BE1016205A6 - Fibre optique multimodale pour rle a grande vitesse, procede de fabrication et banc d'essai pour celle-ci. - Google Patents

Fibre optique multimodale pour rle a grande vitesse, procede de fabrication et banc d'essai pour celle-ci. Download PDF

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BE1016205A6
BE1016205A6 BE2004/0460A BE200400460A BE1016205A6 BE 1016205 A6 BE1016205 A6 BE 1016205A6 BE 2004/0460 A BE2004/0460 A BE 2004/0460A BE 200400460 A BE200400460 A BE 200400460A BE 1016205 A6 BE1016205 A6 BE 1016205A6
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quartz tube
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Dong-Wook Lee
Byeong-Chul Kang
Byong-Yoon Kang
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Lg Cable Ltd
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Abstract

Il est divulgué un procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale pour RLE à grande vitesse en utilisant un DVCM, qui inclut un processus de dépôt pour former une couche d'enrobage et une couche de noyau, où on rajoute un additif servant à contrôler un indice de réfraction sur une paroi interne d'un tube de quartz en injectant un gaz de dépôt dans le tube de quartz et en appliquant de la chaleur sur l'extérieur du tube de quartz; et un processus d'écrasement qui est réalisé de manière répétitive N fois afin de remplir un sillon du tube de quartz en appliquant de la chaleur à une température supérieure à une température de dépôt au tube de quartz une fois que la couche de noyau est complètement déposée. Dans ce procédé, en même temps qu'un N-1ième processus d'écrasement, on réalise un processus d'attaque par injection d'un gaz de réaction d'attaque à l'intérieur du tube de quartz afin d'éliminer une fraction de l'indice de réfraction qui est transformée en raison de l'évaportion de l'additif.

Description


  FIBRE OPTIQUE MULTIMODALE POUR RLE A GRANDE VITESSE, PROCEDE DE FABRICATION ET BANC D'ESSAI POUR CELLE-CI
CONTEXTE DE L'INVENTION
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une fibre optique multimodale et son procédé de fabrication, et plus particulièrement une fibre optique multimodale pour réseau local d'entreprise (RLE ou LAN pour Local Area Network) à grande vitesse, qui améliore les propriétés de transmission pour un RLE à grande vitesse en éliminant les défauts dans une zone de noyau et suggère également un critère pour une performance de transmission minimale requise pour une transmission optique au niveau gigabit, ainsi que son procédé de fabrication.
DESCRIPTION DE LA TECHNIQUE CORRELATIVE
Au fur et à mesure que le nombre d'utilisateurs d'Internet augmente,

   on a besoin de plus capacité de transmission pour un service de communication stable et on s'intéresse donc de plus en plus à un système de RLE de niveau 1 ou 10 gigabits utilisant une fibre optique multimodale comme ligne de transmission, ce qui donne une meilleure performance de transmission avec des frais de maintenance relativement plus faibles qu'avec le système conventionnel. Toutefois, en dépit de telles attentes, le système de RLE de niveau gigabit existant n'est pas facile à adapter à la demande de largeur de bande des abonnés qui a littéralement explosé, ceci en raison de son inconvénient structurel qui est l'utilisation de DEL comme source lumineuse en général. En conséquence, on a besoin d'un système de transmission pouvant utiliser une diode à laser comme source lumineuse apte à recevoir une plus grande capacité de transmission.

   Le système de transmission utilisant une diode à laser comme source lumineuse peut être utilisé efficacement dans un système de niveau supérieur à 10 gigabits. Toutefois, plus préférentiellement, le système doit être spécifié de manière à répondre à la demande de l'utilisateur à faible coût grâce à un compromis adéquat entre un coût de configuration du système et une performance du système, qui sont des facteurs essentiels du RLE.

   Une diode LESCV (à laser à émission sur surface de cavité verticale) et une diode à laser Fabry-Pérot peuvent être utilisées à un coût relativement bas parmi les diodes à laser existantes supportant une vitesse de données supérieure à 1 gigabit .
Toutefois, bien que supportant avantageusement une communication à une vitesse de données supérieure au gigabit, la diode à laser entraîne plusieurs problèmes si on l'utilise avec une fibre optique multimodale différemment d'une DEL.

   De manière représentative, puisqu'une diode à laser est configurée pour irradier une lumière seulement sur une zone partielle d'un centre de noyau d'une fibre optique si on utilise le niveau gigabit, de légers défauts et une irrégularité du noyau peuvent transformer sensiblement un signal de sortie, exerçant ainsi des effets sérieux par une détérioration de la performance du système.
On comprend donc que la recherche d'un processus de fabrication d'une fibre optique pouvant supprimer de tels inconvénients dans la zone de noyau est le point le plus essentiel pour configurer un système pouvant réaliser une transmission optique à grande vitesse indépendamment du type de source lumineuse .
La fig. 1 montre un DVCM (dépôt de vapeur chimique modifiée) , qui est un procédé couramment utilisé de fabrication d'une fibre optique représentative.

   Les sections (a), (b) et (c) de la fig. 1 montrent chacune un processus de dépôt, un processus d'écrasement et un processus d'étirement qui représentent le DVCM dans 1 ' ordre .
En référence à la section (a) de la fig. 1, dans le processus de dépôt, un gaz de dépôt comme du SiCl4, GeCl4, POCl3, He et 02est injecté dans un tube de quartz 10 qui tourne généralement à 20 à 120 rpm et une source de chaleur 5 est déplacée lentement le long d'une direction axiale du tube de quartz 10 pour chauffer l'extérieur du tube, formant ainsi une couche de dépôt 12 composée d'un noyau et d'un enrobage.
Plus spécifiquement, le gaz de dépôt injecté que l'on fait couler dans le tube de quartz 10 est chauffé à une température de réaction à une position adjacente à la source de chaleur 5.

   A ce moment, en raison de l'oxydation thermique, une fine couche de particules de silice 11 est générée sur une paroi interne du tube positionnée en face de la source de chaleur 5 et ayant une température relativement basse et la fine couche de particules de silice 11 est frittée pour former la couche de dépôt de noyau /d'enrobage 12. A chaque fois que la source de chaleur 5 se déplace le long de la totalité de la longueur du tube de quartz 10, on obtient une couche de dépôt de particules.

   Ainsi, si on répète une telle procédure plusieurs dizaines de fois et si la composition du dépôt change pour donner une répartition d'indice de réfraction souhaitée pour chaque couche, les couches de dépôt de noyau et d'enrobage 12 se forment ensuite dans le tube de quartz 10.
Une fois que le processus de dépôt est terminé, le processus d'écrasement tel que présenté en section (b) de la fig. 1 le suit.

   Cela signifie que, si l'extérieur du tube de quartz dans lequel se forment les couches de dépôt d'enrobage et de noyau 12 est chauffé au delà d'une température de dépôt (par exemple à 2000 à 2300 [deg.]C) au moyen de la source de chaleur 5 se déplaçant dans une direction axiale, un flux visqueux est généré dans le tube de quartz 10 et les diamètres intérieurs et extérieurs du tube diminuent graduellement en raison de la différence de tension et de pression en surface entre les parois internes et externes. Si on répète cette procédure plusieurs fois, un sillon G du tube de quartz 10 se remplit substantiellement, créant ainsi une ébauche de fibre optique de la forme d'une baguette de quartz.

   Pour l'ébauche de fibre optique ayant subi le processus d'écrasement, on réalise le processus d'étirement présenté en section (c) de la fig. 1 pour obtenir une fibre optique.
Généralement, le Ge02est ajouté comme additif pour augmenter un indice de réfraction pendant que la couche de noyau se forme pendant le processus de dépôt. Cet additif se volatilise pendant le processus d'écrasement qui est accompli à une température plus élevée que le processus de dépôt, comme le montre la formule de réaction suivante 1.

   Dans la formule de réaction 1, (s) et (g) indiquent respectivement un état liquide et un état gazeux d'une substance .
FORMULE DE REACTION 1
Ge02(s) GeO (g) + - 02
Du fait de la réaction suivant la formule de réaction 1, la concentration de Ge02diminue sur la surface de la couche de dépôt du centre de noyau et une ébauche de fibre optique finalement créée a une répartition d'indice de réfraction présentant un creux d' indice tel que le montre la fig. 2. De plus, le gaz de Ge02généré par la réaction est partiellement condensé à nouveau en Ge02en face de la source de chaleur en mouvement 5.

   Ainsi, quand on déplace la source de chaleur 5, la diffusion interne du Ge02est réactivée et elle entraîne donc probablement un pic d'indice, de sorte que l'indice de réfraction augmente de nouveau au centre du noyau comme le montre la fig. 3.
Un tel creux et pic d'indice et l'irrégularité axiale en résultant de l'indice de réfraction réduisent de manière significative une largeur de bande d'une fibre optique multimodale, détériorant ainsi ses caractéristiques optiques. Ainsi, le creux et le pic d'indice sont un problème à résoudre, particulièrement dans le processus de fabrication d'une fibre optique multimodale pour un système de transmission de niveau gigabit dans lequel un signal optique est irradié seulement sur une partie de la zone de noyau.

   Cela provient du fait que la détérioration des caractéristiques de transmission optique est inévitable si la transformation du profil d'indice de réfraction due à la volatilisation ou à la recondensation des additifs générée pendant le processus d'écrasement n'est pas éliminée, même si l'indice de réfraction est contrôlé parfaitement dans le processus de dépôt.
Pour minimiser le changement d'indice de réfraction dû à la volatilisation du Ge02pendant le processus d'écrasement, un procédé de compensation de Ge02volatise en injectant de 1 ' 02et du GeCl dans un tube de quartz juste avant le processus d'écrasement final, comme montré dans la formule de réaction suivante 2, a été proposé dans le brevet US N[deg.] 4,165,224 et N[deg.] 4,304,581 et par Akamatsu et al. (1977, Appl . Phys .

   Let ter. 31.515-517) .
FORMULE DE REACTION 2
GeCl4(g) + 02(g)  Ge02(s) + 2C12(g)
De plus, le brevet US N[deg.] 4,921,516 a révélé qu'un processus de surdopage suivant la formule de réaction 2 doit être réalisé à une température inférieure à celle du processus d'écrasement de manière à ce qu'une couche de dépôt existe à l'état colloïdal et une épaisseur de la couche de dépôt doit être réduite graduellement dans un sens de déplacement d'une source de chaleur pendant le processus d'écrasement final afin d'améliorer les effets de compensation.
Le brevet US N[deg.] 4,657,575 divulgue que de l'Al203est utilisé comme additif au lieu de Ge02.

   Suivant ce document, lorsque de l'Al203présentant un point de fusion de 2045 [deg.]C est utilisé pour contrôler un indice de réfraction de la fibre optique, la diffusion de l'additif hors du noyau s'arrête mieux durant le processus d'écrasement que dans le cas où on utilise du Ge02présentant un point de fusion de 1086 [deg.]C, diminuant ainsi le creux d'indice comparativement aux processus conventionnels.
Outre les procédés précédemment mentionnés, une technique de fabrication d'une ébauche de fibre optique après l'élimination d'une fraction volatilisée de Ge02par attaque juste avant le processus final lors des processus d'écrasement a été proposée. A ce moment, le processus d'attaque peut utiliser un gaz de réaction comme du HF (Hopland, 1978, Electron . Lett . , 14, 757-759) ou du composé fluorique gazeux (Liegois et al., 1982, Non -Cryst .

   Solids, 117, 247-250 ; Schneider et al. 1982, 8<ièrae>Conf . Proc . Eur. Conf . Opt . Fibre Commun . , 36-40). Le brevet US N[deg.] 4,793,843 divulgue qu'on peut augmenter une quantité de fluorine par surface unitaire et qu'on peut aussi améliorer un effet d'attaque en utilisant un composé fluorique comme du C2F6/C3F8et du n-CF10avec de 1 ' 02dans le processus d'attaque. Cependant, cette technique réalise plusieurs fois le processus d'attaque séparément juste avant le processus d'écrasement final et il y a donc un laps de temps entre les N-l<ième>et N<ième>étapes d'écrasement et le Ge02se volatilise donc pendant le processus d'attaque.

   De plus, comme il y a une limite à la baisse du diamètre intérieur du tube juste avant le processus d'écrasement final en raison du processus d'attaque, la surface de volatilisation de Ge02reste vaste et il n'est donc substantiellement pas facile d'éliminer effectivement le creux d'indice.
Bien que diverses techniques soient proposées, on n'obtient pas en réalité une fibre optique multimodale dont les inconvénients soient suffisamment éliminés pour qu'elle convienne à un système de transmission de données à grande vitesse au niveau gigabit et on a toujours besoin d'un nouveau procédé capable d'éliminer plus efficacement les inconvénients du centre du noyau comme un creux d'indice et un pic d'indice.
Entre-temps, pour utiliser une fibre optique multimodale pour RLE à grande vitesse de niveau gigabit,

   il convient de proposer un protocole assurant une performance de transmission optique quel que soit le type de source lumineuse .
Une manière conventionnelle pour l'indication des caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale est une largeur de bande de lancement à mode restreint (LBLMR) régulée par le FOTP-204. Toutefois, les types de sources lumineuses auxquels peut être appliquée la LBLMR sont restreints et si on change une source lumineuse ou une condition d'excitation lumineuse dans l'usage réel, une erreur critique peut survenir du fait que la LBLMR ne répond pas à une largeur de bande réellement demandée.
Le FOTP-220 régule un procédé de mesure de DMD (délai à mode différentiel) présentant une meilleure exactitude que la LBLMR.

   Le FOTP-220 est connu comme un procédé pouvant évaluer les caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale indépendamment de la source lumineuse utilisée plus précisément que tout autre procédé existant. Un critère d'évaluation des caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale suivant le FOTP-220 est spécifié dans le TIA-492AAAC, qui a toutefois pour limitations de s'appliquer restrictivement à une fibre optique multimodale d'un diamètre de noyau de 50 [mu]m, une distance de transmission allant jusqu'à 300 m et une longueur d'ondes d'application de 850 nm dans des fibres optiques de niveau 10 gigabits.
Comme mentionné ci -dessus,

   des caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale qui peut être appliquée à tous les systèmes de transmission à grande vitesse de niveau 1 gigabit et de niveau 10 gigabits et peut être utilisée aussi bien à 850 nm qu'à 1300 nm quel que soit le type de source lumineuse n'ont pas été proposées dans le passé, et on a donc besoin d'une alternative .
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention est conçue en tenant compte de ces problèmes et un objet de la présente invention est donc de mettre au point un procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale qui puisse éliminer les inconvénients d'une zone de noyau dus à 1 ' évaporâtion d'un additif servant à contrôler l'indice de réfraction pendant un processus d'écrasement en DVCM (dépôt de vapeur chimique modifiée)

   .
Un autre objet de la présente invention est de mettre au point une fibre optique multimodale qui assure des caractéristiques de transmission aussi bien à 850 nm qu'à 1300 nm simplement par DMD (délai à mode différentiel) mesuré à 850 nm, permettant ainsi de l'appliquer à un système de transmission optique à grande vitesse de niveau gigabit .

   Encore un autre objet de l'invention est de mettre au point un banc d'essai pour évaluer une performance de transmission d'une fibre optique à appliquer à un système de transmission optique de niveau gigabit.
Pour atteindre l'objectif indiqué ci -dessus, la présente invention met au point un procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale en utilisant un DVCM et qui inclut un processus de dépôt pour former une couche d'enrobage et une couche de noyau, auxquelles on rajoute un additif pour le contrôle d'un indice de réfraction sur une paroi interne d'un tube de quartz en injectant un gaz de dépôt dans le tube de quartz et en appliquant de la chaleur sur l'extérieur du tube de quartz ;

   et un processus d'écrasement qui est réalisé N fois de manière répétée afin de remplir un sillon du tube de quartz en appliquant de la chaleur à une température dépassant une température de dépôt sur le tube de quartz après le dépôt complet de la couche de noyau, et dans lequel, en même temps qu'un N-l<[iota]eme>processus d'écrasement, on met en oeuvre un processus d'attaque par injection d'un gaz de réaction d'attaque dans le tube de quartz afin d'éliminer une fraction dont l'indice de réfraction est transformé en raison de 1 ' évaporâtion de 1 ' additif .
L'additif servant à contrôler un indice de réfraction est de préférence du Ge02.
De plus, le gaz de réaction utilisé pour l'attaque peut être de 1 ' 02et du C2FS.
Il est préférable que la vitesse d'écrasement du N-l<[iota]eme>processus d'écrasement soit fixée à 2,5 à 4,

  5 mm<2>/s et que le rapport de flux de 1 '02au C2F6se situe dans la plage de 2,5 à 30. En outre, il est aussi préférable qu'une vitesse de flux de l'02se situe dans la plage de 50 à 120 sccm, tandis qu'une vitesse de flux du C2F[epsilon]se situe dans la plage de 4 à 20 sccm.
On applique de préférence une pression positive à l'intérieur du tube de quartz pendant le processus d'écrasement.

   A ce moment, la pression positive se situe de préférence dans la plage de 0 à 10 mm C .
Suivant un autre aspect de l'invention, il est aussi créé une fibre optique multimodale pour RLE (réseau local d'entreprise) optique qui présente un diamètre de noyau de 50+-3 [mu]m, transmet un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et a une distance de transmission supérieure à 600 m aux deux longueurs d'onde, dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD (délai à mode différentiel) à 850 nm, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un noyau est de l'ordre de 2,0 ns/km et dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 2,0 ns/km.
A ce moment,

   dans le cas d'une fibre optique ayant une distance de transmission supérieure à 600 m et 2000 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un noyau est de l'ordre de 2,0 ns/km, une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 1,0 ns/km et toutes les différences de délai du noyau excepté pour le centre sont supérieures à 0,4 ns/km.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, il est également créé une fibre optique multimodale pour RLE optique qui a un diamètre de noyau de 62,5+3 [mu]m, transmet un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et a une distance de transmission supérieure à 300 m et 500 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, dans laquelle,

   dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un noyau est de l'ordre de 5,0 ns/km et une différence de délai maximum dans une plage allant d'un point de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m est de l'ordre de 3,5 ns/km.
Suivant encore une autre réalisation de la présente invention, il est également mis au point une fibre optique multimodale pour RLE optique qui a un diamètre de noyau de 50+-3 [mu]m ou 62,5+-3 [mu]m, transmet un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et a une distance de transmission supérieure à 500 m et 1000 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un coeur est de l'ordre de 3,0 ns/km,

   dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage allant d'un point de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m est de l'ordre de 2,0 ns/km et dans laquelle toutes les différences de délai du noyau sauf pour le centre sont supérieures à 0,4 ns/km.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, il est également créé une fibre optique multimodale pour RLE optique qui a un diamètre de noyau de 50+3 [mu]m, transmet un signal de niveau 10 gigabits (Gb) à 850 nm et a une distance de transmission supérieure à 300 nm respectivement, dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un noyau est de l'ordre de 0,3 ns/km et dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 0,

  3 ns/km.
Dans le cas d'une fibre optique ayant une distance de transmission supérieure à 500 m, une différence de délai maximum sur la surface totale d'un noyau est de l'ordre de 0,15 ns/km et une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 0,15 ns/km.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est mis au point un banc d'essai pour évaluer les caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale utilisée pour un système de transmission optique de niveau gigabit, qui inclut une source lumineuse et un photocapteur substantiellement connectés aux deux extrémités d'un échantillon de fibre optique à tester ; un agitateur de fibre placé sur au moins côté de l'échantillon de fibre optique pour l'agiter ;

   un testeur de taux d'erreur de bit connecté à la source lumineuse et au photocapteur pour détecter une erreur de signal optique ; un analyseur visuel connecté au photocapteur pour afficher visuellement une forme d'onde d'une lumière reçue ; un potentiomètre optique pour mesurer un niveau de puissance fournie de la lumière reçue ;

   et un affaiblisseur optique variable combiné à un côté de l'échantillon de fibre optique afin d'affaiblir le contrôle du signal optique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres objets et aspects de la présente invention ressortiront de la description suivante de formes de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la fig. 1 est un diagramme montrant la procédure générale de DVCM (dépôt de vapeur chimique modifiée) ;
la fig. 2 est un graphique montrant un creux d'indice généré dans une zone de noyau d'une fibre optique selon la technique antérieure ;

   la fig. 3 est un graphique montrant un pic d'indice généré dans une zone de noyau d'une fibre optique selon la technique antérieure ,-
la fig. 4 est un organigramme illustrant le processus de fabrication d'une fibre optique multimodale suivant une forme de réalisation privilégiée de la présente invention ;
la fig. 5 est un graphique montrant qu'un creux d'indice est éliminé dans une région de noyau d'une fibre optique selon la présente invention ;
la fig. 6 est un diagramme d'ensemble montrant un banc d'essai servant à mesurer les caractéristiques de transmission optique d'une fibre optique suivant la présente invention ;
la fig. 7 est un graphique montrant une pénalité de puissance suivant un DMD (délai à mode différentiel) mesurée à 850 nm ;
la fig. 8 est un graphique montrant une pénalité de puissance suivant un DMD mesurée à 1300 nm ;

  
la fig. 9 est un graphique montrant schématiquement un DMD d'un signal optique transmis par la fibre optique multimodale suivant la présente invention ;
la fig. 10 est un graphique montrant un délai modal pour chaque temps d'atteinte en fonction du décalage radial de la fibre optique multimodale suivant la présente invention ; et
la fig. 11 est un graphique montrant la diffusion d'impulsions correspondant au délai de la fibre optique multimodale suivant la présente invention. DESCRIPTION DES FORMES DE REALISATION PRIVILEGIEES
La présente invention va être décrite ci-après avec plus de détails en référence aux dessins.

   Avant la description, il convient de comprendre que les termes utilisés dans la spécification et les revendications annexées ne doivent pas être interprétés comme limités à des sens généraux du dictionnaire, mais en se basant sur des significations et concepts correspondant aux aspects techniques de la présente invention sur la base du principe que l'inventeur a le droit de définir des termes de manière appropriée pour donner les meilleures explications.

   C'est pourquoi la description proposée ici est juste un exemple préférentiel destiné uniquement à des fins illustratives et qui n'est pas sensé limiter la portée de l'invention et il faut donc bien comprendre que d'autres équivalents et modifications pourraient y être apportés sans déroger à l'esprit et à la portée de l'invention.
La fig. 4 est un organigramme illustrant un procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale suivant une forme de réalisation privilégiée de la présente invention.
En référence à la fig. 4, les étapes S100 et SllO correspondent à un processus de dépôt d'une couche d'enrobage et d'une couche de noyau après coup en injectant un gaz de dépôt dans un tube de quartz d'ébauche et en chauffant l'extérieur du tube.

   Une technique bien connue utilisée en DVCM (dépôt de vapeur chimique modifiée) peut être appliquée à ce processus de dépôt. Ici, on rajoute particulièrement un additif pour contrôler un indice de réfraction lorsque la couche de noyau est formée afin d'accroître un indice de réfraction de la couche de noyau plutôt que de la couche d'enrobage. Pour l'additif, on peut utiliser préférentiellement du Ge02, mais non limitativement . Une fois que le processus de dépôt d'enrobage/de noyau est achevé, on réalise de manière répétitive un processus d'écrasement à une température supérieure à la température de dépôt (S120) .

   Plus spécifiquement, de la chaleur est appliquée sur le tube de quartz au cours du processus d'écrasement de manière à maintenir une température de surface maximale du tube de quartz préférentiellement dans la plage de 2000 à 2400 [deg.]C. Pendant le processus d'écrasement, les parois interne et externe du tube atteignent toutes deux une température d'amollissement, et un flux visqueux est ainsi généré dans une direction centrale du tube du fait de la différence de tension et de pression en surface entre les parois interne et externe du tube, ce qui fait progresser l'écrasement du tube.
On applique de préférence une pression positive dans une plage de 0 à 10 mm C à l'intérieur du tube de quartz afin de stabiliser la forme du tube.

   De plus, on fixe de préférence une vitesse d'avancée de la source de chaleur dans la plage allant de 34 à 40 mm/s et une vitesse de rotation du tube de quartz de préférence dans la plage allant de 15 à 32 rpm, ce qui est plus lent que le processus de dépôt .
Dans la présente invention, un tel processus d'écrasement est réalisé de manière répétitive N fois et le N-l<[iota]eme>processus, réalisé juste avant le processus d'écrasement final, progresse en même temps qu'un processus d'attaque pour une fraction volatilisée de l'additif (S130) . Par exemple, si le processus d'attaque est répété 6 fois, un gaz de réaction servant à attaquer la fraction volatilisée de Ge02est injecté pendant le cinquième processus d'écrasement.

   A ce moment, il est préférable de fixer la vitesse d'avancée de la source de chaleur à 20 mm/s et la vitesse d'écrasement dans la plage de 2,5 à 4,5 mm<2>/s. De plus, il est préférable que le diamètre intérieur du tube de quartz soit petit afin de minimiser la surface de GeO volatilisée. Cependant, considérant la faisabilité de la procédure de fabrication, le diamètre intérieur du tube de quartz est maintenu de préférence à environ 2 mm, plus préférentiellement à 1 mm.
Le gaz de réaction servant à l'attaque utilise de préférence de 1 ' 02et du C2F6. Ici, un rapport de flux de 1 ' 02au C2F6est de préférence fixé dans la plage de 2,5 à 30 afin d'obtenir une excellente performance d'attaque.

   De manière correspondante, une vitesse de flux d'02correspond à la plage de 50 à 120 sccm, tandis qu'une vitesse de flux d'02F6est fixée dans la plage de 4 à 20 sccm. A ce moment, des vitesses de flux d'02et de C2F6sont sélectionnées de manière à satisfaire au rapport mentionné précédemment.
Une fois que l'opération d'écrasement et que le processus d'attaque ont été réalisés simultanément, le N<[iota]eme>processus final d'écrasement est réalisé afin de remplir un sillon dans le tube, permettant ainsi de réaliser une ébauche de fibre optique de la forme d'une baguette de quartz (S140) .
Comme décrit ci-dessus, si une portion défectueuse de la zone de noyau est attaquée avec un écrasement juste avant le processus d'écrasement final,

   il est possible d'obtenir une fibre optique multimodale ayant un profil d' indice réfractaire sans creux d' indice ni pic d' indice dans la zone du noyau, comme le montre la fig. 5.
Suivant un autre aspect de l'invention, un banc d'essai tel que présenté en fig. 6 est créé pour mesurer les caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale dans laquelle les défauts de la zone de noyau sont éliminés de la façon mentionnée plus haut.
En référence à la fig.

   6, le banc d'essai de la présente invention est appliqué à des systèmes de transmission optiques de niveau 1 gigabit et 10 gigabits et inclut une source lumineuse (Tx) 100 et un photocapteur (Rx) 102 substantiellement connecté aux deux extrémités d'un échantillon de fibre optique 106 à tester, un agitateur de fibre 104 servant à agiter au moins un côté de l'échantillon de fibre optique 106, un TTEB (testeur de taux d'erreur de bit) 114 servant à détecter une erreur dans un signal optique numérique, un potentiomètre optique 112 et un analyseur visuel 116.

   Le photocapteur 102 et le potentiomètre 112 sont connectés à l'échantillon de fibre optique 106 par le biais d'un coupleur optique 110 et un affaiblisseur optique variable 108 est combiné à un côté de l'échantillon de fibre optique 106 afin d'affaiblir le contrôle du signal optique.
Pour la source lumineuse 100, on adopte une DEL (diode électroluminescente) ou une diode à laser qui ont une spécification bien adaptée à la performance du système et on l'emploie de préférence, avec un diamètre de 5 [mu]m et une durée d'impulsion de 0,1 à 2 ns, comme un protocole de mesure général FOTP-220.
Suivant la configuration décrite précédemment, la transmission d'un signal optique numérique,

   la détection d'erreurs et la mesure d'une puissance optique fournie sont réalisées tout en exerçant des influences environnementales qui peuvent se produire dans un système réel, sur l'échantillon de fibre optique 106, sous forme d'une agitation à l'aide de l'agitateur de fibre 104. Cela signifie que le TTEB 114 est connecté à la source lumineuse 100 et au photocapteur 102 afin d'évaluer substantiellement une performance de transmission en détectant une erreur dans un signal et que l'analyseur visuel 116 affiche visuellement un signal reçu dans le photocapteur 102 vers l'extérieur.

   De plus, le potentiomètre optique 112 mesure un niveau de puissance fournie d'un signal numérique qui est envoyé par la source lumineuse 100 et ensuite reçu dans le photocapteur 102 via l'échantillon de fibre optique 106. li
En utilisant le banc d'essai, il est possible de mesurer le délai et la distorsion d'impulsion de chaque mode dans un noyau de fibre optique multimodale dans les mêmes circonstances que dans un système réel,

   de détecter de légères irrégularités dans le noyau de la fibre optique et puis d'en déduire par analogie une détérioration correspondante des caractéristiques de largeur de bande et donc de distinguer une fibre optique à caractéristiques de transmission minimales et à caractéristiques de largeur de bande minimales indépendamment de la source lumineuse.
Après avoir testé un lot d'échantillons de fibre optique en utilisant le banc d'essai mentionné précédemment, on a découvert que le DMD de la fibre optique a une certaine corrélation avec une performance de transmission.
La fig. 7 est un graphique montrant un exemple de répartition de pénalités de puissance en fonction du DMD mesurées à 850 nm, à savoir de valeurs converties en puissance montrant les effets induits par de mauvaises caractéristiques de transmission.

   Cette forme de réalisation utilise une fibre optique d'un diamètre de noyau de 62,5 [mu]m et d'un diamètre d'enrobage de 125 [mu]m et on utilise de nombreux échantillons dans lesquels les caractéristiques de DMD sont réparties de manières diverses. Ici, une différence de temps d'atteinte de signaux à une hauteur de 25 % comparée à une valeur maximale d'un signal d'impulsion à un certain point (r) de la zone de noyau est définie comme une  durée d' impulsion de sortie  et une qui est atteinte tôt dans 25 % des points des signaux est définie comme un  délai rapide
(voir Tr_fasten fig. 9)  et une qui est atteinte tard est définie comme  délai lent (voir Tr_sio )  A ce moment, le DMDrde chaque zone du noyau est exprimé par l'équation suivante 1. Dans l'équation 1, Trefest une durée de pulsation d'un signal d'impulsion d'entrée.

   EQUATION 1
DMDr= » Tr_s[iota]ow- Tr_fast- Tr_refI
En référence à la fig. 7, un DMD minimal requis pour distinguer une fibre optique dont la distance de transmission est supérieure à 500 m dans un système de transmission de niveau 1 gigabit utilisant 850 nm est définie comme une valeur obtenue en déduisant une durée d'impulsion Trefd'un signal d'impulsion de sortie d'une différence de délai maximum dans toute la zone du noyau, à savoir une différence entre une valeur la plus rapide (voir une ligne de référence A en fig. 9) dans des délais rapides Tr_fast et une valeur de délai le plus lent (voir une ligne de référence B en fig. 9) .

   Le DMD minimum ne dépasse pas de préférence 3,0 ns/km en considération de régulations de l'IEEE802,3z et équiv. , qui indique qu'une pénalité de puissance inférieure à environ 4dB est raisonnable pour des caractéristiques de transmission. Ici, le délai rapide Tr_fast, le délai lent Tr_s[iota]0w et leur délai moyen Tr avepeuvent être exprimés sous l'aspect d'un décalage radial dans la zone du noyau, comme le montre le graphique de la fig. 10.

   De plus, une diffusion d'impulsion W en fonction du délai dans le noyau peut être exprimée pour le décalage radial comme le montre la fig. 11, qui montre que la diffusion d'impulsion augmente au fur et à mesure que la valeur du délai augmente.
En même temps, la fig. 8 montre la répartition des pénalités de puissance en fonction du DMD, mesurées à 1300 nm.
En référence à la fig. 8, un DMD minimal requis pour distinguer une fibre optique dont la distance de transmission est supérieure à 1000 m est un système de niveau 1 gigabit utilisant 1300 nm est défini comme une différence de délai maximum dans une zone où un décalage radial dans le noyau se situe dans une plage de 5 [mu]m à 18 [mu]m. Toutefois, si la différence de délai maximum est trop grande, la largeur de bande se rétrécit en deçà d'une valeur admissible.

   Ainsi, la différence de délai maximum ne dépasse pas 2,0 ns/km de préférence.
En fonction des résultats, une fibre optique qui assure une performance de transmission minimale proposée à 850 nm assure aussi une performance de transmission minimale à 1300 nm. Il est donc possible de déduire une caractéristique de performance de transmission aussi bien à 850 nm qu'à 1300 nm seulement en utilisant des caractéristiques de DMD mesurées à 850 nm.
En utilisant ce procédé, divers types de fibres optiques multimodales sont évaluées ensemble avec les cas de systèmes de niveau 1 gigabit et de niveau 10 gigabits et des conditions pour une fibre optique satisfaisant à chaque caractéristique de transmission peuvent donc être proposées comme suit en se basant sur les résultats de l'évaluation.
Cela signifie que,

   dans le cas d'une fibre optique multimodale pour RLE (réseau local d'entreprise) ayant un diamètre de noyau de 50+3 [mu]m, qui transmet un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et a une distance de transmission supérieure à 600 nm aux deux longueurs d'onde, qu'une différence de délai maximum sur toute la surface du noyau dans des caractéristiques de DMD à 850 nm doit être de l'ordre de 2,0 ns/km et qu'une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est fixé à 5 à 18 [mu]m doit être de l'ordre de 2,0 ns/km.
Dans le cas d'une fibre optique pour RLE optique ayant une distance de transmission de 600 m et 2000 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, une différence de délai maximum sur toute la surface du noyau dans des caractéristiques de DMD à 850 nm doit être de l'ordre de 2,0 ns/km,

   une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m doit être de l'ordre de 1,0 ns/km et toutes les différences de délai maximum du noyau sauf pour le centre doivent dépasser 0,4 ns/km. Une telle fibre optique multimodale peut être appliquée à un réseau de campus standard ou analogue dont la distance de liaison est généralement de 2000 m.
En outre, dans le cas d'une fibre optique multimodale pour RLE ayant un diamètre de noyau de 62,5+-3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et ayant une distance de transmission de plus de 300 m et 500 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, en considérant la pénalité de puissance précédemment mentionnée régulée par l'IEEE802.3z ou équiv.,

   une différence de délai maximum sur toute la surface de noyau dans des caractéristiques de DMD à 850 nm doit être de l'ordre de 5,0 ns/km et une différence de délai maximum dans une plage allant d'un centre de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m doit être de l'ordre de 3,5 ns/km.

   Une telle fibre optique multimodale peut être appliquée à un réseau de bâtiment ou entre des étages de bâtiment qui ont généralement une distance de liaison d'environ 500 m.
De plus, dans le cas d'une fibre optique multimodale pour RLE optique ayant un diamètre de noyau de 50+-3 [mu]m ou 62,5+3 [mu]m , transmettant un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et ayant une distance de transmission de plus de 500 m et 1000 m à 850 nm et 1300 nm respectivement, une différence de délai maximum sur toute la surface de noyau dans des caractéristiques de DMD à 850 nm doit être de l'ordre de 3,0 ns/km, une différence de délai maximum dans une plage allant d'un centre de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m doit être de l'ordre de 2,

  0 ns/km et toutes les différences de délai maximum du noyau excepté pour le centre doivent être de plus de 0,4 ns/km. En même temps, dans le cas d'une fibre optique multimodale pour RLE optique ayant un diamètre de noyau de 50+3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 10 gigabits (Gb) à 850 nm et ayant une distance de transmission de plus de 300 m, une différence de délai maximum sur toute la surface de noyau dans des caractéristiques de DMD à 850 nm doit être de l'ordre de 0,3 ns/km et une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m doit être de l'ordre de 0,3 ns/km.
Dans le cas d'une fibre optique multimodale ayant une distance de transmission de plus de 500 m, une différence de délai maximum sur toute la surface de noyau doit être de l'ordre de 0,

  15 ns/km et une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m doit être de l'ordre de 0,15 ns/km.
Une fibre optique multimodale satisfaisant à de telles conditions et décrite ci-dessus a alors une pénalité de puissance de l'ordre d'une valeur acceptable pour diverses sources lumineuses comme une diode à laser dans un réseau de transmission à grande vitesse de niveau 1 gigabit ou 10 gigabits, assurant ainsi une performance de transmission optimale .
La présente invention vient d'être décrite en détails.

   Cependant, il est entendu que la description détaillée et les exemples spécifiques, tout en indiquant des formes de réalisation privilégiées de l'invention, sont donnés à titre illustratif uniquement, puisque divers changements et diverses modifications dans le cadre de l'esprit et de la portée de l'invention apparaîtront aux spécialistes de la technique au vu de cette description détaillée.

   APPLICABILITE A L'INDUSTRIE
Comme décrit ci-dessus, la présente invention est apte à éliminer les défauts de la zone centrale du noyau tels qu'un creux d'indice ou un pic d'indice, créant ainsi une fibre optique multimodale qui peut être appliquée à un RLE à grande vitesse de données de niveau gigabit quel que soit le type de source lumineuse.
De plus, suivant la présente invention, il est possible de déduire des caractéristiques de transmission minimales de 850 nm et 1300 nm simplement en mesurant les caractéristiques de DMD à une seule longueur d'onde de 850 nm, ce qui améliore la performance de test, la productivité et l'aptitude à l'usage du produit plus que la technique antérieure .

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale en utilisant un DVCM (dépôt de vapeur chimique modifiée) , comportant :
un processus de dépôt pour la formation d'une couche d'enrobage et d'une couche de noyau, auxquelles est rajouté un additif servant à contrôler un indice de réfraction sur une paroi interne d'un tube de quartz en injectant un gaz de dépôt dans le tube de quartz et en appliquant de la chaleur à l'extérieur du tube de quartz ; et
un processus d'écrasement, qui est réalisé de manière répétitive N fois, afin de remplir un sillon dans le tube de quartz en appliquant de la chaleur à une température supérieure à une température de dépôt au tube de quartz une fois que la couche de noyau est complètement déposée,
dans lequel, en même temps qu'un N<[iota]eme>processus d'écrasement, on réalise un processus d'attaque par injection d'un gaz de réaction d'attaque à l'intérieur du tube de quartz afin d'éliminer une fraction de l'indice de réfraction qui est transformée en raison de 1 ' évaporation de l'additif.
2. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 1, dans lequel l'additif servant à contrôler un indice de réfraction est du Ge02.
3. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 1 ou 2 , dans lequel le gaz de réaction utilisé pour l'attaque est de 1 ' 02et du C2F6.
4. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 3,
dans lequel une vitesse d'écrasement du N-l<[iota]eme>processus d'écrasement est fixée à 2,5 à 4,5 mm<2>/s et
dans lequel un rapport de flux de 1 ' 02au C2FSse situe dans la plage de 2,5 à 30.
5. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 3,
dans lequel une vitesse de flux d'Û2 se situe dans la plage de 50 à 120 sccm, tandis qu'une vitesse de flux de C2F6se situe dans la plage de 4 à 20 sccm.
6. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une pression positive est appliquée à l'intérieur d'un tube de quartz pendant le processus d'écrasement.
7. Procédé de fabrication d'une fibre optique multimodale selon la revendication 6, dans lequel la pression positive se situe dans la plage de 0 à 10 mm C.
8. Fibre optique multimodale pour RLE (réseau local d'entreprise) ayant un diamètre de noyau de 50+-3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et ayant une distance de transmission de plus de 600 m aux deux longueurs d'onde,
dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD (délai à mode différentiel) à 850 nm, une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 2 , 0 ns/km et dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 2,0 ns/km.
9. Fibre optique multimodale selon la revendication 8, dans laquelle une fibre optique ayant une distance de transmission de plus de 600 m et 2000 m à 850 nm et 1300 nm est caractérisée respectivement en ce que :
dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 2,0 ns/km,
une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 2,0 ns/km, et
toutes les différences de délai du noyau à l'excepté du centre sont supérieures à 0,4 ns/km.
10. Fibre optique multimodale pour RLE (réseau local d'entreprise) optique ayant un diamètre de noyau de 62,5+-3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et ayant une distance de transmission de plus de 300 m et 500 m à 850 nm et 1300 nm respectivement,
dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 5,0 ns/km et
dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage allant d'un centre de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m est de l'ordre de 3,5 ns/km.
11. Fibre optique multimodale pour RLE optique ayant un diamètre de noyau de 50+-3 [mu]m ou 62,5+3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 1 gigabit (Gb) à 850 nm et 1300 nm et ayant une distance de transmission de plus de 500 m et 1000 m à 850 nm et 1300 nm respectivement ,
dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 3 , 0 ns/km et
dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage allant d'un centre de noyau à un point où le décalage radial est de 16 [mu]m est de l'ordre de 2,0 ns/km, et
dans laquelle toutes les différences de délai du noyau à l'excepté du centre sont supérieures à 0,4 ns/km.
12. Fibre optique multimodale pour RLE optique ayant un diamètre de noyau de 50+3 [mu]m, transmettant un signal de niveau 10 gigabits (Gb) à 850 nm et ayant une distance de transmission de plus de 300 m,
dans laquelle, dans des caractéristiques de DMD à 850 nm, une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 3,0 ns/km et
dans laquelle une différence de délai maximum dans une plage où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 0,3 ns/km.
13. Fibre optique multimodale selon la revendication 12, dans laquelle une fibre optique ayant une distance de transmission de plus de 500 m se caractérise en ce que : une différence de délai maximum sur toute la surface d'un noyau est de l'ordre de 0,15 ns/km et
une différence de délai maximum dans une plage a où le décalage radial est de 5 à 18 [mu]m est de l'ordre de 0 , 15 ns/km, .
14. Banc d'essai pour évaluer les caractéristiques de transmission d'une fibre optique multimodale utilisée pour un système de transmission optique de niveau gigabit, comprenant :
une source lumineuse et un photocapteur substantiellement connectés aux deux extrémités d'un échantillon de fibre optique à tester ;
un agitateur de fibre placé sur au moins un côté de l'échantillon de fibre optique pour agiter celui-ci ;
un testeur de taux d'erreur de bit connecté à la source lumineuse et au photocapteur pour détecter une erreur d'un signal optique ;
un analyseur visuel connecté au photocapteur pour afficher visuellement une forme d'onde d'une lumière reçue ;
un potentiomètre optique pour mesurer un niveau de puissance fournie de la lumière reçue ; et un affaiblisseur optique variable combiné à un côté de l'échantillon de fibre optique afin d'affaiblir le contrôle du signal optique.
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