SE432249B - Forfarande for framstellning av en optisk fiber - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7.311 199 6- 5 Uppfinningen har till ändamål att åstadkomma optiska fibrer lämpade för att leda den infraröda strålningen med lägre dämpning.

Uppfinningen avser ett förfarande för utförande av en optisk fiber, bestående i att successivt * införa i en vertikal glaskolv, försedd med en öppning i sin övre ände, en blandning av elementen av en förening lämpad för överföring av ljusstrålning, uppvärma kolven för att successivt bilda föreningen genom smältning av blandningen och uppmjukning av den del av kolvens vägg som omger föreningen, och utdraga en undre del av kolvens vägg för erhållande av en optisk fiber bildad av en kärna omgiven av en mantel, vilken kärna består av föreningen och manteln består av glaset i kolven, samt kännetecknat av att, då nämnda blandning är lämpad för över- föring av en infraröd strålning förfarandet består i att dessutom, efter införande av blandningen och före uppvärmningen, bortdriva luften i kolven genom dess öppning och därefter tillsluta öppningen.

Särskilda utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen beskrivas i det följande såsom exempel, med hänvisning till ritningen, som i längdsektion visar en anordning med vars hjälp det är möjligt att utföra förfarandet enligt uppfinningen.

Den på ritningen visade anordningen innefattar en kolv 1, exempelvis bestående av aluminium-silikat-glas, och väsentligen cylindrisk och anordnad vertikalt. Den undre delen av denna kolv har en förlängning 2 av massivt glas med liten diameter. Den övre delen av kolven är försedd med en öppning 3 som genom en kanal H 'är förbunden med en vakuumpump 5 via en ventil 5. Pâ kanalen 4 kan vara anordnad en avledningskanal 7, som bringar öppningen 3, genom en ventil 9, i förbindelse med en behållare 8 som i förväg är fylld med en neutral gas, såsom algon.

I ._I mittdelen och undre delen av kolven 1 finns en blandning 10 av exempelvis kadmium och tellur i stökiometriska proportioner.

Denna blandning har införts innan kolvens undre del tillslutes med en brännare.

En vertikal ugn 11, såsom en elektrisk ugn, omgiver kolven 1.

Matningsorganen (icke visade) för ugnen 11 innefattar en programme- ringsanordning, med vars tillhjälp det är möjligt att bringa ugnens temperatur att variera som funktion av tiden enligt ett förutbestämt program. 10 15 20 25 30_ 35 HO 7811996-3 3 När ventilen 9 är sluten och ventilen 6 öppen, igångsättes vakuumpumpen 5 för att utdriva den luft som finns i kolven 1. Man stänger därefter ventilen 6 och öppnar ventilen 9 tills argon-trycket i kolven inställer sig på ett förutbestämt tryck, som är valt på sådant sätt att gastrycket i kolvens inre är väsentligen lika med atmosfäriska trycket, när blandningen är i smält tillstånd.

När ventilen 9 slutes, igångsättes ugnen 11 för att uppvärma blandningen 10 till dess smälttemperatur som är av storleksordningen 1040°C. Man bringar därefter ugnens 11 temperatur till ett värde av storleksordningen 1060°C för att uppmjuka kolvens vägg som omgiver den smälta föreningen.

Slutligen utdrages förlängningen 2 av ampullen 1 för erhål- lande av en optisk fiber som innefattar en axiell kärna bestående av föreningen, vilken kärna är omgiven av en mantel bestående av glaset i kolven.

Efter fibreringen kan den sålunda erhållna fibern underkastas en glödgning vid en temperatur något lägre än blandningens smält- temperatur, med tillhjälp av en annan vertikal ugn analog med den på ritningen visade ugnen. Denna glödgning tillåter att om så er- fordras låta fiberns kärna övergå till mono-kristallin form. Denna kärna kan nämligen erhållas i amorft eller polykristallint tillstånd alltefter hastigheten av fibreringen, till följd av den konsekutiva härdningen vid denna operation.

Den sålunda erhållna fibern lämpar sig för ledning av det infraröda ljuset, mellan våglängderna 1 p och 26 p. Den har för- delen att ha mycket liten optisk dämpning per längdenhet. Denna fördel beror till stor del på att förfarandet enligt uppfinningen tillåter att hålla blandningen skyddad från den skadliga inverkan av syret och fuktigheten i luften under operationerna för smältning och fibrering. Uppträdandet av föroreningar, såsom syre och OH-joner inför nämligen i föreningen absorptionsband inom det infraröda väg- 1ängdg°mpådet,Detta fenomen kan förklara de dåliga resultat som er- hållits med optiska fibrer enligt den ovannämnda tidigare tekniken.

Vid en variant av det ovan beskrivna förfarandet kan ett dop- ningselement, lämpet för förbättring av överföringen av de inffaröda strålningarna införas i kolven samtidigt med blandningen. Om denna blandning består av kadmium och tellur, kan dopningselementet vara indium.

Införandet av blandningen 10 och dopningselementet i kolven kan åstadkommas genom avsättning i ångfas. Denna avsättning kan 10 20 75 30 35 40 7-8-11996-3 resultera från en kemisk reaktion mellan de förángade elementen, vilket tillåter att åstadkomma en rening.

För övrigt kan införandet av en neutral gas i kolven under- tryckas, om ångtrycket hos de i kolven befintliga ämnena (blandning och eventuellt dopningsmedel) är väsentligen lika med atmosfäriska trycket för smälttemperaturen hos blandningen.

Den förening som erhålles under förloppet av förfarandet en- ligt uppfinningen skall vara lämpad för att överföra en infraröd strålning. När man önskar erhålla en-mono- eller polykristallin förening, består blandningen företrädesvis av två eller flera ele- ment valda i följande tabell l, som utgör en del av elementens pe- riodiska system.

GRUPPER I II III IV V VI VII Li F K Mg Al P S Cl tabell I Rb Zn Ga Ge As Se Br Cs Cd In Sn Sb Te I Tl Pb Bi I detta fall består blandningen lämpligen av ett element ur gruppen II och ett element ur gruppen VI, eller ett element ur grup- pen III och ett element ur gruppen V, eller ett element ur gruppen I och ett element ur gruppen VII.

När man önskar erhålla en glasartad förening, består bland- ningen av flera element valda i följande lista: Ge, P, As, Sb, S, Se, Te, Br och I g Exempelvis kan en blandning som tillåter erhållande av en glas- artad förening bestå av: 28 % av Ge g 12 % av Sb och 60 % av Se.

Dopningsmedlen kan väljas bland elementen i tabell I.

Det glas som utgör väggarna i kolven bör väljas på sådant sätt, att det har en viskositet som tillåter fibrering när det bringas till en temperatur lika med eller högre än blandningens smältèemperatur.

Det är likaledes att föredraga, att utvidgningskoefficienten hos gla- set i kolven är av samma storleksordning som hos föreningen. 7 De optiska fibrer som erhållas genom förfarandet enligt upp- finningen kan användas inom det medicinska området, till exempel för att till ett organ i människokroppen överföra energin från en kol- 1811996-z dioxíd-laser i ändamål att åstadkomma inre kauterísationer. De kan även användas för överföring av ínfraröda bilder.

Claims (6)

7f8fl1996==3 é Patentkrav

1. Förfarande för utförande av en optisk fiber, bestående i att successivt i en vertikal glaskolv, som är försedd med en öppning i sin övre ände, införa en blandning av elementen av en förening som är lämpad för överföring av en ljusstråle, uppvärma kolven för att successivt bilda föreningen genom smältning av blandningen och uppmåukning av den del av kolvens vägg som omgiver föreningen, utdraga en undre del av kolvens vägg för erhållande av en optisk fiber bestående av en kärna omgiven av en mantel, vilken kär- na består av nämnda förening och manteln består av glaset i kolven, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda förening är lämpad för överföring av en infraröd strålning, och att, efter införandet av blandningen och före uppvärmningen, luften utdrives ur kolven genom dess öppning och därefter öppningen tillslutes.F”

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä nn e t e c k n a t därav, att dessutom i kolven införes ett dopningselement med blandningen.

3. Förfarande enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att blandningen och dopningselementet införas i kolven genom avsätt- ning_i ångfas.

4. - 4. förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att en neutral gas införes i kolven, sedan luften utdrivits och före i uppvärmningen av densamma. V

5. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att den optiska fibern underkastas en glödgningsoperation.'

6. Förfarande enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda avsättning åstadkommas genom kemisk reaktion i nämnda ång- fas.