JP2010526756A5

JP2010526756A5 -

Info

Publication number: JP2010526756A5
Application number: JP2010507469A
Authority: JP
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2013-04-04

Description

本発明の一つの態様は、光ファイバを製造する方法に関する。かかる方法は、基層に対してスート堆積バーナーを３ｃｍ／ｓｅｃよりも高速なバーナー移動速度で移動させることによって前記基層上にシリカガラスベースのスートを蒸着させて、光ファイバプレフォームの少なくとも一部分を形成し、複数のバーナー経路の各々に対して２０ミクロン未満の膜厚を有するスートの層を堆積させるステップと、加熱炉内で前記スートプレフォームの前記少なくとも一部分を固化させて、前記スートプリフォーム内に閉じ込められた空気のうち５０パーセントより大なる空気を除去し、断面で見られたときに少なくとも５０個の空胴を示す固化ガラスプリフォームを形成するステップと、を含み、前記固化ステップは、前記固化ステップ中に、前記気体雰囲気の一部分を前記プレフォームに閉じ込めるのに有効な条件下で、クリプトン、窒素、又はこれらの混合ガスを含む気体雰囲気において実行される。１実施例においては、窒素及び任意でヘリウムが気体雰囲気として利用される。別の実施例では、クリプトン及び任意でヘリウムが気体雰囲気として利用される。あるいは、気体雰囲気は、窒素と、クリプトンと、任意でヘリウムとの混合ガスを含み得る。

いくつかの望ましい実施例では、堆積されるスートがファイバ内の空洞含有領域若しくは無空洞含有領域を形成することを目的としているのか否かに依存して、スート堆積処理過程は異なり得る。出願人は、空胴が、各レイダウン経路のインタフェースにおいて、すなわち、スート層の間において形成する傾向があると割り出している。その結果、得られた光ファイバ中の空胴のサイズは低減され得るし、各経路のスート層の膜厚が低減される場合、それらはより良好に封ぜられる（異なるペアのスート層の間に位置している空胴間の距離をより低減する）。その結果、スート堆積バーナーによって堆積されるスートの各経路に対して、スート層の膜厚は、好ましくは２０ミクロン未満であり、より好ましくは１５ミクロン未満であり、最も好ましくは１０ミクロン未満の膜厚である。これは、高速移動バーナーを使用することによって、達成され得る。例えば、バーナーの移動速度は、２ｃｍ／秒より大である、より望ましくは３ｃｍ／秒より大である、最も望ましくは４ｃｍ／秒より大である。しかしながら、光ファイバの無空洞含有領域を形成するのに利用されるスート堆積ステップに対して、多くの場合、スート堆積処理過程は、より遅いバーナー移動速度、すなわち、５，４，若しくは３ｃｍ／秒を含み得る。その結果、空洞含有領域と無空洞含有領域の双方を有する光ファイバプレフォームに対してスートを堆積させるのに使用されるいくつかの実施形態において、プリフォームの一部分は、第１速度で堆積されたスートを使用して製造され、プリフォームの他部分は、第２速度で堆積されたスートを使用して製造される。ここで、第１速度は第２速度と異なる。いくつかの実施形態では、より薄いスート堆積層の堆積を容易にするために、互いに隣接する４つ未満のバーナー、より望ましくは３つ未満のバーナー、最も望ましくは２つ未満のバーナーを採用することが望ましい。かかるバーナーはスート堆積基層に対して前後に往復移動する。

基層に対するスートの堆積を含む製造工程の各ステップにおいて、スートは、ケインとしての知られるより小なる直径を有するガラスの物体に線引きされ得る。本明細書に使用されるように、ケインは、固化ガラスプリフォームをより小さい直径に線引きすることによって形成された中間ガラスプリフォームである。そして、ケインは、付加的スートをケインに堆積させる前駆体として使用され、その後、付加堆積されたスートは、固化成型されて、スートプリフォームから（例えば、５０パーセントより大なる）ガスの主要部分が除去される。複数のケイン線引きステップが、本明細書に説明されたファイバを製造するのに使用され得る。実際、いくつかの場合、コア、第１環状クラッド領域、及び第２環状空洞含有クラッド領域の各々が得られる各スート堆積ステップの後に中間ケインを線引きするのが好ましい。第２環状空洞含有クラッド領域は第１環状クラッド領域を包囲し且つ好ましくは第１環状領域クラッド領域によってコアから離間されている。最終的なケイン線引きステップは、例えば、最終スート堆積ステップに先立って、すなわち、外側環状クラッド領域が空洞含有領域上に堆積されることに先立って、行われる。したがって、かかる処理過程は最大で３つのケイン線引きステップを含み得る。その後に、付加的クラッドが線引きされたケイン上に堆積されて、外側クラッドが形成される。この外側クラッドが固化された後に、得られた光ファイバは、すぐに光ファイバに線引きされる。図３は本発明において使用されるコア若しくはクラッドケインを線引きするのに使用され得る処理過程を示す。例えば、かかる一つの実施形態においては、スートプリフォームが、図１において先に説明したように形成され、その後に、スートプリフォームは、（例えば、１００パーセントのヘリウム雰囲気内で１３００℃より高温の固化成型温度を利用する）従来の固化成型技術を使用して固化成型されて、無空洞のコアプリフォームが形成される。例えば、純粋シリカコアファイバを製造するのに使用され得るファイバプリフォームの場合では、コアプリフォームは、屈折率を大きく調整するドーパントなしで比較的純粋なシリカから成るであろう。あるいは、純粋ゲルマニウムによってドープされたコアファイバに使用され得る光ファイバプレフォームの場合では、コアプリフォームは、ゲルマニウムドープされたコア領域と、任意でクラッドの部分（例えば、無ドープのシリカクラッド）と、から成るであろう。固化成型されたコアの得られた空所箇所３１はコアケイン線引き加熱炉３７内に載置され且つ低減された外径を有する少なくとも１つのロッド形状のコアケインセグメント３３が、そこから線引きされる。プリフォームの空所箇所３１は、例えば、約１７００℃から２０００℃の温度で加熱される。ケイン線引きステップに先行して直ちに堆積され且つ固化成型されたガラスが無秩序に分布する空洞を有することを目的とする場合、ケイン線引き処理過程は、望ましくは、１６５０℃−１９００℃と同じくらい高い温度下で比較的速い線引き速度にて実行される（５ｃｍ／秒より大である、より望ましくは７ｃｍ／秒より大である、最も望ましくは９ｃｍ／秒より大である）。いくつかの実施形態では、光ファイバプレフォームの線引きは約１８００℃−１９００℃の間の温度下で行われる。いくつかの望ましい実施例では、光ファイバプレフォームの線引きは、約１６５０℃−１７７５℃の間の温度において実行される。より低温の再線引き温度及びより早い再線引き速度を利用すれば、空胴は、空胴内に含まれている窒素ガスの存在によって、高温で膨張しにくくなるであろう。一方、ケイン線引きステップに先行して直ちに堆積され且つ固化成型されたガラスが無秩序に分布する空胴を有することを目的とする場合、すなわち、その特定のケインの外側のガラス領域が無空洞ガラスであることを意図する場合、ケイン線引き処理過程は、望ましくは、１６５０℃−１９００℃と同程度の温度下で、比較的遅い線引き速度にて実行される（２ｃｍ／秒未満あり、より望ましくは３ｃｍ／秒未満であり、最も望ましくは４ｃｍ／秒未満である）。いくつかの望ましい実施例では、（コア領域、内側クラッド領域、及び環状空洞含有リング領域を含む）光ファイバプレフォームのコアケインへの線引きは約１６５０℃−１７７５℃の間の温度において実行される。

Claims

基層に対してスート堆積バーナーを３ｃｍ／ｓｅｃよりも高速なバーナー移動速度で移動させることによって前記基層上にシリカガラスベースのスートを蒸着させて、光ファイバプレフォームの少なくとも一部分を形成し、複数のバーナー経路の各々に対して２０ミクロン未満の膜厚を有するスートの層を堆積させるステップと、
加熱炉内で前記スートプレフォームの前記少なくとも一部分を固化させて、前記スートプリフォーム内に閉じ込められた空気のうち５０パーセントより大なる空気を除去して、半径横断面で見られたときに少なくとも５０個の空胴を有する固化ガラスプリフォームを形成するステップと、を含む光ファイバを製造する方法であって、
前記固化ステップは、クリプトン、窒素、又はこれらの混合ガスを含む気体雰囲気において、前記固化ステップ中に前記気体雰囲気の一部分を前記プレフォーム内に有効に閉じ込める条件下で行われることを特徴とする方法。
前記固化ステップはヘリウムをさらに含む気体雰囲気において実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップで堆積された前記スートは、前記光ファイバプレフォームの前記クラッド領域の一部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップにおける前記バーナーの前記移動速度は１０ｃｍ／秒より大であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記堆積ステップは、複数のバーナー経路の各々に対して１５ミクロン未満の膜厚を有するスートの層を堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記固化ステップの後に及び前記プリフォームを光ファイバに線引きするステップに先立って、空胴を有する前記固化プリフォームをケインに線引きして、前記再線引きステップ中に空洞の直径が膨張するのに有効である条件化において、空胴を有する前記固化プリフォームの直径を５ｍｍより大である外側プリフォームの直径まで低減するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。