FI94560B - Process for coupling a thin-cored optic fibre, for example an Er-alloyed optic fibre, with a standard uniform fibre, and a thin-cored optic fibre - Google Patents
Process for coupling a thin-cored optic fibre, for example an Er-alloyed optic fibre, with a standard uniform fibre, and a thin-cored optic fibre Download PDFInfo
- Publication number
- FI94560B FI94560B FI934364A FI934364A FI94560B FI 94560 B FI94560 B FI 94560B FI 934364 A FI934364 A FI 934364A FI 934364 A FI934364 A FI 934364A FI 94560 B FI94560 B FI 94560B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- core
- fiber
- thin
- optic fibre
- cored
- Prior art date
Links
Description
9456094560
Menetelmä ohutytimisen, esimerkiksi Er-seostetun optisen kuidun liittämiseksi standardiyksimuotokuituun, sekä ohutytiminen optinen kuituA method of attaching a thin core, for example an Er-doped optical fiber, to a standard monofilament fiber and a thin core optical fiber
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä 5 ohutytimisen, esimerkiksi Er-seostetun optisen kuidun liittämiseksi standar diyksimuotokuituun.The invention relates to a method 5 according to the preamble of claim 1 for connecting a thin-core, for example Er-doped, optical fiber to a standard monofilament fiber.
Keksinnön kohteena on myös ohutytiminen optinen kuitu.The invention also relates to a thin-core optical fiber.
10 Er-kuidun liittämistä standardikuituun on kuvattu useissa julkaisuissa. Tällaiset liitokset ovat tarpeen mm. optisten vahvistinten yhteydessä, joissa Er-seostettu vahvistinkuitu liitetään standardiyksimuotokuiduista tehtyihin haaroitinkuituihin ja isolaattoriin tai liittimien häntäkuituihin. Er-seostetussa kuidussa on standardiyk-simuotokuituja ohuempi ydin, koska korkea taitekerroin ja ohut ydin parantavat 15 kuitujen hyötysuhdetta.10 The incorporation of Er fiber into standard fiber has been described in several publications. Such connections are necessary e.g. in the case of optical amplifiers, where the Er-doped amplifier fiber is connected to branch fibers and insulator made of standard single-mode fibers or to the tail fibers of the connectors. Er-doped fiber has a thinner core than standard monofilament fibers because the high refractive index and thin core improve the efficiency of the fibers.
Julkaisujen mukaan Er-kuidun ytimen diffusoitumista voidaan käyttää hyväksi kytkentävaimennuksen pienentämiseksi. Tunnetun tekniikan mukaisen Er-kuiturakenteen diffusoimiseksi tarvitaan kuitenkin korkea lämpötila ja runsaasti 20 aikaa. Lisäksi näissä menetelmissä sekä aika että lämpötila ovat kriittisiä tekijöitä: liian pitkä diffusointiaika tai liian korkea lämpötila saattaa aiheuttaa niin suuren ytimen levenemisen, että se heikentää kytkentähyötysuhdetta.According to the publications, the diffusion of the Er fiber core can be exploited to reduce the coupling attenuation. However, high temperature and more than 20 times are required to diffuse the Er fiber structure according to the prior art. In addition, both time and temperature are critical in these methods: too long a diffusion time or too high a temperature can cause the core to expand so large that it degrades the coupling efficiency.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun tekniikan puutteelli-25 suudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä ohutytimisen, esimerkiksi Er-seostetun optisen kuidun liittämiseksi standardiyksimuotokuituun sekä ohutytiminen optinen kuitu.The object of the present invention is to obviate the shortcomings of the technique described above and to provide a completely new type of method for connecting a thin core, for example an Er-doped optical fiber, to a standard monofilament fiber and a thin core optical fiber.
Keksintö perustuu siihen, että Er-seostetun kuidun ohut Er-ydin ympäröidään 30 fosforiseostetulla (P205-lasi) alueella, jonka ulkohalkaisija vastaa standardikuidun ytimen halkaisijaa. Fosforiseostettu alue nopeuttaa ytimen diffuusiota ympäröivään materiaaliin ja mahdollistaa hyvän kytkentähyötysuhteen ohutytimisen kuidun ja standardiyksimuotokuidun välillä.The invention is based on the fact that the thin Er core of the Er-doped fiber is surrounded by a phosphorus-doped (P205 glass) region with an outer diameter corresponding to the diameter of the core of the standard fiber. The phosphorus-doped region accelerates the diffusion of the core into the surrounding material and allows a good coupling efficiency between the thin-core fiber and the standard monofilament fiber.
94560 2 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.94560 2 More specifically, the method according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.
Keksinnön mukaiselle ohutytimiselle optiselle kuidulle puolestaan on tun-5 nusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa.The thin-core optical fiber according to the invention is in turn characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 3.
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides considerable advantages.
Keksinnön mukaisella ratkaisulla diffusointi tapahtuu samanaikaisesti normaalin 10 hitsausprosessin aikana kun kuidut liitetään yhteen. Erillistä diffusointivaihetta ei tarvita. Nopea liitos ja samanaikainen diffusointi vähentävät oleellisesti kustannuksia. Fosforoidun alueen ulkohalkaisija määrittelee tarkasti diffusoinnin ulkorajan, joten hitsaustilanteessa liian pitkä hitsausaika ei aiheuta ohutytimises-sä kuidussa liian leveää ydintä ja näin huonoa liitäntähyötysuhdetta. Keksinnön 15 mukaisella menetelmällä hitsausaika saadaan pudotettua 1-10 sekuntiin.With the solution according to the invention, the diffusion takes place simultaneously during the normal welding process when the fibers are joined together. A separate diffusion step is not required. Fast connection and simultaneous diffusion substantially reduce costs. The outer diameter of the phosphorized area precisely defines the outer boundary of the diffusion, so that in a welding situation, too long a welding time does not cause a core that is too wide in the thin-core fiber and thus a poor connection efficiency. With the method according to the invention 15, the welding time can be reduced to 1-10 seconds.
Diffusoinnin ansiosta liitosvaimennus on luokkaa 0 - 0,4 dB. Ilman diffusointia liitosvaimennus olisi suuruusluokkaa 1 - 3 dB.Thanks to diffusion, the connection attenuation is of the order of 0 to 0.4 dB. Without diffusion, the coupling attenuation would be on the order of 1 to 3 dB.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden 20 mukaisten suoritusesimerkkien avulla. Kuvioissa kuidun ytimen kokoa on selvyyden vuoksi liioiteltu.The invention will now be examined in more detail with the aid of the exemplary embodiments according to the accompanying Figures 20. In the figures, the size of the fiber core is exaggerated for clarity.
Kuvio 1a esittää poikkileikattuna päätykuvantona keksinnön mukaista Er-kuitua.Figure 1a shows a cross-sectional end view of an Er fiber according to the invention.
25 Kuvio 1b esittää halkileikattuna sivukuvantona kuvion 1a mukaista Er-kuitua.Figure 1b shows a cross-sectional side view of the Er fiber of Figure 1a.
Kuvio 2a esittää poikkileikattuna päätykuvantona tunnetun tekniikan mukaista standardiyksimuotokuitua.Figure 2a shows a cross-sectional end view of a standard monofilament fiber according to the prior art.
30 Kuvio 2b esittää halkileikattuna sivukuvantona kuvion 2a mukaista standardiyksimuotokuitua.Fig. 2b shows a cross-sectional side view of the standard monofilament fiber of Fig. 2a.
« 3 94560«3 94560
Kuvio 3 esittää halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaista Er-kuidun ja standardiyksimuotokuidun liitosta.Figure 3 shows a cross-sectional side view of a joint of an Er fiber and a standard monofilament fiber according to the invention.
Kuvion 1a mukainen Er-kuidun 1 fosforiseostettu lasialue 2 valmistetaan MCVD-5 laitteella johtamalla nestemäisen POCI3-lähteen läpi 02-kaasua ja tällöin höyrystyvä POCI3 johdetaan vastaavalla tavalla höyrystetyn SiCI4:n kanssa halkaisijaltaan oleellisesti lopullista kuitua suurempaan kvartsiputkeen (ei esitetty). Putken halkaisija on tyypillisesti muutamia senttimetrejä. Putkessa kulkevat kaasut kuumennetaan liekillä ulkopuolelta, jolloin muodostuu P205-seostettua Si02-lasia. 10 Fosforiseostettu lasi muodostuu sylinterimäisiksi kerroksiksi kvartsiputken sisäpinnalle. Fosforiseostetun alueen sisäpuolelle kasvatetaan kuidun ydin normaaliin tapaan. Lopuksi kokonaisuus vedetään ohueksi kuiduksi 1. MCVD-tek-niikkaa on kuvattu esim. kirjassa "Optical Fiber Communications, Voi 1 Fiber Fabrication", edited by Tingye Li, PP 2-6.The phosphorus-doped glass region 2 of the Er fiber 1 of Figure 1a is fabricated by an MCVD-5 device by passing O 2 gas through a liquid POCl 3 source and then passing evaporated POCl 3 with correspondingly vaporized SiCl 4 to a quartz tube (substantially larger in diameter than the final fiber). The diameter of the pipe is typically a few centimeters. The gases passing through the tube are heated by a flame from the outside to form P 2 O 5 -alloyed SiO 2 glass. 10 Phosphorus-doped glass is formed as cylindrical layers on the inner surface of a quartz tube. Inside the phosphorus-doped region, the fiber core is grown in the normal manner. Finally, the assembly is drawn into a thin fiber 1. The MCVD technique is described, e.g., in "Optical Fiber Communications, Vol. 1 Fiber Fabrication", edited by Tingye Li, PP 2-6.
1515
Keksinnön mukaisella menetelmällä tehtyjen Er-kuitujen ydin 4 on halkaisijaltaan tyypillisesti 2 - 8 pm. Ydintä 4 ympäröi fosforiseostettu kerros 2, jonka paksuus kuidussa 1 on sellainen, että P2Os-seostetun alueen ulkohalkaisija vastaa kuvioiden 2a ja 2b mukaisen tavallisen standardiyksimuotokuidun 6 ytimen 7 20 halkaisijaa (noin 6-10 pm). Tällöin Er-kuidun 1 ohut ydin 4 diffusoituu (levenee) nopeasti fosforiseostetun alueen 2 ulkorajaan 5 asti, jota ympäröivässä seosta-mattomassa Si02-Iasissa 3 diffuusio on hidasta. Näin Er-seostetun ytimen 4 leveneminen rajoittuu automaattisesti sellaiseksi, että ytimen 4 halkaisija liitoskohdassa on molemmissa hitsattavissa kuiduissa 1 ja 6 samanlainen, jolloin 25 saavutetaan pieni liitosvaimennus. Kuitujen 1 ja 6 ulkohalkaisija on tyypillisesti 125 pm.The core 4 of the Er fibers made by the method of the invention is typically 2 to 8 μm in diameter. The core 4 is surrounded by a phosphorus-doped layer 2, the thickness of which in the fiber 1 is such that the outer diameter of the P 2 O 5 -doped region corresponds to the diameter 7 (about 6-10 μm) of the core 7 of the standard monofilament 6 according to Figs. In this case, the thin core 4 of the Er fiber 1 diffuses (widens) rapidly up to the outer boundary 5 of the phosphorus-doped region 2, in the surrounding unalloyed SiO 2 Iase 3 the diffusion is slow. The expansion of the Er-doped core 4 is thus automatically limited so that the diameter of the core 4 at the joint is similar in both weldable fibers 1 and 6, whereby a small joint damping is achieved. The outer diameter of fibers 1 and 6 is typically 125.
Jotta ydin diffusoituisi nopeasti liitoshitsauksen aikana, on edullista käyttää noin 0,4 mol%-2,1 mol% (1-5 painoprosenttia) suuruista P205-seostusta ytimen 4 30 ympärillä. Tällöin ydin 4 pääsee lämmitettäessä diffusoitumaan P205-seostettuun pehmeämpään lasikerrokseen 2. Fosforin aiheuttama taitekertoimen lisäys ytimen 4 ympärillä voidaan kompensoida fluoriseostuksella fosforialueessa 2.In order for the core to diffuse rapidly during butt welding, it is preferred to use a P 2 O 5 alloy of about 0.4 mol% -2.1 mol% (1-5% by weight) around the core 4. In this case, the core 4 is allowed to diffuse into the P205-doped softer glass layer 2 when heated. The increase in the refractive index around the core 4 caused by phosphorus can be compensated by fluorine doping in the phosphorus region 2.
4 94560 Tätä tekniikkaa on kuvattu kirjassa "Optical Fiber Communications, Voi 1 Fiber Fabrication", edited by Tingye Li, PP 13-14.4,94560 This technique is described in "Optical Fiber Communications, Vol. 1 Fiber Fabrication", edited by Tingye Li, PP 13-14.
Kuvioiden 2a ja 2b mukaisesti standardiyksimuotokuitu 6 koostuu valokanavana 5 toimivasta ytimestä 7 sekä tätä ympäröivästä kuoriosasta 8. Sekä ohutytimisen kudun 1 ja normaalikuidun 6 ulkohalkaisijat ovat likimain yhtä suuret. Niin normaalikuidun kuoriosan 8 kuin ohutytimisen kuidunkin 1 kuoriosan 3 materiaali on tyypillisesti Si02.According to Figures 2a and 2b, the standard monofilament fiber 6 consists of a core 7 acting as a light channel 5 and a surrounding shell part 8. The outer diameters of both the thin-core fabric 1 and the normal fiber 6 are approximately equal. The material of both the shell portion 8 of the normal fiber and the shell portion 3 of the thin core fiber 1 is typically SiO 2.
10 Kuvion 3 mukaisesti Er-kuidun sisälle muodostuu liitosalueen läheisyyteen kartiomainen siirtymäalue 9 lämmittämällä liitosaluetta sivusta esimerkiksi valokaaren avulla. Siirtymäalueen 9 muoto on oleellisesti riippuvainen hitsauksen aiheuttamasta lämpötilaprofiilista. Kaupallisilla hitsauslaitteilla hitsauslämpö keskittyy voimakkaasti liitoksen kohdalle, jonka seurauksena saadaan kuviossa 15 3 esitetty kartiomainen muoto. Hitsauslämpötila on tyypillisesti n. 1400 -1800°C.According to Figure 3, a conical transition region 9 is formed inside the Er fiber in the vicinity of the joint area by heating the joint area from the side, for example by means of an arc. The shape of the transition region 9 is substantially dependent on the temperature profile caused by the welding. With commercial welding equipment, the welding heat is strongly concentrated at the joint, resulting in the conical shape shown in Fig. 15 3. The welding temperature is typically about 1400-1800 ° C.
Fosforiseostetun alueen 2 rajapinta 5 toimii diffusoitumisen rajoittimena, koska ytimen 4 diffusoituminen kuidun kuorialueelle 3 on oleellisesti hitaampaa kuin fosforoidulle alueelle 2.The interface 5 of the phosphorus-doped region 2 acts as a diffusion limiter because the diffusion of the core 4 to the fiber shell region 3 is substantially slower than to the phosphorized region 2.
20 Keksintöä voidaan käyttää yleisesti liitettäessä ohutytimisiä kuituja standardiyksi-muotokuituihin.The invention can be used generally to join thin-core fibers to standard monofilaments.
• ·«• · «
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI934364A FI94560C (en) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | A method of attaching a thin core, for example an Er-doped optical fiber, to a standard monofilament fiber and a thin core optical fiber |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI934364 | 1993-10-05 | ||
FI934364A FI94560C (en) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | A method of attaching a thin core, for example an Er-doped optical fiber, to a standard monofilament fiber and a thin core optical fiber |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI934364A0 FI934364A0 (en) | 1993-10-05 |
FI934364A FI934364A (en) | 1995-04-06 |
FI94560B true FI94560B (en) | 1995-06-15 |
FI94560C FI94560C (en) | 1995-09-25 |
Family
ID=8538711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI934364A FI94560C (en) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | A method of attaching a thin core, for example an Er-doped optical fiber, to a standard monofilament fiber and a thin core optical fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI94560C (en) |
-
1993
- 1993-10-05 FI FI934364A patent/FI94560C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI94560C (en) | 1995-09-25 |
FI934364A0 (en) | 1993-10-05 |
FI934364A (en) | 1995-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100272325B1 (en) | Optical fiber amplifier and coupler | |
JP3306805B2 (en) | Method and apparatus for producing fused fiber bundle | |
KR920002659B1 (en) | Method and apparatus for drawing low loss fiber optic coupler | |
US20090154881A1 (en) | Optical Fiber Combiner and Method of Manufacturing Thereof | |
JP3158105B2 (en) | Manufacturing method of core diffused optical fiber | |
AU627635B2 (en) | Chlorine-doped optical component | |
JPH04253003A (en) | Optical communication system | |
US20110123155A1 (en) | Fibre coupler | |
CN105759358A (en) | All-fiber high-brightness single-mode fiber beam combiner and making method | |
JP2618500B2 (en) | Optical fiber connection method | |
JP2004205654A (en) | Spot size converting optical fiber component and its manufacturing method | |
FI94560B (en) | Process for coupling a thin-cored optic fibre, for example an Er-alloyed optic fibre, with a standard uniform fibre, and a thin-cored optic fibre | |
AU663975B2 (en) | Method of affixing optical fiber to coupler | |
US4713105A (en) | Method for glass fiber splicing by flame fusion | |
EP0150095B1 (en) | Glass fiber splicing by flame fusion | |
JPS62184403A (en) | Fusion splicing method for optical fiber | |
JPH07294770A (en) | Method for connecting quartz waveguide to optical fiber and structure of juncture | |
JP3344061B2 (en) | Optical fiber fusion splicing method | |
JP3130363B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber coupler | |
US5875277A (en) | Optical attenuator and a method of making the same, an optical fiber cable incorporating the optical attenuator and a method of making the same | |
JPH0492830A (en) | Preparation of partially elliptical core optical fiber | |
JPH0882718A (en) | Method for making core of elliptic core optical fiber completely round and production of optical fiber by using this method | |
JPH0277703A (en) | Structure for connecting single mode optical fiber and multimode optical fiber | |
JP2958179B2 (en) | Optical fiber coupler and manufacturing method thereof | |
JPH10123326A (en) | Manufacture of light fixed attenuator, and light fixed attenuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application | ||
MM | Patent lapsed |