FR2551884A1 - Process for manufacturing a monomode optical fibre having linear-polarisation constancy and implementation device - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE FABRICATION D'UNE FIBRE
OPTIQUE MONOMODE A MAINTIEN DE POLARISATION LINEAIRE
ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE.PROCESS FOR PRODUCING A FIBER
OPTICAL MONOMODE HAVING LINEAR POLARIZATION
AND DEVICE FOR IMPLEMENTING.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de fibres optiques monomodes a' maintien de polarisation linéaire ainsi qu'au dispositif permettant la mise en oeuvre crun tel procédé. The present invention relates to a method of manufacturing monomode optical fibers with linear polarization maintenance as well as to the device allowing the implementation of such a method.
Un procédé de fabrication de fibres optiques est connu sous les abréviations "MCVI:3" tde l'expression anglo-saxonne: "modified chemical vapor deposition" qui peut se traduire par procédé modifié de dépôt chimique par voie gazeuse). Ce procédé consiste à faire circuler à l'intérieur d'un tube en quartz ou un autre matériau réfringent équivalent un mélange gazeu: comprenant notamment de l'oxygène et des composés de silicium de germanium ou de bore, ces derniers étant introduits à l'intérieur du tube selon des séquences predéterminees. Le tube est chauffé à l'aide d'une source de chaleur que l'on déplace suivant une direction longitudinale à ce tube. Le cycle est recommencé plusieurs fois.A chaque passage dans les zones échauffées il se réalise une réaction d'oxydo-réduction des composants en présence et dépôt des oxydes de silicium, de bore ou de germanium sur la paroi interne. A chaque passage du tube devant la source de chaleur, une nouvelle couche se dépose. La dernière phase du procédé consiste à chauffer très fortement le tube en quartz, il s'en suit une contraction ou rétreint et on obtint une préforme. Le produit obtenu par ce procédé se présente sous la forme egalement d'un barreau de diamètre un peu inférieur au diamètre interne du tube en silice. Cette préforme subit ensuite une phase ultérieure de tréfilage et à l'issue de cette phase, la fibre optique proprement dite est obtenue. A process for manufacturing optical fibers is known by the abbreviations "MCVI: 3" and the English expression "modified chemical vapor deposition" which can be translated by a modified method of chemical deposition by gaseous means). This method consists in circulating inside a quartz tube or other equivalent refractive material a gaseous mixture comprising, in particular, oxygen and silicon compounds of germanium or boron, the latter being introduced into the inside the tube according to predefined sequences. The tube is heated using a heat source that is moved in a longitudinal direction to this tube. The cycle is repeated several times. At each passage in the heated zones there is carried out a redox reaction of the components in the presence and deposition of silicon oxides, boron or germanium on the inner wall. At each passage of the tube in front of the heat source, a new layer is deposited. The last phase of the process consists in heating very strongly the quartz tube, it follows a contraction or shrinkage and one obtains a preform. The product obtained by this process is also in the form of a bar diameter of a little smaller than the internal diameter of the silica tube. This preform then undergoes a subsequent drawing phase and at the end of this phase, the actual optical fiber is obtained.
Ce procédé permet d'obtenir des fibres de très hautes performances notamment des fibres monomodes, utilisées pour la transmission numérique d'infoemations a' fort débit ou pour la fabrication de dispositif optiques tels que des interféromètres en anneau. This method makes it possible to obtain very high performance fibers, especially monomode fibers, used for the digital transmission of high rate information or for the manufacture of optical devices such as ring interferometers.
De telles fibres présentent une faible atténuation (typiquement inférieure à 0,5 dB/km pour une longueur d'onde centrée sur 1,3 micromètres) et une grande bande passante (typiquement supérieure à 1 GHz.km). Such fibers have a low attenuation (typically less than 0.5 dB / km for a wavelength centered on 1.3 micrometers) and a large bandwidth (typically greater than 1 GHz.km).
Parmi les paramètres opto-géométriques associés à ces fibres, un paramètre important est le maintien de la polarisation linéaire d'une onde lumineuse polarisée lors de sa propagation le long de la fibre optique. La qualité du maintien de polarisation est reflétée, par exemple, par un paramètre optogéométrique mesurable associé aux fibres optiques appelé: "longueur de battement". Among the opto-geometric parameters associated with these fibers, an important parameter is the maintenance of the linear polarization of a polarized light wave during its propagation along the optical fiber. The quality of polarization maintenance is reflected, for example, by a measurable optogeometric parameter associated with optical fibers called "beat length".
I1 est connu que les fibres monomodes de structure de symétrie cylindrique propagent deux états de polarisation linéaire orthogonaux "dégénérés". Pour certaines applications telles, par exemple, que l'utilisation de ces fibres optiques dans la réalisation de capteurs ou d'interféromètres en anneau, il est nécessaire de lever cette dégénérescence en créant une différence de vitesse de propagation entre ces deux états de polarisation. It is known that monomode fibers of cylindrical symmetry structure propagate two "degenerate" orthogonal linear polarization states. For some applications such as, for example, that the use of these optical fibers in the production of sensors or ring interferometers, it is necessary to lift this degeneracy by creating a difference in propagation speed between these two polarization states.
Ceci peut être obtenu en introduisant des effets non homogènes de géométrie ou de contraintes diverses. Habituellement, dans l'Art Connu, on recourt à des techniques du type apport de matière sous forme de barreau, attaque chimique, hydrolyse à la flamme ou usinage de la préforme. This can be achieved by introducing nonhomogeneous effects of geometry or various constraints. Usually, in the known art, techniques are used such as bar material supply, chemical etching, flame hydrolysis or machining of the preform.
Ces techniques sont difficiles à mettre en oeuvre, nécessitent des manipulations supplémentaires de la préforme et le déroulement des étapes du procédé de fabrication s'écarte notablement de celui du procédé classique "MCVD1, qui vient d'être rappelé brièvement. These techniques are difficult to implement, require additional manipulations of the preform and the progress of the steps of the manufacturing process departs significantly from that of the conventional method "MCVD1, which has just been briefly recalled.
L'invention se fixe pour but de pallier les inconvénients de l'Art Connu et propose un procédé de fabrication de fibres optiques à maintien de polarisation linéaire simple de mise en oeuvre, non coûteux aussi bien en ce qui concerne l'appareillage, car il ne nécessite pas de modifications importantes des appareillages classiques, qu'en ce qui concerne le procédé luimême, car il ne nécessite ni démontage et manipulation de la préforme, ni attaque chimique, ni dopage des matériaux en dehors des gammes classiques. The aim of the invention is to overcome the drawbacks of the prior art and proposes a process for manufacturing optical fibers with linear polarization maintenance that is simple to implement, inexpensive as regards the apparatus, because it does not require significant modifications of conventional equipment, as it relates to the process itself, because it does not require disassembly and manipulation of the preform, etching or doping materials outside conventional ranges.
Pour obtenir la conservation de la polarisation linéaire, il est créé, selon le procédé de l'invention, des effets de contraintes non homogènes dans un plan de section orthogonal à l'axe de propagation des ondes guidées, c'est à dire à l'axe de symétrie de la région de coeur de la fibre optique. In order to obtain the preservation of the linear polarization, non-homogeneous stresses in a plane of section orthogonal to the axis of propagation of the guided waves are created, according to the method of the invention, ie axis of symmetry of the core region of the optical fiber.
Pour ce faire, on modifie, de façon contrôlée, les géométries respectives des sections de coeur et de gaine optique. To do this, the respective geometries of the core and optical cladding sections are modified in a controlled manner.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'une fibre optique monomode à conservation de la polarisation linéaire d'une onde lumineuse guidée par cette fibre optique comprenant:
- une première étape de dépôt d'oxydes à l'intérieur d'un tube en quartz à sections interne et externe circulaires en rotation le long duquel est déplacée une source de chaleur et dans lequel sont envoyés des halogénures et de l'oxygène, le tube étant porté à une première température grâce à cette source de chaleur; cette étape comportant deux phases, une phase de dépôt d'une gaine puis une phase de dépôt d'un coeur;
- une deuxième étape de rétreint du tube obtenue en augmentant la température du tube grâce à la source de chaleur jusqu'à obtenir un barreau ou préforme;
- une troisième étape d'étirage de cette préforme pour obtenir une fibre de dimension homothétique de celles de la préforme comportant une région centrale de coeur entourée d'au moins une région formant gaine de dopages différents;;
caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire réalisée entre la première et la deuxième étape pendant laquelle l'une des extrémité du tube est obturée une dépression par rapport à la pression régnant dans le milieu extérieur au tube est établie à l'intérieur de ce tube et en ce que les dopages des matériaux constituant les régions de gaine et de coeur sont saiectionr.s pour que les températures de ramollissement et les coefficients de dilatations de ces matériaux soient dans des rapports préétablis et, en outre, Pamplitude de ladite dépresssion est ajustée à une valeur calibrée, de manière à obtenir lors de la troisième étape une fibre optique dont les sections respectives de coeur et de gaine présentent des géométries déterminees. The subject of the invention is therefore a method for manufacturing a monomode optical fiber with linear polarization conservation of a light wave guided by this optical fiber, comprising:
a first step of depositing oxides inside a quartz tube with inner and outer circularly rotating sections along which is moved a heat source and in which are sent halides and oxygen, the tube being heated to a first temperature by this heat source; this step comprising two phases, a phase of deposition of a sheath and a deposition phase of a core;
a second step of shrinking of the tube obtained by increasing the temperature of the tube through the heat source until a bar or preform is obtained;
a third stretching step of this preform to obtain a fiber of homothetic dimension from those of the preform comprising a central core region surrounded by at least one region forming a sheath of different dopings;
characterized in that it comprises an additional step performed between the first and the second step during which one end of the tube is closed a depression relative to the pressure prevailing in the medium outside the tube is established within this tube and in that the dopings of the materials constituting the sheath and core regions are selected so that the softening temperatures and expansion coefficients of these materials are in pre-established ratios and, in addition, the amplitude of said depressing is adjusted to a calibrated value, so as to obtain in the third step an optical fiber whose respective sections of core and sheath have determined geometries.
Elle a encore pour objet un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé. It also relates to a device for implementing such a method.
L'invention sera mieux comprise et d'autres carasctéristiques apparaî- tront au moyen de la description qui suit, en se reportant aux figures qui l'accompagnent, parmi lesquelles:
- les figures 1 à 3 illustrent différents aspects de procédé et dispositif de l'art connu. The invention will be better understood and other characteristics will appear by means of the description which follows, with reference to the figures which accompany it, among which:
- Figures 1 to 3 illustrate various aspects of the method and apparatus of the prior art.
- la figure 4 illustre schématiquement un dispositif de mise en oeuvre du procédé de Pinvention. - Figure 4 schematically illustrates a device for implementing the method of the invention.
- la figure 5 illustre un élément du dispositif de l'invention. FIG. 5 illustrates an element of the device of the invention.
- les figures 6 à 9 représentent différentes variantes de fibres optiques obtenues par le procédé de l'invention. FIGS. 6 to 9 show different variants of optical fibers obtained by the method of the invention.
I1 apparaît tout d'abord utile de rappeler les principales caractéristiques de la technique "MCVD" mise en oeuvre dans la fabrication des fibres optiques les plus courantes. First of all, it is useful to recall the main characteristics of the "MCVD" technique used in the manufacture of the most common optical fibers.
La technique "MCVD" est illustrée schématiquement sur la figure 1. The "MCVD" technique is schematically illustrated in FIG.
Un tube de quartz 1 ou matériau analogue est monté entre les deux mandrins d'un tour verrrier (non représentés). Le long de ce tube 1 en rotation se déplace la flamme d'un chalumeau oxyhydrogéné à une température suffisante (typiquement 1600"C à 1900"C) pour permettre la réaction des halogénures tels que tétrachlorure de silicium (SiC 14) avec de Poxytricho- rure de phosphore (POC 13) ou du tétrafluorure de silicium (5iF4) pour la couche de gaine; et du tétrachlorure de silicium (SiC 14) et du tétrachlorure de germanium (GeC14) pour la couche de coeur, avec de l'oxygène pour donner des oxydes de silicium (SiOZ), de germanium (GeO2), de phosphore (P205) ou de bore (B203).A quartz tube 1 or similar material is mounted between the two mandrels of a glass lathe (not shown). Along this rotating tube 1 moves the flame of an oxyhydrogenated torch at a sufficient temperature (typically 1600 ° C to 1900 ° C) to allow the reaction of halides such as silicon tetrachloride (SiC 14) with oxytrichloride. phosphorus oxide (POC 13) or silicon tetrafluoride (5iF4) for the cladding layer; and silicon tetrachloride (SiC 14) and germanium tetrachloride (GeC14) for the core layer, with oxygen to give oxides of silicon (SiO 2), germanium (GeO 2), phosphorus (P 2 O 5) or boron (B203).
Ces oxydes sont déposés sur la surface intérieure du tube pour former une couche de verre transparente. Les différentes couches sont déposées à chaque passage du chalumeau. L'indice de réfraction est contrôlé en agissant sur la concentration des dopants à chaque passsage du chalumeau Lorsque l'épaisseur du dépôt souhaité est obtenue sur la surface interne du tube, la température du chalumeau est fortement augmentée (typiquement à 2200tC) afin de rétreindre le tube et de le fermer pour donner un barreau que l'on appelle préforme représentée schématiquement sur la figure 2 avec un coeur 6 et une gaine optique 5. These oxides are deposited on the inner surface of the tube to form a transparent glass layer. The different layers are deposited at each passage of the torch. The index of refraction is controlled by acting on the concentration of the dopants with each pass of the torch When the thickness of the desired deposit is obtained on the inner surface of the tube, the temperature of the torch is greatly increased (typically 2200tC) to shrink the tube and close it to give a bar which is called a preform shown schematically in FIG. 2 with a core 6 and an optical cladding 5.
A la place du chalumeau toute autre source de chaleur appropriée peut être utilisée. Instead of the torch any other suitable source of heat may be used.
La préforme est ensuite étirée dans un four à graphite de haute pureté pour obtenir une fibre qui est enroulée sur un tambour. La longueur de la fibre étant liée aux paramètres géométriques de la préforme et au diamètre extérieur de la fibre désirée, des longueurs de un à plusieurs kilomètres peuvent être obtenues. The preform is then drawn into a high purity graphite furnace to obtain a fiber which is wound on a drum. Since the length of the fiber is related to the geometrical parameters of the preform and to the outside diameter of the desired fiber, lengths of one to several kilometers can be obtained.
Un tour verrier est illustré schématiquement sur la figure 3. I1 comprend un plateau 10 support du chalumeau 2 qui peut se déplacer le long d'une vis merle 14, ce déplacement entre deux butées 12 et 13 étant obtenu gracie à un moteur 15. A glass lathe is illustrated schematically in FIG. 3. It comprises a support plate 10 for the torch 2 which can move along a merle screw 14, this displacement between two stops 12 and 13 being obtained by a motor 15.
Le tube de quartz 1 en rotation 7 est maintenu grâce à deux mandrins 16, 17 en rotation. The rotating quartz tube 1 is held by two mandrels 16, 17 in rotation.
Le procédé de l'invention comprend l'essentiel des étapes du procédé "MCVD" classique. Cependant, lors de l'étape de rétreint et selon une des caractéristiques essentielles, il est créé une dépression damplitude calibrée dans le tube. En outre, on sélectionne les matériaux de dopages de manière à ce que, d'une pc t, le rapport des indices de réfraction des régions de coeur et de gaine optiques soient tels que les conditions de guidage soient satisfaites, ce qui est commun à l'Art connu, mais aussi, et selon un deuxieme aspect essentiel de l'inventions que les rapports entre les coefficients de dilatation, d'une part, et les températures de ramollissement de ces régions, d'autre part, soient égaux à des valeurs préétablies. The method of the invention comprises most of the steps of the conventional "MCVD" method. However, during the shrinkage step and according to one of the essential characteristics, it is created a damplitude depression calibrated in the tube. In addition, the doping materials are selected so that, by one pc t, the ratio of the refractive indices of the core and optical cladding regions are such that the guiding conditions are satisfied, which is common to the known art, but also, and according to a second essential aspect of the invention that the ratios between the coefficients of expansion, on the one hand, and the softening temperatures of these regions, on the other hand, are equal to pre-established values.
En fonction de ces choix et de l'amplitude de la dépression, les sections des régions de coeur et de gaine optique des fibres optiques obtenues après tréfilage vont épouser des formes géométriques diverses et indiiduellement contrôlables selon ce qui va etre ultérieurement décrit de façon détaillées
La dépression d'amplitude calibrée pendant l'étape de rétreint de la préforme est créée selon un autre aspect de l'invention en faisant appel à l'effet connu sous le nom d'effet Venturi.As a function of these choices and the amplitude of the depression, the sections of the core and optical cladding regions of the optical fibers obtained after drawing are going to follow various geometrical and indiidually controllable shapes as will be described in detail below.
The amplitude depression calibrated during the preform necking step is created according to another aspect of the invention using the effect known as the Venturi effect.
La figure 4 illustre schématiquement un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Figure 4 schematically illustrates a device for carrying out the method of the invention.
Ce dispositif comporte un dispositif 24 de mise en oeuvre du procédé 9'MCVn'4 tel qu'illustré à la figure 3 Il comporte, en outre un manomètre 21, un débitmètre 2D, trois vannes EV1, EV2, F pour permettre ou interdire la circulation de gaz. This device comprises a device 24 for implementing the method 9'MCVn'4 as illustrated in FIG. 3 It further comprises a manometer 21, a 2D flowmeter, three valves EV1, EV2, F to enable or prohibit the gas circulation.
Il comprend une première canaiisation 27, d'introduction des gaz dans le tube en quartz comportant une première vanne EV2, une deuxième canalisation 28 de circulation oxygène, par exemple, comportant une deuxième vanne EV1 qui est reliée à la première canalisation 27 à sa première extrémité par laquelle sont introduits les gaz. Une troisième canalisation 29 comportant une troisième vanne EV3 est reliée à ces deux premières canalisations en leur deuxième extrémités. Un débimètre 20 permet de connaître le débit de gaz dans la deuxième canalisation. Un manomètre 21 permet de connaître la pression au point P en aval de la jonction entre les canalisations 28 et 29, c'est à dire l'amplitude calibrée de la dépression créée avant rétreint. It comprises a first channelization 27 for introducing the gases into the quartz tube comprising a first valve EV2, a second oxygen circulation pipe 28, for example, comprising a second valve EV1 which is connected to the first pipe 27 at its first end by which are introduced the gases. A third pipe 29 comprising a third valve EV3 is connected to these first two pipes at their second ends. A flow meter 20 makes it possible to know the flow of gas in the second pipe. A pressure gauge 21 makes it possible to know the pressure at the point P downstream of the junction between the pipes 28 and 29, ie the calibrated amplitude of the depression created before necking.
Selon un des points importants de l'invention, un organe déprimogène 26 du type à effet Venturi est inséré sur la canalisation 28 en amont du point
P, et forme la jonction entre les canalisations 28 et 29.According to one of the important points of the invention, a depressurizing member 26 of the Venturi effect type is inserted on the pipe 28 upstream of the point
P, and forms the junction between the pipes 28 and 29.
L'effet Venturi est relatif à l'écoulement d'un gaz par exemple dans un tuyau de section variable dont l'axe est horizontal. Dans ce cas, la pression du gaz est plus faible là où la section du tube est la plus petite et où la vitesse est la plus grande, ce qui permet d'obtenir la dépression désirée. The Venturi effect is relative to the flow of a gas for example in a pipe of variable section whose axis is horizontal. In this case, the pressure of the gas is lower where the section of the tube is the smallest and where the speed is the largest, which allows to obtain the desired depression.
Un exemple de structure d'organe déprimogène 26 est représenté à la figure 5. An example of a deprimogenic member structure 26 is shown in FIG.
Le flux 30 de gaz qui parcourt la deuxième canalisation 28 entre dans un "Té" par un conduit 42 en forme d'entonnoir qui permet de créer une dépression dans les tubes 29 et 1 par aspiration 31 des gaz internes à ce tube par le flux de gaz 30. La grande ouverture 43 de l'entonnoir est disposée du côté de la jonction avec la canalisation 28 et la petite 44 au niveau des jonctions des canalisations 29 et 32, disposées de préférence à angle droit. The flow of gas flowing through the second duct 28 enters a "tee" via a funnel-shaped duct 42 which makes it possible to create a vacuum in the tubes 29 and 1 by suction 31 of the gases internal to this tube by the flow The large opening 43 of the funnel is disposed on the junction side with the pipe 28 and the small 44 at the junctions of the pipes 29 and 32, preferably arranged at right angles.
Le gaz qui circule dans cette deuxième canalisation peut être de l'oxygène mais d'autres gaz peuvent être utilisés. On joue seulement sur la pression dans cette canalisation pour créer une dépression, via le tube 29, dans le tube 1, qui a été auparavant refermé en son autre extrémité. The gas flowing in this second pipe may be oxygen but other gases may be used. One plays only on the pressure in this pipe to create a depression, via the tube 29, in the tube 1, which was previously closed at its other end.
Le flux de gaz résultant 25 est éjecté par une troisième canalisation 32. The resulting gas stream 25 is ejected by a third pipe 32.
Le procédé de l'invention reprend les étapes du procédé MCVD. The process of the invention repeats the steps of the MCVD process.
Ainsi il y a tout d'abord dépôt d'oxydes à l'intérieur d'un tube 1 de quartz par chauffage externe à l'aide d'un chalumeau 2 qui se déplace le long de ce tube 1. A chaque passage une couche d'épaisseur typique de 10 micromètres est déposée. Thus, firstly there is deposition of oxides inside a tube 1 of quartz by external heating with the aid of a torch 2 which moves along this tube 1. At each passage a layer typical thickness of 10 microns is deposited.
La température obtenue à la surface du tube est de l'ordre de 16000C à 1900"C. II y a successivement une phase de dépôt de gaine puis une phase de dépôt de coeur. Il y a ensuite une étape de rétreint qui consiste à ramener le tube sous la forme d'un barreau en chauffant à une température de l'ordre de 22000C à l'aide du chalumeau qui se déplace le long de ce tube. The temperature obtained at the surface of the tube is of the order of 16000 ° C. to 1900 ° C. There is successively a phase of deposition of sheath and then a phase of deposition of the heart.There is then a step of shrinking which consists of bringing back the tube in the form of a bar by heating at a temperature of the order of 22000C with the aid of the torch which moves along this tube.
Il y a ainsi diminution de l'épaisseur du tube du fait de l'échauffement.There is thus a decrease in the thickness of the tube due to heating.
Selon une des caractéristiques du procédé de l'invention, avant rétreint complet du tube, celui-ci est obturé à une extrémité et une dépression à l'intérieur de ce tube fermé est créée à l'autre extrémité. According to one of the features of the method of the invention, before complete shrinkage of the tube, it is closed at one end and a depression inside this closed tube is created at the other end.
Pendant la phase de dépôt dans le tube 1, la vanne EV2 est ouverte, et les vannes EV1 et EV3 sont fermées. Il y a alors circulation de gaz et d'oxygène à l'intérieur du tube de quartz. Au moment du rétreint sous dépression, EV2 est fermée, les vannes EV1 et EV3 sont ouvertes, ce qui entraine l'aspiration des gaz 30 contenus dans le tube 1 via le tube 29 par la pression d'un flux d'oxygène 31. During the deposition phase in the tube 1, the valve EV2 is open, and the valves EV1 and EV3 are closed. There is then circulation of gas and oxygen inside the quartz tube. At the moment of shrinkage under vacuum, EV2 is closed, the valves EV1 and EV3 are open, which causes the suction of the gases contained in the tube 1 via the tube 29 by the pressure of an oxygen stream 31.
Selon les formes désirées des sections des régions de coeur et de gaine de la fibre optique obtenue après l'étape finale de tréfilage, l'amplitude de la dépression est ajustée à une valeur prédéterminée de la manière qui va être décrite dans ce qui suit. According to the desired shapes of the sections of the core and sheath regions of the optical fiber obtained after the final drawing step, the magnitude of the depression is adjusted to a predetermined value as will be described in the following.
Elle dépend également de la géométrie du tube de départ, de la composition exacte du verre et de la vitesse de déplacement du chalumeau. It also depends on the geometry of the starting tube, the exact composition of the glass and the speed of movement of the torch.
Cette valeur peut être déterminée par le calcul ou par l'expérimentation. This value can be determined by calculation or experimentation.
Des exemples de réalisations de fibres optiques de configurations diverses vont maintenant être détaillés en relation avec les figures 6 à 9. Examples of embodiments of optical fibers of various configurations will now be detailed in connection with FIGS. 6 to 9.
Les figures 6 et 7 représentent des fibres optiques dont les coeurs ont des sections, respectivement elliptique et approximativement rectangulaire. Figures 6 and 7 show optical fibers whose hearts have sections, respectively elliptical and approximately rectangular.
Pour obtenir c@ ce type de géométries de fibres optiques, il est nécessaire que les coefficients de dilatation et que les températures de ramollissement des régions de coeur soient respectivement supérieure et inférieure à ceux des régions de gaine. To obtain c @ this type of optical fiber geometries, it is necessary that the coefficients of expansion and the softening temperatures of the core regions are respectively higher and lower than those of the cladding regions.
En outre, la dépression créée à l'intérieur du tube 1 avant rétreint est de faible amplitude pour obtenir une section de coeur ayant la forme générale d'une ellipse (figure 6) et de plus forte amplitude pour obtenir une forme de coeur plus applatie, c'est à dire de forme approximativement rectangulaire d'un ruban suivant Paxe de propagation des ondes guidées (figure 7). In addition, the depression created inside the tube 1 before necking is of low amplitude to obtain a core section having the general shape of an ellipse (FIG. 6) and of greater amplitude to obtain a more flat heart shape. , ie of approximately rectangular shape of a ribbon according to Paxe propagation of guided waves (Figure 7).
Pour fixer les idées, les régions coeur (respectivement Fig.6: 66 et
Fig.7 :76) ont été obtenues par dopage de la silice (Si02) avec du dioxyde de germanium (Ge 02) telle que la concentration (Ce 02hui 2) est supérieure à 0,30.To fix ideas, the heart regions (respectively Fig.6: 66 and
Fig.7: 76) were obtained by doping silica (SiO 2) with germanium dioxide (Ge 02) such that the concentration (Ce 02hui 2) is greater than 0.30.
La dépression par rapport à la pression ambiante externe au tube 1 doit être de Pordre de la cent aine de Pascal dans le cas de la figure 6 et de 1000 Pa dans le cas de la figure 7. The vacuum with respect to the ambient pressure external to the tube 1 should be of the order of one hundred Pascal in the case of Figure 6 and 1000 Pa in the case of Figure 7.
Les gaines, respectivement Fig.6 :65 et Fig.7 :75, sont peu dopées, avec de Poxyde de bore, de l'oxyde de fluor ou avec un mélange d'oxydes de fluor et de phosphore ou de bore et de phosphore, de telle sorte que l'indice de réfraction des gaines soit inférieur à 3.10-3. The sheaths, respectively Fig.6: 65 and Fig.7: 75, are sparingly doped with boron oxide, fluorine oxide or with a mixture of fluorine and phosphorus oxides or boron and phosphorus , so that the refractive index of the sheaths is less than 3.10-3.
En outre, il peut être prévu une gaine optique intermédiaire (Fig.7: 750) dopée par exemple au fluor pour la transmission de longueur d'ondes plus élevées, c'est à dire dans la gamme infra-rouge: 1,3 micromètre par exemple. In addition, it may be provided an intermediate optical sheath (Fig.7: 750) doped for example with fluorine for the transmission of higher wavelengths, ie in the infra-red range: 1.3 micrometer for example.
Une fibre optique réalisée de la manière qui vient d'être rappelée et de section de coeur elliptique < Fig. 6) présentait les caractéristiques suivantes:
- longueur de battement relevée à une longueur d'onde de 0,63 micromètres :14mm;
- atténuation à une longueur d'onde 0.84 micromètres: 4 dB/km et à une longueur d'onde 1,06 micromètres: 1.5 dB/km;
- ellipticité de la section du coeur: 0,65
- différences d'indices de réfraction entre les régions de coeur et de gaine: 9,5 10 3 et entre les régions de gaine et le tube 1 : 1,6
Si une gaine intermédiaire (Fig.7: 750) est prévue, les matériaux constituant cette gaine présentent, en ce qui concerne la température de ramollissement et le coefficient de ramollissement les mêmes caractéristiques que celles du coeur.An optical fiber made in the manner just recalled and having an elliptical core section <FIG. 6) had the following characteristics:
- beat length measured at a wavelength of 0.63 micrometers: 14mm;
attenuation at a wavelength of 0.84 micrometers: 4 dB / km and at a wavelength of 1.06 micrometers: 1.5 dB / km;
- ellipticity of the heart section: 0.65
- differences in refractive indices between the core and sheath regions: 9.5 × 3 and between the cladding regions and the 1: 1.6 tube
If an intermediate sheath (Fig.7: 750) is provided, the materials constituting this sheath have, with respect to the softening temperature and the softening coefficient, the same characteristics as those of the core.
Les figures 8 et 9 représentent des fibres optiques dans lesquelles les coeurs ont conservé une forme circulaire ou quasi-circulaire. Figures 8 and 9 show optical fibers in which the hearts have retained a circular or quasi-circular shape.
La température de ramollissement et le coefficient de dilatation des matériaux constituant les régions de gaine (respectivement Fig.8 : 85 et Fig.9 : 95), doivent dans ce cas être, respectivement, inférieure et supérieur à ceux des matériaux consituant les régions de coeur (respectivement
Fig.8: 86 et Fig.9 : 96). Ceci autorise une dépression de très faible amplitu
de, typiquement de l'ordre de 30 Pa. Ceci a pour conséquence que la région de coeur subit peu de déformation et sa section reste circulaire ou quasicirculaire après rétreint.The softening temperature and the coefficient of expansion of the materials constituting the cladding regions (respectively Fig.8: 85 and Fig.9: 95) must in this case be, respectively, lower and higher than those of the materials constituting the regions of the cladding regions. heart (respectively
Fig.8: 86 and Fig.9: 96). This allows a depression of very low amplification
of de, typically of the order of 30 Pa. This has the consequence that the core region undergoes little deformation and its section remains circular or quasicircular after necking.
Par contre, si l'on augrnente l'amplitude de la dépression, on peut obtenir, à la fois, une section de coeur de type elliptique (Fig.4 : 95) ou
meme applatie (non représentée), et une section de gaine elliptique.On the other hand, if one increases the amplitude of the depression, one can obtain, at the same time, a section of heart of elliptic type (Fig.4: 95) or
even flattened (not shown), and an elliptical sheath section.
Pour fixer les idées, la région ele coeur peut être dopée faiblement ayec du germanium et être entourée par une région de gaine fortement
dopée avec de dioxyde de bore ou avec un mélange doxydes de fluor et de
phosphore. iwans ces condi tions, la différence d'indice de réfraction entre les
régions de coeur et de gaine est supérieure typiquement à 5.10-3. To fix ideas, the heart region can be weakly doped with germanium and be surrounded by a strongly sheath region.
doped with boron dioxide or with a mixture of fluorine oxides and
phosphorus. under these conditions, the difference in refractive index between
Heart and sheath regions are typically greater than 5.10-3.
Pour les longueurs d'onde les plus élevée, dans la gamme infra-rouge, il
peut être nécessaire de prévoir, comme dans le cas de la figure 7, une gaine
optique intermédiaire, dopée avec de l'oxyde de fluor par exemple.For the highest wavelengths, in the infra-red range, it is
may be necessary to provide, as in the case of Figure 7, a sheath
intermediate optical, doped with fluorine oxide for example.
Une fibre réalisée dans les conditions qui viennent d'être énoncées et du type décrit en relation avec la figure 8 a présenté les caractéristiques suivantes:
- longueur de battement mesurée à une longueur d'onde 0,63 micro
mètres: 6 mm et à une longueur d'onde 0,84 micromètres 8 mm;
atténuation à une longueur d'onde 0,84 micromètres: 6 dB/km;
- rellipticité de la gaine optique était égale à 0,2G;
- les coefficients de dilatation des matériaux des gaine et coeur étaient, respectivement 1,4 10-6 et 0,5
- les températures de ramollissement de ces matériaux étaient, res
pectivement, 6000C et 10000C environ.A fiber made under the conditions which have just been described and of the type described with reference to FIG. 8 has the following characteristics:
beat length measured at 0.63 micro wavelength
meters: 6 mm and at a wavelength of 0.84 micrometers 8 mm;
attenuation at a wavelength of 0.84 micrometers: 6 dB / km;
- The optical sheath rellipticity was equal to 0.2G;
the coefficients of expansion of the sheath and core materials were respectively 1.4 × 10 -6 and 0.5 ×
the softening temperatures of these materials were,
respectively, 6000C and 10000C approximately.
On constate donc que l'on peut obtenir des fibres optiques dont les
sections des régions de coeurs et/ou de gaines sont ajustables à volonté, ce
qui créé des anisotropies de géométrie et permet d'obtenir une conservation
de la polarisation linéaire. It can therefore be seen that optical fibers can be obtained whose
sections of hearts and / or ducts are adjustable at will, this
which creates anisotropies of geometry and allows to obtain a conservation
linear polarization.
Comme il a été rappelé, le procédé présente l'avantage d'être simple de mise en oeuvre et non coûteux car il permet utiliser sans mpdification importantes les appareillages existants et s'écarte peu des étapes des procédés de l'Art Connu, en particulier du procédé "MCVD". As has been recalled, the method has the advantage of being simple to implement and inexpensive because it allows to use without significant mdification existing equipment and deviates little steps of the processes of the Known Art, in particular of the "MCVD" process.
En outre, il ne nécessite ni démontage ni manipulation particulière de la préforme, ce qui pourrait entraîner un risque de pollution. In addition, it does not require disassembly or special handling of the preform, which could lead to a risk of pollution.
La nature des gaz utilisés et les gammes de dopages des matériaux ne diffèrent pas de PArt Connu. Seuls des choix particuliers doivent être réalisés, choix tenant compte également de la dépression réalisée avant rétreint, selon la caractéristique fondamentale de l'invention, pour obtenir la géométrie finale désirée. The nature of the gases used and the doping ranges of the materials do not differ from those known. Only particular choices must be made, also taking into account the depression made before necking, according to the basic characteristic of the invention, to obtain the desired final geometry.
Le recours à l'effet Venturi, selon une autre caractéristique de l'invention, pour obtenir la dépression dans le tube avant rétreint, permet un contrôle aisé et précis de ram plltud e, la précision obtenue étant de l'ordre de 10 Pa. The use of the Venturi effect, according to another characteristic of the invention, to obtain the depression in the tube before shrinking, allows easy and precise control of ram plltud e, the accuracy obtained being of the order of 10 Pa.
Enfin, l'expérience l'a montré, ce procédé permet la fabrication de fibres optiques à faible longueur de battement et à faible atténuation. Finally, as experience has shown, this process allows the manufacture of optical fibers with a short beat length and low attenuation.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8314540A FR2551884A1 (en) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | Process for manufacturing a monomode optical fibre having linear-polarisation constancy and implementation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8314540A FR2551884A1 (en) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | Process for manufacturing a monomode optical fibre having linear-polarisation constancy and implementation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2551884A1 true FR2551884A1 (en) | 1985-03-15 |
Family
ID=9292156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8314540A Withdrawn FR2551884A1 (en) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | Process for manufacturing a monomode optical fibre having linear-polarisation constancy and implementation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2551884A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5180410A (en) * | 1990-07-30 | 1993-01-19 | Corning Incorporated | Method of making polarization retaining fiber |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0032390A2 (en) * | 1980-01-11 | 1981-07-22 | Hitachi, Ltd. | Method of producing a preform rod for an optical fiber |
EP0067017A1 (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-15 | Hitachi, Ltd. | Polarization plane maintaining optical fiber and fabricating method therefor |
GB2104239A (en) * | 1981-08-19 | 1983-03-02 | Hitachi Cable | Single polarization optical fibers and process for fabrication of same |
-
1983
- 1983-09-13 FR FR8314540A patent/FR2551884A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0032390A2 (en) * | 1980-01-11 | 1981-07-22 | Hitachi, Ltd. | Method of producing a preform rod for an optical fiber |
EP0067017A1 (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-15 | Hitachi, Ltd. | Polarization plane maintaining optical fiber and fabricating method therefor |
GB2104239A (en) * | 1981-08-19 | 1983-03-02 | Hitachi Cable | Single polarization optical fibers and process for fabrication of same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5180410A (en) * | 1990-07-30 | 1993-01-19 | Corning Incorporated | Method of making polarization retaining fiber |
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