NO164139B - Optisk polarisasjonsbevarende fiber av enkeltboelgetypen samt fremgangsmaate for fremstilling av et utgangsemne til optisk fiber. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår optisk polarisasjonsbevarende fiber av enkeltbølgetypen og av den art som angitt i henholdsvis innledningen til krav 1 og krav 6, samt en fremgangsmåte for fremstilling av et utgangsemne til optisk fiber av den art som angitt i innledningen til krav 11.

Ved mange anvendelser av optiske en-modusbølgeledere, f.eks. gyroskop, sensorer og lignende er det viktig at det optiske utbredelsessignalet fastholder polarisasjonskarakteristikken til inngangslyset ved tilstedeværelsen av ekstern depolari-seringsforstyrrelser. Dette krever at bølgelederen har en asimutmessig asymmetri for brytningsindeksprofilen.

En lett forbedrelse i polarisasjonsutførelsen til en optisk en-modusbølgeleder blir tilveiebrakt ved forvrengning av fiberkjernesymmetrien som et iaiddel for dekobling av forskjellige polariserte bølger. To slike optiske fiberbølge-ledere er beskrevet i US-patent nr. 4.184.859 og i artikkelen av V. Ramaswamy et al., "Influence of Noncircular Core on the Polarisation Performance of Single Mode Fibers", Electronics Letters, Vol. 14, Nr. 5, side 143-144, 1978. Ramaswamy artikkelen skriverr imidlertid at målinger ved borosili-katfibre med ikke-sirkulære kjerner angir at den ikke-sirkulære geometrien og tilknyttede spenningsinduserte dobbeltbrytninger alene ikke er tilstrekkelig for å opprettholde polarisasjonen i en-modusfibre.

Oppfinnelsen beskrevet i britisk patentsøknad nr. 2.012.983A er basert på innsikten av at ortogonale polariserte bølger er mer virksomt dekoblet i en bølgeleder som er fremstilt på en slik måte for således bevist å øke spenningsindusert eller deformasjonsdobbeltbrytning. Dette patentet lærer at slik oppførsel blir tilveiebrakt ved innføring av en geometrisk og materiell asymmetri i formen fra hvilke den optiske fiberen blir trukket. Den deformasjonsinduserte dobbeltbrytningen blir innført ved hjelp av i det minste delvis om-givelse av en en-modusbølgeleder ved hjelp av en ytre mantel som har en annen termisk utvidelseskoeffesient (TCE) enn den til bølgelederen og en tykkelse langs ene retningen som er forskjellige fra dens tykkelse langs en ortogonal retning i forhold til den ene retningen. Utførelsen kan f.eks.

være en tresjiktsstruktur innbefattende et indre kjerneområde omgitt av et påført sjikt som igjen er omgitt av et ytre mantelsjikt som har en stor TCE forskjellig fra den til det påførte sjiktet. Diametralt motsatte deler av det ytre sjiktet er jordet og den resulterende forformen blir trukket inn i en fiber som tilnærmer seg en plateform i hvilke tykkelsen til det ytre mantelsjiktet er forskjellig i to ortogonale retninger. Et lignende resultat kan bli tilveiebrakt ved konstruksjon av forformen fra en indre kjerneområde, et på-føringsområde og to ytre mantelsjikt motsatt anordnet langs forformens langsgående flate. Vanskeligheter kan bli på-truffet ved fremstillingen av den typen forform siden spen-ninger bygger seg opp i det ytre sjiktet. Når det ytre sjiktet slipes eller det kuttes spalter deri har den oppbygde spenningen en tendens til å bevirke at forformen går i stykker. Under antagelse av at en fiber kan bli trukket fra forformen blir det spenningsdannende ytre sjiktet fjernet fra fiberkjernen og derfor blir virkningen av spenningen på kjernene et minimum.

Ved en utførelsesform i britisk patentsøknad nr. 2.012.983A vist med fig. 10-15 danner et relativt tykt substratrør den ytre delen av den optiske fiberen. For å gi fiberen den ønskede karakteristikken er enten den indre eller ytre flaten til substratrøret ikke sirkulær. På grunn av at i det minste en del av substratveggen må være relativt tykk er virkningen av avsetningen ugunstig påvirket. Siden substratrøret danner det ytre, trykksjiktet til fiberen kan i handelen tilgjenge-lige rør ikké bli benyttet i prosessen med mindre de tilfel-dig har ønsket ekspansjon og/eller viskositetskarakteristikker for den resulterende fibers ytre sjikt.

Ved en slik fiber som vist på fig. 12 i det nevnte britiske patentet er det ytre sjiktet 60 til påføringen henvist til her som spenningspåføring. Det har blitt funnet at spenningen a ved kjernen til en sirkulær symmetrisk optisk enmodus-bølgelederfiber er lik produktet f x g hvor f er en geometrisk faktor med funksjon og g er en glassfaktorfunksjon. Funksjonen f er gitt av ligningen

hvor Agc er tverrsnittsarealet til spenningspåføringen og Aj er det totale tverrsnittsområdet til fiberen. Funksjonen f kan derfor ha en verdi slik at 0 < f < 1. Funksjonen g er gitt av ligningen

hvor E er den virksomme elastisitetskoeffesienten til fiberen, Aæ er forskjellen mellom TCE til spenningspåføringen og TCE. til den øvrige fiberen, AT er forskjellen mellom det laveste innstillingspunktet for glassene for hvilke fiberen er innbe-fattet og romtemperaturen v er Poissonsforholdet. Siden ovenfor nevnte definisjon av spenningen a generelt gjelder også ikke-symmetriske fibre slik som de beskrevet i GB-PS 2.012.983A er det nødvendig for å gjøre f til et maksimum å tilveiebringe den største kjernespenningen og således tilveiebringe den største spenningsdobbeltbrytningen. Verdiene for f større enn 0,9 skulle bli tilveiebrakt for

å tilveiebringe maksimale verdier for spenningsdobbeltbrytningen. Behovet for å gjøre funksjonen f til et maksimum er innsett i GB-PS 2.012.983A som innlysende ved ligningene

(7) og (8) .

En annen innsett konstruksjonskriterie for optiske en-modus-bølgeledere er å gjøre tapet til et minimum. En vanlig metode for å utforme optiske en-modusbølgeledere er vist på fig. 11 i GB-PS 2.012.983A som viser flere dampavsatte skjikt på den indre overflaten til et substratrør. Renheten til substratrøret er generelt ikke så høyt som det til det dampavsatte glasset. Det dampavsatte kjerneglasset er derfor isolert fra substratrøret av et sjikt med damp avsatt optisk påført glass av tilstrekkelig tykkelse. For en en-modusfiber som har et tverrsnitt som er sirkulært eller nesten sirkulært skulle radiusen rg til den optiske påføringen være i det minste fem ganger radiusen til r atil kjernen. Denne vurderingen er basert på oppdagelsene beskrevet i publikasjonen: Electronics Letters, Vol. 13, Nr. 15, side 443-445 (1977). For fibre som har kjerner av avlangt tverrsnitt mangler dette forholdet meningsfull betydning. Ved en slik fiber er graden av den optiske påføringen bedre beskrevet i form av dens tykkelse. Siden størrelsen på en en-moduskjerne står i forhold til overføringsbølgelengden A kan tykkelsen på den optiske påføringen også bli spesifisert i A-uttrykket. Ovenfor nevnte påføringsradius, på kjerne-radiusforholdet innebærer at tykkelsen til den optiske på-føringen må være minst omkring 20A. Når en en-modusbølgeleder er konstruert i samsvar med disse kriteriene er tapet i forbindelse med påføringens tykkelse begrenset til en godtagbar lav verdi.

Følgende analyse i GB-PS 2.012.983A er gjort ved å ta med

i betraktningen blant annet den spesielle utførelsesformen beskrevet i forbindelse med fig. 10-12. Fiberen til den ut-førelsesf ormen vil tilfredsstille kravet om at forholdet A /sc Aj overskrider 0,9 unntatt når substratrøret er fullstendig fylt med indre sjikt i løpet av prosessen for fremstilling

av forformen fra hvilke fiber blir trukket. Denne ovenfor nevnte unntagelse er naturligvis en umulighet. Siden sub-stratrøret ikke kan bli fullstendig fylt i løpet av den indre sjiktavsetningsprosessen er den totale tykkelsen av det indre sjiktet begrenset av substratrørets indre diameter. Det er velkjent at kjernediameteren til en-trinns profil-en-modusfiberen generelt er mellom 3 ym og 10 ym. Den ytre diameteren til fiberrøret er i alminnelighet omkring 125 ym. Dersom forformen som beskrevet i GB-PS 2.012.983A er dannet

i samsvar med vanlig praksis slik at forholdet Asc/Af overskrider 0,9 vil tykkelsen til det optisk påførte sjiktet være mindre enn 20X ved vanlige bølgelengder. Overfibertapet på grunn av ikke tilstrekkelig optisk påført tykkelse vil således ikke være tilstrekkelig lavt for mange anvendelser.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret optisk polarisasjon en-modusbølgeleder som har spenningsindusert dobbeltbrytning. Et annet formål er å tilveiebringe en ny metode for å fremstille polarisasjon som opprettholder optisk en-modusfibre. Denne fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er spesielt fordelaktig ved at den ikke innbefatter trinn som svekker fiberforformen.

Foreliggende oppfinnelse angår en optisk polarisasjonsbevarende fiber av den art som angitt i innledningen hvis karakteristiske trekk fremgår av henholdsvis krav 1 og krav 6. Ytterligere trekk ved denne optiske polarisasjonsbevarende fiber fremgår av de øvrige uselvstendige kravene. Foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for fremstilling av et utgangsemne til en optisk fiber som angitt i innledningen, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 11. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av de øvrige uselvstendige fremgangs-måtekravene.

Ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse innbefatter en optisk bølgelederfiber en transparent glasskjerne som har et avlangt tverrsnitt. Anbrakt på flaten til kjernen er et eliptiskformet sjikt av optisk påført glass som har en brytningsindeks større enn den til kjerneglass. Det eliptiskformede sjiktet med påført glass er omgitt av et ytre sjikt med spenningspåført glass som har en temperatur-ekspansjonskoeffesient forskjellig fra den til det elliptisk-formede påførte sjiktet. Det ytre påførte sjikts ytre flate har et hovedsakelig sirkulært tverrsnitt.

Den ovenfor nevnte optiske fiber kan bli dannet ved å tilveiebringe et rørformet mellomprodukt som innbefatter et indre sjikt av kjerneglass omgitt av et første påførings-glassjikt. Mellomproduktet ble kollapset for å danne en avflatet forform for produkt hvor kjerneglasset har blitt omformet til et jevnt sjikt som har et avlangt tverrsnitt.

Dette kjernesjiktet blir omgitt av et indre påføringssjikt som nå har et avlangt tverrsnitt. Et sjikt av partikkelformet glass, ofte henvist til som sot er avleiret på den ytre flaten til det indre påføringssjiktet, idet TCE med partikkelformet glass er forskjellig fra det til det indre påføringsglasset. Den resulterende gjenstanden ble oppvarmet for å forene det partikkelformede glasset til et ytre på-føringsglassjikt, for derved å danne et trekkemne av fast glass som kan bli trukket til en optisk bølgelederfiber.

Ved en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen innbefatter en enkel modus, enkel optisk polarisasjonsbølgelederfiber en kjerne av transparent glass og et sjikt av påføringsglass på kjernens flate, idet brytningsindeksen til kjerneglasset er større enn den til påføringsglasset. To diametralt motsatte langsgående områder, som er anordnet på påføringen,

er dannet av et glass som har en TCE som er høyere eller lavere enn den til påføringsglasset. Fiberen kan dessuten innbefatte et andre par med diametralt motsatte områder som

er ortogonalt anordnet med hensyn til to diametralt motsatte områder. TCE til de to områdene er større enn det til på-føringsglasset og TCE til det andre paret med områder mindre enn det til påføringsglasset.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt av et mellomprodukt som blir anvendt ved dannelsen av forformen fra hvilke fibrene ifølge foreliggende oppfinnelse blir dannet. Fig. 2 viser en innretning for kollapsing av mellomproduktet

på fig. 1.

Fig. 3 og 4 viser skjematisk en innretning for dannelse av

en sammensatt forform.^som har et ytre sotbelegg.

Fig. 5 viser et tverrsnitt av et trekkevne dannet ved fore- ning av den sammensatte forformen på fig. 4. Fig. 6 viser et tverrsnitt av en en-modus en-polarisasjons- fiber trukket fra trekkevnet vist på fig. 5. Fig. 7 viser flammehydrolyseprosessen for dannelse av en forform innbefattende en kjernedel og en indre på-føringsdel.

Fig. 8 viser sotforformen på fig. 7 etter at mandrellen

har blitt fjernet.

Fig. 9 viser den forente forformen.

Fig. 10 viser en skjematisk fremstilling av en foreningsovn som kan bli benyttet for å sammenføre forformene på fig. 8. Fig. 11 viser et tverrsnitt av en optisk bølgelederfiberkon- struksjon i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig. 12 og 13 viser et tverrsnitt av ytterligere utførelses- former av foreliggende oppfinnelse. Fig. 14 viser innretning for dannelse av en av utførelses- formene ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 15 viser et tverrsnitt av en ferdig sotforform dannet

ved hjelp av innretning på fig. 14.

Fig. 16 viser et tverrsnitt av en f iber trukket f ra forformen

på fig. 5.

Fig. 17 viser et tverrsnitt av en del av en modifisert sot forform. Fig. 18 viser et tverrsnitt av et trekkemne av stang i rør- typen. Fig. 19 viser en utførelsesform som kan bli anvendt ved dan nelsen av fiber i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig. 20 viser et tverrsnitt av en forform dannet av innret ningen på fig. 19. Fig. 21 viser et tverrsnitt av en fiber som kan bli dannet fra forformen vist på fig. 17 eller for den vist på fig. 20. Fig. 1 til 10 omhandler en utførelsesform hvor en enkel modusfiber innbefatter en avlang kjerne omgitt av et avlangt indre påføringssjikt og et ytre spenningspåføringsglassjikt som har en sirkulær ytre overflate. Fig. 1 viser et mellomprodukt 10 dannet ved hjelp av en velkjent kjemisk dampavsetnings-teknikk hvor ett eller flere sjikt med glass blir dannet på innsideflaten ' av et substratrør som senere danner i det minste en del av påføringsmaterialet. Reaktantdampen, sammen med et oksyderingsmedium, strømmer gjennom et hult sylindrisk substratrør 12. Substratet og den dampinnholdende blandingen blir oppvarmet av en kilde som beveges realtivt i forhold til substratet i en lengderetning, hvorved en seg bevegende varm sone blir etablert i substratrøret 12. En suspensjon av partikkelformet materiale, som er produsert i varmesonen, beveges nedstrøms hvor i det minste en del derav legger seg til hvile på den indre flaten til røret 12 hvor den blir smeltet for å danne en kontinuerlig glassaktig avsetning. Slike prosess-parametere som temperatur, strømningshastighet, reaktanter og lignende er beskrevet i US-patent nr. 4.217.027 og i pu-blikasjonene: J.B. MacChesney et al., Proceedings of the IEEE, 1280 (1974) og W.G. French et al., Applied Optics,

15 (1976). Det skal også gjøres henvisninger til artikkelen Vapor Deposition utgitt av C.F. Powell et al., John Wiley

& Sons, Inc. (1966) .

Et tynt sperresjikt 14 av rent silisiumoksyd eller silisium-oksyddopet med et oksyd slik som B2C>3 blir noen ganger til å begynne med avsatt på den indre flaten til røret 12 som vanligvis er dannet av silisiumoksyd eller høyt silisiumoksyd-innholdende glass, hvis renhet er lavere enn det til de dampavsatte sjiktene dannet deri. Sperresjiktet for det indre er migrasjon av hydroksylioner eller andre lett ab-sorberende urenheter for røret 12 inn i det optiske påførings-sjiktet 16. For å redusere lystransmisjonstapet bevirket av urenheter i substratrøret til et godtagbart lavt nivå er tykkelsen på sjiktet 16 gjort tilstrekkelig stort slik at tykkelsen til det optiske påføringssjiktet i det resulterende fiberet er større enn 20 A.', Siden sperresjiktet 14 er valg-fritt er det ikke vist på fig. 3-6. Det optiske påførings-sjiktet er relativt tykt sjikt av glass som har en relativt lavt brytningsindeks. Det innbefatter vanligvis rent silisiumoksyd eller silisiumoksyd dopet med en liten mengde dopemiddeloksyd for å senke prosesstemperaturene. En ytterligere liten mengde med P2°5 for avsatte silisiumoksydpå-føringssjikt er beskrevet i artikkelen av S. Sentsui et al., "Low Loss Monomode Fibers With P2C"5-Si02 Cladding in the Wavelength Region 1.2-1.6ym", 5th European Conference on Optical Communication, Amsterdam, september, 1979. Bruken

av P2°5 sammen med en & 2°3 eller F 1 avsatte silisiumoksyd-påføringssjikt er beskrevet i publikasjonen til B. J. Ainslie et al., "Preparation of Long Length of Ultra Low-Loss Single-Mode Fiber", Electronics Letters, 5. juli, 1979, Vol. 15,

nr. 14, side 411-413. Bruken av slike dopemiddel har med-ført en avsetningstemperatur på omkring 1500°C, som er tilnærmet 2 00°C lavere enn temperaturen nødvendig for å avsette et rent smeltet silisiumoksydpåføringssjikt. Ved fullføringen av optiske påføringssjiktet 16 blir et relativt tynt sjikt 18 med kjernemateriale avsatt på dens indre overflate. Kjernesjiktet 18 består av et glass med høy renhet som har en brytningsindeks større enn det til påføringssjik-tet 16. Sjiktet 18 innbefatter i alminnelighet silisiumoksyd dopet med et lavtapsoksyd for økning av brytningsindeksen.

Mange dopemiddel har blitt anvendt ved fremstilling av kjerner av optiske en-modusbølgelederfibre, idet GeO^ i det siste har blitt foretrukkét. En-modusbølgeledere som har tap mindre enn 1 dB/km i infrarødt område innbefatter kjerner dannet av Si02 dopet med'-Ge02 som beskrevet i ovenfor nevnte publikasjon til Sentsui et al. og Ainslie et al. Det resulterende mellomproduktet 10 har en åpning 20.

For drift ved bølgelengder i området mellom 1,1 og 1,8 ym kunne et foretrukket mellomprodukt bli konstruert i samsvar med det som står i US-patentsøknaden S.N. 157.518 inngitt 9. juni 1980 i navnet til P.E. Blaszyk et al. Denne søknaden beskriver dannelsen av et ^ 2°s ^°Pet SiO.^ påføringss jikt på den indre overflaten til et borosilikatsubstratrør fulgt av et tynt sjikt med rent SiO^ for å forhindre at P2°5 ^iffu-serer inn i GeC^ dopede SiG^-kjernen som er avsatt på den indre overflaten til det rene SiO^-sjiktet. •

For foreliggende oppfinnelse er det kun krevd at mellomproduktet 10 innbefatter et indre sjikt av kjerneglass omgitt av et sjikt med optiske påføringsglass med lav brytningsindeks. Kjernen 18 kunne bli avsatt direkte på den indre overflaten til røret 12, f.eks. dersom røret 12 var dannet av et glass med høy renhet. Uttrykket indre påføringssjikt betyr røret 12 og et hvert annet sjikt eller sjiktene med glass som omgir kjernesjiktet 18 i mellomproduktet 10.

Det er en fordel ved foreliggende fremgangsmåte at kommersielt tilgjengelig glassrør kan bli anvendt for substratrøret 12. Tverrsnittsarealet til påføringssjiktet 16 kan være gjort mye større, f.eks. mer enn 2 ganger det til substratet 12 slik at de fysikalske karakteristikkene til det avsatte sjiktet 16 i. motsetning til det til røret 12 fordominerer ved bestemmelsen av karakteristikkene slik som den termiske utvidelseskoeffesienten til det indre påføringssjiktet. Ved en slik situasjon er tverrsnittsarealet til sub-

stratrøret så lite relativt til hele den resulterende

fiberen at deres fysikalske karakteristikker forblir i det vesentlige ubetydelige.

Mellomproduktet 10 kan bli kollapset på en måte som vist på fig. 2. Brennerne 22 og 24 frembringer flammene 26 og 28, som henholdsvis er rettet mot motsatte sider av mellomproduktet 10. I løpet av denne prosessen kan mellomproduktet 10 bli montert i glassdreiebenken (ikke vist) i hvilke den blir montert i løpet av dannelsen av sjiktene 14 og 16.

I løpet av kollapsprosessen vist på fig. 2 blir dreierota-sjonen holdt slik at kun motsatte sider av produktet 10

blir oppvarmet. Kollapsingstrinnet blir fortrinnsvis gjort under et styrt internt trykk som beskrevet i US-patent nr. 4.154.491. I løpet av dette trinnet må varmekilden dekke et tilstrekkelig bredt aksialt område av mellomproduktet 10 for å bevirke dens kollapsing. Alternativt kan en enkel varmekilde bli anvendt på den måten beskrevet i US-patent nr. 4.184.859, hvorved først ene siden og så den andre blir kollapset.

Fullstendig kollapsing av mellomproduktet 10 medfører for-forming av forproduktet 30 i hvilke motsatte sider av kjernesjiktet 16 har blitt kombinert for å danne en kjernedel 32 som har et avlangt tverrsnitt. Kjernen er omgitt av indre påføringsdel 34 og substratdel 36, som begge har en avlang form.

Forform forproduktet 30 blir så forsynt med en påførings-del, hvis ytre overflate i det vesentlige er sirkulær i tverrsnitt. Overflaten til forproduktet 30 blir preparert på vanlig måte før avsettingen på den ytre påføringen. Overflaten til forform forproduktet 30 blir holdt rent etter flammepoleringstrinnet som medfører kollapsingen av mellomproduktet 10 ved innføring av forproduktet 30 i en ren tettet pose slik som en polyetylen pose. Dersom forproduktet 30 er behandlet eller tillatt å bli urent er det i alminnelighet nødvendig med fl^re rensetrinn. Den blir vasket i deionisert vann og så vasket i et isopropylalkoholbad. Det blir så etset i HF for å fjerne et par mikroner med glass eller omkring 1% av gjenstandens vekt. Forproduktet 30

blir så skyllet i deionisert vann, avfettet med isopropyl-alkohol og anbrakt i en ren polyetylenpose. Sot av ønsket glassammensetning ble avsatt på forproduktet 30 ved hjelp av en vanlig flammehydrolyseprosess lignende den beskrevet i US-patent nr. 3.737.292 og 4.165.223. Fig. 3 og 4 viser en innretning.som nå vanligvis blir anvendt ved fremstillingen av lavtapsoptiske bølgelederfibre. En flamme 38 inneholdende glassotutstråling fra en flammehydrolyse-brenner 40, som brensel, reaktantgass og oksygen eller luft blir tilført. Brennere slik som de beskrevet i US-patent nr. 3.565.345, 3.565.346, 3.609.829 og 3.698.936 kan bli anvendt. Væskebestanddelene nødvendig for å danne glass-sot kan bli tilført brenneren ved hjelp av en av mange velkjente reaktantleveringssystemer. I dette henseende skal henvises til US-patent nr. 3.826.560, 4.148.621 og 4.173.305. For mye oksygen ble tilført brenneren slik at reaktantdamper blir oksydert i flammen 38 for å danne glass-sot som blir rettet mot forproduktet 30.

I samsvar med en teknikk for dannelse av det ytre påførings-sjiktet blir langsgående strimler 44 og 46 til å begynne med avsatt på de avflatede sideveggene til forproduktet 30 for å akselerere dannelsen av en sirkulær ytre påføring.

Med fastholdelse i dreiebenken gjør brenneren 40 et tilstrekkelig antall langsgående passeringer for å danne et sotsjikt 44. Forproduktet 30 blir dreiet 180° og et andre sotsjikt 46 ble avsatt på den første som vist på fig. 4. Det ytre sjiktet 48 med påført sot blir så avsatt ved å rotere fore-produktet 30 mens brenneren 40 beveger seg i lengderetningen.

Trinnene med å avsette strimlene 44 og 46 med påføringsglass kan bli utelatt uten at det påvirker for mye formen på den

resulterende fiberen. Dersom påføringssjiktet 48 blir avsatt direkte på forproduktet 30 vil sctstrømmen fra brenneren av-

sette en større mengde sot når de flate sideveggene til forproduktet 30 vender mot brenneren enn når dens runde deler vender mot brenneren siden sotsamlingsvirkningsgraden er en funksjon av målets størrelse. Denne tenderer til å minke med ikke-sirkulære sotemnetverrsnitt ettersom sjiktet 48

blir bygt opp. Vesentlig sirkelform skulle bli tilveiebrakt når utsidediameteren til sjiktet 48 er tilstrekkelig relativt til størrelsen av kjernen for å tilveiebringe den endelige fiberen til å virke som en enkel modus fiber. Tykkelsen på sjiktet 48 må være tilstrekkelig til å bevirke at forholdet Agc/Aj i den endelige fiberen til å være over 0,9.

Flammehydrolyseprodusert påføringssjikt er porøst i form og må bli oppvarmet for å smelte eller forene seg i et glass-sjikt fritt fra partikkelgrenser. Foreningen blir fortrinnsvis tilveiebrakt gradvis tilsetning av sammensatt legeme 50

i en foreningsovn og slik som beskrevet i US-patent nr. 3.933.454. Det resulterende glasstrekkemnet 56 kan ikke være sirkulært dersom sjiktet 44 og 46 ikke er påført eller dersom de blir påført på en slik måte at de ikke balanserer begynnelsessirkulariteten til forformsforproduktet 30. Mengden som den ytre flaten til foreningsemnet 56 avvirker fra sirkulariteten minsker med økningen av mengden med ytre påføring 48.

Trekkemnet 56 på fig. 5 blir satt inn i en trekkovn hvor

i det minste den ene ende blir oppvarmet til en temperatur som er tilstrekkelig høy for at fiberen 70 på fig. 6 kan bli trukket derfra i samsvar med vanlig fremgangsmåte.

I løpet av trekking av fiberen 70 tenderer overflatespenningen til å avrunde den ytre overflaten.

Alternativ prosess for å danne et mellomprodukt er vist

på fig. 7 til 10. Som vist på fig. 7 blir et første belegg 84 med glassot tilført den sylindriske mandrellen 85 ved hjelp av en vanlig•flammehydrolyseprosess slik som den beskrevet ovenfor. En flamme 86 inneholdende glassot stråles ut fra

flammehydrolysebrenneren 87 og støter mot mandrellen 85. Etter at et belegg 84 med kjerneglass er dannet på mandrellen 85 blir sammensetningen av reaktant gass tilført brenneren 87 endret og et andre belegg 88 med indre påføringsglass blir tilført den ytre flaten til det første belegget 84. Brytningsindeksen til belegget 84 er større enn det til belegget 88. De fysikalske karakteristikkene til belegget 88, slik som TCE, blir valgt for å gi nødvendig spennings-verdi for den indre påføringen til den resulterende optiske bølgelederfiber.

Etter at belegget 88 har fått den ønskede tykkelsen blir mandrellen fjernet som vist på fig. 8 for å danne porøs forform 90 som hår en åpning 89. Den resulterende hule sotforformen kan så bli forent på den måten beskrevet ovenfor for å danne et hult mellomprodukt 10' som vist på fig. 9. Mellomproduktet 10' kan bli kollapset på den måten som vist på fig. 2 og ytterligere behandlet på den måten beskrevet i forbindelse med fig. 3 til 6 for å danne en en-modusbølge-lederfiber som fastholder den optiske polarisasjonen.

Den porøse forformen 90 vist på fig. 8 kan alternativt være forent på den måten vist på fig. 10 for å danne et forforms-forprodukt som har en kjerne med stort formatforhold i et enkelt behandlingstrinn. Etter at mandrellen 85 har blitt fjernet fra sotforformen blir et rør 91 satt inn i ene enden av forformen. Forformen blir så hengt opp fra en rørformet bærer 92 ved hjelp av to platintråder, hvor kun en tråd 93 er vist. Endene av gassføringsrøret 91 rager ut fra den rørformede bæreren 92 og inn i den tilliggende enden av forformen 90. Forformen blir konsolidert ved gradvis inn-føring i konsoliderings- eller foreningsovnen 94 i retning av pilen 97. Forformen skulle bli underlagt en gradvis konsolidering hvorved dens bunnspiss begynner å konsolidere først, idet konsolideringen fortsetter opptil den når forformens ende tilliggende den rørformede bæreren 92. I løpet av konsolideringsprosessen strømmer en spylegass slik som helium, oksygen, argon, neon eller lignende eller en blanding derav gjennom konsolideringsovnen som angitt med piler 95. Før forformen 90 begynner å konsolidere kan tørkegasser bli førte inn gjennom åpningen 89 slik som beskrevet i US-patent nr. 4.125.388. I løpet av den tiden begynnelsesspissen til forformen begynner å konsolidere blir trykket i åpningen 89 redusert relativt i forhold til utenfor forformen. Dette kan bli tilveiebrakt ved forbindelse til et vakuumsystem med gassføringsrør 91 ved hjelp av ledningen 96. Når forformen 90 blir ført inn i konsolideringsovnen i retning av pilen 97 bevirker lavtrykket i åpningen 89 at åpningen 89 kollapses flat, idet dette begynner i områdét av forformen s først konsoliderte toppdel. Når den øvrige delen av forformen blir konsolidert fortsetter den øvrige delen av åpningen å klappe sammen. Ved et enkelt konsoliderings-trinn kan således den porøse sotforformen 90 som har åpningen 89 bli konsolidert og samtidig klapper åpningen sammen for å danne et forformforprodukt av den typen vist med henvis-ningstallet 30 på fig. 3.

Fig. 4-6 viser sammensetning av sotsjiktet 48 (og det til strimlene 44 og 46, dersom de er avsatt) er slik at TCE til resultantpåføringssjiktet 74 er mye større eller mye mindre enn TCE til den øvrige fiber 70. Det er kjent at delen 72 (innbefattende kjernen 80, substratrøret 82 og et hvert sjikt som danner den indre påføringen 78) vil bli bevirket til å være i en spenning dersom TCE til det ytre eller "spenningspåførings"-sjiktet 74 er lavere enn den effektive TCE delen 72. Delen 72 vil bli i motsatt fall bevirket til

å være i trykk dersom den effektive TCE er lavere enn den til spenningspåføringssjiktet 74. Jfr. artikkelen: S.T. Gulati og H.E. Hagy, "American Ceramic Society" 6_1 260

(1978). En spenningsfordeling vil dessuten være i bølge-lederkjJ ernen 80 i hvilke a > a y , hvor a x og a er spenningen i kjerneområdet parallelt med og perpendikulært på lengde-aksen til kjernetverrsnittet. Denne spenningsforskjellen vil dessuten øke når forma t: formålet til kjerneområdet øker.

Spenningsforskjellen vil frembringe ønsket dobbelbrytning.

En spenning på 20-40 kpsi i kjernen er nødvendig for å tilveiebringe nødvendig dobbeltbrytning. Med formatforholdet tilveiebringbart ved prosessen beskrevet ovenfor skulle TCE-forskjellen mellom den indre påføringen og den ytre spennings-påføringen være større enn 1 x 10 "V°C. I følgende er vist to teoretiske eksempler hvor glassammensetningen til de forskjellige delene av fibrene er valgt slik at fiberkjernen er henholdsvis.under trykk og spenning.

En fiber av den typen vist på fig. 6 blir dannet av glass-sammensetningen gitt i tabell 1. TCE til hver av sammen-setningene er altså oppsatt.

Fiberen definert i tabell I har kjerne som er under trykk og en ytre påføring som er under spenning. Selv om kjernen er adekvat under spenning kan denne fiberen være uønskelig ut fra et styrkestandpunkt. En slik fiber kunne få ytterligere styrke ved å gi den en ytre overflate med et ytterligere lavt ekspans jonspåf øringss jikt av f.eks. SiC>2 .

En fiber av typen vist på fig. 6 kunne bli dannet av mate-rialer som vist i tabell 2 for å føre kjernen til en spen-nings ti ls tand .

Denne typen med fibre, i hvilke kjernen er under spenning,

er foretrukket siden den ytre påføringen vil være under trykk, en tilstand som tenderer mot å øke fiberens styrke. Fig. 11 til 21 angår en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen hvor fiberkjernen er underlagt en spenningsindusert dobbeltbrytning ved å påføre ytterligere påføring på motsatt side av kjernens langsgående forløpende områder med glass som har en TCE forskjell fra den øvrige delen av påføringen. Fig. 11 viser et tverrsnitt av en enkel polarisert optisk bølgelederfiber som innbefatter en kjerne 110 omgitt av et indre påføringsområde 111. Diametralt motsatt relativt i forhold til kjernen 110 er to smale langsgående områder 112 dannet av et materiale som har en TCE-forskjell fra den til

materialet 111. Mens områdene 112 er vist som et noe uregel-messig tverrsnitt på fig. 11 vil metoden som beskrevet neden-for medføre dannelsen av disse områdene innenfor forskjellige bestemte former. Når en slik fiber er trukket vil de langsgående områdene 112 og påføringsområdene anbrakt ortogonalt i forhold til dem krympe forskjellige grader hvorved områdene 112 vil bli satt i en spenningstilstand eller trykktilstand avhengig av den TCE relativt i forhold til den til påføringen. En spenningspåført dobbeltbrytning, som er således påført fiberen reduserer koblingen mellom to ortogonalt polariserte fundamentale modi. De omgivende områdene 112 er et ytre påføringsområde 113, hvis brytningsindeks er fortrinnsvis

lik eller mindre enn det til det indre påføringsområdet 111. Området 113 kan f.eks. bestå av et hvert spesifisert materiale ovenfor for bruk som påføringsområde 111.

Den ytre overflaten til påføringsområdet 113 kan være sirkulært som vist på fig. 11 eller det kan ha områder som er avflatet på den måten beskrevet i ovenfor nevnte britiske patent nr. 2.012.983A for det formål å innrette på linjen fiber med en polarisert lyskilde eller med en annen fiber med hvilke den skal bli forbundet. Dersom den ytre flaten til påføringen 113 er i hovedsaken sirkulær kan f.eks. langsgående inntryk-ninger 114 være anordnet for innretting. Dersom det er foretrukket at den ytre flaten til fiberen skal være i hovedsaken sirkulær kan inngangsenden til fiberen være riktig orientert i løpet av installeringen i et system. Inngangsenden er forbundet med en polarisert lyskilde og en analysator er forbundet med utgangsenden til fiberen.. Inngangsenden til fiberen blir rotert relativt i forhold til kilden inntil et maksimum eller minimum blir detektert i lyset som stråler ut fra utgangsenden. Når enten maksimum eller minimumslys er detektert blir inngangsenden til fiberen fast montert i forhold til den polariserte lyskilden.

Områdene 112 skulle være så tett som mulig til kjernen 110 uten overdreven påvirkning av lysoverføringsegenskapene til fiberen. Dersom områdeiie 112 er dannet av lavtapsmateriale som har samme brytningsindeks som indre påføringsområdet 111 er minimumsradiusen r til områdene 112 omkring l,5r , hvor

m a

r a er radiusen til kjernen 110. En sammenpasning av bryt-ningsindekset til områdene 112 med den til påføringen skulle bli tilveiebrakt ved anvendelse av en påføring dannet av Si02 og dannelse av stresspåføringsområder 112 av f.eks.

SiO^ dopet mdd en av følgende kombinasjoner av dopeoksyder: Ge02 og B203 eller P2°5 og B2°3 eller Ge02' P2°5 og B2°3" Eksempel på egnet høy TCE-sammensetning som har en brytningsindeks i det vesentlige samme som rent Si02 er Si02 dopet med 12 vekt-% B203 og 4 vekt-% P2°5* For ^ sikre at den resulterende fiberen har lavtapskarakteristikker i det minste hele midtområdet, dvs. kjernen og det indre påførigsområdet, skulle den bli dannet ved hjelp av en kjemisk dampavsettings-(CVD)prosess. Dersom brytningsindeksene til disse to områdene ikke er sammenpasset og r^ er for liten, dvs. omkring l,5ra, kan områdene 112 bevirke lysoverføringstap på grunn av spred-ning.

Dersom områdene 112 påvirker i negativ retning lysoverførings-egenskapene til fiberen, f.eks. områdene 112 er dannet av et materiale som absorberer for mye lys ved overføringsbølge-lengdene, skulle den indre radiusen r mtil disse områdene være minst 3 ganger fortrinnsvis et minimum på 5 ganger radiusen til kjernen. Denne vurderingen er basert på oppdagelsene rapportert i publikasjonen: "Electronics Letters", Vol., 13, nr. 15, side 443-445 (1977). Denne skadelige på-virkningen av lysabsorberende materiale øker ettersom av-standen fra materialet til kjernen reduseres. Størrelsen på dobbeltbrytningen ved kjernen minsker imidlertid også når den indre radiusen r til det spenningspåførte langsstrekkende områdene minker. Den optimale indre radiusen til områdene 112 avhenger på den anvendte typen en-modusbølgeleder, siden mengden av lys som utbreder seg forbi kjerneområdene til en enkelmodusbølgeleder avhenger av slike parametre som kjerne-radius og brytningsindeks.

Et fiber kan inneholde et andre sett med diametralt motsatte seg i lengderetningen strekkende områder som har fysikalske karakteristikker som er forskjellige fra de til det første settet med spenningsinnførte områder. Fiberen vist på fig.

12 innbefatter kjernen 116, indre påføringsområde 117, og ytre påføringsområde 118. To seg i lengderetningen strekkende områder 119, som har en TCE-forskjell fra den til påførings-områdene, er diametralt motsatt relativt i forhold til kjernen 116. Ortogonalt anbrakt med hensyn til områdene 119 er et andre par med seg i lengderetningen strekkende områder 120 som kan innbefatte et lysabsorberende glass eller glass som har en TCE som avviker fra det til området 117 i en retning forskjellig fra retningen i hvilken TCE til området 119 avviker fra det til området 113. TCE til områdene 120 skulle f.eks. være mindre enn TCE til området 117 dersom TCE til områdene 119 er større enn TCE til områdene 117.

Dersom påføringsområdene består av rent SiC^ kunne områdene

119 innbefatte SiO,, dopet med & 2°3 og P2°5 mens områdene 120 kunne innbefatte SiC^ dopet med TiC^. Områdene 119

ville være under en spenningstilstand mens områdene 120

ville være under en trykktilstand. Virkningen av de to spenningsområdene er additiv med de to trykkområdene idet den resulterende kombinasjonen tilveiebringer en større størrelse med spenningsinnførte dobbeltbrytninger enn den som ville være tilveiebringbar med enten områdene 119 eller områdene 120 alene.

Ti02 dopede områder tapsbringende; av to grunner. Ti02-Si02 glass tenderer til å faseseparere og danne små inhomogene spredningssteder som øker spredningstapet. TiC^ hever også brytningsindeksen til området til en verdi større enn det til området 117 slik at lyset fra kjernen 116 som når områdene 120 vil ha en tendens til å bli brutt inn og gjennom områdene 120 og således bort fra kjernen 116. Spenningsområdene kan bli gjort tapsbringende ved å danne dem av glasstenger som har blitt smeltet i smeltedigler innehold-

ende absorberente urenheter slik som jern, nikkel, kobolt, kobber og lignende.

Tidligere nevnte britisk patentsøknad nr. 2.012.983A bekrefter at metodene beskrevet der kan fremstille fibre med en spennings-dobbeltbry tning An så stor som 40 x 10 ^ og at taktlengden L for en slik verdi An er 2,5 mm ved 1 ym bølgelengde og 1,25 mm ved 0,5 ym bølgelende. Noen anvendelser krever imidlertid kortere taktlengder, derved nødvendigvis verdier for An rundt 10 - 3. Følgende teoretiske eksempel angir at slike verdier for An er lett tilveiebrakt ved hjelp av fiberkonstruksjoner ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 13 viser en fiber som har en kjerne 122, påføringen 123 og to langsgående områder 124 med sirkulært tverrsnitt. Diameteren til kjernen 122

er 5ym, den til spenningsfrembringelsesområdene 124 er 25 ym og den til påføringen 123 er 125 ym. Midten til de sirkulære områdene 12 4 er anordnet med en radius på 25 ym. Den spesi-fikke sammensetningen av kjernen 122 er immatriell, idet det kun er nødvendig at dens brytningsindeks er større enn den til påføringen 12 3 som består av rent SiO^. Sammensetningen av områdene 124 er 5 vekt-% P_0C , 12 vekt-% B„0_ og 83 vekt-% Si02- Dobbeltbrytningsberegningene blir basert på publikasjonen: G.W. Scherer, "Stress-Induced Index Profile Distortion in Optical Waveguides", Applied Optics, Vol. 19, nr. 12, juni 1980, side 2000-2006. Ved å benytte datamaskinteknikk ble dobbeltbrytningen i områdene til kjernene og den indre påføringen på grunn av et av områdene 124 bestemt. Så ble dobbeltbrytningen til midtområdet på grunn av den andre av områdene 120 bestemt og tillagt den første beregnede verdien. Resultatene ble tegnet inn på

fig. 13. Linjene 125, 126, 127 og 128 er linjer med lik dobbeltbrytning på 0,4 x 10~3, 0,5 x 10~<3>, 0,6 x 10~3 og 0,7 x 10 3, henholdsvis, idet siste linje passerer gjennom kjernen 122.

En metode for dannelse av fiberen ifølge foreliggende oppfinnelse anvender en flammehydrolyseprosess lignende den beskrevet i US-patent nr. 3.737.292 og 4.165.223. Den resulterende fiberen er vist i tverrsnitt på fig. 16 hvor elementer lignende de på fig. 11 er vist med merkede henvis-ningstall. Fiberen på fig. 16 adskiller seg fra den på fig. 11 ved at seg i lengderetningen strekkende spenningsinnførte områder 112' er halvmåneformet.

Fig. 14 viser et sjikt 130 med glassot til å begynne med avsatt på en sylindrisk glassmandrel 131 fra flammen 133 utstrålt fra brenneren 132. Etter at det første sotsjiktet 130 når en forutbestemt tykkelse blir sammensetningen endret og et andre sotsjikt 134, som skal danne det indre påførings-sjiktet 111' blir avsatt. I løpet av avsetningen av sjiktet 130 og 134 blir mandrellen 131 rotert og brenneren 132 blir overført i lengderetningen i forhold til mandrellen. For å danne sotet som skal bli konsolidert for å danne strimler 112' stopper mandrellen rotasjonen og brenneren 132 utfører et tilstrekkelig antall passeringer i lengderetningen for å danne et sotsjikt 125. Mandrellen 131 blir dreiet 180° og et andre sotsjikt 135 ble avsatt motsatt det første som vist på fig. 15. Sjiktene 136 til påføringssotet kan bli avsatt på sjiktet 134 mellom strimlene 135 på samme måte. Et sjikt 137 med påføringssot blir så avsatt ved å gjenta mandrell-rotasjonen. Sotforformen, når fullført, er porøs og må bli oppvarmet for å smelte eller "kollapse" (dvs. klappe sammen) til en monolittisk glassforform som kan bli trukket til en optisk bølgeleder som er vist på fig. 16.

Trinnene med avsetting av strimler 136 med påføringsglass kan bli utelatt uten å påvirke i en for stor grad på geometrien til den resulterende fiber. Dersom påføringssjiktet 137 ble avsatt direkte på den delen av sotforformen som innbefatter sjiktet 134 og strimlene 135 som dens ytre overflate vil sotstrømmen fra brenneren avsette en større mengde sot når sjiktets 134 overflate er vendt mot brenneren enn når strimlenes 13 5 overflate er vendt mot brenneren siden et større område blir ført forbi sotstrømmen når flaten 134 vender mot brenneren. Dette medfører en reduksjon i ikke-sirkulariteten til sotevnets tverrsnitt når sjiktet 137 er bygt opp. I løpet av trekkingen av fiberen fra et konsolidert emne tenderer overflatespenningen å avrunde fiberens ytre overflate, som derved lett påvirker kjernens sirkularitet. Dette er imidlertid ikke et skadelig trekk for en-modusbølgeledere av den typen som foreliggende oppfinnelse angår.

En modifisert forform frembrakt ved flammehydrolyseprosessen er vist på fig. 17 hvor elementene lignende de på fig. 14 er vist med merkede henvisningetall. Etter at sjiktene 130' og 134' har blitt avsatt på den måten beskrevet i forbindelse med fig. 14 blir et sjikt innbefattende sigmenter 139 og 140 avsatt på følgende måte. Sotavsetningsinnretningen skulle anvende et reaktant leveringssystem slik som det beskrevet i US-patent nr. 4.314.837. Dette patentet beskriver et reaktant leveringssystem hvor reaktantdamper blir tilført flammehydrolysebrenneren ved hjelp av strømningsstyrere, hvis gjen-nomføring blir styrt av en systemstyrekrets. En aksestil-lingsindikator forbundet med mandrellen 131' informerer systemstyrekretsen om hvilke del av sotforformens overflate vender mot brenneren 132. En gitt reaktantstrøm kan bli tilført ved avsetningen av områdene 139 og en ytterligere dopemiddelreaktant, sem' bevirker utvidelseskoeffisienten av det avsatte glasset, kan bli tilført brenneren i løpet av avsetningen av områdene 140. Når mandrellen 131' roterer med en konstant vinkelhastighet blir således områdene 140 dannet ved tilførsel til brenneren med "pulser" med dope-middelreaktanter. I løpet av blandingen av reaktantdamper er et overgangsområde mellom områdene 139 og 140. Ytre sjikt 141 med påføringsmateriale kan bli avsatt over sjiktet som innbefatter områdene 139 og 140 som beskrevet ovenfor. Etter at mandrellen 131' er fjernet kan forformen på fig. 17 bli trukket til et fiber med tverrsnitt lignende det til fiberen vist på fig. 21, som skal bli beskrevet nærmere neden-for.

I steden for avsetningen av sotfrembrakte ytre påførings-sjikt ved flammehydrolyseteknikk kan dette sjiktet bli delvis eller helt utelatt og den ytre påføringen kan bli tilveiebrakt ved hjelp, av et glassrør. Etter at strimlene 135 og 136

på fig. 15 er dannet eller etter at sjiktene som innbefatter områdene 111' og 112' på fig. 16 har blitt avsatt blir f.eks. mandrellen fjernet og sotemnet blir konsollidert. Det resulterende tette glassemnet blir ført inn i et rør og resultat-kombinasjonen blir trukket til en fiber i samsvar med det som er beskrevet i US-patent nr. 3.932.162.

Fig. 18 viser en stang-i-rørtype forform som kan bli anvendt for å danne fibre av typen vist på fig. 11-13. Flere stenger av egnet materiale blir satt inn i røret 142 til et påførings-materiale slik som SiO,,. Sentralt anbrakt i røret 142 er en stang som har en kjerne 143 av glass med høy renhet og påføringssjikt 144 av glass med høy renhet som har en brytningsindeks lavere enn den til kjernen 143. Kjernen 143 og påføringen 144 blir fortrinnsvis dannet ved hjelp av en CVD-teknikk. Diametralt anordnet i forhold til sentralstangen er to stenger 145 av glass som har en høy TCE relativt i forhold til røret 142. Et andre par med stenger 146 er ortogonalt anordnet i forhold til stengene 145. For å danne en fiber av typen vist på fig. 11 og 13 kan stengene 146 bli dannet av samme materiale som røret 142. For å danne en fiber av typen vist på fig. 12 kan stenger 146 bli dannet av et materiale som har en lav TCE relativt i forhold til røret 142 og/eller et lysabsorberende materiale. Stengene 147

av påføringsmaterialet opptar noe av mellomrommene mellom ovenfor nevnte stenger. Dersom den resulterende forformen inneholder store ikke opptatte områder vil spenningsområdene til resultantfiberen fremkomme med ikke-sirkulært tverrsnitt som vist på fig. 11 på grunn av forvrengninger i stengene når de fyller mellomrommene tilliggende dertil. Kjernen til en slik fiber vil altså ha en tendens til å ikke være sirkulær. Dersom alle de viste mellomrommene ble fylt med små stenger (ikke vist) av påføringsmateriale ville kjernen og spenningsområdene være mer sirkulære i tverrsnitt i den resulterende fiberen.

Fig. 19 viser skjematisk en ellers standard kjemisk damp-avsetningsinnretning modifisert for således å kunne anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Dette systemet innbefatter et substrat eller anbringelsesrør 150 som kan ha et forstør-ret utløpsrør 152 festét til dens nedstrømsende. Rørene 150 og 152 er fastspent i en vanlig glassomdreiningsdreie-benk (ikke vist) og kombinasjonen kan bli rotert som antydet med pilen. En varm sone 154 blir bevirket til å vandre gjennom røret 150 ved å bevege oppvarmingsinnretninger 156 som skjematisk vist med pilene 158a og 158b. Oppvarmingsinnretninger 156 kan bestå av en hver egnet oppvarmingskilde slik som flere brennere som omgir røret 150. Ved utførelsesformen her må oppvarmingsinnretningen kunne tilføre varme lokalt.

En enkel brenner eller to diamentralt anordnede brennere kan f.eks. bli anvendt. Reaktanter blir innført i røret 150

via røret 160, som er forbundet med flere gass-og dampkilder. En hver av ovenfor nevnte reaktante leveringssystemer kunne bli anvendt.

Brenneren 156 begynner å bevege seg med en lav hastighet relativt i forhold til røret 150 i retningen av pilen 158b samme retningen som reaktanten strømmer. Reaktantene rea-gerer i varmesonen 154 for å frembringe sot som blir ført nedstrøms ved hjelp av seg bevegende gass hvor i det minste en del av sotet avsetter seg på den indre flaten til røret 150 i området 162. Når brenneren 156 fortsetter å bevege seg i retning av pilen 158b beveges varmesonen 154 nedstrøms slik at en del av sotoppbygningen strekker seg inn i varmesonen og blir konsolidert derved for å danne et jevnt, homo-gent glassjikt på den indre flaten av røret 150.

Når brenneren 156 når enden av røret 150 tilliggende utløps-røret 152 blir temperaturen til flammen redusert og brenneren går tilbake i retning av pilen 158a til inngangsenden til røret 150. Ytterligere sjikt med glassmateriale blir avsatt i røret 150 på måten beskrevet ovenfor. Etter at egnede sjikt har blitt avsatt for å tjene som kjernemateriale og et hvert annet ønsket sjikt for den resulterende optiske bølgeleder blir temperaturen til glasset øket for å bevirke at røret 150 kollapser. Dette kan bli tilveiebrakt ved redusere bevegelseshastigheten til den varme sonen. Fortrinnsvis blir det indre av røret 150 gitt et overtrykk i løpet av kollapsen som vist i US-patent nr. 4.154.591.

Den vanlige innretningen som ovenfor beskrevet er egnet for avsetning av glassjikt med jevn sammensetning på den indre flaten til røret 150. Ifølge foreliggende oppfinnelse blir vanlig innretning modifisert ved. anbringelse av innretningen tilliggende til og oppstrøms av den varme sonen 154 for leve-ring av diametralt motsatte områder med varmsonereaktante gasser som kan danne sot som har en utvidelseskoeffesient forskjellig fra den påføringsgassmaterialet. Som vist på fig. 19 strekker seg en del av to gassførende rør 164 inn i den enden av anbringelsesrøret 150 inn slik reaktantene blir innført. Disse delene av rørene 164 i røret 150 av-sluttes rett før varmesonen 154. Rørene 164 er mekanisk forbundet ved hjelp av middel vist med prikkede linje 166

med brenneren 156 for å sikre at rørene 164 blir opprettholdt i riktig avstand oppstrøms av varmesonen 154. Varmekilden og rørene 164 kan alternativt bli holdt stasjonært og røret 150 kan bli bevirket til å beveges i lengderetningen. Rørets inngangsende 150 er forbundet med rørene 164 ved hjelp av et element 168 som kan klappe sammen, en rotasjonsretning 170 som er anordnet mellom elementet 168 og røret 150.

Mens ikke i bruk kan rørene 16 4 bli fullstendig trukket ut fra røret 150 eller de kan bli delvis tilbaketrukket i en slik grad at de ikke forstyrrer strømmen med reaktanter fra ledningen 160 gjennom røret 150. Fig. 20 viser et sjikt 178 med påføringsglass som kan bli avsatt på den indre flaten av røret 150 på en vanlig måte. For å danne diametralt motsatte seg i lengderetningen utstrekkende ekspansjonsstrim-ler i påføringen blir et andre reaktantmateriale ført gjennom rørene 16 4 mens påføringsreaktant materiale fortsetter å strøm-me i ledningen 160. SiCl^ og BC13 kan f.eks. bli ført i ledningen 160 for å avsette i røret 150 et sjikt 178 av påførings-glass. Etter at sjiktet 178 har blitt tilstrekkelig tykt blir rørene 164 anordnet tilliggende til varmesonen og et reaktant materiale slik som GeCl^ blir ført gjennom mens SiCl4 og BCl-j fortsetter å strømme i ledningen 160. Oksygen som skal bli anvendt i reaksjonen blir også ført inn i varmesonen på kjent måte. Et sjikt 180 av borosilikatglass blir avsatt på den indre sjikt 178 flaten, idet de stiplede delene

182 til sjiktet 180 inneholder Ge02. Deretter kan et ytterligere sjikt 184 med borosilikatpåføringsmateriale bli avsatt på sjiktet 180 og et sjikt 186 med kjernemateriale, f.eks. Ge02 dopet Si02 kan bli avsatt på sjiktet 184. Den resulterende forformen blir så kollapset og trukket til en fiber på måten beskrevet ovenfor. Områdene 182 til sjiktet 180 inneholder en tilstrekkelig mengde med dopningsmateriale, f.eks. Ge02 for å danne i den resulterende fiberen langsgående strimler med høy ekspansjonsglass.

Etter dannelsen av forformen på fig. 20 blir den kollapset for å danne et massivt trekkemne som blir satt inn i en trekkovn hvor den blir varmet til en temperatur tilstrekkelig for å tillate at en fiber blir trukket fra dette. Den resulterende fiber, som er vist i tverrsnitt på fig. 21, innbefatter en kjerne 190, et indre påføringsområde 192 og et ytre på-føringsområde 196. På motsatte sider av kjernen 190 og i området 196 er to seg i lengderetningen strekkende områder 194 av høyt ekspansjonsglass. Der er en gradvis endring mellom områdene 194 og det omgivende glasset på grunn av gassblandingen i løpet av avsetning av glass og på grunn av diffusjon av dopemiddel i løpet av forskjellige høye tempe-raturtrinn som glasset blir underlagt.

Fiberets tverrsnittsform som vist på fig. 21 vil også resul-tere som følge'av konsolideringen og trekkingen av en sotforform av typen vist på fig. 17.

Claims (14)

1. Optisk polarisasjonsbevarende fiber av enkeltbølgetypen og av den art som innbefatter en transparent kjerne (110, 116, 122,

190) omgitt av et sjikt (113, 117, 118, 123, 196) med transparente påføringsmaterialer som har en brytningsindeks lavere enn den til kjernen, og hvor påføringssjiktet har en asymmetri som innforer en dobbeltrefleksjon i kjernen, karakterisert ved at påføringssjiktet innbefatter et første par med diametralt motsatte seg i lengderetningen strekkende glassområder (112, 119, 124, 194), idet den termiske utvidelseskoeffesienten til glassområdene er forskjellig fra den til påføringsglasset.

2. Optisk bølgeleder ifølge krav 1, karakterisert ved hvor den termiske utvidelseskoeffesienten til det nevnte par med diametralt motsatte områder (112, 119, 124,

194) er større enn det til påføringsglasset (113, 117, 118, 123, 196).

3. Optisk bølgeleder ifølge krav 1, karakterisert ved at den termiske utvidelseskoeffesienten til det nevnte paret med diametralt motsatte områder (112, 119, 124,

194) er mindre enn den til påføringsglasset (113, 117, 118, 123, 196).

4. Optisk bølgeleder ifølge krav 1, karakterisert ved at fiberen dessuten innbefatter et andre par med seg i lengderetningen strekkende områder (12 0) som er ortogonalt anordnet i forhold til de to diametralt motsatte områdene (119), idet det andre paret med områder (120) har fysiske karakteristikker forskjellig fra de til det første par med områder.

5. Optisk bølgeleder ifølge krav 4, karakterisert ved at den termiske utvidelseskoeffesienten til det andre paret med områder (120) er mindre enn den til påførings-glasset (117, 118) .

6. Optisk polarisasjonsbevarende fiber av enkeltbølgetypen og av den art som innbefatter en transparent kjerne (80) omgitt av et sjikt (74, 78, 82) av transparente påføringsmaterialer med brytningsindeks lavere enn kjernens brytningsindeks, og hvor påføringsmaterialet danner et utvendig påføringssjikt (74) av spenningspåføringsglass, som omgir et indre på-føringss jikt og har en termisk utvidelseskoeffesient, som er forskjellig fra den termiske utvidelseskoeffesienten til det indre påføringssjiktet, hvilke ytre påføringssjikts (74) ytterflate har hovedsakelig sirkulært tverrsnitt, og hvor påføringssjiktet har en asymmetri, som fremkaller dobbeltbrytning i kjernen, karakterisert ved at kjernen (80) har en avlang tverrsnittsform, at påførings-sjiktet (74, 78, 82) utgjøres av et indre, avlangt påførings-sjikt (78, 82) på overflaten til kjernen (80), og at nevnte indre påføringssjikt omfatter et optisk påføringssjikt (78) av meget rent glass omgitt av et sjikt (82) av glass med lavere renhet.sgrad.

7. Fiber ifølge krav 6,karakterisert ved at forholdet mellom det ytre påføringssjiktets (78) tverrsnittsareal og hele fiberens tverrsnittsareal er større enn 0,9.

8. Fiber ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at det optiske påføringssjiktets (78) tykkelse er større enn 20 ganger bølgelengden ved hvilke fiberen skal bli drevet.

9. Fiber ifølge krav 6-8.karakterisert ved at forskjellen mellom utvidelseskoeffesienten til spennings-påf øringsglasset og det indre påføringsglasset er større enn 1 x 10~ 7/' C.

10. Fiber ifølge krav 9,karakterisert ved at den termiske utvidelseskoeffesienten til det. indre påførings-glasset er større enn den til spenningspåføringsglasset.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av et utgangsemne til optisk fiber for bruk ved fremstilling av en optisk polarisasjonsbevarende fiber ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, og hvor det tilveiebringes et rør (142) av påføringsglass, hvor det anbringes en glasstav sentralt i røret (142), hvor det plasseres et par glasstenger (145) på diametralt motstående sider av førstnevnte glasstav, og hvor det plasseres ytterligere stenger (147) av påføringsglass i det minste i noen av mellomrommene mellom den sentrale staven, de to diametralt motstående stenger og røret, karakterisert ved at det som sentral stav i glassrøret (142) anvendes en stav bestående av en aksialt beliggende kjerne (143) omgitt av et sjikt påføringsglass (144), og at det for nevnte motstående glasstenger anvendes stenger (145) av glass med termisk utvidelseskoeffesient forskjellig fra den termiske utvidelseskoeffesienten til på-føringsglass (144).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved at der i røret (142) på motstående sider av den sentrale glasståven og ortogonalt i forhold til førstnevnte par glasstenger (145), anbringes et andre par fortrinnsvis lysabsorberende glasstenger (146) med termisk utvidelseskoeffesient forskjellig fra den termiske utvidelses-koef f esienten for førstnevnte par glasstengers (145) materiale.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte andre par glasstengers (146) materiale velges slik, at dets termiske utvidelseskoeffesient sett i forhold til påføringsglassjiktes (144) termiske utvidelseskoeffesient avviker i retning forskjellig fra den retningen hvor førstnevnte par glasstengers (145) termiske utvidelses-koef f esient avviker fra påføringsglassjiktets (144) termiske utvidelseskoeffesient.

14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 11-13, karakterisert ved at det som sentral stav med aksialt beliggende kjerne (14 3) og omgivende påførings-glass jikt (144) anvendes en stav, hvori påføringsglassjiktets ytre radius i det minste er fem ganger kjernens (143) ytre radius.