NL8003105A - OPTICAL FIBERS WITH MONO VIBRATION MODE. - Google Patents

OPTICAL FIBERS WITH MONO VIBRATION MODE. Download PDF

Info

Publication number
NL8003105A
NL8003105A NL8003105A NL8003105A NL8003105A NL 8003105 A NL8003105 A NL 8003105A NL 8003105 A NL8003105 A NL 8003105A NL 8003105 A NL8003105 A NL 8003105A NL 8003105 A NL8003105 A NL 8003105A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
tube
core
fiber
phosphorus
oxygen
Prior art date
Application number
NL8003105A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Northern Telecom Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northern Telecom Ltd filed Critical Northern Telecom Ltd
Publication of NL8003105A publication Critical patent/NL8003105A/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/102—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
    • C03B2201/28—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24—Single mode [SM or monomode]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

/ // /

Optische vezels met monotrillingswijze.Optical fibers with mono vibration mode.

De uitvinding heeft betrekking op optische vezels met een monotrillingswijze en heeft betrekking op een bepaalde vorm van een dergelijke vezel.The invention relates to optical fibers with a mono-vibration mode and relates to a specific form of such a fiber.

De bandbreedte van een optische vezel met een 5 multitrillingswijze is beperkt door de intermodale dispersie en door de chromatische dispersie. De intermodale dispersie kan minimaal gemaakt worden door de optische baanlengten van de verschillende trillingsvijzen nauwkeurig aan elkaar gelijk te maken. Om dit te bereiken moet het index-profiel over de vezelkern zeer nauwkeurig 10 geregeld worden. Bij de gewoonlijk gebruikte vezelfabrikagetech-nieken is het moeilijk het optimale index-profiel consequent te verkrijgen. Alternatief kan de intermodale dispersie geheel geëlimineerd worden door de voortgeleide trilling te beperken tot de trillingswijze van de laagste orde (monotrillingswijzevezel).The bandwidth of an optical fiber with a multi-vibration mode is limited by the intermodal dispersion and by the chromatic dispersion. The intermodal dispersion can be minimized by accurately equalizing the optical path lengths of the different vibration screws. To achieve this, the index profile across the fiber core must be very precisely controlled. With the commonly used fiber manufacturing techniques, it is difficult to consistently obtain the optimal index profile. Alternatively, the intermodal dispersion can be completely eliminated by limiting the propagated vibration to the lowest order vibration mode (single vibration mode fiber).

15 De chromatische dispersie wordt in hoofdzaak bepaald door de intrinsieke eigenschap van de materialen die gebruikt worden om de vezel te construeren en de spectrale bandbreedte van de lichtbron. In op siliciumdioxyde gebaseerde glassoorten is het chromatische effect minimaal bij een golflengte van 20 bij benadering 1,3 /nn {1).The chromatic dispersion is mainly determined by the intrinsic property of the materials used to construct the fiber and the spectral bandwidth of the light source. In silicon dioxide based glasses, the chromatic effect is minimal at a wavelength of approximately 1.3 / nn {1).

In vezels met een monotrillingswi jze wordt vergeleken met de vezels met de multitrillingswijze een groter deel van het voortgeleide licht door de bekledingslaag gevoerd. Daarom moeten zowel de kern als de bekledingsmaterialen chemisch 25 neergeslagen worden om de demping minimaal te maken.In fibers with a mono-vibration mode, a greater part of the transmitted light is passed through the coating layer compared to the fibers with the multi-vibration mode. Therefore, both the core and the cladding materials must be chemically precipitated to minimize damping.

Met boron gedoopt siliciumdioxyde wordt algemeen gebruikt voor de bekleding vanwege zijn lage brekingsindex ten opzichte van het zuivere siliciumdioxyde dat gebruikt wordt voor de kern. Een nadeel van dit vezelontwerp is de grote demping in 8003 1 05 2 het golflengtegebied van 1,3 ym ten gevolge van de intrinsieke optische absorptie van met boron gedoopt siliciumdioxyde. Zuiver siliciumdioxyde is op het ogenblik het enige bekledingsmateriaal dat gebruikt wordt om een vezel met monotrillingsvijze te vervaardigen 5 en een lage demping bij een golflengte van 1,3 ym. De kern is hetzij gemaakt uit germanium of met fosfor gedoopt siliciumdioxyde. In dit ontwerp is voor de neerslag van de bekleding een volgehouden hoge temperatuur nodig welke aanleiding geeft tot een ernstige vervorming van de substraatbuis met een consequente vervorming van de kern en 10 de bekleding. Deze technische moeilijkheid kan overwonnen worden door gebruik te maken van een wetenschappelijke buisdiameterregeling en een drukregelstelsel.Boron-doped silicon dioxide is widely used for the coating because of its low refractive index relative to the pure silicon dioxide used for the core. A drawback of this fiber design is the large attenuation in 8003 1 05 2 of the wavelength range of 1.3 µm due to the intrinsic optical absorption of boron-doped silicon dioxide. Pure silicon dioxide is currently the only cladding material used to manufacture a single vibration fiber 5 with low attenuation at a wavelength of 1.3 µm. The core is made either from germanium or phosphorus doped silicon dioxide. In this design, the deposition of the coating requires a sustained high temperature which gives rise to severe deformation of the substrate tube with consequent deformation of the core and the coating. This technical difficulty can be overcome by using a scientific pipe diameter control and a pressure control system.

Een theoretische eis voor het ontwerpen van een vezel met een monotrillingswijze wordt gegeven door de V-vaarde die 15 bepaald is door: v - ^v.a.NA λA theoretical requirement for designing a fiber with a mono vibration mode is given by the V-value determined by: v - ^ from NA λ

Voor de werkzame golflengte (λ) moet de kernstraal (a) en de numerieke apertuur (NA) zo gekozen worden dat de V-vaarde kleiner is dan 2,1*05 voor profielen met een getrapte index. Voor een parabolisch 20 profiel, V < 3,518; andere profielen zullen hun eenduidige maximale V-waarden hebben. Om de verliezen ten gevolge van de ingangskoppeling, de verbinding, en het buigen zo gering mogelijk te maken is het wenselijk om de kernafmeting en NA zo groot raogelijk te kiezen zonder inbreuk te doen op de eis voor de monotrillingswijze. Echter 25 zelfs wanneer de V-waarde enigszins groter is dan de afsnijvaarde geven hogere trillingswijzen gewoonlijk verliezen. Een dergelijke vezel met een quasi monotrillingswijze kan praktisch als een vezel met een monotrillingswijze werken voor een voldoende lange vezel-lengte.For the effective wavelength (λ), the core radius (a) and the numerical aperture (NA) must be chosen such that the V-value is less than 2.1 * 05 for profiles with a stepped index. For a parabolic profile, V <3.518; other profiles will have their unambiguous maximum V values. In order to minimize losses due to input coupling, connection, and bending, it is desirable to choose core size and NA as large as possible without violating the mono vibration mode requirement. However, even when the V value is slightly greater than the cutoff value, higher modes of vibration usually give losses. Such a fiber with a quasi-mono mode of vibration can function practically as a fiber with a mono mode of vibration for a sufficiently long fiber length.

30 Door gebruik te maken van een passende keuze van doopmiddelen en een nieuw vezelontverp kunnen vezels met een monotrillingswijze met lage kosten in het gebied van 1,3 ym golflengte vervaardigd worden, De gewijzigde chemische dampneerslagtechniek, die goed voldoet voor vervaardiging van vezels met een multitril-35 lingswijze kan gebruikt worden zonder enige speciale wijzigingen.By using an appropriate choice of dopants and a new fiber design, fibers with a low-cost mono-vibration mode can be produced in the 1.3 µm wavelength range. The modified chemical vapor deposition technique, which is well suited for multitrill fiber production -35 method can be used without any special changes.

8003 1 05 *r· *- 38003 1 05 * r * - 3

Fosfor is in de siliciumdioxyde bekledingslaag opgenomen als een flux, waarbij de hoeveelheid gekozen wordt zodat deze aan twee eisen voldoet: de neerslagtemperatuur moet voldoende laag zijn om iedere vervorming van de substraatbuis te vermijden 5 en de brekingsindextoename moet voldoende klein zijn om de hoeveelheid licht die door de bekledingslaag gedragen wordt minimaal te maken en welke een brekingsindex heeft die enigszins groter is dan die van de substraat siliciumdioxydebuis. In een bepaald voorbeeld wordt een met germanium gedoopte silicitundioxyde kern neergeslagen 10 volgend op de met fosfor gedoopte siliciumdioxyde bekledingsneer-slag.Phosphorus is included in the silicon dioxide coating as a flux, the amount of which is selected to meet two requirements: the precipitation temperature must be low enough to avoid any deformation of the substrate tube 5 and the refractive index increase must be small enough to reflect the amount of light is supported by the coating layer and has a refractive index slightly greater than that of the substrate silica tube. In a particular example, a germanium-doped silica dioxide core is precipitated following the phosphorus-doped silica coating precipitate.

In zijn ruimste zin verschaft de uitvinding een vezel met een monotrillingswijze die een kern, een bekledingslaag en een mantellaag bevat. De bekledingslaag heeft een brekingsindex 15 welke een vooruitbepaalde waarde lager is dan die van de kern en een vooruitbepaalde waarde hoger dan die van de mantellaag.In its broadest sense, the invention provides a mono-vibration fiber comprising a core, a clad layer and a jacket layer. The cladding layer has a refractive index 15 which is a predetermined value lower than that of the core and a predetermined value higher than that of the cladding layer.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening worden toegelicht.The invention will be elucidated with reference to the drawing.

Fig. 1 en 2 zijn dwarsdoorsneden door conventio-20 nele vormen van vezels met muititrillingswijzen en met monotrillings-wijzen.Fig. 1 and 2 are cross sections through conventional shapes of fibers with multi-vibration modes and with mono-vibration modes.

Fig. 3 en U zijn schematische voorstellingen van de brekingsindex van de twee bekende vormen van vezel met een monotrillingswijze en geven een voorstelling over een vezel evenwijdig 25 aan de lengteas van de vezel.Fig. 3 and U are schematic representations of the refractive index of the two known forms of fiber in a mono-vibration mode and represent a fiber parallel to the longitudinal axis of the fiber.

Fig. 5 is een schematische voorstelling van de brekingsindex over een vezel volgens de uitvinding.Fig. 5 is a schematic representation of the refractive index over a fiber according to the invention.

Fig, 6 is een typische spectrale dempingskromme van een vezel volgens de uitvinding.Fig. 6 is a typical spectral damping curve of a fiber according to the invention.

30 Fig, 7 is een schematische voorstelling van een vorm van een inrichting voor het maken van een halffabrikaat om in een vezel getrokken te worden.Fig. 7 is a schematic representation of a shape of an apparatus for making a semifinished product to be drawn into a fiber.

Fig. 1 en 2 geven een vezel 10 voor multitril-lingswijzen aan en respectievelijk een vezel 11 voor monotrillings-35 wijze. De vezel 10 voor multitrillingswijze heeft een kern 12 en een 8003 1 05 u bekledingslaag 13. De bekleding kan typisch gesmolten silieiumdioxy-de zijn en de kern gedoopt gesmolten siliciumdioxyde met een brekingsindex die enigszins groter is dan die van de bekleding. Alternatief kan de kern gesmolten siliciumdioxyde zijn en de bekleding 5 gedoopt gesmolten siliciumdioxyde, gedoopt om een kleinere brekingsindex te hebben dan de kern. Typische afmetingen zijn 50 um voor de kerndiameter en 125 um voor de uitwendige diameter van de bekleding ofschoon deze afmetingen kunnen variëren.Fig. 1 and 2 indicate a fiber 10 for multi-vibration modes and a fiber 11 for mono-vibration modes, respectively. The multibrillation mode fiber 10 has a core 12 and an 8003 10 h coating layer 13. The coating may typically be molten silica and the core doped molten silica with a refractive index slightly greater than that of the coating. Alternatively, the core may be molten silica and the coating doped molten silica, doped to have a smaller refractive index than the core. Typical dimensions are 50 µm for the core diameter and 125 µm for the outer diameter of the cladding, although these dimensions may vary.

De vezel 11 met monotrillingsvijze heeft een kern 10 1^, een bekledingslaag 15 en een mantel 16. Typische afmetingen voor de vezel 11 zijn bij benadering 10 um voor de diameter van de kern, 50-70 ym voor de uitwendige diameter van de bekleding en 125-150 um voor de uitwendige diameter van de mantel. Deze afmetingen kunnen enigszins variëren. Men zal zien dat de totale hoeveelheid neerge-15 slagen materiaal bij benadering dezelfde is voor zowel vezels met een monotrillingsvijze als voor vezels met een multitrillingsvijze, dat wil zeggen de kern 12 bij de vezel met de multitrillingsvijze en de kern 1U en de bekleding 15 bij de vezel met monotrillingsvijze.The mono vibration fiber 11 has a core 101, a cladding layer 15 and a jacket 16. Typical dimensions for the fiber 11 are approximately 10 µm for the diameter of the core, 50-70 µm for the outer diameter of the coating and 125-150 µm for the outer diameter of the jacket. These dimensions may vary slightly. It will be seen that the total amount of the deposited material is approximately the same for both monoribration mode fibers and multi-vibration mode fibers, i.e. the core 12 at the fiber with the multi-vibration mode and the core 1U and the coating 15 at the fiber with mono vibration mode.

Voor de vezel 11 met een monotrillingsvijze is 20 zoals reeds eerder werd vermeld met boron gedoopt siliciumdioxyde gebruikt voor de bekleding en zuiver siliciumdioxyde voor de kern, neergeslagen bijvoorbeeld in een zuivere siliciumdioxydebuis. De brekingsindex-profiel voor een dergelijke vezel is aangegeven in fig. 3. Een dergelijke vezel heeft een grote demping in het golf-25 lengtegebied van 1,3 um. Voor een kleine demping bij 1,3 um werd zuiver gesmolten siliciumdioxyde gebruikt voor de bekledingslaag.For the fiber 11 with a single vibration mode, as previously mentioned, boron-doped silicon dioxide has been used for the coating and pure silicon dioxide for the core, deposited, for example, in a pure silicon dioxide tube. The refractive index profile for such a fiber is shown in Fig. 3. Such a fiber has a large attenuation in the wavelength region of 1.3 µm. For a small attenuation at 1.3 µm, pure molten silicon dioxide was used for the coating.

De kern bestaat hetzij met germanium of met fosfor gedoopt siliciumdioxyde. Het brekingsindex-profiel voor deze laatstgenoemde vorm van vezel is aangegeven in fig. U.The core is composed of either germanium or phosphorus doped silica. The refractive index profile for this latter form of fiber is shown in Fig. U.

30 De uitvinding verschaft een vezelvorm welke de grote dempingseigenschappen van met boron gedoopte siliciumdioxyde-bekleding (fig. 2 en 3) en ook de vervaardigingsproblemen vermijdt van zuiver gesmolten siliciumdioxyde bekleding (fig. 2 en U). De mantel, 16 in fig. 2, is van zuiver gesmolten siliciumdioxyde, bij-35 voorbeeld van een oorspronkelijk gesmolten siliciumdioxyde buis- 800 3 1 05 5 * substraat, en de bekleding bestaat uit gedoopt siliciumoxyde» waarbij fosfor gebruikt wordt als een doopmiddel en als smelttemperatuur reducerende flux of een toevoegmiddel en waarbij de kern ook uit gedoopt gesmolten siliciumoxyde bestaat en het kernmateriaal gedoopt 5 is met hetzij fosfor of germanium of met beide. Met fosfor doping zal het dopingsniveau hqger zijn in de kern dan in de bekleding. De resulterende vezel heeft een brekingsindex-profiel zoals in fig. 5·The invention provides a fiber form that avoids the great damping properties of boron-doped silica coating (Figures 2 and 3) and also avoids the manufacturing problems of pure molten silica coating (Figures 2 and U). The jacket, 16 in FIG. 2, is of pure molten silicon dioxide, for example, of an originally molten silicon dioxide tube 800 3 1 05 5 * substrate, and the coating consists of doped silica using phosphorus as a dopant and as the melting temperature reducing flux or an additive and wherein the core also consists of doped molten silica and the core material is doped with either phosphorus or germanium or both. With phosphorus doping, the doping level will be higher in the core than in the coating. The resulting fiber has a refractive index profile as in Fig. 5

Het kem/bekledingslicht vormt de monotrillingsvijze maar de bekleding kan ook werken als een effectieve multitrillingswij zekem die 10 gebruik maakt van de siliciumoxyde mantel als bekleding. Voor lange vezellengten (meer dan 1 km) echter worden bijna alle van de ver- lies-gevende trillingswijzen die reflecteren aan het tussenvlak en bekleding/mantel gedempt/blijft slechts monotrillingswijzelicht over. Ofschoon het muititrillingswijze bekledingslicht gedragen 15 wordt wanneer de vezel te kort is of wanneer de hoeveelheid fosfor in de bekleding te groot is kan dergelijk licht geëlimineerd worden door plaatselijk de siliciumdioxyde mantel te verwijderen en een bekledingstrillingswijze stripinrichting toe te passen. Deze techniek wordt gebruikt om de demping te meten van dit soort vezel met 20 een monotrillingsvijze.The core / cladding light forms the mono-vibration mode, but the cladding can also act as an effective multi-vibration mode using the silicon oxide cladding as cladding. For long fiber lengths (more than 1 km), however, almost all of the lossy modes of vibration reflecting at the interface and cladding / sheathing are attenuated / left only mono mode of vibration. Although the multi-vibration mode of coating light is carried when the fiber is too short or when the amount of phosphorus in the coating is too large, such light can be eliminated by locally removing the silicon dioxide jacket and using a coating vibration mode stripper. This technique is used to measure the damping of this type of fiber with a mono vibration mode.

Een typisch spectrale dempingskromme van een vezel volgens de uitvinding is aangegeven in fig. 6.A typical spectral damping curve of a fiber according to the invention is shown in Fig. 6.

Pig. T geeft êén vorm van de inrichting weer voor het vervaardigen van halfprodukten voor trekken met vezels.Pig. T represents one shape of the device for manufacturing fiber drawing semi-products.

25 Siliciumtetrachloride wordt in vloeibare vorm in het reservoir 20 vastgehouden en fosforoxychloride in vloeibare vorm in het reservoir 21. Via de pijp 22 en de pijpen 23 en 2b wordt zuurstof aan de reservoirs 20 en 21 geleverd waarbij/zuurstof bellen vormt door de vloeistoffen in de reservoirs en daardoor damp uit iedere vloeistof 30 dragen. De zuurstof en de damp uit ieder reservoir loopt door de pijpen 25 en 26 naar een verzamelkamer 27. Er wordt ook zuurstof rechtstreeks geleverd vanaf de pijp 22 naar de verzamelkamer 27 via de pijp 28. Een regelklep 29 is in iedere pijp 23, 2b en 28 aangebracht. In de pijpen 25 en 26 is een besturingsinrichting 30 aange-35 bracht om de zuurstof/dampsamenstelling te besturen waarbij de 800 3 1 05 6 besturingsinrichtingen de klep 29 regelen om een vooraf ingestelde samenstelling te handhaven door het regelen van de stroming. Stro-mingsaanwijsinrichtingen 31 kunnen ook aangebracht zijn en een re-gelklep 32 is aangebracht in de zuurstofpijp 28.Silicon tetrachloride is held in liquid form in reservoir 20 and phosphorus oxychloride in liquid form in reservoir 21. Oxygen is supplied to reservoirs 20 and 21 through pipe 22 and pipes 23 and 2b, oxygen forming bubbles through the liquids in the reservoirs and thereby carry vapor from each liquid. The oxygen and vapor from each reservoir passes through the pipes 25 and 26 to a collection chamber 27. Oxygen is also supplied directly from the pipe 22 to the collection chamber 27 through the pipe 28. A control valve 29 is in each pipe 23, 2b and 28 fitted. A control device 30 is provided in the pipes 25 and 26 to control the oxygen / vapor composition, the 800 3 1 05 6 control devices controlling the valve 29 to maintain a preset composition by controlling the flow. Flow indicators 31 may also be provided and a control valve 32 is provided in the oxygen pipe 28.

5 Uit de verzamelkamer 27 loopt de gemengde damp en zuurstof via de pijp 33 naar een glazen buis 3^ van gesmolten siliciumoxyde. De buis 3^ wordt rondgedraaid en een vlam van een toorts of brander 35 wordt op en neer bewogen langs de buis waarbij de brander voorzien wordt van zuurstof en waterstof via respec-10 tievelijk de pijpen 36 en 37. De gassen en dampen ontleden wanneer de brander heen en weer loopt om een roetvormig of deeltjesvormig materiaal te vormen dat dan een resulterende neerslag geeft in het voorbeeld van siliciumdioxyde en fosfor op de binnenwand van de buis in de vorm van een roetneerslag dat gesmolten wordt op de binnenwand 15 in de vorm van een glasachtige film. Dit is een conventionele zogenaamde gemodificeerde chemische tandneerslagverkwijze.From the collection chamber 27, the mixed vapor and oxygen passes through the pipe 33 to a glass tube 3 of molten silicon oxide. The tube 31 is rotated and a flame from a torch or burner 35 is moved up and down the tube supplying the burner with oxygen and hydrogen via the tubes 36 and 37, respectively. The gases and vapors decompose when the burner runs back and forth to form a carbon black or particulate material which then gives a resultant precipitate in the example of silica and phosphorus on the inner wall of the tube in the form of a carbon black deposit which is melted on the inner wall 15 in the form of a glassy film. This is a conventional so-called modified chemical dental precipitation method.

Wanneer fosfor toegevoegd moet worden aan zowel het bekledings- als het kernmateriaal wordt na het nodige aantal voorbijgangen van de brander voor een neerslag en om de gewenste 20 dikte van een bekledingsmateriaal te vormen, de toevoer van fosfor vergroot waarbij een verdere voorbijgang van de brander uitgevoerd wordt om het kernmateriaal neer te slaan.When phosphorus is to be added to both the coating and the core material, after the necessary number of passes of the burner for a precipitate and to form the desired thickness of a coating material, the supply of phosphorus is increased with a further bypassing of the burner to precipitate the core material.

Wanneer het kernmateriaal een verschillend toevoegsel moet hebben zoals bijvoorbeeld germanium dan kan een verder 25 reservoir met een bijbehorende pijp-besturingsklep en controle-inrichting aangebracht worden zoals aangegeven met de gestreepte lijnen en met de respectievelijke verwij zings cijfers Uo, b‘\i U2, U3 en Om dan het kernmateriaal te vormen wordt de regelklep 29 van het fosforoxychloride-reservoir afgesloten en de regelklep voor 30 het germaniumtetrachloride-reservoir geopend.If the core material is to have a different additive such as, for example, germanium, a further reservoir with an associated pipe control valve and control device can be arranged as indicated by the dashed lines and with the respective reference numerals U0, b ', u2, U3 and Then to form the core material, the control valve 29 of the phosphorus oxychloride reservoir is closed and the control valve for the germanium tetrachloride reservoir is opened.

Het is ook mogelijk om indien gewenst damp toe te voeren die zowel fosfor als germanium bevat, Ha neerslag van het kernmateriaal zakt de buis 3^ in elkaar tot een vast halffabrikaat door het vergroten van de temperatuur van de vlam van de brander 35 35 om de buis door oppervlaktespanning in elkaar te laten zakken. Het 800 3 1 05 7 vaste halffabrikaat kan dan gebruikt worden om tot een vezel getrokken te worden.It is also possible, if desired, to supply vapor containing both phosphorus and germanium. Ha deposit of the core material collapses the tube 3 ^ into a solid semi-finished product by increasing the flame temperature of the burner 35 to tube collapses by surface tension. The 800 3 1 05 7 solid semi-finished product can then be used to be drawn into a fiber.

Een typisch voorbeeld voor het maken van een vezel is als volgt.A typical example for making a fiber is as follows.

5 Stromingssnelheid van siliciumtetrachloride bij benadering 100 cm /min.; stromingssnelheid van fosforoxychlonde bij benadering 2 cc/min. (totaal inclusief dragergas ongeveer 600 cc/min.); aantal voorbijgangen ongeveer 25; temperatuur ongeveer 1500° C, Dit vormt een bekledingslaag. Dan een enkele voorbijgang 10 om het kernmateriaal neer te slaan wordt als volgt uitgevoerd; sili-ciumtetraehloride ongeveer 75 cc/min.; germaniumtetrachloride ongeveer 23 cc/min.; opnieuw bij ongeveer 1500° C. De buis wordt dan tot in elkaar zakken gebracht door verwarmen tot ongeveer 2100° C - waarbij de brander langzaam langs de buis bewogen wordt.5 Flow rate of silicon tetrachloride approximately 100 cm / min .; flow rate of phosphorus oxychlor approximately 2 cc / min. (total including carrier gas about 600 cc / min.); number of passages about 25; temperature about 1500 ° C. This forms a coating layer. Then a single pass 10 to deposit the core material is performed as follows; silicon tetrachloride about 75 cc / min .; germanium tetrachloride about 23 cc / min .; again at about 1500 ° C. The tube is then collapsed by heating to about 2100 ° C - slowly moving the burner along the tube.

15 De bepaalde stromingssnelheden, de relatieve waarden van de samenstellende delen en de temperaturen zijn niet kritisch met betrekking tot de uitvinding en kunnen variëren op de manier als bij andere chemische dampneerslagen binnen een buis.The determined flow rates, the relative values of the constituents and the temperatures are not critical to the invention and may vary in the manner as with other chemical vapor deposits within a tube.

Andere doopmaterialen kunnen gebruikt worden als bij andere werk-20 wijzen.Other baptismal materials can be used as with other methods.

Nadat de buis in elkaar gezakt is tot een staaf kan hij in een verdere buis geplaatst worden en kan de gecombineerde buis en de staaf getrokken worden om een vezel te leveren met gewenste kern en bekledingsdiameters. Dit is aangegeven in fig. 5 25 waarbij de gestreepte lijnen 50 de brekingsindex van de buis voorstellen. Alternatief kan het halffabrikaat naar beneden getrokken worden tot een vezel zonder het inbrengen in een verdere buis.After the tube has collapsed into a rod, it can be placed in a further tube and the combined tube and rod can be drawn to provide a fiber with desired core and coating diameters. This is shown in Figure 5 where the dashed lines 50 represent the refractive index of the tube. Alternatively, the semi-finished product can be pulled down into a fiber without insertion into a further tube.

30 800 3 1 0530 800 3 1 05

Claims (15)

1♦ Optische vezel met monotrillingswijze welke een kern bevat uit zuiver gesmolten silieiumdioxyde of gedoopt gesmolten silieiumdioxyde en een bekledingslaag op de kern, waarbij 5 de bekledingslaag uit gedoopt gesmolten silieiumdioxyde of zuiver gesmolten silieiumdioxyde bestaat en de relatieve doping van de kern en de bekledingslaag zo is dat de brekingsindex van de bekledingslaag een vooruitbepaalde waarde kleiner is dan de brekingsindex van de kern, met het kenmerk, dat er een mantellaag is aange-10 bracht welke een brekingsindex heeft die een vooruitbepaalde waarde kleiner is dan die van de bekledingslaag.1 ♦ Mono-vibration optical fiber containing a core of pure molten silica or doped molten silica and a coating on the core, 5 the coating consisting of doped molten silica or pure molten silica and the relative coating of the core and the coating that the refractive index of the clad layer is a predetermined value less than the refractive index of the core, characterized in that a jacket layer is provided which has a refractive index which is a predetermined value smaller than that of the clad layer. 2. Vezel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat er een verdere laag is op de mantellaag.Fiber according to claim 1, characterized in that there is a further layer on the jacket layer. 3. Vezel volgens conclusie 2, met het kenmerk, 15 dat de verdere laag dezelfde brekingsindex heeft als de mantellaag. U. Vezel volgens één van de conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de mantellaag bestaat uit zuiver gesmolten silieiumdioxyde waarbij de bekledingslaag bestaat uit gedoopt gesmolten silieiumdioxyde en de kern bestaat uit gedoopt gesmolten 20 silieiumdioxyde.Fiber according to claim 2, characterized in that the further layer has the same refractive index as the jacket layer. A fiber according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the jacket layer consists of pure molten silicon dioxide, the coating layer consisting of doped molten silicon dioxide and the core consisting of doped molten silicon dioxide. 5. Vezel volgens conclusie U, met het kenmerk, dat de bekledingslaag gedoopt is met fosfor.Fiber according to claim U, characterized in that the coating layer is doped with phosphorus. 6. Vezel volgens conclusie k. met het kenmerk, dat de kern gedoopt is met fosfor.Fiber according to claim k. characterized in that the core is doped with phosphorus. 7. Vezel volgens conclusie U, met het kenmerk. dat de kern gedoopt is met germanium,Fiber according to claim U, characterized in that. that the core is dipped with germanium, 8. Vezel volgens conclusie L-, met het kenmerk, dat de kern een uitwendige diameter van bij benadering 10 ym en de bekledingslaag een uitwendige diameter heeft tussen ongeveer 50 urn 30 en ongeveer 70 pm.Fiber according to claim L, characterized in that the core has an outer diameter of approximately 10 µm and the coating layer has an outer diameter between about 50 µm and about 70 µm. 9. Vezel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de mantellaag een buitenlaag heeft van tussen ongeveer 125 y® en ongeveer 150 ym,Fiber according to claim 8, characterized in that the jacket layer has an outer layer of between about 125 µm and about 150 µm, 10. Werkwijze voor het vervaardigen van een vezel 35 met monotrillingswijze waarbij (i) een gesmolten siliciumdioxydebuis 800 3 1 05 bevestigd wordt voor rotatie om zijn as, (ii) een mengsel van zuurstof, siliciumtetrachloridedamp en een damp die fosfor bevat door de buis heengevoerd wordt, (iii) de buis rondgedraaid wordt en een verwarmingsorgaan langs de buis gevoerd wordt om een plaatselijk-5 verwarmd gebied te vormen in de buis om de zuurstof en de dampen te ontleden en waarbij silicium geoxydeerd wordt door de zuurstof en de fosfor combineert met het geoxydeerde silicium in het verwarmde gebied om een deeltjesmateriaal te vormen, het materiaal dan neergeslagen wordt op de binnenwand van de buis, de rest van de zuurstof 10 en dampen uit de buis stromen, (iv) de neerslag op de binnenwand gesmolten wordt om een glasachtige film te vormen van gesmolten siliciumdioxyde met fosfor als doopmiddel, (v) het voortzetten van de stappen (iii) en (iv) gedurende een vooruit bepaald aantal malen, met het kenmerk, dat (vi) een mengsel van zuurstof, siliciumtetra-15 chloridedamp en een damp die tenminste één fosfor en germanium bevat door de buis gevoerd wordt, (vii) het verwarmingsorgaan langs de buis loopt terwijl deze draait om een plaatselijk verwarmd gebied te vormen in de buis om de zuurstof en de dampen te ontleden waarbij silicium geoxydeerd wordt door de zuurstof en tenminste 20 fosfor of germanium combineert met het geoxydeerde silicium en het verwarmde gebied om een deeltjesmateriaal te vormen waarbij het materiaal dan neergeslagen wordt op de binnenwand op de gesmolten neerslag, de rest van de zuurstof en dampen uit de buis stromen, (viiiL de neerslag gesmolten wordt om een verdere glasachtige film 25 te vormen uit gesmolten siliciumdioxyde gedoopt met tenminste fosfor of germanium.10. A method of manufacturing a mono-vibration fiber 35 wherein (i) a molten silica tube 800 3 1 05 is attached for rotation about its axis, (ii) a mixture of oxygen, silicon tetrachloride vapor and a vapor containing phosphorus passed through the tube (iii) the tube is rotated and a heater is passed along the tube to form a locally heated region in the tube to decompose the oxygen and the vapors, oxidizing silicon by the oxygen and combining the phosphorus with the oxidized silicon in the heated region to form a particulate material, the material is then deposited on the inner wall of the tube, the rest of the oxygen and vapors flow out of the tube, (iv) the precipitate on the inner wall is melted to form a to form a glassy film of molten silicon dioxide with a phosphorus dopant, (v) continuing steps (iii) and (iv) for a predetermined number of times n, characterized in that (vi) a mixture of oxygen, silicon tetrachloride chloride vapor and a vapor containing at least one phosphorus and germanium is passed through the tube, (vii) the heater passes along the tube while rotating about a local form a heated region in the tube to decompose the oxygen and vapors with silicon being oxidized by the oxygen and combining at least 20 phosphorus or germanium with the oxidized silicon and the heated region to form a particulate material where the material is then deposited on the inner wall on the molten precipitate, the rest of the oxygen and vapors flow from the tube, (viiiL the precipitate is melted to form a further glassy film of molten silicon dioxide dipped with at least phosphorus or germanium. 11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verwarming van de buis vergroot wordt om de buis in elkaar te doen zakken tot een vaste staaf waarbij de vaste staaf in 30 een nauw passende glazen buis geduwd wordt.11. A method according to claim 10, characterized in that the heating of the tube is increased to collapse the tube into a solid rod, the solid rod being pushed into a closely fitting glass tube. 12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de buis en de staaf tot een vezel getrokken worden.Method according to claim 11, characterized in that the tube and rod are drawn into a fiber. 13. Werkwijze volgens conclusie 10, ' met het kenmerk, dat de stappen (vii) en (viii) slechts éénmaal 35 uitgevoerd worden. 8003 1 05 11+. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de stappen (iii) en (iv) voortgezet worden gedurende ongeveer 25 'voorbij gangen.13. Method according to claim 10, characterized in that steps (vii) and (viii) are performed only once. 8003 1 05 11+. Method according to claim 10, characterized in that steps (iii) and (iv) are continued for about 25 'passages. 15. Werkwijze volgens conclusie 10, met het ken-5 merk, dat zowel de fosfor als het germanium combineren met het ge- oxydeerde silicium.A method according to claim 10, characterized in that both the phosphorus and the germanium combine with the oxidized silicon. 16. Optische vezel in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening.16. Optical fiber substantially as described in the description and / or shown in the drawing. 17. Werkwijze voor het vervaardigen van een 10 optische vezel in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 15 800 3 1 0517. Method for manufacturing an optical fiber substantially as described in the description and / or shown in the drawing. 15 800 3 1 05
NL8003105A 1979-08-27 1980-05-29 OPTICAL FIBERS WITH MONO VIBRATION MODE. NL8003105A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA334464 1979-08-27
CA000334464A CA1122079A (en) 1979-08-27 1979-08-27 Manufacture of monomode fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8003105A true NL8003105A (en) 1981-03-03

Family

ID=4115006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8003105A NL8003105A (en) 1979-08-27 1980-05-29 OPTICAL FIBERS WITH MONO VIBRATION MODE.

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5635108A (en)
CA (1) CA1122079A (en)
GB (1) GB2071351A (en)
IT (1) IT1130698B (en)
NL (1) NL8003105A (en)
SE (1) SE8005973L (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2136239B (en) * 1983-03-03 1986-11-19 British Telecomm Optical fibre transmission systems
JPS6252508A (en) * 1985-09-02 1987-03-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber
GB2180059A (en) * 1985-09-05 1987-03-18 Stc Plc Plasma spectroscopy
US4836640A (en) * 1986-06-27 1989-06-06 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Depressed cladding optical fiber cable
US4852968A (en) * 1986-08-08 1989-08-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical fiber comprising a refractive index trench
GB2228585A (en) * 1989-02-28 1990-08-29 Stc Plc Silica optical fibre having two cladding layers
FR2741061B1 (en) * 1995-11-13 1998-03-20 Alcatel Fibres Optiques METHOD FOR MANUFACTURING SINGLE-MODE OPTICAL FIBER AND OPTICAL AMPLIFIER USING SUCH FIBER

Also Published As

Publication number Publication date
IT8022414A0 (en) 1980-05-29
SE8005973L (en) 1981-02-28
IT1130698B (en) 1986-06-18
JPS5635108A (en) 1981-04-07
CA1122079A (en) 1982-04-20
GB2071351A (en) 1981-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1145172A (en) Long wavelength, low-loss optical waveguide
US4217027A (en) Optical fiber fabrication and resulting product
US4339174A (en) High bandwidth optical waveguide
CA1124118A (en) Multicomponent optical waveguide having index gradient
JP2971373B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform having thermal conductivity change in radial direction
US4909816A (en) Optical fiber fabrication and resulting product
US4334903A (en) Optical fiber fabrication
US20080260339A1 (en) Manufacture of depressed index optical fibers
MacChesney et al. Materials development of optical fiber
US4257797A (en) Optical fiber fabrication process
GB1570767A (en) Single mode optical transmission line
EP0028155B1 (en) Single mode optical fibre and method of making it
US4327965A (en) Single mode fibre and method of manufacture
US6760526B2 (en) Chalcogenide doping of oxide glasses
CA2360918A1 (en) Optical fiber preform having oh barrier and fabrication method thereof
NL8003105A (en) OPTICAL FIBERS WITH MONO VIBRATION MODE.
US4932990A (en) Methods of making optical fiber and products produced thereby
JPS6313944B2 (en)
JPS6340744A (en) Optical fiber
WO2000068718A1 (en) Chalcogenide doping of oxide glasses
US6115524A (en) Optical waveguide attenuating device and method for producing the same
CA1246875A (en) Process for eliminating the axial refractive index depression in optical fibres
US4504299A (en) Optical fiber fabrication method
EP0185975A1 (en) Process for fabricating a glass preform
EP0301797A1 (en) Methods of making optical fiber and products produced thereby

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed