DE2454586B2

DE2454586B2 - Optischer Leiter für kohärentes Licht und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE2454586B2
Application number: DE19742454586
Authority: DE
Inventors: Georges Robert Pierre Fontenay- Aux-Roses Marie (Frankreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1974-11-18
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2254035A1; FR2254035B1; DE2454586A1; JPS5091337A

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Leiter für kohärentes Licht, der aus Glasfasern aufgebaut ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Ein solcher optischer Leiter ist vorzugsweise für die Ausbreitung eine Mode ausgebildet, die dei Mode TE_0x entspricht, die zur Übertragung von elektromagnetischer Energie in metallischen, zylindrischen Leitern dient. Diese Mode weist den Vorteil auf, daß sie auf einfache Art und Weise gefiltert werden kann, d. h. daß die eventuell auftretenden Sekundärwellen, d. h. andere Moden weggefiltert werden können.

Im elektromagnetischen Millimeterwellenbereich wird häufig ein kreisförmiger Leiter verwendet, der aus einem in Windungen aufgewickelten Kupferdraht besteht. Dieser Leitertyp kann zwar die Mode TE₀₁ übertragen, aber die Ausbreitung von anderen Moden ist mit einem solchen Leiter nicht möglich. Wenn beispielsweise ein Teil der Leistung zur übertragung einer Nachricht auf eine andere Mode abgezweigt wird, muß die letztere absorbiert werden, da sonst auf Grund der von der Mode TE₀₁ verschiedenen Ausbreitungsgeschwindigkeit oder Phasengeschwindigkeit Echos auftreten, die die Übertragungsleistung eines Leiters vermindern.

Für die Ausbreitung von Lichtwellen in optischen Filtern kann eine Filteranordnung für Wellen, die eine Rotationssymmetrie aufweisen und deren elektrische Feldlinien kreisförmig verlaufen, angegeben werden.

In der deutschen Patentschrift 960366 ist beschrieben, daß sich Wellen, deren Felder rotationssymmetrisch sind, in einem rohrförmigen dielektrischen Gebilde ausbreiten können. Diese Ausbreitungsart wird hier ebenfalls angewandt. Jedoch besteht ihr Nachteil darin, daß keine Abschirmung gegen die Bildung von Sekundärwellen vorgesehen ist. Die Beseitigung der Sekundärwellen, also der störenden Moden, die beispielsweise durch Fabrikationsfehler auftreten können, ist für einen Leiter mit guten Übertragungseigenschäften unbedingt erforderlich. Die Sekundärwellen breiten sich mit von den Hauptwellen verschiedenen Geschwindigkeiten aus. Wenn sie sich wieder in eine Hauptwelle umwandeln, können auf Grund der Energie Echos entstehen, die die Impulsdauer eines übertragenen Signais verlängern, so daß die Einzelimpulse nicht mehr voneinander unterschieden werden kön-

nen.

n.

Dem Gegenstand der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen und insbesondere die eventuell auftretenden Sekundärwellen zu eliminieren.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein optischer Leiter für kohärentes Licht mit Rotationssymmetrie, mit konzentrisch angeordneten Glasschichten, wobei eine erste äußere Schicht mit einem Brechungsindex /j, eine zweite innere Glasschicht mit einem Brechungsindex n₂, der größer als «1 ist, umgibt, dadurch aus, daß die zweite Schicht eine innere dritte Glasschicht mit einem Brechungsindex /I₃, der gleich oder kleiner als /J₂ ist, umgibt, und daß die dritte Schicht entlang ihrer Achse mit einem Zylinder von geringem Durchmesser aus absorbierendem Material in Berührung steht und koaxial zu den Schichten verläuft.

Ein solcher optischer Leiter für kohärentes Licht wird vorzugsweise nach dem im Unteranspruch angegebenen Verfahren hergestellt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine optische Faser für einen optischen Leiter in einer Axialschnittebene; und

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Leiters.

Die optische, zylindrische Faser umfaßt von außen nach innen gesehen eine Schicht 1 mit einem Brechungsindex η,, eine zylindrische Schicht 2 mit einem

Brechungsindex /I₂ (n₂ > /I₁) und im Mittelabschnitt eine zylindrische Glasschicht 3 mit einem Brechungsindex /I₃, der gleich oder kleiner als «₂ ist, die entlang ihrer Achse eine dünne Schicht 4 mit metallischen Verunreinigungen aufweist (als metallische Verunreinigungen sind beispielsweise Chrom, vorzugsweise Eisen oder Kobalt, aufgeführt), die in der Mitte der Faser eine absorbierende Zone bildet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird das Verfahren zur Herstellung eines optischen Leiters näher erläutert.

Die Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Leiters, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist, wie bereits bekannt, einen Ofen zum Schmelzen des Glases und eine Antriebseinheit zum Ziehen des Glases mit regelbarer Geschwindigkeit (die in der Figur nicht dargestellt ist) auf.

Nach dem sogenannten »Corning-Verfahren« kann ein zylindrischer Aufbau erzielt werden, der ausgeht von einem Glas mit Brechungsindex n„ das innenseitig mit einer Glasschicht mit Brechungsindex n₂ ausgekleidet ist. Gemäß der Erfindung wird innerhalb der Schicht mit Brechungsindex /I₂ eine weitere Glasschicht mit Brechungsindex M₃ angeordnet, der kleiner oder gleich n₂ ist, und daraufhin findet ein Ziehvorgang in einem Ofen (Fig. 2) mit Führung in Form einer Metallspitze 5 statt, an der in der Mitte der Faser Ionen abdampfen, um die absorbierende zylindrische Schicht 4, die in Fig I dargestellt ist, auszubilden.

Die Heizeinrichtung 8 des Ofens erwärmt einen Tiegel 6 auf eine Temperatur zwischen 1700 bis 1800° C. Das zylindrische Glasrohr miit den Glasschichten 1, 2 und 3, das in diesen Tiegel eingefügt ist, kann aus Glas mit Brechungsindex /i, aus einer Schicht aus reinem Silizium SiO₂ bestehen, während die Schichten mit den Brechungsindices n₂ und M₃ aus Silizium hergestellt sind, wobei der Brechungsindex durch Einfügen von 4 bis 8% von Germaniumoxid GeO₂ vermindert wurde. Die Metallspitze 5, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist vorzugsweise aus Eisen oder Kobalt hergestellt. Die Gesamtheit der Einzelteile (η,, n₂, /J₃ und 5), die in Fig. 2 dargestellt und in dein Tiegel angeordnet sind, werden durcii einen Zieh Vorgang durch eine öffnung am Ausgang in ihren Abmessungen bis auf einen Durchmesser verringert, der ungefähr 10 bis 20 μτη beträgt, wobei dieser Durchmesser dem Enddurchmesser der Faser entspricht. Somit wird eine Faser 7 erhalten, die zur Übertragung von Wellen im sichtbaren Wellenbereich

ίο oder Infrarotwellenbereich bis zu ungefähr 0,002 mm Wellenlänge geeignet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optischer Leiter für kohärentes Licht mit Rotationssymmetrie, mit konzentrisch angeordneten Glasschichten, wobei eine erste äußere Schicht mit einem Brechungsindex n,, eine zweite innere Glasschicht mit einem Brechungsindex /I₂, der größer als /I₁ ist, umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine innere dritte Glasschicht mit Brechungsindex n₃, der gleich oder kleiner als n₂ ist, umgibt, und daß diese dritte Schicht entlang ihrer Achse mit einem Zylinder von geringem Durchmesser aus absorbierendem Material in Berührung steht und koaxial zu den Schichten verläuft.

2. Verfahren zur Herstellung eines optischen Leiters nach Anspruch 1, bei dem mit einem Ofen das Glas erschmolzen wird, nach dem Durchlauf durch den Ofen das Glas durch eine Hülse mit einem Antriebssystem mit regelbarer Geschwindigkeit gezogen wird, und die dritte Schicht, die innenseitig an die beiden anderen Schichten angeordnet ist, aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten über eine Metallspitze geführt werden, an der am Mittelabschnitt der dritten Schicht Ionen abdampfen.