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 givare

Info

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
Application number
SE9303391A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9303391L (sv
SE9303391D0 (sv
Inventor
Leif Gustav Stensland
Mikael Karl Anders Aaberg
Anne Ingrid Birgitta Lidgard
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
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 Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9303391A priority Critical patent/SE502778C2/sv
Publication of SE9303391D0 publication Critical patent/SE9303391D0/sv
Priority to DE69424365T priority patent/DE69424365T2/de
Priority to AT94850177T priority patent/ATE192847T1/de
Priority to EP94850177A priority patent/EP0649007B1/en
Priority to US08/323,039 priority patent/US5627921A/en
Publication of SE9303391L publication Critical patent/SE9303391L/sv
Publication of SE502778C2 publication Critical patent/SE502778C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/32Measuring 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211Manufacture 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture 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
    • C03B37/027Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/075Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/353Mechanical 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
    • G01D5/3537Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself
    • G01D5/3538Optical 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/12Non-circular or non-elliptical cross-section, e.g. planar core
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/14Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10Internal structure or shape details
    • C03B2203/18Axial perturbations, e.g. in refractive index or composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/32Eccentric 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)

10 PATENTKRAV
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.
SE9303391A 1993-10-14 1993-10-14 Optisk fiber för användning som givare jämte förfarande för framställning av en optisk fiber för användning som givare SE502778C2 (sv)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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