EP0341427A2

Single mode light-guiding fibre, and method for its production.

Abstract

In order to create a single-mode optical fibre constructed from doped layers, which manages with as little doping material as possible for desired properties, the refractive index profile n (r) is set as desired properties at least for the chromatic dispersion and/or the field diameter and/or the attenuation and/or the upper mode cut-off. The number m of the layers of thickness r is large by comparison with the number of desired properties, and each layer contains exactly as much doping material for the associated refractive indices to satisfy at least approximately the condition and …<IMAGE>… n0 being the refractive index of the matrix material of which the optical fibre predominantly consists, and denoting ri - i <.> DELTA r. The number of layers amounts to more than 100, preferably 300-500. The single-mode optical fibre has a refractive index profile which has a core zone (1) of relatively high refractive index, and adjoining thereto outwards a strongly marked first maximum (4), a weak second minimum (5) and a runout region (6) located at the level of undoped matrix material, there being present at the outer edge of the core zone (1) a second maximum (7) which is dimensioned to zero in accordance with a desired increase in the chromatic dispersion at 1,300 nm, and a plurality of points of inflection (8, 9, 10) being present between the first maximum (4) and the second minimum (5). …<IMAGE>…

EP0341427A2, drawing sheet 1
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18 claims: 8 independent, 10 dependent

  1. 1
    Monomode-Lichtleitfaser mit einem Brechzahlprofil n (r), wobei n die Brechzahl des Fasermaterials im Abstand r von der Achse der Faser bedeutet, wobei das Brechzahlprofil durch Dotieren eines Matrixmaterials, aus dem die Faser überwiegend besteht, mit wenigstens einem Dotiermaterial unter Ausbildung einer Anzahl von Schichten mit unterschiedlicher Brechzahl eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, - daß das Brechzahlprofil n (r) zumindest für die vorgegebenen Werte der chromatischen Dispersion und/oder des Felddurchmessers und/oder der Dämpfung und/oder des Obermodencutoffs als gewünschte Eigenschaften eingestellt ist, - daß die Anzahl m der Schichten der Dicke A r deutlich größer ist als die Anzahl gewünschter Eigenschaften und - daß jede Schicht gerade soviel Dotiermaterial enthält, daß die dazugehörigen Brechzahlen unter Beibehaltung der gewünschten Eigenschaften wenigstens annähernd die Bedingung erfüllen. wobei n o die Brechzahl des Matrixmaterials und r = i ' A r bedeuten.
  2. 2
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial Glas oder Quarzglas ist.
  3. 3
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl m der Schichten größer 100 ist.
  4. 4
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl m der Schichten zwischen 300 und 500 liegt.
  5. 5
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotiermaterialien ein die Brechzahl erhöhendes und ein die Brechzahl erniedrigendes Dotiermaterial vorliegen.
  6. 6
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotiermaterialien Fluor und Germanium vorliegen.
  7. 7
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als gewünschte Eigenschaft einen abgeflachten Verlauf der chromatischen Dispersion in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge aufweist.
  8. 8
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die chromatische dispersion Nullstellen bei den Lichtwellenlängen 1.300 und 1.550 nm und in der Mitte dazwischen ein Maximum von 3 ps/(nm'km) hat.
  9. 9
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gewünschte Eigenschaft die Dämpfung des als ersten Obermode angenommenen LPn-Modes bei 1.250 nm wenigstens 1 dB/m beträgt.
  10. 10
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gewünschte Eigenschaft einen die Dämpfung des Grundmodes (LP 01 ) bei 1.600 nm höchstens 10- 6 dB/km beträgt.
  11. 11
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gewünschte Eigenschaft der Felddurchmesserbei 1.300 nm groß ist.
  12. 12
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gewünschte Eigenschaft die Brechzahl einen Tiefstwert nicht unterschreitet.
  13. 13
    Monomode-Lichtleitfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Brechzahlprofil, das eine Kernzone (1) verhältnismäßig hoher Brechzahl und nach außen daran anschließend ein stark ausgeprägtes erstes Minimum (2), ein etwa bis in den Brechzahlbereich der Kernzone reichendes ausgeprägtes erstes Maximum (4), ein schwaches zweites Minimum (5) und einen auf dem Niveau undotierten Matrixmaterials liegenden Auslaufbereich (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Außenrand der Kernzone (1) ein zweites Maximum (7) vorliegt, das entsprechend einer gewünschten Anhebung der chromatischen Dispersion bei 1.300 nm auf Null bemessen ist, und daß zwischen dem ersten Maximum (4) und dem zweiten Minimum (5) mehrere Wendepunkte (8, 9, 10) vorliegen.
  14. 14
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Maximum (7) und dem zweiten Minimum (5) eine Stufe auf dem Niveau undotierten Matrixmaterials vorliegt.
  15. 15
    Monomode-Lichtleitfaser nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auslaufbereich (6) ein drittes Maximum (11) vorliegt.
  16. 16
    Verfahren zum Herstellen einer Monomode-Lichtleitfaser, bei dem die Faser unter schichtweiser Veränderung der Brechzahl aufgebaut wird, wobei die Brechzahl durch Dotieren eines Matrixmaterials, aus dem die Faser überwiegend besteht, mit wenigstens einem Dotiermaterial eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, - daß das Brechzahlprofil n (r) zumindest für vorgegebene Werte der chromatischen Dispersion und/oder des Felddurchmessers und/oder der Dämpfung und/oder des Obermodencutoffs als gewünschte Eigenschaften eingestellt wird, - daß die Anzahl m der Schichten der Dicke A r groß gegen die Anzahl der gewünschten Eigenschaften gewählt wird, - daß jede Schicht nur mit soviel Dotierungsmaterial versehen wird, daß die dazugehörigen Brechzahlen unter Beibehaltung der gewünschten Eigenschaften wenigstens annähernd die Bedingung erfüllen, wobei n o die Brechzahl des Matrixmaterials und r i = i ' Δr bedeuten.
  17. 17
    Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 100 Schichten gewählt werden.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 300 bis 500 Schichten gewählt werden.
Independent claims18