NO854838L - Optisk fiber fremstilt av mgo-al2o3-sio3-sio2 glass. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører feltet optiske fibrer og spesielt nye sammensetninger for optiske bølgelederfibrer av glass som kan tilveiebringe fibrer med kontrollerte indre spenningsegenskaper.

Idag er de fleste, om ikke alle, optiske bølgelederfibrer

med lavt tap (mindre enn 20 db/km) som installeres for tele-kommunikasjons anvendelse glasskjerne-glassbelagte fibrer, fremstilt av sammensmeltet silisium oksyd og dopede silisium oksyd materialer. U.S. patent nr. 3.659.915 beskriver optiske fibrer av glass fremstilt av slike materialer, og angir en rekke dopematerialer, innbefattet Ti02og Al203, som kan tilsettes til sammensmeltet silisiumoksyd for å heve brytningsindeksen .

Bulken av de optiske fibrene som selges for kommersiell anvendelse, inneholder GeC^som dopemiddel for å øke brytningsindeksen. Ge02er effektiv når det gjelder hevning av brytningsindeksen for silisiumoksyd, innfører ikke betydelig optisk absorpsjon ved bølgelengder hvor fibrene skal benyttes, og kan lett avledes fra det kommersielt.tilgjengelige, flyktige kloridet GeCl4<

Behovet for kontroll av spenningen i glass for utforming og fremstilling av optiske fibrer, er alltid av en viss betydning, men er spesielt viktig ved fremstillingen av optiske fibrer med høy numerisk apertur (NA). Den numeriske aperturen, som for en optisk fiber er et tall som er representativt for glassets lys-samlende evne, avhenger av forskjellen mellom brytningsindeksen for kjernen av fiberen (n^) og brytningsindeksen for claddingen (n-), på følgende måte.

Generelt heves brytningsindeksen for silisiumoksyd bare i et onvfang som er proporsjonalt med mengden av indeks-økende dopemiddel som tilsettes til silisiumoksydet; følgelig er store mengder kjerne-dopemiddel relativt til cladding-dope-innhold påkrevet for å oppnå den høye brytningsindeksen i i kjernen som er påkrevet for fibrer med høy numerisk apertur. Mengden dopemiddel som kan tilsettes kjernen av en optisk fiber, er imidlertid begrenset, fordi alle dopemidlene som idag er i bruk for fremstilling av optiske fibrer, på uønsket måte kan endre andre egenskaper enn brytningsindeksen, så som viskositet og termisk utvidelse, når de tilsettes glasset.

Endringer i termisk utvidelse kan være uønsket fordi det medfører forskjellig ekspansjon mellom claddingen og kjernen, hvilken kan innføre store spenninger i den optiske fibren eller i glass preformeren, hvorfra den optiske fibren fremstilles. Følgelig er det vanskelig å fremstille en fiber med høy numerisk apertur ved f.eks. å benytte Ge02 som et kjernedopemiddel på grunn av den store mengden Ge02som må tilsettes kjerneglasset. For å oppnå en numerisk apertun større enn ca. 0,3, må mer enn 20 molprosent Ge02innføres i kjernen. Dette resulterer i et kjerneglass med en gjennomsnitlig lineær termisk utvidelseskoeffisient som er mer enn 23x10 /°C større enn ekspansjonen for det rene sintrede silisium oksyd cladding glasset. Avhengig av fremstillings-prosessen som benyttes, kan slike spenninger forårsake betydelige vanskeligheter, spesielt når det gjelder oppsprekking av glass preformen på grunn av spenning.

Problemet med spenning i preformen er kjent og et antall fremgangsmåter for å minimalisere problemet er foreslått.

U.S. patent nr. 4.194.807 foreslår anvendelsen av en silisiumoksyd-fri kjerneglass sammensetning, basert på Ge02

sammen med et silikatglass cladding materiale med relativt høy utvidelseskoeffisient. U.S. patent nr. 4.038.090 beskriver flerkomponent silikatglass sammensetninger hvorfra optiske fibrer med lav indre spenning kan fremstilles ved ione-vekslingsprosesser.

U.S. patent nr. 4.177.319 beskriver alkali-MgO-Si02glass sammensetninger-, eventuelt inneholdende A^O^, som kan gi optiske fibrer med numeriske aperturer opp til og noe over 0,3 ved ione-vekslings prosesser. Imidlertid fremstilles flerkomponent glass, som beskrevet i det nevnte patentet, typisk ved smelting og viser ikke de lave optiske attenuerings egenskapene som er karakteristiske for de dopede silisium oksyd glassene fremstilt ved dampfase-avsetning. Det samme gjelder for flerkomponentglasser som f.eks. beskrevet i U.S.patent nr. 4.264.131, som foreslås som optiske fiberglasser av høy kjemisk holdbarhet. Britisk patent nr. 1.160.535 beskriver optiske fibersammensetninger som inneholder A^O^/SiO 2 og minst to jordalkali metalloksyder fra gruppen MgO, CaO og BaO; igjen fremstilles disse glassene ved smelting og minst fire komponenter er påkrevet.

For g.lassf remstilling fra dampfase er det spesielt ønskelig, når det gjelder utforming av utstyr og kontroll av sammensetningen, at antallet glassdannende komponenter minimali-seres. Følgelig foretrekkes ternære eller enklere sammensetninger fremfor kvarternære eller mer komplekse glass. Videre krever de nåværende utformningene av optiske fibre

en høy grad av kontroll vedrørende sammensetningsprofilen. Dette gjør lett defunderbare glasskomponenter så som alkali metallene lite egnet, og glasser som i det vesentlige er frie for alkali metalloksyder, benyttes til fremstilling av kommersielle optiske fibre med lavt tap.

I tillegg til fibrer med høy numerisk apertur, er et annet område hvor fiberspennings egenskaper er av betydning, fremstillingen av polarisasjons-opprettholdende enkel-modus optiske bølgeledere. U.S. patent nr. 4.395.270 beskriver eksempler på slike bølgeledere, hvor polarisasjonsopprett-holdelsen bevirkes ved hjelp av en spennings-indusert dobbeltbrytning inne i fiberen.

Strukturen av de polarisasjons-bevarené fibrene ifølge foreliggende oppfinnelse, innbefatter typisk etpar diamentralt motstående longitudinelle spenningselementer som er områder av glass som løper parallelt med og på motstående sider av fiberkjernen. Disse glass spenningselementene har en termisk utvidelseskoeffisient som er forskjellig fra koeffi-sienten for fiber claddingen hvori de er plassert, med graden av forskjell bestemmende for spenningsmengden som er til stede.

En spesielt ønskelig utførelse for en slik fiber, vil være

en utførelse hvor spenningselementene adskiller seg fra nabo cladding glasset når det gjelder termisk utvidelse,

men ikke når det gjelder brytningsindeks. Opprettholdelse av tilnærmet like eller identiske brytningsindekser i et spenningselement og nabo cladding materiale vil minimali-

sere propagering av uønskede cladding moduser i den optiske fiberen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer optiske glassfibrer

av ny sammensetning hvor spenningsegenskapene for fiberen enklere kan kontrolleres. Ved å anvende disse sammensetningene, kan det fremstilles fibrer med høy numerisk apertur og redusert Injire spenning, såvel som fibrer med uavhengig kontrollert indre spenning og brytningsindeks-profiler. Glass sammensetningene som anvendes for fiber-fremstilling ifølge foreliggende oppfinnelse, er fordelaktig enkle ternære sammensetninger som praktisk kan oppnås i ren form ved avsetningsprosesser fra dampfasen.

Glasset som benyttes forfremstilling av optiske fibre ifølge \/ foreliggende oppfinnelse, er silisium oksyd-baserte glasser i det ternære sammensetningssystemet MgO-A1203~SiO^, som har utvidelseskoeffisienter i området ca. 6 - 50 x 10 /°C og brytningsindekser mellom ca. 1.46-1.56. Sammensetningene består hovedsaklig, i molprosent, av ca. 3-20% MgO, 3-42% A1203, og 45-94% Si02-

Den egenskap for disse magnesium aluminiumsilikat sammenset ningene som gjør dem spesielt nyttige for optisk fiber-fremstilling, er en relativt lav grad av innbyrdes avhengig-het mellom brytningsindeksen og den termiske utvidelseskoeffisienten. Mens økninger i brytningsindeksen i binære glass med høyt silisium oksyd innhold er nøye ledsaget av økninger i den termiske utvidelseskoeffisienten, kan glass i området med høyt silisium oksyd innhold av Mg0-A1 20.j-SiO2 systemet fremstilles som har identisk termisk utvidelse, men likevel svært forskjellig brytningsindeks eller, omvendt, av samme brytningsindeks, men med svært forskjellig termisk utvidelse. Dette muliggjør en høy grad av kontroll når det gjelder optiske egenskaper og spenningsegenskaper for det optiske fiberproduktet.

De ovenfor nevnte magnesium aluminiumsilikat glassene kan benyttes til å fremstille et hvilket som helst av de for-skjellige kjerneelementene, cladding elementene, eller eventuelt spennings elementene som skal tilveiebringes i den optiske fiberen, eller/en hvilken som helst kombinasjon av disse elementene. Følgelig kan en optisk fiber ha en silisium oksyd (100% Si02) cladding og en MgO-A1203~Si02kjerne, eller både kjernen og claddingen kan fremstilles av MgO-Al202-SiO2 glasser med en annen indeks, eller claddingen kan innbefatte en kombinasjon av et Mg0-A1 .^O-j-SiO,, cladding element smeltet til MgO-A1 20.j-Si02 spenningselementer med en annen sammensetning og termisk utvidelse, hvor kjernen enten er en Mg0-A1203~Si0 sammensetning med høy brytningsindeks eller et fullstendig annet og ubeslektet glass med høy brytningsindeks.

Oppfinnelsen kan nærmere forstås ved referanse til tegningen, hvor fig. 1 er et ternært diagram av en del av MgO-A1202_Si02systemet hvor linjer av invariant brytnings indeks og termisk utvidelses koeffisient er vist;

fig. 2 er et skjematisk tverrsnitt gjennom enden av en optisk bølgeleder fiber med høy numerisk apertur, fremstilt ifølge

oppfinnelsen;

fig. 3 er et skjematisk tverrsnitt gjennom enden av en optisk bølgeleder fiber med høy styrke fremstilt ifølge oppfinnelsen; og

fig. 4 er et skjematisk tverrsnitt gjennom enden av en polarisasjons-opprettholdende optisk bølgelengde, fremstilt ifølge oppfinnelsen.

Som vist i fig. 1 i tegningen, danner linjer av invariant brytningsindeks ( "isofraets") i området av MgO-A1.^O^-SiO,, systemet med høyt silisium oksyd innhold en serie parallelle linjer som er tilnærmet perpendikulære på MgO-Si02forbin-delsespunktet i diagrammet. Disse linjene av invariant brytningsindeks svarende til brytningsindeks verdier (nD) mellom 1.48 og 1.56, viser at ved et gitt Al-jO^ nivå, er brytningsindeksen sterkt avhengig av MgO:Si02forholdet i dette området av systemet.

Også vist i fig. 1 er en serie linjer merket med henvisnings-tallene 20-50, som er linjer av invariant termisk utvidelseskoeffisient i det ternære sammensetningsområdet. Henvisnings-tallene tilsvarer de gjennomsnitlige lineære termiske ut-videlseskoeffisientene. Disse linjene angir at, ved et gitt Si02nivå, er brytningsindeksen sterkt avhengig av MgO-A1203 forholdet i disse glassene. Utvidelsesverdiene

som er angitt, både her og gjennom resten av beskrivelsen,

er angitt i enheten cm/cm°C x lo"<7>, uttrykt som et gjennomsnitt over temperaturområdet 0-300°C, med mindre annet er angitt.

Den kombinerte virkningen av egenskapene vedrørende brytningsindeks og termisk utvidelse for glassene innenfor området av det ternære diagrammet i figur 1, er at glasset kan velges som enten har varierende termisk utvidelse, men er samsvarende når det gjelder brytningsindeks eller, omvendt,

som er nært samsvarende når det gjelder termisk utvidelse,

men har varierende brytnings indeks. Det sistnevnte tilfelle er av spesiell interesse for utforming av en op-

tisk bølgeleder med høy numerisk apertur.

Optiske fibrer ifølge teknikkens stand med høy numerisk apertur kan typisk innbefatte en cladding, bestående hovedsaklig av rent sintret silisium oksyd, som har en brytningsindeks på 1,459, og en gjennomsnitlig termisk utvidelseskoeffisient (0-300°C) på ca. 5.6x10~<7>/°C. Kjernen innbefatter typisk et Ge02-Si02 glass. For en numerisk apertur på ca. 0.3 i fibrer av denne utførelsen, må kjerneglasset ha en brytningsindeks på ca. 1,489, som krever at noe mer enn 20 mol prosent Ge02tilsettes til kjerneglasset. Dette resulterer i Ge02~Si02 kjerneglass som har en gjennomsnitlig termisk utvidelses koeffisient over ca. 28x10 7/°C. Den resulterende mistilpasningen i termisk utvidelse mellom Ge02~Si02 kjerneglasset og silisium oksyd claddingen

(ca. 23x10 7/°C) kan forårsaje betydelige problemer så som oppsprekking på grenseflaten i preformer som er fremstilt ved anvendelse av slike glasser.

En optisk fiber fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse

kan ha en struktur som skjematisk vist i fig. 2 i tegningen, dette er et tverrsnitt gjennom enden, hvor i det minste kjernen 12 av den optiske fiberen 10 er fremstilt av MgO-Al203-Si02 glass. Claddingen 14 av fiberen kan også

være fremstilt av MgO-A1 .^O^-SiO-j glass, eller den kan være fremstilt av et MgO-Si02glass eller av rent sintret silisium dioksyd.

Tabell I nedenfor angir noen eksempler på mulige konfigura-sjoner av slike fibrer som kan benyttes for å oppnå høy numerisk apertur med redusert forskjell i utvidelse mellom kjerne-cladding og redusert indre spenning i en utform-

ning av en optisk fiber. Innbefattet i tabell I for hver av disse optiske fibrene er en sammensetning for fiberkjerne-

og cladding glassene, i mol prosent av MgO, A^O^, og/eller Si02, de termiske utvidelses koeffisientene (T.C.E.- thermal coefficient of expansion) for kjerne-og cladding glassene, angitt som gjennomsnitlige verdier over temperaturområdet 0-300°C (x10'/°C), brytn ings indeksene (n^) for kjerne-

og cladding glassene, de numeriske aperturene for fibrene beregnet fra de angitte verdiene for brytnings indeksen, og forskjellen i termisk utvidelse (AT. CE.) mellom kjerne- og cladding glassene som styrer spennings-mistilpasningen som vil oppstå under fremstillingen av den optiske fiberen.

Som det fremgår av tabell I, gjør anvendelsen av et Mg0-A1203-Si02kjerne glass i steden for et Ge02~Si02 kjerne glass ifølge teknikkens stand for silisium oksyd cladde optiske fibre (fiber I i tabell I) oppnåelsen av en numerisk apertur på 0.3 mindre vanskelig fordi mistilpasningen i termisk spenning mellom kjernen og claddingen kan reduseres betydelig. Ytterligere reduksjoner i spenning kan oppnås, selv ved høyere numeriske aperturer, ved å anvende den foreslåtte fiber-utformingen, innbefattende et Mg0-Si02cladding glass (fiber 2). For utførelser av denne typen innbefattende MgO-Si02cladding glass, kan glass bestående hovedsaklig av 3-15 mol prosent MgO og forøvrig Si02anvendes.

De spesielt foretrukne fiberutførelsene ifølge oppfinnelsen

er utførelser hvor både kjernen og claddingen av fiberen med høy numerisk apertur består av Mg0-A1203-Si02 glass.

Et eksempel på en slik fiber er vist som fiber 3 i tabell

I. Med denne fiberutførelsen er det mulig å oppnå meget

høy numerisk apertur i en fiberkonfigurasjon som i det vesentlige er fri for mistilpasning i termisk spenning. Følgelig har fiber 3 en numerisk apertur på 0.4 3 og har

ingen vesentlig-forskjell mellom den termiske utvidelseskoeffisienten for kjernen og for claddingen. Det er spesielt for utførelsen av optiske fibre som har numeriske aperturer større enn 0.3 og verdier for mistilpasning av termisk utvidelse for kjerne/cladding som ikke overskrider ca. 10x10<7>/C°, at MgO-Al203-SiO2 kjerneglass sammen med cladding enten består av Mg0-Si02glasser eller MgO-A^O^-

Si02glasser er best egnet.

Et andre viktig anvendelsesområde for Mg0-Al203-Si02glasser for optiske fibrer er i fiberutførelser som innbefatter med overlegg innførte spenningselementer i claddingen. Disse kan enten være optiske fibrer som innbefatter ytre claddinglag som er satt under.. kompres jonsspenning for å oppnå for-

øket styrke, eller fibrer som innbefatter innlagte spenningselementer for polarisasjonsopprettholdelse. I de sistnevnte fibrene er etpar glasspennihgselementer begravet i fibercladdingen nær, men på motstående sider av, fiberkjernen, spenningselementene pålegger spenning på tvers av kjernen, hvilket gjør det mulig for kjernen å bevare polarisasjonen av et polarisert optisk signal som overføres gjennom fiberen. Spenningselementene utvikler spenning fordi de har en annen termisk utvidelse enn den omgivende kjernen, og har fortrinnsvis en betydelig høyere utvidelseskoeffisient enn claddingen og befinner seg derfor i strekkspenning i fiberen ved bruk.

Ifølge teknikkens stand har forsterknings-eller polarisasjons-spenningselementer typisk vært fremstilt av glasser som adskiller seg fra nabocladding glasset, ikke bare når det gjelder termisk utvidelse, men også når det gjelder brytningsindeks. Imidlertid ønsker man å unngå forskjeller i brytningsindeks siden disse kan resultere i sekundær lysoverføring ved stresselementene i fiberen som kan interferere med over-føringen av signalet med høy båndbredde.

Stressbelagte fiberutførelser som er egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen er skjematisk illustrert i figurene 3

og 4 i tegningen, som viser optiske fiberender i tverrsnitt.

Figur 3 viser en utførelse av et optisk fiber med høy styrke 20, innbefattende en glasskjerne 22 med en cladding 24 med høy utvidelse, innesluttet av en ytre cladding med lav utvidelse 26,hvor sistnevnte er i kompresjonsspenning på grunn av den termiske sammentrekningen av førstnevnte. Ved fremstillingen av figur 3, er den ytre claddingen 26 fremstilt av et glass MgO-Al202_Si02med lav utvidelse og den indre claddingen 24 er fortrinnsvis av et Mg0-Si02eller MgO-Al-jO^-Si02glass med høyere utvidelse; hvor begge glassene har den samme brytningsindeksen, slik at sekundærlysoverføringen ved den indre claddingen unngås.

Tabell II nedenfor angir eksempler på mulige fiberkonfigura-sjoner som kan benyttes for å tilveiebringe optiske fibrer med høy styrke ifølge oppfinnelsen. Innbefattet i tabell II for hver av de to hypotetiske fiberutførelsene er en glass-sammensetning for claddingen og den ytre claddingen, i molprosent av MgO, Al^^ og/eller Si02, den termiske utvidelseskoeffisienten (T.C.E.) for hvert av glassene, angitt som gjennomsnitlige verdier over temperaturområdet 0-300°C (x10<7>/°C), brytningsindeksene (nD) for claddingen og den ytre claddingen, og forskjellen i termisk utvidelse (AT.CE.) mellom de to cladding elementene.

Kljernene i de optiske fibrene beskrevet i tabell II ovenfor, kan være konvensjonelle dopede silisium oksyd glasser, MgO-A^O^-SiC^ kjerneglasser, eller et hvilket som helst annet glass av egnet brytningsindeks. Følgelig kan fiber 4 ha en kjerne av Ge02-Si02 glass inneholdende 35 vekt% Ge02og forøvrig silisiumoksyd, med en brytningsindeks på ca. 1.49. Fiber 5 kan ha en kjerne av MgO-Al202_Si02glass bestående av ca. 14 molprosent MgO, 9 molprosent Al^ O^ 0<3 17 molprosent Si02, med en utvidelseskoeffisient på ca. 40x10 7/°C og en brytningsindeks på ca. 1.51.

Fig. 4 i tegningen viser en polarisasjonsbevarende optisk fiber 30 med en glasskjerne 32, hvor bulken av claddingen kan fremstilles av et MgO-Al203~Si02glass med relativt lav utvidelse og de begravde spenningselementene 36 av et Mgo-Si02glass eller MgO-A^O^-SiO-j glass med relativt høy utvidelse av samme brytningsindeks. De begravde spenningselementene vil være i en tilstand av strekkspenning i den trukkede fiberen, og vil derfor utøve en spenning på tvers av kjernen som vil gi denne polarisasjonsbevarende egenskaper.

Eksempler på fiberutførelser for polarisasjonsbevarende fiber ifølge oppfinnelsen, er angitt i tabell III nedenfor. Innbefattet i tabell III for hver av de to hypotetiske polarisasjonsbevarende optiske fiberutførel-sene er glassammensetninger for fibercladdingen og de begravde spenningselementene, i molprosent av Mgo, A^O^ og/eller Si02, brytningsindekser (nD) og termiske utvidelseskoeffisienter (T.C.E.) for claddingen og spenningselementene, den sistnevnte angitt som et gjennomsnitt over temperaturområdet 0-300°C, og forskjellene i termisk utvidelse mellom claddingen og de begravde spenningselementene .

Kjerneelementer for optiske fibrer som beskrevet i tabell III ovenfor kan bestå av et hvilket som helst glass med egnet brytningsindeks og termisk utvidelseskoeffisient. Følgelig kan fiber 6 ha en kjerne av Ge02-Si02 glass inneholdende ca. 50 vekt% Ge02og for-øvrig silisiumoksyd, med en utvidelseskoeffisient på ca. 40x10 /°C og en brytningsindeks på ca. 1.51. Fiber 7 kan ha en kjerne av Mg0-Al203-Si02 glass inneholdende 12 molprosent MgO, 26 molprosent Al203, og 62 molprosent Si02, med en brytningsindeks på ca. 1.53 og en termisk utvidelseskoeffisient på ca. 30x10<7>/°C.

Fremgangsmåter for fremstilling av optiske fibrer inneholdende spennings-induserende optiske elementer er vel-kjente. For eksempel beskriver US PS 4.395.270 en frem- stillingsfremgangsmåte hvor staver av kjerne-og cladding-glass er plassert sammen med staver for fiberspennings-elementene i et bærerør og stav-og-rørelementet trekkes ned i optiske fibrer. Følgelig kan fiber 7 fremstilles ved å plassere i et egnet bærerør, som for eksempel et glassrør fremstilt av MgO-A^O-^SiC^ claddingsammensetningen beskrevet for fiber 7 i tabell III ovenfor, en cladding-kjernestav innbefattende kjerneområde av MgO-A^O^-SiC^ kjernesammensetningen beskrevet ovenfor og et cladding-område med samme sammensetning som bærerøret. Plassert i bærerøret gammen med kjernestaven og på motstående sider av denne, er det anbragt to staver bestående av MgO-A^O^-Si02spenningselementsammensetningen med høy utvidelse vist for fiber 7 i tabell III. Endelig er det gjenværende rommet i bærerøret fyllt med glasstaver av MgO-A^O^-SiC^ claddingsammensetningen. Det resulterende elementet ville deretter smeltes og trekkes til optiske fibrer med frem-gangsmåten ifølge US PS 4.395.270 slik at det tilveiebringes en polarisasjons-bevarende optisk fiber som har en tverr-snitts konfigurasjon i det vesentlige som vist i fig. 4.

MgO-Al203~Si02 glass for anvendelse for fremstilling av optisk fiber ifølge foreliggende oppfinnelse, kan fremstilles ved konvensjonelle smelteteknikker ved å anvende rensede råmaterialer, om nødvendig, men fremstilles mer fortrinnsvis ved CVD fremgangsmåter hvor glasser av den ønskede sammensetningen avsettes som sot på et egnet substrat og konsoli-deres til klart glass sintring. En viktig fordel ved anvendelsen av Mg0-Al203-Si02 glasser for optisk fiberfrem-stilling er at alle oksydene av bestandelene, MgO, A^O^

og Si02kan avledes fra fordampbare kildematerialer som for eksempel SiCl^og de flyktige 6-diketonatene av alumini-um og magnesium, for eksempel som beskrevet i den publiserte europeiske patentsøknad nr. EP 0103448.

En annen fordel ved anvendelsen av disse glassene, erdet faktum at utvalgte brytningsindekser og verdier for ter misk utvidelse kan oppnås i et system av relativt enkel sammensetning, slik at sammensetningen kan holdes i det vesentlige fri for alkalimetalloksyder, boroksyd og lig-nende. Bor er ikke en ønsket bestandel i de benyttede optiske fibrene på grunn av den relativt høye absorpsjonen ved 1300 nm og høyere. Alkali metalloksydene er vanskelig å oppnå alene fra fordampbare metallkilder og er utsatt for migrering i glass ved de forhøyede temperaturene som er påkrevet for å bearbeide preformen til fiber. Den sistnevnte egenskapen kan gjøre det vanskelig å oppnå

den ønskede brytningsindeksen og/eller verdien for termisk utvidelse for noen bølgelederutførelser i den trukkede fiber.

Claims (10)

1 . Optisk bølgelederf iber bestående av en ^glassk jerne,,, en glasscladding med en lavere brytningsindeks enn kjernen og, eventuelt, et glassspenningselement sintret til glasscladdingen, karakterisert ved at i det minste enjdel av kjernen, claddingen og spenningselementene er fremstilt av et MgO-Al^^-SiO2 glass med en sammensetning i molprosent i det vesentlige bestående av o€u 3-20% MgO, 3-42% Al203 og 45-94% Si02, en gjennomsnitlig lineær termisk utvidelseskoeffisient (0-300°C) i området 6-50x10 7 /°oC, og en brytningsindeks (n^ ) i l </> området 1 .46-JU-5-8'. , ,. ,

2. Optisk fiber ifølge krav 1,,innbefattende en kjerne og en cladding, karakterisert ved at kjernen er fremstilt av det nevnte MgO-Al203~Si02 glass, claddingen er fremstilt av sintret silisium-dioksyd,^ og den optiske fiberen har en nummerisk apertur på minst^c^ 0.3.

3. Optisk fiber ifølge krav 1, karakterisert ved at kjernen er fremstilt av Mg0-Si02 glass, og fiberen er en enkelt-modus optisk fiber.

4" . Optisk fiber ifølge krav 1 innbefattende en kjerne og en cladding, karakterisert ved at kjernen er fremstilt av det nevnte MgO-Al203"Si02 glasset, claddingen er fremstilt av Mg0-Si02 glass, og den optiske fiberen har en nummerisk apertur på minst 0.3.

5. Optisk fiber ifølge krav 4, karakterisert ved at claddingen har en gjennomsnitlig lineær termisk utvidelseskoeffisient som ikke adskiller seg fra den gjennomsnitlige lineære termiske utvidelseskoeffisienten for kjernen med mer enn 10x10 7/°C. t

6. Optisk fiber ifølge krav 1 innbefattende en kjerne og en cladding, karakterisert ved at både kjernen og claddingen er fremstilt av MgO-A^O^-SiC^ glass, hvor claddingen har en gjennomsnitlig lineær termisk utvidelseskoeffisient som ikke adskiller seg fra den gjennomsnitlige lineære termiske utvidelseskoeffisienten for kjernen med mer enn 10x10 7/°C, og hvor den optiske fiberen har en numerisk apertur over 0.35.

7. Optisk fiber ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter et glass spenningselement bestående av Mg0-Al2 02 -S102 glass, hvor spennings-elementet består av et ytre claddinglag som er satt under kompresjonsspenning sintret til fibercladdingen.

8. Optisk fiber ifølge krav 7, karakterisert ved at både fibercladdingen og det ytre claddinglaget som er satt under kompresjonsspenning består av det nevnte Mg0-Al2 03 -Si02 glasset, hvor fibercladdingen har en høyere termisk.utvidelseskoeffisient enn det ytre claddinglaget og en brytningsindeks som er lik indeksen for dette.

9. Optisk fiber ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter en cladding bestående av det nevnte Mg0-Al203-Si02 glasset, hvor claddingen inneholder e-ypar innbakte spenningselementer nær opp til, men på motsatte sider av, fiberkjernen, hvor spenningselementene har en høyere termisk utvidelseskoeffisient enn claddingen og. befinner seg i strekkspenning.

10. Optisk fiber ifølge krav^ 9, karakter i- \ y sert ved at både claddingen og de innbakte spenningselementene består av det nevnte Mg0-Al20.j-Si02 glasset, og hvor brytningsindeksen for claddingen er lik brytningsindeksen for de innbakte spenningselementene.