DE69800247T2 - Process for the production of preforms for multi-core optical fibers - Google Patents
Process for the production of preforms for multi-core optical fibersInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorformen für optische Mehrkernfasern.The present invention relates to a method for producing preforms for multicore optical fibers.
Ihr Anwendungsgebiet sind die Telekommunikationen über optische Fasern und insbesondere die Herstellung optischer Mehrkernfasern für ein Leitungs- bzw. Verteilungsnetz.Their field of application is telecommunications via optical fibers and, in particular, the production of multi-core optical fibers for a line or distribution network.
Man kennt schon ein Herstellungsverfahren von Vorformen für optische Mehrkernfasern durch das Dokument (1), das wie die anderen zitierten Dokumente am Ende der vorliegenden Beschreibung genannt wird.A process for manufacturing preforms for multicore optical fibres is already known from document (1) which, like the other documents cited, is mentioned at the end of the present description.
Auf dieses Dokument (1) wird nun Bezug genommen.Reference is now made to this document (1).
Nach diesem Dokument wird ein Zusammenbau aus elementaren Vorformen und einem Stab hergestellt, der einen Ziehanfang bzw. -vorsatz bildet und an ein Ende des Zusammenbaus geschweißt ist.According to this document, an assembly is manufactured from elementary preforms and a rod forming a draw start or end piece welded to one end of the assembly.
Dieser Zusammenbau wird zum Faserziehen verwendet, ohne dass die elementaren Vorformen zusammengeschweißt sind, wobei das Schmelzen dieser Vorformen im Laufe des Faserziehens erfolgt.This assembly is used for fiber drawing without the elementary preforms being welded together, the melting of these preforms taking place during the fiber drawing process.
Dies zwingt dazu das Faserziehen bei hoher Temperatur durchzuführen, um zugleich das Verschweißen der elementaren Vorformen und eine Verformung des Aufbaus zu erhalten, die eine homothetische Mehrkernfaser ermöglicht, wobei die Mehrkernfaser aber über akzeptable Grenzen hinaus verformt wird.This requires that the fiber drawing be carried out at high temperature in order to obtain simultaneously the welding of the elementary preforms and a deformation of the structure that allows a homothetic multicore fiber, but the multicore fiber is deformed beyond acceptable limits.
Nach dem Dokument (2) erhält man eine Mehrkern-Vorform, indem man die elementaren Vorformen mit Siliciumdioxid-Körnchen versieht, die um einen Siliciumdioxidkern herum versammelt sind.According to document (2), a multi-core preform is obtained by providing the elementary preforms with silica grains gathered around a silica core.
In diesem Fall ist es sehr schwierig, eine homogene optische Mehrkernfaser herzustellen und die mechanische Festigkeit dieser Faser lässt zu wünschen übrig.In this case, it is very difficult to produce a homogeneous multicore optical fiber and the mechanical strength of this fiber leaves much to be desired.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen.The present invention aims to eliminate these disadvantages.
Ihr Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung unverformter und ausreichend homogener (perfekt verschweißter) Mehrkern-Vorformen, um durch Faserziehen optische Mehrkernfasern zu erhalten, die sehr gute geometrische Kennwerte und eine sehr große mechanische Festigkeit haben.Its subject matter is a process for producing undeformed and sufficiently homogeneous (perfectly welded) multi-core preforms in order to produce optical To obtain multi-core fibers that have very good geometric characteristics and very high mechanical strength.
Genaugenommen hat die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren einer Mehrkern-Vortorm zum Gegenstand, die dazu bestimmt ist, durch Ziehen eine optische Mehrkernfaser zu liefern, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:More precisely, the present invention relates to a method for manufacturing a multicore preform intended to provide a multicore optical fiber by drawing, this method being characterized in that it comprises the following steps:
- Herstellen einer Vielzahl von Elementarvorformen,- Production of a variety of elementary preforms,
- Durchführen einer ersten Bearbeitung dieser Elementarvorformen, um nach dem Zusammenbauen dieser Vorformen das für die optische Mehrkernfaser gewählte geometrische Muster zu erhalten,- carrying out a first machining of these elementary preforms in order to obtain, after assembly of these preforms, the geometric pattern chosen for the multicore optical fibre,
- Durchführen einer zweiten Bearbeitung der Elementarvorformen, sodass der Zusammenbau aus diesen wenigstens ein Längsloch aufweist,- carrying out a second machining of the elementary preforms so that the assembly of these has at least one longitudinal hole,
- Zusammenbauen der so bearbeiteten Elementarvorformen nach dem gewählten geometrischen Muster, und- assembling the elementary preforms thus processed according to the selected geometric pattern, and
- Benutzen eines vorzugsweise horizontalen Induktionsofens, der fähig ist, den Zusammenbau, z. B. in einer Glasdrehvorrichtung (tour verrier) angebracht, auf seine Schmelztemperatur zu bringen und in Bezug auf den dieser Zusammenbau Transiations- und Rotationsrelativbewegungen ausgesetzt ist, um den Zusammenbau zu erwärmen und die Elementarvorformen miteinander zu verschweißen und dabei in jedem Loch Unterdruck herzustellen, wobei jedes Loch im Laufe der Verschweißung der Elementarvorformen miteinander durch Querschnittsverminderung verschwindet.- Using an induction furnace, preferably horizontal, capable of bringing the assembly to its melting temperature, for example mounted in a glass turning machine (tour verrier), and in relation to which this assembly is subjected to relative translation and rotation movements in order to heat the assembly and weld the elementary preforms together, creating a vacuum in each hole, each hole disappearing by reducing its cross-section during the welding of the elementary preforms together.
Vorzugsweise wird der Zusammenbau, während er erwärmt wird, genau und gleichmäßig über einige Dekamillimeter vorgezogen.Preferably, the assembly is advanced accurately and evenly over a few decamillimeters while it is being heated.
Die Vorziehgeschwindigkeit des Zusammenbaus beträgt z. B. ungefähr 4 mm/min.For example, the advance speed of the assembly is approximately 4 mm/min.
Zwar beschreibt das Dokument (3), auf das Bezug genommen wird, einen Induktionsofen, der in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, jedoch ist dieser Induktionsofen in diesem Dokument (3) nur vorgesehen, um in einem Siliciumdioxid-Rohr eine chemische Gasphasenabscheidung durchzuführen und es zu reduzieren ("collapse"), um einen vollen Stab zu erhalten. Es in diesem Dokument (3) nicht die Rede von der Verschweißung eines Zusammenbaus aus Elementarvorformen.Although the document (3) referred to describes an induction furnace usable in the present invention, this induction furnace is only intended in this document (3) to carry out chemical vapor deposition in a silica tube and to reduce it ("collapse") in order to obtain a solid rod. This document (3) does not mention the welding of an assembly of elementary preforms.
Um den Vorteil der Erfindung zu zeigen, sei beispielsweise darauf hingewiesen, dass das direkte Faserziehen, da notwendigerweise "heiß" (die Ziehspannung beträgt 40 g), die Faser um ungefähr 3% verformt, bei einer mechanische Festigkeit von 3,5 daN.To demonstrate the advantage of the invention, it should be noted, for example, that direct fiber drawing, being necessarily "hot" (the drawing tension is 40 g), deforms the fiber by approximately 3%, for a mechanical strength of 3.5 daN.
Wenn man das erfindungsgemäße Verfahren anwendet, überschreitet die Verformung der Mehrkernfaser 7 nicht und die mechanische Festigkeit hat einen klassischen Wert von ungefähr 5 daN.When the process according to the invention is applied, the deformation of the multicore fiber does not exceed 7 and the mechanical strength has a classic value of about 5 daN.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Elementarvorformen mit einer großen Genauigkeit hergestellt, wobei diese Genauigkeit mit der kompatibel ist, die von den Mehrkernfasern erwartet wird, so wie erläutert in dem Dokument (1):According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the elementary preforms are manufactured with a high degree of precision, this precision being compatible with that expected from multicore fibres, as explained in document (1):
- Definition der Lagen der optischen Elementarleiter der Mehrkernfaser bis auf einige Zehntelmikrometer genau,- Definition of the positions of the optical elementary conductors of the multi-core fiber to within a few tenths of a micrometer,
- Definition des Durchmessers des Kerns ("core") und des Durchmessers der optischen Hülle ("optical cladding") dieser Elementarleiter bis auf einige Zehntelmikrometer genau, und- definition of the diameter of the core and the diameter of the optical cladding of these elementary conductors to within a few tenths of a micrometer, and
- Exzentrizität zwischen dem Kern und dieser optischen Hülle in der Größenordnung eines Zehntelmikrometers.- Eccentricity between the core and this optical shell in the order of a tenth of a micrometer.
Zu erwähnen ist, dass ein Verfahren von sehr großer Genauigkeit, anwendbar zur Herstellung der Elementarvorformen, in dem Dokument (4) beschrieben wird.It should be noted that a very high precision process applicable to the production of elementary preforms is described in document (4).
Nach einer speziellen Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die erste Bearbeitung das Bilden von einer oder mehreren Anflachungen parallel zu der Achse dieser Vorform, die den Zusammenbau der Elementarvorformen nach dem gewählten geometrischen Muster ermöglichen.According to a specific embodiment of the process according to the invention, the first machining operation comprises the formation of one or more flats parallel to the axis of the said preform, which allow the assembly of the elementary preforms according to the chosen geometric pattern.
Einer speziellen Ausführungsart entsprechend stellt man vier Elementarvorformen mit demselben Außendurchmesser her, wobei die erste Bearbeitung das Bilden von zwei Anflachungen an jeder Elementarform ist, die längsgerichtet und senkrecht zueinander sind und miteinander eine scharte Kante bilden, sodass man durch den Zusammenbau der Elementarvorformen eine Mehrkernvorform mit vier Kernen erhält. Die zweite Bearbeitung umfasst das Bilden einer Fase an der scharfen Kante jeder Elementarvorform, sodass der Zusammenbau ein zentrales Längsloch enthält.According to a specific embodiment, four elementary preforms with the same external diameter are manufactured, the first operation being the formation of two flats on each elementary shape, which are longitudinal and perpendicular to each other and which together form a sharp edge, so that by assembling the elementary preforms a multi-core preform with four cores is obtained. The second operation involves the formation of a chamfer on the sharp edge of each elementary preform, so that the assembly contains a central longitudinal hole.
In diesem Fall beträgt die Breite der Fase jeder Elementarvorform vorzugsweise ungefähr 5% des Durchmessers dieser Elementarvorform.In this case, the width of the chamfer of each elementary preform is preferably approximately 5% of the diameter of that elementary preform.
Der Zusammenbau kann N Elementarvorformen desselben Außendurchmessers umfassen, wobei N eine von 4 abweichende ganze Zahl ist.The assembly may comprise N elementary preforms of the same outer diameter, where N is an integer other than 4.
In diesem Fall kann die zweite Bearbeitung die Bildung von wenigstens einer Fase an jeder Elementarvorform umfassen, wobei die Fasen gewählt werden, um beim Zusammenbau Längslöcher zu erhalten und die scharfen Kanten der Elementarvorformen zu brechen.In this case, the second machining may comprise the formation of at least one chamfer on each elementary preform, the chamfers being chosen to obtain longitudinal holes during assembly and to break the sharp edges of the elementary preforms.
Vorzugsweise ist der Induktionsofen horizontal.Preferably the induction furnace is horizontal.
Man kann den in dem Dokument (3) beschriebenen Horizontalinduktionsofen verwenden, der einen Graphit- oder Zirkon-Suszeptor umfasst.One can use the horizontal induction furnace described in document (3) which comprises a graphite or zirconium susceptor.
Vorzugsweise schweißt man an beiden Enden des Zusammenbaus jeweils einen Stab fest und ein Rohr, durch das man in jedem Loch Unterdruck herstellt.Preferably, a rod is welded to both ends of the assembly and a tube through which negative pressure is created in each hole.
Der in jedem Loch herrschende Unterdruck beträgt ungefähr -30 mbar (ungefähr - 3000 Pa).The negative pressure in each hole is approximately -30 mbar (approximately -3000 Pa).
Die Translationsgeschwindigkeit des Zusammenbaus in Bezug auf den Ofen kann 15 mm/min betragen.The translation speed of the assembly with respect to the oven can be 15 mm/min.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden, rein erläuternden und keinesfalls einschränkenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:The present invention will be better understood by reading the following purely explanatory and in no way restrictive description of embodiments, with reference to the accompanying drawings:
- die Fig. 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer bei der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer Vierkern-Vorform verwendbaren Elementarvorform,- Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an elementary preform usable in the present invention for forming a four-core preform,
- die Fig. 2 ist eine schematische Querschnittansicht der Vorform der Fig. 1, die für die Anwendung der Erfindung mit einer Fase versehen wurde,- Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the preform of Fig. 1, which has been chamfered for the application of the invention,
- die Fig. 3 ist eine schematische Querschnittansicht eines Zusammenbaus von vier Vorformen mit demselben Außendurchmesser,- Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of an assembly of four preforms with the same outer diameter,
- die Fig. 4 zeigt schematisch einen Induktionsofen für die Anwendung der Erfindung, und- Fig. 4 shows schematically an induction furnace for the application of the invention, and
- die Fig. 5 ist eine schematische Querschnittansicht eines zur Anwendung der Erfindung verwendbaren Zusammenbaus von sieben Elementarvorformen.- Figure 5 is a schematic cross-sectional view of an assembly of seven elementary preforms usable for the application of the invention.
Anschließend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das die Herstellung einer Vorform mit vier Kernen ermöglicht, die es möglich macht, durch Ziehen dieser Vorform eine optische Faser mit vier Kernen herzustellen.An embodiment of the invention is described below which enables the production of a preform with four cores, which makes it possible to produce an optical fiber with four cores by drawing this preform.
Es handelt sich um eine Vorform, deren geometrisches Muster mit dem des Zusammenbaus identisch ist, der in der Fig. 3 des Dokuments (1) dargestellt ist.It is a preform whose geometric pattern is identical to that of the assembly shown in Figure 3 of document (1).
Um die Vorform mit vier Kernen herzustellen, beginnt man mit der Herstellung von vier zylindrischen Elementarvorformen mit einem einzigen Kern, die denselben Außendurchmesser haben und sehr genau sind.To produce the four-core preform, one starts by producing four elementary cylindrical preforms with a single core, which have the same outer diameter and are very precise.
Diese große Genauigkeit betrifft die Durchbiegung bzw. den Durchhang, die Exzentrizität, den Durchmesser des Kerns, den Durchmesser der optischen Hülle, und die longitudinale geometrische Gleichmäßigkeit jeder Vorform.This high precision concerns the deflection, eccentricity, core diameter, optical cladding diameter, and longitudinal geometric uniformity of each preform.
Diese große Genauigkeit wird so gewählt, dass man, nachdem die hergestellte Mehrfaservorform gezogen worden ist, die für die Mehrkernfaser erwünschte große Genauigkeit erhält.This high level of accuracy is chosen so that, after the manufactured multi-fiber preform has been drawn, the high level of accuracy desired for the multi-core fiber is obtained.
Anschließend führt man eine erste Bearbeitung jeder Elementarvorform durch.Subsequently, an initial processing of each elementary preform is carried out.
Es sei kurz erwähnt, dass diese Bearbeitung das Bilden von zwei Anflachungen umfasst, die längsgerichtet und senkrecht zueinander sind und parallel zu der Achse dieser Elementarvorform, wie dies in dem Dokument (1) in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 dieses Dokuments (1) beschrieben wird.It should be briefly mentioned that this machining involves the formation of two flats that are longitudinal and perpendicular to each other and parallel to the axis of this elementary preform, as described in document (1) in connection with Figures 3 and 4 of this document (1).
Die Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt schematisch im Querschnitt das Profil jeder dieser Elementarvorformen 2.Figure 1 of the accompanying drawings shows schematically in cross-section the profile of each of these elementary preforms 2.
Auf diese erste Bearbeitung folgt eine zweite Bearbeitung jeder Elementarvorform 2.This first processing is followed by a second processing of each elementary preform 2.
Diese zweite Bearbeitung besteht darin, eine Fase 4 in Höhe der scharfen Kante 6 jeder Elementarvorform 2 zu bilden (Fig. 1).This second machining operation consists in forming a chamfer 4 at the level of the sharp edge 6 of each elementary preform 2 (Fig. 1).
Diese Fase 4, die also eine zur Längsachse X der Elementarvorform 2 parallele kleine Anflachung bildet, ist senkrecht zur Winkelhalbierungs-Ebene des durch die beiden vorher hergestellten Anflachungen 8 und 10 gebildeten Raumwinkels.This chamfer 4, which thus forms a small flattened portion parallel to the longitudinal axis X of the elementary preform 2, is perpendicular to the bisector plane of the solid angle formed by the two previously produced flattened portions 8 and 10.
Die Breite E dieser Anflachung 4 beträgt ungefähr 5% des Nenndurchmessers D (Außendurchmesser) der Elementarvorform 2.The width E of this flattening 4 is approximately 5% of the nominal diameter D (outer diameter) of the elementary preform 2.
Anschließend werden die vier Elementarvorformen 2 zusammengebaut, wie schematisch dargestellt in der Querschnittansicht der beigefügten Fig. 3.The four elementary preforms 2 are then assembled, as shown schematically in the cross-sectional view of the attached Fig. 3.
Der in der Fig. 3 gezeigte Zusammenbau 11 hat ein zentrales Längsloch 12, das zu der Achse X jeder Elementarvorform 2 parallel ist, wobei dieses Loch durch vier Wände abgegrenzt wird, die durch die vier Anflachungen 4 der Vorformen 2 gebildet werden.The assembly 11 shown in Figure 3 has a central longitudinal hole 12 parallel to the axis X of each elementary preform 2, this hole being delimited by four walls formed by the four flats 4 of the preforms 2.
Anschließend wird dieser Zusammenbau erfindungsgemäß zusammengeschweißt, um die Vierkernvorform zu erhalten, die man anschließend ziehen möchte.This assembly is then welded together according to the invention in order to obtain the four-core preform which is subsequently to be drawn.
Durch das Ziehen dieser Vierkernvorform erhält man eine optische Mehrkernfaser mit vier Kernen.By drawing this four-core preform, a multi-core optical fiber with four cores is obtained.
Anschließend kann man an dieser optischen Vierkernfaser mechanische geometrische Messungen durchführen.Mechanical geometric measurements can then be carried out on this four-core optical fiber.
Um den Zusammenbau 11 zu verschweißen, benutzt man einen Induktionsofen, der diesen Zusammenbau auf dessen Schmelztemperatur bringt.To weld the assembly 11, an induction furnace is used which brings this assembly to its melting temperature.
Bei dem dargestellten Beispiel sind die Elementarvorformen aus Siliciumdioxid und man benutzt einen Induktionsofen, der den Zusammenbau auf eine Temperatur von über 2000ºC erwärmen kann.In the example shown, the elementary preforms are made of silicon dioxide and an induction furnace is used that can heat the assembly to a temperature of over 2000ºC.
Für das Verschweißen benutzt man den in dem Dokument (3) beschriebenen horizontalen Induktionsofen.For welding, the horizontal induction furnace described in document (3) is used.
Dieser Induktionsofen ist in der Fig. 4 der beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt.This induction furnace is shown schematically in Fig. 4 of the accompanying drawings.
Vor diesem Verschweißen schweißt man an ein Ende des Zusammenbaus 11 einen zylindrischen Siliciumdioxid-Stab 14, der dieselbe Achse Y wie der Zusammenbau hat, wobei diese Achse Y auch die Achse des zentralen Lochs 12 ist.Before this welding, a cylindrical silica rod 14 having the same axis Y as the assembly is welded to one end of the assembly 11, this axis Y also being the axis of the central hole 12.
An das andere Ende des Zusammenbaus 11 schweißt man ein Siliciumdioxid-Rohr 16, das ebenfalls dieselbe Achse Y hat.A silica tube 16, which also has the same Y axis, is welded to the other end of the assembly 11.
Dieses Rohr hat einen ausreichend großen Innendurchmesser, um das Ende des Lochs 12 zu umgeben, das sich auf der Seite dieses Rohrs 16 befindet, und einen ausreichend kleinen Außendurchmesser, sodass die gesamte Außenwand dieses Rohrs 16 Kontakt mit dem entsprechenden Ende des Zusammenbaus 11 hat.This tube has an internal diameter large enough to surround the end of the hole 12 located on the side of this tube 16 and an external diameter small enough so that the entire external wall of this tube 16 is in contact with the corresponding end of the assembly 11.
Der Zusammenbau 11, versehen mit dem Stab 14 und dem Rohr 16, wird auf eine Glasdrehvorrichtung (tour verrier) montiert, die zu dem Induktionsofen (18) gehört.The assembly 11, provided with the rod 14 and the tube 16, is mounted on a glass turning device (tour verrier) belonging to the induction furnace (18).
Der Suszeptor 19 dieses letzteren ist aus Graphit oder aus Zirkon, wie erläutert in dem Dokument (3).The susceptor 19 of the latter is made of graphite or zirconium, as explained in the document (3).
Diese Glasdrehvorrichtung (tour verrier) ist in der Fig. 4 sehr schematisch dargestellt. Ihr Aufbau sei kurz in Erinnerung gerufen:This glass turning device (tour verrier) is shown very schematically in Fig. 4. Its structure is briefly recalled:
- ein steifes Bett 20, dessen Enden auf Dämpfungseinrichtungen 22 montiert sind,- a rigid bed 20, the ends of which are mounted on damping devices 22,
- ein steifes Gestell 24, das auf Gleitschienen 26, die das Bett 20 umfasst, parallelverschiebbar ist,- a rigid frame 24 which can be moved parallel on slide rails 26 which surround the bed 20,
- einen feststehenden Rahmen 28, in den der Induktionsofen 18 montiert ist, und- a fixed frame 28 in which the induction furnace 18 is mounted, and
- zwei koaxiale Spannfutter 30 und 32, die auf das verschiebbare Gestell 24 montiert sind und sich beiderseits des Induktionsofens 18 befinden.- two coaxial chucks 30 and 32 mounted on the sliding frame 24 and located on either side of the induction furnace 18.
Bei dem dargestellten Beispiel wurde diese Glasdrehvorrichtung (tour verrier) modifiziert: das Spannfutter 32 ist an einem beweglichen Spindelstock 32a befestigt, der dank eines Motors 32b horizontal in einer genauen und gleichmäßigen Weise auf dem Gestell 24 verschiebbar ist, um den Zusammenbau während dessen Verschweißung genau und kontrolliert vorzuziehen.In the example shown, this glass turning device (tour verrier) has been modified: the chuck 32 is fixed to a mobile headstock 32a which, thanks to a motor 32b, can be moved horizontally on the frame 24 in a precise and uniform manner in order to advance the assembly during its welding in a precise and controlled manner.
Das Spannfutter 30 ist an einem bezüglich des Gestells 24 feststehenden Spindelstock 30a befestigt.The chuck 30 is attached to a headstock 30a that is fixed with respect to the frame 24.
In der Fig. 4 sieht man, dass der Zusammenbau 11 den Suszeptor 19 des Induktionsofens durchquert und dass das Spannfutter 30 das Rohr 16 festhält, während das andere, bewegliche Spannfutter 32 den Stab 14 festhält.In Fig. 4 it can be seen that the assembly 11 passes through the susceptor 19 of the induction furnace and that the chuck 30 holds the tube 16 while the other, movable chuck 32 holds the rod 14.
Zu der Glasdrehvorrichtung (tour verrier) gehören Pumpeinrichtungen 34, die ermöglichen, in dem Rohr 16 und folglich in dem zentralen Loch 12 Unterdruck herzustellen.The glass turning device (tour verrier) includes pumping devices 34 which make it possible to create a vacuum in the tube 16 and consequently in the central hole 12.
Diese Pumpeinrichtungen 34 sind mit dem Rohr 16 durch eine nicht dargestellte, dichte Drehverbindung verbunden.These pumping devices 34 are connected to the pipe 16 by a tight rotary joint (not shown).
Diese Pumpeinrichtungen 34 sind dazu da, in diesem zentralen Loch ein partielles Vakuum in der Größenordnung von -3000 Pa herzustellen.These pumping devices 34 are designed to create a partial vacuum of the order of -3000 Pa in this central hole.
Man nimmt die Glasdrehvorrichtung (tour verrier) in Betrieb, indem man die beiden Spannfutter und folglich den Zusammenbau der Elementarvorformen mit ungefähr 15 U/min rotieren lässt und das Spannfutter 30 in Bezug auf das Bett 20 eine Translationsbewegung mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 mm/min ausführen lässt und das Spannfutter 32 eine Translationsbewegung mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 20 mm/min. um den Zusammenbau während der Schweißoperation vorzuziehen und derart transversale Rückstellkräfte zu erzeugen, die sich zu den Querschnittsreduzierungskräften ("collapsing") addieren, die durch den Unterdruck erzeugt werden, der später behandelt wird.The glass turning device (tour verrier) is put into operation by rotating the two chucks and consequently the assembly of elementary preforms at about 15 rpm and by making the chuck 30 perform a translational movement with respect to the bed 20 at a speed of about 15 mm/min and the chuck 32 perform a translational movement at a speed of about 20 mm/min in order to advance the assembly during the welding operation and thus generate transverse restoring forces which are added to the collapsing forces generated by the vacuum which will be discussed later.
Zudem wird der Induktionsofen auf eine Temperatur von ungefähr 2200ºC gebracht.In addition, the induction furnace is brought to a temperature of approximately 2200ºC.
In der Fig. 4 der beigefügten Zeichnungen erfolgt die Translationsbewegung des Zusammenbaus 11 von Elementarvorformen in Bezug auf den Induktionsofen von rechts nach links, wobei das Ende dieses Zusammenbaus, das an dem Stab 14 festgeschweißt ist, sich anfänglich in dem Induktionsofen befindet.In Figure 4 of the accompanying drawings, the translational movement of the assembly 11 of elementary preforms with respect to the induction furnace is from right to left, the end of this assembly, welded to the rod 14, being initially located in the induction furnace.
Diese Translationsbewegung ermöglicht also, den gesamten Zusammenbau den Induktionsofen durchlaufen zu lassen.This translational movement allows the entire assembly to pass through the induction furnace.
Während dieses Durchlaufs durch den Induktionsofen werden die Vorformen leicht vorgezogen und miteinander verschweißt, und das zentrale Loch verschwindet durch Querschnittsreduzierung.During this passage through the induction furnace, the preforms are slightly pulled forward and welded together, and the central hole disappears due to cross-section reduction.
Diese Querschnittsreduzierung wird durch den in dem Loch mit Hilfe des Rohrs 16 erzeugten Unterdruck und das leichte Vorziehen des Zusammenbaus während der Schweißoperation unterstützt.This reduction in cross-section is assisted by the negative pressure generated in the hole by means of the tube 16 and the slight advance of the assembly during the welding operation.
Wenn erwünscht, kann man den Durchlauf des Zusammenbau durch den Ofen mehrmals wiederholen, um das Verschweißen der Vorformen zu verbessern.If desired, the assembly cycle through the oven can be repeated several times to improve the welding of the preforms.
Nach dem Abkühlen erhält man die gewünschte Vierkern-Vorform.After cooling, the desired four-core preform is obtained.
Zu betonen ist, dass die Verdrehung bzw. Verwindung aufgrund des Verschweißens des Zusammenbaus vernachlässigt werden kann (unter 2 ).It should be emphasized that the twisting or distortion due to the welding of the assembly can be neglected (see 2 ).
Bei 100 Messungen, durchgeführt an 5 Zusammenbaueinheiten, lagen die Anfangs- und Endverdrehungen nahe beieinander.In 100 measurements carried out on 5 assembly units, the initial and final twists were close to each other.
Die Differenz repräsentiert die Fläche des Lochs, verloren an der Peripherie, und das durchgeführte Vorziehen (einige Zentimeter bei 25 cm).The difference represents the area of the hole lost at the periphery and the advancement made (a few centimeters at 25 cm).
Zu betonen ist außerdem, dass beim Ziehen der so hergestellten Vierkern-Vorform der Zusammenbau perfekt verschweißt wurde (ohne Grenzschichtblasen), wobei die Spannungsbedingungen so gewählt wurden, dass die Verdrehung bzw. Verwindung aufgrund der Schweißung um nicht mehr als 2 zunimmt.It should also be emphasized that when the four-core preform thus produced was drawn, the assembly was perfectly welded (without boundary layer bubbles), with the stress conditions being chosen so that the twisting or distortion due to welding did not increase by more than 2.
Diese Spannungsbedingungen stimmen überein mit ganz und gar üblichen Faserziehspannungen (typisch gleich 80 g), und der mechanische Widerstand ist der gleiche wie der einer runden Einmodenfaser mit einem einzigen Kern.These stress conditions are consistent with quite common fiber drawing stresses (typically equal to 80 g), and the mechanical resistance is the same as that of a round single-mode fiber with a single core.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Herstellung einer Vierkern-Vorform beschränkt.The present invention is not limited to the production of a four-core preform.
Sie kann ebenfalls bei der Herstellung von Vorformen mit mehr als vier Kernen oder auch drei oder zwei Kernen von der Art derer angewandt werden, die zu den Mehrkernfasern führen, die schematisch im Querschnitt in den Fig. 7, 8 und 10 bis 13 des Dokuments (1) dargestellt sind.It can also be used in the manufacture of preforms with more than four cores, or even three or two cores, of the type which give rise to the multi-core fibres shown schematically in cross-section in Figures 7, 8 and 10 to 13 of document (1).
Man kann also erfindungsgemäß Zusammenbauten aus Elementarvorformen realisieren, die mehrere zu den Achsen dieser Vorformen parallele longitudinale Löcher bzw. Längslöcher aufweisen.According to the invention, it is therefore possible to produce assemblies from elementary preforms having a plurality of longitudinal holes or elongated holes parallel to the axes of these preforms.
Dies ist in der Fig. 5 im Querschnitt dargestellt, wo man einen Zusammenbau von Elementarvorformen 35 sieht, aus denen nach dem Verschweißen in der oben beschriebenen Glasdrehvorrichtung (tour verrier) eine Siebenkern-Vorform wird, aus der durch das Ziehen eine optische Faser mit sieben Kernen von der Art derjenigen wird, die in der Fig. 10 des Dokuments (1) schematisch dargestellt ist.This is shown in cross-section in Figure 5, which shows an assembly of elementary preforms 35 which, after welding in the glass turning machine described above, form a seven-core preform which, by drawing, forms a seven-core optical fibre of the type shown diagrammatically in Figure 10 of document (1).
Man sieht in der Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen, dass der Zusammenbau dann sechs zueinander parallele Längslöcher 36 aufweist.It can be seen in Fig. 5 of the accompanying drawings that the assembly then has six longitudinal holes 36 parallel to one another.
Um diese Löcher zu erhalten, versieht man die sieben Elementarvorformen, nachdem man zunächst die für das Zusammenbauen nötigen Anflachungen hergestellt hat, an jeder der an den Vorformen entstandenen Kanten mit Fasen 38.In order to obtain these holes, the seven elementary preforms are provided with chamfers 38 on each of the edges created on the preforms, after first having produced the flattenings necessary for assembly.
Nach dem Zusammenbauen dieser Vorformen der Fig. 5 erhält man sechs Löcher 36, jedes durch drei Fasen 38 abgegrenzt.After assembling these preforms of Fig. 5, six holes 36 are obtained, each delimited by three bevels 38.
Zu erwähnen ist, dass man hinsichtlich des Verschweißens in der Glasdrehvorrichtung (tour verrier) im Voraus das Siliciumdioxid-Rohr derart festschweißt, dass die Innenwand dieses Rohrs alle sechs Längslöcher 36 einschließt, sodass man durch dieses Rohr in allen sechs Längslöchern Unterdruck herstellen kann.It should be noted that with regard to welding in the glass turning machine (tour verrier), the silica tube is welded in advance in such a way that the inner wall this tube encloses all six longitudinal holes 36, so that negative pressure can be created in all six longitudinal holes through this tube.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsart benutzt man die Glasdrehband (tour verrier) des Dokuments (3) mit einem in Bezug auf das Gestell 24 feststehenden Spindelstock 32a.In an embodiment not shown, the glass turntable (tour verrier) of the document (3) is used with a headstock 32a fixed with respect to the frame 24.
In diesem Fall führt man kein Vorziehen durch.In this case, no advance is carried out.
Folgende Dokumente wurden in der vorliegenden Beschreibung genannt:The following documents were mentioned in this description:
(1) FR-A-2 701 571, "Optische Mehrkernleiter mit großer Genauigkeit und kleinen Abmessungen, und Herstellungsverfahren dieser Leiter", Erfindung von Georges Le Noane, Philippe Grosso und Isabelle Hardy; entspricht EP-A-0 611 973 und US-A- 5,519,801.(1) FR-A-2 701 571, "Multi-core optical conductors with high precision and small dimensions, and method of manufacturing these conductors", invention by Georges Le Noane, Philippe Grosso and Isabelle Hardy; corresponding to EP-A-0 611 973 and US-A- 5,519,801.
(2) Fr-A-2 688 318, "Optischer Mehrkernleiter" ("Conducteur optique multiguides"), ALCATEL CABLE.(2) Fr-A-2 688 318, "Multi-core optical conductor" ("Conducteur optique multiguides"), ALCATEL CABLE.
(3) FR-A-2 677 972, "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformen für optische Fasern", Erfindung von George Le Noane und Isabelle Hardy; entspricht EP-A-0 519 834 und US-A-5,318,612.(3) FR-A-2 677 972, "Method and apparatus for manufacturing optical fiber preforms", invention of George Le Noane and Isabelle Hardy; corresponding to EP-A-0 519 834 and US-A-5,318,612.
(4) EP-A-0 519 834, "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformen für optische Fasern".(4) EP-A-0 519 834, "Method and apparatus for producing optical fibre preforms".
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9702793A FR2760450B1 (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | METHOD FOR MANUFACTURING PREFORMS FOR MULTI-CORE OPTICAL FIBERS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69800247D1 DE69800247D1 (en) | 2000-09-14 |
| DE69800247T2 true DE69800247T2 (en) | 2001-03-08 |
Family
ID=9504555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69800247T Expired - Lifetime DE69800247T2 (en) | 1997-03-10 | 1998-03-06 | Process for the production of preforms for multi-core optical fibers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE69800247T2 (en) |
-
1998
- 1998-03-06 DE DE69800247T patent/DE69800247T2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69800247D1 (en) | 2000-09-14 |
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