SE502778C2 - Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare - Google Patents
Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givareInfo
- Publication number
- SE502778C2 SE502778C2 SE9303391A SE9303391A SE502778C2 SE 502778 C2 SE502778 C2 SE 502778C2 SE 9303391 A SE9303391 A SE 9303391A SE 9303391 A SE9303391 A SE 9303391A SE 502778 C2 SE502778 C2 SE 502778C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fiber
- core
- optical fiber
- hole
- areas
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229920006240 drawn fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012056 semi-solid material Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K5/00—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
- G01K5/32—Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a fluid contained in a hollow body having parts which are deformable or displaceable
-
- 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
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
-
- 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
- C03B37/075—Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/3537—Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself
- G01D5/3538—Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself using a particular type of fiber, e.g. fibre with several cores, PANDA fiber, fiber with an elliptic core or the like
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C03B2203/12—Non-circular or non-elliptical cross-section, e.g. planar core
-
- 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
- C03B2203/14—Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
-
- 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
- C03B2203/18—Axial perturbations, e.g. in refractive index or composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/32—Eccentric core or cladding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
cn
ca
ma
~q
»J
oo
2
fiberkärnan visas i den internationella patentansökningen WO
87/07255. Fibrerna framställs genom dragning av ett preformsagg-
regat bildat av inre cylindriska stavformiga ämnen, av vilka det
centrala ämnet innehåller kärnområdet och två av de omkringlig-
gande ämnena innehåller metallkärnor. Omkring de cylindriska
ämnena finns ett cylindriskt yttre omhöljande skal.
REDQGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN
Enligt uppfinningen anvisas en optisk fiber, lämplig för an-
vändning som givare i olika sammanhang eller som komponent i op-
tiska givare och andra optiska anordningar. Vidare anvisas ett
sätt för framställning av den optiska fibern. Uppfinningens när-
mare bestämningar och kännetecken framgår av de bifogade patent-
kraven.
En optisk fiber förses med ett längsgående hål, vilket ligger
i anslutning till eller på något avstånd från den optiska fi-
berns kärna eller till och med nära fiberns yttre yta. För an-
vändning som givare är i en utföringsform det längsgående hålet
avsiktligt smalare eller hopträngt eller till och med tillslutet
på ett flertal, t ex periodiskt belägna ställen i fiberns längd-
riktning. I det genomgående hålet resp de genom tillslutningarna
bildade enskilda hålrummen kan ett lämpligt ämne finnas, såsom
en gas (t ex luft), en fluid eller möjligen en metall.
Det längsgående hålet måste ha ett tillräckligt stort tvär-
snitt eller ha annan lämplig utformning, så att vid yttre påver-
Wkan såsom variation av temperatur eller tryck hos fiberns omgiv-
ning mikroböjningar kan äga rum i områdena intill dessa till-
slutningsställen. Det längsgående hålet har med fördel en bety-
dande tvärsnittsyta med en diameter eller största mått i tvär-
riktningen av storleksordningen 0,1 - 0,9 av mantelns radie.
Ordet "diameter" använt i samband med fibern och särskilt i sam-
band med det längsgående hålet och olika partier hos hålet avser
här det största måttet i en tvärriktning eller i en tvärsnitts-
yta.
I en annan utföringsform är det längsgående hålet fyllt med
ett fast eller halvfast material, som uppvisar en stor sväll-
ningseffekt vid en lämplig temperatur eller inom ett begränsat
temperaturområde. Vid svällningen kommer fibern att deformeras
och erhålla mekaniska spänningskoncentrationer.
Sålunda innefattar en optisk fiber, särskilt för användning
502 778
3
som givare, en i fiberns längdriktning gående och centralt an-
ordnad i huvudsak cirkulärcylindrisk kärna. En mantel omger och
ansluter till kärnan och har en i huvudsak cylindrisk yttre yta
och vidare finns i manteln ett i fiberns längdriktning gående
hål. Det längsgående hålet är helt eller delvis fyllt med ett
ämne, vilket ändrar volym vid variationer hos fysikaliska stor-
heter karakteristiska för omgivningen till fibern. Det längsgå-
ende hålet kan vara tillslutet på flera separata ställen i fi-
berns längdriktning. Avstånden mellan tillslutningarna av det
längsgående hålet kan då motsvara minst några få fiberdiametrar
och företrädesvis vara minst 0,5 mm och vidare kan tillslutning-
arna av det längsgående hålet vara väsentligen periodiskt beläg-
na i fiberns längdriktning.
Enligt en andra aspekt innefattar en optisk fiber, särskilt
för användning som givare, en i fiberns längdriktning gående och
centralt anordnad i huvudsak cirkulärcylindrisk kärna. En mantel
omger och ansluter till kärnan och har en i huvudsak cylindrisk
yttre yta och vidare finns i manteln ett i fiberns längdriktning
gående hål. Diametern hos eller det största måttet i ett tvär-
snitt av det längsgående hålet varierar sett i fiberns längd-
riktning, så att flera områden av hålet erhålls med större dia-
metrar resp med större största tvärsnittsmått åtskilda av områ-
den med mindre diametrar resp med mindre största tvärsnittsmått.
Förhållandet mellan diametrarna hos områden med mindre diametrar
och diametrarna hos områden_med större diametrar ligger med för-
del inom området mellan 0,4 och 0,9. Avstånden mellan områdena
av det längsgående hålet med mindre diametrar kan då liksom ovan
motsvara minst några få fiberdiametrar och företrädesvis vara
minst 0,5 mm och vidare kan områdena av det längsgående hålet
med mindre diametrar vara väsentligen periodiskt belägna i fi-
berns längdriktning.
Diametern hos det längsgående hålet kan i fiberns längdrikt-
ning flera gånger minska till noll, så att hålet blir tillslutet
vid flera ställen i fiberns längdriktning. Hålets diameter eller
största mått sett i ett tvärsnitt, åtminstone inom områden med
större diameter, när sådana förekommer, bör för att tillräckligt
påverka fältet hos ljus, som fortplantas längs fibern, överstiga
kärnans diameter. Vidare bör det längsgående hålet vara beläget
på avstånd från kärnan och en yttre yta hos manteln och dessa
50 mikrometer.
Vid ett förfarande för framställning av en optisk fiber, sär-
skilt för användning som givare dras av en lämpligt uppvärmd
preform eller fiberämne en optisk fiber. Preformen innehåller på
vanligt sätt ett kärnområde, vilket vid dragning bildar fiberns
kärna och vilkets längdriktning är parallell med dragningsrikt-
ningen, och vidare innehåller den ett mantelområde, som omger
kärnområdet. Före dragningen av preformen upptas en hålighet
utanför kärnområdet och i huvudsak parallell med kärnområdets
längdriktning, vilken hålighet har tillräcklig storlek, så att
fibern efter dragningen uppvisar ett längsgående hål parallellt
med kärnan. Under och/eller efter dragningen av fibern påverkas
områden av fibern.
Med fördel kan fibern påverkas med hjälp av värme och värmen
kan då erhållas från en ljusstråle alstrad av en laser. Vidare
kan i fiberns hålighet införas ett ämne, vilket ändrar volym vid
variationer hos fysikaliska storheter karakteristiska för den
omgivning, i vilken fibern är avsedd att användas och det inför-
da ämnet kan då vara en polymeriserbar gas eller fluid, vilket
över de begränsade områdena påverkas för att polymeriseras och
bilda fasta förträngningar eller proppar endast inom de påverka-
de områdena. Växelvis med det nämnda ämnet kan såsom variant i
hålet införas ett andra, jämfört med det nämnda ämnet annorlunda
ämne, som påverkas för att bilda de fasta förträngningarna eller
propparna. Det andra ämnet kan då införas i smält form och
bringas att svalna och stelna för att bilda förträngningarna
resp propparna.
FIGURBESKRIVNING
Uppfinningen skall nu beskrivas såsom ej begränsande utfö-
ringsexempel i samband med de bifogade ritningarna, i vilka
fig. 1 visar ett tvärsnitt genom en optisk fiber enligt upp-
502 778
finningen,
fig. 2 - 4 visar tvärsnitt genom preformar, som används vid
dragning av fibern,
fig. S visar den kombinerade preformen i fig. 2 sedd från
sidan,
fig. 6 visar en längdgenomskärning av en utföringsform av den
optiska fibern i fig. 1,
fig. 7 visar en längdgenomskärning av en alternativ utfö-
ringsform av fibern,
fig. 8 visar schematiskt en optisk fiber använd som givare,
fig. 9 visar schematiskt en apparat för framställning av en
optisk fiber och
fig. 10 och 11 visar längdgenomskärningar av ytterligare ut-
föringsformer av fibern.
BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER
I fig. 1 visas ett tvärsnitt genom en optisk fiber, vilken i
sin helhet betecknas 1. Fibern 1 består av kvartsglas och har en
kärna 3 och en kärnan omgivande mantel 5. Kärnan 3 och manteln 5
har en allmänt sett cylindrisk utformning på konventionellt sätt
med koncentriska begränsande cylindriska ytor och brytningsindex
hos fiberkärnan är något större än hos manteln 5. Vanliga dimen-
sioner kan vara såsom för fiber av singelmodtyp, att fiberkärnan
3 har en diameter av 6 - 10 mikrometer och manteln en diameter
av 100 - 200 mikrometer, medan det för multimodfibrer rör sig om
något större dimensioner.
I fibern 1 finns vidare ett längsgående hål 7, som är anord-
nat i manteln 5 och ligger på något avstånd från kärnan 3 och
mantelns 5 yttre yta. På grund av hålet 7 skapas en asymmetri
hos fiberns 1 uppbyggnad och denna asymmetri kan utnyttjas vid
olika tillämpningar. Det längsgående hålet 7 kan olika tvärsnitt
beroende på sin framställning, men för att kunna skapa tillräck-
lig stor mekanisk eller optisk inhomogenitet hos fibern 1 bör
hålets tvärsnitt inte vara alltför smalt i någon riktning och ha
en största dimension eller diameter av minst ca 1 - 10 kärndia-
metrar. I praktiken kan detta mått hos håligheten 7 vara 5 - 50
mikrometer, medan dess minimidiameter eller minsta tvärmått bör
vara minst ca 50 % därav.
I fig. 6 visas den optiska fibern 1 sedd i en axiell sektion.
Här är hålet 7 tillslutet på vissa ställen 8 i fiberns längd-
502 778
6
riktning, så att separata hålrum 7a bildas. Tillslutningarna kan
ha samma eller olika mellanrum mellan varandra i fiberns längd-
riktning. En gas eller ett annat ämne, som är inneslutet i hål-
rummen 7a, utvidgas eller drar ihop sig vid temperaturföränd-
ringar och detta kommer med ett lämpligt avstånd mellan till-
slutningarna 8, t ex några fiberdiametrar såsom minst två fiber-
diametrar, eller ett avstånd av minst 0,5 mm i praktiska fall,
att medföra mikroböjningar av fibern 1 i områden intill de
längsgående tillslutningarna 8 av det ursprungliga hålet 7. Des-
sa mikroböjningar kan detekteras på konventionellt sätt, såsom
visas i de två ovan anförda svenska patenten.
I fig. 2 visas ett aggregat 10 av preformar, som används vid
framställning av den optiska fibern 1 enligt fig. 1. I fig. 2
finns sålunda en yttre preform 9 i form av ett cylindriskt skal,
i vilken en inre preform 11 är anordnad. Den inre preformen 11
är i huvudsak av den konventionella typ, som används vid fram-
ställning av optisk fiber för kommunikation. Ett central belä-
get, cylindriskt kärnområde 13 med något högre brytningsindex än
de övriga delarna av preformsaggregatet 10 finns sålunda här. I
den inre preformen 11 är dessutom ett spår 12 upptaget, som
sträcker sig längs den inre preformens 11 yttre cylindriska yta
i dess längdriktning och vidare sträcker sig ett stycke in i
preformen 11 utan att komma i kontakt med kärnområdet 13. I fig.
5 visas en del av motsvarande aggregat 10 från sidan.
I fig. 3 och 4 visas andra möjligheter för att framställa en
optisk fiber 1 med längsgående hål placerade på avstånd från fi-
berkärnan 3. I fig. 3 används en inre preform 15 av D-typ, vil-
ken alltså i princip utgörs av en preform för en konventionell
optisk fiber, som har ett kärnområde 13 och vars mantel har av-
lägsnats längs en plan yta parallell med fiberämnets 15 längd-
riktning, så att kärnområdet 13 lämnas intakt. Den inre D-pre-
formen omges av ett cylindriskt skal 9 såsom i fig. 2. Ett ihå-
ligt D-formigt utrymme bildas härigenom och det kommer vid drag-
ning av preformaggregat att i huvudsak finnas kvar i den fram-
ställda med approximativt samma form men givetvis med mycket
mindre dimensioner.
Vid preformsaggregatet i fig. 4 har det ihåliga utrymmet med
cirkelsegmenttvärsnitt i fig. 3 fyllts med ytterligare en D-pre-
formdel 17, som har segmentformigt tvärsnitt och har en form,
502 778
7
vilken är komplementär till D-preformen 15. En ränna 19 är upp-
tagen centralt i den plana ytan hos den ytterligare inre pre-
formsdelen 17. De inre preformarna 15 och 17 omges såsom i fig.
2 och 3 av en preformsdel 9 i form av ett cylindriskt skal. Vid
dragning av fiberdragningsämnet enligt fig. 4 erhålls en optisk
fiber i ett stycke med i huvudsak samma tvärsnitt men såsom ti-
digare givetvis utan diskreta delar.
Framställning av en fiber ur preformsaggregatet 10 i fig. 2
och 5 skall beskrivas med utgångspunkt från den schematiska bil-
den i fig. 9 av en fiberdragningsanordning. Preformsaggregatet
fastsätts med sin ena, övre ände i en chuck 31 i fiberdragnings-
anordningen eller fiberdragningstornet, varifrån fibern med ett
längsgående hål dras från den andra, nedre änden av preformsagg-
regatet 10, som uppvärms en högtemperaturugn 32. Från ämnet 10
dras och upplindas den dragna fibern med hjälp av olika trissor.
Särskilt finns motordrivna och/eller styrda trissor 33 och en
upplindningstrumma 35 tillhörande en upplindningsenhet 37. De
drivna och/eller styrda trissorna 33 regleras, så att önskad
fiberdiameter erhålls.
De tillslutningar 8 av det ursprungliga längsgående hålet 7,
som visas i fig. 6, kan enligt en utföringsform åstadkommas, ge-
nom att en tillräcklig kraftig ljusstråle i form av en ljuspuls
från t ex en C02-laser 39, se fig. 9, skickas mot fibern, var-
igenom hålet 7 smälter ihop i det område, som träffas av laser-
strålen. Aktiveringen av lasern 39 och drivningen av trissorna
33 styrs av en styrkrets 41, vilken t ex kan inställas, så att
de vid pulsdrivningen av lasern 33 åstadkomma tillslutningarna 8
kommer ekvidistant och på lämpligt inbördes avstånd i fiberns 1
längdriktning, såsom visas i fig. 6.
En gas eller ett annat önskat ämne inneslutas i fiberns 1
längsgående hål genom att tillföras håligheten 12 i preformsagg-
regatet 10 från en materialbehållare 43 via en ledning 45 anslu-
tande till bakänden av ämnet 10 inuti dragtornets chuck 31.
Vid en speciell utföringsform av den optiska fibern bildas
proppar i hålet 7 av ett tillfört, annorlunda material, såsom
illustreras i fig. 7, vilken visar en alternativ utföringsform.
Sålunda kan i håligheten 7 i fibern 1 införas en polymeriserbar
fluid, vilken bringas att polymerisera endast inom lämpliga om-
råden såsom antyds vid 47 i fig. 7. Polymeriseringen kan t ex
502 778
8
åstadkommas genom lokal uppvärmning eller genom bestrålning med
UV-ljus. De på detta sätt bildade propparna inom områdena 47
motsvarar tillslutningsområdena 8 i utföringsformen enligt fig.
6 och har motsvarande avstånd från varandra sett i fiberns
längdriktning.
En annan möjlighet att erhålla diskreta tillslutningar 47
såsom visas i fig. 7 är att i håligheten 7 införa minst två
olika ämnen, så att olika avsnitt av fibern innehåller olika
ämnen med olika egenskaper, sett i fiberns längdriktning. Sålun-
da kan t ex propparna 47 bildas genom att en lågsmältande metall
i smält tillstånd införs i hålet 7 växelvis med ett ämne, som
har önskade volymsutvidgningsegenskaper vid t ex rumstemperatur
liksom ovan.
Vid ett alternativt utförande av den optiska fibern 1, som
schematiskt visas i fig. 10, finns inte några särskilda till-
slutningar av det längsgående hålet 7 utan detta har väsentligen
konstant diameter över fiberns längd och är fyllt med ett ämne
49, som uppvisar en stor volymändring vid en bestämd temperatur
eller inom ett begränsat temperaturintervall. Vid volymändringen
förändras fiberns mekaniska egenskaper, vilket kan detekteras på
liknande sätt som ovan.
Vid ytterligare ett alternativt utförande av den optiska fi-
bern 1, som schematiskt visas i längdsektion i fig. 11, är dia-
metern hos det längsgående hålet 7 varierande i fiberns längd-
riktning med ett lämpligt avstånd mellan smalare områden, liksom
för tillslutningarna ovan t ex några fiberdiametrar och särskilt
minst 2, eller med ett minsta avstånd av 0,5 mm i praktiska
fall. Diametervariationen bör vara avsevärd med t ex ett diame-
terförhållande mellan 0,4 och 0,9 mellan smala områden och breda
områden och kan vara periodisk i fiberns längdriktning. På grund
av fiberns asymmetri både i längdriktningen och i radiell rikt-
ning kommer vid yttre påverkan av tryck eller dragspänning eller
temperaturvariationer mikroböjningar att uppstå av fiberkärnan
och därmed en ökning av dämpningen för lämpliga ljusvågor, som
överförs genom fibern. Hålet kan vara tomt eller fyllt med lämp-
ligt material såsom i utföringsformen enligt fig. 10 ovan.
Olika kombinationer av utföringsformerna i fig. 6, 7, 10 och
11 är också tänkbara, så att propparna 47 i fig. 7 t ex endast
behöver bilda förträngningar av hålet 7.
502 778
9
I fig. 8 visas schematiskt hur en optisk fiber med längsgå-
ende hål kan användas som givare. Ett stycke 81 av hålfibern är
här hopskarvad med en ände av en konventionell optisk fiber 83
utförd för kommunikation. Kommunikationsfiberns 83 andra ände är
ansluten till styr- och övervakningsenhet 85. Styr- och övervak-
ningsenheten 85 utnyttjar OTDR (Optical Time Domain Reflecto-
metry) och utsänder ljuspulser till kommunikationsfibern 43 och
detekterar det ljus, som reflekteras. Om fiberstyoket 81 utsätts
för vissa fysikaliska storheter i omgivningen, som åstadkommer
varierande mikroböjning, såsom nämnts ovan, ändras beroende på
mikroböjningen det ljus, som reflekteras i fiberstyoket 81. Här-
igenom kan variationen i motsvarande fysikaliska storhet detek-
teras och med en kalibrering även uppmätas. Ett stycke 81 av en
fiber av den typ, som i princip visas i fig. 1 och 6, kan härvid
vara lämplig som givare för t ex temperatur eller tryck. Det
innersta partiet närmast kärnan 3 hos det längsgående hålet 7
behöver inte ligga alltför nära kärnan utan kan ha ett avstånd
av t ex 1 - 5 kärndiametrar till kärnans 1 yttre yta. Härigenom
stör de längsgående hålen 7 inte ljustransmissionen i kärnan 3
alltför mycket i de partier, som inte utsätts för några mikro-
böjningar. Vidare kan med fördel hålighetens 7 tvärsnitt vara så
stort som är praktiskt möjligt.
Claims (25)
1. Optisk fiber, särskilt för användning som givare, innefat- tande en i fiberns längdriktning gående och centralt anordnad i huvudsak cirkulärcylindrisk kärna och en kärnan omgivande och till kärnan anslutande mantel med en i huvudsak cylindrisk yttre yta och med ett i fiberns längdriktning gående hål, vilket är beläget i manteln, k ä n n e t e c k n a d av att det längsgå- ende hålet helt eller delvis är fyllt med ett ämne, vilket änd- rar volym vid variationer hos fysikaliska storheter karakteris- tiska för omgivningen till fibern.
2. Optisk fiber enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det längsgående hålet är tillslutet på flera separata stäl- len i fiberns längdriktning.
3. Optisk fiber enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att avstånden mellan tillslutningarna av det längsgående hålet motsvarar minst några få fiberdiametrar och företrädesvis är minst 0,5 mm.
4. Optisk fiber enligt ett av krav 2 - 3, k ä n n e t e c k - n a d av att tillslutningarna av det längsgående hålet är vä- sentligen periodiskt belägna i fiberns längdriktning.
5. Optisk fiber enligt ett av krav 1 - 4, k ä n n e t e c k - n a d av att hålets diameter eller största mått sett i ett tvärsnitt, åtminstone inom områden med större diameter, när sådana förekommer, överstiger kärnans diameter.
6. Optisk fiber enligt ett av krav 1 - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att det längsgående hålet är beläget på avstånd från kärnan och en yttre yta hos manteln.
7. Optisk fiber enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att avstånden är minst av samma storleksordning som kärnans dia- meter och företrädesvis är minst 0,25 gånger kärnans diameter.
8. Optisk fiber enligt ett av krav 1 - 7, k ä n n e t e c k - n a d av att det längsgående hålets diameter eller största mått i ett tvärsnitt ligger inom området 5 till 50 mikrometer.
9. Optisk fiber, särskilt för användning som givare, innefat- tande en i fiberns längdriktning gående och centralt anordnad i huvudsak cirkulärcylindrisk kärna och en kärnan omgivande och till kärnan anslutande mantel med en i huvudsak cylindrisk yttre yta och med ett i fiberns längdriktning gående hål, vilket är beläget i manteln, k ä n n e t e c k n a d av att diametern hos 502 778 11 eller det största måttet i ett tvärsnitt av det längsgående hå- let varierar sett i fiberns längdriktning, så att flera områden av hålet erhålls med större diametrar resp med större största tvärsnittsmått åtskilda av områden med mindre diametrar resp med mindre största tvärsnittsmått.
10. Optisk fiber enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att förhållandet mellan diametrarna hos områden med mindre dia- metrar och diametrarna hos områden med större diametrar ligger inom området mellan 0,4 och 0,9.
11. Optisk fiber enligt ett av krav 9 - 10, k ä n n e - t e c k n a d av att avstånden mellan områdena av det längsgående hålet med mindre diametrar motsvarar minst några få fiberdiametrar och företrädesvis är minst 0,5 mm.
12. Optisk fiber enligt ett av krav 9 - 11, k ä n n e - t e c k n a d av att områdena av det längsgående hålet med mindre diametrar är väsentligen periodiskt belägna i fiberns längdriktning.
13. Optisk fiber enligt ett krav 9 - 12, k ä n n e t e c k - n a d av att diametern hos det längsgående hålet flera gånger i fiberns längdriktning minskar till noll, så att hålet blir till- slutet vid flera ställen i fiberns längdriktning.
14. Optisk fiber enligt ett av krav 9 - 13, k ä n n e - t e c k n a d av att hålets diameter eller största mått sett i ett tvärsnitt, åtminstone inom områden med större diameter, när sådana förekommer, överstiger kärnans diameter.
15. Optisk fiber enligt ett av krav 9 - 14, k ä n n e - t e c k n a d av att det längsgående hålet är beläget på av- stånd från kärnan och en yttre yta hos manteln.
16. Optisk fiber enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a d av att avstånden är minst av samma storleksordning som kärnans dia- meter och företrädesvis är minst 0,25 gånger kärnans diameter.
17. Optisk fiber enligt ett av krav 9 - 16, k ä n n e - t e c k n a d av att det längsgående hålets diameter eller största mått i ett tvärsnitt ligger inom området 5 till 50 mik- rometer.
18. Förfarande för framställning av en optisk fiber, särskilt för användning som givare, varvid av en lämpligt uppvärmd preform eller fiberämne dras en op- tisk fiber, där preformen innehåller ett kärnområde, vilket vid 502 778 12 dragning bildar fiberns kärna och vilkets längdriktning är pa- rallell med dragningsriktningen, och vidare innehåller ett man- telområde, som omger kärnområdet, varvid före dragningen i preformen upptas en hålighet utanför kärnområdet och i huvudsak parallell med kärnområdets längdrikt- ning, vilken hålighet har tillräcklig storlek, så att fibern ef- ter dragningen uppvisar ett längsgående hål parallellt med kär- nan, k ä n n e t e c k n a t av att under och/eller efter drag- ningen av fibern påverkas denna över flera, taget i fiberns längdriktning begränsade områden för bildning av områden med mindre diametrar hos det längsgående hålet.
19. Förfarande enligt krav 18, k ä n n e t e c k n a t av att de begränsade områden påverkas, så att områden bildas med diameter lika med noll, dvs tillslutna områden av fibern.
20. Förfarande enligt ett av krav 18 - 19, k ä n n e - t e c k n a t av att fibern påverkas med hjälp av värme.
21. Förfarande enligt krav 20, k ä n n e t e c k n a t av att värmen erhålls från en ljusstråle alstrad av en laser.
22. Förfarande enligt ett av krav 18 - 21, k ä n n e - t e c k n a t av att i fiberns hålighet införs ett ämne, vilket ändrar volym vid variationer hos fysikaliska storheter karakte- ristiska för den omgivning, i vilken fibern är avsedd att använ- das.
23. Förfarande enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a t av att det införda ämnet är en polymeriserbar gas eller fluid, vil- ket över de begränsade områdena påverkas för att polymeriseras och bilda fasta förträngningar eller proppar endast inom de på- verkade områdena.
24. Förfarande enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a t av att växelvis med det nämnda ämnet införs i hålet ett andra ämne, som påverkas för att bilda fasta förträngningar eller proppar.
25. Förfarande enligt krav 24, k ä n n e t e c k n a t av att det andra ämnet införs i smält form och bringas att svalna och stelna för att bilda förträngningarna resp propparna.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9303391A SE502778C2 (sv) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare |
DE69424365T DE69424365T2 (de) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | Lichwelleneleitersensor und Verfahren zu seiner Herstellung |
AT94850177T ATE192847T1 (de) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | Lichwelleneleitersensor und verfahren zu seiner herstellung |
EP94850177A EP0649007B1 (en) | 1993-10-14 | 1994-10-12 | Optical fiber for sensors and method for preparation of an optical fiber |
US08/323,039 US5627921A (en) | 1993-10-14 | 1994-10-14 | Optical fiber for sensors including holes in cladding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9303391A SE502778C2 (sv) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9303391D0 SE9303391D0 (sv) | 1993-10-14 |
SE9303391L SE9303391L (sv) | 1995-04-15 |
SE502778C2 true SE502778C2 (sv) | 1996-01-08 |
Family
ID=20391434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9303391A SE502778C2 (sv) | 1993-10-14 | 1993-10-14 | Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5627921A (sv) |
EP (1) | EP0649007B1 (sv) |
AT (1) | ATE192847T1 (sv) |
DE (1) | DE69424365T2 (sv) |
SE (1) | SE502778C2 (sv) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5790742A (en) * | 1995-12-12 | 1998-08-04 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optical fiber |
US5841131A (en) * | 1997-07-07 | 1998-11-24 | Schlumberger Technology Corporation | Fiber optic pressure transducers and pressure sensing system incorporating same |
US6208776B1 (en) * | 1998-04-08 | 2001-03-27 | Physical Optics Corporation | Birefringent fiber grating sensor and detection system |
DE19829501A1 (de) * | 1998-07-02 | 2000-01-05 | Thomas Strothmann | Lichtleiter mit elastischem, flüssigem oder viskosem Lichtleitmedium zur Erfassung mechanischer Belastungen |
CA2341727A1 (en) * | 1998-09-15 | 2000-03-23 | Corning Incorporated | Waveguides having axially varying structure |
US6795635B1 (en) | 1998-09-15 | 2004-09-21 | Corning Incorporated | Waveguides having axially varying structure |
EP1279978A4 (en) * | 2000-02-28 | 2006-01-04 | Sumitomo Electric Industries | OPTICAL FIBER |
US6611633B1 (en) * | 2000-03-24 | 2003-08-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Coated fiber pressure sensors utilizing pressure release coating material |
SE520249C2 (sv) * | 2001-07-02 | 2003-06-17 | Acreo Ab | Förfarande för anordnande av en longitudinell, fast kropp inuti en fiber |
DE60222440T2 (de) * | 2001-07-12 | 2008-06-19 | Ocg Technology Licensing, Llc | Optische faser |
US7444838B2 (en) * | 2003-10-30 | 2008-11-04 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Holey optical fiber with random pattern of holes and method for making same |
JP3952033B2 (ja) * | 2004-04-02 | 2007-08-01 | 松下電器産業株式会社 | 光増幅ファイバと光増幅方法とレーザ発振方法とレーザ増幅装置とレーザ発振装置とレーザ装置とレーザ加工機 |
KR20080033695A (ko) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | 한국정보보호진흥원 | 시스템 개체 구조를 기반으로 하는 시스템의 통합 방법 |
US20090067776A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-12 | Schlumberger Technology Corporation | Optical fibers |
US7947945B2 (en) | 2008-02-29 | 2011-05-24 | Corning Incorporated | Fiber optic sensing system, method of using such and sensor fiber |
US20140363118A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | The Hong Kong Polytechnic University | Microfiber device with enclosed inner cavity |
CA2987922A1 (en) | 2013-06-08 | 2014-12-11 | Universite Laval | Fiber-optic thermometer |
DE102013019774B4 (de) | 2013-11-23 | 2019-05-09 | Westsächsische Hochschule Zwickau | Optische Anordnung zur Bestimmung von Lageänderungen, Positionen, Verformung, Bewegungen, Beschleunigungen und Geschwindigkeiten |
US9186523B1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-11-17 | Christine Lydie Zolli | Glaucoma vision implant—an artificial vision prosthesis and monoconal (vertical) theory of color vision—emphasizing physics |
US10408995B1 (en) | 2016-07-15 | 2019-09-10 | Sentek Instrument, Llc | Optical sensing fiber |
US10712224B2 (en) * | 2017-05-19 | 2020-07-14 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Integrated optical surveillance systems for changes in physical parameters |
FR3093719B1 (fr) * | 2019-03-15 | 2022-08-05 | Univ Limoges | Procédé et dispositif de fabrication d’une fibre optique |
WO2021187972A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | Petroliam Nasional Berhad (Petronas) | Optical fiber based distributed electromagnetic sensor and method of fabrication thereof |
WO2022029872A1 (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ及び光ファイバ伝送システム |
WO2022029871A1 (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4407668A (en) * | 1977-09-30 | 1983-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and process for producing a cladded optical fiber having a longitudinal side coupling zone |
US4201446A (en) * | 1978-10-20 | 1980-05-06 | Honeywell Inc. | Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber |
US4386269A (en) * | 1979-11-15 | 1983-05-31 | Avon Rubber Company Limited | Method and device for detecting leaks from pipelines |
US4373768A (en) * | 1980-03-31 | 1983-02-15 | Raychem Corporation | Thermostatic fiber optic waveguides |
US4714829A (en) * | 1982-05-18 | 1987-12-22 | National Research Development Corporation | Fibre optic sensing device and method |
US4666235A (en) * | 1984-03-16 | 1987-05-19 | Litton Systems, Inc. | Stable fiber optic polarizer |
SE443656B (sv) * | 1984-07-20 | 1986-03-03 | Ericsson Telefon Ab L M | Mikrobojkenslig optisk fiberkabel |
US4634856A (en) * | 1984-08-03 | 1987-01-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fiber optic moisture sensor with moisture-absorbing reflective target |
US4761073A (en) * | 1984-08-13 | 1988-08-02 | United Technologies Corporation | Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge |
CA1268640A (en) * | 1985-11-14 | 1990-05-08 | Battelle Development Corporation | Fiber-optical pressure detector |
GB2189900B (en) * | 1986-04-22 | 1989-11-29 | Plessey Co Plc | Optical fibre devices |
GB8612189D0 (en) * | 1986-05-20 | 1986-07-16 | Birch R D | Optical fibre apparatus |
FR2642521B1 (fr) * | 1989-02-02 | 1993-01-22 | Schlumberger Ind Sa | Capteur optique de pression ainsi que procede et dispositif pour la realisation d'un tel capteur |
SE468229B (sv) * | 1989-10-02 | 1992-11-23 | Survoir Ltd | Optisk fiberkabel foer detektering av en temperaturfoeraendring |
FR2656095B1 (fr) * | 1989-12-19 | 1994-12-23 | Thomson Csf | Capteur a fibre optique. |
US5231681A (en) * | 1990-12-14 | 1993-07-27 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Optical fibre cable for detecting a change in temperature |
-
1993
- 1993-10-14 SE SE9303391A patent/SE502778C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-10-12 EP EP94850177A patent/EP0649007B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-12 AT AT94850177T patent/ATE192847T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-10-12 DE DE69424365T patent/DE69424365T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-14 US US08/323,039 patent/US5627921A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9303391L (sv) | 1995-04-15 |
EP0649007B1 (en) | 2000-05-10 |
DE69424365D1 (de) | 2000-06-15 |
SE9303391D0 (sv) | 1993-10-14 |
ATE192847T1 (de) | 2000-05-15 |
DE69424365T2 (de) | 2000-08-24 |
US5627921A (en) | 1997-05-06 |
EP0649007A1 (en) | 1995-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE502778C2 (sv) | Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare | |
CN108474905B (zh) | 中空芯光纤和激光系统 | |
Wadsworth et al. | Very high numerical aperture fibers | |
US9977180B2 (en) | Photonic crystal fiber, in particular single-mode fiber for the IR wavelength range, and process for the production thereof | |
US6366722B1 (en) | Optical waveguide sensors having high refractive index sensitivity | |
EP1962120B1 (en) | Method for monitoring strain using a tapered microstructured optical fiber | |
WO2005091029A2 (en) | Optical coupler devices, methods of their production and use | |
ATE437378T1 (de) | Mikrostrukturierte optische faser mit mantelungsaussparung, verfahren zu ihrer herstellung und vorrichtung damit | |
WO2004070444A1 (en) | Multiple core microstructured optical fibers and methods using said fibers | |
US9733424B2 (en) | Multicore fiber and method of manufacturing the same | |
US20040101262A1 (en) | Polymer optical waveguide | |
BRPI0116585B1 (pt) | Cabo óptico para telecomunicações, fibra óptica adequada para uso em um cabo óptico, e, método para confeccionar a mesma | |
JPH0798418A (ja) | 光導波通路ファイバおよび光導波通路ファイバを作成する方法 | |
CN101183480A (zh) | 一种光纤式线型感温探测器 | |
JP2023524421A (ja) | 光導波路及び光導波路の製造方法 | |
US20210302647A1 (en) | Optical Fiber with Sequential Varying Core Profile Zones | |
CN113640930B (zh) | 一种opgw光缆传感光纤光单元及其制作方法和光缆 | |
JP2001350052A (ja) | プラスチック光ファイバ及びこれを用いた光ファイバケーブル | |
EP4063923A1 (en) | Optical fiber with sequential varying core profile zones | |
Ledemi et al. | Chalcogenide Glass Fiber Tape | |
KR100327037B1 (ko) | 그레이디드 인덱스 플라스틱 광섬유 모재 | |
Villatoro et al. | Functional photonic crystal fiber sensing devices | |
JP2009186744A (ja) | 光共振器 | |
Theodosiou et al. | Dynamic damage detection of a cantilever carbon beam using a FBG array inscribed in polymer gradient index multimode CYTOP fibre | |
Lomer et al. | Femtosecond laser inscription of diffraction gratings in CYTOP fibers for optical fiber sensing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |