具有非圆形纤芯的光导体的预成型件的制作方法_3

文档序号:9339394阅读:来源:国知局
差多大以及改变多少才转变成一个圆形形状。对于完美的多边形而言,角倒圆等于零,V增 大的值表明,理想的多边形形状越来越转变成一个圆形形状,其中,尤其是该多边形的边越 来越弧形延伸。
[0060] 这种关系适用于任何规则的N角形。在此,角的数量应小于100、优选小于20并 且尤其优选小于8。按本发明的意义,基于制造公差,如果内角相互之间偏差小于10%,那 么N角形也被看作为规则的。在具有不均匀长度的边的N角形(例如矩形)中,为了确定 角倒圆V可以使各条边的长度适配于一个统一的值,并且然后确定角倒圆V。通常,为此要 参照最短边的长度。对于具有有限角数量的纤芯几何形状而言,得出在理论上可能的最小 角倒圆0。所述角倒圆在施加包层时可以通过次优的流程实施来加以提高。
[0061] 在确定情况下,也可能必需的是,调节确定的角倒圆。所述角倒圆也完全可能大于 最小角倒圆。于是根据所期待的角倒圆可以相应地确定NA损耗并且在预定包层的氟浓度 时加以补偿。
[0062] 对于在制造预成型件的过程中调节氟浓度而言,整体上产生以下关系:
[0063]Ceff ?F^Cnon
[0064] 其中,有效氟浓度为Ceff而标称氟浓度为C_。这意味着,标称氟浓度可被理解为 在预成型件制造的流程实施时实际所使用的氟浓度的上限,只要一个确定的数值孔径预定 为目标值。
[0065] 为了直接检测完成的光导体的有效氟浓度与标称氟浓度之间的差别,可以实施两 次测量。一次可以直接由光导体的数值孔径NA来确定有效的氟浓度。为此,光学测量NA, 其中,由这个值可以往回计算折射率差。然后,由该折射率差可以计算对于光导体有效的氟 浓度,该有效的氟浓度最终确定在光导体的布置结构内的光传播。而标称的氟浓度可以通 过光谱测量确定并且由此与有效的氟浓度进行比较。
[0066] 由于非圆形的纤芯几何形状,根据所选择的用于施加包层区域的方法可能出现包 层区域的层厚度的不均匀。要确保必须施加的最小层厚度,并且该层厚度与要传输的波长 有关。如果低于该层厚度,波导就无法如所期望地那样起作用,并且出现非常高的衰减。如 果施加最小的层厚度,就发生由于上述效应带来的损耗。
[0067] 另外,包层厚可以通过非圆形的包层几何形状而得到优化。如果在6角形纤芯几 何形状的情况下变为圆形的包层,在此就强制性地改变所谓的覆层_纤芯直径比。
[0068] 在例如六角形纤芯的平面侧的区域内存在比较厚的覆层并且由此存在非常高的CXDR(覆层-纤芯直径比),而在角区域内的覆层则需要较薄并且因此CXDR也较小。因此, 在纤芯的角区域内对最小的包层厚度的确保就必须通过纤芯侧边区域内的大的CCDR来换 取。
[0069] 因此,可以证明为有利的是,包层几何形状匹配与纤芯几何形状地实施。为此在图 3中示出了一个示例。这里所示的为一个由纤芯1、覆层2和包围的涂层4所组成的结构。 如果将6角形包层2施加到6角形纤芯上,则所有位置处的CCDR就大小相同,并且材料耗 费明显更少。如果纤维稍后应被进一步加工成纤维束,非圆形的包层几何形状也可以被证 明为是有利的,因为在制成纤维束时在各个纤维之间的间隙由此可以明显减小。由此产生 在纤维束制造过程中更好的可加工性。因为完全不存在中空的间隙,因此在许多单个纤维 融合成纤维束时,明显更好地获得纤维几何形状。
[0070] 为了制造纤维束,还可使用如下纤维,所述纤维由于适当地选择纤芯和包层的材 料以及优化过程条件而非常稳定地抗电磁辐射。在此,尤其是调节抗紫外线或者更高能辐 射、如伦琴辐射或者伽马辐射的抵抗性。
[0071] 在一种实施形式中,使用一种非掺杂纤芯,所述非掺杂纤芯以规则六角形形状构 成。另外,制造掺杂有氟的管件,所述管件具有2至8重量百分比的氟浓度。这些氟管皱缩 到纤芯棒上。接着,产生应力的包层区域施加到掺杂有氟的包层区域上。其中已经被证明 为有利的是,如果产生应力的包层区域所具有的外直径为纤芯直径的2. 5倍以上、优选4倍 以上并且尤其优选5. 8倍以上。
[0072] 在第二种实施方式中,使用一种掺杂的纤芯。既可使用提高折射率的物质(例如 锗、磷、铝或者镧),也可使用降低折射率的物质(例如氟或者硼)作为掺杂物。纤芯的横截 面可以是正方形、矩形、六边形或甚至八角形。但除了这些最常使用的形状以外,也可以是 任意多角形或其他形状,例如D结构、双D结构或者W结构。包层围绕以非圆形形状存在的 掺杂的纤芯材料来施加。
[0073] 包层可以是非掺杂的,或是掺杂有改变折射率的掺杂物。在绝大多情况下,包层区 域实施为非掺杂或掺杂氟的。通过包层内的氟掺杂可以进一步提高纤芯与包层之间的折射 率差,从而由此能够提尚NA。
[0074] 在另一种实施方式中,以掺杂氟的包层来包围正方形的芯棒。在此,这样来调节氟 浓度,使得在圆形纤芯的几何形状上已经达到〇. 20的数值孔径。在将这种预成型件变型成 为纤维时,已在纤维拉伸的开始区域中选择一个这样高的拉伸温度,使得基于表面应力由 正方形的预成型件已经拉伸为近似圆形的纤维。在该纤维上的NA测量也确认0. 20的目 标值。在以更低的拉伸温度来拉伸预成型件且保持非圆形纤芯几何形状的情况下,达到了 0.16的NA。因此,预成型件的角倒圆在纤维拉伸时并非必须保持不变。通过高拉伸温度可 以提高角倒圆。
[0075] 因此,由具有已知的角倒圆的预成型件出发,通过适当地选择拉伸参数可以调节 出所期望的角倒圆,所述角倒圆大于预成型件的角倒圆。因此,可以由预成型件制造具有不 同角倒圆的确定的产品系列。
[0076] 在另一种实施形式中,在特殊的拉伸条件下制造非圆形纤维,从而辐射抵抗性可 以得到改进。辐射抵抗性应理解为纤维在以在150至2700nm的光谱范围内的光照射时的特 性,仅显示透射的非常小的降低,其中,150至650nm的光谱范围和尤其是200至270nm的光 谱范围对于阳光辐射抵抗性具有最大的影响。在标准条件下被拉伸的纤维在以UV光照射 时,透射下降至初始透射的20%以下。通过适当选择的拉伸条件,该值可上升至多于50%、 优选多于70%和尤其优选多于90%。
[0077] 为了达到这种透射改进的重要参数在于降低拉伸速度。纤维越慢地被拉伸,纤维 冷却得越慢,并且由此提高了玻璃结构内的结构性缺陷可以进行恢复的持续时间。通过缓 慢的拉伸速度,提高了在热的拉伸炉内的停留时间,从而在这里也可以进行缺陷恢复。
[0078] 这种效应可能通过如下方式强化,S卩,将直径尽可能大的预成型件变型,从而由此 降低补给速度并且提高在拉伸炉内的停留时间。小于20米/分钟、优选小于10米/分钟 和尤其优选小于5米/分钟的拉伸速度已被证明为尤其有利的。
[0079] 具有非圆形纤芯的纤维可用作单个纤维,不过也能够使用在纤维束内。尤其是在 不仅纤芯具有非圆形的几何形状、而且包层也以多边形形状构成的纤维中。具有非圆形外 几何形状的纤维束的充填密度与圆形纤维相比更高。由此也提高了光导面,并且纤维束具 有较低份额的不导光区域。
[0080] 在一种实施形式中,使用矩
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1