Fibra óptica de modo único.

Fibra óptica de modo único que desde el centro hacia la periferia comprende,

un núcleo, al menos, unos primer ysegundo revestimientos deprimidos, y un revestimiento exterior, en la que:

- el núcleo tiene un radio (Rco) comprendido entre 3,5 y 5,5 μm y un diferencia de índice con el revestimiento exterior(Dnco - Dnout) comprendido entre 0 y 3.10-3;

- el primer revestimiento deprimido tiene un radio (Rcl1) comprendido entre 9 y 15 μm y una diferencia de índice conel revestimiento exterior (Dncl1 - Dnout) comprendido entre - 5.5.10-3 y - 2,5.10-3;

-el segundo revestimiento deprimido tiene un radio (Rcl2) comprendido entre 38 y 42 μm y una diferencia de índicecon el primer revestimiento deprimido (Dncl2 - Dncl1) comprendido entre - 0,5.10-3 y 0,5.10-3 y;

- el revestimiento exterior tiene un radio comprendido entre 61,5 y 63,5 μm.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11305654.

Solicitante: Draka Comteq BV.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: DE BOELELAAN 7 1083 HJ AMSTERDAM PAISES BAJOS.

Inventor/es: SILLARD, PIERRE, BIGOT-ASTRUC,MARIANNE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G02B6/036 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 6/00 Guías de luz; Detalles de estructura de las disposiciones que comprenden guías de luz y otros elementos ópticos, p. ej. medios de acoplamiento. › estando compuesto el núcleo o el revestimiento de múltiples capas.

PDF original: ES-2438173_T3.pdf

 

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Fibra óptica de modo único.

Fragmento de la descripción:

Fibra óptica de modo único [0001] La presente invención se refiere al campo de las transmisiones por fibra óptica, y más específicamente por fibras ópticas de modo único (SMF) . La invención se refiere a una fibra óptica de modo único con atenuación reducida que puede ser fabricada a partir de una preforma con capacidad aumentada. [0002] En las fibras ópticas, el perfil de índice se clasifica generalmente de acuerdo con el aspecto de la gráfica de la función que relaciona el índice de refracción con el radio de la fibra. En forma estándar, la distancia r al centro de la fibra se representa en el eje x, y en el eje y, la diferencia entre el índice de refracción y el índice de refracción del revestimiento de la fibra. Estas curvas son generalmente representativas del perfil teórico o establecido de la fibra, pero las limitaciones de fabricación de la fibra pueden resultar en un perfil ligeramente diferente. Una fibra óptica consta convencionalmente de un núcleo óptico, cuya función es transmitir y, posiblemente, amplificar una señal óptica, y de un revestimiento óptico cuya función consiste en confinar la señal óptica en el núcleo. Para este propósito, los índices de refracción del núcleo nc y del revestimiento exterior ng son tales que nc > ng. [0003] Fibras de índice escalón, también llamadas SMF ("Single Mode Fibres [fibras de modo único]") se utilizan normalmente como fibras de línea para sistemas de transmisión por fibra óptica. Estas fibras tienen una dispersión cromática y una pendiente de dispersión cromática que cumplen las normas específicas de telecomunicaciones, así como la longitud de onda de corte normalizada y valores de área efectivos. [0004] En respuesta a la necesidad de compatibilidad entre sistemas ópticos de diferentes fabricantes, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) ha definido un estándar, referencia del ITU-T G.652, con el que debe cumplir una fibra óptica de transmisión estándar, llamada SSMF (Standard Single Mode Fibre [fibra de modo único estándar]) . [0005] Entre otros, la norma G.652 recomienda para una fibra de transmisión la gama de [8, 6; 9, 5 μm] para el diámetro de campo de modo (MFD) para una longitud de onda de 1310 nm; un máximo de 1260 nm para el valor longitud de onda de corte de cable; el rango de [1300; 1324 nm] para el valor de longitud de onda de dispersión cero, indicada como A0; un máximo de 0, 092 ps/nm2-km para el valor de la pendiente de dispersión cromática. De manera estándar, la longitud de onda de corte de cable se mide como la longitud de onda para la que la señal óptica ya no es de modo único después de la propagación a través de veintidós metros de fibra, según la definición de subcomité 86A de la Comisión Electrotécnica Internacional en la norma IEC 60793 -1-44. [0006] Las fibras con núcleos de sílice pura también son conocidas, y se llaman fibras de núcleo de sílice pura (PSCFs) . La ausencia de dopante en el núcleo de un PSCF hace que sea posible limitar las pérdidas ópticas y en particular, la atenuación a una longitud de onda de 1550 nm. Por tanto, una PSCF tiene convencionalmente un revestimiento de sílice dopada con flúor para reducir su índice de refracción y garantizar la función de confinar la señal óptica en el núcleo. [0007] De manera en sí conocida, una fibra óptica se fabrica mediante la elaboración de una preforma en una torre de estirado de fibra. Una preforma, por ejemplo, comprende una preforma primaria consistente en un tubo de vidrio de muy alta calidad formando una porción de revestimiento y núcleo de la fibra. Esta preforma primaria es entonces sobre revestida o encamisada con el fin de aumentar su diámetro y así preparar una preforma que puede utilizarse en una torre de estirado de fibra. La operación de estirado de fibra a escala consiste en colocar la preforma verticalmente en una torre y estirar una hebra de fibra a partir del extremo de la preforma. Para esto, una temperatura alta es aplicada localmente en un extremo de la preforma hasta ablandar la sílice; la velocidad de estirado de fibra y la temperatura son entonces controladas de forma permanente durante el estirado de la fibra ya que determinan el diámetro de dicha fibra. La geometría de la preforma debe observar perfectamente las relaciones entre los índices de refracción y los diámetros del núcleo y del revestimiento de la fibra, de manera que la fibra estirada tenga el perfil requerido. [0008] La preforma primaria puede consistir en un tubo de sustrato, generalmente de cuarzo, sobre el que se han depositado una o más capas de sílice dopado y / o sin dopar, para formar el núcleo y un revestimiento interior de la fibra. Las técnicas de deposición dentro de un tubo de sustrato incluyen MCVD (deposición química en fase de vapor modificada) , FCVD (horno de deposición química en fase de vapor) o PCVD (deposición química en fase de vapor asistida por plasma) . Después de depositar las capas correspondientes en l núcleo y el revestimiento interior, el tubo es cerrado sobre sí mismo durante una operación llamada de colapso. Las técnicas CVD aseguran que el pico OH permanece bajo y limitándose por tanto la atenuación para 1385 nm. [0009] La preforma primaria puede consistir en una varilla fabricada por técnicas de deposición externa, tales como OVD (deposición en fase de vapor externa) o VAD (deposición en fase de vapor axial) . En este caso no se utiliza tubo de sustrato; capas de sílice dopada y / o sin dopar se depositan sobre una varilla de partida mediante direccionamiento de gases precursores y una antorcha. [0010] La deposición de componentes es comúnmente referida por la expresión "dopado", es decir, se añaden "dopantes" a la sílice con el fin de cambiar su índice de refracción. Así, el germanio (Ge) o el fósforo (P) aumentan el índice de refracción de la sílice, por ello se utilizan a menudo para el dopado del núcleo central de la fibra. Por otra parte, el flúor (F) o el boro (B) disminuyen el índice de refracción de la sílice; el flúor es frecuentemente utilizado para la formación de revestimientos deprimidos. [0011] Fabricar una preforma primaria con un revestimiento alta y ampliamente deprimido es delicado. De hecho, el flúor, por ejemplo, se incorpora pobremente en sílice calentada más allá de una cierta temperatura, mientras que para la fabricación de vidrio se requiere una alta temperatura. La técnica de PCVD se puede utilizar de manera

eficaz para producir un revestimiento deprimido interior de un tubo de deposición. Dicha técnica de fabricación se describe en los documentos US RE 30.635 y US 4.314.833, permitiéndose incorporar flúor de manera significativa en la sílice con el fin de formar revestimientos altamente deprimidos. Un tubo de deposición, hecho de sílice puro o dopado con flúor, se proporciona y se monta en una torre de fabricación de vidrio. El tubo se pone entonces en rotación y una mezcla gaseosa de sílice y dopantes se inyecta dentro del tubo. El tubo atraviesa una cavidad de microondas en la que la mezcla gaseosa se calienta localmente. El calentamiento por microondas genera plasma mediante la ionización de los gases inyectados dentro del tubo y los dopantes ionizados reaccionan altamente con las partículas de sílice, provocando el depósito de capas de sílice dopado en el interior del tubo La alta reactividad de los dopantes, generada por el calentamiento por microondas, permite una alta concentración de dopantes a incorporar en las capas de sílice. [0012] La figura 1 ilustra un perfil de índice establecido de una PSCF convencional. El perfil de índice de la figura 1 muestra un núcleo central de radio Rco e índice Dnco correspondiente al índice de la sílice, y un revestimiento deprimido interior de radio exterior Rcl1 e índice Dncl1. El revestimiento interior se dice que está deprimido, ya que tiene un índice de refracción que es menor que el índice Dnout del revestimiento exterior obtenido por sobre revestimiento o encamisado de la preforma primaria. En una PSCF, este revestimiento exterior es generalmente de vidrio de sílice pura y tiene sustancialmente el mismo índice de refracción que el núcleo central. Típicamente, el revestimiento exterior está hecho de tubo de sustrato utilizado para la fabricación de la preforma primaria y / o del sobre revestido o camisa utilizado para alcanzar el diámetro pedido. [0013] En la estructura descrita anteriormente, con un revestimiento exterior que tiene sustancialmente el mismo índice de refracción que el núcleo central, el modo fundamental LP01 no es totalmente guiado y muestra las pérdidas adicionales, llamadas fugas. Para minimizar estas pérdidas por fugas, debe reducirse el porcentaje de energía que se propaga por el revestimiento de sílice puro exterior. Por consiguiente, la relación entre... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Fibra óptica de modo único que desde el centro hacia la periferia comprende, un núcleo, al menos, unos primer y segundo revestimientos deprimidos, y un revestimiento exterior, en la que:

- el núcleo tiene un radio (Rco) comprendido entre 3, 5 y 5, 5 μm y un diferencia de índice con el revestimiento exterior (Dnco - Dnout) comprendido entre 0 y 3.10-3;

- el primer revestimiento deprimido tiene un radio (Rcl1) comprendido entre 9 y 15 μm y una diferencia de índice con el revestimiento exterior (Dncl1 – Dnout) comprendido entre – 5.5.10-3 y – 2, 5.10-3; -el segundo revestimiento deprimido tiene un radio (Rcl2) comprendido entre 38 y 42 μm y una diferencia de índice con el primer revestimiento deprimido (Dncl2 – Dncl1) comprendido entre – 0, 5.10-3 y 0, 5.10-3 y;

- el revestimiento exterior tiene un radio comprendido entre 61, 5 y 63, 5 μm.

2. Fibra óptica según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un tercer revestimiento deprimido situado entre los primer y segundo revestimientos deprimidos que tiene un radio (Rcl3) comprendido entre 15 y 25 μm, una diferencia de índice con el primer revestimiento deprimido (Dncl3 – Dncl1) comprendido entre – 0, 5.10-3 y 0, 5.10-3 y una diferencia de índice con el segundo revestimiento deprimido (Dncl3 – Dncl2) comprendido entre -0, 5.10-3 y 0, 5.10-3 .

3. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la que el núcleo está hecho de sílice sin dopar.

4. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el revestimiento exterior está hecho sílice sin dopar.

5. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que cada uno de los revestimientos deprimidos está hecho de sílice dopada con flúor

6. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que para una longitud de onda de 1550 nm presenta una atenuación menor de 0, 18 Db/km.

7. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que para una longitud de onda de 1383 nm presenta una atenuación menor que 0, 35 Db/km.

8. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que para una longitud de onda de 1383 nm presenta una atenuación menor que 0, 32 Db/km.

9. Procedimiento para la fabricación de una fibra óptica de modo único con las características de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- proporcionar un tubo de deposición;

- realizar la deposición de capas en el interior del tubo de deposición para constituir el núcleo y el primer revestimiento deprimido;

- eliminar completamente el tubo de deposición;

- proporcionar el segundo revestimiento deprimido;

- proporcionar el revestimiento exterior, para así proporcionar una preforma óptica;

- estirar una fibra óptica de modo único a partir de dicha preforma óptica.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el tubo de deposición esta hecho de cuarzo sin dopar.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 o 10, en la que la eliminación del tubo de deposición se realiza por ataque químico o pulido a la llama o amolado o pulido o una combinación de los mismos.

12. Procedimiento para la fabricación de una fibra óptica de modo único con las características de la reivindicación 2, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- proporcionar un tubo de deposición hecho de sílice dopada con flúor;

- realizar la deposición de capas en el interior del tubo de deposición para constituir el núcleo y el primer revestimiento deprimido;

- proporcionar el segundo revestimiento deprimido que rodea el tubo de deposición, constituyendo dicho tubo de deposición el tercer revestimiento deprimido;

- proporcionar el revestimiento exterior, para así proporcionar una preforma óptica;

- estirar una fibra óptica de modo único a partir de dicha preforma óptica.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 en el que el segundo revestimiento deprimido se realiza mediante una de las siguientes formas: encamisado con un tubo dopado, sobre-revestimiento con sílice dopada, deposición externa con sílice dopada.

14. Procedimiento para la fabricación de una fibra óptica de modo único con las características de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- proporcionar una varilla de núcleo por deposición externa;

- proporcionar, al menos, dos revestimientos deprimidos sucesivos; 5 - proporcionar el revestimiento exterior, para así proporcionar una preforma óptica;

- estirar una fibra óptica de modo único a partir de dicha preforma óptica.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que cada uno de los sucesivos revestimientos deprimidos se realiza por una de las siguientes formas: encamisado con un tubo dopado, sobre-revestimiento con sílice dopada, 10 deposición externa con sílice dopada.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento de patente europea. A pesar de que gran cuidado se ha tomado en la compilación de las referencias, los 5 errores u omisiones que no pueden ser excluidos y la OEP, se exime de toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US RE30635 E [0011] • WO 2010003856 A [0015] [0046] [0050]

• US 4314833 A [0011] • US 20070003198 A [0017]

• US 20080031582 A [0015] [0046] [0050] • US 20030063878 A [0018]

• US 5044724 A [0015] [0046] [0050] • US 20040159124 A [0019] 10


 

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