging van een optische vezel voorzien van variaties in de brekingsindex.
US6876804B2 (en) 2003-03-20 2005-04-05 Corning Incorporated Method of making a spun optical fiber with low polarization mode dispersion
US7369730B2 (en) * 2004-12-23 2008-05-06 Baker Hughes Incorporated Random refractive index modulated optical fibers
US8591777B2 (en) * 2008-12-15 2013-11-26 Ofs Fitel, Llc Method of controlling longitudinal properties of optical fiber
US8666213B2 (en) * 2011-08-22 2014-03-04 Corning Incorporated Method of making multimode optical fibers
WO2013028439A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-28 Corning Incorporated Method for producing optical fiber having controlled index perturbations
CN104166180B (zh) * 2014-08-28 2016-11-30 武汉虹拓新技术有限责任公司 一种降低光纤偏振模色散的方法、控制器
RU2598093C1 (ru) * 2015-06-26 2016-09-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ повышения радиационной стойкости и стабилизации светопропускания германо-силикатных стекловолокон
FR3093719B1 (fr) * 2019-03-15 2022-08-05 Univ Limoges Procédé et dispositif de fabrication d’une fibre optique

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4129433A (en) * 1976-10-14 1978-12-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Fabrication of an optical fiber waveguide with periodic variations in diameter
US4372646A (en) * 1980-07-31 1983-02-08 Rockwell International Corporation Birefringent electromagnetic transmission line that preserves the state of polarized radiation propagating therein
US5298047A (en) * 1992-08-03 1994-03-29 At&T Bell Laboratories Method of making a fiber having low polarization mode dispersion due to a permanent spin
US5363239A (en) * 1992-12-23 1994-11-08 At&T Bell Laboratories Method for forming spatially-varying distributed Bragg reflectors in optical media
US5400422A (en) * 1993-01-21 1995-03-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Technique to prepare high-reflectance optical fiber bragg gratings with single exposure in-line or fiber draw tower
GB2275347A (en) * 1993-02-19 1994-08-24 Univ Southampton Optical waveguide grating formed by transverse optical exposure
US5400420A (en) * 1993-11-02 1995-03-21 Photon Kinetics, Inc. Method and apparatus for applying a nanoliter quantity of liquid to a target object without solid contact

Also Published As

Publication number Publication date
JP4232910B2 (ja) 2009-03-04
EP0757663A1 (de) 1997-02-12
CN1093842C (zh) 2002-11-06
CN1147804A (zh) 1997-04-16
EP0757663B1 (de) 1998-05-13
US5992181A (en) 1999-11-30
JPH10500096A (ja) 1998-01-06
DE69600288D1 (de) 1998-06-18
WO1996023739A1 (en) 1996-08-08

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