SI9620074A - Optično vlakno z barvno oznako - Google Patents

Abstract

Pri optičnem vlaknu (1) z ovojem (4) plašča (3), ki obdaja jedro (2) vlakna, iz enega ali več slojev iz umetne snovi kot tudi barvne oznake v obliki obročnega signiranja na ali v zunanjem sloju umetne snovi, obstaja obročno signiranje iz vsakokrat odprtih barvnih obročev.ŕ

Description

Alcatel Alsthom Compagnie Generale d’Electricite

OPTIČNO VLAKNO Z BARVNO OZNAKO

Opis

Predmetni izum se nanaša na optično vlakno z ovojem plašča, ki obdaja jedro vlakna, ter obstaja iz enega ali več slojev iz umetnih snovi kot tudi barvne oznake v obliki obročnega signiranja (označevanja) na ali v zunanjem sloju iz umetne snovi.

Vlakna sorodne vrste so precej znana. Za barvno označevanje in s tem za razlikovanje žil pri razcepni in priključni tehniki nanesejo na skrajni zunanji ovoj iz umetne snovi na žili obročno signiranje, npr. z uporabo umetnih snovi, ki se dajo utrditi z infrardečim obsevanjem, običajna pa so tudi črtasta ali progasta signiranja iz barvnih umetnih snovi, ki so utijevane z uporabo ultravijoličnega obsevanja (UV). Ker je potrebno z barvnimi oznakami opremljena vlakna še dalje predelati, npr. tako, da jih vnesejo v električne ali optične kable, da se jih uvede v zaščitne cevke iz umetne snovi ali jekla, oz. da iz takih vlaken izdelajo vlaknate trakce, dandanes običajno barvno označevanje npr. z IR-obročnim signiranjem, ne zadošča vedno postavljenim zahtevam, npr. glede odpornosti proti obrabi. Zaradi nehomogene, grobe površine vlaken, ki je pogojena z znanim obročnim signiranjem, se lahko vedno znova pojavljajo problemi pri nadaljnji obdelavi vlaken, poleg tega pa se pogosto ne da izogniti povečanemu izparevanju pri temperaturnih spremembah na poti optičnega prenosa. Pomanjkljivosti pa ima lahko tudi enostavno črtasto in progasto signiranje, saj je razen povečanih tehničnih stroškov tako barvno oznako pogosto težko razlikovati.

Izhajajoč iz tega stanja tehnike je predmetni izum osnovan na nalogi, da ugotovi možnost barvnega označevanja, ki že vnaprej izključuje vplivanje na prenosne oz. prevodne lastnosti vlaken tudi pri temperaturnih spremembah, ali pa jih vsaj omeji na zanemarljive vrednosti. Nadalje naj bi bilo zagotovljeno označevanje poljubnega števila vlaken, med postopkom fmalizacije nanešena barvna oznaka pa naj bi ostala ohranjena neodvisno od sledečih stopenj postopka pri nadaljnji predelavi.

To nalogo rešimo po predmetnem izumu tako, da obstaja obročno signiranje iz vsakokrat odprtih barvnih obročev. Odklon od doslej običajne oznake optičnih vlaken v obliki zaprtih barvnih obročev vodi do bistvene poravnave oz. enakomernosti tako imenovanega temperaturnega poteka, t.j. izparilne odvisnosti v dB/km od temperature v stopinjah Celzija (°C). Pri tem sloni izum na spoznanju, da zaprti barvni obroči po dosedanjih izvedbenih oblikah, ko so razporejeni v razmiku, na teh diskretnih mestih učinkujejo s tlačno obremenitvijo na optična vlakna, medtem ko se taka tlačna obremenitev s posledično povečanim izparevanjem ne pojavi, če namesto obročnega signiranja v obliki samih po sebi zaprtih barvnih obročev prevzamejo funkcijo označevanja vlaken taki barvni obroči, ki so odprti.

Kot odprtine barvnih obročev po predmetnem izumu je sicer lahko poljuben, vendar se je iz razlogov zagotavljanja ločevanja označenih vlaken izkazalo kot posebno smotrno, če znaša odprtina barvnih obročev največ 180 °, merjeno po obodu optičnega vlakna.

Smotrno izberemo kot odprte barvne obroče polovične obroče, ali pa take, pri katerih je potek odprtega barvnega obroča prekinjen vzdolž oboda vlakna. Tako npr. je lahko barvni lak, ki tvori polovično obroč, prikazan tudi kot točkasta ali črtkana linija.

Nadaljnja prikladna izvedbena oblika predmetnega izuma nastane tako, da se odprti barvni obroči izoblikujejo s prekinitvijo poteka barvnih obročev vzdolž oboda vlakna v razmiku. Tako npr. bomo smotrno ustvarili odprte barvne obroče, tvorjene s prekinjenim potekom vzdolž oboda vlakna, iz zaporedja barvnih točk in/ali barvnih črt. Seveda pa je tudi v tem primeru mogoče in pogosto posebno prikladno, da imajo barvni obroči, ki so izoblikovani z barvnimi točkami in/ali črtami, odprtino, ki znaša največ 180 °, če jo merimo po obodu.

Včasih je lahko tudi prikladno, da so odprtine razporejene zamaknjeno v smeri vlaken pri zaporedju barvnih obročev v obodni smeri, npr. tudi pri taki izpeljavi izuma, da poteka prostorski zamik odprtin vzdolž vijačnice, ki obdaja vlakno. Tako je kljub pomanjkanju krožnega izseka, ki bi dopolnjeval barvni obroč po predmetnem izumu v polni obroč, omogočeno nedvoumno identificiranje vsakokratnega vlakna.

Posebne prednosti izhajajo iz izvajanja izuma z nadaljnjim prozornim ali prosojnim slojem, ki prekriva obročno signiranje iz odprtih barvnih obročev in se razteza zvezno po dolžini vlakna. S takim nadaljnjim slojem je namreč polovični obroč, ki se nahaja pod njim, npr. barvni polovični obroč, optično videti kot polni obroč. Tako se po predmetnem izumu zgrajeno optično vlakno ne razlikuje optično od običajne barvne oznake s polnim obročem, ima pa v primerjavi z njim izboljšane izparilne lastnosti. Vrhu tega je zagotovljena zaščita barvne oznake pred mehansko obrabo, zaradi gladke površinske zaščite s primerljivim zunanjim premerom pa je zagotovljeno neproblematično nadaljnje obdelovanje označenega vlakna. Z ustreznim izborom gradiv, uporabljenih za nadaljnji sloj, se da doseči visoke vrednosti za trdnosti nadaljnjega sloja, kar po drugi strani pomeni, da med nadaljnjo obdelavo vlaken pogosto neizogibne povišane mehanske obremenitve ne prizadenejo optičnih lastnosti prevodnika svetlobnega valovanja; celo nasprotno: ugotoviti se da izboljšanje prenosnih lastnosti. Z ustreznim izborom gradiva se da razen tega nadaljnji sloj uporabiti kot dodatna površinska zaščita proti vlagi in topilu, to pa pomeni, da so vlaknom, izoblikovanim ustrezno predmetnemu izumu, dostopna nadaljnja uporabna področja v optični prenosni tehniki. Ker je vsaka barvna oznaka mehansko zaščitena s prosojnim ali prozornim nadaljnjim slojem ustrezno predmetnemu izumu neposredno po izdelavi vlakna, torej pred vsako nadaljnjo obdelavo prevodnika svetlobnega valovanja, je možno varno in zanesljivo nanesti tudi poljubne barvne kombinacije za poljubne namene uporabe na vlaknu po predmetnem izumu.

Ker mora nadaljnji sloj, ki prekriva barvno oznako, zaradi kasnejšega identificiranja vsakega posameznega vlakna obstajati iz prozornega ali prosojnega gradiva, je lahko za nadaljnje izvajanje izuma smotrno, da uporabimo bistre lake.

Nadaljnja posebno prikladna varianta izuma je, da je nadaljnji prozorni ali prosojni sloj barvast, tako, da obstaja npr. iz obarvanega laka. Iz tega izhaja raznovrstnost nadaljnjih barvnih kombinacij pri izvedbi izuma.

Kot lake, primerne za namene predmetnega izuma, naj navedemo npr. take na osnovi poliimidov, poliestrov, polietrov, polisulfona ali poliuretana.

Laki za nadaljnji sloj pa tudi za odprte obroče barvnih oznak so lahko taki, ki se dajo utijevati z infrardečim obsevanjem in so bili zato vpeljani v tehniko kot tako imenovani IR-laki, posebno prikladno pa bomo lahko uporabljali tudi z ultravijoličnim obsevanjem trdljive lake. To so tako imenovani UV-laki, ki imajo v primerjavi z IR-laki višjo viskoznost in so zato npr. posebno primerni za poravnavo nadaljnjega sloja zaradi barvne oznake, ki se nahaja pod njim in je nanesena na vlakno, obdano s plaščem. Tako se je za namene predmetnega izuma kot posebno smotrna izkazala kombinacija lakov, pri kateri obstajajo odprti barvni obroči iz IR-trdljivega ter nadaljnji sloj iz UV-trdljivega laka.

Če gre za to, da povečamo hitrost proizvodnje, je pogosto lahko prikladno, da uporabimo tako za odprte barvne obroče kot tudi za nadaljnji sloj UV-trdljive lake. Nadaljnja možnost pri nadaljnjem izvajanju izuma pa je nadomestitev IR-trdljivih in/ali UV-trdljivih lakov z laki, ki vsebujejo topilo.

Ker je za namene predmetnega izuma bistveno, da optično vlakno, opremljeno z zanesljivo in trajno barvno oznako, ter dodatno z nadaljnjim slojem, stabiliziramo pred zunanjimi mehanskimi silami ter istočasno nadalje zaščitimo pred vlago, kislinami in podobnim, bomo pri izvedbi izuma izbrali debelino nadaljnjega sloja reda velikosti 1 do 10 pm, prednostno 3 do 6 pm.

Posebno takrat, kadar nadaljnji sloj obdaja vlakno kot zvezni zaščitni sloj, je bistveno, da izberemo za namene predmetnega izuma ustrezno debelino barvnega sloja, ki tvori to obročno signiranje. Debelina barvnega sloja, ki tvori obročno signiranje, znaša zato 0.5 do 5 pm, prednostno 1 do 3 pm; to vodi do posebno enakomerne površinske kakovosti optičnih vlaken.

Izum bliže pojasnjujemo s pomočjo izvedbenih Primerov, prikazanih na Slikah 1 do 3.

Na Sliki 1 prikazano optično vlakno 1 z jedrom 2 vlakna ter plaščem 3, npr. iz kremenčevega stekla, ima tako imenovani coating (prevleko) 4, t.j. en ali več ovojev iz umetne snovi za zaščito vlakna. Neposredno na tej prevleki 4 je predvidena barvna oznaka v obliki barvnih obročev 5, ki so razporejeni v razmikih ter odprti v obodni smeri in katerih material obstaja iz IR- ali UV-trdljivega laka. Debelina sloja barvnih obročev 5 znaša pri izvedbenem primeru 3 do 4 pm, pri čemer je v smislu predmetnega izuma iz polnega barvnega obroča izsekani del označen s 6. Da bi bil tak odprt barvni obroč 5 za boljše identificiranje vsakega vlakna 1 optično videti kot poln obroč in bi istočasno zagotovo izključili obrabo barvne oznake pri nadaljnji obdelavi, je predviden prozoren ali prosojen nadaljnji sloj 7, ki po celotni dolžini prekriva z barvno oznako opremljeno vlakno. Kot material za ta nadaljnji sloj 7 rabi npr. UV-trdljiv lak na osnovi poliimidov, polisulfona ali poliuretana. Če predpostavimo pri odprtih barvnih obročih 5 debelino 3 pm, znaša debelina nadaljnjega sloja 7 npr. 5 pm, tako, da prekriva celotne barvne obroče 5 in so področja 8 med vsakokrat dvema barvnima obročema 5 zapolnjena z materialom nadaljnjega sloja. Tako dosežemo zvezno mehansko zaščito barvne oznake, vlakno ima izboljšane prenosne lastnosti ter se ga da na osnovi optično zaznavnih, zaprtih barvnih obročev identificirati brez problemov.

Nadaljnje barvne variacije in s tem nadaljnje razlikovalne možnosti so podane takrat, kadar je nadaljnji sloj 7 barvast ali obarvan, npr. če obstaja iz barvastega laka. Tako npr. so lahko črni ali modri enojni ali dvojni obroči 5 vsakokrat v odprti izvedbi iz IR-trdljivega laka, prekriti z rumeno, rdeče ali zeleno obarvanega, prikladno UV-trdljivega in tako bolj viskoznega nadaljnjega sloja 7 laka. Barvasti, sami po sebi odprti enojni ali dvojni obroči 5 se dajo neproblematično identificirati kot polni obroči, ker je barvasti nadaljnji sloj 7 laka vsaj prosojen. Izbor kontrastnih barvnih kombinacij olajša možnost identifikacije označenih vlaken.

Pri na Sliki 1 prikazani izvedbeni obliki predmetnega izuma je optično vlakno lahko tudi vlakno iz umetne snovi, kot nadaljnji sloj 7 laka pa lahko uporabimo tudi sloj iz UVtrdljivega laka na osnovi poliestra ali polietra.

Označevanje po predmetnem izumu optičnega vlakna iz stekla ali umetne snovi s signiranjem iz odprtih barvnih obročev, ki so prednostno polovični obroči, vodi do posebno ugodnih vrednosti pri prenosu. Za optično stekleno vlakno kaže Slika 2 potek tako imenovanega temperaturnega hoda pri barvni oznaki vlakna s pomočjo dandanes običajnih zaprtih barvnih obročev, medtem ko je na Sliki 3 prikazan rezultat pri sicer enakih merilnih pogojih za optično vlakno, ki ima barvno oznako z odprtimi, pri izvedbenem primeru polkrožnimi, barvnimi obroči.

Sliki 2a in 2b se razlikujeta po vsakokrat izbrani spremembi izparevanja pri 1310 in 1550 nm, enake parametre pa smo izbrali pri posnetku temperaturnega hoda pri vlaknu po predmetnem izumu, ki ustreza Slikam 3a in 3b.

Primeijava Slik 2 in 3 kaže razločno pojemanje izparevanja v označenih temperaturnih območjih za optično vlakno, ki je po predmetnem izumu označeno z odprtimi barvnimi obroči. Izoblikovanje barvne oznake, npr. kot polovični obroči, ki so poleg tega lahko prikazani še v točkasti, torej prekinjeni obliki, zagotovi na mestih »obročno oblikovane« oznake, da na neposredni okolici optičnega vlakna ni mehanskih sil. Sile, ki izvirajo iz zgradbe slojev, izbrane za določen namen uporabe, so nevtralizirane z ukrepom predmetnega izuma.

Sliki 4 in 5 kažeta variacije odprtega barvnega obroča po predmetnem izumu. Ustrezno zgradbi vlakna iz Slike 1 za stekleno vlakno 1, so tukaj - brez omejevanja na steklena vlakna - izbrane iste zgradbe, namreč z jedrom 2 vlakna, plaščem 3 in t.i. prevleko (coating) 4.

Ustrezno Sliki 1 kaže Slika 4 odprt barvni obroč 9 z zvezno barvno črto ali progo, pri čemer znaša odprtina tukaj okoli 100 ⁰ - 110 Tak odprt barvni obroč 9 se da optično identificirati pod nadaljnjim slojem kot polni obroč; iz barvnega obroča, ki dejansko deluje kot polni obroč, izvirajo v skladu s predmetnim izumom izboljšane lastnosti pri prenosu.

Drugače kot Slika 4 pa ponazaija Slika 5 neko drugo izvedbeno obliko odprtega barvnega obroča predlaganega po predmetnem izumu. Pri enaki zgradbi vlakna obstaja tukaj odprti barvni obroč 10 iz barvne črte oz. proge, prekinjene po celotnem obodu. Da bi to dosegli, je barvni obroč 10 izoblikovan iz številnih, v obodni smeri razmaknjenih, zaporedno razporejenih barvnih točk in/ali barvnih črt 11.

Claims (15)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Optično vlakno z ovojem plašča, ki obdaja jedro vlakna, iz enega ali več slojev iz umetne snovi kot tudi barvne oznake v obliki obročnega signiranja na ali v zunanjem sloju umetne snovi, označeno s tem, da obstaja obročno signiranje iz vsakokrat odprtih barvnih obročev ter znaša odprtina barvnih obročev, merjena po obodu optičnega vlakna, največ 180 °.
2. 2. Optično vlakno po zahtevku 1, označeno s tem, da so odprti barvni obroči barvasti polovični obroči.
3. 3. Optično vlakno po zahtevku 1, označeno s tem, da je potek barvnih obročev vzdolž oboda vlaken v presledkih prekinjen.
4. 4. Optično vlakno po zahtevku 3, označeno s tem, da obstajajo zaradi prekinjenega poteka vzdolž oboda vlaken izoblikovani odprti obroči iz zaporedja barvnih točk in/ali barvnih črt.
5. 5. Optično vlakno po zahtevku 4, označeno s tem, da imajo z barvnimi točkami in/ali barvnimi črtami izoblikovani barvni obroči odprtino, ki znaša, merjeno po obodu, največ 180 °.
6. 6. Optično vlakno po zahtevku 1 ali enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da je odprtina v smeri vlakna si sledečih barvnih obročev razporejena zamaknjeno v smeri oboda.
7. 7. Optično vlakno po zahtevku 6, označeno s tem, da poteka prostorsko zamaknjenje odprtin barvnih obročev vzdolž vijačnice, ki obdaja vlakno.
8. 8. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da vsebuje prozoren ali prosojen nadaljnji sloj, ki prekriva obročno signiranje iz odprtih barvnih obročev in se razteza zvezno po celotni dolžini vlakna.
9. 9. Optično vlakno po zahtevku 8, označeno s tem, da obstaja prozorni ali prosojni nadaljnji sloj iz barvastega laka.
10. 10. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da obstajajo odprti barvni obroči iz IR-trdljivega laka ter nadaljnji sloj iz UVtrdljivega laka.
11. 11. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da obstajajo odprti barvni obroči in nadaljnji sloj iz UV-trdljivih lakov.
12. 12. Optično vlakno po zahtevku 10 ali 11, označeno s tem, da so IR-trdljivi in/ali UVtrdljivi laki nadomeščeni s topila vsebujočimi laki.
13. 13. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da znaša debelina barvnega sloja, ki tvori odprte obroče, 0.5 do 5 μηι, prednostno 1 do 3 pm, debelina nadaljnjega sloja pa 1 do 10 pm, prednostno 3 do 6 pm.
14. 14. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, da obstaja optično vlakno iz stekla, zlasti kremenčevega stekla.
15. 15. Optično vlakno po zahtevku 1 ali po enem izmed naslednjih zahtevkov, označeno s tem, daje optično vlakno tako iz umetne snovi.