Brevet FR2453115A1 — publié le 19801031

La présente invention concerne un procédé pour la production de fibres optiques, et notamment de fibres optiques monomodes comportant une âme, une gaine, dont-l'indice de réfraction est inférieur à celui de l'âme, et le cas échéant un support. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne pu bliee sous le nO 21 22 895 décrit un procédé pour la production de fibres de verre optiques, dans lequel le matériau de l'âme est déposé sous forme d'une couche sur la paroi intérieure d'un tube réalisé dans le matériau de gaine. Le tube enduit est ensuite porté à la température de ramollissement, puis étiré en fibres de verre. Le procédé, qui comprend donc plusieurs phases différentes,est ainsi coûteux. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 19 13 358 décrit un procédé pour la production d'un corps de verre guide de lumière, dont la région de l'âme est produite par échange d'ions. Ce procédé se prête à la production de fibres à gradient, mais exige toutefois un temps relativement long. L'invention a pour objet un procédé pour la production de fibres optiques à faible atténuation, et notamment de fibres optiques monomodes, caractérisé par un nombre réduit de phases opératoires et un faible temps. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la partie intérieure au moins du tube utilisé est en verre avec au moins un constituant réduisant l'indice de réfraction; le tube est chauffé de façon qu'une-partie de ce constituant diffuse à travers la paroi intérieure du tube; et le tube est ensuite étiré pour la production de fibres optiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le schéma d'un four d'étirage pour un tube en verre quartzeux à dopage homogène; la figure 2 représente le profil de l'indice de réfraction d'une fibre produite dans le four selon figure 1; la figure 3 représente un four d'étirage pour un tube dont la partie intérieure est en verre quartzeux avec un constituant rédui sant l'indice de réfraction; et la figure 4 représente le profil de l'indice de réfraction d'une fibre produite dans le four selon figure 3. Le four d'étirage 1 selon figure 1 est alimenté par un tube 2, realisé par exemple dans un verre quartzeux à dopage de preference homogène. Le dopage est choisi de façon que le verre quartzeux dopé présente un indice de réfraction n inférieur à celui du verre quartzeux pur. L'oxyde de bore ou le fluor convient particulièrement bien comme dopant. La chaleur transmise par le four d'étriage 1 est réglée de façon que le dopant diffuse au moins à partir des régions voisines de la paroi interieure du tube. il en résulte un accroissement de l'indice de réfraction de ces régions. Le dopant diffuse habituellement aussi à partir de la paroi extérieure du tube, mais l'accroissement résultant de l'indice de réfraction est sans importance, car ces zones extérieures se trouvent suffisamment loin des zones guides de lumière dans les fibres optiques finies. Le tube est simultanément chauffé de façon à pouvoir être étiré en fibre 3 pendant la phase opératoire suivante (figure 1). L'apport de chaleur et la vitesse d'étirage permettent d'influencer le profil de l'indice de réfraction. il convient de munir en outre la fibre d'une couche protectrice, à l'aide par exemple d'un dispositif d'enduction 4, dans laquelle la fibre est guidée pendant une phase operatoire suivant immédiatement. La figure 2 représente Le profil de l'indice de réfraction d'une fibre ainsi produite. La lumière est guidée dans la région presentant un indice de réfraction supérieur, autour de l'axe de la fibre (r , c'est- -dire dans la région de l'âme. Pour r + 0, l'indice de réfraction n peut se rapprocher sensiblement de celui du Verre quartzeux pur. L'indice de réfraction de la région comprise entre r1 et r2, c'est- -dire dans la gaine, présente une valeur constante, égale à celle du verre quartzeux dopé.L'indice de réfraction peut croitre de nouveau entre r2 et r3, mais n'exerce comme précédemment indique aucune influence sur les propriétés optiques de la fibre, de même que la couche protectrice (r > r3, non représentée), simplement destinée à la protection contre des actions extérieures, mécaniques par exemple. Les figures 3 et 4 représentent les conditions pour un tube dont la partie intérieure 2 est en verre quartzeux, qui contient un dopant réduisant l'indice de réfraction, et de préférence de l'oxyde de bore ou du fluor. La partie restante 2' du tube est en verre quartzeux pur et sert simplement de support à la partie dopee 2-. L'étirage proprement dit s'effectue de la façon précédemment décrite a l'aide de la figure 1. Le profil d'indice de réfraction selon figure 4 ne diffère pas de celui selon figure 2 dans la région r r2 soit suffisamment éloignée des régions guides de lumièredans les fibres optiques. Des indications de dimensionnement se trouvent dans l'article "W.Eickhoff et al Properties of Monomode Fibres for the 1.3 pm Wavelength Region; 4th ECOC pp 193 - 197 (Gemma septembre 1978)". Dans les- procédes précédemment décrits (figures 1 et 3), la diffusion du dopant et l'étirage de la fibre s'effectuent en une seule phase opératoire. il est toutefois possible aussi de diviser l'ensemble du procédé en deux phases séparées par exemple dans l'espace et/ou le temps. Au cours de la première phase par exemple, l'apport de chaleur est réglée de façon à produire uniquement l'appauvrissement souhaité en dopant des régions adjacentes à la paroi intérieure du tube. L'apport de chaleur pendant la seconde phase est ensuite adapté essentiellement à l'opération d'étirage. Ce dernier procédé permet une adaptation mutuelle plus précise des parametres, tandis que le premier procédé mentionné presente des avantages techniques et notamment de temps d'exécution. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé pour la production de fibres optiques, et notamment de fibres optiques monomodes comportant une âme, une gaine, dont l'indice de réfraction est inférieur à celui de l'âme, et le cas échéant un support, ledit procédé étant caractérisé par l'utilisation d'un tube dont la partie intérieure au moins est en verre avec au moins un constituant réduisant l'indice de réfraction; par le chauffage du tube de façon qu'une partie de ce constituant diffuse à travers la paroi intérieure du tube; et par l'étirage final du tube pour la production de fibres optiques. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé parl'emploi d'un tube en verre avec au moins un constituant distribué de façon homogène et réduisant l'indice de réfraction. 3. Procédé selon revendication 1, caractérisé par l'emploi d'un tube en verre dont la région adjacente à la paroi intérieure contient un constituant réduisant l'indice de réfraction. 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par l'emploi comme verre avec un constituant réduisant l'indice de refraction d'un verre, et notamment d'un verre quartzeux dopé avec de l'oxyde de bore ourdou fluor. 5. Procédé selon une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par la sélection de l'apport de chaleur et de la vitesse d'étirage pour la production d'un profil d'indice de réfraction prédéterminé. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un apport de chaleur tel que la diffusion du constituant ou du dopant et le chauffage à la température d'triage s'effectuent en une seule phase opératoire. 7. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un apport de chaleur tel que seule la diffusion du constituant ou du dopant s'effectue pendant une première phase oratoire et que pratiquement seul l'étirage en une fibre optique est effectué pendant la seconde phase.