JP2013512463A

JP2013512463A - 低損失光ファイバ

Info

Publication number: JP2013512463A
Application number: JP2012541088A
Authority: JP
Inventors: ケイミシュラ，スニグドハラジ
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2013-04-11
Also published as: KR20120102718A; RU2012126122A; EP2504726A2; WO2011066061A3; RU2544874C2; WO2011066061A2; CN102667554A; US7876990B1; CN102667554B; BR112012012441A2

Abstract

コアおよびクラッディングを含む光導波ファイバが提供され、前記コアは２．５より大きくおよび３．０未満のアルファプロファイルを含む。コアおよびクラッディングは、１３１０ｎｍの波長における０．３３１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２７０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１９０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバをもたらす。光ファイバを製造する方法も提供される。

Description

関連出願の相互参照

本願は、参照することによりその全体が本願に援用される、「低損失光ファイバ（Low Loss Optical Fiber）」という発明の名称で２００９年１１月２５日に出願した米国特許出願第１２／６２６，３０５号の利益および優先権を主張する。

本開示は、一般に光ファイバに関し、特に、低い減衰を有する単一モード光ファイバに関する。

さまざまな用途に適した、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２などの工業規格を満たす単一モード光ファイバに対する需要は増加の一途をたどっている。しかしながら、減衰および曲げ損失などの光ファイバの特性は、このようなファイバの信号劣化の一因となる。結果として、減衰および曲げ損失を低下させることに関し、大きな商業的関心が寄せられている。

１つの実施の形態は、コアおよびクラッディングを含む光導波ファイバを含み、前記コアは％単位で表わされる相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を有する。コアは、初期点ｒ_iおよび最終点ｒ_fを有し、アルファ（α）が２．５より大きく３．０未満であるアルファプロファイル、最大相対屈折率Δ_1MAX、および外半径Ｒ₁を含む。コアおよびクラッディングは、１３１０ｎｍの波長における０．３３１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２７０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１９０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバをもたらす。

別の実施の形態は、光ファイバを製造する方法を含む。本方法は、加熱したガラス源から前記ファイバをドローする工程を含む。加えて、前記方法は、前記光ファイバを処理区域に維持することによって前記光ファイバを処理すると同時に、前記光ファイバを、５，０００℃／秒未満の、前記処理区域における平均冷却速度に供する工程を含む。処理区域の平均冷却速度は、処理区域に至るファイバ入口の表面温度から、処理区域から出るファイバ出口の表面温度を差し引き、前記処理区域における光ファイバの全滞留時間で割ったものとして定義される。処理区域を出る光ファイバの表面温度は少なくとも約１，０００℃である。前記光ファイバはコアおよびクラッディングを有し、前記コアおよび前記クラッディングは、１３１０ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバをもたらす。

追加の特徴および利点は以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかになるであろうし、あるいは、後述する詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含めた本明細書に開示される実施の形態を実施することによって認識されるであろう。

前述の概要および後述する詳細な説明は、両方とも、典型的な実施の形態を提示し、特許請求の範囲に記載される発明の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面はさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれ、その一部を構成する。図面はさまざまな実施の形態を例証し、説明とともに、さまざまな実施の形態の原理および動作を説明する役割を担う。

光導波ファイバの実施の形態を概略的に示す図。光導波ファイバの典型的な実施の形態の屈折率プロファイルを示す図。光導波ファイバの追加の典型的な実施の形態の屈折率プロファイルを示す図。光ファイバ形成装置の概略的な断面側面図。別の光ファイバ形成装置の概略的な断面側面図。光ファイバの生産システムを示す図。光ファイバの生産システムに使用するための流体ベアリングの分解図。光ファイバの生産システム用のテーパ領域を有する流体ベアリングの側面平面図。

これから、添付の図面に実施例が例証される本発明の好ましい実施の形態について詳細に述べる。

「屈折率プロファイル」とは、屈折率または相対屈折率と導波管ファイバの半径との関係である。

「相対屈折率パーセント」は、Δ％＝１００×（ｎ_i ²−ｎ_c ²）／２ｎ_i ²として定義され、ここで、ｎ_iは、他に特に規定されない限り、領域ｉにおける最大屈折率であり、ｎ_cは、クラッディングの最外領域の平均屈折率である。本明細書では、相対屈折率はΔで表わされ、その数値は、他に特に規定されない限り、単位「％」で与えられる。

本明細書において「色分散」とは、特に断りのない限り、材料分散、導波路分散および多モード分散の合計である、導波ファイバの「分散」を意味する。単一モード導波管ファイバの場合には、多モード分散はゼロである。分散勾配は、波長に関する分散の変化率である。

「実効断面積」は、

として定義され、ここで、積分限界は０〜∞であり、ｆは導波路を伝搬する光に関する電界の水平成分である。本明細書において「実効断面積」または「Ａ_eff」とは、特に断りのない限り、波長１５５０ｎｍにおける光学的実効断面積のことをいう。

「α−プロファイル」または「アルファプロファイル」とは、「％」単位のΔ（ｒ）で表した相対屈折率プロファイルを意味し（ｒは半径）、次式に従う：

ここで、ｒ_oは、が最大値であるアルファプロファイルに沿った点であり、ｒ₁はΔ（ｒ）が最小値であるアルファプロファイルに沿った点であり、ｒは、ｒ_i＜ｒ＜ｒ_f の範囲にあり、ここで、Δは先に定義された通りであり、ｒ_iはα−プロファイルの初期点であり、ｒ_fはα−プロファイルの最終点であり、αは実数の指数である。

モードフィールド径（ＭＦＤ）はピーターマンＩＩ法を用いて測定され、ここで、２ｗ＝ＭＦＤであり、ｗ²＝(2∫f² r dr/∫[df/dr]² r dr)であり、積分限界は０〜∞である。

導波管ファイバの曲げ抵抗は、例えば、規定の直径のマンドレルの周囲にファイバを配置または巻きつけるなど、規定の試験条件下で減衰を誘起することによって測定することができる。

曲げ試験の１つの方法は、水平荷重のマイクロ曲げ試験である。このいわゆる「水平荷重」試験では、２枚の平らなプレートの間に規定の長さの導波管ファイバが設置される。プレートの１つに７０番の金網が取り付けられる。既知の長さの光導波ファイバがプレートの間に挟まれ、３０ニュートンの圧力がプレートに印加されると同時に、参照減衰が測定される。次に、７０ニュートンの力がプレートに印加され、ｄＢ／ｍ単位の減衰の増加が測定される。減衰の増加は、導波管の水平荷重の減衰である。

光導波ファイバの相対的な曲げに関する耐性を比較するために、「ピン・アレイ」曲げ試験が用いられる。この試験を行うため、基本的に曲げ損失が誘起されない導波管ファイバについて、減衰損失が測定される。次に、ピン・アレイを中心にして光導波ファイバが形成され、この場合も同様に減衰が測定される。曲げによって誘起される損失は、２つの測定減衰の差である。ピン・アレイは、単列で配置され、平面上の固定された垂直位置に保持された１０本の円筒形のピンのセットである。ピンの間隔は、中心から中心までの距離で５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験中、光導波ファイバをピン表面の一部に合わせるのに十分な張力が印加される。

所定のモードについて、理論的ファイバカットオフ波長、または「理論的ファイバカットオフ」、または「理論的カットオフ」とは、それより上の波長では誘導された光がそのモードにおいて伝播できない波長のことである。数学的定義は、Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp.39-44, Marcel Dekker, New York, 1990に示されており、理論的ファイバカットオフは、モード伝搬定数が外側クラッディングの平面波伝搬定数と等しくなる波長として説明されている。この理論的波長は、直径変動を有しない、無限長の完全に直線のファイバに適している。

実効ファイバカットオフは、曲げおよび／または機械的圧力によって誘起される損失に起因して、理論的カットオフよりも低くなる。これに関連して、カットオフとは、ＬＰ１１モードとＬＰ０２モードのうち、高い方のことをいう。ＬＰ１１とＬＰ０２は、一般に、測定では識別されないが、両者は、スペクトル測定の工程につれて明らかになる、すなわち、測定カットオフより長波長のモードでは電力が観測されない。実際のファイバカットオフは、標準的な２ｍファイバカットオフ試験であるＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定することができ、「２ｍのファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる「ファイバカットオフ波長」を生じる。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御量の曲げを用いてより高次のモードをストリッピングするか、またはファイバのスペクトル応答を多重モードファイバのものに正規化するために行われる。

ケーブルカットオフ波長、まはた「ケーブルカットオフ」は、ケーブル環境において受ける、より厳しい曲げおよび機械的圧力に起因して、実測ファイバカットオフよりさらに低くなる。EIA-TIA Fiber Optics Standards、すなわちＦＯＴＰとして広く知られている、米国電子工業会−米国電気通信工業会のFiber Optics Standardsの一部であるEIA-445 Fiber Optic Test Proceduresに記載されるケーブルカットオフ試験により、実際のケーブル化条件を予測することができる。ケーブルカットオフの測定は、EIA-455-170 Cable Cutoff Wavelength of Single-mode Fiber by Transmitted Power、すなわち「ＦＯＴＰ−１７０」に記載されている。

本明細書において特に断りのない限り、光学特性（分散、分散勾配など）は、ＬＰ０１モードについて報告される。本明細書において特に断りのない限り、１５５０ｎｍの波長は、参照波長である。

本明細書に開示される実施の形態に従って、図１に示すように、光導波ファイバ１０は、コア１２、および、コア１２を取り囲む少なくとも１つのクラッディング１４を備える。好ましい実施の形態では、クラッディング１４は純シリカであり、コア１２は１種類以上のドーパントをドープされたシリカである。特に好ましい実施の形態では、コア１２は、所望の相対屈折率変化を得るためにＧｅなどの屈折率上昇ドーパントをドープされる（例えば、３．５〜４．２モル％のＧｅ）。コア１２はまた、ホウ素またはフッ素など１種類以上の屈折率低下ドーパントを随意的にドープされて差し支えない。好ましくは、コア１２の直径は、約９〜約１６μｍの範囲で変化する。好ましくは、光ファイバ１０のクラッディング１４の外径は約１２５μｍである。好ましくは、クラッディング領域１４は、少なくとも約４０μｍの外半径を有する。慣例として、ファイバは、ポリマーコーティング１６および１８の層でコーティングされて差し支えない。

光導波ファイバ１０のコア１２は、中心線から半径Ｒ₁に至るまで半径方向に外側に伸び、最大相対屈折率パーセントΔ_1MAXを有する、％単位で表わされる相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を有する。Ｒ₁は、Δ（ｒ）が最初にΔ_1MAXから半径方向に外側に向かって０．０２％の位置に達する場合の半径において生じるように定義される。

本明細書に開示される光ファイバの典型的な実施の形態の屈折率プロファイル（プロファイル１）が図２に示され、これは、ターゲットプロファイル２０およびターゲットプロファイルに対応させるように製造された実際のコアケーンプロファイル２２を示している。図２に示される実施の形態のプロファイルパラメータは表１に記載されている。

図２に示される実施の形態のモデル化（予測）性能パラメータは表２に記載されている。

本明細書に開示される光ファイバの追加の典型的な実施の形態の屈折率プロファイルは、図３に、２４（プロファイル２）、２６（プロファイル３）、２８（プロファイル４）、および３０（プロファイル５）として示されている。図３に示される実施の形態のプロファイルパラメータが表３に記載されている。

図３に示される実施の形態のモデル化（予測）性能パラメータが表４に記載されている。表４に記載される減衰値は、以下に詳細に説明する処理区域にファイバを通過させる工程を含む、処理方法から得られた予測値である。

本明細書に開示される光ファイバは、アルファ（α）が２．５より大きいアルファプロファイルを有し、例えば、アルファ（α）が２．５より大きく３．０未満のアルファプロファイル、さらに例えば、アルファ（α）が２．５より大きく２．７未満のアルファプロファイル、さらに例えば、アルファ（α）が２．６より大きく２．９未満のアルファプロファイル、さらに例えば、アルファ（α）が２．６より大きく２．７未満のアルファプロファイルを有する。これらの範囲内のアルファ値は、別の方法で達成されるよりも低いレベルの減衰を提供することができる。

アルファプロファイルの初期点ｒ_iは１μｍ未満の半径におけるものであり、アルファプロファイルの最終点ｒ_fは少なくとも３μｍの半径におけるものであることが好ましく、例えば、初期点ｒ_iが０．５μｍ未満の半径におけるものであり、最終点ｒ_fが少なくとも４μｍの半径におけるものであるアルファプロファイル、さらに例えば、初期点ｒ_iが０．２５μｍ未満の半径におけるものであり、最終点ｒ_fが少なくとも５μｍの半径におけるものであるアルファプロファイルが挙げられる。図２に例証する実施の形態では、ｒ_iにおけるΔ（ｒ）は０．３５％より大きく、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）は０．０５％未満である。図３に示される実施の形態では、ｒ_iにおけるΔ（ｒ）は少なくとも０．３５％であり、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）は少なくとも０．２０％であり、少なくとも０．２５％を含み、さらには少なくとも０．３０％を含む。図３に示される実施の形態では、ｒ_f＋０．５μｍにおけるΔ（ｒ）は、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）よりも少なくとも０．１０％小さく、例えば、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）よりも少なくとも０．１５％小さく、さらに例えば、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）よりも少なくとも０．２０％小さく、さらに例えば、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）よりも少なくとも０．２５％小さい。図３に例証されるものに対応する好ましい実施の形態は、アルファ（α）が２．５より大きく３．０未満のものを含み、ｒ_iは０〜０．５μｍであり、ｒ_fは３．５〜４．５μｍであり、ｒ_iにおけるΔ（ｒ）は０．３５％〜０．４０％であり、ｒ_fにおけるΔ（ｒ）は０．２０％〜０．３３％であり、およびｒ_f＋０．５μｍにおけるΔ（ｒ）は０．０２％および０．１０％である。

本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは０．３０％より大きいΔ_1MAXを有し、また、好ましくは０．４０％未満のΔ_1MAXを有し、例えば０．３０％＜Δ_1MAX＜０．４０％であり、さらに例えば０．３５％＜Δ_1MAX＜０．４０％であり、さらに例えば、０．３６％＜Δ_1MAX＜０．３９％である。

本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは約４〜１２μｍのＲ₁を有し、例えば５μｍ＜Ｒ₁＜１０μｍであり、さらに例えば６μｍ＜Ｒ₁＜８μｍである。

本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、１０μｍを超えるすべての半径について０．０１％未満のΔ（ｒ）を有し、例えば８μｍを超えるすべての半径について０．０１％未満のΔ（ｒ）を有し、さらに例えば、７μｍを超えるすべての半径について０．０１％未満のΔ（ｒ）を有する。

図２および３に示される実施の形態に相当する光ファイバは、製造が比較的容易であり、コーニング社のＳＭＦ−２８（登録商標）およびＳＭＦ−２８ｅ（登録商標）の光ファイバが満たす工業規格の性能要件を満たすことができると同時に、それらファイバと比較してさらに低い減衰および曲げ損失を提供することができる。

例えば、図２および３に示される実施の形態を含めた本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは約８．８〜９．６μｍ、さらに好ましくは約９．０〜９．４μｍの、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径を提供する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは約９．８〜１１．０μｍ、さらに好ましくは約１０．０〜１０．８μｍの、１５５０ｎｍの波長におけるモードフィールド径を提供する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは約６０〜７０μｍ²、さらに好ましくは約６２〜６８μｍ²の、１３１０ｎｍの波長における実効断面積を提供する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは約７５〜９０μｍ²、さらに好ましくは約７８〜８６μｍ²の、１５５０ｎｍの波長における実効断面積を提供する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、約１３００〜１３３５ｎｍ、さらに好ましくは約１３０２〜１３２２ｎｍのゼロ分散波長λ₀を有する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、約０．０８９ｐｓ／（ｎｍ²・ｋｍ）以下のゼロ分散勾配を有する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、１８．０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の、１５５０ｎｍの波長における分散を有する。本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、１３００ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長を有し、例えば１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長、さらに例えば、１２２０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長、さらに例えば、１２００ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長、なおさらに例えば、１１８０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長を有する。

図２および３に示される実施の形態を含めた、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３３１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２７０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１９０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらに好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および、１５５０ｎｍの波長における０．１８５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらになお好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらになお好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３００ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２５５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらに好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３０３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２５９ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらになお好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３０３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２５９ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらになお好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３０２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２５８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

さらになお好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、１３１０ｎｍの波長における０．３２４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３００ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２５６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。

本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは１５５０ｎｍの波長における１０ｄＢ未満のピン・アレイのマクロ曲げ損失を有し、さらになお好ましくは１５５０ｎｍの波長における９．５ｄＢ未満のピン・アレイのマクロ曲げ損失、さらになお好ましくは１５５０ｎｍの波長における９ｄＢ未満のピン・アレイのマクロ曲げ損失を有する。

本明細書に開示される光ファイバは、好ましくは、１５５０ｎｍの波長において０．７ｄＢ／ｍ未満の水平荷重のマイクロ曲げ損失を有し、さらに好ましくは１５５０ｎｍの波長において０．６５ｄＢ／ｍ未満、さらになお好ましくは１５５０ｎｍの波長において０．６ｄＢ／ｍ未満の水平荷重のマイクロ曲げ損失を有する。

好ましい実施の形態では、本明細書に開示される光ファイバは、室温空気（すなわち、約２５℃の空気）におけるファイバの冷却速度より遅い速度でファイバを冷却する、ドロー加熱炉よりも下流の領域として定義される処理区域にファイバを通すことによって製造される。好ましくは、処理区域を出るファイバの表面温度は少なくとも約１，０００℃である。

処理区域におけるファイバの平均冷却速度は、処理区域内へのファイバの入口点におけるファイバ表面温度（ファイバ入口表面温度）から処理区域外のファイバの終点におけるファイバの表面温度（ファイバ出口表面温度）を差し引き、処理区域におけるファイバの全滞留時間で割ったものとして定義される。好ましい実施の形態では、処理区域におけるファイバの平均冷却速度は、例えばファイバの温度が１，２５０℃〜１，７５０℃の場合など、ファイバの温度が少なくとも１，０００℃の場合に、５，０００℃／秒未満であり、２，５００℃／秒未満を含み、さらには１，０００℃／秒未満を含む。

少なくとも１つの実施の形態では、処理区域は処理加熱炉を含む。１つの実施の形態では、処理加熱炉は、ドロー加熱炉の実質的にすぐ下流に配置される。しかしながら、本発明は、処理加熱炉がドロー加熱炉の実質的にすぐ下流に配置される実施の形態に限定されない。好ましい実施の形態では、処理加熱炉は、ドロー加熱炉の端部のファイバが出てくる位置に、好ましくはそれらの間に封止が形成されるように、直接取り付けられる。これは、ドロー加熱炉への空気の望ましくない侵入を最小限に抑える。

図４は、本明細書に開示される光ファイバの製造に使用することができる光ファイバ形成装置３００を例証している。装置３００は、一般に、ドロー加熱炉１１２、処理加熱炉３５０、および、ドロー・ファイバに張力を印加するためのトラクタ組立体として示される張力ステーション（tensioning station）１２８を備える。装置３００は、例えば、ドープされたガラス・プリフォーム１１０からむき出しの光ファイバ１０を加工するために用いられる。さらに具体的には、むき出しの光ファイバ１０を形成するためにドロー加熱炉１１２が用いられて差し支えなく、その後、ドロー・ファイバ１０を加工するために処理加熱炉３５０が用いられうる。張力ステーション１２８は、ファイバ１０における所望の張力を制御および維持する役割をする。追加の従来の工程段階には、例えば、非接触式の直径測定装置、さらなるファイバ冷却装置、一次的および二次的ファイバコーティングを施用および硬化するためのファイバコーティング装置および硬化装置、および管巻装置（spool winding apparatus）などが含まれうる。このような追加の工程段階は従来技術を利用したものであり、明快性の観点から示されていない。さらには、処理加熱炉の底部には、処理加熱炉に入る空気の量を最小限に抑えるため、アイリスドアまたは可動性のドア機構が用いられうる。

ガラス・プリフォーム１１０は、好ましくはドープされたシリカガラスから形成され、さらに好ましくは、少なくともゲルマニウムがドープされたシリカガラスから形成される。プリフォーム１１０を形成するための方法および装置は周知であり、当業者によって容易に認識される。このような方法として、ＩＶＤ、ＶＡＤ、ＭＣＶＤ、ＯＶＤ、ＰＣＶＤなどが挙げられる。

ドロー加熱炉１１２は、プリフォームを取り囲み、その下端に固定されたフランジ３２３を有する筺体３２２を備えることが好ましく、前記フランジ３２３はドロー加熱炉１１２の出口壁としての役割を果たす。軸方向開口部３２４は、ファイバ１０が通過し、かつ、先にドロップしたガラス塊が通過するであろうフランジ３２３に画成される。環状スリーブ様のサセプタ３２６（例えば、グラファイトから作られうる）はドロー加熱炉１１２まで延在し、その中の通路３３０を画成する。通路３３０は光ファイバプリフォーム１１０を受け入れて保持するように適合された上部と、ガラスが溶融して、プリフォーム１１０からドローされる際に内部をドロー・ファイバ１０が通過する下部とを備える。ドローの初期に形成されるガラス塊もまた、この部位を通過する。通路３３０の下部は、開口部３２４と連通する。開口部３２４の上に中空の出口コーン３３９が配置されることが好ましい。環状の絶縁体３３２および誘導コイル３３６はサセプタ３２６を取り囲む。

ヘリウムなどの適切な不活性フォーミングガスＦＧは、適切なフロー注入口３３８を通じて約１気圧の圧力で通路３３０へと導入されて差し支えなく、下流に流れ、開口部３２４を通じてドロー加熱炉１１２の外に流出する。開示および例証されるドロー加熱炉１１２は、単に適切なドロー加熱炉の典型例であり、例えば、他の種類の加熱機構、サセプタおよび絶縁体などを使用する、他の設計および構成のドロー加熱炉が用いられてもよいことは、当業者に認識されよう。

再び図４を参照すると、対向する流路３４８は、フランジ３２３を通じて半径方向に伸び、その上部表面３２３Ａの開口部で終わる。流路３４８はまた、フランジ３２３を通じて垂直に伸び、コーン３３９の円周に近接して終わる。フォーミングガスＦＧは、さらに、流路３４８の開口部を通じて供給され、コーン３３９の周りを流れるように登り、コーン３３９の中央開口部を通じて外へ出る。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）、または他の適切な不活性ガスでありうる。

処理加熱炉３５０は、フランジ３２３の下に配置され、好ましくはフランジ３２３と相互接続される。処理加熱炉３５０は、１つ以上の環状の加熱素子３６８を内蔵した加熱ユニット３６０を備える。加熱素子は、例えば、電気抵抗または誘導加熱コイルでありうる。開口部３５２Ａおよび３５４Ａは、それぞれ、処理加熱炉の上端３５２および下端３５４に画成される。ドロー通路に沿った開口部は、ドローを開始する際にガラス塊がドロップすることができるように十分に大きい。端部３５２、３５４およびスリーブ３４６は、処理加熱炉３５０の筺体としての役割をする。しかしながら、他の筺体の構成および要素も用いられうることが認識されよう。処理加熱炉３５０は、締め具などの適切な手段によってドロー加熱炉１１２のフランジ３２３に固定されることが好ましい。

一般に、加熱ユニット３６０には円筒状のスプールまたは管３６２が配置される。スプールまたは管３６２は、実質的に純粋なシリカ石英ガラス、セラミック、および／または炭素材料から作ることができ、通路３６２Ａを画成し、その反対側の終端に配置された一対のフランジ（すなわち、石英フランジ）３６２Ｂを有する。フランジ３６２Ｂは、例えば、管の終端に溶接されてスプール３６２を形成するフレーム（flame）でありうる。第１のグラファイトガスケット３６４は、フランジ３５２の下面と上部フランジ３６２Ｂとの間に入る。第２のグラファイトガスケット３６４は、下部フランジ３５４と下部フランジ３６２Ｂの間に入る。

供給通路３６６Ａを有するガスリング３６６はグラファイトガスケット３６４を取り囲み、パージガスＰＧをグラファイトガスケット３６４の方へ方向づけるように適合された小さいミシン目を有する。グラファイトガスケット３６４の空気への曝露を低減または防ぐためにパージガスＰＧが提供され、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ₂）、または他の適切な不活性ガスでありうる。

パージガス部材３５９は、フランジ３５４の下面に装着される。空気が下方から通路３６２Ａに入るのを防ぐために、パージガスＰＧがパージ管状通路３５９Ａ内に注入される。

管３６２の通路３６２Ａは、ドローの初期に形成されるガラス塊がそこを通って容易に落下できるように、その長さに沿ったすべての位置において、１２ｍｍを超える直径寸法Ｄを有することが好ましく、好ましくは約１２ｍｍ〜８０ｍｍ、さらに好ましくは４５ｍｍ〜８０ｍｍの直径寸法Ｄを有する。

張力ステーション１２８は、ドロー・ファイバ１０における張力を調節するのに適した任意のデバイスであって差し支えない。好ましくは、張力ステーション１２８は、１つ以上のファイバ張力および／または直径センサ（図示せず）から入力データを継続的に受け入れ、必要に応じてファイバ１０の張力を印加するよう機能する、マイクロプロセッサを備える。好ましい実施の形態では、張力は、直径を記録装置に保存された指定直径に等しくなるように調節することに基づいたコマンド指令を受ける。

装置３００は、処理した光ファイバ１０を製造するための以下の方法に用いられうる。加熱炉誘導コイル３３６は、光ファイバプリフォーム１１０の先端３０２Ａを、あらかじめ選択したドロー温度Ｔ_Dまで加熱するように操作される。ドロー温度Ｔ_Dは約１，８００℃〜２，２００℃の範囲内であることが好ましい。ドロー温度Ｔ_Dは約１，９００℃〜２，０５０℃の範囲内であることがさらに好ましい。プリフォームの先端３０２Ａは、ドロー・ファイバ１０が、先端３０２Ａから好ましくは垂直下向きであるドロー方向Ｖに連続的にドローされるように、選択ドロー温度Ｔ_Dに維持される。ファイバ１０は、ファイバの指定直径（典型的には１２５μｍ）が所定の許容幅（tolerance band）以内になるように、張力装置３７０または他の適切な張力印加装置によって上述のように計算されたドロー張力Ｆ_Dで維持される。フォーミングガスＦＧ（例えば、ヘリウム）は、上部注入口３３８から注入され、通路３３０、３２４、３５２Ａ、３６２Ａ、３５４Ａを通り、パージ管状通路３５９Ａを通じて外へ出る。

処理デバイス３５０は、好ましくは実質的にドロー加熱炉１１２の開口部３２４に直接隣接して固定されることから、ドロー・ファイバ１０は、ファイバ１０がドロー加熱炉１１２を出るときに、より冷たい周囲空気によって急冷されないことが好ましい。さらには、ドロー加熱炉に酸素が入る可能性が低減され、したがって、グラファイトサセプタ３２６の劣化の可能性が最小限に抑えられる。むき出しの光ファイバ１０は通路３２４を通過し、加熱ユニット３６０によって実質的にすぐに加熱される。加熱ユニット３６０は、ファイバ１０の温度を選択温度範囲Ｔ₁〜Ｔ₂内の処理温度Ｔ_Tに維持する。下部温度Ｔ₁は、約１，１００℃〜１，４００℃であることが好ましく、上部温度Ｔ₂は、約１，２００℃〜１，８００℃であることが好ましい。さらに好ましくは、下部温度Ｔ₁は約１，１５０℃〜１，３５０℃であり、上部温度Ｔ₂は約１，３００℃〜１，７００℃である。また、ファイバ１０は通路３６２Ａを通過することからファイバ１０は選択処理張力Ｆ_Tで維持される。処理張力Ｆ_Tは約２５〜２００グラムであることが好ましい。さらに好ましくは、処理張力Ｆ_Tは約７５〜１７５グラムである。処理区域の長さＬは、ドロー・ファイバ１０が、選択滞留処理時間ｔ_Tの間、選択温度範囲Ｔ₁〜Ｔ₂で維持されるように選択される。処理ファイバ１０は、下部開口部３５４Ａを通じて処理加熱炉３５０から出て、好ましくは、追加の処理ステーション（追加の冷却、測定、コーティングなど）まで下方に進み続ける。好ましくは、ドロー加熱炉１１２および処理加熱炉３５０は相対的に構成および固定され、ガスは、通路３３０から開口部３５９Ａに至るまで気密通路を提供するように供給される。

好ましい実施の形態では、処理加熱炉３５０は、処理加熱炉３５０の軸長に沿って間隔をあけた複数の個別の加熱器を含む。各加熱器はファイバを取り囲み、それぞれが好ましくは個別に制御装置によって制御される。熱処理のステップの間、ファイバは多重加熱区域に由来する熱に晒される；多重加熱区域のうち少なくとも１つの加熱区域（各区域はおおよそ加熱器の物理的大きさに対応する）は、別の多重加熱区域と比較して異なる温度に設定される。好ましくは、各加熱器の壁の温度は、少なくとも１つの加熱区域が６００℃〜１，５００℃の通路温度を有するように、制御装置によって制御される。好ましい動作モードでは、ドロー加熱炉１１２に近い第１の区域は、６００℃〜１，２００℃の中心通路温度を有するように制御されると同時に、ドロー加熱炉から離れた第２の区域は９００℃〜１，５００℃の通路温度を有するように制御される。実際の壁温は、所望のファイバ出口表面温度条件が達成されて所望の冷却速度を提供するように設定される。使用するガスがヘリウム以外の場合は、例えば、アルゴンおよびアルゴンとヘリウムの混合物の熱伝導率がより低い熱伝導率を有し、したがって、同一の冷却速度を達成するためには、加熱炉の通路温度とファイバ温度との間にいっそう大きい温度差が必要とされるであろうことから、壁温はより低い温度に設定されるであろう。

少なくとも１つの好ましい実施の形態では、処理加熱炉３５０の加熱素子は、好ましくは、Ｋａｎｔｈａｌから市販されるモリブデンシリサイドの高温加熱素子である。

少なくとも別の実施の形態では、処理区域はパッシブ処理組立体を含む。１つの実施の形態では、パッシブ処理組立体は、ドロー加熱炉の実質的にすぐ下流に配置されているが、本発明は、パッシブ処理組立体がドロー加熱炉の実質的にすぐ下流に配置される実施の形態に限定されない。好ましい実施の形態では、パッシブ処理組立体は、ドロー加熱炉の端部のファイバが出てくる位置に、好ましくはその間に封止が形成されるように、直接取り付けられる。これは、ドロー加熱炉への空気の望ましくない侵入を最小限に抑える。

図５は、本明細書に記載される光ファイバの製造に使用することができる別の光ファイバ形成装置４００を例証している。光ファイバ形成装置４００は、前記ドロー加熱炉１１２に対応するドロー加熱炉１１２を備えている。装置４００は、処理加熱炉３５０の代わりに、パッシブ処理組立体４５０を備えている。この組立体４５０は、そのいずれかの部分に加熱モジュール３６０に対応する加熱デバイスを具備していないという点において「受動的」である。言い換えれば、ファイバは、アクティブ加熱モジュールの補助なしに、制御速度で冷却される。

装置４００は、それぞれ、前記ドロー加熱炉１１２および前記張力ステーション１２８に対応するドロー加熱炉１１２および張力ステーション１２８を備えている。ドロー加熱炉１１２はグラファイトサセプタを有するタイプのものであることが好ましい。パッシブ処理組立体４５０は上部フランジ４５４を有する管状のマッフル４５２を備えている。マッフル４５２は、フランジ４５４の穴を通じて延在し、かつ端壁４２３を嵌合するボルトまたは他の締め具（明確にするために図示せず）によって、加熱炉１１２の下部端壁４２３に直接取り付けられる。マッフル４５２は、ステンレス鋼またはアルミニウムなどの金属でできていることが好ましい。

マッフル４５２は、第１の端における上部開口部４５６、第２の端における対向する下部開口部４５８、およびそれらの間に延在する通路４５２Ａを画成する。通路４５２Ａの直径Ｅは実質的に均一であり、１２ｍｍを超えることが好ましく、さらに好ましくは約１２ｍｍ〜８０ｍｍであり、最も好ましくは４５〜８０ｍｍである。上部開口部４５６はドロー加熱炉１１２の下部開口部４２４と連通している。複数の軸方向に間隔をあけた供給ポート４５９がマッフル４５２の側壁に形成され、その長さに沿って通路４５２Ａと連通する。

処理ガスフローシステム４６０は、マッフル４５２に動作可能かつ流動的に接続される。処理ガスフローシステム４６０は、マニホルドまたは導管４６２によってポート４５９のそれぞれに流動的かつ動作可能に接続された処理ガス供給４６１を備える。処理ガス供給ステーション４６１は、選択処理ガスＴＧの供給部、および、処理ガスＴＧを導管４６２および供給ポート４５９を通って通路４５２Ａ内へと強いるのに十分に加圧するように動作可能なポンプまたは同様のものを備える。処理ガス供給ステーション４６１は、随意的に、処理ガスＴＧを加熱するための加熱ユニットを備えていてもよい。しかしながら、処理ガスは約２０℃で供給されることが好ましい。

装置４００は、処理光ファイバ１０を形成するための以下の方法に使用されうる。光ファイバ１０は、ドロー加熱炉１１２および張力ステーション１２８を使用して、装置３００に関する上述の方法で、熱老化欠陥を導入するのに十分なドロー温度およびドロー張力で、プリフォーム１１０からドローされる。ファイバ１０がドローされる際に、図４に示すものと同一の注入口を通じ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４３０を通じてプリフォーム１１０およびファイバ１０の周りを流れ、加熱炉の端壁４２３の開口部４２４を通り、開口部４５６を通じて通路４５２Ａの第１の端内へと流れる。

ドロー・ファイバ１０は、加熱炉１１２を出るとすぐにマッフル４５２の通路４５２Ａに入る。ファイバ１０が通路４５２Ａを通過する際、処理ガスＴＧが処理ガス供給部４６１から、図５における矢印によって示されるように、少なくとも２つの軸方向に間隔をあけた供給ポート４５９を通じて、通路４５２Ａへと送り出される。処理ガスは、さまざまな段階およびフォーミングガスＦＧとの混合で通路４５２Ａへと流れる。好ましくは、処理ガスＴＧは、２５℃において、約１２０×１０^-6ｃａｌ／（秒）（ｃｍ）²（℃／ｃｍ）未満、さらに好ましくは約６５×１０^-6ｃａｌ／（秒）（ｃｍ）²（℃／ｃｍ）未満の熱伝導率Ｋを有する。処理ガスＴＧとフォーミングガスＦＧの混合物は、通路４５２Ａを貫流し、第２の端部開口部４５８を通じて外に出る。

処理ガスＴＧは、フォーミングガスＦＧよりも低い熱伝導率を有する。好ましくは、処理ガスＴＧの熱伝導率は、フォーミングガスＦＧの４０％未満、さらに好ましくはフォーミングガスＦＧの２０％未満の熱伝導率を有する。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が、クリプトンまたはキセノンを含んでいてもよい。

ドロー・ファイバ１０が通路４５２Ａを通じてドローされる際に、ドロー・ファイバ１０は選択処理張力Ｆ_Tおよびファイバ１０の処理温度Ｔ_Tで維持される一方、通路４５２Ａでは、装置３００に関して上述の選択滞留時間ｔ_Tの間、選択温度範囲Ｔ₁〜Ｔ₂に維持される。装置３００に関する上述の方法では、選択処理張力Ｆ_T、温度範囲Ｔ₁〜Ｔ₂および滞留時間ｔ_Tは、ファイバ１０の熱老化欠陥を低減または排除し、それによって、処理済みのむき出しの光ファイバ１０を提供するように、協同的に選択される。装置４００の事例では、パッシブ処理デバイス４５０の通路４５２Ａの長さＭは、ファイバ１０のドロー速度を考慮して所望の滞留時間ｔ_Tを提供するように選択される。

処理ガスＴＧの低い熱伝導率は、通路４５２Ａ内に存在する間、ファイバ１０が選択温度範囲Ｔ₁〜Ｔ₂内に維持されるように、ドロー・ファイバ１０からの熱伝導または冷却を遅らせる。処理ガスＴＧの流速、乱流および温度は、所望の冷却速度を提供するのに適切に選択されうる。本発明のこの実施の形態によれば、処理区域における所望の冷却速度は、１，２００℃〜１，５００℃の温度範囲において、１，０００℃／秒〜３，５００℃／秒でありうる。

特に好ましい実施の形態では、ドロー加熱炉１１２および処理区域１３０（例えば、図４に示す処理加熱炉または図５に示すパッシブ処理組立体４５０を備えうる）は、図６に示す光ファイバを生産するためのシステム１０８に導入される。ひとたび、光ファイバ１０が処理区域１３０を離れると、光ファイバは少なくとも１つの固定された流体ベアリング１１６（複数の流体ベアリングとして図６に示す）と接触し、実質的に第１の、すなわち垂直の経路（Ｙ）に沿って第２の経路（Ｚ）へと移動する。図に示すように、第２の経路（Ｚ）は第１の進路に対して水平または直角に方向づけられるが、本明細書に記載のシステムおよび方法は、保護コーティングを施用する前に、光ファイバを非直線的な経路に沿って方向を向け直すことができることが理解されるべきである。

図６に示す実施の形態では、光ファイバ１０は流体ベアリング１１６を通過し、光ファイバ１０の外表面に第１の保護コーティング層１２１が施用されたコーティングユニット１２０に晒される。コーティングユニット１２０を離れた後、保護層１２１を有する光ファイバ（むき出しではない）はシステム内のさまざまな他の処理段階（図示せず）を通過しうる。ドロー装置１２８は、光ファイバが図６に示すシステム全体を通じてドローされて、最終的にはファイバ貯蔵スプール（図示せず）に巻かれるように、光ファイバに必要な張力を印加するのに用いられる。

光ファイバ１０が流体ベアリング１１６（後述する）上を輸送される際に、各流体ベアリング１１６上の流体クッションの領域が光ファイバ１０を冷却する。例えば、図６を参照すると、処理区域１３０を出た光ファイバ１０は、流体ベアリング１１６に入る際に約５００℃〜１５００℃の温度を有しうる。一部の好ましい実施の形態では、光ファイバ１０は、ファイバ温度が１，３００℃未満、さらに好ましくは１，２００℃未満、一部の実施の形態では１，１００℃未満の地点で、流体ベアリング１１６に入る。流体ベアリングは光ファイバを支持する動流体の流れを採用することから、光ファイバは、該ファイバがドロー加熱炉のすぐ外に存在する移動しない室温空気で冷却されるよりも速い速度で冷却される。光ファイバと流体ベアリング中の流体（好ましくは室温空気）との温度の差異が大きいほど、流体ベアリングが光ファイバ１０を冷却する能力も大きくなる。別の実施の形態では、流体ベアリング１１６を通じて放出された流体は、実際、光ファイバが均一な速い速度で冷却されるように冷却されうる。流体クッションの領域に関係する流体は、コーティングユニット１２０へ直接輸送可能になるように十分な冷却を光ファイバ１０に提供することができ、光ファイバ１０の外表面に保護層が施用され、コーティングファイバ１２１を生成することができる。１つの実施の形態では、流体ベアリング１１６の流体クッションの領域は、光ファイバ１０に対して非反応性の流体（例えば、空気、ヘリウムなど）を含みうる。

図７は、本明細書に記載の光ファイバの製造に使用されうるベアリング組立体２１６の実施の形態を例証している。図７に示される実施の形態では、ベアリング組立体２１６（しばしば「流体ベアリング」と称される）は、第１のプレート２３０、第２のプレート２３２、内側部材２３６および、第１および第２のプレートの少なくとも１つにおける少なくとも１つの開口部２３４を備える。第１のプレート２３０および第２のプレート２３２は、金属で作られていて差し支えなく、アーチ型の外表面２３８、２３９を含み、互いに反対側に配置されうる。第１のプレート２３０および第２のプレート２３２は、流体がベアリング組立体２１６を通過するように、プレート２３０、２３２に一緒に連結するために締め具（例えば、ボルト２４０）によって接続される。各プレート２３０、２３２のアーチ型の外表面２３８、２３９は、一般に、各プレート２３０、２３２のそれぞれの外周に沿って配置される。第１のプレート２３０および第２のプレート２３２は、それぞれ、内面２４２、２４４および外面２４３、２４５を有し、ここで、プレート２３０、２３２の内面２４２、２４４は互いに位置合わせされる。陥凹部２４７は、流量についてプレナムを提供するために、第１のプレート２３０または第２のプレート２３２のいずれかの内面２４２、２４４の周りに少なくとも部分的に延在する。別の実施の形態では、陥凹部は、本明細書において後述するように、均一な流れをファイバ支持チャネル２５０に提供するためのさまざまな構成を含む。

図示する実施の形態では、第１のプレート２３０および第２のプレート２３２のアーチ型の外表面２３８、２３９は、好ましくは、実質的に位置合わせされて、第１のプレート２３０および第２のプレート２３２の両方の外表面２３８、２３９の間の領域を形成する。この領域は、ベアリング組立体の回転なしに光ファイバがこの領域に沿って移動できるように、光ファイバを受け入れるように構成される。このファイバ支持チャネル２５０は、図８に示す実施の形態にさらに明確に示されている（本明細書で後述する）。少なくとも１つの開口部２３４は、第１のプレート２３０および第２のプレート２３２のうち少なくとも１つを通過する。図７に示されるように、第１のプレート２３０および第２のプレート２３２の開口部２３４は、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２の間に形成されるファイバ支持チャネル２５０において、流体がベアリング組立体２１６から出られるように、ベアリング組立体２１６を通じて流体（例えば、空気、ヘリウムまたは他の所望される気体または液体）を供給可能にする。

加えて、図７の実施の形態に示されるように、ベアリング組立体２１６は、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２の間に配置された内側部材２３６を含んでいてもよい。この内側部材２３６（例えば、シム２３７）は、所定の流れ方向を有するファイバ支持チャネル２５０から流体が流出するように、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２の外表面２３８、２３９の間の領域に流体を方向づけるのに役立つように構成される。内側部材２３６は、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２の間に配置されて、その間にギャップを提供する。内側部材２３６は、所定の流れ方向を有するファイバ支持チャネル２５０から流体が流出するように方向づける。必要に応じて、内側部材２３６は、非放射状の流れを抑えることにより流量をさらに制御するための複数のフィンガー（図示せず）を備えていてもよい。加えて、内側部材２３６は、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２との実質的な接触を提供するための封止部分としての役割をする。内側部材は、光ファイバの進入および排出を促進するためのノッチを備えていてもよい。

図８に示されるように、ファイバ支持チャネル２５０は第１のプレート２３０の外表面２３８、２３９の間に形成され、第２のプレート２３２はテーパ型であって差し支えなく、流体は、第１のプレート２３０と第２のプレート２３２の間から流出する。しかしながら、別の実施の形態では、ファイバ支持チャネル２５０は、例えば、平行または逆テーパ型の形状を備えていてもよい。加えて、テーパ型のファイバ支持チャネル２５０内の開口部２６０は、光ファイバ１０が垂直に配置される場所に応じて可変である。好ましくは、開口部２６０およびファイバ支持チャネル２５０は、用いられる特定のドロー張力およびドロー速度、および開口部２６０を通じて流れる流体の流速において、光ファイバが、１２５μｍの典型的な外径を有するファイバで、５００未満、さらに好ましくは４００未満、さらに好ましくは３００、最も好ましくは２００μｍ未満の幅のファイバ支持チャネル２５０の区分に維持されるように構成される。よって、ファイバは、好ましくは、ファイバ直径の１〜２倍、さらに好ましくはファイバの直径の１〜１．７５倍、最も好ましくはファイバの直径の１〜１．５倍のチャネル２５０の領域内に保持される。好ましくは、ファイバは、外側ファイバと各壁との距離がファイバ直径の０．０５〜０．５倍になるように、チャネルの領域内に配置される。

本明細書に記載される流体ベアリングは、光ファイバとベアリング組立体との実際の機械的接触を防ぐ、または実質的に防ぐために、光ファイバを流体クッションの領域に沿って移動可能にする。例えば、ファイバは、プレート２３０または２３２のいずれかと接触することなく、ファイバ支持チャネル２５０内を移動する。加えて、領域の大きさおよび構成の理由から、流体ベアリングは、流量をアクティブ制御することなく、さまざまな範囲のドロー張力を通じて、機械的接触することなく、ファイバを領域内に維持することができる。図８を参照すると、流量は、光ファイバ１０がファイバ支持チャネル２５０の底部の方向に移動して、シム２３７またはファイバ支持チャネル２５０の側面と接触するのを防ぐために、重要でありうる。このことは、ファイバの品質がベアリング組立体との機械的接触による危険にさらされないために、光ファイバがむき出しになっている場合に特に重要である。

ファイバ支持チャネル２５０内のファイバの位置に影響を与える他の因子には、ドロー張力がある。例えば、２００ｇの張力で引っ張られるファイバは、同一の流量では、ファイバ支持チャネル２５０内の１００ｇの張力で引っ張られるファイバよりも低い位置に浮かぶ。このように、流体ベアリングの領域から出る流体は、光ファイバを、用いられる特定のファイバドロー速度およびドロー張力にとって望ましい位置に維持するのに十分であることが重要である。

流体ベアリング１１６の半径は重要ではない。一部の実施の形態では、各流体ベアリングは、約８〜１６ｃｍのファイバ回転半径を生じるように構成される。より大きいまたはより小さい半径の流体ベアリングを用いることもでき、あるいは、例えばより大幅な冷却が望ましいか否か（より大きい半径の流体ベアリングが好ましいような場合）またはファイバドロー工程の制限に応じて、追加の流体ベアリング（例えば図１に例証される）を用いることもできる。

好ましい実施の形態では、光ファイバは、１５ｍ／秒以上、好ましくは２５ｍ／秒以上、さらに好ましくは３５ｍ／秒以上のドロー速度でドローされ、その後、前記光ファイバを処理区域に維持することによって前記光ファイバを加熱処理すると同時に、前記光ファイバを、５，０００℃／秒未満の前記処理区域における平均冷却速度に供する。平均冷却速度は、例えば５００℃／秒〜５，０００℃／秒などであり、５００℃／秒〜２，５００℃／秒の平均冷却速度を含み、さらには、５００℃／秒〜１，０００℃／秒の平均冷却速度を含む。

図６に例証される実施の形態では、処理区域１３０の長さは、好ましくは約２ｍ〜１０ｍであり、さらに好ましくは約３ｍ〜８ｍであり、例えば約４ｍ〜６ｍである。好ましい長さはファイバ１０のドロー速度に応じて決まり、ドロー速度の範囲の例としては、約５ｍ／秒〜約４５ｍ／秒であり、例えば約１０ｍ／秒〜約３５ｍ／秒などであり、約１５ｍ／秒〜約２５ｍ／秒を含む。処理区域１３０より下流の流体ベアリング１１６（図６に示す）の存在は、処理区域１３０がより長い長さを有することを可能にする。より長い長さを有する処理加熱炉３５０は、すなわち、より長い減衰を有する光ファイバの生産を可能にする。

好ましい実施の形態では、処理区域１３０における光ファイバ１０の滞留時間は、０．０５秒〜０．５０秒の範囲であり、例えば０．１０秒〜０．３５秒であり、さらには、例えば０．１５秒〜０．２５秒である。

本明細書が記載するように処理区域を光ファイバが通過することを含む方法は、図４に示すアクティブ加熱組立体、または図５に示すパッシブ加熱組立体を含んで差し支えなく、ここで、アクティブまたはパッシブ加熱組立体は、単独で、または図６に示すベアリング組立体と組み合わせて用いられうる。本明細書に記載される加工段階に従って、当技術分野で既知の方法を用いた標準的重水素処理などの追加の加工段階も用いられうる。

本明細書に開示される実施の形態は、以下の実施例によってさらに明確になる。

実施例１
図２に例証されるプロファイルに対応する屈折率プロファイルを有するように、約４３０ｋｍの光ファイバを製造した。光ファイバは、図４に例証されるものに類似した光ファイバ形成装置を用いて製造され、ここで、処理加熱炉は、ドロー加熱炉の下流に配置され、処理加熱炉の加熱部は、約１．５メートルの長さおよび約６００℃の壁温設定点を有していた。ファイバは、約１５０グラムのドロー張力において、約１４ｍ／秒のドロー速度でドローされた。光ファイバの測定性能パラメータは、表５に記載されている。表５から分かるように、測定減衰値は、表２に記載されたモデル化（予測）値より低い。

本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更および変動がなされうることは当業者にとって明白であろう。

Claims

コアおよびクラッディングを含む、光導波ファイバであって、
前記コアが、％単位で表わされる相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を有し、かつ、該コアが、初期点ｒ_iおよび最終点ｒ_fを有し、アルファ（α）が２．５より大きく３．０未満であるアルファプロファイル、最大相対屈折率Δ_1MAX、および外半径Ｒ₁を含み、
前記コアおよび前記クラッディングが、１３１０ｎｍの波長における０．３３１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２７０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１９０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバを提供する、
光導波ファイバ。
０．３０％＜Δ_1MAX＜０．４０％であることを特徴とする請求項１記載の光導波ファイバ。
前記コアおよび前記クラッディングが、１３１０ｎｍの波長における０．３２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバを提供することを特徴とする請求項１記載の光導波ファイバ。
２．６＜アルファ（α）＜２．９であることを特徴とする請求項１記載の光導波ファイバ。
光ファイバの製造方法であって、前記方法が、
加熱したガラス源から前記ファイバをドローする工程と、
前記光ファイバを処理区域に維持することによって前記光ファイバを処理すると同時に、ファイバ入口表面温度からファイバ出口表面温度を差し引き、前記処理区域における前記光ファイバの全滞留時間で割ったものとして定義される、５，０００℃／秒未満の前記処理区域における平均冷却速度に前記光ファイバを供する工程であって、前記処理区域を出る前記光ファイバの表面温度が少なくとも約１，０００℃であり、前記光ファイバがコアおよびクラッディングを有している工程と、
を含み、
前記コアおよび前記クラッディングが、１３１０ｎｍの波長における０．３２３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１３８３ｎｍの波長における０．３１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、１４１０ｎｍの波長における０．２６０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５５０ｎｍの波長における０．１８４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバを提供することを特徴とする、
光ファイバの製造方法。