PL226046B1 - Mikrostrukturalny swiatlowod wielordzeniowy, urzadzenie do niezaleznego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego swiatlowodu wielordzeniowego i sposob wykonania urzadzenia do niezaleznego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego swiatlowodu wielordzeniowego - Google Patents

Abstract

Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy zawierający obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są co najmniej dwie komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń (2.1), korzystnie ze szkła, w szczególności domieszkowanego szkła krzemionkowego albo z polimeru wraz z okalającymi go wzdłużnymi otworami (3.1) o obniżonym współczynniku załamania światła wypełnionymi gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą lub polimerem, (dalej otwory), umieszczonymi w matrycy ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru charakteryzuje się tym, że współczynnik załamania światła otworów (3.1) jest obniżony w stosunku do matrycy ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru, w której się znajdują, komórka podstawowa scharakteryzowana jest przez średnicę rdzenia (2.1)(D2), średnicę otworu (3.1)(D3) i odległość między otworami odpowiadającą stałej sieci (Λ) osie otworów (3.1) umieszczone są w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń (2.1); długość boku c sześciokąta utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci (Λ) a zestawione w obszarze rdzenia (2.1) co najmniej dwie komórki podstawowe otoczone są płaszczem (4.1) ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru.

Description

Przedmiotem wynalazku jest mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy, urządzenie do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego i sposób wykonania urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordz eniowego.

Wprowadzenie światłowodów do systemów telekomunikacyjnych spowodowało istotne zwiększenie efektywności przekazywania informacji, zarówno w odniesieniu do jakości transmisji jak i przepustowości sieci. Parametr przepustowości określa mierzoną w bitach ilość informacji jaka może być przesłana przez dany kanał telekomunikacyjny lub łącze w jednostce czasu. Ze względu na gwałtowny wzrost zapotrzebowania na ultra wysokie przepustowości kanałów transmisyjnych, sięgających nawet 10 Tbit/s na światłowód, konieczny wydaje się przełom pozwalający zastąpić tradycyjne światłowody jednomodowe stosowane obecnie do przesyłu dużej ilości danych na duże odległości. Wykorzystywane do tej pory techniki zwielokrotnienia m.in. w dziedzinie czasu, długości fali, polaryzacji i inne są niewystarczające do zaspokojenia ekspotencjalnego wzrostu potrzeb na pasmo transmisyjne. Rozwiązanie niesie technika zwielokrotnienia przestrzennego (ang. SDM - Space-Division Multiplexing) wykorzystująca światłowody wielordzeniowe. SDM realizowane jest w światłowodach wielordzeniowych z odseparowanymi rdzeniami stanowiącymi osobne kanały transmisji, a w każdym rdzeniu możliwe jest jednomodowe prowadzenie sygnału. Alternatywnym rozwiązaniem z wykorzystaniem światłowodów wielordzeniowych jest zwielokrotnienie modowe (ang. MDM - Mode-Division Multiplexing) czyli zastosowanie struktury światłowodowej ze sprzężonymi rdzeniami, w których występuje propagacja wielomodowa, a każdy mod reprezentuje osobny kanał. Niemniej jednak nie są znane efektywne techniki adresowania modów w przypadku zwielokrotnienia modowego.

Techniki zwielokrotnienia przestrzennego mogą być stosowane razem z innymi znanymi technikami zwielokrotnienia, np. zwielokrotnieniem w dziedzinie długości fali (ang. WDM - Wave-Division Multiplexing), w dziedzinie częstotliwości (ang. FDM - Frequency Division Multiplexing) i innymi, co prowadzi do jeszcze większego wzrostu przepustowości.

Podstawowym wymaganiem wobec transmisji z wykorzystaniem światłowodów wielordzeniowych i z wykorzystaniem zwielokrotnienia przestrzennego jest ograniczenie przesłuchów pomiędzy rdzeniami. Jest to wymaganie kluczowe, ponieważ użytkownicy jednego kanału transmisyjnego nie mogą odczuwać obecności innych użytkowników współdzielących medium transmisyjne.

Kolejnymi wymaganiami wobec komercyjnie opłacalnej idei transmisji z wykorzystaniem zwiel okrotnienia przestrzennego jest opracowanie takiego włókna światłowodowego, którego parametry są możliwie zgodne z istniejącymi systemami transmisji. Wśród takich parametrów należy wymienić: wymiary geometryczne światłowodu (możliwość osiągnięcia takiej samej średnicy rdzenia i/lub średnicy światłowodu wielordzeniowego jak standardowego światłowodu jednomodowego), dyspersja (w tym zero dyspersji i nachylenie dyspersji w zerze dyspersji), straty transmisyjne, straty zgięciowe, straty zależne od polaryzacji, długość fali odcięcia, nieliniowość.

Należy zapewnić także akceptowalny poziom przesłuchów przy zgięciach i dyspersji przy zgięciach.

Żeby ograniczyć przesłuchy, rdzenie w światłowodzie wielordzeniowym muszą być odpowiednio izolowane. Znanych jest kilka podejść prowadzących do izolacji rdzeni a w efekcie do ograniczenia przesłuchów i są to: zmniejszenie przykrycia pól sąsiednich modów poprzez zwiększenie odstępu między rdzeniami, wytworzenie niejednorodnych rdzeni ze zmienionymi współczynnikami załamania lub średnicami, zastosowanie struktury o zmodyfikowanym profilu współczynnika załamania wokół rdzeni. Możliwe są także kombinacje trzech wymienionych podejść. Zwiększanie przykrycia pól sąsiednich modów poprzez zwiększanie odstępu pomiędzy rdzeniami powoduje konieczność znacznego rozsunięcia rdzeni w celu osiągnięcia akceptowalnego poziomu przesłuchów; nie jest zatem możliwe uzyskanie wysokiej gęstości kanałów w takim światłowodzie. Koncepcja wytworzenia niejednorodnych rdzeni wynika z obserwacji, że kiedy rdzenie światłowodu wielordzeniowego mają niewiele różniące się współczynniki załamania lub średnice, poziom mocy, która jest między tymi rdzeniami sprzęgana, zmniejsza się znacząco. Projekty takich światłowodów wymagają zatem gruntownej analizy dotyczącej minimalnej liczby różnych rdzeni pozwalających na uzyskanie zadowalającego poziomu przesłuchów i gęstości kanałów. W przypadku wspomnianych dwóch metod - rozsuwania rdzeni i zastosowania niejednorodnych rdzeni istnieje problem wystąpienia dużych strat zgięciowych a także przesłuchów przy zgięciach. Zastosowanie struktury o zmodyfikowanym współczynniku załamania wokół rdzeni

PL 226 046 B1 pozwala częściowo ograniczyć problem strat zgięciowych, przesłuchów przy zgięciach, a także w ogólności zmniejszyć przesłuchy.

Innym aspektem projektowania systemów transmisji z wykorzystaniem zwielokrotnienia przestrzennego jest konieczność opracowania sposobu łączenia rdzeni światłowodu wielordzeniowego ze standardowymi światłowodami jednomodowymi w celu integracji światłowodu wielordzeniowego z istniejącymi systemami, w tym także możliwości wprowadzenia/odebrania sygnału do/od poszczególnych rdzeni. Element spełniający takie zadanie, razem z włóknem wielordzeniowym posiadającym stosowne wspomniane właściwości, jest newralgicznym punktem projektu systemu transmisji. W dalszej kolejności należy dążyć do tego, żeby w planowanym systemie transmisji możliwe było skorzystanie z jak największej ilości już istniejących elementów i technologii, żeby proces implementacji tych systemów transmisji był możliwie jak najmniej kosztowny i rozciągnięty w czasie.

Struktury ze zmodyfikowanym współczynnikiem załamania wokół rdzeni znane są z literatury, m.in. z artykułu „Reduction of Crosstalk by Trench-Assisted Multi-Core Fiber” OSA/OFC/NFOEC 2011. Jest to światłowód, w którym izolacja rdzeni została osiągnięta poprzez zastosowanie warstwy o obniżonym współczynniku załamania wokół rdzeni, a pomocniczo w celu ograniczenia przesłuchów stos owane są także rdzenie niejednorodne. Światłowody tego typu nazywane są z ang. „trench-assisted fibres”.

Z kolei w artykule „Multi-Core Hole-Assisted Fibers for High Core Density Space Division Multiplexing” z konferencji Optoelektroniki i telekomunikacji OECC2010 ujawniono światłowód, w którym rdzenie są izolowane poprzez zastosowanie sześciu otworów powietrznych dookoła każdego z rdzeni. Izolacja w tym przypadku nie jest jednak wystarczająca, żeby ograniczyć przesłuchy bez znaczącego rozsunięcia rdzeni. W celu osiągnięcia drogi sprzężenia na poziomie większym od 1 km w proponowanym rozwiązaniu nie jest możliwe uzyskanie jednomodowego trybu pracy przy stałej sieci (odległości pomiędzy środkami otworów powietrznych) poniżej 10 μm, przy czym rdzenie muszą być wtedy rozsunięte na odległość równą co najmniej czterokrotności stałej sieci. Światłowody tego typu naz ywane są z ang. „hole-assisted fibres”. W klasycznych światłowodach mikrostrukturalnych, otwory powietrzne aktywnie uczestniczą w propagacji światła, a efekt propagacji jest zagwarantowany właśnie dzięki ich obecności, która powoduje uwięzienie światła w obszarze rdzenia. W światłowodach typu „hole-assisted” mikrostruktura ma na celu głównie izolację rdzeni od siebie, tak, żeby nie występowały przesłuchy pomiędzy rdzeniami. Zwykle, w światłowodach typu „hole-assisted” stosuje się domieszkowany rdzeń w środku mikrostruktury pozwalający na propagację światła na tej samej zasadzie jak w standardowych światłowodach jednomodowych, z tą zaletą, że otwory ograniczają przesłuchy pomiędzy rdzeniami, ale nie uczestniczą w sposób znaczący w mechanizmie propagacji.

Z opisu US 2013/0209106 znany jest system transmisji optycznej, wielordzeniowe włókno optyczne i sposób produkcji tego włókna. W systemie transmisji według zgłoszenia różne długości fal wprowadzane są do sąsiadujących rdzeni wielordzeniowego włókna optycznego, wykorzystywany jest więc jednocześnie system zwielokrotnienia przestrzennego sygnału i zwielokrotnienia sygnału w dziedzinie długości fali. Rdzenie w światłowodzie są otoczone dwoma pierścieniami otworów. W przypadku wystąpienia światłowodu w wersji z rdzeniem stałym (klasyczny światłowód mikrostrukturalny), propagacja światła w obszarze rdzenia jest zagwarantowana dzięki obecności otworów. W innym wariancie przedstawionym w opisie tego rozwiązania, w którym w obszarze centralnym również występuje otwór, mamy do czynienia z mechanizmem propagacji związanym z istnieniem fotonicznej przerwy wzbronionej. W światłowodzie według tego opisu nie przewiduje się rezygnacji z najbliższego rdzeniowi pierścienia otworów.

Z kolei opis wynalazku US2013064543 ujawnia konstrukcję światłowodu w jakim płaszcz zawiera wiele otworów utworzonych w węzłach siatki heksagonalnej. Światłowód według wynalazku cechują straty zgięciowe mniejsze niż 5 dB/m przy promieniu zgięcia równym 20 mm. Światłowód według tego wynalazku to światłowód mikrostrukturalny, w którym struktura otworów zapewnia propagację światła. W celu osiągnięcia wysokiej wartości drogi sprzężenia konieczne jest zastosowanie znaczącej ilości warstw powietrznych pomiędzy rdzeniami, co zmniejsza osiąganą gęstość kanałów. W opisie ujawniono także sposób orientowania światłowodów względem siebie, w którym wykorzystano przesunięcie jednego rdzenia. Taki sposób wyklucza zatem uczestnictwo tego (przesuniętego) rdzenia w propag acji. W systemie transmisji według omawianego opisu konieczne jest zastosowanie dodatkowego elementu wytwarzającego naprężenie wynikające ze zginania, naprężenie poprzeczne lub oba naraz w celu wytłumienia interferencji pomiędzy rdzeniami.

PL 226 046 B1

Zastosowanie wielordzeniowego światłowodu ujawniono także w opisie wynalazku

US 2011274435, w którym przedstawiono wielordzeniowy światłowód przyłączony do dwóch zestawów urządzeń (odbiorczych i nadawczych). Rdzenie światłowodów wielordzeniowych w tym rozwiązaniu nie są jednak izolowane za pomocą przestrzeni powietrznych, a przesłuchy są ograniczone dzięki rozsunięciu rdzeni względem siebie.

Z kolei z patentu US 20110279888 znany jest także sposób pompowania z wykorzystaniem przewężanego sprzęgacza światłowodowego, w którym wykorzystuje się pompowanie od czoła w ten sposób, że jeden ze światłowodów z wiązki światłowodowej łączonej ze światłowodem wielordzeniowym jest zamieniany na światłowód doprowadzający sygnał z pompy. Znany jest także system transmisji danych według EP 2336813, w którym do transmisji z wykorzystaniem zwielokrotnienia modowego wykorzystywane jest sprzężenie pomiędzy rdzeniami światłowodu wielordzeniowego, rdzenie nie są w żaden sposób izolowane.

Znany jest także wielordzeniowy światłowód i sposób rozmieszczenia rdzeni według EP 2610656, w którym wielordzeniowe włókno zawiera wiele pojedynczych rdzeni rozlokowanych punktowo w węzłach siatki heksagonalnej lub tetragonalnej. Przy tym występują co najmniej dwa rodzaje rdzeni o różnych profilach współczynnika załamania.

Z kolei w patencie WO 02004070444 przedstawiono mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy posiadający co najmniej jeden rdzeń o podwyższonym współczynniku załamania (ang. indexguided core) oraz co najmniej jeden rdzeń prowadzący światło zgodnie z zasadą fotonicznej przerwy wzbronionej (photonic band gap-guided core) oraz sposób mierzenia nieciągłości w mikrostrukturalnym światłowodzie typu Photonic Band Gap. Według opisu rdzeń o podwyższonym współczynniku załamania ma umożliwić przeprowadzenie diagnostyki światłowodu typu Photonic Band Gap, gdzie wykorzystując propagację światła w tym rdzeniu możliwe jest zlokalizowanie nieciągłości włókna, co jest nie możliwe do zmierzenia przy użyciu reflektometru w rdzeniu powietrznym. Światłowód nie jest dedykowany zastosowaniu do przesyłu danych w sieciach transmisyjnych.

Znany jest także światłowód wielordzeniowy według JP2011180243, w jakim we wnętrzu włókna, wzdłuż osiowo zlokalizowano co najmniej 10 rdzeni otoczonych otworami. Rdzenie rozłożone są na zmodyfikowanej siatce heksagonalnej.

Nieco innym rozwiązaniem jest wynalazek US6539155, w którym środki rdzeni i otworów rozłożone są na siatce heksagonalnej. Płaszcz jest uzyskiwany dzięki zastosowaniu periodycznej struktury fotonicznej, która odpowiada za prowadzenie światła w strukturze.

Z kolei w wynalazku US 2013/016949 ujawniono konstrukcję światłowodu wielordzeniowego, w którym centralny rdzeń otoczony jest innymi rdzeniami umieszczonymi w kolejnych pierścieniach wokół centrum.

W patencie CN1 03091771 przedstawiono mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy do budowy kierunkowego sprzęgacza mocy optycznej. Struktura światłowodu według wynalazku zawiera 3 rdzenie o różnych średnicach, gdzie rdzeń centralny jest wejściem sprzęgacza a dwa rdzenie zewnętrzne są jego wyjściami. Taka struktura zakłada, że rdzenie tego światłowodu wielordzeniowego są sprzężone i moc wprowadzona do jednego z rdzeni pobudza pozostałe rdzenie. Światłowód mógłby mieć zastosowanie w systemach transmisyjnych, jeśli wykorzystywany byłby przesył danych oparty na multipleksacji modowej, a nie jak zakłada wynalazek, z wykorzystaniem transmisji jednomodowej.

Mimo ciągłego rozwoju technologii światłowodowej istnieje potrzeba osiągnięcia większej przepustowości i lepszej jakości sygnału, umożliwiających przesyłanie coraz większej ilości danych bez znaczącej utraty jakości sygnału. Wśród najbardziej palących problemów systemów z wykorzystaniem zwielokrotnienia przestrzennego pozostaje ograniczenie przesłuchów pomiędzy sąsiednimi kanałami transmisyjnymi, osiągnięcie jak najmniejszych strat zgięciowych, których ograniczenie ułatwiłoby montaż kabli światłowodowych.

Dlatego celem wynalazku było zaprojektowanie takiej struktury światłowodu, w której osiągnięto by minimalne przesłuchy, a parametry takie jak: straty transmisyjne, straty zgięciowe, straty zależne od polaryzacji, dyspersja, długość fali odcięcia, nieliniowość a także parametry geometryczne były możliwie zbliżone do parametrów standardowych światłowodów jednomodowych. Jednocześnie, celem wynalazku było zaprojektowanie takiej struktury, w której parametry (przesłuchy, dyspersja, długość fali odcięcia) nie zmieniają się w sposób nieakceptowalny przy zgięciach. Dodatkowo celem wynalazku było zaprojektowanie gamy kompatybilnych rozwiązań zarówno do transmisji pasywnej jak i aktywnej, w której występuje wzmocnienie oraz stworzenie efektywnego sposobu wykonania urządzenia do łączenia światłowodu wielordzeniowego według wynalazku ze standardowymi światłowoPL 226 046 B1 dami jednomodowymi, które umożliwiłoby poprawne adresowanie poszczególnych rdzeni w światłowodzie wielordzeniowym i odbieranie sygnału z poszczególnych rdzeni. Wykorzystanie poszczególnych elementów: wielordzeniowych światłowodów pasywnych i aktywnych według wynalazku a także dedykowanych im urządzeń do łączenia rdzeni światłowodów wielordzeniowych ze standardowymi światłowodami jednomodowymi zostanie przedstawione w przykładach. Celem wynalazku było zaprojektowanie takiej struktury, która może być produkowana znanymi i ekonomicznie uzasadnionymi m etodami np. metodą stack-and-draw. Ponadto, celem wynalazku było takie zaprojektowanie elementów składowych systemu transmisji, żeby było możliwe do wykorzystania jak najwięcej wykorzystywanych już urządzeń w systemach transmisji a także znanych technologii, np. wzmacniaczy EDFA i technologii pompowania.

Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy, urządzenie do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego i sposób wykonania urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego pozwalają na osiągniecie znacząco większej przepustowości przy jednoczesnym zoptymalizowaniu strat, zwłaszcza zgięciowych w porównaniu do standardowego światłowodu jednomodowego.

W światłowodzie wielordzeniowym według wynalazku możliwe jest zwielokrotnienie przestrzenne sygnału dzięki istnieniu izolowanych rdzeni. Przez izolowane rdzenie należy rozumieć, że występujące przesłuchy pomiędzy rdzeniami są na minimalnym, akceptowalnym poziomie. Izolację rdzeni umożliwia mikrostrukturalna budowa światłowodu, czyli taka, w której rdzenie w światłowodzie według wynalazku są oddzielone od siebie poprzez występowanie otworów o obniżonym współczynniku załamania w stosunku do współczynnika załamania płaszcza wypełnionych gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą, lub polimerem. Ponadto, możliwe jest wykorzystanie światłowodu wielordzeniowego według wynalazku w zastosowaniach nietelekomunikacyjnych, np. czujnikowych.

Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy, według wynalazku zawiera obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są co najmniej dwie komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń, korzystnie ze szkła, w szczególności domieszkowanego szkła krzemionkowego albo z polimeru wraz z okalającymi go wzdłużnymi otworami o obniżonym współczynniku załamania światła wypełnionymi gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą, lub polimerem, (dalej: otwory), umieszczonych w matrycy (płaszczu) ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru. Rdzeń jest tworzony poprzez odpowiednie domieszkowanie (np. tlenkiem germanu) podwyższające współczynnik załamania w stosunku do otoczenia, co jest znane ze stanu techniki. Współczynnik światła otworów jest obniżony w stosunku do matrycy (płaszcza) ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru, w której się znajdują. Komórka podstawowa scharakteryzowana jest przez średnicę rdzenia D2, średnicę otworu D3 i odległość między otworami odpowiadającą stałej sieci-Λ. Osie otworów umieszczone są w wierzchołkach i środkach boku sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń, długość boku c sześciokąta utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci Λ. Zestawione w obszarze rdzenia co najmniej dwie komórki podstawowe otoczone są płaszczem, korzystnie ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru.

Obszar na zewnątrz rdzenia a wewnątrz okalających go otworów wykonany jest ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru i tworzy płaszcz wewnętrzny. Obszar, który stanowią otwory tworzy wewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny. Obszar na zewnątrz wewnętrznych płaszczy mikrostrukturalnych komórek podstawowych tworzy płaszcz zewnętrzny, a obszar, w którym znajdują się rdzenie, płaszcze wewnętrzne oraz mikrostrukturalne płaszcze wewnętrzne wspólnie tworzy obszar mikrostruktury.

Pierwsza podstawowa komórka struktury znajduje się korzystnie w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego, a kolejne komórki podstawowe przylegają do niej bokami lub wierzchołkami. Korzystnie gdy kolejne komórki podstawowe zestawione wzajemnie posiadają wspólne otaczające rdzeń otwory.

W przypadku gdy pierwsza komórka podstawowa nie znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego korzystnie jest, gdy geometryczny środek ciężkości obszaru mikrostruktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego według wynalazku.

Średnica D1 płaszcza zewnętrznego światłowodu wielordzeniowego jest dobrana dowolnie, w zależności od ilości komórek podstawowych wypełniających strukturę, korzystnie z zachowaniem 30 pm odstępu od najbardziej zewnętrznego otworu do brzegu matrycy (płaszcza) ze szkła krzemionkowego (brzegu płaszcza zewnętrznego).

PL 226 046 B1

W przypadku struktury, w której komórka podstawowa znajduje się w środku geometrycznym światłowodu, komórki podstawowe otaczające tę komórkę podstawową tworzą tzw. pierwszy pierścień. Rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok b jest równy potrojonej wartości stałej sieci pomnożonej przez współczynnik a, gdzie a=2/3 43 w przypadku gdy komórki podstawowe mają wspólne boki. W przypadku gdy komórki podstawowe mają wspólne wierzchołki, rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok b jest równy czterokrotnej wartości stałej sieci.

Kolejny pierścień rdzeni komórek podstawowych umieszczony jest w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego bok jest równy sześciokrotnej wartości stałej sieci pomnożonej przez współczynnik a, gdzie a=2/3 43 w przypadku gdy komórki podstawowe mają wspólne boki. W przypadku gdy komórki podstawowe mają wspólne wierzchołki, rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok d jest równy ośmiokrotnej wartości stałej sieci.

Dla każdego kolejnego pierścienia mnożnik współczynnika a wzrasta arytmetycznie, a przy zwiększaniu liczby pierścieni należy uwzględnić zwiększenie wymiarów zewnętrznego płaszcza światłowodu wielordzeniowego.

Korzystnie gdy różnica pomiędzy współczynnikami załamania materiału rdzenia i płaszcza (wewnętrznego i zewnętrznego) odpowiada różnicy współczynników załamania w standardowym światłowodzie jednomodowym i wynosi korzystnie Δ = 5,63-10^- ± 2,17-10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm.

W przypadku zastosowania wynalazku do transmisji aktywnej, w trakcie której następuje wzmocnienie sygnału, korzystnie gdy rdzeń światłowodu, korzystnie ze szkła krzemionkowego, domieszkowany jest jonami ziem rzadkich, korzystnie erbem, korzystnie na poziomie od 8-10¹⁸/cm^-3 do 120-10¹⁸/cm^-3, przy czym różnica współczynników załamania rdzeni i płaszcza wynosi korzystnie Δ = 5,63-10^-3 ± 2,17-10^-3 dla długości fali światła λ = 1550 nm.

Przyjęcie powyższej korzystnej różnicy współczynników załamania rdzenia i płaszcza pozwala na uzyskanie korzystnej pracy włókna zwłaszcza siedmiordzeniowego dla średnic rdzeni równych (7,8 ± 3,6) μm, średnic otworów wypełnionych powietrzem równych (7,5 ± 3,5) μm, stałej sieci równej (7,8 ± 3,6) μm, średnicy płaszcza równej Λ*13 + (50 ± 20) μm. W szczególności średnica płaszcza może być dowolnie zwiększana. Wraz z przyjęciem innej różnicy współczynnika załam ania rdzenia i płaszcza a także innej liczby i aranżacji rdzeni korzystne działanie światłowodu pociąga za sobą k onieczność modyfikacji parametrów geometrycznych.

W przypadku zastosowania światłowodu do transmisji aktywnej korzystnie gdy mikrostruktura światłowodu otoczona jest dodatkowym obszarem otworów wypełnionych gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą lub polimerem tworzących dodatkowy płaszcz. Dodatkowy obszar otworów, (dalej zewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny), okala obszar mikrostruktury. Zewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny dzieli podział płaszcza zewnętrznego na dwa obszary: obszar bliskiego płaszcza zewnętrznego znajdującego się pomiędzy zewnętrznym płaszczem mikrostrukturalnym a zewnętrznymi otworami obszaru mikrostruktury oraz obszar dalekiego płaszcza zewnętrznego znajdującego się na zewnątrz od zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego do brzegu światłowodu.

Otwory wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego w światłowodzie z dodatkowym płaszczem są umieszczone korzystnie na bokach sześciokąta lub na okręgu. Przy tym korzystnie gdy średnice otworów zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego mają wymiar mniejszy od stałej sieci Λ. Otwory wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego mają w przekroju korzystnie kształt okręgu i są oddalone od brzegu włókna o co najmniej 30 μm, korzystnie gdy w przypadku gdy otwory tworzące zewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny umieszczone są na bokach sześciokąta, odstęp pomiędzy środkami otworów zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego równy jest stałej sieci 4. Korzystnie także, gdy w przypadku światłowodu z dodatkowym płaszczem średnice otworów tworzących wewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny są zmniejszone w stosunku do stałej sieci, korzystnie o (20 ± 15)%.

Korzystnie dla ułatwienia cięcia światłowodów rezygnuje się z niektórych, korzystnie najbardziej zewnętrznych otworów komórek podstawowych w mikrostrukturze i/lub różnicuje się w dowolny sp osób wymiary otworów. W celu ułatwienia spawania korzystnie jest zastosować w strukturze światłowodu tzw. marker czyli np. dodatkowy otwór lub otwory, które nie wpływają na transmisję światła.

Urządzenie do adresowania rdzeni światłowodu wielordzeniowego według wynalazku zawiera umieszczone równolegle korzystnie w szklanej lub polimerowej kapilarze jednordzeniowe jednomodowe światłowody, (dalej światłowody jednomodowe), odpowiadające liczbie rdzeni światłowodu wi elordzeniowego, a kapilara ze światłowodami jednomodowymi połączona jest ze światłowodem wielorPL 226 046 B1 dzeniowym, w szczególności z mikrostrukturalnym światłowodem według wynalazku. Przekroje poprzeczne światłowodów umieszczonych w kapilarze oraz skrajny przekrój kapilary leżą w jednej płas zczyźnie i są prostopadłe do osi wzdłużnej kapilary.

W przypadku gdy nie są adresowane wszystkie rdzenie światłowodu mikrostrukturalnego według wynalazku światłowody jednomodowe w kapilarze mogą zostać zastąpione prętami szklanymi, których średnice odpowiadają średnicom światłowodów jednomodowych. Liczba prętów szklanych umieszczonych w kapilarze odpowiada liczbie rdzeni światłowodu wielordzeniowego jaka nie jest łączona ze światłowodami jednomodowymi. W innym przykładzie wykonania pręty szklane stanowią wypełnienie struktury urządzenia do adresowania rdzeni światłowodu wielordzeniowego według wynalazku gdy liczba bądź rozmieszczenie rdzeni światłowodu wielordzeniowego nie tworzy struktury zamkniętych pierścieni wokół rdzenia centralnego światłowodu wielordzeniowego.

Szklana lub polimerowa kapilara wykonana jest z materiału, który podatny jest na zmiany w ymiarów geometrycznych pod wpływem temperatury połączonej z rozciąganiem wzdłużnym. Długość kapilary dobiera się w zależności od możliwości mocowania na urządzeniu do wyciągania z jednoczesnym grzaniem, korzystnie na stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych opartej na spawarce żarnikowej. Korzystnie gdy szklana kapilara wykonana jest ze szkła krzemionk owego niedomieszkowanego.

Sposób wykonania urządzenia do adresowania rdzeni polega na tym, że:

1. Analizuje się strukturę światłowodu wielordzeniowego i określa się liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego, średnicę rdzeni oraz odległości między rdzeniami,

2. Mierzy się średnicę rdzeni oraz płaszczy światłowodów jednomodowych z jakimi łączony jest światłowód wielordzeniowy i określa się stopień przewężenia średnicy światłowodów jednomodowych,

3. Usuwa się pokrycia światłowodów jednomodowych i czyści się ich powierzchnię,

4. Wytrawia się, korzystnie kwasem fluorowodorowym, odsłonięte i oczyszczone fragmenty światłowodów jednomodowych tak, żeby płaszcze światłowodów nie przysłaniały rdzeni światłowodu wielordzeniowego i aby po wzajemnym zestawieniu możliwe było pokrycie się rdzeni światłowodu wielordzeniowego z rdzeniami światłowodów jednomodowych,

5. Przewęża się światłowody jednomodowe według obliczonego stopnia przewężenia pozwalającego na uzyskanie średnic ich rdzeni równych wymiarom średnic rdzeni światłowodu wielordzeniowego,

6. Przygotowuje się kapilarę poprzez jej przewężenie do wymiarów pozwalających na włożenie do niej światłowodów jednomodowych i prętów szklanych tak, aby umieszczone elementy nie miały możliwości ruchu lub ruch ten był bardzo ograniczony,

7. Układa się we wnętrzu kapilary światłowody jednomodowe i pręty szklane,

8. Przewęża się do zaciśnięcia ułożoną i zgrzaną w kapilarze strukturę poprzez jej ogrzanie oraz wyciągnięcie, oraz w przypadku wystąpienia takiej konieczności przewęża się również światłowód wielordzeniowy,

9. Przecina się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą pod kątem prostym do osi wzdłużnej kapilary, korzystnie obcinarką do włókien światłowodowych o różnych średnicach zewnętrznych oraz strukturach wewnętrznych z możliwością kontrolowanego naprężania włókna, korzystnie poleruje się powierzchnię kapilary wraz z ułożoną w jej wnętrzu strukturą,

10. Przecina się światłowód wielordzeniowy i korzystnie poleruje się jego powierzchnię,

11. Orientuje się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą względem światłowodu wielordzeniowego,

12. Łączy się światłowód wielordzeniowy z kapilarą i strukturą umieszczoną w jej wnętrzu dowolną znaną technologią, korzystnie spawa się.

Trawienie przeprowadza się korzystnie w temperaturze 21°C z użyciem kwasu fluorowodorowego o stężeniu około 40%.

Korzystnie gdy przewężenie kapilary i umieszczonej w niej struktury prowadzone jest tak, aby kapilara z ułożonymi światłowodami zacisnęła się na umieszczonej w jej wnętrzu strukturze.

Korzystnie gdy w wypadku gdy średnice światłowodów jednomodowych są znacząco większe od odległości między rdzeniami światłowodu wielordzeniowego według wynalazku, operacje przewężania oraz wytrawiania zamienione są w kolejności operacji technologicznych.

PL 226 046 B1

Korzystnie gdy w wypadku gdy rdzenie światłowodu wielordzeniowego mają inne średnice niż rdzenie światłowodów jednomodowych przewężanie prowadzi się do czasu wyrównania średnic rdzeni światłowodów jednomodowych struktury umieszczonej w kapilarze ze średnicami rdzeni światłowodu wielordzeniowego. Korzystnie także gdy w wypadku gdy średnica światłowodu według wynalazku jest większa niż średnica łączonych z nim światłowodów jednomodowych po ich przewężeniu w kapilarze przewęża się światłowód według wynalazku.

Zorientowanie światłowodu wielordzeniowego oraz struktury umieszczonej w kapilarze prowadzi się korzystnie tak, że do jednego z rdzeni światłowodu wielordzeniowego wprowadza się światło, a podczas spawania kontroluje się wykonywany spaw poprzez sprawdzenie, jaka część mocy przeszła do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze. W innym przykładzie wykonania wprowadza się światło do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze, a podczas spawania kontroluje się jaka część mocy przeszła do jednego z rdzeni w światłowodzie wielordzeniowym.

Spawanie prowadzi się dowolną znaną spawarką, korzystnie żarnikową. Korzystnie gdy dla światłowodów wielordzeniowych o średnicy zewnętrznej nie większej niż 250 pm, wykorzystuje się korzystnie spawarkę żarnikową a dla wyższych średnic korzystnie gdy do spawania wykorzystuje się stację przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych opartą na spawarce żarnik owej. Przewężanie światłowodów jednomodowych, kapilar i kapilar z ułożonymi i zgrzanymi we wnętrzu strukturami korzystnie jest prowadzić również z wykorzystaniem spawarek żarnikowych lub stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych opartej na spawarce żarnikowej.

Podczas spawania w zależności od średnicy światłowodu wielordzeniowego oraz geometrii kapilary wraz z umieszczoną w jej wnętrzu strukturą dobiera się moc elementu grzewczego spawarki tak, aby połączenie było trwałe mechanicznie i dawało niskie straty optyczne. Nastawy dla poszczególnych średnic włókien dotyczące: parametrów mocy żarnika, czasu spawania, opóźnienia przed spawaniem, odległości nasunięcia na siebie światłowodów, odległości między światłowodami przed spawaniem dobiera się eksperymentalnie.

W przypadku niewielkich odległości transmisji, na których nie występuje konieczność wzmocnienia, mikrostrukturalny transmisyjny światłowód wielordzeniowy według wynalazku umieszcza się pomiędzy dwoma urządzeniami do adresowania rdzeni, z których jedno pozwala wprowadzić sygnał za pomocą nadajników i standardowych światłowodów jednomodowych do poszczególnych rdzeni, a drugie urządzenie pozwala odebrać sygnał z poszczególnych rdzeni i skierować go do odbiorników poprzez standardowe światłowody jednomodowe.

W przypadku odległości transmisji, na których konieczne jest zastosowanie wzmocnienie, system transmisji realizuje się następująco. Sygnał z nadajników jest przesyłany poprzez światłowody jednomodowe do urządzenia do adresowania rdzeni. Następnie sygnał jest przesyłany przez mikrostrukturalny światłowód według wynalazku. Po uzyskaniu odległości, po której istnieje konieczność wzmocnienia, także cyklicznie w ramach jednej linii telekomunikacyjnej, umieszcza się moduł wzmacniający. Po wzmocnieniu światła z wykorzystaniem modułu wzmacniającego sygnał prowadzony jest dalej z wykorzystaniem mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku. S ygnały z poszczególnych rdzeni są kierowane do światłowodów jednomodowych z wykorzystaniem urządzenia do adresowania rdzeni. W ten sposób sygnały doprowadzane są do odbiorników. Moduł wzmacniający składa się z dwóch urządzeń do adresowania rdzeni, z których pierwsze kieruje sygnał z poszczególnych rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego do światłowodów jednomodowych, a drugie pozwala wprowadzić sygnał ze światłowodów do rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu jednomodowego. W module, na linii transmisji sygnału poprzez światłowody jednomodowe występuje zintegrowany światłowodowy element wzmacniający. Takim elementem może być np. dostępny komercyjnie wzmacniacz optyczny ze światłowodu domieszkowanego erbem (ang. EDFA erbium-doped fiber amplifier) na długość fali 1550 nm.

Istnieją także możliwości realizacji wzmocnienia z wykorzystaniem mikrostrukturalnego aktywnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku w którym zastosowano dodatkowy płaszcz. Przy tym pompowanie to może być realizowane poprzez pompowanie boczne lub pompowanie od czoła mikrostrukturalnego aktywnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku. Technologie pompowania bocznego i pompowania od czoła są znane i nie wymagają modyfikacji dla zastosowania w tym wariancie systemu transmisji. Wariant systemu transmisji z bezpośrednim pompowaniem charakteryzuje się tym, że sygnał z nadajników jest transmitowany przez standardowe światłowody jednomodowe do urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni według wynalazku. Sygnał jest następnie transmitowany przez mikrostrukturalny światłowód jednomodowy według wynalazku. Po

PL 226 046 B1 transmisji na odległość, po której występuje konieczność wzmocnienia, stosuje się moduł wzmocnienia (także cyklicznie w ramach jednej linii telekomunikacyjnej). We wnętrzu modułu wzmocnienia m ikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy) według wynalazku połączony jest z mikrostrukturalnym aktywnym światłowodem według wynalazku dowolną znaną technologią, a element łączący umożliwia pompowanie do mikrostrukturalnego aktywnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku w wariancie z dodatkowym płaszczem znanymi technologiami z wykorzystaniem światłowodu/światłowodów pompujących. Następnie sygnał jest transmitowany mikrostrukturalnym aktywnym światłowodem wielordzeniowym według wynalazku z dodatkowym płaszczem. Następnie mikrostrukturalny aktywny światłowód wielordzeniowy według wynalazku z dodatkowym płaszczem zostaje dospawany do mikrostrukturalnego transmisyjnego światłowodu według wynalazku. Sygnał transmitowany światłowodem według wynalazku jest następnie kierowany do urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni według wynalazku, po czym sygnały z poszczególnych rdzeni są transmitowane standardowymi światłowodami do odbiorników.

Możliwa jest także konstrukcja innych systemów transmisji wykorzystujących mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy według wynalazku a także mikrostrukturalny aktywny światłowód według wynalazku.

Mikrostrukturalny światłowód według wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój światłowodu według wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania, fig. 2 inne korzystne warianty rozmieszczenia komórek podstawowych, fig. 3 - przekrój światłowodu w innym korzystnym przykładzie wykonania, fig. 4 - przekrój światłowodu w innym korzystnym przykładzie wykonania, fig. 5 - przekrój światłowodu w innym korzystnym przykładzie wykonania, fig. 6 - przekrój światłowodu w innym korzystnym przykładzie wykonania, fig. 7 - światłowód według wynalazku z dodatkowym płaszczem, fig. 8 - światłowód według wynalazku z dodatkowym płaszczem w innej konfiguracji dodatkowego płaszcza, fig. 9 - światłowód według wynalazku z dodatkowy płaszczem w innej konfiguracji dodatkowego płaszcza, fig. 10 - przekrój światłowodów jednomodowych umieszczonych w kapilarze, fig. 11 - schematycznie zestawianie światłowodu wielordzeniowego z kapilarą wraz z umieszczoną w jej wnętrzu strukturą światłowodową, fig. 12 - schemat systemu transmisji z wykorzystaniem mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego w korzystnym przykładzie wykonania, fig. 13 - schemat systemu transmisji z wykorzystaniem mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego w innym korzystnym przykładzie wykonania, fig. 14 - schemat systemu transmisji z wykorzystaniem mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego w innym korzystnym przykładzie wykon ania, fig. 15 - światłowód według wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania z korzystnym umiejscowieniem markera (6.1), fig. 16 - światłowód według wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania z innym korzystnym umiejscowieniem markerów.

P r z y k ł a d I

Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy według wynalazku do transmisji bez wzmocnienia, dalej mikrostrukturalny transmisyjny światłowód wielordzeniowy według wynalazku, zawiera obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń z d omieszkowanego szkła krzemionkowego wraz z okalającymi go wzdłużnymi otworami wypełnionymi powietrzem, umieszczonymi w matrycy (płaszczu) ze szkła krzemionkowego.

Różnica pomiędzy współczynnikami załamania materiału rdzenia i płaszcza (zarówno wewnętrznego i zewnętrznego) wynosi Δ = 5,2· 10^- ± 0,5· 10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm.

Komórka podstawowa scharakteryzowana jest przez średnicę rdzenia D2, średnicę otworu D3 i odległość między otworami odpowiadającą stałej sieci Λ. Osie otworów umieszczone są w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń; długość c boku sześciokąta utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci Λ. Zestawione w obszarze mikrostruktury komórki podstawowe otoczone są płaszczem zewnętrznym.

Pierwsza podstawowa komórka struktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego, a kolejne komórki podstawowe przylegają do niej bokami. Kolejne komórki podstawowe zestawione wzajemnie posiadają wspólne otaczające rdzeń otwory.

Komórki podstawowe otaczające komórkę podstawową znajdującą się w środku geometrycznym światłowodu tworzą tzw. pierwszy pierścień. Rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok b jest równy potrojonej wartości stałej sieci pomnożonej przez współczynnik a, gdzie a = 2/3 ^3.

PL 226 046 B1

Parametry geometryczne światłowodu określone są następująco:

- Średnica zewnętrzna D1 płaszcza 4.1 wynosi (146,4 ± 5) pm;

- Średnice D2 rdzeni 2.1 wynoszą (8,2 ± 0,5) pm;

- Średnice D3 otworów 3.1 wynoszą (7,7 ± 0,2) pm;

- Stała sieci Λ wynosi (8,2 ± 0,5) pm.

W tym przykładzie wykonania zastosowano średnice rdzeni światłowodu wielordzeniowego równe w przybliżeniu średnicy rdzenia standardowego światłowodu jednomodowego.

Urządzenie do adresowania rdzeni mikrostrukturalnego transmisyjnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku zawiera siedem umieszczonych w kapilarze standardowych światłowodów jednomodowych połączonych z mikrostrukturalnym światłowodem wielordzeniowym według wynala zku. Przekroje poprzeczne światłowodów umieszczonych w kapilarze oraz skrajny przekrój kapilary leżą w jednej płaszczyźnie i są prostopadłe do osi wzdłużnej kapilary.

Kapilara wykonana jest z materiału który jest podatny na zmiany wymiarów geometrycznych pod wpływem temperatury połączonej z rozciąganiem wzdłużnym. Kapilara wykonana jest ze szkła krzemionkowego niedomieszkowanego.

Sposób wykonania urządzenia do adresowania rdzeni polega na tym, że:

1. Analizuje się strukturę światłowodu wielordzeniowego i określa się liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego, średnicę rdzeni oraz odległości między rdzeniami

2. Mierzy się średnicę rdzeni oraz płaszczy światłowodów jednomodowych z jakimi łączony jest światłowód wielordzeniowy i określa się stopień przewężenia średnicy światłowodów jednomodowych

3. Usuwa się pokrycia światłowodów jednomodowych i czyści się ich powierzchnię

4. Wytrawia się, korzystnie kwasem fluorowodorowym, odsłonięte i oczyszczone fragmenty światłowodów jednomodowych tak, żeby płaszcze światłowodów nie przysłaniały rdzeni światłowodu wielordzeniowego i aby po wzajemnym zestawieniu możliwe było pokrycie się rdzeni światłowodu wielordzeniowego z rdzeniami światłowodów jednomodowych

5. Przewęża się światłowody jednomodowe według obliczonego stopnia przewężenia pozwalającego na uzyskanie średnic ich rdzeni równych wymiarom średnic rdzeni światłowodu wielordzeniowego

6. Przygotowuje się kapilarę poprzez jej przewężenie do wymiarów pozwalających na włożenie do niej światłowodów jednomodowych tak, aby umieszczone elementy nie miały możliwości ruchu lub ruch ten był bardzo ograniczony

7. Układa się we wnętrzu kapilary światłowody jednomodowe

8. Przewęża się do zaciśnięcia ułożoną i zgrzaną w kapilarze strukturę poprzez jej ogrzanie oraz wyciągnięcie i przewęża się również światłowód wielordzeniowy

9. Przecina się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą pod kątem prostym do osi wzdłużnej kapilary obcinarką do włókien światłowodowych o różnych średnicach zewnętrznych oraz strukturach wewnętrznych z możliwością kontrolowanego naprężania włókna

10. Przecina się światłowód wielordzeniowy

11. Orientuje się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą względem światłowodu wielordzeniowego

12. Spawa się światłowód wielordzeniowy z kapilarą i strukturą umieszczoną jej wnętrzu. Podczas łączenia światłowodu wielordzeniowego o siedmiu rdzeniach ze standardowymi światłowodami jednomodowymi określa się: liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego (7), średnicę rdzeni światłowodu wielordzeniowego (8,2 pm), odległość między rdzeniami światłowodu wielordzeniowego (ok. 28 pm). Określa się średnicę płaszcza światłowodu jednomodowego (ok. 125 pm) i średnicę płaszcza światłowodu wielordzeniowego (ok. 146 pm).

Trawienie przeprowadza się w temperaturze 21°C z użyciem kwasu fluorowodorowego o stężeniu 40%. Szybkość trawienia równa ok. 63 pm/h pozwala uzyskać pożądaną średnicę światłowodu jednomodowego równą ok. 28 pm w czasie ok. 46 minut.

Kapilarę o początkowych wymiarach średnicy wewnętrznej 200 pm i średnicy zewnętrznej 286 pm przewęża się do średnic równych odpowiednio 89 pm i 127 pm.

Układa się wytrawione światłowody jednomodowe w kapilarze przewężonej do wymiarów 89 pm/127 pm do momentu ułożenia siedmiu światłowodów w jednej kapilarze.

PL 226 046 B1

Przewężenie kapilary i umieszczonej w niej struktury prowadzone jest tak, aby kapilara z ułożonymi światłowodami zacisnęła się na umieszczonej w jej wnętrzu strukturze. W tym celu przewęża się kapilarę ze strawionymi światłowodami jednomodowymi z wymiarów 89/127 μm do wymiarów pm/103 μm.

Ze względu na fakt, że w trakcie przewężania kapilary i umieszczonej w niej, zgrzanej struktury zmniejszeniu uległy rdzenie światłowodu (do średnicy 7 μm) i odległości między nimi (do 24 μm), przewęzić należy również światłowód wielordzeniowy. Światłowód wielordzeniowy przewężamy do momentu uzyskania średnicy rdzeni ok. 7 μm (czyli do średnicy płaszcza równej ok. 125 μm).

Po docięciu kapilary ze zgrzanymi w jej wnętrzu strawionymi światłowodami i docięciu przewężonego światłowodu wielordzeniowego zorientowanie światłowodu wielordzeniowego oraz struktury umieszczonej w kapilarze prowadzi się tak, że do jednego z zewnętrznych rdzeni światłowodu wielordzeniowego wprowadza się światło, a podczas spawania kontroluje się wykonywany spaw poprzez sprawdzenie, jaka część mocy przeszła do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze.

Przewężanie światłowodów jednomodowych, kapilar i kapilar z ułożonymi i zgrzanymi we wnętrzu strukturami prowadzi się z wykorzystaniem stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych Vytran GPX-3400.

Podczas spawania w zależności od średnicy światłowodu wielordzeniowego oraz geometrii kapilary wraz z umieszczoną w jej wnętrzu strukturą dobiera się moc elementu grzewczego spawarki tak, aby połączenie było trwałe mechanicznie i dawało niskie straty optyczne. Nastawy wstępne stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych dla spawarki Vytran GPX-3400 wynoszą ok.:

Moc [W]	Czas spawania [s]	Opóźnienie przed spawaniem [s]	Odległość nasunięcia na siebie światłowodów [pm]	Odległość między światłowodami przed spawaniem [pm]
60	7	0,2	14	8

Sposób transmisji z wykorzystaniem mikrostrukturalnego transmisyjnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku wykorzystujący zwielokrotnienie przestrzenne stanowi alternatywę dla znanych systemów transmisji. Sposób transmisji z wykorzystaniem światłowodu wielordzeniowego polega na tym, że jako podstawowe medium transmisyjne wykorzystuje się mikrostrukturalny transm isyjny światłowód wielordzeniowy według wynalazku. Problem adresowania rdzeni w światłowodzie wielordzeniowym według wynalazku rozwiązuje się z wykorzystaniem urządzenia i sposobu do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku.

W przypadku niewielkich odległości transmisji, na których nie występuje konieczność wzmocnienia, mikrostrukturalny transmisyjny światłowód wielordzeniowy według wynalazku 1 umieszcza się pomiędzy dwoma urządzeniami do adresowania rdzeni 3 i 4, z których jedno pozwala wprowadzić sygnał za pomocą nadajników 5 i standardowych światłowodów jednomodowych 2 do poszczególnych rdzeni, a drugie urządzenie 4 pozwala odebrać sygnał z poszczególnych rdzeni i skierować go do odbiorników 6 poprzez standardowe światłowody jednomodowe 2.

W przypadku odległości transmisji, na których konieczne jest zastosowanie wzmocnienia, system transmisji realizuje się następująco. Sygnał z nadajników 5 jest przesyłany poprzez światłowody jednomodowe 2 do urządzenia do adresowania rdzeni 3. Następnie sygnał jest przesyłany przez m ikrostrukturalny światłowód według wynalazku 1. Po odległości, po której istnieje konieczność wzmocnienia umieszcza się moduł wzmacniający 7, możliwy do wielokrotnego powtarzania w ramach jednej linii telekomunikacyjnej. Po wzmocnieniu światła z wykorzystaniem modułu 7 sygnał prowadzony jest dalej z wykorzystaniem mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku 1. Sygnały z poszczególnych rdzeni są kierowane do światłowodów jednomodowych 2 z wykorzystaniem urządzenia do adresowania rdzeni 4. W ten sposób sygnały doprowadzane są do odbiorników 6. M oduł wzmacniający 7 składa się z dwóch urządzeń do adresowania rdzeni 4' i 3, z których pierwsze 4' kieruje sygnał z poszczególnych rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego 1 do świ atłowodów jednomodowych 2, a drugie 3' pozwala wprowadzić sygnał ze światłowodów 2 do rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu jednomodowego 1. W module wzmacniającym 7, na linii transmisji sygnału poprzez światłowody jednomodowe 2 występuje zintegrowany światłowodowy element wzmacniający 8. Elementem 8 może być np. dostępny komercyjnie wzmacniacz optyczny ze światłowodu domieszkowanego erbem (ang. EDFA - erbium-doped fiber amplifier) na długość fali 1550 nm.

PL 226 046 B1

P r z y k ł a d II

Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy według wynalazku zawiera obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń domieszkowanego szkła krzemionkowego wraz z okalającymi go wzdłużnymi otworami wypełnionymi powietrzem, (dalej otworami), umieszczonymi w matrycy (płaszczu) ze szkła krzemionkowego.

Różnica pomiędzy współczynnikami załamania materiału rdzenia i płaszcza (wewnętrznego i zewnętrznego) wynosi Δ = 5,2-10^- ± 0,5-10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm.

Komórka podstawowa scharakteryzowana jest przez średnicę rdzenia D2, średnicę przestrzeni wypełnionej powietrzem D3 i odległość między otworami odpowiadającą stałej sieci Λ. Osie otworów umieszczone są w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń; długość boku sześciokąta c utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci Λ. Zestawione w obszarze mikrostruktury komórki podstawowe otoczone są płaszczem zewnętrznym.

Pierwsza podstawowa komórka struktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego, a kolejne komórki podstawowe przylegają do niej bokami. Kolejne komórki podstawowe zestawione wzajemnie posiadają wspólne otaczające rdzeń otwory.

Komórki podstawowe otaczające komórkę podstawową znajdującą się w środku geometrycznym światłowodu tworzą tzw. pierwszy pierścień. Rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok b jest równy potrojonej wartości stałej sieci pomnożonej przez współczynnik a, gdzie a=2/3 ^3.

Parametry geometryczne światłowodu określone są następująco:

- Średnica zewnętrzna D1 płaszcza zewnętrznego 4.1 wynosi (125 ± 5) μm;

- Średnice D2 rdzeni 2.1 wynoszą (7 ± 0,5) μm;

- Średnice D3 otworów 3.1 wynoszą (6,6 ± 0,2) μm;

- Stała sieci Λ wynosi (7 ± 0,5) μm.

W tym przykładzie wykonania zastosowano średnicę płaszcza światłowodu wielordzeniowego równą w przybliżeniu średnicy płaszcza standardowego światłowodu jednomodowego.

Mikrostrukturalny aktywny światłowód wielordzeniowy według wynalazku zawiera obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń ze szkła krzemionkowego wraz z okalającymi go dwunastoma wzdłużnymi otworami wypełnionymi powietrzem, dalej otworami, umieszczonymi w matrycy (płaszczu) ze szkła krzemionkowego.

Różnica pomiędzy współczynnikami załamania materiału rdzenia i płaszcza (wewnętrznego

-3 -3 i zewnętrznego) wynosi Δ = 5,2-10^- ± 0,5-10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm. Przy czym rdzeń domieszkowany jest erbem, na poziomie od ok. 20·10 /cm^- do ok. 100-10 /cm^-.

Komórka podstawowa scharakteryzowana jest przez średnicę rdzenia D2, średnicę otworu D3 i odległość między otworami odpowiadającą stałej sieci Λ. Osie otworów umieszczone są w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń; długość boku sześciokąta c utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci Λ. Zestawione w obszarze mikrostruktury komórki podstawowe otoczone są płaszczem zewnętrznym.

Pierwsza podstawowa komórka struktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego, a kolejne komórki podstawowe przylegają do niej bokami. Kolejne komórki podstawowe zestawione wzajemnie posiadają wspólne otaczające rdzeń otwory.

Komórki podstawowe otaczające komórkę podstawową znajdującą się w środku geometrycznym światłowodu tworzą tzw. pierwszy pierścień. Rdzenie pierwszego pierścienia umieszczone są w wierzchołkach sześciokąta, którego bok b jest równy potrojonej wartości stałej sieci pomnożonej przez współczynnik a, gdzie a = 2/3-^3.

Światłowód według wynalazku posiada dodatkowy płaszcz dzięki umieszczeniu dodatkowego zespołu otworów wokół obszaru mikrostruktury stworzonego przez komórki podstawowe.

Otwory wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego w światłowodzie z dodatkowym płaszczem są umieszczone na okręgu o promieniu D4. Przy tym korzystnie gdy średnice D5 otworów zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego mają wymiar mniejszy od stałej sieci Λ. Otwory wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego mają w przekroju korzystnie kształt okręgu i są oddalone od brzegu włókna o korzystnie co najmniej 30 μm.

Wymiary światłowodu siedmiordzeniowego z dodatkowym płaszczem są następujące:

- Średnica zewnętrzna D1 płaszcza 4.1 wynosi (151 ± 5) μm;

- Średnice D2 rdzeni 2.1 wynoszą (7 ± 0,5) μm;

- Średnice D3 otworów wynoszą 3.1 (5,5 ± 0,5) μm;

PL 226 046 B1

- Stała sieci Λ wynosi 7 ± 0,5 μm.

- Promień okręgu D4 dodatkowego płaszcza wynosi (90 ± 2)

- Średnice D5 otworów 5.1 tworzących dodatkowy płaszcz (6 ± 0,5)

Urządzenie do adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku zawiera siedem umieszczonych w kapilarze standardowych światłowodów jednomodowych połączonych z mikrostrukturalnym światłowodem wielordzeniowym według wynalazku. Przekroje poprzeczne światłowodów umieszczonych w kapilarze oraz skrajny przekrój kapilary leżą w jednej płaszczyźnie i są prostopadłe do osi wzdłużnej kapilary.

Kapilara wykonana jest z materiału, który jest podatny na zmiany wymiarów geometrycznych pod wpływem temperatury połączonej z rozciąganiem wzdłużnym. Kapilara wykonana jest ze szkła krzemionkowego niedomieszkowanego.

Sposób wykonania urządzenia do adresowania rdzeni polega na tym, że:

1. Analizuje się strukturę światłowodu wielordzeniowego i określa się liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego, średnicę rdzeni oraz odległości między rdzeniami

2. Mierzy się średnicę rdzeni oraz płaszczy światłowodów jednomodowych z jakimi łączony jest światłowód wielordzeniowy i określa się stopień przewężenia średnicy światłowodów jednomodowych

3. Usuwa się pokrycia światłowodów jednomodowych i czyści się ich powierzchnię

4. Wytrawia się odsłonięte i oczyszczone fragmenty światłowodów jednomodowych tak, żeby płaszcze światłowodów nie przysłaniały rdzeni światłowodu wielordzeniowego i aby po wzajemnym zestawieniu możliwe było pokrycie się rdzeni światłowodu wielordzeniowego z rdzeniami światłowodów jednomodowych

5. Przewęża się światłowody jednomodowe według obliczonego stopnia przewężenia pozwalającego na uzyskanie średnic ich rdzeni równych wymiarom średnic rdzeni światłowodu wielordzeniowego

6. Przygotowuje się kapilarę poprzez jej przewężenie do wymiarów pozwalających na włożenie do niej światłowodów jednomodowych tak, aby umieszczone elementy nie miały możliwości ruchu lub ruch ten był bardzo ograniczony

7. Układa się we wnętrzu kapilary światłowody jednomodowe

8. Przewęża się do zaciśnięcia ułożoną i zgrzaną w kapilarze strukturę poprzez jej ogrzanie oraz wyciągnięcie

9. Przecina się kapilarę wraz z ułożonymi w jej wnętrzu strukturą wielordzeniową pod kątem prostym do osi wzdłużnej kapilary obcinarką do włókien światłowodowych o różnych średnicach zewnętrznych oraz strukturach wewnętrznych z możliwością kontrolowanego naprężania włókna

10. Orientuje się kapilarę i umieszczoną w jej wnętrzu strukturę względem światłowodu wielordzeniowego

11. Spawa się światłowód wielordzeniowy z kapilarą i strukturą umieszczoną jej wnętrzu.

Podczas łączenia światłowodu wielordzeniowego o siedmiu rdzeniach ze standardowymi światłowodami jednomodowymi określa się: liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego (7), średnicę rdzeni światłowodu wielordzeniowego (7 μm), odległość między rdzeniami światłowodu wielordzeniowego (ok. 24 μm). Określa się średnicę płaszcza światłowodu jednomodowego (ok. 125 μm) i średnicę płaszcza światłowodu wielordzeniowego (ok. 125 μm).

Trawienie światłowodów jednomodowych przeprowadza się w temperaturze ok. 21°C z użyciem kwasu fluorowodorowego o stężeniu ok. 20%. Szybkość trawienia równa ok. 15 μm/h pozwala uzyskać pożądaną średnicę światłowodu jednomodowego równą ok. 28 μm w czasie ok. 158 minut.

Kapilarę o początkowych wymiarach średnicy wewnętrznej 200 μm i średnicy zewnętrznej 286 μm przewęża się do średnic równych odpowiednio 89 μm i 127 μm.

Układa się strawione światłowody jednomodowe w kapilarze przewężonej do wymiarów 89 μm i 127 μm do momentu ułożenia siedmiu światłowodów w jednej kapilarze.

Przewężenie kapilary i umieszczonej w niej struktury prowadzone jest tak, aby kapilara z ułożonymi światłowodami zacisnęła się na umieszczonej w jej wnętrzu strukturze. W tym celu przewęża się kapilarę ze strawionymi światłowodami jednomodowym z wymiarów 89 μm/127 μm do wymiarów 72 μm/103 μm.

PL 226 046 B1

Po docięciu kapilary ze zgrzanymi w jej wnętrzu strawionymi światłowodami i docięciu światłowodu wielordzeniowego zorientowanie światłowodu wielordzeniowego oraz struktury umieszczonej w kapilarze prowadzi się tak, że do jednego z rdzeni zewnętrznych światłowodu wielordzeniowego wprowadza się światło, a podczas spawania kontroluje się wykonywany spaw poprzez sprawdzenie, jaka część mocy przeszła do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze.

Przewężanie światłowodów jednomodowych, kapilar i kapilar z ułożonymi i zgrzanymi we wnętrzu strukturami prowadzi się z wykorzystaniem stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych Vytran GPX-3400.

Podczas spawania w zależności od średnicy światłowodu wielordzeniowego oraz geometrii k apilary wraz z umieszczoną w jej wnętrzu strukturą dobiera się moc elementu grzewczego spawarki tak, aby połączenie było trwałe mechanicznie i dawało niskie straty optyczne. Nastawy wstępne stacji przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych dla spawarki Vytran GPX-3400 wynoszą ok.:

Moc [W]	Czas spawania [s]	Opóźnienie przed spawaniem [s]	Odległość nasunięcia na siebie światłowodów [pm]	Odległość między światłowodami przed spawaniem [pm]
58	7	0,2	14	8

Sposób transmisji z wykorzystaniem światłowodu wielordzeniowego według wynalazku wykorzystujący zwielokrotnienie przestrzenne stanowi alternatywę dla znanych systemów transmisji. Sposób transmisji z wykorzystaniem światłowodu wielordzeniowego polega na tym, że jako podstawowe medium transmisyjne wykorzystuje się mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy według wynala zku. Problem adresowania rdzeni w światłowodzie wielordzeniowym według wynalazku rozwiązuje się z wykorzystaniem urządzenia i sposobu do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku.

W przypadku, gdy odległość, na którą transmitowany jest sygnał jest duża, przez co rozumie się, że wymagane jest wzmocnienie sygnału, stosuje się system takiego wzmocnienia.

Podczas transmisji pompowanie odbywa się bezpośrednio do mikrostrukturalnego aktywn ego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku w wariancie z dodatkowym płaszczem. Przy tym pompowanie to może być realizowane poprzez pompowanie boczne lub pompowanie od cz oła mikrostrukturalnego aktywnego światłowodu wielordzeniowego w wariancie z dodatkowym płaszczem. Technologie pompowania bocznego i pompowania od czoła są znane i nie wymagają modyfikacji dla zastosowania w tym wariancie systemu transmisji. Wariant systemu transmisji z bezpośrednim pompowaniem charakteryzuje się tym, że sygnał z nadajników 5 jest transmit owany przez standardowe światłowody jednomodowe 2 do urządzenia do niezależnego adresow ania rdzeni według wynalazku 3. Sygnał jest następnie transmitowany przez mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy według wynalazku 1. Po transmisji na odległość, po której występuje konieczność wzmocnienia, stosuje się moduł wzmocnienia 7, możliwy do wielokrotnego powt arzania w ramach jednej linii telekomunikacyjnej. W ramach elementu 9 następuje pompowanie do mikrostrukturalnego aktywnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku w wariancie z dodatkowym płaszczem 1 znanymi technologiami z wykorzystaniem światłowodu/światłowodów pompujących 10. Sygnał jest transmitowany mikrostrukturalnym aktywnym światłowodem wielo rdzeniowym według wynalazku w wariancie z dodatkowym płaszczem 1' i zostaje połąc zony poprzez spaw 11 do mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego według wynalazku 1. S ygnał transmitowany światłowodem 1 jest następnie kierowany do urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni według wynalazku 4, po czym sygnały z poszczególnych rdzeni są transmitowane standardowymi światłowodami 2 do odbiorników 6.

Claims (34)

1. Mikrostrukturalny światłowód wielordzeniowy zawierający obszar mikrostruktury, w jakim umieszczone są co najmniej dwie komórki podstawowe, z których każda zawiera rdzeń (2.1), korzystnie ze szkła, w szczególności domieszkowanego szkła krzemionkowego albo z polimeru, który ma współczynnik załamania podwyższony w stosunku do otoczenia wraz z okalającymi go wzdłużnymi otworami (3.1) o obniżonym współczynniku załamania światła w stosunku do współczynnika załamaPL 226 046 B1 nia płaszcza wypełnionymi gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą lub polimerem, (dalej otwory), umieszczonymi w płaszczu ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru, znamienny tym, że osie otworów (3.1) umieszczone są w wierzchołkach i środkach boków sześciokąta, którego środek wyznacza rdzeń (2.1); długość boku c sześciokąta utworzonego z osi otworów jest równa podwojonej stałej sieci A, a zestawione w obszarze rdzenia (2.1) co najmniej dwie komórki podstawowe zestawione bokami lub wierzchołkami otoczone są płaszczem (4.1) ze szkła, w szczególności szkła krzemionkowego lub polimeru.

2. Światłowód według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza podstawowa komórka struktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu wielordzeniowego.

3. Światłowód według zastrz. 1, znamienny tym, że geometryczny środek ciężkości obszaru mikrostruktury znajduje się w środku geometrycznym światłowodu.

4. Światłowód według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że komórki podstawowe zestawione wzajemnie posiadają wspólne otaczające rdzeń otwory (3.1).

5. Światłowód według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że średnica D1 płaszcza (4.1) zewnętrznego światłowodu wielordzeniowego jest dobrana tak, że odstęp od najbardziej zewnętrznego otworu (3.1) do brzegu płaszcza ze szkła krzemionkowego (brzegu płaszcza (4.1) zewnętrznego) wynosi co najmniej 30 pm.

6. Światłowód według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że różnica pomiędzy współczynnikami załamania materiału rdzenia (2.1) i płaszcza (4.1) (wewnętrznego i ze-3 -3 wnętrznego) wynosi Δ = 5,63-10^- ± 2,17-10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm.

7. Światłowód według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że w przypadku zastosowania wynalazku do transmisji aktywnej, w trakcie której następuje wzmocnienie sygnału, rdzeń (2.1) światłowodu domieszkowany jest jonami ziem rzadkich.

8. Światłowód według zastrz. 7, znamienny tym, że rdzeń (2.1) domieszkowany jest erbem na poziomie od 8-10 /cm^- do 120-10 /cm^-, przy czym różnica współczynników załamania rdzeni (2.1)

3 3 i płaszcza (4.1) wynosi Δ = 5,63-10^- ± 2,17-10^- dla długości fali światła λ = 1550 nm.

9. Światłowód według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że średnica rdzeni (2.1) wynosi 7,8 ± 3,6 pm, średnica otworu (3.1) wynosi 7,5 ± 3,5 pm, stała sieci wynosi 7,8 ± 3,6 pm, a średnica płaszcza (4.1) wynosi Λ*13+(5 0± 20) pm.

10. Światłowód według zastrz. 6 albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że mikrostruktura światłowodu otoczona jest dodatkowymi otworami (5.1) wypełnionymi gazem, w szczególności powietrzem lub cieczą lub polimerem tworzącymi dodatkowy płaszcz (zewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny), jaki dzieli płaszcz zewnętrzny na dwa obszary: obszar bliskiego płaszcza zewnętrznego znajdującego się pomiędzy zewnętrznym płaszczem mikrostrukturalnym a zewnętrznymi otworami obszaru mikrostruktury oraz obszar dalekiego płaszcza zewnętrznego znajdującego się na zewnątrz od zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego do brzegu światłowodu.

11. Światłowód według zastrz. 10, znamienny tym, że otwory (5.1) wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego w światłowodzie z dodatkowym płaszczem są umieszczone na bokach sześciokąta.

12. Światłowód według zastrz. 10, znamienny tym, że otwory (5.1) wchodzące w skład zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego w światłowodzie z dodatkowym płaszczem są umieszczone na obwodzie okręgu.

13. Światłowód według zastrz. 10 albo 11, albo 12, znamienny tym, że średnice otworów (5.1) zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego mają wymiar mniejszy od stałej sieci Λ, mają w przekroju kształt okręgu i są oddalone od brzegu włókna o co najmniej 30 pm.

14. Światłowód według zastrz. 11 albo 12, albo 13, znamienny tym, że odstęp pomiędzy środkami otworów (5.1) zewnętrznego płaszcza mikrostrukturalnego równy jest stałej sieci Λ.

15. Światłowód według zastrz. 11 albo 12, albo 13, znamienny tym, że średnice otworów tworzących wewnętrzny płaszcz mikrostrukturalny są zmniejszone w stosunku do stałej sieci o (20 ± 15)%.

16. Światłowód według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 15, znamienny tym, że dowolnie wybrana komórka podstawowa światłowodu otoczona jest otworami częściowo.

17. Światłowód według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 16, znamienny tym, że dowolnie wybrana komórka podstawowa światłowodu otoczona jest otworami o zróżnicowanych średnicach.

18. Światłowód według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 17, znamienny tym, że w strukturze światłowodu wytworzony jest tzw. marker.

PL 226 046 B1

19. Światłowód według zastrz. 18, znamienny tym, że marker (6.1) ma postać dodatkowego otworu lub otworów, które nie wpływają na transmisję światła.

20. Urządzenie do adresowania rdzeni światłowodu wielordzeniowego do połączenia ze światłowodem wielordzeniowym (określonym w zastrz. 1-19), znamienne tym, że zawiera umieszczone równolegle w kapilarze jednordzeniowe jednomodowe światłowody, w liczbie odpowiadającej liczbie adresowanych rdzeni światłowodu wielordzeniowego, a przekroje poprzeczne prostopadłe do osi światłowodów odpowiadające czołom światłowodów umieszczonych w kapilarze oraz skrajny przekrój (czoło) kapilary leżą w jednej płaszczyźnie i są prostopadłe do osi wzdłużnej kapilary.

21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że w kapilarze wraz ze światłowodami jednomodowymi jednordzeniowymi umieszczone są pręty szklane w liczbie odpowiadającej liczbie niełączonych rdzeni światłowodu wielordzeniowego.

22. Urządzenie według zastrz. 20 albo 21, znamienne tym, że pręty szklane umieszczone w kapilarze stanowią wypełnienie struktury urządzenia do adresowania rdzeni światłowodu wielordzeniowego według wynalazku gdy liczba bądź rozmieszczenie rdzeni światłowodu wielordzeniowego nie tworzy struktury zamkniętych pierścieni wokół rdzenia centralnego światłowodu wielordzeniowego.

23. Urządzenie według zastrz. 20 albo 21, albo 22, znamienne tym, że szklana lub polimerowa kapilara wykonana jest z materiału, który jest podatny na zmiany wymiarów geometrycznych pod wpływem temperatury połączonej z rozciąganiem wzdłużnym.

24. Urządzenie według zastrz. 20 albo 21, albo 22, albo 23, znamienne tym, że kapilara wykonana jest ze szkła krzemionkowego niedomieszkowanego.

25. Urządzenie według zastrz. 20 albo 21, albo 22, albo 23, znamienne tym, że kapilara wykonana jest z polimeru.

26. Sposób wykonania urządzenia do niezależnego adresowania rdzeni mikrostrukturalnego światłowodu wielordzeniowego określonego w zastrzeżeniach 20-25 ze światłowodem określonym w zastrzeżeniach 1 -19, znamienny tym, że obejmuje kroki w jakich:

1. Analizuje się strukturę światłowodu wielordzeniowego, określając liczbę rdzeni światłowodu wielordzeniowego, średnicę rdzeni oraz odległości między rdzeniami,

2. Mierzy się średnicę rdzeni oraz płaszczy światłowodów jednomodowych z jakimi łączony jest światłowód wielordzeniowy i określa się stopień przewężenia średnicy światłowodów jednomodowych,

3. Usuwa się pokrycia światłowodów jednomodowych i czyści się ich powierzchnię,

4. Wytrawia się, korzystnie kwasem fluorowodorowym, odsłonięte i oczyszczone fragmenty światłowodów jednomodowych tak, żeby płaszcze światłowodów nie przysłaniały rdzeni światłowodu wielordzeniowego i aby po wzajemnym zestawieniu możliwe było pokrycie się rdzeni światłowodu wielordzeniowego z rdzeniami światłowodów jednomodowych,

5. Przewęża się światłowody jednomodowe według obliczonej wartości stopnia przewężenia pozwalającej na uzyskanie średnic ich rdzeni równych wymiarom średnic rdzeni światłowodu wielordzeniowego,

6. Przygotowuje się kapilarę poprzez jej przewężenie do wymiarów pozwalających na włożenie do niej światłowodów jednomodowych i prętów szklanych tak, aby umieszczone elementy nie miały możliwości ruchu lub ruch ten był bardzo ograniczony,

7. Układa się we wnętrzu kapilary światłowody jednomodowe i opcjonalnie pręty szklane w miejscach odpowiadających położeniem nieadresowanym rdzeniom światłowodu wielordzeniowego,

8. Przewęża się do zaciśnięcia ułożoną i zgrzaną w kapilarze strukturę poprzez jej ogrzanie oraz wyciągnięcie, oraz w przypadku wystąpienia takiej konieczności przewęża się również światłowód wielordzeniowy,

9. Przecina się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą pod kątem prostym do osi wzdłużnej kapilary uzyskując przekroje poprzeczne prostopadłe do osi światłowodów odpowiadające czołom światłowodów, korzystnie obcinarką do włókien światłowodowych o różnych średnicach zewnętrznych oraz strukturach wewnętrznych z możliwością kontrolowanego naprężania włókna, korzystnie poleruje się powierzchnię kapilary wraz z ułożoną w jej wnętrzu strukturą,

10. Przecina się światłowód wielordzeniowy i korzystnie poleruje się jego powierzchnię,

PL 226 046 B1

11. Orientuje się kapilarę wraz z ułożoną i zgrzaną w jej wnętrzu strukturą względem światłowodu wielordzeniowego poprzez obrót wokół osi wzdłużnej światłowodu/kapilary dopasowując wzajemne położenie rdzeni i szklanych prętów z położeniem rdzeni świ atłowodu mikrostrukturalnego,

12. Łączy się światłowód wielordzeniowy z kapilarą i strukturą umieszczoną w jej wnętrzu dowolną znaną technologią, korzystnie spawa się.

27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że rozmieszczenie prętów szklanych odpowiada położeniem nieadresowanym rdzeniom światłowodu wielordzeniowego.

28. Sposób według zastrz. 26 albo 27, znamienny tym, że przewężenie kapilary i umieszczonej w niej struktury prowadzi się tak, aby kapilara z ułożonymi światłowodami zacisnęła się na umies zczonej w jej wnętrzu strukturze.

29. Sposób według zastrz. 26 albo 27, albo 28, znamienny tym, że w wypadku gdy średnice światłowodów jednomodowych są znacząco większe od odległości między rdzeniami światłowodu wielordzeniowego według wynalazku operacje przewężania oraz wytrawiania zamienione są w kolejności operacji technologicznych.

30. Sposób według zastrz. 26 albo 27, albo 28, albo 29, znamienny tym, że w wypadku gdy rdzenie światłowodu wielordzeniowego mają inne średnice niż rdzenie światłowodów jednomodowych przewężanie prowadzi się do czasu wyrównania średnic rdzeni światłowodów jednomodowych struktury umieszczonej w kapilarze ze średnicami rdzeni światłowodu wielordzeniowego, a w wypadku gdy średnica światłowodu według wynalazku jest większa niż średnica łączonych z nim światłowodów jednomodowych po ich przewężeniu w kapilarze przewęża się światłowód według wynalazku.

31. Sposób według zastrz. 26 albo 27, albo 28, albo 29, albo 30, znamienny tym, że zorientowanie światłowodu wielordzeniowego oraz struktury umieszczonej w kapilarze prowadzi się tak, że do jednego z rdzeni światłowodu wielordzeniowego wprowadza się światło, a podczas spawania kontroluje się wykonywany spaw poprzez sprawdzenie, jaka część mocy przeszła do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze.

32. Sposób według zastrz. 26 albo 27, albo 28, albo 29, albo 30, albo 31, znamienny tym, że zorientowanie światłowodu wielordzeniowego oraz struktury umieszczonej w kapilarze prowadzi się tak, że wprowadza się światło do jednego ze światłowodów jednomodowych w kapilarze, a podczas spawania kontroluje się jaka część mocy przeszła do jednego z rdzeni w światłowodzie wielordz eniowym.

33. Sposób według zastrz. 26 albo 27, albo 28, albo 29, albo 30, albo 31, albo 32, znamienny tym, że łączenie odbywa się poprzez spawanie, które prowadzi się dowolną znaną spawarką,

34. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że spawanie oraz przewężenie prowadzi się spawarką żarnikową, a dla światłowodów wielordzeniowych o średnicy zewnętrznej większej niż 250 pm, wykorzystuje się korzystnie stację przetwarzania/łączenia światłowodowych elementów optycznych opartą na spawarce żarnikowej.