RU2271025C2 - Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна - Google Patents

Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна Download PDF

Info

Publication number
RU2271025C2
RU2271025C2 RU2003100093/28A RU2003100093A RU2271025C2 RU 2271025 C2 RU2271025 C2 RU 2271025C2 RU 2003100093/28 A RU2003100093/28 A RU 2003100093/28A RU 2003100093 A RU2003100093 A RU 2003100093A RU 2271025 C2 RU2271025 C2 RU 2271025C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
region
shell
core
coating
optical fiber
Prior art date
Application number
RU2003100093/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003100093A (ru
Inventor
Деннис Роберт СИМОНС (NL)
Деннис Роберт СИМОНС
Антониус Хенрикус Элизабет БРЕЛС (NL)
Антониус Хенрикус Элизабет БРЕЛС
Original Assignee
Драка Файбр Текнолоджи Б.В.
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 Драка Файбр Текнолоджи Б.В. filed Critical Драка Файбр Текнолоджи Б.В.
Publication of RU2003100093A publication Critical patent/RU2003100093A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2271025C2 publication Critical patent/RU2271025C2/ru

Links

Images

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
    • 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
    • G02B6/03694—Multiple layers differing in properties other than the refractive index, e.g. attenuation, diffusion, stress properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
    • C03B37/01823—Plasma deposition burners or heating means
    • C03B37/0183—Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • 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
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • 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
    • 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
    • G02B6/03661—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 4 layers only
    • 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
    • G02B6/03688—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 5 or more layers
    • 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
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24—Single mode [SM or monomode]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

Одномодовое оптическое волокно содержит светопроводящую область (4) сердцевины, внутреннюю область (3) оболочки, окружающую эту область (4) сердцевины, и область (1) покрытия, окружающую эту внутреннюю область (3) оболочки. Показатель преломления области (4) сердцевины превышает показатели преломления областей (3, 1) оболочки и покрытия, которые практически равны. Внутренняя область (3) оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах 0,1-8,5 мас.%, в результате чего область (4) сердцевины подвержена сжимающему осевому напряжению по всему ее поперечному сечению. Внутренняя область (3) оболочки дополнительно снабжена легирующими примесями, повышающими преломление, для получения показателя преломления, практически равного показателю преломления области (1) покрытия. В способе изготовления в трубке основы из диоксида кремния, функционирующей как область покрытия, с помощью одного или нескольких реакционноспособных газов формируют внутреннюю область оболочки и область сердцевины, после чего трубку основы усаживают и вытягивают в одномодовое оптическое волокно. Обеспечивается изготовление одномодового оптического волокна с низким водородоиндуцированным ослаблением на длине волны 1550 нм. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления одномодового оптического волокна, содержащего светопроводящую область сердцевины, внутреннюю область оболочки, окружающую указанную область сердцевины, и область покрытия, окружающую указанную внутреннюю область оболочки, в котором показатель преломления области сердцевины превышает показатели преломления областей оболочки и покрытия и в котором показатели преломления областей оболочки и покрытия практически равны, причем согласно данному способу трубку основы из диоксида кремния, используемую в качестве области покрытия, продувают внутри одним или несколькими химически активными (реакционноспособными) газами для формирования внутренней области оболочки и области сердцевины соответственно, после чего трубку основы, снабженную, таким образом, слоями, схлопывают и вытягивают в одномодовое оптическое волокно. Кроме того, настоящее изобретение относится к одномодовому оптическому волокну, содержащему светопроводящую область сердцевины, область оболочки, окружающую указанную область сердцевины, и область покрытия, окружающую указанную внутреннюю область оболочки.
Оптические волокна такого типа общеизвестны и применяются, главным образом, в области телекоммуникаций. Смотри, например, европейскую патентную заявку 0 127 227, патент США №5,242,476 и патент США №5,838,866. Термин "одномодовое", используемый в данном описании, хорошо известен специалистам в данной области техники и потому не нуждается в дополнительном объяснении. Благодаря тому что для таких оптических волокон характерны низкие ослабление и дисперсия, они особенно пригодны для создания линий передачи данных большой протяженности, нередко простирающихся на многие тысячи километров. На таких значительных расстояниях крайне важно свести к минимуму накопленные потери сигнала в случае, если передача оптических сигналов осуществляется посредством малого количества промежуточных усилительных станций. Традиционная технология связи предусматривает, что на длине волны передачи 1550 нм, обычно применяемой в таких оптических волокнах, суммарное ослабление не превышает 0,25 дБ/км и предпочтительно не превышает 0,2 дБ/км.
Хотя волокна, изготавливаемые в настоящее время, могут удовлетворять всем этим требованиям в отношении допустимого ослабления, тем не менее часто наблюдается, что по прошествии времени те же оптические волокна демонстрируют заметное увеличение ослабления. Обширное исследование показало, что это явление объясняется постепенным просачиванием газообразного водорода в волокно из его окружения, из-за чего в волокне образуются группы наподобие SiH и SiOH. Эти соединения демонстрируют сильное поглощение в инфракрасном диапазоне с пиками поглощения на длинах волн около 1530 и 1385 нм.
Решение проблемы водородоиндуцированного поглощения предложено в европейской патентной заявке 0 477 435. Согласно раскрытому в ней способу расплавленное оптическое волокно экстенсивно выдерживают в атмосфере водородосодержащего газа в ходе изготовления, чтобы гарантировать, что все позиции структурных дефектов в волокне уже представлены атомом водорода до фактической реализации волокна. Однако этот известный способ обладает тем недостатком, что он обращается только к проявлениям водородоиндуцированного ослабления, но не к его причинам. Кроме того, эта известная мера значительно усложняет процесс изготовления и увеличивает опасность загрязнения волоконного изделия применяемым водородосодержащим газом.
Из патента США №5,090,979 известен способ изготовления оптического волокна, последовательно содержащего область сердцевины из чистого диоксида кремния, наружный слой из диоксида кремния, легированного фтором, слой основы из диоксида кремния, легированного фтором, и несущий слой из чистого диоксида кремния, в котором показатель преломления области сердцевины практически равен показателю преломления несущего слоя.
Из патента США №5,033,815 известно оптическое волокно многомодового типа, которое существенно отличается от данного одномодового оптического волокна. Кроме того, многомодовое оптическое волокно, известное из упомянутого патента, последовательно содержит область сердцевины, легированную GeO2 или Sb2O3, область оболочки, легированную F, и, наконец, область покрытия, которая может быть легирована TiO2, в результате чего показатель преломления области сердцевины превышает показатель преломления областей оболочки и покрытия, и показатель преломления области покрытия значительно ниже показателя преломления области оболочки, вследствие чего профиль показателя преломления существенно отличается от данного профиля. Из упомянутого патента ничего не известно о сжимающем осевом напряжении.
Из европейской патентной заявки 0 762 159 известно волокно с компенсацией дисперсии, последовательно содержащее область сердцевины с содержанием GeO2 по меньшей мере 10 мол.% и область оболочки, содержащую первую область оболочки, легированную фтором, вторую область оболочки, легированную хлором, и третью область оболочки, легированную хлором или фтором. Легирующую примесь третьей области оболочки выбирают так, чтобы вязкость стекла на момент вытягивания была ниже вязкости стекла из чистой двуокиси кремния, что обеспечивает сравнительно низкую температуру в процессе вытягивания. Из этой заявки ничего не известно о сжимающем осевом напряжении.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является способ изготовления одномодового оптического волокна с достаточно низким водородоиндуцированным ослаблением (затуханием) на длине волны 1550 нм, которое обеспечивает суммарное ослабление на этой длине волны не более 0,25 дБ/км и предпочтительно не более 0,2 дБ/км.
Как отмечено во введении, настоящее изобретение позволяет решить эту задачу, поскольку данный способ изготовления одномодового оптического волокна отличается тем, что внутренняя область оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах 0,1-8,5 мас.%, в результате чего область сердцевины подвергается сжимающему осевому напряжению по всему поперечному сечению.
Авторы настоящего изобретения полагают, что наличие осевого сжатия в сердцевине оптического волокна препятствует возникновению вышеупомянутых дефектов и, таким образом, существенно снижает водородоиндуцированное ослабление. Поскольку, по мнению авторов настоящего изобретения, наличие осевого растяжения в сердцевине оптического волокна способствует формированию структурных дефектов в сердцевине из двуокиси кремния, наличие осевого сжатия в сердцевине оптического волокна будет существенно подавлять появление таких дефектов, приводя к значительному снижению водородоиндуцированного ослабления.
Авторы настоящего изобретения провели ряд экспериментов по изготовлению заготовки (преформы) путем последовательного снабжения внутренней поверхности трубки основы внутренней областью оболочки из оксида кремния, причем область оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор, и вторым легированным слоем оксида кремния, причем второй слой имеет более высокий показатель преломления, чем внутренняя область оболочки, и образует готовую (от англ. final) сердцевину волокна. Затем трубку основы, снабженную таким образом областью сердцевины и внутренней областью оболочки, термически подвергают процедуре схлопывания (усаживания), чтобы сформировать стержень, который в итоге вытягивают с образованием требуемых волокон на одной из его расплавленных оконечностей.
Согласно настоящему изобретению внутренняя область оболочки предпочтительно легирована фтором в пределах 0,1-8,5 мас.% и более предпочтительно 0,2-2,0 мас.%. Легирование фтором свыше 8,5 мас.% нежелательно, поскольку такое легирование затрудняет последующее осаждение таких слоев. Количество фтора менее 0,1 мас.% не дает заметного результата в отношении нужного сжимающего осевого напряжения в области сердцевины. В качестве максимальной степени легирования особенно предпочтительна величина 2,0 мас.% в том случае, если требуются очень низкие потери за счет ослабления, причем рост релеевского рассеяния отрицательно влияет на потери за счет ослабления. В действительности, эксперименты показали, что часть внутренней области оболочки также функционирует как световод для света, транспортируемого внутри сердцевины волокна.
Применение легирования фтором во внутренней области оболочки приводит к снижению показателя преломления этого слоя. Чтобы отрегулировать этот сниженный показатель преломления, который предпочтительно должен быть практически равен показателю преломления области покрытия, внутреннюю область оболочки снабжают так называемыми легирующими материалами, повышающими преломление, например P2O5, TiO2, ZrO2, SnO2, GeO2, N или Al2O3, или комбинацией из двух или большего числа таких соединений.
Согласно определенным вариантам осуществления данного способа особенно предпочтительно вставлять буферный слой между областью покрытия и внутренней областью оболочки, причем показатель преломления буферного слоя ниже показателя преломления области сердцевины и практически равен показателям преломления областей оболочки и покрытия.
Такой буферный слой особенно необходим в случае низкого оптического качества области покрытия, т.е. когда область покрытия содержит загрязнения. При последующих термических обработках для схлопывания с целью изготовления заготовки и последующего вытягивания волокон из заготовки такие загрязнения могут диффундировать в светопроводящую часть оптического волокна, приводя к повышению ослабления. Таким образом, применение буферного слоя препятствует проникновению загрязнений в светопроводящую часть волокна.
Согласно особому варианту осуществления данного способа предпочтительно также вставлять промежуточный слой между областью сердцевины и внутренней областью оболочки, причем показатель преломления промежуточного слоя ниже показателя преломления области сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области оболочки и области покрытия.
В одномодовом оптическом волокне свет частично распространяется в слое, непосредственно окружающем область сердцевины. Если этот слой сильно легирован, то увеличение релеевского рассеяния дает заметные результаты, выражающиеся в повышенном ослаблении. Однако высокая степень легирования может требоваться для создания в области сердцевины нужного сжимающего осевого напряжения. Таким образом, слабо легированный промежуточный слой предпочтительно вставлять для предотвращения возможного негативного влияния повышенного релеевского рассеяния.
В готовом волокне толщина внутренней области оболочки предпочтительно составляет 3-21 мкм.
Нужная толщина слоя зависит от легирующих примесей в слое. Испытания показали, что толщины слоя менее 3 микрометров недостаточно для создания в области сердцевины нужного сжимающего осевого напряжения, необходимого согласно настоящему изобретению. Верхний предел максимальной толщины слоя для внутренней области оболочки в основном определяется обрабатываемостью заготовки, из которой впоследствии вытягивают оптическое волокно.
Согласно определенному варианту осуществления дополнительно требуется, чтобы светопроводящая область сердцевины, снабженная одной или несколькими легирующими примесями, была выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах 0,2-2 мас.% и одну или несколько легирующих примесей, которые обеспечивают требуемый в соответствии с настоящим изобретением показатель преломления области сердцевины, т.е. более высокий показатель преломления области сердцевины по сравнению с областью оболочки, причем указанные легирующие примеси могут содержать P2O5, TiO2, ZrO2, SnO2, GeO2, N или Al2O3, или комбинацию из двух или большего числа таких соединений.
Согласно особому варианту осуществления предпочтительно, чтобы заготовка, содержащая область сердцевины, внутреннюю область оболочки и область покрытия, а также, возможно, буферный и/или промежуточный слой, была снабжена на внешней поверхности области покрытия дополнительным слоем, например, в виде стеклянной трубки или слоя, наложенного посредством процедуры внешнего ХОПФ (химического осаждения из паровой фазы, от англ. CVD).
Согласно настоящему изобретению формирование области сердцевины и внутренней области оболочки, а также, возможно, вышеупомянутых промежуточного и/или буферного слоя осуществляется посредством процедуры химического осаждения из паровой фазы, в частности посредством процедуры плазменного ХОПФ (от англ. PCVD), предпочтительно плазмоиндуцированного. Поскольку осевая длина традиционной трубки основы, в частности, многократно превышает ее диаметр, управляемое осаждение однородного слоя материала на внутреннюю поверхность такой трубки основы очень сложно осуществлять посредством традиционных процедур осаждения, например осаждения распылением или осаждения с лазерной абляцией. Согласно варианту осуществления с плазменным ХОПФ осаждаемый из паровой фазы химикат можно успешно распределять по всей длине внутренней поверхности трубки основы, тем самым обеспечивая очень однородное осаждение на внутреннюю стенку. Кроме того, применяя процедуру плазменного ХОПФ, можно осуществлять осаждение слоев с регулируемыми уровнями легирования, что позволяет успешно использовать эту процедуру для осаждения области сердцевины и внутренней области оболочки, возможно, с добавлением промежуточного и/или буферного слоев.
Настоящее изобретение также относится к одномодовому оптическому волокну, содержащему светопроводящую область сердцевины, внутреннюю область оболочки, окружающую указанную область сердцевины, и область покрытия, окружающую указанную внутреннюю область оболочки, в котором показатель преломления области сердцевины больше показателя преломления внутренней области оболочки и области покрытия и в котором показатели преломления внутренней области оболочки и области покрытия практически равны, причем одномодовое оптическое волокно, отвечающее настоящему изобретению, отличается тем, что внутренняя область оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах 0,1-8,5 мас.%, предпочтительно 0,2-2,0 мас.%, в результате чего область сердцевины подвергается сжимающему осевому напряжению по всему поперечному сечению.
Согласно особому варианту осуществления предпочтительно также формировать одномодовое оптическое волокно таким образом, чтобы между областью сердцевины и внутренней областью оболочки находился промежуточный слой, показатель преломления которого ниже показателя преломления области сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области оболочки и области покрытия.
Кроме того, согласно особому варианту осуществления данного одномодового оптического волокна предпочтительно, чтобы между областью покрытия и внутренней областью оболочки присутствовал буферный слой, показатель преломления которого ниже показателя преломления области сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области оболочки и области покрытия.
Кроме того, согласно определенным вариантам осуществления предпочтительно, чтобы поверх наружной стороны области покрытия присутствовала внешняя область оболочки.
Ниже настоящее изобретение проиллюстрировано посредством ряда чертежей, которые приведены исключительно в иллюстративных целях и никоим образом не ограничивают объем защиты настоящего изобретения.
Фиг.1 - иллюстрация варианта осуществления одномодового оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.
Фиг.2 - иллюстрация особого варианта осуществления одномодового оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению, в котором имеется буферный слой.
Фиг.3 - иллюстрация особого варианта осуществления одномодового оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению, в котором имеется промежуточный слой.
Фиг.4-6 - схемы, соответствующие фиг.1-3, в которых область покрытия снабжена внешней областью оболочки.
Фиг.7 - график зависимости напряжения от радиуса волокна согласно уровню техники.
Фиг.8 - график зависимости напряжения от радиуса волокна согласно настоящему изобретению.
На фиг.1 изображена схема одномодового оптического волокна 6, полученного после схлопывания (усаживания) заготовки и вытягивания из нее волокна. Одномодовое оптическое волокно 6 можно рассматривать как светопроводящую область 4 сердцевины, окруженную внутренней областью 3 оболочки, которая, в свою очередь, окружена областью 1 покрытия. Трубку основы можно использовать, например, в качестве области покрытия. Показатель преломления области 4 сердцевины превышает показатели преломления внутренней области 3 оболочки и области 1 покрытия, причем показатели преломления двух последних областей практически одинаковы. Следует заметить, что одинаковые номера позиций, используемые на фиг.1-6, соответствуют друг другу.
На фиг.2 показана схема особого варианта осуществления одномодового оптического волокна 6, содержащего светопроводящую область 4 сердцевины, окруженную внутренней областью 3 оболочки, которая, в свою очередь, окружена буферным слоем 2, который, наконец, окружен областью 1 покрытия. Такое одномодовое оптическое волокно 6 изготавливают согласно данному способу с использованием трубки основы из диоксида кремния в качестве области 1 покрытия, после чего соответственно осаждают буферный слой 2, внутреннюю область 3 оболочки и, наконец, область 4 сердцевины посредством процедуры плазменного ХОПФ. После осаждения вышеупомянутых слоев на трубку основы из диоксида кремния выполняют термическую процедуру схлопывания или усаживания, в результате чего получают заготовку, из которой, наконец, вытягивают одномодовое оптическое волокно 6.
На фиг.3 изображена схема особого варианта осуществления одномодового оптического волокна 6, содержащего область 4 сердцевины, окруженную промежуточным слоем 5, поверх которого располагается внутренняя область 3 оболочки, окруженная буферным слоем 2, который, наконец, окружен областью 1 покрытия. Одномодовое оптическое волокно 6, схематически изображенное на фиг.3, изготавливают таким же образом, как волокно, изображенное на фиг.2. Однако согласно определенным вариантам осуществления буферный слой 2, показанный на фиг.3, можно исключить, т.е. осаждать на область 1 покрытия сразу внутреннюю область 3 оболочки, затем промежуточный слой 5 и, наконец, область сердцевины 4. Однако схема этого варианта осуществления на фигурах отсутствует.
Согласно фиг.4 слой покрытия 1 снабжен внешней областью 7 оболочки, которая также изображена на фиг.5 и 6. Сущность настоящего изобретения состоит в создании в области сердцевины одномодового оптического волокна сжимающего осевого напряжения за счет легирования внутренней области оболочки фтором в пределах 0,1-8,5 мас.% и предпочтительно 0,2-2,0 мас.%.
На фиг.7 показан график напряжения (как функции радиуса r одномодового оптического волокна), отвечающий уровню техники, причем волокно состоит из области сердцевины, выполненной из SiO2, легированного GeO2 и F, и нелегированной области оболочки, состоящей из SiO2. Положение области сердцевины указано вертикальной пунктирной линией, из чего следует, что в области сердцевины присутствует положительное напряжение, т.е. напряжение растяжения.
На фиг.8 показан график напряжения (как функции радиуса r одномодового оптического волокна), отвечающий настоящему изобретению, причем волокно состоит из области сердцевины, выполненной из SiO2, легированного GeO2 и F, внутренней области оболочки, выполненной из SiO2, легированного F и GeO2, и других областей, состоящих из нелегированного SiO2, согласно фиг.5. Положение области сердцевины также указано вертикальной пунктирной линией, из чего следует, что в области сердцевины присутствует сжимающее осевое напряжение, необходимое согласно настоящему изобретению.

Claims (14)

1. Одномодовое оптическое волокно, содержащее светопроводящую область (4) сердцевины, внутреннюю область (3) оболочки, окружающую эту область (4) сердцевины, и область (1) покрытия, окружающую эту внутреннюю область (3) оболочки, в котором показатель преломления области (4) сердцевины превышает показатели преломления областей (3, 1) оболочки и покрытия и в котором показатели преломления областей (3, 1) оболочки и покрытия практически равны, отличающееся тем, что внутренняя область (3) оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах 0,1-8,5 мас.%, в результате чего область (4) сердцевины подвержена сжимающему осевому напряжению по всему ее поперечному сечению, и внутренняя область (3) оболочки дополнительно снабжена повышающими преломление легирующими примесями для получения показателя преломления, практически равного показателю преломления области (1) покрытия.
2. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что количество фтора во внутренней области (3) оболочки находится в пределах диапазона 0,2-2,0 мас.%.
3. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что между областью (1) покрытия и внутренней областью (3) оболочки имеется буферный слой (2), показатель преломления которого ниже показателя преломления области (4) сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
4. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что между областью (4) сердцевины и внутренней областью (3) оболочки имеется промежуточный слой (5), показатель преломления которого ниже показателя преломления области (4) сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
5. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что на наружной стороне области (1) покрытия имеется внешняя область (7) оболочки, показатель преломления которой практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
6. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что внутренняя область (3) оболочки имеет толщину в пределах диапазона 3-21 мкм.
7. Одномодовое оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что область (4) сердцевины выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах диапазона 0,2-2,0 мас.%.
8. Способ изготовления одномодового оптического волокна, содержащего светопроводяшую область сердцевины, внутреннюю область оболочки, окружающую эту область сердцевины, и область покрытия, окружающую эту внутреннюю область оболочки, в котором показатель преломления области сердцевины превышает показатели преломления внутренней области оболочки и области покрытия и в котором показатели преломления внутренней области оболочки и области покрытия практически равны, причем согласно данному способу внутреннюю область оболочки и область сердцевины, соответственно, формируют в трубке основы из диоксида кремния, функционирующей в качестве области покрытия, с помощью одного или нескольких реакционноспособных газов, после чего трубку основы усаживают и вытягивают в одномодовое оптическое волокно, отличающийся тем, что внутренняя область (3) оболочки выполнена из SiO2, содержащего легирующий фтор в пределах диапазона 0,1-8,5 мас.%, в результате чего область (4) сердцевины подвержена сжимающему осевому напряжению по всему ее поперечному сечению.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что количество фтора во внутренней области (3) оболочки находится в пределах диапазона 0,2-2,0 мас.%.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что между областью (1) покрытия и внутренней областью (3) оболочки введен буферный слой (2), показатель преломления которого ниже показателя преломления области (4) сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что между областью (4) сердцевины и внутренней областью (3) оболочки введен промежуточный слой (5), показатель преломления которого ниже показателя преломления области (4) сердцевины и практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что на наружной стороне области (1) покрытия помещают внешнюю область (7) оболочки, показатель преломления которой практически равен показателям преломления внутренней области (3) оболочки и области (1) покрытия.
13. Способ по п.8, отличающийся тем, что формирование области (4) сердцевины и внутренней области (3) оболочки, а также, возможно, внешней области (7) оболочки, промежуточного слоя (5) и/или буферного слоя (2) осуществляют посредством процедуры плазменного ХОПФ.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что процедуру плазменного ХОПФ осуществляют при индуцировании плазмы.
RU2003100093/28A 2000-06-09 2001-06-08 Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна RU2271025C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015405 2000-06-09
NL1015405A NL1015405C2 (nl) 2000-06-09 2000-06-09 Single mode optische vezel en werkwijze voor het vervaardigen van een single mode optische vezel.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003100093A RU2003100093A (ru) 2004-05-27
RU2271025C2 true RU2271025C2 (ru) 2006-02-27

Family

ID=19771518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100093/28A RU2271025C2 (ru) 2000-06-09 2001-06-08 Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6754423B2 (ru)
EP (1) EP1287392B1 (ru)
JP (1) JP4808906B2 (ru)
KR (1) KR100789974B1 (ru)
CN (1) CN1227547C (ru)
AT (1) ATE295969T1 (ru)
AU (1) AU2001264412A1 (ru)
BR (1) BRPI0111478B1 (ru)
DE (1) DE60110909T2 (ru)
DK (1) DK1287392T3 (ru)
NL (1) NL1015405C2 (ru)
RU (1) RU2271025C2 (ru)
WO (1) WO2002008811A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457519C1 (ru) * 2010-12-03 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" Интегрально-оптический волновод с активированной сердцевиной, двойной светоотражающей оболочкой и способ его изготовления
RU2463266C2 (ru) * 2007-05-25 2012-10-10 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Оптическое волокно с легированной оловом переходной частью между сердцевиной и оболочкой

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322131B1 (ko) * 1999-01-28 2002-02-04 윤종용 오.에이치.차단층을 구비한 광섬유 모재 및 그 제조방법
EP1394124A4 (en) * 2002-01-17 2007-03-07 Sumitomo Electric Industries METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A GLASS TUBE
US7079749B2 (en) * 2003-01-27 2006-07-18 Peter Dragic Waveguide configuration
US20060191294A1 (en) * 2003-03-21 2006-08-31 Heraeus Tenevo Gmbh Synthetic silica glass tube for the production of a preform, method for producing the same in a vertical drawing process and use of said tube
JP2005298271A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの製造方法及び光ファイバ
FR2896795B1 (fr) * 2006-01-27 2008-04-18 Draka Compteq France Procede de fabrication d'une preforme de fibre optique
US7848604B2 (en) 2007-08-31 2010-12-07 Tensolite, Llc Fiber-optic cable and method of manufacture
US8315495B2 (en) 2009-01-30 2012-11-20 Corning Incorporated Large effective area fiber with Ge-free core
US7689085B1 (en) 2009-01-30 2010-03-30 Corning Incorporated Large effective area fiber with GE-free core
US9052486B2 (en) 2010-10-21 2015-06-09 Carlisle Interconnect Technologies, Inc. Fiber optic cable and method of manufacture
US8929701B2 (en) 2012-02-15 2015-01-06 Draka Comteq, B.V. Loose-tube optical-fiber cable
KR102029213B1 (ko) * 2017-10-30 2019-10-07 국방과학연구소 방사상 전파를 위한 광섬유 팁의 제조방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5662204A (en) * 1979-10-25 1981-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical transmission fiber and its manufacture
US5033815A (en) * 1979-10-25 1991-07-23 Nippon Telephone & Telegraph Optical transmission fiber and process for producing the same
JPS56121002A (en) * 1980-02-28 1981-09-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber for light transmission and its manufacture
DE3205345A1 (de) * 1982-02-15 1983-09-01 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg "verfahren zur herstellung von fluordotierten lichtleitfasern"
EP0131634B1 (en) * 1983-06-29 1988-06-01 ANT Nachrichtentechnik GmbH Single-mode w-fibre
DE3500672A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Philips Patentverwaltung Lichtleitfaser mit fluordotierung und verfahren zu deren herstellung
FR2650584B1 (fr) * 1989-08-02 1993-12-17 Cie Generale D Electricite Procede de fabrication d'une fibre optique a gaine dopee
US5044724A (en) * 1989-12-22 1991-09-03 At&T Bell Laboratories Method of producing optical fiber, and fiber produced by the method
DE4028275A1 (de) * 1990-09-06 1992-03-12 Kabelmetal Electro Gmbh Verfahren zur herstellung von glasfaser-lichtwellenleitern mit erhoehter zugfestigkeit
US5059229A (en) * 1990-09-24 1991-10-22 Corning Incorporated Method for producing optical fiber in a hydrogen atmosphere to prevent attenuation
DE19505929C1 (de) * 1995-02-21 1996-03-28 Heraeus Quarzglas Optisches Bauteil
CN1087432C (zh) * 1995-08-31 2002-07-10 住友电气工业株式会社 色散补偿光纤及其制造方法
JP3068013B2 (ja) * 1995-08-31 2000-07-24 住友電気工業株式会社 分散補償ファイバ
JP3562545B2 (ja) * 1995-12-04 2004-09-08 住友電気工業株式会社 光ファイバ用ガラス母材の製造方法
TW371650B (en) * 1995-12-04 1999-10-11 Sumitomo Electric Industries Method for producing an optical fiber quartz glass preform
JP3503427B2 (ja) * 1997-06-19 2004-03-08 ソニー株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
US6131415A (en) * 1997-06-20 2000-10-17 Lucent Technologies Inc. Method of making a fiber having low loss at 1385 nm by cladding a VAD preform with a D/d<7.5
JP3337954B2 (ja) * 1997-09-17 2002-10-28 株式会社フジクラ 分散補償光ファイバ
FR2792733B1 (fr) * 1999-04-26 2002-01-11 Cit Alcatel Preforme comprenant un revetement barriere contre la diffusion d'hydrogene dans la fibre optique fabriquee a partir de cette preforme et procede de preparation d'une telle preforme

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463266C2 (ru) * 2007-05-25 2012-10-10 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Оптическое волокно с легированной оловом переходной частью между сердцевиной и оболочкой
RU2457519C1 (ru) * 2010-12-03 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" Интегрально-оптический волновод с активированной сердцевиной, двойной светоотражающей оболочкой и способ его изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
US20020015570A1 (en) 2002-02-07
BR0111478A (pt) 2003-07-01
JP4808906B2 (ja) 2011-11-02
CN1436310A (zh) 2003-08-13
ATE295969T1 (de) 2005-06-15
KR20030007913A (ko) 2003-01-23
JP2004505000A (ja) 2004-02-19
WO2002008811A1 (en) 2002-01-31
BRPI0111478B1 (pt) 2015-09-15
DE60110909T2 (de) 2006-01-19
KR100789974B1 (ko) 2007-12-31
EP1287392A1 (en) 2003-03-05
DE60110909D1 (de) 2005-06-23
DK1287392T3 (da) 2005-08-15
AU2001264412A1 (en) 2002-02-05
EP1287392B1 (en) 2005-05-18
CN1227547C (zh) 2005-11-16
NL1015405C2 (nl) 2001-12-12
US6754423B2 (en) 2004-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3280687B1 (en) Low attenuation single mode optical fiber with stress relieving layer, its preform and a method of making it
US7844155B2 (en) Optical fiber containing alkali metal oxide
JP6052897B2 (ja) マルチコア光ファイバリボン及びその作製方法
CA2565879C (en) Long wavelength, pure silica core single mode fiber and method of forming the same
RU2271025C2 (ru) Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна
US6535679B2 (en) Optical fiber and method of manufacturing the same
EP1813581A1 (en) Method for manufacturing an optical fiber preform, optical fiber preform and optical fiber
EP2650709B1 (en) Optical fiber
US5790736A (en) Quartz glass preform for optical waveguide
JP2007536580A5 (ru)
CN107247305A (zh) 低衰减单模光纤及其制备方法
CN105911639B (zh) 一种低衰减单模光纤
US8606065B2 (en) Optical fiber and method for fabricating the same
EP0540042B1 (en) High power acceptable optical fiber and fabrication method thereof
US5090979A (en) Method of manufacturing an optical fiber preform having doped cladding
EP0851247A2 (en) Dispersion-shifted optical fibre and method of manufacturing the same
CA2360918A1 (en) Optical fiber preform having oh barrier and fabrication method thereof
EP1195628A1 (en) Optical fibre with improved hydrogen resistance
RU2003100093A (ru) Одномодовое оптическое волокно и способ изготовления одномодового оптического волокна
US11378738B2 (en) Optical fiber
Belov et al. Single-mode fiber waveguides with losses below 1 dB/km

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200609