DD205154A1 - METHOD FOR PRODUCING LIGHT FILTERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern fuer die optische Nachrichtenuebertragung. Mit der Erfindung soll die kontinuierliche Herstellung von Gradientenprofil- Lichtleitfasern mit guten Uebertragungseigenschaften nach einem einfacheren Verfahren ermoeglicht werden. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass eine nach herkoemmlicher Technik gezogene homogene Glasfaser thermisch nachbehandelt wird. Die Temperaturbehandlung kann je nach der chemischen Zusammensetzung der Faser und der Ziehtemperatur eine zusaetzliche Temperung oder eine definierte Abkuehlung nach dem Ziehvorgang oder eine Kombination von einzelnen oder mehreren Abkuehl- und Aufheizzyklen sein.The invention relates to a process for the production of optical fibers for the optical transmission of communications. With the invention, the continuous production of gradient-profile optical fibers with good transmission properties is to be made possible according to a simpler method. According to the invention, this is achieved by thermally post-treating a homogeneous glass fiber drawn by a conventional technique. The temperature treatment may be an additional tempering or a defined cooling after the drawing process or a combination of one or more cooling and heating cycles, depending on the chemical composition of the fiber and the drawing temperature.

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern für die optische Nachrichtenübertragung.The invention relates to a method for producing optical fibers for optical communication.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Gradientenprofil-Lichtleitfasern durch Ionenaustausch in Salzschmelzen (IEEE J. quant. Electron. 6 (1969) 606) oder mit Hilfe der Doppel-Tiegel-Technik (US-PS 3 288 583, DT-PS 2 654 308) hergestellt werden können, wobei gleichzeitig mit dem Paserkern der Fasermantel gezogen und das Gradientenprofil durch Diffusion bzw. Ionenaustausch erzeugt wird. Die Doppel-Tiegel-Technik hat den Nachteil, technisch sehr aufwendig zu sein und große Genauigkeitsanforderungen an die Einstellung der Ziehdüsen zu stellen. Das Verfahren des Ionenaustausche in Salzschmelzen gestattet nur die Herstellung kurzer Faserstücke.It is known that gradient-profile optical fibers are obtained by ion exchange in molten salts (IEEE J. quant. Electron. 6 (1969) 606) or by means of the double-crucible technique (US-PS 3,288,583, DT-PS 2,654,308). can be produced, wherein pulled simultaneously with the Paserkern the fiber cladding and the gradient profile is produced by diffusion or ion exchange. The double-crucible technique has the disadvantage of being technically very complicated and demanding high accuracy of the setting of the drawing nozzles. The process of ion exchange in molten salts only allows the production of short pieces of fiber.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Gradientenprofil-Lichtleitfasern nach einem einfacheren Verfahren.The aim of the invention is the production of gradient-profile optical fibers according to a simpler method.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das bei geringerem Aufwand als mit der Doppel-Tiegel-Technik die kontinuierliche Herstellung von Gradientenprofil-Lichtleitfasern mit ähnlichen oder besseren Übertragungsparametern gestattet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine nach herkömmlicher Technik gezogene homogene Glasfaser thermisch nachbehandelt wird. Die Temperaturbehandlung kann je nach der chemischen Zu-The invention has for its object to find a method that allows for less effort than with the double-crucible technique, the continuous production of gradient profile optical fibers with similar or better transmission parameters. According to the invention, this object is achieved in that a drawn by conventional technique homogeneous glass fiber is thermally treated. The temperature treatment may vary depending on the chemical

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sammensetzung der Paser und der Ziehtemperatur eine zusätzliche Temperung oder eine definierte Abkühlung nach dem Ziehvorgang oder eine Kombination von einzelnen oder mehreren Abkühl- und Aufheizz.yklen sein. Es konnte festgestellt werden, daß in den Fasern während der thermischen Nachbehandlung Thermotransportvorgänge stattfinden, als deren Ergebnis ein Brechungsindex-Gradientenprofil entsteht. Der Brechungsindex des Fadenkerns wird höher als der des Fadenmantels.composition of the Paser and the drawing temperature be an additional annealing or a defined cooling after the drawing process or a combination of individual or several cooling and Aufheizz.yklen. It has been found that thermal transport processes take place in the fibers during the thermal after-treatment, resulting in a refractive index gradient profile. The refractive index of the thread core becomes higher than that of the thread sheath.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird durch nachfolgende Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.The invention will be explained in more detail by means of subsequent embodiments, wherein the invention is not limited to these examples.

Beispiel 1example 1

Aus einer Schmelze von hochreinem SiO₉ und Na₉O wird beiFrom a melt of high-purity SiO ₉ and Na ₉ O is at

ο ο

1100 C mit einer Ziehgeschwindigkeit von 5 m/min eine Faser von 100/Um Durchmesser gezogen. Anschließend an die Ziehdüse befindet sich ein Rohrofen von 1 cm Durchmesser und 150 cm länge, dessen Temperatur am Fasereintritt 850 ⁰C beträgt und bis zum Faseraustritt kontinuierlich auf 600 ⁰C abnimmt. Infolge des zwischen Faserkern und Fasermantel auftretenden Temperaturgradienten wird ein Natriumthermotransport verursacht. Das Natrium wandert zum Faserkern. Nach vollständiger Abkühlung besitzt der Faserkern einen um etwa 0,9 % höheren Brechungsindex als der Fasermantel. Die Brechungsindexzunahme vom Mantel zum Kern ist kontinuierlich.1100 C at a pull rate of 5 m / min pulled a fiber of 100 / in diameter. Subsequent to the die is a tube furnace of 1 cm in diameter and 150 cm in length, the temperature at the fiber inlet 850 ⁰ C and continuously decreases until the fiber exit to 600 ⁰ C. As a result of the temperature gradient occurring between the fiber core and the fiber cladding, a sodium thermotransport is caused. The sodium migrates to the fiber core. After complete cooling, the fiber core has an approximately 0.9 % higher refractive index than the fiber cladding. The refractive index increase from the cladding to the core is continuous.

Beispiel 2Example 2

Aus einer Schmelze von hochreinem SiOg» GeOg und K₂O wird bei 1180 ⁰C mit einer Ziehgeschwindigkeit von 7 m/min eine Faser von 125/um Durchmesser gezogen. Nach der Ziehdüse durchläuft die Faser einen Ofen, in dem sie auf 850 ⁰CFrom a melt of high-purity SiOg "GeoG and K ₂ O C is drawn at a drawing speed of 7 m / min, a fiber of 125 / um diameter at 1180 ^0th After the die, the fiber passes through an oven in which it is at 850 ⁰ C.

2Λ0 22Λ A2Λ0 22Λ A

abgekühlt wird, und daran anschließend einen Rohrofen von 1 cm Durchmesser und 190 cm Lange, dessen Temperatur bei Fasereintritt 975 ⁰C beträgt und bis zum Faseraustritt kontinuierlich auf 1150 C ansteigt. Der Temperaturgradient zwischen Faserkern und Fasermantel induziert einen Kaliumthermotransport, das Kalium wandert zum Fasermantel. Nach vollständiger Abkühlung besitzt der Faserkern einen um etwa 1 % höheren Brechungsindex als der Fasermantel. Die Brechungsindexzunahme zwischen Mantel und Kern ist kontinuierlich.is cooled, and then a tube furnace of 1 cm diameter and 190 cm long, the temperature at fiber entry 975 ⁰ C and continuously increases to the fiber exit to 1150 C. The temperature gradient between the fiber core and the fiber cladding induces a potassium thermotransport, the potassium migrates to the fiber cladding. After complete cooling, the fiber core has an approximately 1 % higher refractive index than the fiber cladding. The refractive index increase between cladding and core is continuous.

Beispiel 3Example 3

Aus einer Schmelze von hochreinem SiO₉, PbO und Li_?0From a melt of high-purity SiO ₉ , PbO and Li _? 0

ο wird bei 1040 C mit einer Ziehgeschwindigkeit von 4,5 m/min eine Faser von 110,um Durchmesser gezogen. Nach der Ziehdüse durchläuft die Faser einen Gradienten-Rohrofen von 100 cm Länge und'1 cm Durchmesser, Bei Fasereintritt beträgt die Ofentemperatur 875 ⁰C, bei Faseraustritt 575 ⁰C. Anschließend wird die Faser in einem 10 cm langen Rohrofen mit 0,5 cm Rohrdurchmesser wieder auf 925 ⁰C aufgeheizt und nochmals durch einen Gradientenofen von 100 cm Länge und 1 cm Durchmesser geführt, dessen Temperatur kontinuierlich von 875 ⁰C beim Fasereintritt auf 575 ⁰C beim Faseraustritt abfällt. Der Temperaturgradient zwischen Faserkern und Fasermantel verursacht einen Lithium-Thermotransport, das Lithium wandert zum Faserkern.ο a fiber of 110 is drawn by diameter at 1040 C at a pull rate of 4.5 m / min. After the die, the fiber passes through a gradient tube furnace of 100 cm in length and 1 cm in diameter, at oven entry the oven temperature is 875 ⁰ C, at fiber exit 575 ⁰ C. Subsequently, the fiber in a 10 cm long tube furnace with 0.5 cm Tube diameter heated again to 925 ⁰ C and again passed through a gradient oven of 100 cm in length and 1 cm in diameter, the temperature drops continuously from 875 ⁰ C at the fiber inlet to 575 ⁰ C at the fiber exit. The temperature gradient between fiber core and fiber cladding causes a lithium thermal transport, the lithium migrates to the fiber core.

Nach vollständiger Abkühlung besitzt der Faserkern einen um etwa 0,9 % höheren Brechungsindex als der Fasermantel. Die Brechungsindexzunahme zwischen Fasermantel und -kern ist kontinuierlich.After complete cooling, the fiber core has an approximately 0.9% higher refractive index than the fiber cladding. The refractive index increase between fiber cladding and core is continuous.

Claims (3)

-4- 240224 k Erfindungsanapruch-4- 240224 k Invention proposal 1. Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern mit
radialem Brechungsindexgradienten,1. A process for the production of optical fibers with
radial refractive index gradient, dadurch gekennzeichnet, daß eine homogene Paser thermisch nachbehandelt wird.characterized in that a homogeneous Paser is thermally treated. 2. Verfahren nach Punkt 1, '
dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Nachbehandlung durch eine definierte Abkühlung oder eine zusätzliche Temperung nach dem Ziehvorgang erfolgt.2. Method according to item 1,
characterized in that the thermal treatment is carried out by a defined cooling or an additional annealing after the drawing process. 3« Verfahren nach Punkt 1,3 «Procedure under point 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Nachbehandlung durch eine Kombination von einzelnen oder mehreren Abkühl- und Aufheizvorgängen erfolgt.characterized in that the thermal aftertreatment is effected by a combination of individual or several cooling and heating processes.