PL216019B1 - Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego - Google Patents

Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego

Info

Publication number
PL216019B1
PL216019B1 PL386114A PL38611408A PL216019B1 PL 216019 B1 PL216019 B1 PL 216019B1 PL 386114 A PL386114 A PL 386114A PL 38611408 A PL38611408 A PL 38611408A PL 216019 B1 PL216019 B1 PL 216019B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
optical fiber
quartz glass
diameter
outer core
fiber
Prior art date
Application number
PL386114A
Other languages
English (en)
Other versions
PL386114A1 (pl
Inventor
Ryszard Piramidowicz
Jan Wójcik
Mariusz Makara
Krzysztof Skorupski
Jacek Olszewski
Tadeusz Martynkien
Wacław Urbańczyk
Tomasz Nasiłowski
Francis Berghmans
Hugo Thienpont
Paweł Szczepański
Paweł Gdula
Original Assignee
Telekomunikacja Polska Spolka Akcyjna
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 Telekomunikacja Polska Spolka Akcyjna filed Critical Telekomunikacja Polska Spolka Akcyjna
Priority to PL386114A priority Critical patent/PL216019B1/pl
Priority to EP09460042A priority patent/EP2166385A3/en
Publication of PL386114A1 publication Critical patent/PL386114A1/pl
Publication of PL216019B1 publication Critical patent/PL216019B1/pl

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
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • 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
    • C03B37/0122—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 for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
    • 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
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
    • G02B6/02333—Core having higher refractive index than cladding, e.g. solid core, effective index guiding
    • 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
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
    • G02B6/02338—Structured core, e.g. core contains more than one material, non-constant refractive index distribution in core, asymmetric or non-circular elements in core unit, multiple cores, insertions between core and clad
    • 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
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/10—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with boron
    • 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
    • C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
    • 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
    • C03B2203/36—Dispersion modified fibres, e.g. wavelength or polarisation shifted, flattened or compensating fibres (DSF, DFF, DCF)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/42—Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres
    • 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
    • G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
    • G02B6/02219—Characterised by the wavelength dispersion properties in the silica low loss window around 1550 nm, i.e. S, C, L and U bands from 1460-1675 nm
    • G02B6/02252—Negative dispersion fibres at 1550 nm
    • G02B6/02261—Dispersion compensating fibres, i.e. for compensating positive dispersion of other fibres
    • 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
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02347—Longitudinal structures arranged to form a regular periodic lattice, e.g. triangular, square, honeycomb unit cell repeated throughout cladding
    • 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
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02357—Property of longitudinal structures or background material varies radially and/or azimuthally in the cladding, e.g. size, spacing, periodicity, shape, refractive index, graded index, quasiperiodic, quasicrystals
    • 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
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/0238—Longitudinal structures having higher refractive index than background material, e.g. high index solid rods
    • 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
    • G02B6/02395—Glass optical fibre with a protective coating, e.g. two layer polymer coating deposited directly on a silica cladding surface during fibre manufacture
    • 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
    • G02B6/03638—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 3 layers only
    • G02B6/03644—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 3 layers only arranged - + -

Description

Przedmiotem wynalazku jest światłowód mikrostrukturalny, kompensujący dyspersję chromatyczną w określonym zakresie częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego, oraz sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego.
Znany z publikacji G.P. Agrawal: Fiber-Optic Communication Systems, 2-nd edn, New York, Wiley, (1997) światłowód o podwójnym rdzeniu koncentrycznym składa się z dwóch koncentrycznych, radialnie rozmieszczonych obszarów rdzenia, w postaci rdzenia wewnętrznego o przekroju kołowym i rdzenia zewnętrznego w kształcie pierścienia. Każdy z tych dwóch rdzeni ma inny współczynnik załamania światła, zaś współczynnik załamania światła dla płaszcza zewnętrznego jest odpowiednio do nich dobierany.
W publikacji pod tytułem: Dispersion compensating fibres, Opt. Fiber Technol., vol. 6, nr 2, str.
164-180 (2000), której autorami są: L. Gmner-Nielsen, S. N. Kudsen, B Edvold, T. Veng, D. Magnussen, C. C. Larsen, and H. Damsgaard, opisane są światłowody o podwójnym rdzeniu koncentrycznym DCCF (od ang. Dual Concentric Core Fibers), w których do kompensacji dyspersji chromatycznej wykorzystuje się efekt silnej ujemnej dyspersji chromatycznej.
W publikacji pod tytułem: Design of dispersion-compensating fibers based on a dual-concentric-core photonic crystal fiber. Optics. Letters Vol. 29 No. 23, December 2004, której autorami są F. Gerome, J.-L. Auguste, and J.-M. Blondy opisany jest światłowód mikrostrukturalny typu DCCF do kompensacji dyspersji chromatycznej, charakteryzujący się strukturą z centralnym defektem stanowiącym rdzeń wewnętrzny, który jest otoczony przez regularnie rozłożone otwory powietrzne. Rdzeń zewnętrzny utworzony jest przez pierścień komórek elementarnych z otworami o średnicach mniejszych niż te, które otaczają rdzeń wewnętrzny. Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory powietrzne o większych średnicach.
W amerykańskim opisie patentowym US 4188089 B1, kolumny 3 i 4, opisany jest proces technologiczny wytwarzania włókien optycznych, w którym są stosowane dwutlenek germanu i trójtlenek boru.
Istota światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, polega na tym, że rdzeń wewnętrzny składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu o średnicy, która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów. Wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci. Te otwory są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego. Ponadto, okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większa od średnicy rdzenia wewnętrznego. Grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci. Rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru, o średnicach przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci. Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci. Otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym. Średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych. Poza tym, szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
Korzystnie jest, gdy przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem równobocznym.
Korzystnie jest, gdy powłoki ochronne są utwardzone.
Odmiana światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że rdzeń wewnętrzny składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu o średnicy, która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów. Wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci. Te otwory są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego. Ponadto, okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większa od średnicy rdzenia wewnętrznego. Grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci. Rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi fluorem, o średnicach przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci. Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci. Otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym. Średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych. Poza tym, szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
PL 216 019 B1
Korzystnie jest, gdy przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem równobocznym.
Korzystnie jest, gdy powłoki ochronne są utwardzone.
Druga odmiana światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, wyróżnia się tym, że rdzeń wewnętrzny składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu o średnicy, która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów. Wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci. Otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego. Ponadto, okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większa od średnicy rdzenia wewnętrznego. Grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci. Rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru i fluorem, o średnicach przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci. Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci. Otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym. Średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych. Poza tym, szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
Korzystnie jest, gdy przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem równobocznym.
Korzystnie jest, gdy powłoki ochronne są utwardzone.
Istota sposobu wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, polega na tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek. Następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane trójtlenkiem boru. W wyciągarce światłowodowej, z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki. Te kapilary i pręciki, w komorze, w której panują warunki o podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego. Następnie, wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu. Po czym, w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I. W wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie. Po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II. Po czym, wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów. W wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
Odmiana sposobu wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek. Następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane fluorem. W wyciągarce światłowodowej, z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki. Te kapilary i pręciki, w komorze w której panują warunki o podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego. Następnie, wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu. Po czym, w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I. W wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie. Po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II. Po czym, wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów. W wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
Odmiana sposobu wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek. Następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane fluorem i trójtlenkiem boru. W wyciągarce światłowodowej, z wykali4
PL 216 019 B1 browanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki. Te kapilary i pręciki, w komorze w której panują warunki o podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego. Następnie, wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu. Po czym, w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I. W wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie. Po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II. Po czym, wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów. W wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
Podstawowe korzystne skutki stosowania światłowodu mikrostrukturalnego i sposobu wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, w odniesieniu do dotychczasowego stanu techniki, polegają na uzyskaniu stabilnej kontrolowanej charakterystyki dyspersyjnej i możliwości jej zaprojektowania stosownie do konkretnych zastosowań oraz na zapewnieniu pełnej kontroli technologicznej nad niewielkimi zmianami stałych sieci i współczynników wypełnienia w konstrukcji włókien DCCF.
Sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, stwarza możliwości precyzyjnej manipulacji poziomem domieszkowania dwutlenkiem germanu w jednomodowym rdzeniu światłowodu DCCF oraz poziomem domieszkowania trójtlenkiem boru oraz fluorem w wielomodowym zewnętrznym rdzeniu pierścieniowym światłowodu DCCF. Ponadto, sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, stwarza możliwości precyzyjnej manipulacji wartością współczynnika załamania rdzenia wewnętrznego domieszkowanego dwutlenkiem germanu i rdzenia zewnętrznego domieszkowanego trójtlenkiem boru i/lub fluorem przy zachowaniu wymaganej precyzji technologicznej utrzymania wymaganych wielkości średnic otworów oddzielających jednomodowy rdzeń wewnętrzny od wielomodowego rdzenia zewnętrznego oraz średnic otworów otaczających rdzeń zewnętrzny.
Przykład wykonania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, jest odtworzony na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny światłowodu mikrostrukturalnego, zaś fig. 2 - profil współczynnika załamania światła preformy domieszkowanej trójtlenkiem boru.
W przykładzie wykonania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, rdzeń wewnętrzny o średnicy di, która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów, składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu. Wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach d4 wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci. Otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie sześcioboku równobocznego.
Ponadto, okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większa od średnicy rdzenia wewnętrznego. Grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci, rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru, o średnicach d2 przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci.
Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice d3 przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci. Otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym.
Średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych. Poza tym, szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi, które są utwardzone.
W szczególnym wykonaniu rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi fluorem lub ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru i fluorem.
W szczególnym wykonaniu, fotoniczny płaszcz światłowodu jest oddzielony jedną warstwą większych otworów od zewnętrznej części włókna, wykonanej ze szkła kwarcowego nie zawierającego otworów.
W najkorzystniejszym przykładzie wykonania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, rdzeń wewnętrzny składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu
PL 216 019 B1 o średnicy di równej 2,4 mikrometra. Wokół niego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach d4 równych 1,6 mikrometra. Otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie sześcioboku równobocznego.
Ponadto, okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, równą 14 mikrometrów. Grubość rdzenia zewnętrznego wynosi 5 mikrometrów, rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru, o średnicach d2 równych 2,4 mikrometra.
Wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice d3 są równe średnicy d4. Otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym.
W przykładzie wykonania sposobu wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego, według wynalazku, rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek. Następnie, wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane trójtlenkiem boru.
W wyciągarce światłowodowej, z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki. Te kapilary i pręciki, w komorze, w której panują warunki o podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego. Następnie wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu. Po czym, w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I.
W wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie. Po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II. Po czym, wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów. W wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
W odmianie sposobu według wynalazku wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe dom ieszkowane fluorem.
W kolejnej odmianie sposobu według wynalazku wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane fluorem i trójtlenkiem boru.

Claims (12)

1. Światłowód mikrostrukturalny o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rdzeń wewnętrzny o średnicy (di), która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów, składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu, wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach (d4) wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci, otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego, ponadto okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większą od średnicy rdzenia wewnętrznego, przy czym grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci, rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru, o średnicach (d2) przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci, wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice (d3) przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci, które to otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym, przy czym średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych, poza tym szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
2. Światłowód według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem.
3. Światłowód według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoki ochronne są utwardzone.
4. Światłowód mikrostrukturalny o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rdzeń wewnętrzny o średnicy (dO, która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów, składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu,
PL 216 019 B1 wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach (d4) wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci, otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego, ponadto okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większą od średnicy rdzenia wewnętrznego, przy czym grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci, rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi fluorem, o średnicach (d2) przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci, wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice (d3) przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci, które to otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym, przy czym średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych, poza tym szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
5. Światłowód według zastrz. 4, znamienny tym, że przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem.
6. Światłowód według zastrz. 4, znamienny tym, że powłoki ochronne są utwardzone.
7. Światłowód mikrostrukturalny o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rdzeń wewnętrzny o średnicy (di), która przyjmuje wartości numeryczne z przedziału 1 - 15 mikrometrów, składa się ze szkła kwarcowego domieszkowanego dwutlenkiem germanu, wokół rdzenia wewnętrznego znajdują się regularnie rozłożone otwory o średnicach (d4) wynoszących od 0,25 do 0,65 wartości stałej sieci, otwory te są otoczone rdzeniem zewnętrznym o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku równobocznego, ponadto okrąg wpisany w rdzeń zewnętrzny ma średnicę, która jest od 3 do 7 razy większą od średnicy rdzenia wewnętrznego, przy czym grubość rdzenia zewnętrznego wynosi od 0,8 do 2 wartości stałej sieci, rdzeń zewnętrzny wykonany jest ze szkła kwarcowego z periodycznymi inkluzjami domieszkowanymi trójtlenkiem boru i fluorem, o średnicach (d2) przyjmujących wartości z przedziału od 0,1 do 0,9 wartości stałej sieci, wokół rdzenia zewnętrznego znajdują się otwory powietrzne, których średnice (d3) przyjmują wartości numeryczne z przedziału od 0,3 do 0,95 wartości stałej sieci, które to otwory powietrzne są regularnie rozłożone i otoczone szkłem kwarcowym, przy czym średnica zewnętrzna tak określonego światłowodu mikrostrukturalnego jest równa średnicy światłowodów standardowych, poza tym szkło kwarcowe pokryte jest powłokami ochronnymi.
8. Światłowód według zastrz. 7, znamienny tym, że przekrój poprzeczny rdzenia zewnętrznego jest sześciobokiem.
9. Światłowód według zastrz. 7, znamienny tym, że powłoki ochronne są utwardzone.
10. Sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek, następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane trójtlenkiem boru, w wyciągarce światłowodowej z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki, te kapilary i pręciki, w komorze, w której panują warunki podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego, następnie wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu, po czym w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I, zaś w wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie, a po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II, po czym wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów, w wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
11. Sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek, następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane fluorem, w wyciągarce światłowodowej, z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki, te kapilary i pręciki, w komorze, w której panują warunki podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego, następnie wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu, po czym w obrabiarce preform światłowodowych,
PL 216 019 B1 poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I, zaś w wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie, a po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II, po czym wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów, w wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
12. Sposób wytwarzania światłowodu mikrostrukturalnego o zintegrowanej strukturze otoczonej powłokami ochronnymi, znamienny tym, że rury ze szkła kwarcowego kalibruje się do ustalonej z góry grubości ścianek, następnie wytwarza się preformy światłowodowe domieszkowane dwutlenkiem germanu oraz preformy światłowodowe domieszkowane fluorem i trójtlenkiem boru, w wyciągarce światłowodowej, z wykalibrowanych rur i prętów oraz z wytworzonych preform światłowodowych, wyciąga się kapilary i pręciki, te kapilary i pręciki, w komorze, w której panują warunki podwyższonej czystości, układa się wewnątrz rury ze szkła kwarcowego, następnie wygrzewa się w temperaturze od 400 do 800°C w atmosferze czynników chlorujących i tlenu, po czym w obrabiarce preform światłowodowych, poprzez wstępne przytopienie, łączy się elementy struktury i uzyskuje się prapreformę światłowodową I, zaś w wyciągarce światłowodowej, poprzez wygrzewanie strefowe z regulacją ciśnienia, dokładnie przytapia się elementy struktury i uzyskuje się ich wzajemne połączenie, a po termicznym przecienieniu uzyskanej prapreformy światłowodowej I, które to termiczne przecienienie dokonuje się w wyciągarce światłowodowej, uzyskuje się prapreformę światłowodową II, po czym wtapia się prapreformę światłowodową II do rury ze szkła kwarcowego i równocześnie przeprowadza się korektę wartości numerycznej stałej sieci oraz średnicy otworów, w wyciągarce światłowodowej wyciąga się światłowód i nakłada się powłoki ochronne, które poddaje się utwardzeniu.
PL386114A 2008-09-19 2008-09-19 Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego PL216019B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386114A PL216019B1 (pl) 2008-09-19 2008-09-19 Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego
EP09460042A EP2166385A3 (en) 2008-09-19 2009-09-10 Microstructure optical fiber and method for making same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386114A PL216019B1 (pl) 2008-09-19 2008-09-19 Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL386114A1 PL386114A1 (pl) 2010-03-29
PL216019B1 true PL216019B1 (pl) 2014-02-28

Family

ID=41417468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL386114A PL216019B1 (pl) 2008-09-19 2008-09-19 Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2166385A3 (pl)
PL (1) PL216019B1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL227732B1 (pl) * 2013-12-04 2018-01-31 Polskie Centrum Fotoniki I Swiatlowodów Mikrostrukturalny światłowód z selektywnie powiększonymi przestrzeniami o zmniejszonym współczynniku załamania światła zwłaszcza do generacji efektów nieliniowych i pomiaru naprężeń
CN106908895B (zh) * 2017-03-23 2020-01-07 燕山大学 一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤
RU2677092C1 (ru) * 2017-10-06 2019-01-15 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Светоизлучающий волоконный световод на основе кварцевого стекла
CN111635124A (zh) * 2020-04-21 2020-09-08 艾菲博(宁波)光电科技有限责任公司 一种随机分布的多芯成像光纤的制备工艺
CN112945905B (zh) * 2021-01-27 2022-09-09 东北石油大学 一种基于spr的高灵敏度光子准晶体光纤甲烷传感器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2648702C3 (de) 1976-10-27 1980-08-21 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Infrarotdurchlässige Lichtleitfaser aus sauerstoffarmem bzw. sauerstofffreiem GUs und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3404040B2 (ja) * 1992-06-24 2003-05-06 ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Ｂ▲２▼０▲３▼含有ガラスにおける光誘導回折格子
WO2002084350A1 (en) * 2001-04-11 2002-10-24 Crystal Fibre A/S Dual core photonic crystal fibers (pcf) with special dispersion properties
WO2003078338A2 (en) * 2002-03-18 2003-09-25 Crystal Fibre A/S Preform, method of its production, and use thereof in production of microstructured optical fibres
US20040050110A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-18 Berkey George E. Methods for fabricating optical fibers and optical fiber preforms
US20060153512A1 (en) * 2004-04-22 2006-07-13 Falkenstein Paul L Fused array preform fabrication of holey optical fibers

Also Published As

Publication number Publication date
PL386114A1 (pl) 2010-03-29
EP2166385A2 (en) 2010-03-24
EP2166385A3 (en) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
van Eijkelenborg et al. Recent progress in microstructured polymer optical fibre fabrication and characterisation
US7266275B2 (en) Nonlinear optical fibre method of its production and use thereof
US7155097B2 (en) Fabrication of microstructured fibres
US6968107B2 (en) Holey optical fibres
CN111812772B (zh) 一种空芯保偏反谐振光纤及其制备方法
JP3068013B2 (ja) 分散補償ファイバ
KR20180089513A (ko) 중공 코어 광섬유 및 레이저 시스템
KR20050004300A (ko) 미세구조의 광섬유 및 예비성형품, 및 미세구조 광섬유의제조방법
US9977180B2 (en) Photonic crystal fiber, in particular single-mode fiber for the IR wavelength range, and process for the production thereof
US4283213A (en) Method of fabrication of single mode optical fibers or waveguides
US9904007B2 (en) Photonic band gap fibers using a jacket with a depressed softening temperature
US9366807B2 (en) Method of producing preform for coupled multi-core fiber, method of producing coupled multi-core fiber, and coupled multi-core fiber
CN107632338B (zh) 抗弯曲单模光纤及其制作方法
KR20040024598A (ko) 저편광 모드 분산 광섬유의 제조방법
PL216019B1 (pl) Swiatlowód mikrostrukturalny i sposób wytwarzania swiatlowodu mikrostrukturalnego
US8750663B2 (en) Coupled multicore fiber
WO2018138736A2 (en) Optical fiber draw assembly and fabricated optical fiber thereof
US9416042B2 (en) Hexagonal tube stacking method for the fabrication of hollow core photonic band gap fibers and preforms
WO2011001850A1 (ja) フォトニックバンドギャップファイバ用母材の製造方法、及び、フォトニックバンドギャップファイバの製造方法
WO2010107138A1 (ja) 分散補償フォトニック結晶ファイバ
US20050220432A1 (en) Photonic crystal fiber capable of single-mode transmission and preform thereof
RU2552590C1 (ru) Фотонно-кристаллическое халькогенидное волокно и способ его изготовления
KR100782475B1 (ko) 광섬유 모재의 제조 방법 및 광섬유 모재
US10464837B2 (en) Method for inserting a core rod into an outer cladding tube with spacer
Tian et al. Design and fabrication of embedded two elliptical cores hollow fiber