JP2002506997A - 光学的伝送素子、並びに光学的伝送素子の偏光モード分散を低減する方法 - Google Patents
光学的伝送素子、並びに光学的伝送素子の偏光モード分散を低減する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
偏光モード分散を低減するために、それぞれの光導波体(LW)の長手経過に沿って擾乱手段(CL1〜CLn)を統計的に分散して設ける。この擾乱手段は、光導波体内部の伝送光に対して付加的な偏光モード結合を引き起こす。
Description
【0001】 本発明は、所与の偏光モード分散を有する少なくとも1つの光導波体を備える
光学的伝送素子に関する。 実際には光学的伝送素子内の光導波体の多くは、許容されない大きな分散を有
する。このためこのような光導波体では、情報伝送のための帯域幅が極めて制限
されてしまう。例えば各光導波体に対していわゆる単一モードファイバを使用す
る場合には、その偏光モード分散、すなわちこの単一モードファイバが伝播可能
な光波ないしはモード(=固有波)間の伝搬時間差が許容される限界値を上回っ
てしまうことがある。これによって各光導波体で伝送すべき光信号のパルス幅が
、許容されないほど大きくなってしまうおそれがある。 本発明の課題は、光学的伝送素子の光導波体を改善し、これによって許容され
ない大きな偏光モード分散を高い信頼性で十分に回避することである。本発明に
より、この課題は請求項1の上位概念に記載された形式の光学的伝送素子におい
て、各光導波体の所与の偏光モード分散を後から低減するために、この光導波体
の長手方向に沿って、後から擾乱手段を統計的に分散して設け、この擾乱手段が
、光導波体内部の伝送光に対して外部から意図的に適切な付加的偏光モード結合
を発生させることによって解決される。
光学的伝送素子に関する。 実際には光学的伝送素子内の光導波体の多くは、許容されない大きな分散を有
する。このためこのような光導波体では、情報伝送のための帯域幅が極めて制限
されてしまう。例えば各光導波体に対していわゆる単一モードファイバを使用す
る場合には、その偏光モード分散、すなわちこの単一モードファイバが伝播可能
な光波ないしはモード(=固有波)間の伝搬時間差が許容される限界値を上回っ
てしまうことがある。これによって各光導波体で伝送すべき光信号のパルス幅が
、許容されないほど大きくなってしまうおそれがある。 本発明の課題は、光学的伝送素子の光導波体を改善し、これによって許容され
ない大きな偏光モード分散を高い信頼性で十分に回避することである。本発明に
より、この課題は請求項1の上位概念に記載された形式の光学的伝送素子におい
て、各光導波体の所与の偏光モード分散を後から低減するために、この光導波体
の長手方向に沿って、後から擾乱手段を統計的に分散して設け、この擾乱手段が
、光導波体内部の伝送光に対して外部から意図的に適切な付加的偏光モード結合
を発生させることによって解決される。
【0002】 各光導波体の長手方向に沿って付加的な擾乱手段を統計的に分散して設け、こ
の擾乱手段が、外部から意図的に適切な付加的偏光モード結合を光導波体内部の
伝送光に対して発生することによって、後から各光導波体の偏光モード分散を低
減することができる。これにより偏光モード分散が、本発明を各光学的伝送素子
に適用する前には(理由によらず)許容されないほど大きな光導波体であっても
、後から許容上限値を下回るようにすることができる。このようにして使用する
すべての光導波体を後処理すれば、完成した光学的伝送素子に配置されるすべて
の光導波体が、十分な帯域幅を有することをあらかじめ十分に保証することがで
きる。これによって、許容されない大きな偏光モード分散を有しており、ひいて
は情報伝送に要求される品質基準を満たしていない光導波体を選別ないしは除去
するための偏光モード分散測定を十分に回避することができる。 各光導波体に対して例えばいわゆる単一モードないしはシングルモードファイ
バが使用される場合には、本発明の後処理によって殊に有利に、元からある所与
の偏光モード分散を後から低減することができる。 本発明はさらに、本発明の光学的伝送素子を少なくとも1つ有する光ケーブル
に関する。 本発明はさらに、少なくとも1つの光学的伝送素子を備える光ケーブルに関す
る。ここでこの光学的伝送素子は所定の偏光モード分散を備える少なくとも1つ
の光導波体を有している。この光ケーブルの特徴は、各々の光導波体の所与の偏
光分散を後から低減するために、各光学的伝送素子がコア要素の周囲に統計的に
変化する撚りストローク長でケーブル化されており、これによって後から擾乱手
段が提供され、この擾乱手段によって外部から意図的に光導波体内部の伝送光に
対して付加的な偏光モード結合が発生されることである。 本発明はまた光ファイバを備える光導波体に関する。ここでこの光ファイバの
周囲には少なくとも1つの外部保護層が被着されており、かつこの光ファイバは
所与の偏光モード分散を有する。この光導波体の特徴は、外部保護層に後から擾
乱手段が統計的に分散されて被着されており、これによって付加的な偏光モード
結合が光ファイバ内部の伝送光に対して所期のように発生するため、この光ファ
イバの所与の偏光モード分散が後から低減されることである。 本発明はさらに、光導波体の偏光モード分散を低減する方法に関し、ここでこ
の方法の特徴は、各光導波体の偏光モード分散を後から低減するために、その長
手方向に後から擾乱を外部から形成し、これを統計的に分散して、付加的な偏光
モード結合を光導波体内部の伝送光に対して発生させることである。 本発明の別の発展形態は従属請求項に記載されている。 本発明およびその発展形態を以下、図面を用いて詳しく説明する。ここで、 図1は、本発明の光学的伝送素子の第1実施例を概略的にならびに拡大して示
した斜視図であり、 図2は、インキ塗布することによって付加的な偏光モード結合を光導波体内部
の伝送光に対して行う図1の光学的伝送素子の光導波体を長手方向断面で示した
概略側面図であり、 図3から5はそれぞれ、本発明による光学的伝送素子の別の3変形実施形態を
概略的にならびに拡大して示した長手方向断面図であり、 図6は、本発明の光学的伝送素子または光ケーブルを製造するための装置の概
略平面図であり、 図7は、図1の光学的伝送素子のための製造ラインの例を示す概略図であり、 図8は、例えば図6の装置によって製造可能な本発明の光ケーブルの実施例を
概略的にならびに拡大して示した横断面図であり、 図9は、本発明によって後処理された光導波体を有する本発明の光学的伝送素
子の別の実施例としての光導波体テープを概略的にならびに拡大して示した斜視
図であり、 図10は、本発明の光学的伝送素子の別の実施例を概略的にならびに拡大して
示した斜視図であり、 図11は、機械的な擾乱によって生じた、仮想的な2つの光経路に対する偏光
モード結合を示す概略図である。 機能および作用が同じ素子は、図1から11においてそれぞれ同じ参照符号が
付されている。 図1には概略的な斜視拡大図で本発明の第1の光学的伝送素子OE1の一部が
示されている。この光学的伝送素子OE1は、その構造をより解りやすくするた
めに、層状のカバーが剥がされた状態で示されている。光学的伝送素子は外被K
Hの内部に少なくとも1つの光導波体、つまり1つまたは複数の個別の光導波体
を有する。図を簡単にするために、図1ではただ1つの個別の導波体LW* が外
被KHによって包囲されている。光導波体LW* は外被KH内に挿入されており
、有利には全ての側面に遊びを備えて、つまり自由に運動できる状態で配置され
ている。したがって外被KHは管として光導波体LW* をルーズに包囲している
。例えば余剰部を有する光導波体LW* は外被KHに収容されている。外被KH
は図1ではほぼ円筒形状に構成されている。この外被に対して有利には可撓性を
有するプラスティック材料が個別材料または組み合わせ材料として使用される。
例えばポリカーボネートPC、ポリブチレンテレフタレートPBT、ポリカーボ
ネート/ポリプロピレン、ポリプロピレン、PC/PBTまたはポリエーテルイ
ミド/PBTなどである。この外被は特に1つまたは複数の層から構成すること
ができる。この外被は有利にはプラスティック材料の押出成形により形成される
。 光導波体LW* は外被KHの中空内部で有利には軟性の充填物FM内へ埋め込
まれている。この充填物FMは有利にはほぼペースト程度の稠度を有しており、
それぞれの光導波体の調整過程または運動過程をあり程度可能にする。特にチキ
ソトロピー性を有する充填物を使用して、それぞれ光導波体に対しOH基の拡散
に対するバリア、すなわち水蒸気バリアを形成することもできる。このために有
利には油分または脂肪分を含む充填物を設ける。このようにして光学的伝送素子
OE1は特に長手方向全体にわたって水密に形成することができる。このほかに
充填物FMは有利には各光導波体に対するパッド機能も引き受けている。場合に
よりきわめて柔らかいパッド層、例えば高発泡性かつ高弾性のプラスティックを
設けることもできる。有利には充填物FMおよびこの充填物に埋め込まれている
それぞれの光導波体は継ぎ目なく密に外被KHによって包囲されている。 光導波体LW* は内部に光ファイバLFを有しており、この光ファイバは保護
のために外側を環状に少なくとも1つのプラスティック層によってカバーされて
いる。図1では光ファイバLFは第1のプラスティック層CT1(1次コーティ
ング)と、その上の第2の外側のプラスティック層CT2(2次コーティング)
とによってカバーされている。有利にはコーティング材料として樹脂が使用され
る。光ファイバLFは有利には円筒形状に構成されている。この光ファイバ上に
2つのコーティング層CT1、CT2がそれぞれほぼトーラス形状のカバーとし
てほぼ同心状に載置されている。このように光導波体LWはほぼ円筒形状に構成
されており、一般には均一な外側輪郭によってプレス成形されたものである。通
常、光導波体はこの標準構造により供給され、この標準構造が光学的伝送素子ま
たは光ケーブルの作製に使用される。 それぞれの光導波体、例えば図1の光導波体LWに対して、光ファイバとして
有利にはいわゆる単一モードファイバないしシングルモードファイバが使用され
る。この種の単一モードファイバでは伝送光はまず基本モードのうち2つの部分
モードでファイバの長手方向に伝搬可能である。これら2つの部分モードは相互
に異なる振動面を有しており、この振動面は特に主として相互に直交している。 実際には標準的に成形されて光学的伝送素子内で使用される光導波体の大部分
が、それぞれ許容不能に高い偏光モード分散を有している。使用される光導波体
として特にシングルモードファイバが使用される場合、例えばファイバの製造プ
ロセスにおける製造偏差のために、このシングルモードファイバの所定のパーセ
ンテージの偏光モード分散が許容不能に高くなることがある。これは伝送光の2
つの伝搬光波ないし伝搬部分モード(固有波LP01x/LP01y)間の伝搬時間差
が複数の光導波体において上側限界値を上回り、許容不能な状態となることを意
味する。過度に大きな偏光モード分散はそれぞれ該当する光導波体の帯域幅を大
きく制限する。 光学的伝送素子内に配置されている光導波体の所定の成分のうち許容不能に高
い偏光モード分散は複数の実際条件に起因している。許容不能に高い偏光モード
分散は例えばそれぞれのシングルモードファイバのガラス材料内部での擾乱ない
し影響によって誘起され、そこでは複屈折(birefringence)が伝送光に対して 作用している。この場合伝送光の2つの伝搬部分モードに対する効率的な群屈折
率はそれぞれのシングルモードファイバの部分領域において相互にきわめて異な
っており、2つの部分モードに対して許容不能に大きい伝搬時間差が発生し、ひ
いてはファイバ長さ全体にわたって許容不能に大きなパルス幅拡大が発生する。
このような内部の擾乱効果は効率的な光伝搬時間を種々のモードごとに異ならせ
るものであり、特にファイバの製造時に偶然発生することがある。これらの擾乱
効果は特にそれぞれの光ファイバのガラス構造におけるガラス材料中の応力、ガ
ラスの断面形状における非対称性ないし歪性および/または他の異常に帰せられ
る。これに加えてまたはこれとは独立に、それぞれの光ファイバ内の伝送光の伝
搬モードに対して作用する種々の群屈折率は、場合により外的な擾乱によっても
発生する。これらの擾乱は例えばファイバの着色、またはテープの作製の際に引
き起される。この種の外的な擾乱効果は特に光ファイバの更なる処理の際に発生
することもある。さらにそれぞれの光学的伝送素子におけるシングルモードファ
イバの偏光モード分散は、そこにいずれかの手段により形成されるモード結合に
よって影響を受ける得るが、これを制御することはできない。モード結合は、伝
送光の2つの伝搬部分モード間のエネルギ交換に作用する。 さらに実際に光ケーブルを用いた実験では、既存の品質保証手段にもかかわら
ず、驚くべきことに使用された全てのシングルモードファイバのうち約0.5%
から4%が許容不能に高い偏光モード分散、特に0.5ps/km1/2以上の偏 光モード分散を有していることが判明した。 光学的伝送素子の複数の光導波体が許容不能に高い偏光モード分散を発生させ
ることを確実に回避するために、有利には個々の光導波体の長手方向に沿って後
から擾乱手段が設けられる。この擾乱手段は長手方向に不規則な間隔を置いて、
特に統計的に分散されて配置される。この擾乱手段により光導波体内部の伝送光
に対して外部から所期のように適切な付加的偏光モード結合が作用する。したが
って個々の光導波体は有利には、光導波体内部の伝送光に対する偏光モード結合
の数が元の製造ないし出荷状態に比べて高められるように後処理される。これに
より光導波体の元の所与の偏光モード分散を後から、つまり本来の製造後に、完
成した光学的伝送素子において低減することができる。特にシングルモードファ
イバでは統計的に分散された擾乱手段により伝送光の2つの伝搬部分モード間の
エネルギ交換が意図的に高められ、各シングルモードファイバにおける2つの部
分モードに対して最小の伝搬時間差が得られ、ひいては通信信号に対しパルス幅
拡大が生じない。 この種の擾乱手段により意図的に付加的な偏光モード結合をそれぞれの光導波
体に対して誘起できる。この擾乱手段は例えば有利にはインキ滴、特にカラーマ
ーキングにより形成することができる。この擾乱手段は付加的に外部からそれぞ
れの光導波体に対して加えられ、その際に光導波体の長手方向に沿って不規則に
、つまり非等間隔に統計的に分散されて配置される。この種のカラーマーキング
は外部から図1の円筒形状の光導波体LWの外側のコーティング層CT2上に長
手方向に沿って統計的に分散されて、つまり相互に非等間隔に付加的に塗布され
る。複数のインキ塗布部のうち、図1では光導波体LWの露出された部分区間に
沿って、相互に長手方向の間隔AS12を置いて隣接する2つのインキ塗布部C
L1、CL2のみが示されている。これに対して図2には概略的な側面図で光導
波体LWが光学的伝送素子OE1の比較的大きく露出された長手方向の区間に沿
って示されており、インキ塗布部が長手方向で相互に不規則な間隔を置いて続い
ていることが一層良好に見て取れる。複数のインキ塗布部は図2ではCL1〜C
Lnで示されている。個々のインキ塗布部はここでは光導波体LWの長手方向に
沿って横断方向の印で示されている。インキ塗布部の設けられた光導波体、すな
わち後処理された光導波体は、図1、図2ではそれぞれLW* で示されている。
各カラーマーキングCL1〜CLnはそれぞれほぼ環状に光導波体LWの外周を
取り巻いて延在している。各カラーマーキングCL1〜CLnは光導波体LWの
長手方向の局所的な長手位置でコーティング層を形成しており、このコーティン
グ層は光導波体LWの他の円筒形状の外被に比べて半径方向で幾分外側へ突出し
ている。各カラーマーキングでは有利には塗布部の厚さが0.5μmから3.0
μm、特に有利には1μmから2μmである。環状のマーキングCL1〜CLn
の幅はファイバの長手方向で見て有利には1mmから10mm、特に有利には2
mmから5mmに選定されている。相互に連続する2つのカラーマーキングの長
手方向の間隔、特に環状のマーキング間の間隔は有利には少なくとも25mm、
特に有利には25mmから20mに選定されている。カラーマーキングの長手方
向の間隔の統計的な分散は有利には等確率分散に相応する。カラーマーキングに
対して有利にはUVまたはPVCインキが使用される。また有利には、カラーマ
ーキングCL1〜CLnをベースインキの中に成層し、これを用いて光導波体L
Wの長手方向に沿って環状にできる限り一定の塗布厚でコーティングしてもよい
。図1ではベースインキの円筒形状の外皮が光導波体LWに付加的にコーティン
グされており、これは一点鎖線とGFとによって示されている。カラーマーキン
グCL1〜CLnは有利にはベースインキGFが湿っていてまだ硬化していない
うちにベースインキに放出され、これにより十分にベースインキに統合される。
このようにして、後処理された光導波体LW* の外側輪郭が十分に均一に実質的
に円筒形状であることが保証される。それでも、後からベースインキGFに放出
されたインキ滴CL1〜CLnはベースインキ中の不均質個所として作用する。
特にこの不均質個所は局所的な材料応力ひいては光ファイバLFのマイクロベン
ディングを引き起こし、これにより所望のように付加的な偏光モード結合を光フ
ァイバに後から生じさせることができる。カラーマーキングCL1〜CLnに対
して有利にはベースインキGFの着色剤と同じ着色剤を使用することができる。
場合によりカラーマーキングCL1〜CLnを透明に、すなわち着色せずに構成
することができる。 リング状に形成するのではなく、場合によってはその他の形状のカラーマーキ
ングであっても有利である。殊に、カラーマーキングは光導波体LWの外周の一
部分だけを被覆するようにしてもよい。図1には、光導波体LWの外周の一部に
だけ塗布されている、不規則な形状のこの種のカラーマーキングが、付加的に一
点鎖線で示されかつMAが付されている。このようなカラーマーキングでは、カ
ラーマーキングの周方向位置をカラーマーキング毎にファイバ長手方向において
同様に統計的に、すなわち不規則に変化させるようにすると有利である。 カラーマーキングの代わりにその他の材料を塗布して、機械的に外部から光フ
ァイバLPのマイクロベンディングを形成し、ひいてはその内部に偏光モード結
合を形成するのが有利な場合もある。この種の材料塗布に対して有利には次の材
料が適している:DS11の Herkula 810(813)(登録商標名)。 殊に、液体として処理され、光導波体LWへの塗布後に硬化し、そこに固着さ
れた状態にとどまるような材料を使用することも有利である。長手方向および/
または周方向において統計的に分散された材料塗布のために、場合によって接着
剤または溶融接着剤も適している。 統計的に分散された付加的な材料塗布は、例えば光導波体LW上のMAのよう
に、1次近似において滴状に実現されていてよい。 材料塗布の長手方向間隔は有利には、所望の偏光モード分散の低減が、同時に
伝送減衰を最小限にして達成されるように選択されている。 それぞれの光導波体の均一で、殊に円筒形状の外周輪郭を、統計的に分散され
た付加的な材料塗布によって被覆したことで、光導波体の光ファイバに対して擾
乱個所が局所的に引き起こされ、これらによって、通過する伝送光に対する偏光
モード結合が誘起される。このようにして後から、それぞれの光導波体の元の偏
光モード分散を低減することができる。光学的伝送素子に使用される前に偏光モ
ード分散が何らかの理由から許容できないほど高かった光導波体でさえ、この後
処理手段によって許容上限値以下にすることができる。このようにして、それぞ
れの光学的伝送素子の光導波体全体がしかるべく後処理されれば、完成した光学
的伝送素子に納められることになる全ての光導波体が十分な帯域幅をも有してい
ることが予防的に十分に保証される。従って、許容できなほどに高い偏光モード
分散を有する光導波体を選別ないし取り除くための煩雑な偏光モード分散測定が
回避される。このようにして、光学的伝送素子における光導波体の偏光モード分
散に関する高い品質基準を維持することができる。勿論、このような後から取り
付けられた、長手方向において統計的に分散されているインキ塗布、殊にリング
マーキングは付加的に、例えばファイバ束におけるようにそれぞれの光導波体を
その他に対して区別する標識として用いられる。 それぞれの光導波体に統計的に分散されて直接取り付けられている材料塗布に
対して付加的にまたはそれとは無関係に、光学的伝送素子の充填物FMに付加的
微少物(パーティクル)を機械的な擾乱手段として混入すると有利な場合もある
。図3には、このようにして変形された光学的伝送素子OE2が長手方向の断面
にて拡大されて略示されている。この光学的伝送素子OE2はその芯線外被KH
、殊に合成樹脂外被の中空空間に複数の光導波体LW〜LWnを有している。こ
れらはそこで芯線外被KHの延在長に対して余剰部を以て挿入されている。光導
波体LW〜LWnは真っ直ぐ延在している芯線外被KHに比べて波打って延在し
ている。これらは殊に螺旋状またはスパイラル状に外被中に、その中心軸線に沿
って収容できる。擾乱パーティクルPA1〜PAnは充填物FM中に統計的に分
散されており、すなわちこれらは芯線外被KHの中空空間内に長手方向にも周方
向にも相互に不規則な間隔をおいて配置されている。擾乱パーティクルPA1〜
PAnの密度は有利には、充填物FMの密度とは異なって選択されている。擾乱
パーティクルは有利には、中空小球または気泡によって充填物FM中に形成され
る。中空小球(=“microspheres”)は材料としては例えばアクリルアラミドが
有利である。擾乱パーティクルPA1〜PAnに対して有利には10から50μ
mの間の直径が選択される。有利には、擾乱パーティクルの統計的な分散は実質
的に等確率分散に対応している。充填物として有利には、ポリアルファオレフィ
ンをベースとした標準充填物が適している。擾乱パーティクルは有利には、充填
物FM全重量中、精々5%の容積成分、殊に0.5ないし2%の間にある容積成
分を有している。 充填物FM中に統計的に分散されている擾乱パーティクルPA1〜PAnは、
光導波体LW1〜LWnに対する局所的な不均質個所である。これらは、光導波
体LW1〜LWnに対して局所的な圧力を及ぼし、光導波体のマイクロベンディ
ングを誘起する。光導波体のこのマイクロベンディングによって、光導波体内部
における伝送光に対する付加的な分散モード結合が発生される。従って、それぞ
れの光導波体における分散モード結合の数を適当に高めれば、光導波体の元から
所与の偏光分散モードを低減することができる。 本発明の枠内において分散という概念は、種々異なった効果の組み合わせと考
えてよい。つまり、それぞれの光導波体における伝搬時間差、パルス幅拡大、並
びに異なる伝搬能力のある偏光モードの伝送帯域幅の縮小を招来する効果が組み
合わされたものを分散と表現する。したがってそれぞれの光導波体に沿って、局
所的な機械的擾乱個所を不規則な長手方向間隔で、すなわち統計的に分散して設
けることで、この光導波体における分散モード結合の数を高めることができる。
それぞれの光導波体における伝搬可能な偏光モード間のエネルギー交換が拡大さ
れることに基づいて、伝送光の種々異なった伝搬可能な偏光モードに対し、元か
ら異なっている光学的な伝搬時間を調整し、ひいては偏光モード分散を低減する
ことができる。別の言葉で表すと次のように言える:極めておおざっぱにいって
、伝送光の異なる伝搬モード間の伝搬時間差は、後から意図的に行われるモード
結合の数が大きくなればなるほど、小さくなる。モード結合は、それぞれの光フ
ァイバの長手方向に沿って、局所的な機械的擾乱個所を作ることによって意図的
に誘起される。このような機械的擾乱は例えば、光ファイバのマイクロベンディ
ング、光ファイバに対する圧力または光ファイバのねじれによって生じるように
することができる。分散効果は不規則な、すなわち統計的に分散されている擾乱
効果によって引き起こされるようになっているので、後から意図的に引き起こさ
れる擾乱個所をそれぞれの光ファイバに沿って統計的に分散して配置すると有利
である。統計的な分散、殊に後から意図的に形成される擾乱個所の方が有利であ
る。というのは、高められた偏光モード分散の原因の分布の形式については通例
、表すことはできないからである(規則的ないしランダム)。統計的な分散によ
って、偏光モード間のエネルギー交換を行うことができる場所に当たる可能性が
高いことが保証される。これらの種々異なった伝搬可能なモードの種々異なった
光走行路がいわば混合されることになる。 図4には、図1の光学的伝送素子OE1に対して変形されている、別の光学的
伝送素子OE3が拡大されて、長手方向の断面で略示されている。複数の光導波
体LW1〜LWnはここでは少なくとも1つの長手方向に延びた巻回物によって
周囲が巻回されている。この種の長手方向に延びた巻回物は例えば、糸、撚糸、
テープ形状の螺旋物または類似のものによって形成されていてよい。図4には、
光導波体LW1〜LWnの束は単に単一の糸F1によって同じ撚りで、すなわち
それぞれ同一の回転方向で周囲を巻かれている。この糸F1の撚りストローク長
は統計的に、すなわち不規則に、スパイラル状の一巻きから次の一巻き(光導波
体束の長手方向において見て)に対して変化している。ここで撚りストローク長
とは、糸F1が束の回りをそれぞれ360°だけ巡った際に進む、束長手方向に
おける長さ距離のことである。すなわち、束長手方向において連続する、糸F1
のスパイラル状のこのような巻回のリードは統計的に変化する。このことは図4
では、リードSL1を有する糸F1のスパイラル状の巻回UW1に著しく大きい
リードSL2を有するスパイラル状の巻回UW12が続くことで表されている。
巻回のストローク長ないしリードの不規則的な分散によって、光導波体LW1〜
LWnが統計的に分散される、すなわち不規則的に圧力が加えられ、これにより
光導波体の統計的に分散されたマイクロベンディングを誘起することが可能にな
る。 糸による巻回のストローク長ないしリードが、50mmおよび300mmの間
で変化するようにすれば有利である。ループ間隔の統計的な分布は有利には、均
質分布に相応する。糸の張力は有利には0.5および4Nの間に選択される。巻
回糸として有利には、ポリエステル糸が適している。この種のポリエステル糸に
対して有利には、約0.1mmの外径が選択される。 複数の光導波体の束に対して巻回する方法の他に、それぞれ個別の光導波体に
それぞれ個々に、少なくとも1つの巻回物によって適当な方法で巻回しても効果
的であることはいうまでもない。 図5には、図4に対して変形されている、別の光学的伝送素子OE3*が拡大
されて、長手方向の断面で略示されている。光導波体LW1〜LWnの束はここ
では糸F2によって次のように巻回されている。すなわちこの糸は、種々異なっ
た長さの部分区間に沿って、束の光導波体に対してそれぞれほぼ平行に延在して
おりかつそれぞれ2つの連続する、平行に延在している長手方向区間の間にそれ
ぞれ、束をリング状に取り巻いている。すなわち糸F2は、束の長手方向の延在
部に沿って統計的に分散されて360°のループSU1〜SUnを有しており、
一方その他のところでは、すなわちループの間ではそれぞれ、光導波体束に対し
て実質的に平行に延在している。ループないし編み目SU1〜SUnは光導波体
束をそれぞれ近似的に円形リング状に取り囲んでおり、すなわち束は、1次近似
的に面法線といえる、それぞれループの形成する面を貫いて通っている。光導波
体束長手方向の経過に沿ったループ間隔の統計的な変化は図5には、束長手方向
において連続している4つの個別ループSU1〜SUnに基づいて簡単化して示
されている。ループ間隔LA12,LA23並びにLA34は相互に異なってお
り、すなわち不規則に選択されている。 有利には、巻回ないしループ間隔の撚りストローク長は、50および300m
mのまで変化される。このために有利には、約1Nの糸張力が選択される。等間
隔でない、殊に統計的な、ループ間隔の分散は有利には、均質分布に相応して選
択される。 光学的伝送素子の概念は、本発明の枠内では、光ケーブル、通信および/また
はその他のケーブルにおけるサブユニットとして使用可能である光導波体の、殊
に任意のストラクチャ、形態、断面形状および/または組み込みを含んでいる。 図6には、本発明によるさらに別の光学的伝送素子OE4を製造するための装
置VVが概略的に示されている。この製造装置VVはさらにSZ撚り合わせユニ
ットSZを有している。このユニットには入力側に複数の光導波体LW1〜LW
nが供給され、それらは対応するストックボビンVS1〜VSnから引き出され
る。ストックボビンVS1〜VSnは、有利には撚り合わせユニットSZの撚り
合わせ軸VAを中心にして同心に、かつ位置空間的に固定されて配置されている
。撚り合わせ装置SZの基本構成部分は、長手方向に延在する蓄積体SKであっ
てこれはその中心撚り合わせ軸VAを中心にして旋回可能に懸架されている。こ
の目的で図6には実例として蓄積体SKの入力側端部および出力側端部に、それ
ぞれ1つの固定された支承部LA1,LA2が設けられている。光導波体LW1
〜LWnを蓄積体SKの外周でその入力端部の領域に規定どおりに配置できるよ
うにする目的で、その部分で蓄積体SKの周囲外側に定置された供給装置FS1
が設けられている。これにより光導波体LW1〜LWnを、たとえば蓄積体SK
の外周のまわりに同心で撚り合わせることができる。供給装置FS1は有利には
、供給ディスクないしは分配ディスクとして構成されている。この場合、蓄積体
SKは定置されたこの分配ディスクの中央貫通開口部を通って、自由回転可能に
通り抜けるよう案内されている。分配ディスクは、有利にはホールディスクと同
じように構成されている。各光導波体LW1〜LWnは、それぞれ割り当てられ
た孔つまり分配ディスクFS1の貫通開口部DU1〜DUnを通って長手方向に
案内される。この場合、貫通開口部DU1〜DUnは、蓄積体外周を取り囲んで
それに対し半径方向に間隔をおいて分散されている。たとえばそれらは同じ円周
角をおいて互いにずらされて配置されており、蓄積体SKの中心軸に対し実質的
に同じ半径間隔をもっている。蓄積体SKの出力側端部には、撚り合わせディス
クVSが固定的に載置されている。これにより、撚り合わせディスクVSは蓄積
体SKと同期して回転させられる。その際に好適であるのは、撚り合わせディス
クVSを収容スリーブAH1中に固着させて取り付けることである。この収容ス
リーブAH1は、旋回支承部LA2たとえば定置された軸台をもつスライドベア
リング内に旋回可能に懸架されている。これは駆動装置たとえばモータMOVに
より、(収容スリーブAH1に係合している図6には示されていない歯形ベルト
とそれに属する歯形ベルトディスクと共働して)駆動される。 光導波体LW1〜LWnをSZ撚りするために、撚り合わせディスクVSは好
適には次のように駆動される。すなわち、このディスクがその回転方向を所定数
の回転後に転換し、つまり蓄積体SKは可逆的に駆動される。したがって蓄積体
SKは揺れ動きながら回転させられる。その時計方向周りと半時計方向周りの回
転方向転換(およびその逆の転換)が、図6では両方向回転矢印RRによって示
唆されている。 撚り合わせディスクVSは、長手方向で通過する開口部つまり貫通開口部DO
1〜DOnを有している。1つの貫通開口部DO1〜DOnごとに、個々の光導
波体LW1〜LWnがそれぞれ割り当てられている。貫通開口部DO1〜DOn
は、撚り合わせ軸VAを中心として配置されている。それらは有利には等しい円
周角で周囲方向に互いにずらされており、中心の撚り合わせ軸VAに対しそれぞ
れ等しい間隔を有している。それぞれ1つの光導波体たとえばLW1が個々の貫
通開口部たとえばDO1を通してそれぞれ案内されることによって、光導波体L
W1〜LWnは撚り合わせ軸VAを中心として規定どおりに配分され、これによ
りSZ撚りがコントロールされたかたちで生じるようになる。 出力側に固定的に載置された撚り合わせディスクVSを用いることで蓄積体S
Kが揺れ動きながら回転運動することに基づき、撚り合わせ軸に対し平行に長手
方向に引き出される光導波体LW1〜LWnは、左巻きと右巻きの螺旋を描いて
蓄積体SKに巻回される。このことは図6中、2つの光導波体LW1,LWnに
ついてそれぞれ1つの螺旋状の進路経過を蓄積体SK上に描くことによって表さ
れている。図1には描かれていない他の光導波体LW2〜LWn-1についても 、それ相応の経過が生じる。 光導波体LW1〜LWnは、撚り合わせディスクVSの貫通開口部DO1〜D
Onを通って引き出され、後続の撚り合わせニップルVNにおける想定された撚
り合わせ点VPを通って相互にSZ撚りされる。撚り合わせニップルVNは、光
導波体LW1〜LWnをいっしょに集めるため有利には円錐状に先細りした貫通
開口部を有しており、その内径は有利には製造すべき光導波体束の外径にほぼ対
応している。複数の光導波体から成るこの撚り合わせスライバが殊にその方向転
換個所の部分で緩んでしまうのを防止できるようにする目的で、想定された撚り
合わせ点VPの領域において好適には保持螺旋体HWを光導波体撚り合わせスラ
イバの周囲で外側から巻回するのが好適である。このために必要な保持螺旋体巻
回器は、みやすくするため図6では省略されている。このようにして束ねられた
撚り合わせスライバは次に、後置接続された引き出し装置AZVたとえば無限軌
道引き出し器によって形状結合により捕捉され、連続的に進行方向に搬送される
。この場合、引き出し装置AZVは同時に、SZ撚りされた光導波体撚り合わせ
スライバのためのねじれ止めとしてもはたらく。このため本来のSZ撚りは実質
的に、回転する撚り合わせディスクVSと共働してねじれ止めとしてはたらく引
き出し装置AZVによってもたらされる。このようにして製造された光導波体撚
り合わせスライバを、必要に応じて後続の充填装置FV1によって取り囲んで充
填材の中へ埋め込むこともできる。図6では、オプション構成のこの充填装置F
V1は破線で示唆されている。さらに引き出し装置AZVと充填装置FV1には
(光導波体撚り合わせスライバの引き出し方向で見て)その後方に、押し出し器
EX1が接続されている。これを用いることで、必要に応じて充填材中に埋め込
まれた光導波体撚り合わせスライバは次にプラスチック外被によって取り囲まれ
る。ついで、このようにして製造された光学的伝送素子OE4は後置接続されたス
トックドラムTRに巻回され、このようにしてケーブル製造用の他の別個の処理
ステップのために準備される。場合によっては光学的伝送素子OE4を同じ製造
ラインで、ここには図示されていない後続の光ケーブル製造用処理装置へ案内す
るのも好適である。 また、押し出し器EX1を製造ラインから省くことも場合によっては可能であ
り、あとになって別個の加工ステップにおいてはじめてSZ撚り合わせスライバ
に外被を被着させて光学的伝送素子OE4を形成することもできる。 SZ撚り合わせ装置SZは好適には、蓄積体SKがその回転方向を不規則にた
とえば統計的に分散して変えるように駆動される。これにより、撚り合わせスラ
イバにおける光導波体の左右に動き回る螺旋間の方向転換個所は不規則な間隔で
、すなわち統計的に変えられる非等間隔の長手方向間隔で、順次連続するように
なる。図10の略示された3次元拡大図には、製造された光学的伝送素子OE4
が描かれている。その外被KHから、実例として光導波体LW1が撚り合わせス
ライバ中の残りの光導波体の代表として引き離されて示されている。この光導波
体LW1は、光伝達素子OE4の長手方向で見て統計的に変化する個数で個々の
振動方向へ規則的に撚られている。これにより、光導波体LW1の左回りと右回
りの螺旋間の方向転換個所UK1〜UKnが統計的に分散されて順次連続するよ
うになる。 有利には、この種のSZ撚りのための撚りストローク長は80から500mm
の間で変化する。SZ撚りのための方向転換個所の統計的な分散は、たとえば等
確率の分散に対応する。撚りストローク方向(時計回りまたは反時計回り)ごと
に、個々の光導波体において有利には5から20回転で実行される。有利には、
個々の光導波体の撚りストローク数の統計的分散は、等確率分散に対応する。 個々の光導波体のねじれを統計的に変化させることにより、やはりその長さ方
向の推移に沿って局所的な機械的擾乱個所が所期のように形成される。これらの
擾乱個所は、個々の光導波体の長さ方向の推移に沿って統計的に分散して位置す
る。これらは光導波体内部における伝送光に対し付加的な分散モード結合を引き
起こし、つまり伝送光の伝播可能なモード間で付加的なエネルギー交換が引き起
こされる。このようにして伝送光の伝播可能なモード間の伝播時間差を低減する
ことができ、つまりたとえば偏光モード分散をあとから最低限に抑えることがで
きる。 図7には、図1による光伝達素子OE1のために実現可能な製造ラインHV2
が略示されている。定置された供給コイルVT1から規格に従って供給される光
導波体LWが、直線的に引き出し方向AZで引き出される。コーティング装置G
Vによって、光導波体LWの周囲がまずはじめに均等にベースインキで覆われる
。まだ湿っている硬化していないこのベースインキGFに対し後続のノズル装置
DUによって、微視的に小さいインキ滴FTが統計的に相前後するタイムインタ
ーバルで与えられる。これらのFTはベースインキGF中で広範囲にわたりリン
グ状に周囲方向で延在し、これによりリングマークRS1〜RSnが形成される
。その際、インキ塗布部RS1〜RSnはベースインキGFの中に統合されてい
く。インキ塗布部RS1〜RSnはこのようにして不規則につまり統計的に変化
する長手方向間隔で、光導波体LWの長手方向推移に沿って順次つづいていく。
図7ではこのようにして後処理された光導波体には、参照符号LW* が付されて
いる。場合によっては、インキ塗布部RS1〜RSnが光導波体LWの外側のコ
ーディング上にダイレクトに塗布されるよう、コーティング装置GVを省略する
のも好適である。このように後処理された光導波体LW* は最終的に、位置固定
された貯蔵ドラムVT2に貯蔵され、そこにおいて光導波体は光学的伝送素子や
ケーブルの以降の後続処理のために蓄えられる。 必要に応じて、付加的にまたは統計的に分散された材料被着とは無関係に、個
々の光導波体を個別にツイストするのも好適である。この目的で有利には、入力
側の供給ボビンないしは供給ドラムVT1は定置されたまま、出力側の巻取ドラ
ムVT2は直線状の引き出し方向AZつまりは光導波体LWの長手軸を中心にし
て回転する。図7には、巻取ドラムVT2の回転運動が回転矢印RPによって示
唆されている。巻取ドラムVT2の回転速度を統計的に変化させることによって
、光導波体LWは統計的に変化するかたちでそれに応じて固有に特性がそれぞれ
変化する。これによってやはり規則的ではなく統計的に相前後する長手方向間隔
で、付加的な分散モード結合が引き起こされる。 場合によっては、後処理された光導波体LW*をさらに同じ製造ラインで光学 的伝送素子にさらに加工するのが有利である。有利にはこのために、光導波体L
W*を、一点鎖線で示した充填装置FV2の充填物により取り囲む。この充填装 置FV2には押出成形機EX2が後置されており、このように充填物に埋め込ま
れた光導波体LW*の外側を外皮KHにより取り囲む。このようにして図1の光 学的伝送素子OE1が形成される。次に巻き付けドラムVT2に貯蔵することが
できる。 図8は、本発明の光学的ケーブルの実施例を概略断面図に示す。ケーブルはそ
の中心に引っ張り強度のあるコア要素KE、例えばアラミド繊維索または金属ワ
イヤを有する。コア要素KEは空間的に見て有利にはほぼ円筒状に構成されてい
る。その外周囲に沿って、図8の断面図では、複数の光学的伝送素子BA1〜B
Anがケーブル化されている。それぞれの光学的伝送素子BA1〜BAnはここ
では有利には従来の構造のバンドル芯線(これは分散モードの問題についてはま
だ処理されていない)により形成される。このようなバンドル芯線は例えばBA
1のように、その内側に有利には複数の光導波体、例えばLWl1〜LWlnを
有し、複数の光導波体は充填物FMに埋め込まれている。それぞれのバンドル芯
線の外皮KH1は有利には円筒状に構成されている。コア要素KEの周囲にケー
ブル化された光学的伝送素子BA1〜BAnのケーブル包帯は外側で保持渦巻き
線HWによって固定することができる。場合によっては、光学的伝送素子BA1
〜BAnの間の中間空間を通常のケーブル充填物KFMにより充填し、このよう
にして形成されたケーブル芯線を縦方向に防水性とすると有利である。このケー
ブル芯線周囲の外側には、単層または多層の外套AMが被覆されており、これは
通信ケーブル技術では通常のことである。 有利には光学的伝送素子BA1〜BAnはコア要素KEの周囲にSZ字形にケ
ーブル化されている。すなわち統計的に変化する撚りストローク長を有する。こ
のことは有利には図6のSZ撚り合わせ装置SZにより行うことができる。そこ
には付加的にコア要素KEが一点鎖線で示したストックボビンVSKから引き出
され、蓄積体SKの内部を通ってまっすぐに長手方向ARに引き出される。コア
要素KEは備蓄体SKから、撚り合わせディスクVSの中央貫通開口部の出口か
ら出る。後続の撚り合わせニップルVNでは、光導波体LW1〜LWnではなく
今や光学的伝送素子BA1〜BAnがコア要素KEの周囲にケーブル化される。 振動方向当たりの撚りストローク数が統計的に変化し、それにより2つの撚り
ストローク方向の間の反転箇所がケーブルOKlの長手伸張方向に沿って、統計
的に分散され、不規則かつ非等間隔の長手間隔で順次連続するようにすることに
よって、同様に付加的な分散モード結合が光学的伝送素子BA1〜BAnの光導
波体で作用することができる。このようにして標準的に作製された光学的伝送素
子、例えば従来の光導波体中空芯線、光導波体バンドル芯線での光導波体の偏光
モード分散であっても後から低減することができる。 場合によっては、光学的伝送素子BA1〜BAnをコア要素KEの周囲で同じ
撚りストロークでケーブル化し、分散低減のためにその撚りストローク長が統計
的に変化するようにすることもできる。このことによっても既に付加的な局所擾
乱箇所を各光学的伝送素子BA1〜BAnの光導波体において引き起こすことが
できる。 図9は、本発明の光学的伝送素子の別の実施例としての光導波体テープBLの
概略的拡大斜視図である。光導波体テープBLは横断面にほぼ矩形のテープ外套
BMを有する。このテープ外套BMは有利にはプラスチック材料の押出成形によ
り、例えばDSM706のように作製される。テープ外套BMのプラスチック材
料には複数の光導波体LW1*〜LWn*が埋め込まれている。この光導波体LW
1*〜LWn*は共通の層面でほぼ相互に平行である。これらは実質的に直線状に
、光導波体テープBLの長手伸張方向に沿って延在する。光導波体LW1*〜L Wn*は有利にはほぼ等間隔の横間隔を相互に有し、共通の層面に配置されてい る。さらにほぼ平行に横間隔をもって並置された光導波体のこの層は場合により
、樹脂、とりわけアクリル樹脂により、ほぼ矩形のテープ外套を形成しながら周
囲を被覆することができる。光導波体LW1*〜LWn*はそれぞれ有利には、図
1の光導波体LW*に相応して構成されている。すなわち、各光導波体には付加 的に材料塗布が後から統計的に分散して施されており、これにより本発明の基本
にしたがって元から存在する分散モード結合の数がそれぞれの光導波体内部にお
いて上昇する。 もちろん場合により、統計的に変化する撚りストローク長を有する光導波体テ
ープの捻れによって付加的な分散モード結合をその光導波体に後から形成するこ
とができる。場合によっては擾乱パーティクルもテープの外套材料BMに統計的
に分散して沈着することができ、この擾乱パーティクルが光導波体に機械的擾乱
、とりわけマイクロベンディングを引き起こす。 図1から10の伝送素子について示された後処理法は、そこに提案された光学
的伝送素子OE1〜OE4における光導波体の偏光モード分散を低減するための
ものである。この方法は概略的に見ると他の光学的伝送素子に有利に転用するこ
とができる。 図11は、1つの光導波体で考えられる2つの光学的経路OL1とOL2間の
結合原理を概略的に示す。ここでは伝送光は光学的経路OL2において光学的経
路OL1よりも速く伝播すると仮定する。機械的擾乱によって、局所結合箇所K
Pが引き起こされると、この箇所で2つの光学的経路OL1,OL2の光クロス
結合を形成することができる。光クロス結合はここでは矢印PFにより示されて
いる。結合箇所KPにおける2つの光学的経路間のエネルギー交換によって、光
学的伝搬時間と伝搬長が、伝送光の伝播モードが異なっていても一致するように
なる。 図1から11を使用して説明した本発明の、それぞれの光導波体に対して分散
モード結合を後から付加的に準備する手段は、とりわけ個別にも相互の任意の組
合せでも使用することができる。 有利にはそれぞれの光導波体をその伝送長に沿って、元からある光導波体の場
合よりも少なくとも0.0001%、とりわけ0.01から1%だけ多くの分散
モード結合が生じるような多数の擾乱箇所によって後処理する。
の擾乱手段が、外部から意図的に適切な付加的偏光モード結合を光導波体内部の
伝送光に対して発生することによって、後から各光導波体の偏光モード分散を低
減することができる。これにより偏光モード分散が、本発明を各光学的伝送素子
に適用する前には(理由によらず)許容されないほど大きな光導波体であっても
、後から許容上限値を下回るようにすることができる。このようにして使用する
すべての光導波体を後処理すれば、完成した光学的伝送素子に配置されるすべて
の光導波体が、十分な帯域幅を有することをあらかじめ十分に保証することがで
きる。これによって、許容されない大きな偏光モード分散を有しており、ひいて
は情報伝送に要求される品質基準を満たしていない光導波体を選別ないしは除去
するための偏光モード分散測定を十分に回避することができる。 各光導波体に対して例えばいわゆる単一モードないしはシングルモードファイ
バが使用される場合には、本発明の後処理によって殊に有利に、元からある所与
の偏光モード分散を後から低減することができる。 本発明はさらに、本発明の光学的伝送素子を少なくとも1つ有する光ケーブル
に関する。 本発明はさらに、少なくとも1つの光学的伝送素子を備える光ケーブルに関す
る。ここでこの光学的伝送素子は所定の偏光モード分散を備える少なくとも1つ
の光導波体を有している。この光ケーブルの特徴は、各々の光導波体の所与の偏
光分散を後から低減するために、各光学的伝送素子がコア要素の周囲に統計的に
変化する撚りストローク長でケーブル化されており、これによって後から擾乱手
段が提供され、この擾乱手段によって外部から意図的に光導波体内部の伝送光に
対して付加的な偏光モード結合が発生されることである。 本発明はまた光ファイバを備える光導波体に関する。ここでこの光ファイバの
周囲には少なくとも1つの外部保護層が被着されており、かつこの光ファイバは
所与の偏光モード分散を有する。この光導波体の特徴は、外部保護層に後から擾
乱手段が統計的に分散されて被着されており、これによって付加的な偏光モード
結合が光ファイバ内部の伝送光に対して所期のように発生するため、この光ファ
イバの所与の偏光モード分散が後から低減されることである。 本発明はさらに、光導波体の偏光モード分散を低減する方法に関し、ここでこ
の方法の特徴は、各光導波体の偏光モード分散を後から低減するために、その長
手方向に後から擾乱を外部から形成し、これを統計的に分散して、付加的な偏光
モード結合を光導波体内部の伝送光に対して発生させることである。 本発明の別の発展形態は従属請求項に記載されている。 本発明およびその発展形態を以下、図面を用いて詳しく説明する。ここで、 図1は、本発明の光学的伝送素子の第1実施例を概略的にならびに拡大して示
した斜視図であり、 図2は、インキ塗布することによって付加的な偏光モード結合を光導波体内部
の伝送光に対して行う図1の光学的伝送素子の光導波体を長手方向断面で示した
概略側面図であり、 図3から5はそれぞれ、本発明による光学的伝送素子の別の3変形実施形態を
概略的にならびに拡大して示した長手方向断面図であり、 図6は、本発明の光学的伝送素子または光ケーブルを製造するための装置の概
略平面図であり、 図7は、図1の光学的伝送素子のための製造ラインの例を示す概略図であり、 図8は、例えば図6の装置によって製造可能な本発明の光ケーブルの実施例を
概略的にならびに拡大して示した横断面図であり、 図9は、本発明によって後処理された光導波体を有する本発明の光学的伝送素
子の別の実施例としての光導波体テープを概略的にならびに拡大して示した斜視
図であり、 図10は、本発明の光学的伝送素子の別の実施例を概略的にならびに拡大して
示した斜視図であり、 図11は、機械的な擾乱によって生じた、仮想的な2つの光経路に対する偏光
モード結合を示す概略図である。 機能および作用が同じ素子は、図1から11においてそれぞれ同じ参照符号が
付されている。 図1には概略的な斜視拡大図で本発明の第1の光学的伝送素子OE1の一部が
示されている。この光学的伝送素子OE1は、その構造をより解りやすくするた
めに、層状のカバーが剥がされた状態で示されている。光学的伝送素子は外被K
Hの内部に少なくとも1つの光導波体、つまり1つまたは複数の個別の光導波体
を有する。図を簡単にするために、図1ではただ1つの個別の導波体LW* が外
被KHによって包囲されている。光導波体LW* は外被KH内に挿入されており
、有利には全ての側面に遊びを備えて、つまり自由に運動できる状態で配置され
ている。したがって外被KHは管として光導波体LW* をルーズに包囲している
。例えば余剰部を有する光導波体LW* は外被KHに収容されている。外被KH
は図1ではほぼ円筒形状に構成されている。この外被に対して有利には可撓性を
有するプラスティック材料が個別材料または組み合わせ材料として使用される。
例えばポリカーボネートPC、ポリブチレンテレフタレートPBT、ポリカーボ
ネート/ポリプロピレン、ポリプロピレン、PC/PBTまたはポリエーテルイ
ミド/PBTなどである。この外被は特に1つまたは複数の層から構成すること
ができる。この外被は有利にはプラスティック材料の押出成形により形成される
。 光導波体LW* は外被KHの中空内部で有利には軟性の充填物FM内へ埋め込
まれている。この充填物FMは有利にはほぼペースト程度の稠度を有しており、
それぞれの光導波体の調整過程または運動過程をあり程度可能にする。特にチキ
ソトロピー性を有する充填物を使用して、それぞれ光導波体に対しOH基の拡散
に対するバリア、すなわち水蒸気バリアを形成することもできる。このために有
利には油分または脂肪分を含む充填物を設ける。このようにして光学的伝送素子
OE1は特に長手方向全体にわたって水密に形成することができる。このほかに
充填物FMは有利には各光導波体に対するパッド機能も引き受けている。場合に
よりきわめて柔らかいパッド層、例えば高発泡性かつ高弾性のプラスティックを
設けることもできる。有利には充填物FMおよびこの充填物に埋め込まれている
それぞれの光導波体は継ぎ目なく密に外被KHによって包囲されている。 光導波体LW* は内部に光ファイバLFを有しており、この光ファイバは保護
のために外側を環状に少なくとも1つのプラスティック層によってカバーされて
いる。図1では光ファイバLFは第1のプラスティック層CT1(1次コーティ
ング)と、その上の第2の外側のプラスティック層CT2(2次コーティング)
とによってカバーされている。有利にはコーティング材料として樹脂が使用され
る。光ファイバLFは有利には円筒形状に構成されている。この光ファイバ上に
2つのコーティング層CT1、CT2がそれぞれほぼトーラス形状のカバーとし
てほぼ同心状に載置されている。このように光導波体LWはほぼ円筒形状に構成
されており、一般には均一な外側輪郭によってプレス成形されたものである。通
常、光導波体はこの標準構造により供給され、この標準構造が光学的伝送素子ま
たは光ケーブルの作製に使用される。 それぞれの光導波体、例えば図1の光導波体LWに対して、光ファイバとして
有利にはいわゆる単一モードファイバないしシングルモードファイバが使用され
る。この種の単一モードファイバでは伝送光はまず基本モードのうち2つの部分
モードでファイバの長手方向に伝搬可能である。これら2つの部分モードは相互
に異なる振動面を有しており、この振動面は特に主として相互に直交している。 実際には標準的に成形されて光学的伝送素子内で使用される光導波体の大部分
が、それぞれ許容不能に高い偏光モード分散を有している。使用される光導波体
として特にシングルモードファイバが使用される場合、例えばファイバの製造プ
ロセスにおける製造偏差のために、このシングルモードファイバの所定のパーセ
ンテージの偏光モード分散が許容不能に高くなることがある。これは伝送光の2
つの伝搬光波ないし伝搬部分モード(固有波LP01x/LP01y)間の伝搬時間差
が複数の光導波体において上側限界値を上回り、許容不能な状態となることを意
味する。過度に大きな偏光モード分散はそれぞれ該当する光導波体の帯域幅を大
きく制限する。 光学的伝送素子内に配置されている光導波体の所定の成分のうち許容不能に高
い偏光モード分散は複数の実際条件に起因している。許容不能に高い偏光モード
分散は例えばそれぞれのシングルモードファイバのガラス材料内部での擾乱ない
し影響によって誘起され、そこでは複屈折(birefringence)が伝送光に対して 作用している。この場合伝送光の2つの伝搬部分モードに対する効率的な群屈折
率はそれぞれのシングルモードファイバの部分領域において相互にきわめて異な
っており、2つの部分モードに対して許容不能に大きい伝搬時間差が発生し、ひ
いてはファイバ長さ全体にわたって許容不能に大きなパルス幅拡大が発生する。
このような内部の擾乱効果は効率的な光伝搬時間を種々のモードごとに異ならせ
るものであり、特にファイバの製造時に偶然発生することがある。これらの擾乱
効果は特にそれぞれの光ファイバのガラス構造におけるガラス材料中の応力、ガ
ラスの断面形状における非対称性ないし歪性および/または他の異常に帰せられ
る。これに加えてまたはこれとは独立に、それぞれの光ファイバ内の伝送光の伝
搬モードに対して作用する種々の群屈折率は、場合により外的な擾乱によっても
発生する。これらの擾乱は例えばファイバの着色、またはテープの作製の際に引
き起される。この種の外的な擾乱効果は特に光ファイバの更なる処理の際に発生
することもある。さらにそれぞれの光学的伝送素子におけるシングルモードファ
イバの偏光モード分散は、そこにいずれかの手段により形成されるモード結合に
よって影響を受ける得るが、これを制御することはできない。モード結合は、伝
送光の2つの伝搬部分モード間のエネルギ交換に作用する。 さらに実際に光ケーブルを用いた実験では、既存の品質保証手段にもかかわら
ず、驚くべきことに使用された全てのシングルモードファイバのうち約0.5%
から4%が許容不能に高い偏光モード分散、特に0.5ps/km1/2以上の偏 光モード分散を有していることが判明した。 光学的伝送素子の複数の光導波体が許容不能に高い偏光モード分散を発生させ
ることを確実に回避するために、有利には個々の光導波体の長手方向に沿って後
から擾乱手段が設けられる。この擾乱手段は長手方向に不規則な間隔を置いて、
特に統計的に分散されて配置される。この擾乱手段により光導波体内部の伝送光
に対して外部から所期のように適切な付加的偏光モード結合が作用する。したが
って個々の光導波体は有利には、光導波体内部の伝送光に対する偏光モード結合
の数が元の製造ないし出荷状態に比べて高められるように後処理される。これに
より光導波体の元の所与の偏光モード分散を後から、つまり本来の製造後に、完
成した光学的伝送素子において低減することができる。特にシングルモードファ
イバでは統計的に分散された擾乱手段により伝送光の2つの伝搬部分モード間の
エネルギ交換が意図的に高められ、各シングルモードファイバにおける2つの部
分モードに対して最小の伝搬時間差が得られ、ひいては通信信号に対しパルス幅
拡大が生じない。 この種の擾乱手段により意図的に付加的な偏光モード結合をそれぞれの光導波
体に対して誘起できる。この擾乱手段は例えば有利にはインキ滴、特にカラーマ
ーキングにより形成することができる。この擾乱手段は付加的に外部からそれぞ
れの光導波体に対して加えられ、その際に光導波体の長手方向に沿って不規則に
、つまり非等間隔に統計的に分散されて配置される。この種のカラーマーキング
は外部から図1の円筒形状の光導波体LWの外側のコーティング層CT2上に長
手方向に沿って統計的に分散されて、つまり相互に非等間隔に付加的に塗布され
る。複数のインキ塗布部のうち、図1では光導波体LWの露出された部分区間に
沿って、相互に長手方向の間隔AS12を置いて隣接する2つのインキ塗布部C
L1、CL2のみが示されている。これに対して図2には概略的な側面図で光導
波体LWが光学的伝送素子OE1の比較的大きく露出された長手方向の区間に沿
って示されており、インキ塗布部が長手方向で相互に不規則な間隔を置いて続い
ていることが一層良好に見て取れる。複数のインキ塗布部は図2ではCL1〜C
Lnで示されている。個々のインキ塗布部はここでは光導波体LWの長手方向に
沿って横断方向の印で示されている。インキ塗布部の設けられた光導波体、すな
わち後処理された光導波体は、図1、図2ではそれぞれLW* で示されている。
各カラーマーキングCL1〜CLnはそれぞれほぼ環状に光導波体LWの外周を
取り巻いて延在している。各カラーマーキングCL1〜CLnは光導波体LWの
長手方向の局所的な長手位置でコーティング層を形成しており、このコーティン
グ層は光導波体LWの他の円筒形状の外被に比べて半径方向で幾分外側へ突出し
ている。各カラーマーキングでは有利には塗布部の厚さが0.5μmから3.0
μm、特に有利には1μmから2μmである。環状のマーキングCL1〜CLn
の幅はファイバの長手方向で見て有利には1mmから10mm、特に有利には2
mmから5mmに選定されている。相互に連続する2つのカラーマーキングの長
手方向の間隔、特に環状のマーキング間の間隔は有利には少なくとも25mm、
特に有利には25mmから20mに選定されている。カラーマーキングの長手方
向の間隔の統計的な分散は有利には等確率分散に相応する。カラーマーキングに
対して有利にはUVまたはPVCインキが使用される。また有利には、カラーマ
ーキングCL1〜CLnをベースインキの中に成層し、これを用いて光導波体L
Wの長手方向に沿って環状にできる限り一定の塗布厚でコーティングしてもよい
。図1ではベースインキの円筒形状の外皮が光導波体LWに付加的にコーティン
グされており、これは一点鎖線とGFとによって示されている。カラーマーキン
グCL1〜CLnは有利にはベースインキGFが湿っていてまだ硬化していない
うちにベースインキに放出され、これにより十分にベースインキに統合される。
このようにして、後処理された光導波体LW* の外側輪郭が十分に均一に実質的
に円筒形状であることが保証される。それでも、後からベースインキGFに放出
されたインキ滴CL1〜CLnはベースインキ中の不均質個所として作用する。
特にこの不均質個所は局所的な材料応力ひいては光ファイバLFのマイクロベン
ディングを引き起こし、これにより所望のように付加的な偏光モード結合を光フ
ァイバに後から生じさせることができる。カラーマーキングCL1〜CLnに対
して有利にはベースインキGFの着色剤と同じ着色剤を使用することができる。
場合によりカラーマーキングCL1〜CLnを透明に、すなわち着色せずに構成
することができる。 リング状に形成するのではなく、場合によってはその他の形状のカラーマーキ
ングであっても有利である。殊に、カラーマーキングは光導波体LWの外周の一
部分だけを被覆するようにしてもよい。図1には、光導波体LWの外周の一部に
だけ塗布されている、不規則な形状のこの種のカラーマーキングが、付加的に一
点鎖線で示されかつMAが付されている。このようなカラーマーキングでは、カ
ラーマーキングの周方向位置をカラーマーキング毎にファイバ長手方向において
同様に統計的に、すなわち不規則に変化させるようにすると有利である。 カラーマーキングの代わりにその他の材料を塗布して、機械的に外部から光フ
ァイバLPのマイクロベンディングを形成し、ひいてはその内部に偏光モード結
合を形成するのが有利な場合もある。この種の材料塗布に対して有利には次の材
料が適している:DS11の Herkula 810(813)(登録商標名)。 殊に、液体として処理され、光導波体LWへの塗布後に硬化し、そこに固着さ
れた状態にとどまるような材料を使用することも有利である。長手方向および/
または周方向において統計的に分散された材料塗布のために、場合によって接着
剤または溶融接着剤も適している。 統計的に分散された付加的な材料塗布は、例えば光導波体LW上のMAのよう
に、1次近似において滴状に実現されていてよい。 材料塗布の長手方向間隔は有利には、所望の偏光モード分散の低減が、同時に
伝送減衰を最小限にして達成されるように選択されている。 それぞれの光導波体の均一で、殊に円筒形状の外周輪郭を、統計的に分散され
た付加的な材料塗布によって被覆したことで、光導波体の光ファイバに対して擾
乱個所が局所的に引き起こされ、これらによって、通過する伝送光に対する偏光
モード結合が誘起される。このようにして後から、それぞれの光導波体の元の偏
光モード分散を低減することができる。光学的伝送素子に使用される前に偏光モ
ード分散が何らかの理由から許容できないほど高かった光導波体でさえ、この後
処理手段によって許容上限値以下にすることができる。このようにして、それぞ
れの光学的伝送素子の光導波体全体がしかるべく後処理されれば、完成した光学
的伝送素子に納められることになる全ての光導波体が十分な帯域幅をも有してい
ることが予防的に十分に保証される。従って、許容できなほどに高い偏光モード
分散を有する光導波体を選別ないし取り除くための煩雑な偏光モード分散測定が
回避される。このようにして、光学的伝送素子における光導波体の偏光モード分
散に関する高い品質基準を維持することができる。勿論、このような後から取り
付けられた、長手方向において統計的に分散されているインキ塗布、殊にリング
マーキングは付加的に、例えばファイバ束におけるようにそれぞれの光導波体を
その他に対して区別する標識として用いられる。 それぞれの光導波体に統計的に分散されて直接取り付けられている材料塗布に
対して付加的にまたはそれとは無関係に、光学的伝送素子の充填物FMに付加的
微少物(パーティクル)を機械的な擾乱手段として混入すると有利な場合もある
。図3には、このようにして変形された光学的伝送素子OE2が長手方向の断面
にて拡大されて略示されている。この光学的伝送素子OE2はその芯線外被KH
、殊に合成樹脂外被の中空空間に複数の光導波体LW〜LWnを有している。こ
れらはそこで芯線外被KHの延在長に対して余剰部を以て挿入されている。光導
波体LW〜LWnは真っ直ぐ延在している芯線外被KHに比べて波打って延在し
ている。これらは殊に螺旋状またはスパイラル状に外被中に、その中心軸線に沿
って収容できる。擾乱パーティクルPA1〜PAnは充填物FM中に統計的に分
散されており、すなわちこれらは芯線外被KHの中空空間内に長手方向にも周方
向にも相互に不規則な間隔をおいて配置されている。擾乱パーティクルPA1〜
PAnの密度は有利には、充填物FMの密度とは異なって選択されている。擾乱
パーティクルは有利には、中空小球または気泡によって充填物FM中に形成され
る。中空小球(=“microspheres”)は材料としては例えばアクリルアラミドが
有利である。擾乱パーティクルPA1〜PAnに対して有利には10から50μ
mの間の直径が選択される。有利には、擾乱パーティクルの統計的な分散は実質
的に等確率分散に対応している。充填物として有利には、ポリアルファオレフィ
ンをベースとした標準充填物が適している。擾乱パーティクルは有利には、充填
物FM全重量中、精々5%の容積成分、殊に0.5ないし2%の間にある容積成
分を有している。 充填物FM中に統計的に分散されている擾乱パーティクルPA1〜PAnは、
光導波体LW1〜LWnに対する局所的な不均質個所である。これらは、光導波
体LW1〜LWnに対して局所的な圧力を及ぼし、光導波体のマイクロベンディ
ングを誘起する。光導波体のこのマイクロベンディングによって、光導波体内部
における伝送光に対する付加的な分散モード結合が発生される。従って、それぞ
れの光導波体における分散モード結合の数を適当に高めれば、光導波体の元から
所与の偏光分散モードを低減することができる。 本発明の枠内において分散という概念は、種々異なった効果の組み合わせと考
えてよい。つまり、それぞれの光導波体における伝搬時間差、パルス幅拡大、並
びに異なる伝搬能力のある偏光モードの伝送帯域幅の縮小を招来する効果が組み
合わされたものを分散と表現する。したがってそれぞれの光導波体に沿って、局
所的な機械的擾乱個所を不規則な長手方向間隔で、すなわち統計的に分散して設
けることで、この光導波体における分散モード結合の数を高めることができる。
それぞれの光導波体における伝搬可能な偏光モード間のエネルギー交換が拡大さ
れることに基づいて、伝送光の種々異なった伝搬可能な偏光モードに対し、元か
ら異なっている光学的な伝搬時間を調整し、ひいては偏光モード分散を低減する
ことができる。別の言葉で表すと次のように言える:極めておおざっぱにいって
、伝送光の異なる伝搬モード間の伝搬時間差は、後から意図的に行われるモード
結合の数が大きくなればなるほど、小さくなる。モード結合は、それぞれの光フ
ァイバの長手方向に沿って、局所的な機械的擾乱個所を作ることによって意図的
に誘起される。このような機械的擾乱は例えば、光ファイバのマイクロベンディ
ング、光ファイバに対する圧力または光ファイバのねじれによって生じるように
することができる。分散効果は不規則な、すなわち統計的に分散されている擾乱
効果によって引き起こされるようになっているので、後から意図的に引き起こさ
れる擾乱個所をそれぞれの光ファイバに沿って統計的に分散して配置すると有利
である。統計的な分散、殊に後から意図的に形成される擾乱個所の方が有利であ
る。というのは、高められた偏光モード分散の原因の分布の形式については通例
、表すことはできないからである(規則的ないしランダム)。統計的な分散によ
って、偏光モード間のエネルギー交換を行うことができる場所に当たる可能性が
高いことが保証される。これらの種々異なった伝搬可能なモードの種々異なった
光走行路がいわば混合されることになる。 図4には、図1の光学的伝送素子OE1に対して変形されている、別の光学的
伝送素子OE3が拡大されて、長手方向の断面で略示されている。複数の光導波
体LW1〜LWnはここでは少なくとも1つの長手方向に延びた巻回物によって
周囲が巻回されている。この種の長手方向に延びた巻回物は例えば、糸、撚糸、
テープ形状の螺旋物または類似のものによって形成されていてよい。図4には、
光導波体LW1〜LWnの束は単に単一の糸F1によって同じ撚りで、すなわち
それぞれ同一の回転方向で周囲を巻かれている。この糸F1の撚りストローク長
は統計的に、すなわち不規則に、スパイラル状の一巻きから次の一巻き(光導波
体束の長手方向において見て)に対して変化している。ここで撚りストローク長
とは、糸F1が束の回りをそれぞれ360°だけ巡った際に進む、束長手方向に
おける長さ距離のことである。すなわち、束長手方向において連続する、糸F1
のスパイラル状のこのような巻回のリードは統計的に変化する。このことは図4
では、リードSL1を有する糸F1のスパイラル状の巻回UW1に著しく大きい
リードSL2を有するスパイラル状の巻回UW12が続くことで表されている。
巻回のストローク長ないしリードの不規則的な分散によって、光導波体LW1〜
LWnが統計的に分散される、すなわち不規則的に圧力が加えられ、これにより
光導波体の統計的に分散されたマイクロベンディングを誘起することが可能にな
る。 糸による巻回のストローク長ないしリードが、50mmおよび300mmの間
で変化するようにすれば有利である。ループ間隔の統計的な分布は有利には、均
質分布に相応する。糸の張力は有利には0.5および4Nの間に選択される。巻
回糸として有利には、ポリエステル糸が適している。この種のポリエステル糸に
対して有利には、約0.1mmの外径が選択される。 複数の光導波体の束に対して巻回する方法の他に、それぞれ個別の光導波体に
それぞれ個々に、少なくとも1つの巻回物によって適当な方法で巻回しても効果
的であることはいうまでもない。 図5には、図4に対して変形されている、別の光学的伝送素子OE3*が拡大
されて、長手方向の断面で略示されている。光導波体LW1〜LWnの束はここ
では糸F2によって次のように巻回されている。すなわちこの糸は、種々異なっ
た長さの部分区間に沿って、束の光導波体に対してそれぞれほぼ平行に延在して
おりかつそれぞれ2つの連続する、平行に延在している長手方向区間の間にそれ
ぞれ、束をリング状に取り巻いている。すなわち糸F2は、束の長手方向の延在
部に沿って統計的に分散されて360°のループSU1〜SUnを有しており、
一方その他のところでは、すなわちループの間ではそれぞれ、光導波体束に対し
て実質的に平行に延在している。ループないし編み目SU1〜SUnは光導波体
束をそれぞれ近似的に円形リング状に取り囲んでおり、すなわち束は、1次近似
的に面法線といえる、それぞれループの形成する面を貫いて通っている。光導波
体束長手方向の経過に沿ったループ間隔の統計的な変化は図5には、束長手方向
において連続している4つの個別ループSU1〜SUnに基づいて簡単化して示
されている。ループ間隔LA12,LA23並びにLA34は相互に異なってお
り、すなわち不規則に選択されている。 有利には、巻回ないしループ間隔の撚りストローク長は、50および300m
mのまで変化される。このために有利には、約1Nの糸張力が選択される。等間
隔でない、殊に統計的な、ループ間隔の分散は有利には、均質分布に相応して選
択される。 光学的伝送素子の概念は、本発明の枠内では、光ケーブル、通信および/また
はその他のケーブルにおけるサブユニットとして使用可能である光導波体の、殊
に任意のストラクチャ、形態、断面形状および/または組み込みを含んでいる。 図6には、本発明によるさらに別の光学的伝送素子OE4を製造するための装
置VVが概略的に示されている。この製造装置VVはさらにSZ撚り合わせユニ
ットSZを有している。このユニットには入力側に複数の光導波体LW1〜LW
nが供給され、それらは対応するストックボビンVS1〜VSnから引き出され
る。ストックボビンVS1〜VSnは、有利には撚り合わせユニットSZの撚り
合わせ軸VAを中心にして同心に、かつ位置空間的に固定されて配置されている
。撚り合わせ装置SZの基本構成部分は、長手方向に延在する蓄積体SKであっ
てこれはその中心撚り合わせ軸VAを中心にして旋回可能に懸架されている。こ
の目的で図6には実例として蓄積体SKの入力側端部および出力側端部に、それ
ぞれ1つの固定された支承部LA1,LA2が設けられている。光導波体LW1
〜LWnを蓄積体SKの外周でその入力端部の領域に規定どおりに配置できるよ
うにする目的で、その部分で蓄積体SKの周囲外側に定置された供給装置FS1
が設けられている。これにより光導波体LW1〜LWnを、たとえば蓄積体SK
の外周のまわりに同心で撚り合わせることができる。供給装置FS1は有利には
、供給ディスクないしは分配ディスクとして構成されている。この場合、蓄積体
SKは定置されたこの分配ディスクの中央貫通開口部を通って、自由回転可能に
通り抜けるよう案内されている。分配ディスクは、有利にはホールディスクと同
じように構成されている。各光導波体LW1〜LWnは、それぞれ割り当てられ
た孔つまり分配ディスクFS1の貫通開口部DU1〜DUnを通って長手方向に
案内される。この場合、貫通開口部DU1〜DUnは、蓄積体外周を取り囲んで
それに対し半径方向に間隔をおいて分散されている。たとえばそれらは同じ円周
角をおいて互いにずらされて配置されており、蓄積体SKの中心軸に対し実質的
に同じ半径間隔をもっている。蓄積体SKの出力側端部には、撚り合わせディス
クVSが固定的に載置されている。これにより、撚り合わせディスクVSは蓄積
体SKと同期して回転させられる。その際に好適であるのは、撚り合わせディス
クVSを収容スリーブAH1中に固着させて取り付けることである。この収容ス
リーブAH1は、旋回支承部LA2たとえば定置された軸台をもつスライドベア
リング内に旋回可能に懸架されている。これは駆動装置たとえばモータMOVに
より、(収容スリーブAH1に係合している図6には示されていない歯形ベルト
とそれに属する歯形ベルトディスクと共働して)駆動される。 光導波体LW1〜LWnをSZ撚りするために、撚り合わせディスクVSは好
適には次のように駆動される。すなわち、このディスクがその回転方向を所定数
の回転後に転換し、つまり蓄積体SKは可逆的に駆動される。したがって蓄積体
SKは揺れ動きながら回転させられる。その時計方向周りと半時計方向周りの回
転方向転換(およびその逆の転換)が、図6では両方向回転矢印RRによって示
唆されている。 撚り合わせディスクVSは、長手方向で通過する開口部つまり貫通開口部DO
1〜DOnを有している。1つの貫通開口部DO1〜DOnごとに、個々の光導
波体LW1〜LWnがそれぞれ割り当てられている。貫通開口部DO1〜DOn
は、撚り合わせ軸VAを中心として配置されている。それらは有利には等しい円
周角で周囲方向に互いにずらされており、中心の撚り合わせ軸VAに対しそれぞ
れ等しい間隔を有している。それぞれ1つの光導波体たとえばLW1が個々の貫
通開口部たとえばDO1を通してそれぞれ案内されることによって、光導波体L
W1〜LWnは撚り合わせ軸VAを中心として規定どおりに配分され、これによ
りSZ撚りがコントロールされたかたちで生じるようになる。 出力側に固定的に載置された撚り合わせディスクVSを用いることで蓄積体S
Kが揺れ動きながら回転運動することに基づき、撚り合わせ軸に対し平行に長手
方向に引き出される光導波体LW1〜LWnは、左巻きと右巻きの螺旋を描いて
蓄積体SKに巻回される。このことは図6中、2つの光導波体LW1,LWnに
ついてそれぞれ1つの螺旋状の進路経過を蓄積体SK上に描くことによって表さ
れている。図1には描かれていない他の光導波体LW2〜LWn-1についても 、それ相応の経過が生じる。 光導波体LW1〜LWnは、撚り合わせディスクVSの貫通開口部DO1〜D
Onを通って引き出され、後続の撚り合わせニップルVNにおける想定された撚
り合わせ点VPを通って相互にSZ撚りされる。撚り合わせニップルVNは、光
導波体LW1〜LWnをいっしょに集めるため有利には円錐状に先細りした貫通
開口部を有しており、その内径は有利には製造すべき光導波体束の外径にほぼ対
応している。複数の光導波体から成るこの撚り合わせスライバが殊にその方向転
換個所の部分で緩んでしまうのを防止できるようにする目的で、想定された撚り
合わせ点VPの領域において好適には保持螺旋体HWを光導波体撚り合わせスラ
イバの周囲で外側から巻回するのが好適である。このために必要な保持螺旋体巻
回器は、みやすくするため図6では省略されている。このようにして束ねられた
撚り合わせスライバは次に、後置接続された引き出し装置AZVたとえば無限軌
道引き出し器によって形状結合により捕捉され、連続的に進行方向に搬送される
。この場合、引き出し装置AZVは同時に、SZ撚りされた光導波体撚り合わせ
スライバのためのねじれ止めとしてもはたらく。このため本来のSZ撚りは実質
的に、回転する撚り合わせディスクVSと共働してねじれ止めとしてはたらく引
き出し装置AZVによってもたらされる。このようにして製造された光導波体撚
り合わせスライバを、必要に応じて後続の充填装置FV1によって取り囲んで充
填材の中へ埋め込むこともできる。図6では、オプション構成のこの充填装置F
V1は破線で示唆されている。さらに引き出し装置AZVと充填装置FV1には
(光導波体撚り合わせスライバの引き出し方向で見て)その後方に、押し出し器
EX1が接続されている。これを用いることで、必要に応じて充填材中に埋め込
まれた光導波体撚り合わせスライバは次にプラスチック外被によって取り囲まれ
る。ついで、このようにして製造された光学的伝送素子OE4は後置接続されたス
トックドラムTRに巻回され、このようにしてケーブル製造用の他の別個の処理
ステップのために準備される。場合によっては光学的伝送素子OE4を同じ製造
ラインで、ここには図示されていない後続の光ケーブル製造用処理装置へ案内す
るのも好適である。 また、押し出し器EX1を製造ラインから省くことも場合によっては可能であ
り、あとになって別個の加工ステップにおいてはじめてSZ撚り合わせスライバ
に外被を被着させて光学的伝送素子OE4を形成することもできる。 SZ撚り合わせ装置SZは好適には、蓄積体SKがその回転方向を不規則にた
とえば統計的に分散して変えるように駆動される。これにより、撚り合わせスラ
イバにおける光導波体の左右に動き回る螺旋間の方向転換個所は不規則な間隔で
、すなわち統計的に変えられる非等間隔の長手方向間隔で、順次連続するように
なる。図10の略示された3次元拡大図には、製造された光学的伝送素子OE4
が描かれている。その外被KHから、実例として光導波体LW1が撚り合わせス
ライバ中の残りの光導波体の代表として引き離されて示されている。この光導波
体LW1は、光伝達素子OE4の長手方向で見て統計的に変化する個数で個々の
振動方向へ規則的に撚られている。これにより、光導波体LW1の左回りと右回
りの螺旋間の方向転換個所UK1〜UKnが統計的に分散されて順次連続するよ
うになる。 有利には、この種のSZ撚りのための撚りストローク長は80から500mm
の間で変化する。SZ撚りのための方向転換個所の統計的な分散は、たとえば等
確率の分散に対応する。撚りストローク方向(時計回りまたは反時計回り)ごと
に、個々の光導波体において有利には5から20回転で実行される。有利には、
個々の光導波体の撚りストローク数の統計的分散は、等確率分散に対応する。 個々の光導波体のねじれを統計的に変化させることにより、やはりその長さ方
向の推移に沿って局所的な機械的擾乱個所が所期のように形成される。これらの
擾乱個所は、個々の光導波体の長さ方向の推移に沿って統計的に分散して位置す
る。これらは光導波体内部における伝送光に対し付加的な分散モード結合を引き
起こし、つまり伝送光の伝播可能なモード間で付加的なエネルギー交換が引き起
こされる。このようにして伝送光の伝播可能なモード間の伝播時間差を低減する
ことができ、つまりたとえば偏光モード分散をあとから最低限に抑えることがで
きる。 図7には、図1による光伝達素子OE1のために実現可能な製造ラインHV2
が略示されている。定置された供給コイルVT1から規格に従って供給される光
導波体LWが、直線的に引き出し方向AZで引き出される。コーティング装置G
Vによって、光導波体LWの周囲がまずはじめに均等にベースインキで覆われる
。まだ湿っている硬化していないこのベースインキGFに対し後続のノズル装置
DUによって、微視的に小さいインキ滴FTが統計的に相前後するタイムインタ
ーバルで与えられる。これらのFTはベースインキGF中で広範囲にわたりリン
グ状に周囲方向で延在し、これによりリングマークRS1〜RSnが形成される
。その際、インキ塗布部RS1〜RSnはベースインキGFの中に統合されてい
く。インキ塗布部RS1〜RSnはこのようにして不規則につまり統計的に変化
する長手方向間隔で、光導波体LWの長手方向推移に沿って順次つづいていく。
図7ではこのようにして後処理された光導波体には、参照符号LW* が付されて
いる。場合によっては、インキ塗布部RS1〜RSnが光導波体LWの外側のコ
ーディング上にダイレクトに塗布されるよう、コーティング装置GVを省略する
のも好適である。このように後処理された光導波体LW* は最終的に、位置固定
された貯蔵ドラムVT2に貯蔵され、そこにおいて光導波体は光学的伝送素子や
ケーブルの以降の後続処理のために蓄えられる。 必要に応じて、付加的にまたは統計的に分散された材料被着とは無関係に、個
々の光導波体を個別にツイストするのも好適である。この目的で有利には、入力
側の供給ボビンないしは供給ドラムVT1は定置されたまま、出力側の巻取ドラ
ムVT2は直線状の引き出し方向AZつまりは光導波体LWの長手軸を中心にし
て回転する。図7には、巻取ドラムVT2の回転運動が回転矢印RPによって示
唆されている。巻取ドラムVT2の回転速度を統計的に変化させることによって
、光導波体LWは統計的に変化するかたちでそれに応じて固有に特性がそれぞれ
変化する。これによってやはり規則的ではなく統計的に相前後する長手方向間隔
で、付加的な分散モード結合が引き起こされる。 場合によっては、後処理された光導波体LW*をさらに同じ製造ラインで光学 的伝送素子にさらに加工するのが有利である。有利にはこのために、光導波体L
W*を、一点鎖線で示した充填装置FV2の充填物により取り囲む。この充填装 置FV2には押出成形機EX2が後置されており、このように充填物に埋め込ま
れた光導波体LW*の外側を外皮KHにより取り囲む。このようにして図1の光 学的伝送素子OE1が形成される。次に巻き付けドラムVT2に貯蔵することが
できる。 図8は、本発明の光学的ケーブルの実施例を概略断面図に示す。ケーブルはそ
の中心に引っ張り強度のあるコア要素KE、例えばアラミド繊維索または金属ワ
イヤを有する。コア要素KEは空間的に見て有利にはほぼ円筒状に構成されてい
る。その外周囲に沿って、図8の断面図では、複数の光学的伝送素子BA1〜B
Anがケーブル化されている。それぞれの光学的伝送素子BA1〜BAnはここ
では有利には従来の構造のバンドル芯線(これは分散モードの問題についてはま
だ処理されていない)により形成される。このようなバンドル芯線は例えばBA
1のように、その内側に有利には複数の光導波体、例えばLWl1〜LWlnを
有し、複数の光導波体は充填物FMに埋め込まれている。それぞれのバンドル芯
線の外皮KH1は有利には円筒状に構成されている。コア要素KEの周囲にケー
ブル化された光学的伝送素子BA1〜BAnのケーブル包帯は外側で保持渦巻き
線HWによって固定することができる。場合によっては、光学的伝送素子BA1
〜BAnの間の中間空間を通常のケーブル充填物KFMにより充填し、このよう
にして形成されたケーブル芯線を縦方向に防水性とすると有利である。このケー
ブル芯線周囲の外側には、単層または多層の外套AMが被覆されており、これは
通信ケーブル技術では通常のことである。 有利には光学的伝送素子BA1〜BAnはコア要素KEの周囲にSZ字形にケ
ーブル化されている。すなわち統計的に変化する撚りストローク長を有する。こ
のことは有利には図6のSZ撚り合わせ装置SZにより行うことができる。そこ
には付加的にコア要素KEが一点鎖線で示したストックボビンVSKから引き出
され、蓄積体SKの内部を通ってまっすぐに長手方向ARに引き出される。コア
要素KEは備蓄体SKから、撚り合わせディスクVSの中央貫通開口部の出口か
ら出る。後続の撚り合わせニップルVNでは、光導波体LW1〜LWnではなく
今や光学的伝送素子BA1〜BAnがコア要素KEの周囲にケーブル化される。 振動方向当たりの撚りストローク数が統計的に変化し、それにより2つの撚り
ストローク方向の間の反転箇所がケーブルOKlの長手伸張方向に沿って、統計
的に分散され、不規則かつ非等間隔の長手間隔で順次連続するようにすることに
よって、同様に付加的な分散モード結合が光学的伝送素子BA1〜BAnの光導
波体で作用することができる。このようにして標準的に作製された光学的伝送素
子、例えば従来の光導波体中空芯線、光導波体バンドル芯線での光導波体の偏光
モード分散であっても後から低減することができる。 場合によっては、光学的伝送素子BA1〜BAnをコア要素KEの周囲で同じ
撚りストロークでケーブル化し、分散低減のためにその撚りストローク長が統計
的に変化するようにすることもできる。このことによっても既に付加的な局所擾
乱箇所を各光学的伝送素子BA1〜BAnの光導波体において引き起こすことが
できる。 図9は、本発明の光学的伝送素子の別の実施例としての光導波体テープBLの
概略的拡大斜視図である。光導波体テープBLは横断面にほぼ矩形のテープ外套
BMを有する。このテープ外套BMは有利にはプラスチック材料の押出成形によ
り、例えばDSM706のように作製される。テープ外套BMのプラスチック材
料には複数の光導波体LW1*〜LWn*が埋め込まれている。この光導波体LW
1*〜LWn*は共通の層面でほぼ相互に平行である。これらは実質的に直線状に
、光導波体テープBLの長手伸張方向に沿って延在する。光導波体LW1*〜L Wn*は有利にはほぼ等間隔の横間隔を相互に有し、共通の層面に配置されてい る。さらにほぼ平行に横間隔をもって並置された光導波体のこの層は場合により
、樹脂、とりわけアクリル樹脂により、ほぼ矩形のテープ外套を形成しながら周
囲を被覆することができる。光導波体LW1*〜LWn*はそれぞれ有利には、図
1の光導波体LW*に相応して構成されている。すなわち、各光導波体には付加 的に材料塗布が後から統計的に分散して施されており、これにより本発明の基本
にしたがって元から存在する分散モード結合の数がそれぞれの光導波体内部にお
いて上昇する。 もちろん場合により、統計的に変化する撚りストローク長を有する光導波体テ
ープの捻れによって付加的な分散モード結合をその光導波体に後から形成するこ
とができる。場合によっては擾乱パーティクルもテープの外套材料BMに統計的
に分散して沈着することができ、この擾乱パーティクルが光導波体に機械的擾乱
、とりわけマイクロベンディングを引き起こす。 図1から10の伝送素子について示された後処理法は、そこに提案された光学
的伝送素子OE1〜OE4における光導波体の偏光モード分散を低減するための
ものである。この方法は概略的に見ると他の光学的伝送素子に有利に転用するこ
とができる。 図11は、1つの光導波体で考えられる2つの光学的経路OL1とOL2間の
結合原理を概略的に示す。ここでは伝送光は光学的経路OL2において光学的経
路OL1よりも速く伝播すると仮定する。機械的擾乱によって、局所結合箇所K
Pが引き起こされると、この箇所で2つの光学的経路OL1,OL2の光クロス
結合を形成することができる。光クロス結合はここでは矢印PFにより示されて
いる。結合箇所KPにおける2つの光学的経路間のエネルギー交換によって、光
学的伝搬時間と伝搬長が、伝送光の伝播モードが異なっていても一致するように
なる。 図1から11を使用して説明した本発明の、それぞれの光導波体に対して分散
モード結合を後から付加的に準備する手段は、とりわけ個別にも相互の任意の組
合せでも使用することができる。 有利にはそれぞれの光導波体をその伝送長に沿って、元からある光導波体の場
合よりも少なくとも0.0001%、とりわけ0.01から1%だけ多くの分散
モード結合が生じるような多数の擾乱箇所によって後処理する。
【図1】 図1は、本発明の光学的伝送素子の第1実施例を概略的にならびに拡大して示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図2】 図2は、インキ塗布することによって付加的な偏光モード結合を光導波体内部
の伝送光に対して行う図1の光学的伝送素子の光導波体を長手方向断面で示した
概略側面図である。
の伝送光に対して行う図1の光学的伝送素子の光導波体を長手方向断面で示した
概略側面図である。
【図3】 本発明による光学的伝送素子の別の3変形実施形態を概略的にならびに拡大し
て示した長手方向断面図である。
て示した長手方向断面図である。
【図4】 本発明による光学的伝送素子の別の3変形実施形態を概略的にならびに拡大し
て示した長手方向断面図である。
て示した長手方向断面図である。
【図5】 本発明による光学的伝送素子の別の3変形実施形態を概略的にならびに拡大し
て示した長手方向断面図である。
て示した長手方向断面図である。
【図6】 図6は、本発明の光学的伝送素子または光ケーブルを製造するための装置の概
略平面図である。
略平面図である。
【図7】 図7は、図1の光学的伝送素子のための製造ラインの例を示す概略図である。
【図8】 図8は、例えば図6の装置によって製造可能な本発明の光ケーブルの実施例を
概略的にならびに拡大して示した横断面図である。
概略的にならびに拡大して示した横断面図である。
【図9】 図9は、本発明によって後処理された光導波体を有する本発明の光学的伝送素
子の別の実施例としての光導波体テープを概略的にならびに拡大して示した斜視
図である。
子の別の実施例としての光導波体テープを概略的にならびに拡大して示した斜視
図である。
【図10】 図10は、本発明の光学的伝送素子の別の実施例を概略的にならびに拡大して
示した斜視図である。
示した斜視図である。
【図11】 図11は、機械的な擾乱によって生じた、仮想的な2つの光経路に対する偏光
モード結合を示す概略図である。
モード結合を示す概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月26日(2000.4.26)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】 本発明は、所与の偏光モード分散を有する少なくとも1つの光導波体を備える
光学的伝送素子に関する。 実際には光学的伝送素子内の光導波体の多くは、許容されない大きな分散を有
する。このためこのような光導波体では、情報伝送のための帯域幅が極めて制限
されてしまう。例えば各光導波体に対していわゆる単一モードファイバを使用す
る場合には、その偏光モード分散、すなわちこの単一モードファイバが伝播可能
な光波ないしはモード(=固有波)間の伝搬時間差が許容される限界値を上回っ
てしまうことがある。これによって各光導波体で伝送すべき光信号のパルス幅が
、許容されないほど大きくなってしまうおそれがある。 WO97/06456には、偏光モード分散を低減するために、擾乱個所ない
し二重屈折部を溝の形状で、製造時に光導波体の成形に含めることが記載されて
いる。 EP0646819A1には、光学的光ファイバケーブルの製造方法が記載さ
れており、ここでは複数の光ファイバが相互にケーブル化され、これにより偏光
モード分散が低減される。 本発明の課題は、光学的伝送素子での光導波体において、許容できないほど高
い偏光モード分散を、光導波体の製造後に高い信頼性で十分に回避することであ
る。本発明によればこの課題は、冒頭に述べた形式の光学的伝送素子において請
求項1に記載の光学的伝送素子によって解決される。
光学的伝送素子に関する。 実際には光学的伝送素子内の光導波体の多くは、許容されない大きな分散を有
する。このためこのような光導波体では、情報伝送のための帯域幅が極めて制限
されてしまう。例えば各光導波体に対していわゆる単一モードファイバを使用す
る場合には、その偏光モード分散、すなわちこの単一モードファイバが伝播可能
な光波ないしはモード(=固有波)間の伝搬時間差が許容される限界値を上回っ
てしまうことがある。これによって各光導波体で伝送すべき光信号のパルス幅が
、許容されないほど大きくなってしまうおそれがある。 WO97/06456には、偏光モード分散を低減するために、擾乱個所ない
し二重屈折部を溝の形状で、製造時に光導波体の成形に含めることが記載されて
いる。 EP0646819A1には、光学的光ファイバケーブルの製造方法が記載さ
れており、ここでは複数の光ファイバが相互にケーブル化され、これにより偏光
モード分散が低減される。 本発明の課題は、光学的伝送素子での光導波体において、許容できないほど高
い偏光モード分散を、光導波体の製造後に高い信頼性で十分に回避することであ
る。本発明によればこの課題は、冒頭に述べた形式の光学的伝送素子において請
求項1に記載の光学的伝送素子によって解決される。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年5月16日(2000.5.16)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H001 BB01 BB25 DD15 MM01 MM08 2H050 AA07 AA08 AC09 AC81 AD01 AD16
Claims (15)
- 【請求項1】 少なくとも1つの光導体(LW)を有する光学的伝送素子(
OE1)であって、 該光導波体は所与の偏光モード分散を有しており、 所与の偏光モード分散を低減するために、それぞれの光導波体(LW)におい
て該光導波体の長手経過に沿って分散された擾乱個所(CL1〜CLn)が発生
され、 該擾乱個所は光導波体内の伝送光に対して所期のように付加的な偏光モード結
合を生じさせる形式の光学的伝送素子において、 それぞれの光導波体(LW)の周囲に少なくとも1つの外部保護層(CT2)
が設けられており、 前記擾乱個所が個々のパーティクル(CL1〜CLn;PA1〜PAn)によ
り形成され、 該個々のパーティクルは不規則な長手間隔で分散され、光導波体(LW)の外
部保護層(CT2)の表面に外側から設けられている、 ことを特徴とする光学的伝送素子。 - 【請求項2】 擾乱個所はそれぞれの光導波体(LW)の外側の付加的な材
料塗布(CL1〜CLn)により発生する、請求項1記載の光学的伝送素子。 - 【請求項3】 材料塗布としてカラーマーキング(CL1〜CLn)が設け
られている、請求項2記載の光学的伝送素子。 - 【請求項4】 それぞれの光導波体(LW1〜LWn)は充填物(FM)に
埋め込まれており、該充填物はパーティクル(PA1〜PAn)を機械的擾乱手
段として含んでいる、請求項1から3までのいずれか1項記載の光学的伝送素子
。 - 【請求項5】 個々のまたは複数の光導波体(LW1〜LWn)は、長手方
向に伸張する擾乱手段としての少なくとも1つの巻回物(F1)によって、さら
なる擾乱個所およびひいては付加的な偏光モード結合がそれぞれの光導波体(L
W1〜LWn)に生じるように巻回されている、請求項1から4までのいずれか
1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項6】 さらなる擾乱個所が、不規則に変化する撚りストローク長を
有するそれぞれの光導波体(LW)の捻りによって発生する、請求項1から5ま
でのいずれか1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項7】 さらなる擾乱個所が、不規則に変化する撚りストローク長を
有するそれぞれの光導波体の撚りによって発生する、請求項1から6までのいず
れか1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項8】 少なくとも1つの外皮(KH)が設けられており、該外皮は
それぞれのまたは複数の光導波体(LW*)の周囲を管状に取り囲む、請求項1 から7までのいずれか1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項9】 それぞれの光導波体(LW)に対して単一モードファイバが
使用される、請求項1から8までのいずれか1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項10】 それぞれの光導波体は、元からある光導波体の場合よりも
少なくとも0.0001%、とりわけ0.01から1%だけ多くの分散モード結
合が生じるような多数の擾乱個所によって後処理される、請求項1から9までの
いずれか1項記載の光学的伝送素子。 - 【請求項11】 請求項1から10までのいずれか1項記載の光学的伝送素
子を少なくとも1つ使用する光学的ケーブル(OK1)。 - 【請求項12】 少なくとも1つの光ファイバ(LF)を有する光導波体(
LW)であって、該光ファイバは所与の偏光モード分散を有しており、 当該所与の偏光モード分散を低減するために、それぞれの光ファイバ(LF)
にはその長手方向に沿って分散された擾乱個所(CL1〜CLn)が発生され、 該擾乱個所は光ファイバ(LF)内の伝送光に対して所期のように付加的な偏
光モード結合を生じさせる形式の光導波体において、 それぞれの光ファイバ(LF)の周囲に、少なくとも1つの外側保護層(CT
2)が設けられており、 前記擾乱個所が個々のパーティクル(CL1〜CLn;PA1〜PAn)によ
って発生し、 前記個々のパーティクルは不規則な長手間隔で分散され、光ファイバ(LF)
の外側保護層(CT2)の表面に外側から設けられている、 ことを特徴とする光導波体。 - 【請求項13】 パーティクル(CL1〜CLn)の数は、元からの光導波
体の場合より少なくとも0.00001%、とりわけ0.01から1%だけ多く
のモード結合が発生するように選択されている、請求項12記載の光導波体。 - 【請求項14】 光ファイバとして単一モードファイバが選択されている、
請求項12または13記載の光導波体。 - 【請求項15】 とりわけ請求項12から14までのいずれか1項記載の光
導波体の所与の偏光モード分散を低減する方法において、 それぞれの光導波体(LW)の所与の偏光モード分散を後から低減するために
、光導波体を完全に製造した後、その長手方向に沿って擾乱(CL1〜CLn)
を外側から次のように形成し、不規則な長手間隔で分散する、すなわち光導波体
内の伝送光に対して付加的な偏光モード結合を引き起こし、前記擾乱が個々に設
けられたパーティクル(CL1〜CLn;PA1〜PAn)によって生じるよう
にする、 ことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19810812.5 | 1998-03-12 | ||
DE19810812A DE19810812A1 (de) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Optisches Übertragungselement sowie Verfahren zur Reduzierung dessen Polarisationsmoden-Dispersion |
PCT/DE1998/003735 WO1999046620A1 (de) | 1998-03-12 | 1998-12-18 | Optisches übertragungselement sowie verfahren zur reduzierung dessen polarisationsmoden-dispersion |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002506997A true JP2002506997A (ja) | 2002-03-05 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000535950A Pending JP2002506997A (ja) | 1998-03-12 | 1998-12-18 | 光学的伝送素子、並びに光学的伝送素子の偏光モード分散を低減する方法 |
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US (1) | US6278828B1 (ja) |
EP (1) | EP1062533A1 (ja) |
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A711 | Notification of change in applicant |
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