发明名称 具有轴向变化结构之波导
摘要 本发明揭示出光学波导纤维预制件以及由其中抽拉出之光学波导纤维,其中密度以及包层有效折射率能够促使以预先选择之方式轴向地沿着波导预制件以及相关波导纤维变化。包层密度轴向变化是由于包层部份体积所致,该部份为空气或与主要包层玻璃不同之玻璃组成份。包层折射率轴向地改变模功率之分布,因而改变主要波导纤维参数例如为色散大小以及符号,截止波长以及零色散波长。本发明包含制造出具有轴向变化包层结构之方法。本发明系关于预制件以及相关波导纤维,其藉由于心蕊与包层折射率差值导引光线。本发明亦设计出预制件,波导纤维由其中抽拉出,藉由所有包层长度或包层长度区段之光子晶体结构导引光线。
申请公布号 TW455709 申请公布日期 2001.09.21
申请号 TW088115947 申请日期 1999.09.13
申请人 康宁公司 发明人 杰米康拉法久度;格雷包革蓝究
分类号 G02B6/10 主分类号 G02B6/10
代理机构 代理人 吴洛杰 台中巿太原路二段二一五巷一弄八号
主权项 1.一种光学波导预制件,其包含:中央心蕊玻璃,其由包层玻璃层围绕着以及相互接触以形成预制件,预制件具有第一及第二端部以及其间中心轴,以及包层包含一组多个环状区段,其依次地沿着中心轴延伸,其中区段主要特征在于预先选择密度,其与相邻每一区段之预先选择密度不同,以及每一区段密度高于或低于紧邻之区段。2.依据申请专利范围第1项之光学波导预制件,其中区段具有预先决定之密度,其低于相邻区段密度,其含有开孔。3.依据申请专利范围第2项之光学波导预制件,其中区段具有预先决定之密度,其高于相邻区段密度,其含有开孔。4.依据申请专利范围第2项之光学波导预制件,其中开孔为被拉伸以及沿着预制件中心轴具有指向之长向尺寸。5.依据申请专利范围第3项之光学波导预制件,其中开孔为被拉伸以及沿着预制件中心轴具有指向之长向尺寸。6.依据申请专利范围第4项之光学波导预制件,其中拉伸开孔形成周期性阵列。7.依据申请专利范围第5项之光学波导预制件,其中拉伸开孔形成周期性阵列。8.依据申请专利范围第6或7项之光学波导预制件,其中周期性阵列间距将使得由预制件抽拉为预先决定直径之波导纤维含有拉伸开孔之周期性阵列,其间距在0.4微米至20微米范围内。9.依据申请专利范围第6或7项之光学波导预制件,其中拉伸开孔具有直径以及直径与周期性阵列比値在0.1至0.9范围内。10.依据申请专利范围第1项之光学波导预制件,其中心蕊玻璃具有折射率分布,该分布由阶跃,圆形化阶跃,梯形,圆形化梯形,分布,以及区段化分布,其中区段化分布之区段由多孔性层,阶跃,圆形化阶跃,梯形,圆形化梯形,以及分布选取出。11.依据申请专利范围第10项之光学波导预制件,其中周心蕊玻璃包含矽石玻璃,其具有一种掺杂剂,该掺杂剂由锗,矾土,磷,氧化钛,硼,以及氟选取出。12.依据申请专利范围第11项之光学波导预制件,其中心蕊玻璃由含有掺杂剂矽石玻璃所构成,其由铒,镱,钕,铥,或镨种类选取出。13.依据申请专利范围第1项之光学波导预制件,其中包层区段密度为两个预先选取数値之一个。14.依据申请专利范围第13项之光学波导预制件,其中为两个预先选择密度之第一个密度包层玻璃层区段为均匀的第一组成份,以及具有两个预先选择密度第二个密度之包层玻璃层区段由多孔性第一组成份所构成。15.依据申请专利范围第14项之光学波导预制件,其中为第二预先选择密度之包层开孔被拉伸以及沿着预制件中心轴具有指向尺寸。16.依据申请专利范围第15项之光学波导预制件,其中拉伸开孔形成周期性阵列。17.依据申请专利范围第16项之光学波导预制件,其中周期性阵列将使得由预制件抽拉为预先选择直径之波导纤维含有周期阵列之拉伸开孔,其间距在0.4微米至20微米范围内。18.依据申请专利范围第13项之光学波导预制件,其中具有两个预先选择密度第一密度之包层玻璃区段为具有介电质常数均匀第一组成份,以及具有两个预先选择密度第二密度之包层玻璃区段由多孔性第一组成份所构成,其中开孔为拉伸以及长尺寸之开孔指向沿着预制件中心轴,以及其中拉伸开孔填充一种具有第二介电质常数之材料,其中第一及第二介电质常数相差至少三倍。19.依据申请专利范围第18项之光学波导预制件,其中拉伸填充开孔形成周期性阵列。20.依据申请专利范围第19项之光学波导预制件,其中周期性阵列间距将使得由预制件抽拉为预先决定直径之波导纤维含有拉伸开孔之周期性阵列,其间距在0.4微米至20微米范围内。21.一种光学波导纤维,其依据申请专利范围第1至第7项或申请专利范围第10至20项之任何一项预制件抽拉出。22.一种光学波导纤维,其依据申请专利范围第1至第7项或申请专利范围第10至20项之任何一项预制件抽拉出,其中心蕊具有折射率分布以及区段密度选择与心蕊分布相关,当区段密度在预先选择不同密度间交替着其总色散在正値与负値间交替着,以产生波导纤维具有净色散等于预先决定之数値。23.一种制造光学波导纤维预制件之方法,其包含下列步骤:a)制造具有长向中心轴之心蕊预制件;b)制造一组多个玻璃管件,其具有内侧与外侧尺寸以及长向中心轴;c)在沿着每一玻璃管件中沿着长向中心轴形成N个区段减小内侧及外侧尺寸,其中N个减小尺寸区段由一个区段管件彼此相隔着;d)排列步骤c)一组多个管件为一个阵列围绕着心蕊预制件,其中心蕊预制件长向中心轴实质上与管件长向中心轴平行。24.依据申请专利范围第23项之方法,其中步骤b)管件断面形状由圆形,三角形,平行四边形以及多边形选取出。25.依据申请专利范围第23项之方法,其中阵列为不规则的。26.依据申请专利范围第23项之方法,其中阵列为周期性的。27.依据申请专利范围第23项之方法,其中减小内侧尺寸为零。28.依据申请专利范围第23项之方法,其中管件具有第一组成份以及第一介电质常数,以及在形成步骤c)过程中或之前,区隔N个区段之每一区段填充一种材料,其具有第二组成份以及第二介电质常数,其中第一介电质常数与第二介电质常数相差至少三倍。29.依据申请专利范围第23项之方法,其中管件具有第一组成份以及第一介电质常数,以及在形成步骤c)过程中或之前,区段N个区段之每一区段填充一种材料,其具有第二组成份以及第二介电质常数,其中第一介电质常数大于第二介电质常数。30.依据申请专利范围第23项之方法,其中更进一步包含下列步骤:e)将步骤d)排列插入至外侧管件内;以及f)将外侧管件热塌于排列上。31.依据申请专利范围第30项之方法,其中更进一步包含将玻璃粉尘颗粒沉积于外侧管件上之步骤。32.依据申请专利范围第23项之方法,其中更进一步包含下列步骤:e)将步骤d)管件排列加以捆紮以使其彼此彼此对齐;及f)将玻璃粉尘沉积在捆束上。33.依据申请专利范围第32项之方法,其中捆紮步骤包含藉由对管件加热以黏附玻璃管件彼此在一起以及最内侧管件至心蕊预制件。34.依据申请专利范围第32项之方法,其中捆紮步骤包含藉由使用玻璃料黏附玻璃管件彼此在一起以及最内侧管件至心蕊预制件。35.一种制造光学波导纤维之方法,其包含下列步骤:a)依据申请专利范围23-34项任何一项方法制造预制件;b)对玻璃管件一端密封;c)由相对于具有密封管件预制件端部之预制件另一端抽拉出波导纤维;以及d)对相对已抽拉端部之预制件另一端施以真空抽除。36.一种制造光学波导纤维之方法,其包含下列步骤:a)制造心蕊预制件;b)制造具有断面形状之一组多个玻璃杆件;c)排列一组多个杆件为一个阵列,其围绕着心蕊预制件使得阵列包含一组多个开孔;d)将阵列杆件以及心蕊预制件插入至管件内形成抽拉预制件;e)由抽拉预制件抽拉出光学波导纤维;以及f)在步骤e)中施加不同压力至管件。37.依据申请专利范围第36项之方法,其中所施加压力在大气压力与低于大气压力之预先选择压力间变化。38.依据申请专利范围第37项之方法,其中预先选择压力足以至少部份地将开孔热塌。39.依据申请专利范围第37项之方法,其中所施加压力在大于或等于大气压力之第一预先选择压力与大于第一选择压力间变化。图式简单说明:第一图甲显示出具有圆形断面之管件。第一图乙显示出具有六方形断面之管件。第二图为具有减小尺寸区段之管件。第三图显示出六方形管件,其排列于心蕊预制件四周以及插入至较大固定管件内。第四图显示出预制件或波导之断面,其具有心蕊区域以及多孔性或复合包层。第五图显示出波导断面,其具有心蕊区域以及多孔性包层,其中开孔是由于包层管件中空隙开孔所致。第六图甲及第六图乙显示出预制件或波导之断面,其具有各别实心及多孔性或复合包层。第六图丙,第六图戊及第六图庚显示出具有实心包层之预制件或波导之断面。第六图丁,第六图已及第六图辛显示出具有多孔性或复合包层之预制件或波导心蕊折射率分布。
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