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DE2841162A1 - Doppelbrechungsarmer lichtwellenleiter - Google Patents

Doppelbrechungsarmer lichtwellenleiter

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DE2841162A1
DE2841162A1 DE19782841162 DE2841162A DE2841162A1 DE 2841162 A1 DE2841162 A1 DE 2841162A1 DE 19782841162 DE19782841162 DE 19782841162 DE 2841162 A DE2841162 A DE 2841162A DE 2841162 A1 DE2841162 A1 DE 2841162A1
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DE
Germany
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optical
quartz glass
birefringence
low
core
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Withdrawn
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DE19782841162
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Hubert Aulich
Alfred Dipl Ing Dr Papp
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München " VPA M P 7 12 5 BRD
Doppelbrechungsarmer Lichtwellenleiter
Die Erfindung betrifft einen doppelbrechungsarmen Lichtwellenleiter für magnetooptische Einrichtungen.
Für magnetooptischo Einrichtungen werden Lichtwellenleiter benötigt, in denen die PolarisationsVerhältnisse des geleiteten Lichtes möglichst wenig verfälscht werden, insbesondere soll eine Doppelbrechung vermieden werden. Eine derartige magnetooptische Einrichtung ist z.B. ein optischer Meßwandler, das ist eine Vorrichtung zum Ausmessen starker magnetischer Felder, bei der polarisierte;·» Licht mittfilr» eines Lichtwellenleiters (Lichtleitfaser) durch das Magnetfeld geleitet und ϊ.ιιμ r\u.*;uio;.;:::en eier, Ke ld ο:.; dessen Einfluß auf die Polari sa L i onsoboiK.· d*·:; Lieh ton beistimmt wird. Als Beispiel einer anderππ magnetooptischen Einrichtung :.;ei ein magnetnoptLsches
KbI 2 Hag / 15.9.1973
030015/0050
VPA 78 P 7 1 25 BRD
Gyroskop genannt. Lichtleitfasern mit Doppelbrechung stören die im linearpolarisierten Licht enthaltene Information bei derartigen Messungen, insbesondere wenn die Doppelbrechung temperaturabhängig ist.
Bisher wurden zur Führung des Lichtes durch derartige magnetooptische Einrichtungen Lichtwellenleiter aus einem zylindrischen Glasmantel benutzt, in dem eine das Licht leitende Flüssigkeit enthalten ist.
Da sich infolge der Isotropie der Flüssigkeit keine Vorzugsrichtungen ausbilden, werden in derartigen Lichtleitern die Polarisationsverhältnisse des Lichtes nicht gestört. Jedoch haben diese Flüssigkeitslichtleiter andere Nachteile, z.B. bedingen sie einen aufwendigeren Systemaufbau und sind ihren mechanischen und magnetooptischen Eigenschaften stark temperaturabhängig.
Übliche Lichtleitfasern, die aus einem Glaskern und einem Glasmantel bestehen, wobei der Glasmantel einen niedrigeren Brechungsindex als der Glaskern aufweist, sind für magnetooptische Anwendungen nicht geeignet. Insbesondere tritt in diesen Glas-Lichtleitfasern eine erhebliche Doppelbrechung auf.
Die Ursachen für diese Doppelbrechung sind noch wenig geklärt. In den üblichen Lichtleitfasern besteht der Faserkern im allgemeinen aus einem GeO2- oder P20,--dotierten Quarzglas* Dabei können Konzentrationsfluktuationen des Dotierstoffes z.B. zu Spannungen führen, die die Polarisationseigenschaften der Faser negativ beeinflussen. So wurde z.B. bei handelsüblichen GeOo-dotierten Fasern eine hohe Depolarisation des Lichtstrahles beobachtet. Auch ist z.B. die Doppelbrechung um so stärker, je mehr der Querschnitt des Glaskernes von der Kreisform abweicht. Ferner
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führen große Unterschiede in den thermischen Ausdehungskoeffizienten von Kernmaterial und Mantelmaterial zu Spannungen und Depolarisation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtwellenleiter für magnetooptische Einrichtungen anzugeben, der einfach herzustellen und handzuhaben ist, dessen Eigenschaften weitgehend temperaturunabhängig sind und der die Polarisationsverhältnisse des geleiteten Lichtes möglichst wenig verfälscht.
Gemäß der Erfindung wird ein Quarzglaskern mit einem Kunststoffmantel verwendet. Ein derartiger Lichtwellenleiter ist besonders doppelbrechungsarm.
Ein derartiger Lichtwellenleiter ist z.B. in "Siemens-F+E-Berichte" Band 6 (1977), Seite 314 bis 319 beschrieben. Der Kern besteht aus einem hochreinen, doppelbrechungsfreien Glas aus SiOp (Quarzglas); für den Mantel kommen verschiedene hochtransparente Kunststoffe in Frage, deren Brechungsindex unter dem Brechungsindex des Quarzglases liegt. Als Mantelmaterialien sind in dieser Literaturstelle die handelsüblichen Kunststoffe Polyvinylidenfluorid ("Kynar")? Polyperfluoräthylenpropylen, Polyfluoralkylmethacrylat und Polymethylsiloxan (Polysiloxan) angegeben. Die Herstellung derartiger Lichtwellenleiter erfolgt dadurch, daß eine auf einen Durchmesser von ebwa 100 bis 200 /um ausgezogene Glasfaser mit dem Kunststoff beschichtet wird, indem es unmittelbar nach dem Ziehen durch ein Bad des flüssigen Kunststoffes geführt wird. Die Eigenschaften derartiger kunststoffummantelter Quarzglaskerne ähneln den Eigenschaften herkömmlicher
030015/0050
- J - VPA 78 P 7 1 2 5 BRD
glasummantelter Lichtleitfasern.
Da der Kern aus einem Kinkoinponenteri/',1 ar> hos Uoh I., treten keine Konx.ent.ra ti orisfluktuat i onen uini damit verbundenen Depolarisationserscheinungen auf. Überraschenderweise zeigen diese Lichtlei tfasern auch keine nennenswerte Doppelbrechung. Obwohl die Eigenschaften von Kunststoffen bekanntlich stark temperaturabhängig sind, werden die Übertragungseigenschaften des Kerns von der Temperaturabhängigkeit des Mantels praktisch nicht beeinflußt. Dies dürfte zumindest teilweise davon herrühren, daß der Kunststoff sehr weich ist und daher keine mechanischen Spannungen auf den Kern ausübt. Das verwendete Uuarzglas selbst ist, sofern keine mechanischen Spannungen auftreten, weitgehend doppelbrechungsfrei. Beim Verlegen der kunststoffummantelten Glasfasern bewirken die im Kern auftretenden, vom Kern selbst hervorgerufenen mechanischen Spannungen, die an sich ebenfalls temperaturabhängig wären, überraschenderweise keine nennenswerte Doppelbrechung. Dies gilt zumindest für die üblicherweise bei Lichtleitfasern angewendeten Kernquerschnitte.
Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.
Ein Stab aus geschmolzenem, hochreinem SiOp von etwa 8 mm Durchmesser wird in einem Widerstandsofen oder einem. Induktionsofen mit einem Ende befestigt und am anderen Ende zu einer Faser von etwa 120 /um Durchmesser ausgezogen. Die ausgezogene Faser wird unmittelbar nach Verlassen des Ofens durch ein Gefäß mit flüssigem Polysiloxan gezogen, dabei wird eine Beschichtung von etwa 30 /um Dicke aufgebracht. Die
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-/- VPA 78 P 7 1 2 5 BRD
beschichtete Faser wird anschließend in einem Trockenofen ausgeheiztj, um eine gute Haftung zwischen Mantel und Kern zu erreichen..
Diese Faser zeigt eine hohe mechanische Stabilität und optische Übertragungseigenschaften, die den Eigenschaften herkömmlicher Glas-Lichtleitfasern nahekommen. Eine Doppelbrechung oder temperaturabhängige Einflüsse auf die Polarisation des geleiteten Lichtes können praktisch nicht beobachtet werden.
5 Patentansprüche
030015/0050

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    VPA 78 P 7 125 BRD
    Verwendung eines Quarzglaskernes mit einem Kunst stoffmantel als doppelbrechungsarmer Lichtwellenleiter für magnetooptische Einrichtungen.
  2. 2. Verwendung eines Quarzglaskernes mit einem Kunst stoffmantel aus Polyvinylidenfluorid für den im
    Anspruch 1 angegebenen Zweck.
  3. 3. Verwendung eines Quarzglaskernes mit einem Kunst stoffmantel aus Poly(perfluoräthylenpropylen) für
    den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
  4. 4. Verwendung eines Quarzglaskernes mit einem Kunst stoffmantel aus Poly(fluoralkylmethacrylat) für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
  5. 5. Verwendung eines Quarzglaskernes mit einem Kunst stoffmantel aus Polymethylsiloxan für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
    030015/00K
DE19782841162 1978-09-21 1978-09-21 Doppelbrechungsarmer lichtwellenleiter Withdrawn DE2841162A1 (de)

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