JP2005523868A - 線引き中のガラス光ファイバの熱処理のための方法及び装置 - Google Patents

線引き中のガラス光ファイバの熱処理のための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

光ファイバを形成するための方法は、ガラスプリフォームから光ファイバを高い線引き速度、例えば、好ましくは＞１０ｍ/秒で線引きする工程及び光ファイバを短い処理時間、例えば＜０.５秒の間、処理温度範囲内に維持することによりファイバを処理（アニールまたは徐冷）する工程を含む。ファイバは、＞８３０℃/秒及び＜４０００℃/秒の指定された冷却速度で冷却されることが好ましい。この光ファイバ処理によって、レイリー散乱により減衰が増大し、及び／または熱エージングにより光ファイバ形成後の時間の経過にともない減衰が増大する、光ファイバの傾向が弱められる。線引き炉の出口のすぐ下流の、好ましくは線引き炉の出口に取り付けられて周囲空気の侵入を防止するために密閉された、マッフル管または熱エージング管、並びに、線引き炉にガス、例えばＨｅを供給するため及び、線引きされたファイバをアニールまたは徐冷するために、マッフル管または熱エージング管に別のガス、例えばＡｒ及びＮ２を供給するための手段を備える装置も提供される。

Description

関連出願の説明
本出願は、２００２年４月３０日に出願された、米国特許出願第１０/１３６９３７号の優先権を主張し、恩典を主張する、一部継続出願である。
本発明は光ファイバを形成する方法及び装置に関し、さらに詳しくは、改善された特性を有する光ファイバを形成する方法及び装置に関する。
減衰及び熱（または温度）エージングに対する感受性は光ファイバの、特に高データレート光ファイバについて、決定的な属性となり得る。光ファイバの作製においては、ファイバに対する目的の動作ウインドウにおける減衰損失を最小限に抑えることが必要であるかまたは望ましいことがあり得る。光ファイバにおける減衰は、“熱エージング”と称される現象のため、ファイバの作製後に増大し得る。熱エージングは、ファイバの環境における温度変動によりファイバの形成後に時間の経過とともに減衰が増大する、ある種の光ファイバの傾向である。一般に、熱エージングによる減衰変化は、減衰スペクトル図においてほぼ１２００ナノメートル（ｎｍ）で明白になり、約１７００ｎｍまで強まる効果をもち得る。さらに、減衰はレイリー散乱損失の結果であり得る。
したがって、熱エージング及びレイリー散乱によるファイバの減衰を低減する、改善された方法が望まれる。
本発明の実施形態は、ドープト光ファイバのような、光ファイバを形成する方法及び装置を提供する。光ファイバプリフォームからある線引き速度及び線引き張力で光ファイバが線引きされると、熱エージング欠陥のような望ましくない欠陥が光ファイバに誘起される。同様に、ある線引き条件により、レイリー散乱の増大をもたらす、さらに微小スケールの密度変動がつくられる。これらの欠陥を除去するため、本発明にしたがい、ある処理時間にかけてある処理温度範囲内に光ファイバを維持することにより光ファイバが処理される。特に、線引きしながら、光ファイバに特定の冷却速度をかけることが望ましい。熱エージングの現象は、好ましくは、光ファイバをある処理張力範囲内に維持しながら、緩やかな冷却を実施することにより、最善に、最小限に抑えられる。同様に、レイリー後方散乱の現象はファイバに特定の冷却速度をかけることにより軽減される。すなわち、本明細書の発明は光ファイバの形成後に時間の経過とともに減衰が増大する光ファイバの傾向を弱める点で有利である。すなわち、本発明はいわゆる熱エージング効果を軽減する。さらに、本明細書の発明はレイリー散乱に寄与する微小密度変動を少なくし、よって光ファイバの減衰を小さくする。
ガラスプリフォーム、したがって光ファイバは、ゲルマニウム、フッ素、リン、塩素及びこれらの混合物からなる群から選ばれるドーパントでドープすることができる。特に、あるファイバの屈折率プロファイルは熱エージングをより強く受け易いことが発明者等により見いだされた。例えば、大量のドーパントを含むファイバは熱エージングを非常に受け易いことが見いだされた。全ての屈折率プロファイルがレイリー散乱による減衰を示す。
様々な実施形態において、光ファイバは線引き炉装置から線引きされる。一実施形態において、線引きされた光ファイバは処理炉を通過する。処理炉は線引き炉の実質的に直下に配置されることが好ましい。処理炉は、線引き炉と処理炉の間で好ましくは密閉が形成されるように、ファイバが線引き炉から出てくる位置において線引き炉の末端に直接に取り付けられることが、最も好ましい。これにより、線引き炉内への望ましくない空気の侵入が最小限に抑えられる。
別の実施形態において、光ファイバは、線引きされたファイバが初めに第１のガスで囲まれるように、線引き炉から線引きされる。線引きされた光ファイバに（能動加熱素子がない）受動マッフルの通路またはチャンバを通過させることにより、線引きされた光ファイバを処理することができる。通路またはチャンバには第１のガスより熱伝導度が低い第２のガスが入っていることが好ましい。ガスは混ざり合い、受動マッフルの末端から放出されることが好ましい。
本発明の一実施形態にしたがえば、第２のガスが入っているチャンバ内でのファイバの冷却速度が制御され、よって誘起熱エージング効果が最小限に抑えられる。約１１００℃から約１５００℃の間の温度範囲で８４０℃/秒と４０００℃/秒の間の冷却速度が、ファイバの熱エージングを制御するために望ましいことがわかった。
本発明の別の実施形態にしたがえば、線引きに続いて光ファイバを処理するための方法が提供される。特に、本処理は、光ファイバの減衰がファイバの形成後に時間の経過とともに増大する傾向をもつような条件下でファイバが形成された場合に、熱エージング効果を軽減する点で有利である。光ファイバは、光ファイバの形成後に時間の経過とともに減衰が増大する光ファイバの傾向を弱めるために、ある処理張力範囲内に光ファイバを維持しながら、ある処理時間にかけてある処理温度範囲内に光ファイバを維持することにより、処理される。
本発明の別の実施形態にしたがえば、熱エージング欠陥が少ない光ファイバを作製するための装置が提供される。一実施形態において、光ファイバに熱エージング欠陥を導入するのに十分なある線引き速度及びある線引き張力でそれから光ファイバを線引きできる、ドープトガラスプリフォームが線引き炉に入る。処理装置が線引き炉の下流に配置される。処理装置は、光ファイバが形成された後に時間の経過とともに減衰が増大する光ファイバの傾向を弱めるために、ある処理張力範囲内に光ファイバを維持しながら、ある処理時間にかけてある処理温度範囲内に光ファイバを維持することにより、光ファイバを処理する能力を有する。
本発明の別の実施形態にしたがえば、光ファイバを形成し、処理するための装置が提供される。線引き炉は出口壁を備え、光ファイバが出口壁から線引き炉を出るような光ファイバの形成に適合される。処理炉が出口壁に隣接して線引き炉ハウジングに確実に固定され、処理炉内の通路を定める。処理炉は、光ファイバが線引き炉を出ると前記通路に入るように構成され、配置される。前記通路及び光ファイバが通過する全ての通路は、粘塊（ゴブ）が通路を通って落下できるように１２ｍｍの最小寸法を有することが好ましい。
本発明の別の実施形態にしたがえば、光ファイバを形成し、処理するための装置が提供される。線引き炉は出口壁を備え、光ファイバが出口壁から線引き炉を出るような光ファイバの形成に適合される。線引き炉には、例えばヘリウムのような、第１のガスが入る。受動マッフル（以下の定義を参照のこと）が線引き炉に隣接して配置され、通路を定める。前記通路には、例えばアルゴンのような、第１のガスより熱伝導度が低い第２のガスが入る。受動マッフルは、線引き炉と受動マッフルの間の結合部において線引き炉または受動マッフルに周囲の空気が侵入できないように、出口壁に結合される。第１及び第２のガスは受動マッフル内で混じり合い、受動マッフルの末端から出る。
本発明の別の実施形態にしたがえば、１０ｍ/秒以上の線引き速度で、光ファイバプリフォームのような、加熱されたガラス供給源から光ファイバを線引きし、続いて、０.０７秒より長く、０.２５秒より短い滞留時間にわたり光ファイバを加熱された処理ゾーンに維持し、同時に、加熱された処理ゾーンにおいて１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低い平均冷却速度を光ファイバにかける工程を含む、高速で光ファイバを作製する方法が提供される。
本発明の別の実施形態にしたがえば、ゲルマニウムドープ中心コア領域及び実質的に純粋なシリカのクラッド領域を有する加熱されたガラスプリフォームを提供する工程、１５ｍ/秒以上の線引き速度及び２５グラムと２００グラムの間の線引き張力で加熱されたガラスプリフォームから光ファイバを線引きする工程、及び、１０リットル/分より大きい流量のヘリウムを含む雰囲気を有する加熱された処理ゾーンにおいて光ファイバを熱処理する工程を含み、加熱された処理ゾーンに入るときの光ファイバの入域温度が１６００℃より高く、加熱された処理ゾーンを出るときの光ファイバの出域温度が１３００℃と１４００℃の間であり、光ファイバが０.０７秒より長く、０.１５秒より短い総滞留時間にわたり加熱された処理ゾーンに維持され、同時に、加熱された処理ゾーンにおける光ファイバの平均冷却速度が２０００℃/秒より高くなり、３５００℃/秒より低くなるように制御される、光ファイバを作製する方法が提供される。
本発明のさらなる特徴及び利点は、図面を見、以降の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことにより、当業者には認められるであろう。そのような説明は本発明の例示に過ぎない。
本明細書に組み入れられ、本明細書の一部をなす、添付図面は本発明の実施形態を図示し、記述とともに、本発明の原理の説明に役立つ。
以降で、本発明の好ましい実施形態を示す添付図面を参照して本発明をさらに十分に説明する。しかし、本発明は多くの様々な形態で具現化することができ、本明細書に述べられる実施形態に限定されると解されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密であり、完璧であって、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるであろうように、提供される。本明細書で用いられる同様の参照数字は本明細書を通して同様の要素を指す。図において、層、コンポーネントまたは領域は、明解さのため誇張されることがある。
本発明は、処理された光ファイバの熱エージング感受性（欠陥）を低めるために、線引きされた光ファイバを処理するため並びに形成及び処理するための方法を含む。本明細書で用いられる“熱エージング”は、ファイバの初期形成に続いて時間の経過とともに増大する光ファイバの減衰を生じさせる、ファイバ内の欠陥を意味する。以下の説明により一層よく理解されるであろうように、本発明の方法及び装置により、同様の線引き速度及び線引き張力で線引きされているが本発明の処理工程は受けていない同様のファイバと比較して低められた熱エージング感受性を有する、線引きされたドープト光ガラスファイバの比較的高速で高張力の形成を可能にすることができる。
本発明の方法実施形態にしたがう図１を参照すると、光ファイバを、例えば適するガラスブランクまたはプリフォームから、線引きされた光ファイバに熱エージング欠陥を導入するのに十分な、選ばれた速度ＳＤ及び選ばれた張力ＦＤで線引きする（ブロック１０）。線引きされたファイバのコア及び（もしあれば）クラッドのいずれかはまたはいずれもドープされ得る。一般に、コアはドープされ、複数のセグメントを有する、すなわち、セグメント分割型コア構造を有することができる。図５〜７には、熱エージングへの感受性があると思われ、本発明にしたがって形成及び処理されることにより恩恵を受ける、いくつかのファイバに対する屈折率デルタ（％）対半径（μｍ）プロファイルが示されている。線引き速度ＳＤは、線引きの間、約２ｍ/秒と３５ｍ/秒の間に維持されることが好ましい。線引き速度ＳＤは約６ｍ/秒と２５ｍ/秒の間であることがさらに好ましい。約６ｍ/秒より速い線引き速度ＳＤは、例えばほとんどの分散補償（ＣＤ）ファイバに対してある欠陥を誘起するが、２ｍ/秒もの遅い線引き速度ないしそれより速い線引き速度に対して欠陥が生じ得るファイバもある。線引き張力ＦＤは、約２５グラムと２００グラムの間の範囲にあることが好ましく、約９０グラムと２００グラムの間の範囲にあることがさらに好ましい。熱エージングは一般に、約９０グラムより大きい線引き張力に維持されながら、約６ｍ/秒より速い線引き速度で線引きされる、ＤＣファイバのような、ドープトファイバに誘起されることがわかっている。
より遅い線引き速度またはより大きい線引き張力での作業のような、異なる線引き条件による作業で熱エージング効果の軽減が可能な場合もあることに注意すべきである。しかし、経済的理由のためまたはファイバの属性が望ましくないであろうから、これらの条件の内のいくつかは望ましくない。本発明により、よりよい、強度、減衰及び均一性のような属性をもつ光ファイバをより経済的に作製し、それでも未処理の光ファイバに比較して熱エージングによる減衰増大が小さい光ファイバを作製することが可能となる。
図６及び７に示されるように、そのようなＤＣファイバ１４は一般に、中心コア１５，モート１６及びリング１７を有する。中心コア１５及びリング１７はドープされた酸化ゲルマニウムを一般に含み、モートはドープされたフッ素を一般に含む。そのようなＤＣファイバ１４に対して、コア１５についてのデルタ値は一般に０.８％より大きく、好ましくは約０.８から３.０％の間の範囲にあり、一方、リング１７のデルタは一般に０.２％より大きく、好ましくは約０.２から１.０％の間の範囲にある。モート１６のデルタは一般に−０.２％より小さく、好ましくは約−０.２から−１.０％の間の範囲にある。図５に示されるファイバ１８のような、コア１５及びリング１７を有することができる、別のタイプのファイバも熱エージングに感受性がある。
上述の態様で誘起される熱エージング欠陥は、以下の熱エージング試験法により検出し、測定することができる。初めに、線引きされたファイバを約２０℃まで冷却し、その後ファイバに温度サイクルをかける。ファイバは、線引きされたファイバを２００℃に２０時間維持し、次いでファイバを冷却して２０℃に戻す、温度サイクルにかけられる。その後、線引きされたファイバの減衰が、注目する波長（一般に１０００ｎｍ〜１７００ｎｍ）において、（例えば、フォトン・カイネティックス（Photon Kinetics）から入手できるＰＫ２５００分光ベンチのような光学ベンチまたは時間ドメイン光反射率計（ＯＴＤＲ）装置を用いて）測定される。線引きされ（ブロック１０）この態様で測定されたファイバは、１５５０ｎｍで測定したときに、熱サイクルの前に冷却されたファイバ（熱エージングを受けていないファイバ）に比較して、熱サイクルにかけられたファイバにおいては少なくとも０.０３ｄＢ/ｋｍから０.２５ｄＢ/ｋｍないしさらに大きく増大した、注目する波長における減衰を示す。すなわち、本発明にしたがってファイバを処理することにより熱エージング効果を軽減し、よって減衰の望ましくないいかなる増大も最小限に抑えることが極めて望ましいことが認められるはずである。
上述した熱エージング欠陥を除去するためには、線引きされたファイバの温度ＴＴを選ばれた時間ｔＴにわたり、好ましくは選ばれた張力ＦＴで、選ばれた温度範囲Ｔ１〜Ｔ２内に維持する（ブロック１２）。一般に、線引き張力ＦＤは処理張力ＦＴと同じである。この態様において、処理工程前に線引きされたファイバに存在する熱エージング欠陥をかなり少なくすることができるか、あるいは事実上除去することさえできる。
上述の方法は以下のさらに詳細な説明により一層よく理解することができる。上述の工程の実施に適し、好ましい、材料及びパラメータが以下に述べられる。さらに、上述の方法及び別の方法を行うための本発明にしたがう装置が以下に説明される。
図２を参照すれば、本発明の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置１００が示されている。装置１００は一般に、線引き炉１２０，処理炉１５０及び、線引きされるファイバに張力を印加するための、集成牽引装置として示される、張力印加ステーション１７０を備える。装置１００は、例えばドープトガラスプリフォーム１０２から、処理された光ファイバ１１０Ａを形成するために用いることができる。さらに詳しくは、線引き炉１２０は線引きされた光ファイバストランド１１０（以降“線引きされたファイバ１１０”と称する）を形成するために用いることができ、処理炉１５０は、その後に、処理された光ファイバストランド１１０Ａ（以降“処理されたファイバ１１０Ａ”と称する）を形成するために、線引きされたファイバ１１０を処理するために用いることができる。処理された光ファイバ１１０Ａは熱エージング効果を最小限に抑えるように処理されている。張力印加ステーション１７０は、ファイバ１１０，１１０Ａにおいて所望の張力を制御し、維持するためにはたらく。非接触直径測定装置、別のファイバ冷却装置、一次及び二次ファイバ被覆を施し、硬化させるためのファイバ被覆及び硬化装置、及びスプール巻取り装置のような、通常の付加プロセス工程を含めることができる。そのような付加プロセス工程は通常であり、明解さのために示されていない。さらに、処理炉内への空気の侵入量を最小限に抑えるため、処理炉の底部絞りまたは可動扉機構を用いることができる。
ガラスプリフォーム１０２はドープトシリカガラスで形成されることが好ましい。プリフォーム１０２は、線引きされたファイバのコアまたは（存在すれば）クラッドのいずれかがドープされているか、あるいは線引きされたファイバのコア及びクラッドのいずれもがドープされているように、形成することができる。シリカガラスは、例えば、ゲルマニウム、フッ素、リン、または塩素内の１つまたはそれより多く、あるいはこれらの組み合わせで、ドープすることができる。その他の適するドーパントも同様に用いることができる。図５〜７に示されるような、ゲルマニウムドープファイバは、ほとんどの作製条件下で熱エージングを示すことが発明者等により見いだされた。プリフォーム１０２を形成するための方法及び装置は当業者によく知られており、当業者により容易に理解される。そのような方法には、ＩＶＤ，ＶＡＤ，ＭＣＶＤ，ＯＶＤ，ＰＣＶＤ等がある。
線引き炉１２０は、プリフォームを囲み、下端に確実に固定されたフランジ１２３を有する、ハウジング１２２を備えることが好ましく、フランジ１２３は線引き炉１２０の出口壁としてはたらく。ファイバ１１０が通過し、先に落下するガラスゴブが通過できる、軸開口１２４がフランジ１２３に定められる。（例えば、黒鉛で形成することができる）環形スリーブ様サセプタ１２６が線引き炉１２０を通って延び、サセプタ内の通路１３０を定める。通路１３０には、光ファイバプリフォーム１０２を受け入れて保持するように適合された上部区画及び、ガラスが溶融し、プリフォーム１０２から引き伸ばされるようにして、線引きされたファイバ１１０が通過する下部区画がある。線引きの開始時に形成されるゴブも、この区画を通過する。通路１３０の下部区画は開口１２４に通じている。中空の出口コーン１３９が開口１２４の上に重ねて配置されることが好ましい。環形断熱材１３２及び（１つまたはそれより多くの）誘導コイル１３０がサセプタ１２６を囲む。
約１気圧（１０１３ ｈＰａ）の、適する不活性フォーミングガスＦＧ，最も好ましくはヘリウムが、適当なガス流入口１３８を通して通路１３０に導入され、下方に流れ、開口１２４を通って線引き炉１２０から出る。説明され、図示されるような線引き炉１２０は適する線引き炉の例示に過ぎず、例えば、別のタイプの加熱機構、サセプタ及び断熱材等を用いる、別の設計及び構成の線引き炉を用い得ることが当業者には認められるであろう。
図２を参照すると、対向するガス流通路１４８がフランジ１２３を貫通して径方向に延び、フランジ１２３の上面１２３Ａにある開口で終端する。通路１４８はフランジ１２３を貫通して垂直方向にも延び、コーン１３９の外縁に隣接して終端する。フォーミングガスＦＧはさらに通路１４８の開口を通して供給され、コーン１３９の周りを上方に流れ、コーン１３９の中心開口を通って下方に流れる。フォーミングガスＦＧは、例えば、ヘリウムガス（Ｈｅ）、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）、またはその他のいずれか適する不活性ガスとすることができる。最も好ましくは、フォーミングガスＦＧはヘリウムガスである。
処理炉１５０は下方に配置され、好ましくは、フランジ１２３と相互に連結される。処理炉１５０は１つまたはそれより多くの環形加熱素子１６８をもつ加熱ユニット１６０を備える。加熱素子は、例えば、電気抵抗加熱素子または誘導加熱コイルとすることができる。開口１５２Ａ及び１５４Ａが処理炉の上端１５２及び下端１５４にそれぞれ定められる。線引き路に沿う開口は線引きの開始時において落下するガラスゴブの通過を可能にするのに十分に大きい。上端１５２，下端１５４及びスリーブ１４６は、処理炉１５０のためのハウジングとしてはたらく。しかし、別のハウジング構成及びコンポーネントを用い得ることが認められるであろう。処理炉１５０は締結具のような適する手段により線引き炉１２０のフランジ１２３に確実に固定されることが好ましい。
概ね円筒形の石英スプール１６２が加熱ユニット１６０に配置される。スプール１６２は通路１６２Ａを定め、スプール１６２の両端に配置された一対の石英フランジ１６２Ｂを有する。フランジ１６２Ｂは、例えば、スプール１６２を形成するために石英管の末端に火炎溶接することができる。第１の黒鉛ガスケット１６４がフランジ１５２の下面と上部フランジ１６２Ｂの間に配置される。第２の黒鉛ガスケット１６４が下部フランジ１５４と下部フランジ１６２Ｂの間に配置される。
供給通路１６６Ａを有するガスリング１６６が黒鉛ガスケット１６４を囲み、パージガスＰＧを黒鉛ガスケット１６４に向けて導くように適合された小穿孔を有する。パージガスＰＧは黒鉛ガスケット１６４の空気への暴露を軽減するかまたは防止するために供給され、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）またはその他のいずれか適する不活性ガスとすることができる。
パージガス部材１５９がフランジ１５４の下側表面に取り付けられる。パージガスＰＧが、下方からの通路１６２Ａへの空気の侵入を防止するためにパージ管路１５９Ａにポンプで送り込まれる。
石英管１６２の通路１６２Ａは、線引き開始時に形成されるガラスゴブの通路１６２Ａを通る容易な落下を可能にするため、長さに沿う全ての場所で１２ｍｍより大きい直径寸法Ｄを有することが好ましく、直径寸法Ｄは約１２ｍｍと８０ｍｍの間であることが好ましく、４５ｍｍと８０ｍｍの間であることがさらに好ましい。フランジ１５２の上面とフランジ１５４の下面の間に延在する処理炉１５０の処理ゾーンの長さＬは約０.２ｍと３ｍの間であることが好ましく、０.５ｍと１.０ｍの間であることがさらに好ましい。好ましい長さＬはファイバ１１０の線引き速度に依存するであろう。上記の好ましい範囲は約２ｍ/秒から３５ｍ/秒の、さらに好ましくは６ｍ/秒と２５ｍ/秒の間の、線引き速度に対する長さである。
張力印加ステーション１７０は線引きされたファイバの張力を制御するのに適するいずれかの装置とすることができる。張力印加装置１７０は、１つまたはそれより多くのファイバ張力センサ及び／または直径センサ（図示せず）から連続的に入力を受け取り、必要に応じてファイバ１１０の張力を印加するための能力を有するマイクロプロセッサを備える。好ましい実施形態において、張力は、直径をメモリに格納された設定直径に等しくする制御に基づく命令により与えられる。
装置１００は、処理された光ファイバ１１０Ａを作製するために、以下の態様で用いることができる。炉の誘導コイル１３６が光ファイバプリフォーム１０２の尖端１０２Ａをあらかじめ選ばれた線引き温度ＴＤに加熱するために動作する。線引き温度ＴＤは約１８００℃と２２００℃の間の範囲にあることが好ましい。線引き温度ＴＤは約１９００℃と２０５０℃の間の範囲にあることがさらに好ましい。プリフォーム尖端１０２Ａは、線引きされたファイバ１１０が、垂直に下方向であることが好ましい、線引き方向Ｖに尖端１０２Ａから連続的に引き出されるように、選ばれた線引き温度ＴＤに維持される。ファイバ１１０は、ファイバの設定直径（一般には１２５μｍ）があらかじめ定められた許容範囲内に入るように、張力印加装置１７０または別の適する張力印加装置により、上述したような計算された線引き張力ＦＤに維持される。フォーミングガスＦＧ（例えばヘリウム）が上部流入口１３８からポンプで送り込まれ、通路１３０，１２４，１５２Ａ，１６２Ａ，１５４Ａを通り、パージ管路１５９Ａを通って外に出る。
このようにすれば、線引きされたファイバ１１０が上述したように選ばれた線引き速度ＳＤでプリフォーム１０２から引き出される。ファイバを作製するために用いられる、選ばれた線引き温度ＴＤ及び線引き張力ＦＤは、ファイバ１１０に望ましくない熱エージング欠陥を生じさせる。すなわち、所望の速度ＳＤでファイバ１１０を線引きするために用いられる線引き温度ＴＤ及び線引き張力ＦＤの結果として、線引きされたファイバ１１０は熱エージングに対する感受性を示すであろう。
処理装置１５０は線引き炉１２０の開口１２４に実質的に直に接して確実に固定されるから、線引きされたファイバ１１０はファイバ１１０が線引き炉１１０を出ながら低温の周囲空気によって急冷されることはない。さらに、線引き炉に酸素が入り込む可能性が小さくなり、よって黒鉛サセプタ１２６におこり得る劣化が最小限に抑えられる。本発明において、線引きされたファイバ１１０は通路１２４を通過し、実質的に直ちに加熱ユニット１６０によって加熱される。加熱ユニット１６０は、ファイバ１１０の温度を選ばれた温度範囲Ｔ１〜Ｔ２内の処理温度ＴＴに維持する。低い側の温度Ｔ１は約１１００℃と１４００℃の間にあることが好ましく、上限温度Ｔ２は約１２００℃と１８００℃の間にあることが好ましい。下限温度Ｔ１は約１２００℃と１３５０℃の間にあり、上限温度Ｔ２は約１３００℃と１４５０℃の間にあることがさらに好ましい。また、ファイバ１１０が通路１６２Ａを通過する間、ファイバ１１０を選ばれた処理張力ＦＴに維持する。処理張力ＦＴは約２５グラムと２００グラムの間であることが好ましい。処理張力ＦＴは約９０グラムと１７０グラムの間であることがさらに好ましい。処理ゾーンの長さＬは、選ばれた滞留処理時間ｔＴの間、線引きされたファイバ１１０が選ばれた温度範囲Ｔ１〜Ｔ２内に維持されるように選ばれる。処理されたファイバ１１０Ａは底部開口１５４Ａを通って処理炉１５０を出て、追加処理ステーション（追加冷却、測定、被覆形成等）に向かって下方に続くことが好ましい。
上述した処理温度ＴＴ，処置張力ＦＴ及び滞留時間ｔＴは、ファイバ１１０の熱エージング欠陥または感受性を弱めるかまたは排除するために、相互に関連して選ばれる。したがって、そのように形成された、処理されたファイバ１１０Ａは、上述したような態様で（すなわち、図１のブロック１２の工程を用いて）適切に処理されていないがそれ以外は同じ態様で形成された光ファイバ１１０に比較して、軽度の熱エージング欠陥または感受性を有するであろう。すなわち、上述した方法及び装置により、光ファイバを比較的高速で線引きしても、同じ速度で線引きされた処理されていないファイバと比較して熱エージング欠陥を少なくすることが可能になる。
線引き炉１２０及び処理炉１５０は、相互に関連して構成されて確実に固定され、ガスは、それらが通路１３０から開口１５９Ａまでの気密経路を提供するように供給されることが好ましい。
図３を参照すると、本発明の別の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置２００が示される。装置２００は線引き炉１２０に対応する線引き炉２２０を備える。処理炉１５０の代わりに、装置２００は集成受動処理装置２５０を備える。集成処理装置２５０は、処理装置２５０のどの領域にも加熱モジュール１６０に相当する加熱素子を備えていない点で、“受動”である。言い換えれば、ファイバは、能動加熱モジュールを用いずに、制御された速度で冷却される。
装置２００は、線引き炉１２０及び張力印加ステーション１７０にそれぞれ対応する、線引き炉２２０及び張力印加ステーション２７０を備える。線引き炉２２０は黒鉛サセプタを有するタイプの炉であることが好ましい。集成受動処理装置２５０は上部フランジ２５４を有する円筒形マッフル２５２を備える。マッフル２５２は、フランジ２５４の穴を通って延び、炉２２０の下部端壁２２３と嵌合する、ボルトまたはその他の締結具（明解さのため図示せず）により、下部端壁２２３に直接に取り付けられる。マッフル２５２はステンレス鋼またはアルミニウムのような金属で形成されることが好ましい。
マッフル２５２は、上部開口２５６を第１の末端に、対向する下部開口２５８を第２の末端に定め、さらに上部開口２５６と下部開口２５８の間に延びる通路２５２Ａを定める。通路２５２Ａの直径Ｅは実質的に一様であり、１２ｍｍより大きいことが好ましく、約１２ｍｍと８０ｍｍの間であることがさらに好ましく、４５ｍｍと８０ｍｍの間であることが最も好ましい。上部開口２５６は線引き炉２２０の下部開口２２４と通じている。軸方向に間隔がおかれた複数の供給ポート２５９がマッフル２５２の側壁に形成され、通路２５２Ａの長さに沿って、通路２５２Ａと通じている。
処理ガスフローシステム２６０がマッフル２５２に、有効にかつ流体の通過が可能なように、接続される。処理ガスフローシステム２６０は、マニホールドまたはコンジット２６２によりポート２５９のそれぞれに、流体の通過が可能なようにかつ有効に、接続された処理ガス供給ステーション２６１を備える。処理ガス供給ステーション２６１は選ばれた処理ガスＴＧの供給源、及び処理ガスＴＧをコンジット２６２及び供給ポート２５９を通して通路２５２Ａに強制的に送り込むのに十分に処理ガスＴＧを加圧するための能力を有するポンプ等を備える。処理ガス供給ステーション２６１は、必要に応じて、処理ガスＴＧを加熱するための加熱ユニットを備えることができる。しかし、処理ガスは２０℃で供給されることが好ましい。
装置２００は、処理された光ファイバ２１０Ａを形成するために、以下の態様で用いることができる。線引き炉２２０及び張力印加装置２７０を用いて、熱エージング欠陥を導入するのに十分な線引き温度及び線引き張力において、装置１００に関して上述した態様で、プリフォーム１０２に対応するプリフォーム２０２からファイバ１１０に対応するファイバ２１０が線引きされる。ファイバ１１０が線引きされている間、図２に示される流入口と同等の流入口を通してフォーミングガスＦＧが導入される。フォーミングガスは通路２３０を通ってプリフォーム２０２及びファイバ２１０の周りを流れ、炉端壁２２３の開口２２４を通り、通路２５２Ａの第１の端部開口２５６に入る。
線引きされたファイバ２１０は、炉２２０を出ると直ぐにマッフル２５２の通路２５２Ａに入る。ファイバ２１０が通路２５２Ａを通過している間、処理ガスＴＧが、ガス供給ステーション２６１から通路２５２Ａに、図３に矢印で示されるように、軸方向に間隔がおかれた少なくとも２つの供給ポート２５９を通して、ポンプで送り込まれる。処理ガスは、様々な段階において通路２５２Ａに流入し、フォーミングガスＦＧと混ざり合う。処理ガスＴＧは、２５℃において、約１２０×１０−６ ｃａｌ/（秒）（ｃｍ）２（℃/ｃｍ）より小さいことが好ましく、約６５×１０−６ ｃａｌ/（秒）（ｃｍ）２（℃/ｃｍ）より小さいことがさらに好ましい、熱伝導度ｋを有する。処理ガスＴＧとフォーミングガスＦＧの混合気は通路２５２Ａを通って流れ、第２の端部開口２５８を通って外に出る。
処理ガスＴＧは、フォーミングガスＦＧより低い熱伝導度を有する。処理ガスＴＧの熱伝導度は、フォーミングガスＦＧの熱伝導度の４０％より低いことが好ましく、２０％より低いことがさらに好ましい。処理ガスＴＧは窒素またはアルゴンであることが好ましい。処理ガスはアルゴンであることがさらに好ましい。フォーミングガスＦＧはヘリウムであることが好ましい。
線引きされたファイバ２１０が通路２５２Ａを通して引かれている間、線引きされたファイバ２１０は、ファイバ２１０の選ばれた処理張力ＦＴ及び処理温度ＴＴに維持され、同時に、通路２５２Ａにおいて、装置１００に関して上述したように、選ばれた滞留時間ｔＴにわたり選ばれた温度範囲Ｔ１〜Ｔ２に維持される。装置１００に関して上述した態様において、選ばれる処理張力ＦＴ，温度範囲Ｔ１〜Ｔ２及び滞留時間ｔＴは、ファイバ２１０の熱エージング欠陥が少なくなるかまたは除去され、よって処理されたファイバ１１０Ａに対応する処理されたファイバ２１０Ａが得られるように、相互に関連して選ばれる。装置２００の場合、受動処理装置２５０の通路２５２Ａの長さＭは、ファイバ２１０の線引き速度に関して所望の滞留時間ｔＴが得られるように選ばれる。
処理ガスＴＧの低い側の熱伝導度により、通路２５２Ａにある間、ファイバ２１０が選ばれた温度範囲Ｔ１〜Ｔ２に維持されるように、線引きされたファイバ２１０からの熱伝達すなわち冷却の速度が低められる。処理ガスＴＧの流量、乱流及び温度は、所望の冷却速度を与えるに適するように選ぶことができる。本発明のこの実施形態にしたがえば、処理炉２５０における所望の冷却速度は１２００℃から１５００℃の間の温度範囲において２５００℃/秒と３５００℃/秒の間である。
図４を参照すると、本発明の別の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置３００が図示される。装置３００は黒鉛サセプタを有するタイプの線引き炉３２０を備える。装置３００は以下の点を除いて装置２００に対応し、以下の点を除いて同じ態様で用いることができる。
マッフル２５０が、連続通路３４９Ａを定める数個構成集成マッフル３４９で置き換えられる。集成マッフル３４９は、集成マッフル３４９を線引き炉３２０の出口壁３２３に確実に固定するためのフランジ３５４を備える環形上部マッフル部３５１を有する。第２の環形マッフル部３５３がマッフル部３５１の下端に取り付けられ、通路３５３Ａを定める。流出ポート３５７がマッフル３５３の側面に形成され、通路３５３Ａに通じる。第３の環形マッフル部３５２がマッフル部３５３の下端に取り付けられ、通路３５２Ａを定める。第４の環形マッフル部３５５がマッフル部３５２の下端に取り付けられ、通路３５５Ａを定める。供給ポート３５９がマッフル部３５５に形成され、通路３５５Ａに通じる。通路３４９Ａの直径Ｆは実質的に一様であることが好ましく、１２ｍｍより大きいことが好ましく、約１２ｍｍと８０ｍｍの間であることがさらに好ましく、４５ｍｍと８０ｍｍの間であることが最も好ましく、長さＮに沿って実質的に一定の直径をもつことが好ましい。集成マッフル３４９の長さＮは約０.２ｍと１.０ｍの間であることが好ましい。
さらに、装置３００においては、処理ガスフローシステム２６０が処理ガスフローシステム３６０で置き換えられる。フローシステム３６０は処理ガス供給ステーション２６１に対応する処理ガス供給ステーション３６１を備える。処理ガス供給ステーション３６１は、流体が通過できるように、コンジット３６２により供給ポート３５９に接続される。フローシステム３６０はさらに、流体が通過できるように、コンジット３６３により流出ポート３５７に接続されたポンプ３６４を備える。ポンプ３６４は、図示されるように、流入口３６５Ａから圧縮空気が供給されるベンチュリポンプであることが好ましい。
使用において、処理ガスＴＧが、処理ガス供給ステーション３６１からコンジット３６１及び供給ポート３５９を介して通路３５５Ａに導入される。ポンプ３６４が十分な真空を与え、この結果、処理ガスＴＧの少なくとも一部が、通路３５２Ａ及び３５３Ａを通り、流出ポート３５７及びコンジット３６３を通り、流出口３６５Ｂを通って、外に引き出される。同時に、ポンプ３６４によりつくられる真空により、フォーミングガスＦＧが、線引き炉３２０から、通路３５３Ａ，流出ポート３５７及びコンジット３６３を通り、同様にポンプ流出口３６５Ｂを通って、引き出される。このことは、通路３４９Ａの下端における２つのガスの混合を防止するから、有益である。
（実施例１）
線引き炉を用いて、図５に示されるようなコア及びリングを含むプロファイルを有する負分散酸化ゲルマニウムドープ光ファイバを、１５０グラムの張力をかけて、１４メートル毎秒（ｍ/秒）の速度で、ドープトプリフォームから線引きした。その後、ファイバを２０℃に冷却し、次いで、上述した熱エージング試験にかけた。この試験後に１５５０ｎｍで測定した未処理ファイバの減衰増大は、０.０８３０ｄＢ/ｋｍであった。
上述したばかりの態様と同じ態様で同等のプリフォームから第２のファイバを線引きした。第２のファイバは、ファイバが線引き炉を出た直後に、図４で説明したような本発明にしたがう処理装置を通過した。処理炉の長さ及び動作パラメータは第２のファイバの温度が所望の時間にわたり所望の温度に維持されるように選んだ。詳しくは、通路の長さＭを約０.６１５ｍとした。すなわち、ファイバを、ファイバの張力を１５０グラムに維持しながら、約０.０４４秒の滞留時間にわたり約１７００℃から約１５２５℃の温度に維持した。フォーミングガスＦＧはヘリウムとし、処理ガスＴＧは２３℃のアルゴンとした。その後ファイバを２０℃に冷却し、次いで、先に説明したものと同じ熱エージング試験にかけた。熱処理を受けたファイバの１５５０ｎｍで測定した減衰増大は０.０２７ｄＢ/ｋｍでしかなかった。すなわち、図５に示されるこのファイバタイプに対しては、本発明にしたがう追加処理工程をファイバにかけることにより、熱エージングの６７％の軽減が得られた。
（実施例２）
線引き炉を用いて、図６に示されるようなコア、モート及びリングを含むプロファイルを有する負分散酸化ゲルマニウム及びフッ素ドープ光ファイバを、１５０グラムの張力をかけて、１４メートル毎秒（ｍ/秒）の速度で、プリフォームから線引きした。その後、ファイバを２０℃に冷却し、次いで、上述した熱エージング試験にかけた。この試験により、２００℃で２時間の加熱後の１５５０ｎｍで測定したファイバの減衰増大は０.２８５ｄＢ/ｋｍであることがわかった。
上述したばかりの態様と同じ態様で同等のプリフォームから第２のファイバを線引きした。第２のファイバを、ファイバが線引き炉を出た直後に、本明細書の図４で説明した本発明にしたがう処理装置及び方法にかけた。処理炉の長さ及び動作パラメータは第２のファイバの温度が実施例１で確認した条件に維持されるように選んだ。その後ファイバを２０℃に冷却し、次いで、先に説明したものと同じ熱エージング試験にかけた。熱処理を受けたファイバの１５５０ｎｍで測定した減衰増大は約０.０３３ｄＢ/ｋｍでしかなかった。すなわち、デルタが正のコア、デルタが負のモート及びデルタが正のリングを有する分散補正ファイバである、このファイバタイプに対しては、ファイバを追加処理工程にかけることにより熱エージングの劇的な軽減（８８％）が得られたことが認められるはずである。上の２つの実施例でかけた冷却速度はほぼ３９８０℃/秒であった。
（実施例３）
線引き炉を用いて、負の分散及び分散勾配並びに図５に示されるプロファイルを有する酸化ゲルマニウム及びフッ素ドープ石英ガラス光ファイバを、１５０グラムの張力をかけて、１４メートル毎秒（ｍ/秒）の速度で、プリフォームから線引きした。ヘリウムフォーミングガスを線引き炉に用いた。その後、ファイバを２０℃に冷却し、次いで、ファイバが２００℃に２０時間維持される熱エージング試験にかけた。２０時間経過後、ファイバを２０℃に冷却し、１５５０ｎｍで測定したファイバの減衰増大は０.４２０ｄＢ/ｋｍであった。
上述したばかりの態様と同じ態様で同等のプリフォームから第２のファイバを線引きした。第２のファイバは、ファイバが線引き炉を出た直後に、図２に示されるような加熱された処理装置を通過した。マッフルの長さを０.４ｍとし、内径を６０ｍｍとして、ファイバの張力を１５０グラムに維持しながら、第２のファイバの温度が約０.０２８秒の滞留時間にわたり約１７００℃から約１５２５℃に維持されるように、マッフルの温度を選んだ。第２のファイバを先の実施例と同様に熱エージング試験にかけ、１５５０ｎｍで測定した減衰の増大は０.００１５ｄＢ/ｋｍであった。すなわち、本発明により、熱エージングの９６％の軽減が得られた。
他の実際の実験実施例を表１に示す。実施例番号（例）、熱エージング軽減処理を行ったファイバ（処理有）及び行わなかったファイバ（処理無）の減衰変化、処理を行ったファイバの熱エージング％軽減量（％軽減）、処理したファイバのプロファイル（プロファイル）、用いた線引き速度（線引き速度）、用いた装置（装置）及び装置が加熱器を備えていたか否か（加熱器）が、列挙されている。
表１は様々な実施例についての結果を示す。
Figure 2005523868
本発明の別の実施形態が図８〜１１に示され、これらの図を参照して説明される。本実施形態にしたがえば、光ファイバの（１０ｍ/秒以上の線引き速度での）高速線引き及び熱処理のための方法が提供される。図１１に最善に示されるように、処理された光ファイバが、本発明の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置４００から高速で作製される。装置４００は、全体として、線引き炉４２０，続いて下流に、好ましくは線引き炉４２０に機械的に結合された、熱処理炉４５０を備える。装置４００は、例えば光ファイバプリフォームのような、加熱されたガラス供給源４０２から高速で線引きし、次いで、レイリー散乱によるファイバの減衰が低減されるように、線引きされたファイバを定められた温度プロファイル（例えば、図１０に示されるような時間−温度プロファイル）にかけることにより、熱処理された光ファイバ４１０Ａを形成するために用いることができる。本明細書に説明される方法は、低減されたレイリー散乱損失により低減された減衰を有するゲルマニウムドープ中心コア光ファイバの、高速での、作製に特に有効である。詳しくは、本方法はゲルマニウムドープ中心コアを有する光ファイバにおいて低減衰（１５５０ｎｍにおいて０.１８７ｄＢ/ｋｍ以下及び／または１３１０ｎｍにおいて０.３２７ｄＢ/ｋｍ以下）を与えるのに十分によく適合される。そのようなファイバの１つは、例えば図９に示されるような、ゲルマニウムドープ中心コア４１４及び、コアを囲んでコアに接する、実質的に純粋なシリカのクラッド４１５を有する、単一モードステップインデックスファイバである。
さらに詳しくは、線引き炉４２０は高速で線引きされた光ファイバストランド４１０（以降“線引きされたファイバ４１０”と称する）を形成するために用いることができ、処理炉４５０は、処理された光ファイバストランド４１０Ａ（以降“処理されたファイバ４１０Ａ”と称する）を作製するために、そのように高速で形成された、線引きされたファイバ４１０を、その後に、熱処理するために用いることができる。処理されたファイバ４１０Ａは、レイリー後方散乱による減衰を、好ましくは動作波長にわたり、（減衰が、例えば１３１０ｎｍにおいて０.３２７ｄＢ/ｋｍ以下であり、好ましくは１５５０ｎｍにおいて０.１８７ｄＢ/ｋｍ以下であるように）低減するために、熱処理されている。
認められるはずであるように、熱処理工程に後続する通常のプロセス工程を実施するための付加装置が備えられ得る。例えば、ファイバの代表的な直径を測定するための非接触直径測定装置４０４が熱処理工程の後に続くことができる。さらに、処理されたファイバ４１０Ａの外周に保護高分子材被覆を施すことができるように十分低い（例えば約１００℃より低い）温度まで処理されたファイバ４１０Ａをさらに一層冷却するために、ファイバ冷却装置４０６を備えることができる。一次高分子材被覆を施し、硬化させるための、ファイバ被覆装置４０８Ａ及び硬化装置４０８Ｂを備えることもできる。さらに、二次高分子材被覆を施し、硬化させるための、追加の被覆及び硬化装置（図示せず）を備えることができる。被覆後に、ファイバに所望の線引き張力を印加するために、張力印加装置４７０が備えられることが好ましい。最後に、熱処理され、被覆された光ファイバを、出荷スプールまたはバルクスプールのような、巻取りスプール４７３に巻き付けるために、スプール巻取り装置４７１及び往復ガイド４７３を備えることができる。さらに、出口からの処理炉４５０への空気の侵入量を最小限に抑えるために、処理炉４５０の底部に絞りまたは可動扉機構４７２を用いることができる。
動作において、本発明の実施形態にしたがう方法は、（酸化ゲルマニウムドープ中心コア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する光ファイバに対応し、線引きされたときにそのような光ファイバを形成する、酸化ゲルマニウムドープ中心コア領域及び実質的に純粋なシリカのクラッド領域を含むことが好ましい）光ファイバプリフォーム４０２のような、加熱されたガラス供給源から、１０ｍ/秒以上の高速で、光ファイバ４１０を線引きする工程、続いて、１２００℃/秒より高く、５,０００℃/秒より低い平均冷却速度、さらに好ましくは、２０００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低い平均冷却速度、ある実施形態では、２０００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低い平均冷却速度を、加熱された処理ゾーン４１２において光ファイバ４１０にかけながら、（好ましくは０.０７秒より長く、０.２５秒より短い）滞留時間にわたり光ファイバ４１０を加熱された処理ゾーン４１２に維持することによる、光ファイバを熱処理する工程を含む。平均冷却速度は、例えば、線引き速度が２０ｍ/秒以上である場合に２０００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低いことが好ましい。加熱された処理ゾーン４１２における平均冷却速度は、{[ファイバの入域点“Ａ”におけるファイバ表面温度（ファイバ入域表面温度）]−[ファイバの出域点“Ｂ”におけるファイバ表面温度（ファイバ出域表面温度）]}/[ファイバの処理ゾーン内総滞留時間]として定義される。
本発明の実施形態にしたがう方法は、図９に示される標準的なステップインデックス単一モードファイバのような、光ファイバ４１０のレイリー散乱による減衰を低減するために特によく適している。本方法は、ファイバの中心線にゲルマニウムドーパントを含む中心コア４１４及び実質的に純粋な（認め得る屈折率変更ドーパントを有していない）シリカを含むクラッド４１５を有する光ファイバの作製に特によく適している。本明細書で用いられるように、“中心コア”は、ファイバの中心部にあり、最外周ガラスクラッド部に比較して高い屈折率部分を有する、動作時に光の大部分が閉じ込められる、ファイバの領域を指す。クラッド４１５は、ファイバ４１０の、中心コアを囲んで中心コアに接し、ファイバのガラス部分の外径（直径約１２５μｍ）まで広がり、中心コア４１４より低い屈折率を有する、領域である。認められるはずであるように、加熱されるガラス源プリフォーム４０２も、それらの物理特性及び組成がプリフォーム４０２から線引きされるファイバの中心コア４１４及びクラッド４１５に概ね対応する、コア領域４１４Ａ及びクラッド領域４１５Ａを有する（図１１の一部破断部分に示されている）。言い換えれば、コア領域４１４Ａには少なくともゲルマニウムがドープされ、クラッド領域４１５Ａは実質的に純粋なシリカで形成されている。
本発明の実施形態にしたがう方法を、図１０及び１１を参照してさらに説明する。図１０は、本発明にしたがって熱処理された光ファイバ４１０Ａを形成するための好ましい冷却プロファイルの１つを示す。（約１８００〜２２００℃に加熱されたルート部分を有する）加熱されたガラス供給プリフォーム４０２から線引きされた後、線引きされたファイバ４１０が、処理炉４５０の処理ゾーン４１２への（“Ａ”で示される）入域点において、好ましくは１７００℃の上限温度４１１Ａと１２００℃の下限温度４１１Ｂの間、さらに好ましくは１５５０℃と１７００℃の間、ある実施形態では１６００℃より高い、ファイバ入域表面温度をファイバ４１０が有するように、０.０秒に等しい時間で処理炉４５０に入ることが好ましい。ファイバ４１０は次いで、（緩やかではあるが、原子スケールでのガラスの非平衡再秩序化がおこる）局部ファイバアニールがおこるように、処理ゾーン４１２で加熱されて、徐冷され、処理ゾーン４１２内で十分な（０.０７秒と０.２５秒の間の）総滞留時間ｔｒを過ごす。ファイバの熱処理ゾーンからの（“Ｂ”で示される）出域点における表面温度は、１４５０℃の上限温度４１３Ａと１２５０度の下限温度４１３Ｂの間である。本明細書において本発明にしたがうアニールは、レイリー後方散乱損失を低減し、よって未処理のファイバに比較して、注目する波長（例えば１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍ）における、処理された光ファイバ４１０Ａの減衰を低減する。
図１１に示されるように、線引き炉４２０及び処理炉４５０は、光ファイバが線引き工程及び熱処理工程の間を通る際の、光ファイバのための連続密閉経路を形成するように構成されることが好ましい。例えば、処理炉４５０を線引き炉４２０の下部フランジ４２０Ｂに直接に取り付けるか、または図示される管のような連結部材４２０Ｃに取り付けることができる。ファイバは、線引き炉４２０と処理炉４５０の間を通っている間、不活性雰囲気内に配置され、空気にさらされることはない。これは、線引き炉４２０の黒鉛マッフル管４３２の劣化を引き起こし得る、マッフル管４３２の空気暴露が最小限に抑えられる点で有利である。
図８に示されるように、線引き工程４０３及び加熱処理工程４０５の間、不活性ガスを含むことが好ましい雰囲気が提供される。不活性ガスは、ヘリウム、窒素、アルゴンまたはこれらの混合気とすることができる。不活性ガス（好ましくはヘリウムガス）は線引き炉の頂部にある線引き炉流入口４２０Ａにおいて供給されることが好ましい。不活性ガスはガラス供給プリフォーム４０２の側面に沿って流れ、線引き炉４２０の下端においてファイバ４１０とともに線引き炉４２０を出る。次いで、ガスはファイバとともに（ただし、一般には異なる速度で）処理炉４５０の通路４１３を通って流れ、処理炉の下端を通って（点“Ｂ”において）出る。加熱処理工程の間処理炉４５０の加熱された処理ゾーン４１２の通路４１３を通る不活性処理ガス（好ましくはヘリウム）の流量は、１０リットル/分より大きいことが好ましく、１０リットル/分と５０リットル/分の間であることが最も好ましい。
必要に応じて、線引き炉５２０を、図１２の部分図に示されるように、熱処理炉５５０から分離されるように、すなわち線引き炉の出口端が熱処理炉５５０の入口端に直接に連結されないように、構成することができる。この構成においては、処理炉５５０内に配されるガス雰囲気が線引き炉内と異なるガスを含むことができる。例えば、ファイバが不活性雰囲気内に配置されるように、アルゴンだけを含むか、またはヘリウムとアルゴンの混合気を含む雰囲気を、加熱処理工程の間、通路５１３の内部に与えることができる。例えば、線引き工程の間はヘリウムのような線引きガスが線引き炉５２０を通って流れるように供給され、熱処理工程の間は（実質的に純粋な窒素、実質的に純粋なアルゴン、または実質的に純粋なアルゴンと実質的に純粋なヘリウムの混合気のような）処理ガスが処理炉５５０に供給されることが好ましい。例えば、図１２に示されるように、処理炉５５０内の処理ガスは入域ポート５１１において供給され、参照数字５１５で示される処理炉の底部開口から引き出される。熱処理工程の間、処理炉５５０の加熱された処理ゾーン５１２の通路５１３を通る不活性処理ガスの流量は、１０リットル/分より大きいことが好ましく、１０リットル/分と５０リットル/分の間であることが最も好ましい。付加プロセスのコンポーネント（例えば、補助測定装置、冷却装置、被覆／硬化装置及び巻取り装置）は明解さのため図１２には示されていない。
図１１の好ましい実施形態において、光ファイバ４１０は、１０ｍ/秒以上、さらに好ましくは１５ｍ/秒以上、ある実施形態においては２０ｍ/秒以上の、線引き速度で加熱された処理ゾーン４１２を通して引かれる。ファイバ４１０は、中心コア４１４にゲルマニウムドーパントを含み、実質的に純粋なシリカのクラッド４１５を有する、図９に示されるような単一モードステップインデックスファイバであることが好ましい。しかし、本明細書に説明される方法はゲルマニウムドープ中心コアを有するいかなる光ファイバの処理にも等しく有用であり、適合されることは認められるはずである。ゲルマニウムは、クラッドに比較して少なくとも０.３％の％比屈折率を与えるのに十分な量でコア内に存在することが好ましい。ファイバ４１０は、プリフォーム４０２をその線引きルートにおいて流動粘稠度（１８００〜２２００℃）まで加熱し、約２５グラムから約２００グラムの間、さらに好ましくは約６０グラムと１７０グラムの間、最も好ましくは約９０〜１５０グラムの張力を与えるように設定された張力印加装置４７０を用いることにより、被覆された光ファイバに線引き張力を印加することで、線引きされることが好ましい。未処理ファイバに比較して生産されたファイバの減衰をさらに最小限に抑えるために線引き後に本発明の態様にしたがって加熱処理される光ファイバの大量生産が、高い速度及び張力における線引きによって可能になる。
線引きされたファイバ４１０は、０.０７秒より長く、０.２５より短い総滞留時間、さらに好ましくは、０.０７秒より長く、０.１５秒より短い総滞留時間、ある実施形態においては、０.１秒より短い総滞留時間にわたり、加熱された処理ゾーン４１２内に維持される。処理に続いて、ファイバは、処理ゾーン４１２の出口（点“Ｂ”）においてゾーン４１２を出る。処理ゾーン４１２を通過している間のファイバ４１０に対する冷却速度は、好ましくは１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低く、さらに好ましくは２０００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低く、ある実施形態においては２２００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低い。処理工程の間、炉の処理ゾーン４１２の壁４１４は加熱され、１３００℃より高く、さらに好ましくは１４００℃と１６００℃の間の、（ファイバが進む通路４１３の中心における）通路温度を加熱された処理ゾーン４１２の少なくとも一部において与えるに適切な温度に維持される。加熱処理工程は、例えば電気抵抗加熱型加熱器とすることができる、１つまたはそれより多くの加熱器により達成される。
好ましい実施形態において、処理炉４５０は、処理炉４５０の軸長に沿って間隔をおいて配置された複数の独立加熱器（ｃ〜ｈ）を備える。加熱器のそれぞれはファイバを取り囲み、それぞれがコントローラ４１７により個々に制御されることが好ましい。熱処理工程の間、ファイバは複数の加熱ゾーンからの熱を受け、複数の加熱ゾーン（それぞれのゾーンは加熱器（ｃ〜ｈ）の物理的大きさに概ね対応する）の内の少なくとも１つの加熱ゾーンは複数の加熱ゾーンの内の別の１つの加熱ゾーンと比較して異なる温度に設定される。それぞれの加熱器の壁４１４の温度は、加熱ゾーンｃ〜ｈの内の少なくとも１つが１４００℃と１６００℃の間の通路温度を有するように、コントローラ４１７によって制御されることが好ましい。好ましい動作モードにおいて、線引き炉４２０に近い側の第１のゾーン（例えばｃ）は、中心（点“ｃ'”）において１１００℃と１３００℃の間の通路温度を有するように制御され、線引き炉から遠く離れた側の第２のゾーン（例えばｈ）は、（点“ｈ'”において）１４００℃と１５００℃の間の通路温度を有するように制御される。壁の実温度は、所望の冷却速度を与えるための所望のファイバ出域表面温度条件が達成されるように、設定されるであろう。ヘリウム以外のガスが用いられる場合には、例えば、アルゴン及びアルゴンとヘリウムの混合気の熱伝導度はより小さい熱伝導度係数を有し、したがって、同じ冷却速度を達成するためには炉の通路温度とファイバ温度の間により大きな温度差が必要となるから、壁温度はより低い温度に設定されることになろう。
本発明の実施形態にしたがえば、光ファイバが処理ゾーンに入る際に点“Ａ”において、１２００℃と１７００℃の間、さらに好ましくは１５５０℃と１７００℃の間、ある実施形態においては１６００℃より高い、光ファイバのファイバ入域表面温度を与えるように、処理炉を構成し、配置することが好ましい。好ましくは、処理ゾーン４１２の出口における点“Ｂ”において、１２５０℃と１４５０℃の間、さらに好ましくは１３００℃と１４５０℃の間、最も好ましくは１３２５℃と１４２５℃の間の、光ファイバ４１０Ａの出域温度を与えるように、処理炉４５０の長さ及び動作温度を設定することが望ましい。
図１１に示される一実施形態にしたがえば、ファイバが（点“Ａ”において）処理ゾーン４１２に入る際に、１５５０℃と１７００℃の間、さらに好ましくは１６００℃と１７００℃の間の、光ファイバ４１０の入域温度を与え、処理されたファイバ４１０Ａが（点“Ｂ”において）処理ゾーン４１２を出る際に、１３００℃と１４５０℃の間、さらに好ましくは１３２５℃と１４２５℃の間の、熱処理された光ファイバ４１０Ａの出域温度を与えることが望ましい。
処理炉４５０のマッフル管４１６は、好ましくは、実質的に純粋な石英ガラス、セラミック及び／または炭素材料でつくることができる。処理炉の加熱素子はカンタル（Kanthal）から入手できる二ケイ化モリブデン高温加熱素子であることが好ましい。管４１６の内径は約６０ｍｍであることが好ましい。図１２の加熱炉の構成は、図１１について説明したコンポーネントと同じコンポーネントを有するような構成である。
図１２に示されるように、ファイバ５１０は装置５００により線引きされ、熱処理される。ファイバ５１０は、１０ｍ/秒より速い線引き速度及び２５グラムと２００グラムの間の線引き張力で、加熱されたガラス供給源５０２から線引きされる。ヘリウム雰囲気が線引き炉５２０に与えられる。黒鉛マッフル管５２６の劣化を引き起こし得る、炉内への空気の侵入を最小限に抑えるために、ガスシールド、可動絞りまたは扉機構のような空気侵入防止装置５７２Ａが線引き炉の下端に用いられることが好ましい。多素子熱処理炉５５０が線引き炉５２０の下流に備えられる。熱処理炉５５０の構造は、ファイバが空気中を通過する間隔をおいて熱処理炉５５０が線引き炉５２０から物理的に分離されていることを除いて、図１１に関して説明した構造と同等である。熱処理炉５５０の加熱された処理ゾーン５１２における冷却プロファイルは、ゾーン内の総滞留時間が０.０７秒と０.２５秒の間であり、ゾーン５１２における平均冷却速度が、好ましくは１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低く、さらに好ましくは２２００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低くなるように、図１０での教示と同じに選定されて、設定される。同様に、熱処置炉５５０は、（点“Ａ”における）ファイバ入域表面温度が１４００℃と１７００℃の間（１５ｍ/秒以上の線引き速度に対しては、１５５０℃と１８００℃の間）であり、熱処理された光ファイバ５１０Ａが（点“Ｂ”において）処理ゾーン５１２を出る際の熱処理されたファイバのファイバ出域表面温度が１３２５℃と１４２５℃の間であるように、構成されて、配置される。
下の表２は、図１１の処理装置を用いて実際に作製されたファイバの様々な実験実施例（１３〜１８）についての結果を示す。
Figure 2005523868
（実施例１３）
図１１は実施例１３の処理されたファイバ４１０Ａを作製するために用いた装置４００を示す。ただし、本実施例において処理炉は加熱器素子を２つしか備えていない。プリフォーム４０２から、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。コアのデルタ対半径プロファイルを１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を提供する。２つの加熱器素子の温度は１２５０℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.１９ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を１０ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.１１９秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１４４０℃であり、ファイバの出域表面温度は１２７０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は１４３０℃/秒であった。本方法にしたがって作製したファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２７ｄＢ/ｋｍであり、１５５０ｎｍにおいて０.１８６ｄＢ/ｋｍであった。
（実施例１４）
同じく、図１１は実施例１４の処理されたファイバ４１０Ａを作製するために用いた装置４００を示す。本実施例では、例えば、結合された素子ｃ−ｄが単一の加熱器素子としてはたらくように、加熱素子ｃ−ｄ，ｅ−ｆ及びｇ−ｈを対にして一つに結線した。同様に、ｅ−ｆ及びｇ−ｈも一つに結線し、よって３つの独立に制御可能な加熱素子を構成した。プリフォーム４０２から、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、よって、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を形成する。加熱器素子ｃ−ｄ、ｅ−ｆ及びｇ−ｈの温度はそれぞれ、１２５０℃、１４５０℃及び１４５０℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.７７ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を１５ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.１１８秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１５６０℃であり、ファイバの出域表面温度は１３７０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は１６１０℃/秒であった。実施例１４について作製したファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２２ｄＢ/ｋｍであり、１５５０ｎｍにおいて０.１８５ｄＢ/ｋｍであった。
（実施例１５）
実施例１５の装置の構成は実施例１３について説明した（２つしか加熱器素子がない）構成と同じである。プリフォーム４０２から、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。コアのデルタ及び半径を１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を形成する。２つの加熱器素子の温度は１１５０℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.１９ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を１５ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.０７９秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１５６０℃であり、ファイバの出域表面温度は１２７０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は３６７０℃/秒であった。本方法にしたがって作製したファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２６ｄＢ/ｋｍ，１５５０ｎｍにおいて０.１８５ｄＢ/ｋｍであった。
（実施例１６）
図１１は実施例１６の処理されたファイバ４１０Ａを作製するために用いた装置４００を示す。加熱素子の構成は実施例１３及び１５について説明した構成と同じである。プリフォーム４０２から、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を形成する。２つの加熱器素子の温度は１３００℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.１９ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を１５ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.０７９秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１５６０℃であり、ファイバの出域表面温度は１３６０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は２５３０℃/秒であった。ファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２６ｄＢ/ｋｍ，１５５０ｎｍにおいて０.１８４ｄＢ/ｋｍであった。
（実施例１７）
実施例１７の処理されたファイバを作製するために用いた装置は実施例１４で説明した装置と同じである。プリフォームから、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を提供する。加熱器素子ｃ−ｄ，ｅ−ｆ及びｇ−ｈの温度はそれぞれ、１１５０℃、１１５０℃及び１４５０℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.７７ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を２４ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.０７４秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１６９０℃であり、ファイバの出域表面温度は１３６０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は４４６０℃/秒であった。本方法にしたがって作製したファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２５ｄＢ/ｋｍ，１５５０ｎｍにおいて０.１８７ｄＢ/ｋｍであった。
（実施例１８）
実施例１８の処理されたファイバを作製するために用いた装置は実施例１４及び１７で説明した装置と同じである。プリフォーム４０２から、ゲルマニウムドープシリカのコア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有する、単一モードステップインデックスファイバを線引きした。１００グラムの線引き張力でファイバを線引きした。１５５０ｎｍにおいて１６ピコ秒/ｎｍ/ｋｍと２２ピコ秒/ｎｍ/ｋｍの間のファイバ総分散が得られるように選んだ、ファイバの屈折率プロファイルを図９に示す。熱処理炉４５０は線引き炉４２０に直結され、流入口４２０Ａからプリフォーム４０２の周りを流れ、通路４１３を通り、点Ｂで出る、約２３リットル/分の実質的に純粋なヘリウムの処理ガス流のための密閉経路を提供する。加熱器素子ｃ−ｄ，ｅ−ｆおよびｇ−ｈの温度はそれぞれ、１１５０℃、１１５０℃及び１５５０℃に設定した。炉４５０の処理ゾーン４１２の長さは１.７７ｍとし、処理炉４５０のマッフル管４１６は内径が６０ｍｍの純石英管とした。光ファイバ４１０を２４ｍ/秒の線引き速度で線引きし、ゾーン４１２内の総滞留時間が０.０７４秒となるように処理炉４５０を通過させた。ファイバの入域表面温度は１６９０℃であり、ファイバの出域表面温度は１３８０℃であった。したがって、処理ゾーン４１２における平均冷却速度は４１９０℃/秒であった。ファイバの減衰の測定値は、１３１０ｎｍにおいて０.３２５ｄＢ/ｋｍ，１５５０ｎｍにおいて０.１８６ｄＢ/ｋｍであった。
下の表３は、図１１の処理装置を用いる様々な理論実施例（実施例１９〜２２）についての計算結果を示す。
Figure 2005523868
表３に与えられる理論実施例において、図９に示されるような、ゲルマニウムドープ中心コア及び実質的に純粋なシリカのクラッドを有するファイバの高速処理に対する望ましい冷却速度が、好ましくは１２００℃/秒より高く、さらに好ましくは、１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低いことが認められるはずである。加熱処理ゾーン内の総滞留時間は、好ましくは０.０７秒と０.２５秒の間、さらに好ましくは０.０７秒と０.１５秒の間である。
上述の説明は本発明の例示であり、本発明を限定すると解されるべきではない。本発明の数少ない例示的実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の新規な教示及び利点を実質的に逸脱することなく、例示的実施形態に多くの改変が可能であることを容易に認めるであろう。したがって、そのような改変は全て、特許請求の範囲に定められる本発明の範囲内に含まれるとされる。したがって、上述の説明が本発明の例示であり、開示された特定の実施形態に限定されると解されるべきではないことは当然であり、開示された実施形態に対する改変は、その他の実施形態とともに、添付される特許請求項の範囲内に含まれるとされる。本発明は添付される特許請求項により定められ、特許請求項の等価物は特許請求項に包含されるべきである。
光ファイバを作製するための、本発明の実施形態にしたがう方法を説明するブロック図である 本発明の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置の簡略な側断面図である 本発明の別の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置の簡略な側断面図である 本発明の別の実施形態にしたがう光ファイバ形成装置の簡略な側断面図である 本発明にしたがって形成された光ファイバの屈折率デルタ（％）対半径（μｍ）のグラフである 本発明にしたがって形成された別の光ファイバの屈折率デルタ（％）対半径（μｍ）のグラフである 本発明にしたがって形成された別の光ファイバの屈折率デルタ（％）対半径（μｍ）のグラフである 本発明の実施形態にしたがう光ファイバの線引き及び処理方法のブロック図である 本発明にしたがって熱処理することができる光ファイバの屈折率プロファイルの図式表示である 本発明の実施形態にしたがう方法の冷却速度プロファイルの図式表示である 本発明の実施形態にしたがう光ファイバの線引き及び熱処理装置の簡略な側断面図である 本発明の実施形態にしたがう光ファイバの別の線引き及び熱処理装置の簡略な側断面図である
符号の説明
１００ 光ファイバ形成装置
１０２ 光ファイバプリフォーム
１１０ 線引きされたファイバ
１１０Ａ 処理されたファイバ
１２０ 線引き炉
１２６ 黒鉛サセプタ
１３２ 断熱材
１３６ 誘導コイル
１３８ フォーミングガス流入口
１５０ 処理炉
１６２ 石英管
１６６ ガスリング
１６８ 加熱素子
１７０ 張力印加ステーション
ＦＧ フォーミングガス
ＰＧ パージガス
ＴＧ 処理ガス

Claims (43)

  1. 光ファイバを形成する方法において、前記方法が、
    前記光ファイバに熱エージング欠陥を導入するのに十分な線引き速度及び線引き張力でドープトガラス供給源から前記光ファイバを線引きする工程、及び
    前記熱エージング欠陥を減少させ、前記光ファイバの形成後に減衰が増大する前記光ファイバの傾向を弱めるために、前記光ファイバをある処理張力範囲内に維持しながら、ある処理時間にわたりある処理温度範囲内に前記光ファイバを維持することにより、前記光ファイバを処理する工程、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記光ファイバにゲルマニウムドーパントがドープされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記処理温度範囲が約１１００℃から約１５００℃の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記処理温度範囲が約１２００℃から約１４５０℃の間であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記処理時間が約０.０２５秒と０.５秒の間の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記処理時間が約０.０３秒と０.１秒の間の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記処理張力範囲が約２５グラムから約２００グラムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 前記処理張力範囲が約６０グラムと１７０グラムの間であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 前記線引き速度が約６ｍ/秒と２５ｍ/秒の間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記処理する工程が、８３０℃/秒より高く、４０００℃/秒より低い、冷却速度で前記光ファイバを冷却する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 前記線引きする工程が、線引きされた光ファイバが初めは第１のガスで取り囲まれるように線引き炉から前記光ファイバを線引きする工程を含み、
    前記処理する工程が、前記線引きされた光ファイバに受動マッフルの通路を通過させる工程を含み、
    前記通路には前記第１のガスより低い熱伝導度を有する第２のガスが入っており、前記第１及び第２のガスが混ざり合い、前記受動マッフルの前記通路の末端から出る、
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 前記線引き炉と前記受動マッフルの結合部において周囲空気が前記線引き炉または前記受動マッフルに侵入できないように、前記線引き炉と前記受動マッフルが相互に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第２のガスが、アルゴン、ネオン、窒素及び酸素からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 光ファイバを作製するための装置において、前記光ファイバをそれから線引きすることができる光ファイバプリフォーム及び第１の熱伝導度係数を有するフォーミングガスが入っている通路を有する線引き炉及び前記線引き炉の下流に配置された熱エージング処理装置を備え、前記処理装置が処理管及び流体が通過できるように前記処理管に接続された処理ガス分配器を備え、前記ガス分配器が軸方向に間隔をおいた少なくとも２つの場所において前記管に接続された、前記軸方向に間隔をおいた少なくとも２つの場所における前記管への処理ガスの供給を可能にする、軸方向に間隔をおいた少なくとも２つの供給ポートを有することを特徴とする装置。
  15. 前記処理装置が前記マッフル管を取り囲む処理炉をさらに備え、前記処理炉が少なくとも１つの加熱素子を備えることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
  16. 前記処理管が少なくとも１２ｍｍの最小寸法を有することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
  17. 光ファイバの作製方法において、
    加熱されたガラス源から１０ｍ/秒以上の線引き速度で前記光ファイバを線引きする工程、
    ０.０７秒より長く、０.２５秒より短い、総滞留時間にわたり前記光ファイバを加熱された処理ゾーン内に維持し、同時に、前記処理ゾーン内で、{[ファイバ入域表面温度]−[ファイバ出域表面温度]}/[前記処理ゾーン内の前記光ファイバの前記総滞留時間]で定義される、１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低い、平均冷却速度を前記光ファイバにかけることにより、前記光ファイバを熱処理する工程、
    を含むことを特徴とする光ファイバの作製方法。
  18. 前記線引きする工程が、ゲルマニウムドープ中心コア及び実質的に純粋なシリカを含むクラッドを有するように、前記光ファイバを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  19. 前記熱処理する工程中に、前記加熱された処理ゾーンに配置された前記光ファイバをヘリウム及びアルゴンのいずれをも含むガス雰囲気にさらす工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  20. 前記熱処理する工程中に、前記加熱された処理ゾーンの少なくとも一部において前記光ファイバを１３００℃より高い炉温度にさらす工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  21. 前記熱処理する工程中に、前記光ファイバを複数の加熱ゾーンにさらす工程をさらに含み、前記複数の加熱ゾーンの内の少なくとも１つの加熱ゾーンが前記複数の加熱ゾーンの内の別の１つの加熱ゾーンと比較して異なる温度に設定されることを特徴とする請求項２０に記載の光ファイバの作製方法。
  22. 前記複数の加熱ゾーンの内の少なくとも１つの加熱ゾーンを１４００℃と１６００℃の間の温度を有するように制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の光ファイバの作製方法。
  23. 前記線引き炉に近い側の第１のゾーンを１１００℃と１３００℃の間の温度を有するように制御し、前記線引き炉から下流に遠い側の第２のゾーンを１４００℃と１５００℃の間の温度に制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の光ファイバの作製方法。
  24. 前記線引きする工程と前記熱処理する工程の間を前記光ファイバが通過するときに、前記光ファイバが空気にさらされないように、前記光ファイバのための連続密閉通路を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の光ファイバの作製方法。
  25. 前記熱処理する工程中に、１０リットル/分と５０リットル/分の間の流量を有する不活性ガスを前記加熱された処理ゾーンを通して流す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  26. 前記光ファイバが前記処理ゾーンに入るときの前記光ファイバの前記ファイバ入域表面温度を１２００℃と１７００℃の間に設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  27. 前記処理ゾーンに入る前記光ファイバの前記ファイバ入域表面温度を１５５０℃と１７００℃の間に設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  28. 前記光ファイバの前記ファイバ入域表面温度を１６００℃より高く設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  29. 前記処理ゾーンの出口における前記光ファイバの前記ファイバ出域表面温度を１２５０℃と１４５０℃の間に設定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  30. 前記ファイバ出域表面温度が１３２５℃と１４２５℃の間であることを特徴とする請求項２９に記載の光ファイバの作製方法。
  31. 前記光ファイバが前記処理ゾーンに入るときの前記ファイバ入域表面温度を１５５０℃と１７００℃の間に設定する工程、及び
    前記光ファイバが前記処理ゾーンを出るときの前記光ファイバの前記ファイバ出域表面温度を１３２５℃と１４２５℃の間に設定する工程、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  32. 前記平均冷却速度が１２００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低いことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  33. 前記平均冷却速度が２０００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低いことを特徴とする請求項３２に記載の光ファイバの作製方法。
  34. 前記平均冷却速度が２５００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低いことを特徴とする請求項３２に記載の光ファイバの作製方法。
  35. 前記総滞留時間が０.０７秒より長く、０.１５秒より短いことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  36. 前記総滞留時間が０.１０秒より短いことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  37. 前記線引き速度が１５ｍ/秒以上であることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  38. 前記線引き速度が２０ｍ/秒以上であることを特徴とする請求項３７に記載の光ファイバの作製方法。
  39. 前記光ファイバが約２０グラムから約２００グラムの線引き張力で線引きされることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  40. 前記線引き張力が約６０グラムと１７０グラムの間であることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  41. 前記加熱されたガラス源がゲルマニウムドープ中心コア領域及び実質的に純粋なシリカのクラッド領域を有する光ファイバプリフォームであり、前記線引き速度が２０ｍ/秒以上であり、前記加熱された処理ゾーンにおける前記光ファイバの前記平均冷却速度が２０００℃/秒より高く、５０００℃/秒より低いことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  42. 前記加熱されたガラス源がゲルマニウムドープ中心コア領域及び実質的に純粋なシリカのクラッド領域を有する光ファイバプリフォームであり、前記線引き速度が１５ｍ/秒以上であり、前記熱処理工程が、前記加熱された処理ゾーンへの前記光ファイバの前記ファイバ入域表面温度を１６００℃より高い温度に設定し、前記加熱された処理ゾーンからの前記光ファイバの前記ファイバ出域表面温度を１３５０℃より高い温度に設定し、前記加熱された処理ゾーンにおける前記光ファイバの前記平均冷却速度を２０００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低い冷却速度に設定する工程を含み、前記加熱された処理ゾーンが１３００℃より高い温度を有することを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
  43. 前記加熱されたガラス源がゲルマニウムドープ中心コア領域及び実質的に純粋なシリカのクラッド領域を有する光ファイバプリフォームであり、前記熱処理工程が、前記加熱された処理ゾーンへの前記光ファイバの前記ファイバ入域表面温度を１５００℃と１７００℃の間の温度に設定し、前記加熱された処理ゾーンからの前記光ファイバの前記ファイバ出域表面温度を１３５０℃と１４００℃の間の温度に設定し、前記加熱された処理ゾーンにおける前記光ファイバの前記平均冷却速度を２０００℃/秒より高く、３５００℃/秒より低い冷却速度に設定する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバの作製方法。
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