WO2000045204A1 - Integriert-optischer lichtwellenleiter - Google Patents

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Roland Mueller-Fiedler
Winfried Bernhard
Lutz Mueller
Oliver Roesch
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Robert Bosch Gmbh
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    • G02B1/045—Light guides
    • G02B1/048—Light guides characterised by the cladding material

Definitions

  • the invention relates to an integrated optical fiber according to the preamble of the main claim.
  • Integrated optical light waveguides with a waveguide core and / or a core environment made of polymers are widely known.
  • the integrated optical fiber according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over the prior art that by using completely fluorinated fluorocarbon materials in a simple and inexpensive manner, optically highly transparent optical fibers with very little attenuation in the windows important for optical telecommunications 1300 nm and 1550 nm can be realized.
  • optical waveguides according to the invention are outstandingly suitable for information transmission in optical telecommunications.
  • the optical waveguide very advantageously consists of a completely fluorinated Teflon material in its core and its core environment, for which the materials Teflon AF 1600 and Teflon AF 2400 are particularly suitable, which are moreover miscible and easy to process.
  • both the core of the optical waveguide and the core environment can furthermore advantageously be composed of a mixture of completely fluorinated Teflon materials.
  • 1 and 2 each show a cross section through an optical waveguide according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section through an optical waveguide 10 which has a core 11 and a core environment 12 which surrounds the core 11.
  • the optical waveguide 10 is optically transparent in the wavelength range around 1300 nm (from approx. 1250 nm to approx. 1350 nm) and in the wavelength range around 1550 nm (from approx. 1480 nm to approx. 1600 nm) and is therefore particularly suitable as an integrated optical waveguide 10
  • Optical fiber for information transmission in optical telecommunications Optical fiber for information transmission in optical telecommunications.
  • the core 11 is made from a mixture of Teflon AF 1600 and AF 2400 put together and enclosed by a core environment 12, which consists of Teflon AF 2400.
  • the core 11 and the core environment 12 each consist of a mixture of Teflon AF
  • the embodiment of the invention is not limited to the two Teflon materials mentioned. Various combinations with other, completely fluorinated fluorocarbons are conceivable.
  • the optical waveguide 10 can also take the form explained with the aid of FIG. 2, the composition of the core 11 and the core environment 12 being carried out in accordance with one of the exemplary embodiments explained above. According to FIG. 2, a thin layer is applied as a core environment 12 on a substrate 13 by a manufacturing process known per se, within which the core 11 runs.

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Abstract

Es wird ein Lichtwellenleiter (10) vorgeschlagen, der einen Kern (11) und eine Kernumgebung (12) aufweist, die jeweils aus einem vollständig fluorierten Fluorkohlenstoffmaterial bestehen. Als vollständig fluorierter Fluorkohlenstoff eignet sich insbesondere ein vollständig fluoriertes Teflonmaterial wie Teflon3 AF 1600 oder Teflon3 AF 2400 oder eine Mischung daraus. Der Lichtwellenleiter (10) ist im Wellenlängenbereich um 1300 nm und/oder um 1550 nm optisch transparent. Der Kern (11) des Lichtwellenleiters (10) hat weiterhin vorzugsweise einen Brechungsindex, der höher ist als der Brechungsindex der Kernumgebung (12). Der vorgeschlagene Lichtwellenleiter eignet sich besonders als integriert-optischer Lichtwellenleiter zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation.

Description

Integriert-optischer Lichtwellenleiter
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen integriert-optischen Lichtwellenleiter nach der Gattung des Hauptanspruches.
Integriert-optische Lichtwellenleiter mit einem Wellenleiterkern und/oder einer Kernumgebung aus Polymeren sind vielfach bekannt. Um derartige Wellenleiter jedoch in der optischen Telekommunikation einsetzen zu können, ist es erforderlich, daß diese eine hohe Transparenz und geringe Dampfung in den beiden bekannten optischen Fenstern im Wellenlangenbereich um 1300 nm und 1550 nm aufweisen.
Die in vielen Polymeren enthaltenen C-H- und O-H-Gruppen fuhren jedoch durch Absorption aufgrund von angeregten Molekuloberschwingungen dazu, daß es in diesen Wellenlangenbereichen bei bekannten Lichtwellenleitern zu betrachtlichen unerwünschten optischen Dampfungen kommt.
Weiterhin ist bereits aus N. Keil, H. Yao und C. Zawadzki, „A Novel Type of 2x2 digital optical switch realized by polymer waveguide technology", 1996, ECOC Oslo, bekannt, Teflon AF 1600, das von der Firma DuPont, Speciality Polymers, P.O. Box 80713, Wilmington, DE 19880, USA, hergestellt und vertreiben wird, als oberer Puffer für Wellenleiter zu verwenden.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemaße integriert-optische Lichtwellenleiter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß durch die Verwendung von vollständig fluorierten Fluorkohlenstoffmaterialien in einfacher Weise und kostengünstig optisch hochtransparente Lichtwellenleiter mit sehr geringer Dampfung in den für die optische Telekommunikation wichtigen Fenstern um 1300 nm und 1550 nm realisiert werden können.
Durch den vollständigen Ersatz der leichten Wasserstoffatome durch das schwerere Fluor wird in diesen Materialien gegenüber herkömmlichen Polymeren eine wesentlich niedrigere optische Dampfung erzielt, so daß sich die erfindungsgemaßen Lichtwellenleiter hervorragend zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation eignen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteranspruchen genannten Maßnahmen.
So besteht der Lichtwellenleiter sehr vorteilhaft in seinem Kern und seiner Kernumgebung jeweils aus einem vollständig fluorierten Teflonmaterial, wozu sich insbesondere die Materialien Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 eignen, die überdies gut mischbar und leicht zu verarbeiten sind. Somit kann weiterhin sowohl der Kern des Lichtwellenleiters als auch die Kernumgebung vorteilhaft aus einer Mischung von vollständig fluorierten Teflonmaterialien zusammengesetzt sein. Dabei sollte zur Vermeidung von Intensitatsverlusten vorteilhaft stets gewahrleistet sein, daß Brechungsindex des Kerns hoher ist, als der Brechungsindex der Kernumgebung.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 und Figur 2 jeweils einen Querschnitt durch einen erfindungsgemaßen Lichtwellenleiter .
Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Lichtwellenleiter 10, der einen Kern 11 und eine den Kern 11 umschließende Kernumgebung 12 aufweist. Der Kern 11 besteht aus dem an sich bekannten Material Teflon AF 1600 der Firma DuPont mit einem Brechungsindex von nD = 1,31. Die Kernumgebung besteht aus dem ebenfalls bekannten Material Teflon AF 2400 der Firma DuPont mit einem Brechungsindex nD = 1,29. Beide Teflonmaterialien sind vollständig fluoriert und enthalten insbesondere keine Wasserstoffatome. Der Lichtwellenleiter 10 ist im Wellenlangenbereich um 1300 nm (von ca. 1250 nm bis ca. 1350 nm) und im Wellenlangenbereich um 1550 nm (von ca. 1480 nm bis ca. 1600 nm) optisch transparent und eignet sich somit insbesondere als integriert-optischer
Lichtwellenleiter zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation.
Da die Materialien Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 untereinander mischbar sind, laßt sich durch eine Mischung nahezu jeder beliebige Brechungsindex zwischen 1,29 und 1,31 herstellen. Daher ist in einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung der Kern 11 aus einer Mischung von Teflon AF 1600 und AF 2400 zusammengesetzt und von einer Kernumgebung 12 umschlossen, die aus Teflon AF 2400 besteht.
Als drittes Ausfuhrungsbeispiel besteht der Kern 11 und die Kernumgebung 12 jeweils aus einer Mischung von Teflon AF
1600 und Teflon AF 2400, wobei diese Mischungen so gewählt sind, daß der Brechungsindex des Kerns 11 hoher ist als der Brechungsindex der Kernumgebung 12.
Die Erfindung ist jedoch in ihrer Ausfuhrung nicht auf die beiden genannten Teflonmaterialien beschrankt. So sind vielfaltige Kombinationen mit anderen, vollständig fluorierten Fluorkohlenwasserstoffen denkbar. Insbesondere kann der Lichtwellenleiter 10 auch die mit Hilfe der Figur 2 erläuterte Form annehmen, wobei die Zusammensetzung des Kerns 11 und der Kernumgebung 12 entsprechend einem der zuvor erläuterten Ausfuhrungsbeispiele ausgeführt ist. Dabei wird gemäß Figur 2 auf einem Substrat 13 durch ein an sich bekanntes Herstellungsverfahren eine dünne Schicht als Kernumgebung 12 aufgebracht, innerhalb derer der Kern 11 verlauft.

Claims

Ansprüche
1. Lichtwellenleiter mit einem Kern (11) und einer Kernumgebung (12) , dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) und die Kernumgebung (12) jeweils aus einem vollständig fluorierten Fluorkohlenstoff besteht.
2. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorkohlenstoff jeweils ein vollständig fluoriertes Teflonmaterial ist.
3. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (10) im Wellenlängenbereich um 1300 nm und/oder um 1550 nm optisch transparent ist.
4. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des Kerns (11) höher ist, als der Brechungsindex der Kernumgebung (12) .
5. Lichtwellenleiter nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus Teflon AF 1600 oder einer Mischung von Teflon AF 1600 und Teflon AF 2400 besteht, und daß die Kernumgebung (12) aus Teflon AF 2400 oder einer Mischung von Teflon AF 1600 und AF 2400 besteht.
6. Verwendung des Lichtwellenleiters nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche als integriert-optischer Lichtwellenleiter zur Informationsübertragung in der optischen Telekommunikation.
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