DE2930816C2 - Optical fiber with a cladding glass, mainly made of quartz glass, and a core glass made of quartz glass, doped with Ge0? 2? and P? 2? 0? 5?, Ti0? 2?, Al? 2? 0? 3? and / or Ga? 2? 0? 3? - Google Patents
Optical fiber with a cladding glass, mainly made of quartz glass, and a core glass made of quartz glass, doped with Ge0? 2? and P? 2? 0? 5?, Ti0? 2?, Al? 2? 0? 3? and / or Ga? 2? 0? 3?Info
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- DE2930816C2 DE2930816C2 DE19792930816 DE2930816A DE2930816C2 DE 2930816 C2 DE2930816 C2 DE 2930816C2 DE 19792930816 DE19792930816 DE 19792930816 DE 2930816 A DE2930816 A DE 2930816A DE 2930816 C2 DE2930816 C2 DE 2930816C2
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Description
2525th
Die Erfindung betrifft eine optische Faser mit einem hauptsächlich aus Quarzglas bestehenden Mantelglas und einem Kernglas, welches aus Quarzglas, das mit GeO2 und mindestens einer der Verbindungen P2Os, TiO2, AI2Oj und/oder Ga2O3 dotiert ist, besteht und einen höherem Brechungsindex als das Mantelglas aufweist Eine optische Faser mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung ist bereits aus der DE-AS 25 38 313 bekannt. Diese bekannte optische Faser besteht aus dem Kernglas und einer Vielzahl von konzentrischen Schichten, welche das Mantelglas bilden. Über den Querschnitt der bekannten optischen Faser ergeben sich von außen nach innen steigende Brechungsindizes, so daß ein graphisches Schaubild der Brechungsindizes über den Lichtfaserquerschnitt einen parabelförmigen Verlauf zeigtThe invention relates to an optical fiber with a cladding glass consisting mainly of quartz glass and a core glass which is made of quartz glass doped with GeO 2 and at least one of the compounds P 2 Os, TiO 2 , Al 2 Oj and / or Ga 2 O 3 , exists and has a higher refractive index than the cladding glass. An optical fiber with the composition specified above is already known from DE-AS 25 38 313. This known optical fiber consists of the core glass and a plurality of concentric layers which form the cladding glass. Over the cross-section of the known optical fiber, increasing refractive indices result from the outside inward, so that a graphic diagram of the refractive indices over the optical fiber cross-section shows a parabolic course
In dem bekannten optischen Fasermaterial sind Zusätze von wenigstens einem der Stoffe GeCl4, POCI3, AICI3, GaCl3 sowie TiCI4 vorhanden, wobei diese Zusätze zum Einstellen der angestrebten Brechungsindizes dienen. Angaben über den GeO2-Gehalt der bekannten optischen Faser sind der DE-AS 25 38 313 nicht zu entnehmen. Für optische Fasern mit parabelförmigem Verlauf des Brechungsindex über den Faserquer- so schnitt ist die Breite des Transmissionsbandes umgekehrt proportional zur zweiten Potenz der Brechungsindexdifferenz zwischen Kern und Mantel, so daß der Brechungsindexunterschied klein sein muß, um eine hohe Kapazität der optischen Faser als Wellenleiter zu gewährleisten. Andererseits sollte jedoch hinsichtlich des Leitungsverlustes der Brechungsindexunterschied zwischen Kern und Mantel groß sein, um die Absorptionsverluste sowie Verlust durch Beugungserscheinungen im Mikromaßstab gering zu halten. Eine μ Erhöhung der Brechungsindexunterschiede zwischen Kernmaterial und Mantelmaterial führt jedoch wiederum zu einer Erhöhung der Licht-Streuverluste. Aufgrund dessen ist bei einer optischen Faser für das Übertragen von Lichtsignalen über lange Distanzen bei hoher Kapazität der Brechungsindexunterschied zwischen Mantel und Kern relativ begrenzt, woraus sich ein relativ schmales Band vorteilhafter GeOrGehalteThe known optical fiber material contains additives of at least one of the substances GeCl 4 , POCI 3 , AlCl 3 , GaCl 3 and TiCl 4 , these additives being used to set the desired refractive indices. DE-AS 25 38 313 does not provide any information about the GeO 2 content of the known optical fiber. For optical fibers with a parabolic course of the refractive index across the fiber cross-section, the width of the transmission band is inversely proportional to the second power of the refractive index difference between core and cladding, so that the refractive index difference must be small in order to ensure a high capacity of the optical fiber as a waveguide . On the other hand, however, the difference in refractive index between core and cladding should be large with regard to conduction loss, in order to keep absorption losses and losses due to diffraction phenomena on a microscale low. A μ increase in the refractive index differences between core material and cladding material, however, in turn leads to an increase in light scattering losses. Because of this, in the case of an optical fiber for the transmission of light signals over long distances with a high capacity, the difference in refractive index between cladding and core is relatively limited, resulting in a relatively narrow band of advantageous GeOr contents ergibt, wie im Anspruch 1 der Erfindung definiertresults as defined in claim 1 of the invention
Aus der DE-OS 23 64 782 ist ein optischer Wellenleiter mit einem Mantelglas und einem Kernglas bekannt, wobei der Kern bis zu 100Gew.-% GeO2 enthalten kann.From DE-OS 23 64 782 an optical waveguide with a cladding glass and a core glass is known, wherein the core can contain up to 100 wt .-% GeO 2.
Diese bekannte optische Faser hat eine große numerische Apertur, wobei das Brechungsindexdifferential zwischen dem Ksmglas und dem Mantelglas relativ hoch ist, um die Lichtaufnahme dss Leiters aus einer Lichtquelle zu erhöhen. Wie bereits e> wähnt, ist ein großer Brechungsindexunterschied zwischen Mantel und Kern stets dann ungeeignet wenn Licht über große Distanzen geführt werden soll und die verwendeten optischen Fasern über eine recht hohe Kapazität verfügen sollen.This known optical fiber has a large numerical aperture with the refractive index differential between the Ksm glass and the clad glass is relatively high in order to increase the light absorption of the conductor from a light source. As already e> thinks that a large difference in the refractive index between the cladding and the core is always unsuitable when light over large Distances should be guided and the optical fibers used have a fairly high capacity should have.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Faser der generell aus der DE-AS 25 38313 bekannten Gattung so zu verbessern, daß ein breites Transmissionsband bei gleichzeitig niedrigen Übertragungsverlusten erreicht wird. Auch soll die erfindungsgemäße optische Faser imstande sein, Wärmedehnungen beschädigungsfrei zu ertragen.The invention is based on the object of providing an optical fiber generally disclosed in DE-AS 25 38313 known genus so that a wide transmission band is achieved with low transmission losses. The optical fiber according to the invention should also be able to withstand thermal expansion without damage.
Diese Aufgabe wird bei einer optischen Faser der eingangs angegebenen Gattung dadurch gelöst daß die Menge an GeO2 im Kernglas weniger als 15 Gew.-% und die Gesamtmenge an GeO2 und an anderen Dotierungsmitteln 15 Gew.-% oder mehr beträgtThis object is achieved in an optical fiber of the type indicated at the outset in that the amount of GeO 2 in the core glass is less than 15% by weight and the total amount of GeO 2 and other dopants is 15% by weight or more
Der mit Hilfe .{er Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß die gestellte Aufgabe gelöst und eine optische Faser geschaffen werden konnte, die sich durch ein breites Transmissionsband und geringen Übertragungsverlust auszeichnetThe technical that can be achieved with the help of the invention Progress results primarily from the fact that the task at hand is achieved and an optical fiber could be created, which is characterized by a wide transmission band and low transmission loss excels
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kernglas zusätzlich zum GeO2 noch mit B2O3 und/oder SiF4 dotiert Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt daß das Mantelglas aus SiO2 bestehtAccording to an advantageous embodiment of the invention, the core glass is doped with B 2 O 3 and / or SiF 4 in addition to GeO 2. It has been found to be advantageous that the cladding glass consists of SiO 2
Femer ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das aus SiO2 bestehende Mantelglas mit wenigstens einem Her Stoffe GeO2, P2O5 und/oder B2O3 dotiert istFurthermore, according to a further embodiment of the invention, it is provided that the cladding glass consisting of SiO 2 is doped with at least one material GeO 2 , P2O5 and / or B 2 O 3
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine optische Faser, F i g. 2 eine graphische Darstellung des Brechungsindexverlaufs im Kern einer optischen Faser, wobei der Brechungsindex in Abhängigkeit vom Radius dargestellt ist,The invention is illustrated below by means of exemplary embodiments and with reference to Drawing described in more detail. In this FIG. 1 shows a cross section through an optical fiber, F i g. 2 is a graphical representation of the refractive index profile in the core of an optical fiber, the The refractive index is shown as a function of the radius,
F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Herstellungsverfahrens für die erfindungsgemäße optische Faser undF i g. 3 shows a schematic representation of a production method for the optical according to the invention Fiber and
Fig.4 eine schematische Darstellung eines Brechungsindexverlaufs in einer Faser.4 shows a schematic representation of a refractive index profile in a fiber.
Eine typische optischer Faser ist in F i g. 1 dargestellt und besitzt ein Mantelglas 2 und ein Kernglas 1, wobei das Kernglas einen höheren Brechungsindex als das Mantelglas aufweist.A typical optical fiber is shown in FIG. 1 and has a cladding glass 2 and a core glass 1, wherein the core glass has a higher refractive index than the cladding glass.
Es ist bereits bekannt, dem Kemglas Gehalte an GeO2 hinzuzufügen, um dadurch den Brechungsindex des Kernglases gegenüber einem GeO2-freiem Glas zu steigern, so daß zwischen dem Kemglas und dem Mantelglas eine Brechungsindexdifferenz hervorgerufen wird. Der Brechungsindex steigt proportional zu dem GeOrGehalt des dotierten Glases an. Wenn auch geringe Mengen an GeO2 im Mantelglas vorhanden sein können, beispielsweise als Folge unbeabsichtigter Einmischungsvorgänge, so wird dem Mantelglas derIt is already known to add GeO 2 contents to the core glass in order to thereby increase the refractive index of the core glass compared to a GeO 2 -free glass, so that a refractive index difference is produced between the core glass and the cladding glass. The refractive index increases proportionally to the GeOr content of the doped glass. Even if small amounts of GeO 2 can be present in the cladding glass, for example as a result of unintentional mixing-in processes, the cladding glass becomes the
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srfindungsgemäßen optischen Faser in der Regel willentlich kein GeCh hinzugefügt.Optical fiber according to the invention as a rule deliberately no GeCh added.
Ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kernglases I wesentlich verschieden von demjenigen des Mantelglases 2, so wird eine extrem starke Spannung zwischen dem Kern 1 und dem Mantel 2 erzeugt, was das Verbundgebilde zum Zerspringen veranlassen kann. Um dieses Problem zu umgehen, wird der thermische Ausdehnungskoeffizient gesteuert durch Hinzugabe von Zusätzen wie P2O5 und B2O3 zum Kern 1 weiche den Brecnungsindex des Kernes im Vergleich zur Verwendung von GeO2 allein nicht stark beeinflussen, jedoch die Erweichungstemperatur des Kernglases herabsetzen. Die Hinzugabe dieser Zusätze wird im allgemeinen so gesteuert, daß die Erweichungstemperatür des Kernes etwa 50 bis 20O0C niedriger liegt als die des Mantelglases und die Differenz der Wärmedehnungskoeffizienten 3 · ΙΟ7/"C oder weniger beträgt. Die genauen hinzugesetzten Mengen sind von verschiedenen Faktoren abhängig; hierzu zählen der Durchmesser der Vorform, der Typus der Vorform und die Art der optischen Faser. Zusätze an GeO2 und B2O3 werden bei der Erfindung angewandt, weil sie von einem Minimum an Absorption und Streuung der Lichtenergie begleitet sind.If the coefficient of thermal expansion of the core glass I is significantly different from that of the cladding glass 2, an extremely strong tension is generated between the core 1 and the cladding 2, which can cause the composite structure to shatter. To circumvent this problem, the thermal expansion coefficient is controlled by adding additives such as P 2 O 5 and B 2 O 3 to the core 1, which do not significantly affect the refractive index of the core compared to using GeO 2 alone, but the softening temperature of the core glass reduce. The addition of these additives is generally controlled so that the softening temperature of the core is about 50 to 20O 0 C lower than that of the cladding glass and the difference in the coefficients of thermal expansion is 3 · ΙΟ 7 / "C or less. The exact added amounts vary Factors dependent, including the diameter of the preform, the type of preform and the type of optical fiber Additions of GeO 2 and B 2 O 3 are used in the invention because they are accompanied by a minimum of absorption and scattering of light energy.
Da der Streuungsverlust proportional der Menge an Zusätzen ansteigt, muß die Menge an GeO2 und gegebenenfalls weiteren Zusätzen wie P2Os und B2O3 im Kern gering sein, um den Streuungsverlust herabzusetzen. Andererseits sollte der Brechungsindex des Kernes recht hoch sein, um Verluste durch Mikrobeugung und Abstrahlung herabzumindern. Zu diesem Zweck sollte die Menge an GeO2 und gegebenenfalls weiteren Dotierungsmitteln recht hoch sein.Since the scattering loss increases proportionally to the amount of additives, the amount of GeO 2 and possibly other additives such as P 2 Os and B 2 O 3 in the core must be small in order to reduce the scattering loss. On the other hand, the refractive index of the core should be quite high in order to reduce losses due to micro-diffraction and radiation. For this purpose, the amount of GeO 2 and possibly further dopants should be quite high.
Wie bereits erwähnt, zeigt die Verteilung des Brechungsindex des Kernes t über den Durchmesser einen parabelförmigen Verlauf, wie in F i g. 2 dargestellt, und ist die Transmissionsbandbreite der optischen Faser umgekehrt proportional der zweiten Potenz der Differenz (Δη) zwischen dem Maximalwert des Brechungsindex des Kernes und des Brechungsindex des Mantels. Im Hinblick hierauf sollte Δη klein sein, um das Transmissionsband zu verbreitern, und folglich die Menge an GeO2 gering gehalten werden. Somit besteht das Problem, daß hohe Mengen an GeO2 im Kern erforderlich sind, um seinen Brechungsindex zu steigern und den Übertragungsverlust herabzusetzen, dabei jedoch zu hohe Mengen an GeO2 im Kern zu hohen Werten für Δη führt, was eine Herabsetzung der Transmissionsbandbreite zur Folge hat.As already mentioned, the distribution of the refractive index of the core t over the diameter shows a parabolic course, as in FIG. 2, and the transmission bandwidth of the optical fiber is inversely proportional to the power of the difference (Δη) between the maximum value of the refractive index of the core and the refractive index of the cladding. In view of this, Δη should be small in order to widen the transmission band, and consequently the amount of GeO 2 should be kept small. Thus, there is the problem that large amounts of GeO 2 are required in the core in order to increase its refractive index and reduce the transmission loss, but too high amounts of GeO 2 in the core lead to high values for Δη , which results in a reduction in the transmission bandwidth Has.
Aus dem Vorangegangenen ist zu verstehen, daß die Menge an Zusätzen in einer optischen Faser, welche geringen Ühertragungsverlust und ein breites Übertragungsband aufweist, ausgewogen und auf bestimmte Bereiche eingegrenzt sein muß.From the foregoing it is to be understood that the amount of additives in an optical fiber which Has low transmission loss and a wide transmission band, balanced and specific Areas must be delimited.
Ein Beispiel einer Methode zum Erzeugen eines Rohlings für optische Fasern durch einen Flammenhydrolyseprozeß, sei nachstehend beschrieben.An example of a method for producing an optical fiber blank by a flame hydrolysis process, is described below.
Diese Herstellungsmethode ist schematisch in F i g. 3 weise Sauerstoff und Wasserstoff, Butan und Propan) geblasen. Die Glasmaterial bildenden Gase werden in der Flamme außerhalb der Mehrfachdüsen hydrolysiert und bilden feine Glaspartikel,· welche sich auf dem Anfangsstab 5 ansammeln. Ein feiner Glaspartikelkörper 6 wächst dann in axialer Richtung. Der feine Glaspartikelkörper durchwandert langsam einen Hochtemperaturofen mit einer Temperatur von 1400 bis 1600° C, wodurch der Glaspartikelkörper gesintert und verglast wird, wodurch ein Rohling für eine optische Glasfaser erzeugt wird.This production method is shown schematically in FIG. 3 wise oxygen and hydrogen, butane and propane) blown. The gases forming the glass material are hydrolyzed in the flame outside the multiple nozzles and form fine glass particles which accumulate on the initial rod 5. A fine body of glass particles 6 then grows in the axial direction. The fine glass particle body slowly moves through a high-temperature furnace with a temperature of 1400 to 1600 ° C, whereby the glass particle body is sintered and is vitrified, whereby a blank for an optical glass fiber is produced.
Wie in F i g. 2 gezeigt, besitzt der erhaltene Rohling für optische Fasern in seinem Kern 1 eine Brechungsindexverteilung in Form einer Parabel.As in Fig. 2, has the obtained blank for optical fibers in its core 1 a refractive index distribution in the form of a parabola.
Die Verteilung der Zusätze in einem Querschnitt eines Kernglases ist nicht einheitlich und der thermische Ausdehnungskoeffizient variiert ebenfalls über den Querschnitt Wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient stark variiert, so bilden sich Spannungen beim Sintern des Feinglaspartikelkörpers 6, die deu Feinglaspartikelkörper zerstören können. Ferner neigt der Rohling zum leichten Zerbrechen beirr Entnehmen aus dem Hochieir.peraturofen nach dem Sintern wie auch beim Verformen und anderen Wärmebehandlungen.The distribution of the additives in a cross section of a core glass is not uniform and the thermal one The coefficient of expansion also varies across the cross-section when the coefficient of thermal expansion varies greatly, tensions are formed during sintering of the fine glass particle body 6, which is the fine glass particle body can destroy. Furthermore, the blank tends to break easily when it is removed the Hochieir.peraturofen after sintering as well during deformation and other heat treatments.
Beim Bilden von SiO2-GIaS mit einem Gehalt an GeO2 durch Flammenhydrolysereaktion, wird eine bemerkenswerte Erscheinung beobachtet Es wird nämlich eine feste Lösung zwischen GeO2 und SiO2 gebildet und ein Teil des GeO2 wird in hexagonalen Kristallen abgeschieden. Der hexagonale GeO2-Kristall besitzt einen Schmelzpunkt von etwa 10860C was viel niedriger ist als der Schmelzpunkt von SiO2 (1600 bis 1700° C). Daher besteht die Neigung, daß sich Blasen aus verdampftem GeO2 bei der Erhitzung zwecks Gewinnen von Glasfasern durch einen Ziehvorgang bilden. Durch solche Blasen werden die Übertragungsverluste groß. Die Wahrscheinlichkeit des Bildens von Blasen ist groß bei höheren Konzentrationen an Ge02- Verschiedene Versuche haben gezeigt, daß die Menge an GeO2 niedriger als 15Gew.-% sein sollte. Dam ist die Blasenbildung zu vernachlässigen und ein geringer Übertragungsverlust gewährleistet.When SiO 2 -GIaS containing GeO 2 is formed by flame hydrolysis reaction, a remarkable phenomenon is observed. That is, a solid solution is formed between GeO 2 and SiO 2 and part of GeO 2 is deposited in hexagonal crystals. The hexagonal GeO 2 crystal has a melting point of about 1086 0 C which is much lower than the melting point of SiO 2 (1600 to 1700 ° C). Therefore, bubbles of evaporated GeO 2 tend to be formed when heated to obtain glass fibers by drawing. Such bubbles make the transmission loss large. The probability of the formation of bubbles is high at higher concentrations of GeO 2. Various tests have shown that the amount of GeO 2 should be less than 15% by weight. The formation of bubbles can then be neglected and a low transmission loss is guaranteed.
Wenn ferner der Mittelbereich des Feinglaspartikelkörpers 6 einen höheren Schmelzpunkt besitzt als der äußere Umfangsbereich, so beginnt beim Sintern des Glaspartikelkörpers die Verglasung an der Oberfläche des Körpers, was es schwierig macht. Blasen aus dem Mittelbereich vollkommen abzuziehen. Daher neigen Blasen dazu, im Mittelbereich zu verbleiben und einen Streuungsverlust in den optischen Fasern herbeizuführen. Um diese Blasen an ihrer Bildung zu hindern, wird der Glaspartikelkörper 6 erzeugt durch Differenzierung der Menge an Zusätzen im Mittelbereich und im Umfangsbereich, wie vorstehend erörtert.Further, when the central portion of the fine glass particle body 6 has a higher melting point than the outer circumferential area, so begins when sintering the Glass particle body is the glazing on the surface of the body, which makes it difficult. Bubbles from the Completely subtract middle area. Therefore, bubbles tend to stay in the central area and become one Bring about scattering loss in the optical fibers. To prevent these bubbles from forming, will the glass particle body 6 produced by differentiating the amount of additives in the central area and in the Scope as discussed above.
Wie lieh aus dem Obigen ergibt, sind die Mengen an Zusätzen in den Kernbereichen der Vorform für optische Fasern arf bestimmte Bereiche begrenzt. Wenn ein Feinglaspartikelkörper 6 mit einem Gehalt an 5 bis 15 Gew.-% GeO2 am Kern und einem Gehalt von 0As borrowed from the above, the amounts of additives in the core areas of the optical fiber preform are limited to certain areas. If a fine glass particle body 6 with a content of 5 to 15 wt .-% GeO 2 at the core and a content of 0
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gezeigt Aus einer ersten Düse 3 und einer zweiten Düse 60 bis 10 Gew.-°/o P2Os und B2O3 gesintert wird, so erhält 4 werden ein gasförmiges, glasbildendes Material, man einen sehr guten Rohling für optische Fasern, welches Zusätze entMilt, die einen höheren Brechungs- Ferner wird ein guter Rohling für optische Fasern aus index als SiO2 schafft (beispielsweise ein Gemisch von einem Glaspartikelkörper 6 erhalten, welcher SiCU. GeCI4, PoCI3 <md BBr3) und ein gasförmiges, 15Gew.-% oder mehr an GeO2, P2Ui und B2O3 glasbildendes Materal, welches Zusätze enthält, die 65 insgesamt am Kern enthält. Durch Einstellen der MengeFrom a first nozzle 3 and a second nozzle 60 to 10% by weight P 2 Os and B 2 O 3 are sintered, a gaseous, glass-forming material is obtained, which is a very good blank for optical fibers, which A good blank for optical fibers from index than SiO 2 is obtained (for example, a mixture of a glass particle body 6 containing SiCU. GeCI 4 , PoCI 3 <md BBr 3 ) and a gaseous, 15 wt .-% or more of GeO 2 , P 2 Ui and B 2 O 3 glass-forming material which contains additives that contain 65 in total on the core. By adjusting the amount
- — ■ " an GeO2 zur Einstellung von Δη (in diesem Gebiet auf- - ■ "on GeO 2 for setting Δη (in this area on
etwa 0,9 bis 1,2%) (was in enger Beziehung steht zum Übertragungsverlust und zur Transmissionsbandbreite)about 0.9 to 1.2%) (which is closely related to transmission loss and transmission bandwidth)
einen geringeren Brechungsindex (beispielsweise ein Oemisch vona lower refractive index (for example an Oemisch of
als SiO2 schaffen SiCU und BBr3)as SiO 2 create SiCU and BBr 3 )
zusammen mit einerP Hitzeverbrennungsgas (beispiels-together with a heat combustion gas (e.g.
auf weniger als 15Gew.-%, erhält man einen Rohling für optische Fasern, welcher eine hohe Qualität besitzt mit einem Übertragungsverlust von nicht mehr als 3,0 dB/km (bei 0,85 Mikrometer Durchmesser) und einer Transmissionsbandbreite von mindestensto less than 15% by weight, an optical fiber blank is obtained which has a high quality with a transmission loss of no more than 3.0 dB / km (at 0.85 micrometers in diameter) and one Transmission bandwidth of at least
400MHz- km0 "(0,75te Potenz).400MHz- km 0 "(0.75th power).
In den obigen Versuchen wurden GeO2, P2O5 und B2O3 als Dotierungsmittel für das Mantelglas verwendet. Diese Zusätze sind nicht beschränkt auf GeO2, P2O5 und B2O3; wie aus dem Vorstehenden zu erkennen ist, können andere Zusätze ebenfalls verwendet werden, welche geringen Verlust und geringe Streuung gestatten und welche den Brechungsindex, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und den Schmelzpunkt steuern können, wie TiO2, AI2O3, SiF« und Ga2O3. Ferner kann das Mantelglas aus reinem Quarzglas bestehen.In the above experiments, GeO2, P2O 5 and B 2 O 3 were used as dopants for the cladding glass. These additives are not limited to GeO 2 , P 2 O 5 and B 2 O 3 ; As can be seen from the above, other additives which allow low loss and low scattering and which can control the refractive index, the thermal expansion coefficient and the melting point, such as TiO 2 , Al 2 O 3 , SiF «and Ga 2, can also be used O 3 . Furthermore, the cladding glass can consist of pure quartz glass.
Wenn auch die obige Beschreibung fur optische Fasern gerichtet ist, deren Kernbrechungsindex parabelförmig verläuft, wie in F i g. 2 gezeigt, so sind doch die obigen exnerimentCÜen Tatsachen auch auf nntische Fasern mit anderen Brechungsprofilen anwendbar.Although the above description is directed to optical fibers whose core refractive index is parabolic, as in FIG. 2, yet the above ex n erimentCÜen facts are also applicable to nntische fibers having different refractive profiles.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung eingehender. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle Prozentangaben auf das Gewicht.The following examples further illustrate the invention. Unless otherwise stated, All percentages relate to weight.
Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1
Menge an SiO2 für das KernglasAmount of SiO 2 for the core glass
(Grundmaterial): 86,70%(Base material): 86.70%
Menge an ZusätzenAmount of additives
GeO2 GeO 2
Gesamttotal
Menge an SiO2 für das MantelglasAmount of SiO 2 for the cladding glass
(Grundmaterial):(Base material):
Menge an ZusatzAmount of addition
Es wird ein Feinglaspartikelkörper der obigen Zusammensetzung hergestellt und gesintert. Im Mantelglas tretten Risse auf.A fine glass particle body of the above composition is produced and sintered. In the cladding glass cracks appear.
Vergleichsbeispiel 2Comparative example 2
Menge an SiO2 für das Kernglas:Amount of SiO 2 for the core glass:
88,89% Menge an Zusätzen:88.89% amount of additives:
GeO2 GeO 2
P2O5P2O5
B2O,B 2 O,
Gesamttotal
Menge an SiO2 für das Mantelglas:Amount of SiO 2 for the cladding glass:
Menge an Zusatz:Amount of addition:
B2O,B 2 O,
8,2% 0,51%8.2% 0.51%
11,11%11.11%
92%92%
8%8th%
Ein Feinglaspartikelkörper der obigen Zusammensetzung wird erzeugt und in einem Hochtemperaturofen bei 15500C gesintert. Im Kernglas bleibt ein poröses Gebiet zurück und ein vollkommener Feststoff, welcher als optische Faser wirkt, kann nicht erzielt werdenA fine glass particle body of the above composition is produced and sintered at 1550 ° C. in a high-temperature furnace. A porous area remains in the core glass, and a perfect solid which acts as an optical fiber cannot be obtained
Menge an SiO2 für das Kernglas:
Menge an Zusätzen:
GeO2
P,O5
]] Amount of SiO 2 for the core glass:
Amount of additives:
GeO 2
P, O 5
]]
Gesamttotal
Menge an SiO2 für das Mantelglas: Menge an Zusätzen:
GeO2
P2O5
B2O3
GesamtAmount of SiO 2 for the cladding glass: Amount of additives:
GeO 2
P 2 O 5
B 2 O 3
total
81,72%81.72%
12,5%12.5%
0.48%0.48%
5,3% _5.3% _
18,28%18.28%
90,02%90.02%
3,2% 0,38% 6,4% 9,98%3.2% 0.38% 6.4% 9.98%
Es wird ein Feinglaspartikelkörper der obigen Zusammensetzung hergestellt und in einem Ofen bei 1550"1C gesintert. Man erhält einen guten Rohling für optische Fasern. Der Rohling wird bis auf einen Durchmesser von 10 mm gestreckt und in ein Quarzrohr mit einem inneren Durchmesser von 11 mm und einem äußeren Durchmesser von 20 mm eingesetzt. Beide werden miteinander verschmolzen und zu einer Faser mit einem Außendurchmesser von 150 μίτι ausgezogen. Übertragungsverlust und Übertragungsband dieser Faser betragen 2,64 dB/km (Verlust bei 0,83 Mikrometer) bzw. 405 MHz · km0" (0,75 Potenz: Koeffizient für Distanzumwandlung).A fine glass particle body of the above composition is produced and sintered in a furnace at 1550 "1 ° C. A good blank for optical fibers is obtained. The blank is stretched to a diameter of 10 mm and placed in a quartz tube with an inner diameter of 11 mm and an outer diameter of 20 mm. Both are fused together and drawn out to form a fiber with an outer diameter of 150 μm. Transmission loss and transmission band of this fiber are 2.64 dB / km (loss at 0.83 micrometers) and 405 MHz. km 0 "(0.75 power: coefficient for distance conversion).
Hierzu 1 Elatt ZeichnungenIn addition 1 Elatt drawings
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