JP2019501851A - 母材用の要素、ファイバ製造方法、および、母材から線引きされた光ファイバ - Google Patents
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Abstract
Description
一実施形態では、母材の製造を先行技術方法よりも経済的に有益にできる微細構造光ファイバ母材用の母材要素を提供することを目的とする。
一実施形態では、長手方向孔部の直径が高い精度で制御でき、比較的簡単で、ファイバ設計の自由度を向上できる微細構造光ファイバを製造する方法を提供することを目的とする。
本発明またはその実施形態は、複数の追加の利点を有していることが見出され、それは、以下の説明から当業者に明らかになろう。
本発明によれば、母材およびそれから線引きされるファイバの製造において、本発明による母材要素を使用することは、極めて有利であることが見出された。したがって、母材要素は、任意で追加の母材要素とともに、ビルディングブロックとして使用され得る。したがって、それによって、微細構造光ファイバおよび母材の非常にフレキシブルなおよびコスト効率の良い製造方法が提供されている。
さらに、長手方向孔部のうちの1つまたは複数と交差するスロットを介して、非常に有益な方式で、高い精度で、圧力制御が可能となり得るという点で、母材要素は、母材要素の長手方向孔部の中の圧力を制御する所望の方法を確保することが見出された。さらに、母材要素に起因して、母材の追加の母材要素とともに母材要素を組み立てる前に、このスロットが設けられ得る。これは、はるかに簡単である可能性がある。その理由は、母材要素は、交差するスロットを作る間に、最終的な母材アセンブリよりも、取り扱うのが簡単であり得るからであり、さらに、母材アセンブリを損傷させるリスクが低減され得る。
一実施形態では、長手方向構造体は、1つまたは複数の中空チューブ、たとえば、キャピラリチューブなどを備える。有利には、中空チューブは、ガラス、たとえば、シリカガラス、軟質ガラス、カルコゲナイドガラス、または、それらの任意の組み合わせなどのものであり、任意選択で、中空チューブのガラスは、1つまたは複数のドーパント、たとえば、1つまたは複数の屈折率変更ドーパント(index changing dopant)など、たとえば、Ge、B、F、P、Alなど、および/または、1つまたは複数の活性材料ドーパント、たとえば、希土類元素ErまたはYbなどを含む。
一実施形態では、中空チューブは、いくつかの長手方向孔部、たとえば、中空チューブの長さ方向に延在する複数の実質的に平行な孔部をそれぞれ含む。2つ以上の孔部を備えた中空チューブを適用することによって、さらに下記に説明されるように、母材要素を有する母材から微細構造光ファイバを提供することが、より簡単になり得る。一実施形態では、中空チューブは、3個以上の孔部を有している。一実施形態では、中空チューブは、6個以上の孔部、たとえば、少なくとも9個の孔部を有している。中空チューブの孔部は、有利には、複数の孔部からなる少なくとも1つのリング、および任意選択で中央孔部、を備える所定の断面パターンで配置されている。
一実施形態では、複数の長手方向構造体は、複数の長手方向構造体からなる少なくとも1つのリングを備える。
有利には、母材要素は、スロットの形成前(perform)に少なくとも部分的に溶融される。
一実施形態では、母材要素は、特許文献3(米国特許第7793521号明細書)に説明されているような相対的な構成によって配置されている、2つ以上の円弧形状のスロットを備える。
一実施形態では、リング壁部バックグラウンド材料には、たとえば内側ケインによって提供される、リング壁部内側バックグラウンド材料、および、たとえば外側ケインによって提供される、リング壁部外側バックグラウンド材料が含まれ、内側および外側バックグラウンド材料は、同じでもよくまたは互いに異なっていてもよい。内側および外側バックグラウンド材料は、たとえば、屈折率、Ge、B、F、P、Alといった屈折率変更ドーパント、および/または、希土類元素ErまたはYbといった活性材料ドーパントの点で互いに異なっていてもよい。
一実施形態では、内側リング壁部内側バックグラウンド材料は、フッ素がドープされたシリカであり、外側バックグラウンド材料は、シリカがドープされていない。
距離構成体は、有利には、長手方向構造体の距離を制御するために、母材要素の長さに沿って、2つ以上の位置において配置されている。一実施形態では、少なくとも1つの距離構成体は、母材要素のそれぞれの端部に配置されており、たとえば、長手方向構造体間に配置されているブラインド要素の形態になっており、長手方向構造体間に所望の距離を提供し、母材要素の長手長さ方向に延在する、好ましくは、ブラインドを除く母材要素の全体の長さに延在する、インタースペース孔部を形成している。ブラインドは、たとえば、シリカロッドのある部分であり得る。原理的には、ブラインドは、任意の長さを有してよいが、有利には、ブラインドは、不必要な材料を無駄にしないために、比較的に短くなるように選択される。同時に、ブラインドは、有利には、母材リング要素の高い安定性を確保するのに十分に長くなっているべきである。ブラインドの長さは、たとえば、母材長さの50%までである。実際には、ブラインドは、距離要素として位置するのに依然として十分に大きくなっていながら、可能な限り短くなっていてよい。
たとえば、孔部が、その端部のうちの一方または両方において、および/または、さらに下記に説明されているように、スロットにおいて、閉じられ得ることを除いて、中空チューブの1つまたは複数の孔部は、好ましくは、実質的に、中空チューブの全長に延在している。
母材要素が中空チューブの孔部およびインタースペース孔部から生じる孔部を有する実施形態では、中空チューブ孔部およびインタースペース孔部は、そのサイズおよび断面形状が同じでもよく、または、異なっていてもよい。それによって、大きい設計の自由が取得され得る。
平均内径(ID)および平均外径(OD)は、任意のサイズを有してよく、ここで、OD>IDである。実際には、平均内径(ID)は、有利には、小さくなり過ぎないべきである。母材中央要素とともに組み立てられることになる母材リング要素の平均内径(ID)が、大き過ぎる平均内径(ID)を有する場合には、母材リング要素は、所望の平均内径(ID)を取得するように事前線引きされ得る。
一実施形態では、リング形状の壁部バックグラウンド材料の中の適切な場所に、たとえば、中空の内側ケインと中空の外側ケインとの間に保持されることによって、長手方向構造体は閉じ込められている。長手方向構造体が閉じ込め状態から滑り出るいかなるリスクもなしに、母材リング要素の安全な取扱いを確保するために、長手方向構造体は、母材リング要素の一方または両方の端部において、および/または、母材リング要素の一部において位置決めされた保持構成体によって、適切な位置に保持され得、たとえば、長手方向構造体およびリング形状の壁部バックグラウンド材料は、一緒に溶融され得る。保持構成体は、同時に、任意選択の孔部を閉じる役割を果たしてよく、および/または、上記に説明されているような距離構成体としての役割を果たしてよい。
説明されているように、母材要素は、追加の母材要素とともに組み立てられる前に、所望の内径に事前線引きされ得る。したがって、母材要素が母材リング要素である場合に、母材リング要素の内径および外径の相対的なサイズ、ならびに、内側および外側ケインの相対的なサイズは、実際のサイズよりも重要であり、また、有利には、母材リング要素は、実際に最終的な母材における使用に関して必要とされることが予期されるものよりも大きい内径で、最初に製造される。
有利には、母材リング要素は、複数の長手方向構造体からなる1つのまたは複数のリングを備え、複数の長手方向構造体からなるそれぞれのリングは、同じ外側寸法を有しており、それによって、たとえば、複数の長手方向構造体からなるリングを中空の内側ケインと中空の外側ケインとの間に閉じ込めることによって、母材リング要素を組み立てることを相対的に簡単にする。複数の長手方向構造体からなるリングにおける長手方向構造体は、任意選択で、互いに異なっていてもよい。一実施形態では、複数の長手方向構造体からなるリングにおける長手方向構造体は、交互になっている中実の構造体および中空チューブを備える。一実施形態では、複数の長手方向構造体からなるリングにおける長手方向構造体は、交互になっている大きい孔部直径および小さい孔部直径を有する、中空チューブを備える。
本発明は、母材要素が少なくとも1つの中空チューブおよび/または少なくとも1つのインタースペース孔部を有する場合に特に有益である。母材要素に起因して、中空チューブのそのような孔部、および、そのようなインタースペース孔部は、そのような母材リング要素を備える最終的な母材を光ファイバに線引きする間に、簡単な方式で制御され得る。
また、本発明は、たとえば、上記に説明されているように、母材要素を製造する方法を含む。
好ましくは、方法は、その母材要素外側表面からの母材要素の中の半径方向内向きのカットの形態の少なくとも1つのスロットを設ける工程を備え、半径方向内向きのカットは、中心軸線に対して実質的に垂直である。カットは、たとえば、約45度まで、たとえば約25度まで、たとえば約15度までといった角度を有する、たとえば、斜めの環状のカットの形態であり得る。実際には、中心軸線に対して実質的に垂直になるようにスロットを準備することが、より簡単である。
好ましくは、外側リング壁部分と内側リング壁部分との間に長手方向構造体を閉じ込める工程は、外側リング壁部分および内側リング壁部分を、その間に長手方向構造体がある状態で組み立てる工程と、任意選択で、保持構成体および/または距離構成体を配置する工程と、長手方向構造体を介して外側リング壁部分および内側リング壁部分を一緒に溶融させる工程とを備える。
一実施形態では、長手方向構造体は、それぞれの長手方向構造体が隣接する長手方向構造体と接触していない構成で、複数の長手方向構造体からなるリングの中に配置されており、それによって、上記に説明されているように、インタースペース長手方向孔部の形態の長手方向孔部を形成する。好ましくは、方法は、長手方向構造体間の距離を制御するために、母材リング要素の長さに沿って、2つ以上の位置に距離構成体を配置する工程を備える。また、それによって、距離構成体は、長手方向構造体のインタースペース孔部のサイズを制御するために適用され得る。
一実施形態では、微細構造ファイバを製造する方法は、母材を母材アセンブリに組み立てるという第1の工程と、母材要素の交差された孔部の中の圧力を制御しながら、母材アセンブリから微細構造光ファイバを線引きするという第2の工程とを備える。
一実施形態では、母材要素は、母材中央要素である。
一実施形態では、方法は、本発明の実施形態による母材リング要素を用意する工程と、追加の母材中央要素を取り囲むように、リング形状の壁部を配置し、母材リング要素−母材中央要素間のインターフェースを形成する工程とを備える。母材アセンブリが、母材中央要素の第1の端部、および、母材リング要素の第1の端部を含む、第1の端部分を有するように、追加の母材中央要素および母材リング要素は組み立てられている。
「コア」および「コア領域」という用語は、相互交換可能に使用されており、また、「クラッディング」および「クラッディング領域」という用語は、相互交換可能に使用されている。
一実施形態では、母材を組み立てる工程は、本発明の実施形態の2つ以上の母材リング要素を用意する工程と、母材リング要素を追加の母材中央要素と同軸に半径方向に最も内側に配置する工程とを備える。
一実施形態では、(追加の)母材中央要素は、好ましくは、(追加の)母材中央要素の第1の端部から、実質的に(追加の)母材中央要素の第2の端部へ、その長さに沿って延在する、少なくとも1つの孔部、たとえば、中空チューブまたはインタースペース孔部から生じる孔部を有し、方法は、線引きの間に、(追加の)母材中央要素の少なくとも1つの孔部に母材中央制御圧力を付与する工程を備える。母材中央要素が本発明の実施形態にしたがっている場合に、圧力制御は、有利には、母材中央要素の中のスロットを介して提供される。
母材要素制御圧力は、線引きされた微細構造光ファイバの中の母材要素から生じる交差された孔部の最終的なサイズを制御するように選択される。母材要素制御圧力は、大気圧力に対して低減された圧力、大気圧力、または、大気圧力に対して上昇した圧力であり、線引きされた微細構造光ファイバの中の孔部のサイズを調節することが可能である。
有利には、少なくとも1つのスロットは、組み立てられた母材の中のオーバークラッディングチューブを越えて突出する母材リング要素の端部分に位置決めされている。それによって、母材要素制御圧力は、スロットを介して、オーバークラッディングチューブによってカバーされていない端部分に適用され得る。スロットは、好ましくは、母材要素の第1の端部から所定の距離に位置決めされており、その距離は、母材リング要素の長さの1/10までであり、その距離は、好ましくは、少なくとも約5mm以上であり、たとえば上記に説明されているように、約1cm〜約20cmである。
また、本発明は、上記に説明されている方法によって取得可能な微細構造光ファイバを含む。
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、以降に与えられている説明から明らかになろう。しかし、本発明の趣旨および範囲の中のさまざまな変形例および修正例が、この詳細な説明から当業者に明らかになるので、詳細な説明および特有の例は、本発明の好適な実施形態を示しているが、単に例示目的として与えられていることが理解されるべきである。
図2aおよび図2bに示されている母材リング要素は、断面図に対して垂直の長さと中心軸線とを有するリング形状の壁部11を備える。リング形状の壁部11は、外径ODを画定する母材要素外側表面OS、および、内径IDを画定する母材要素内側表面ISを有している。母材リング要素は、中空の内側ケイン12および中空の外側ケイン13によって提供されるリング壁部バックグラウンド材料、ならびに、複数の長手方向構造体14を備え、複数の長手方向構造体14は、リング壁部バックグラウンド材料の中に閉じ込められており、母材リング要素の長さ方向に延在している。
長手方向構造体24は、中空の内側ケイン22と中空の外側ケイン23との間に閉じ込められている。
マルチ中空チューブ34は、母材リング要素または母材中央要素の中で使用するのに非常に有利であり、そこでは、スロットが孔部のうちの少なくともいくつかと交差することになる。その理由は、そのような状況では、所望の空気率(air fraction)を依然として得ながら、孔部のうちのいくつかと交差することが十分である可能性があるからであり、空気率は、微細構造光ファイバの線引きの間に、母材要素制御圧力によって制御され得る。
その端部分が図7bに示されている母材アセンブリは、図7aに示されている母材アセンブリの変形例であり、そこでは、母材中央要素および母材リング要素の両方が、本発明の実施形態にしたがっている。母材アセンブリは、母材中央要素58、母材リング要素52、およびオーバークラッディングチューブ53を備える。母材アセンブリの端部分は、圧力制御キャップ56を含む圧力制御構成体とともに、および、複数の圧力チューブ接続P1、P2、P3、P4、およびP5を含む加圧構成体とともに装着されている。
図8に示されている組み立てられた母材は、ダブルクラッド微細構造光ファイバを提供するように適合されており、ダブルクラッド微細構造光ファイバは、空気クラッディングリングによって分離された内側クラッディング領域および外側クラッディング領域を備えている。母材アセンブリは、追加の母材中央要素61を備え、追加の母材中央要素61は、第1の母材リング要素62によって取り囲まれており、第1の母材リング要素62は、第2の母材リング要素63によって取り囲まれており、第2の母材リング要素63は、オーバークラッディングチューブ64によって取り囲まれている。
第1の母材リング要素62は、上記に説明されているような中空チューブまたはインタースペース孔部によって提供される、複数の孔部62aを有する。孔部62aは、非対称的に配置されており、また、最終的な微細構造光ファイバの内側クラッディング領域の中にスクランブラー要素を提供する機能を有しており、内側クラッディング領域の中の望ましくないスクリュー光(screw rays)を除去する。
図9の母材アセンブリの変形例では、追加の母材中央要素は、本発明の実施形態にしたがっており、また、母材リング要素は、追加の母材リング要素である。
図10の母材アセンブリの変形例では、追加の母材中央要素は、本発明の実施形態にしたがっており、また、母材リング要素は、追加の母材リング要素である。
母材リング要素を備える母材アセンブリから線引きされた、図12に示されているような微細構造光ファイバは、コア領域101、内側クラッディング領域102、外側クラッディング領域104、および空気クラッド103を有し、空気クラッド103は、内側クラッディング領域103および外側クラッディング領域104を分離している。空気クラッド103は、本発明の実施形態の母材リング要素の中の複数の孔部からなるリングから生じる。コア領域は、中空のコアであり、内側クラッディング領域は、複数の孔部微細構造を有し、複数の孔部微細構造は、中空のコアの中をガイドされることになる光を閉じ込めるためのパターンで配置されている。
図15に示されている母材中央要素は、複数の長手方向孔部131からなるリング、クラッディング領域、およびコア領域132を有する。たとえば、上記に説明されているように、母材中央要素の不図示の端部に対して比較的に短い距離において、母材中央要素は、孔部131と交差する環状のスロットを有する。スロットと第1の端部との間の位置において、または、母材中央要素の第1の端部において、交差された孔部は、たとえば、エポキシまたは上記に説明されているような別の方法を使用して閉じられている。長手方向孔部131の中の圧力は、それによって、母材中央要素を備える母材アセンブリを光ファイバへと線引きする間に、スロットを介して制御され得る。
母材組み立ての間に、母材中央要素は、少なくともオーバークラッディングチューブとともに組み立てられ、任意選択で、1つまたは複数の追加の母材リング要素が、母材中央要素とオーバークラッディングチューブとの間に組み立てられる。
Claims (70)
- ファイバ母材用の母材要素であって、
前記母材要素は、長さと、その長さに沿う中心軸線と、その長さによって画定される第1の端部および第2の端部と、母材要素外側表面とを有しており、前記母材要素は、バックグラウンド材料の中に一つ以上の長手方向孔部を形成するように設けられる複数の長手方向構造体を備えており、前記母材要素は、前記母材要素外側表面から延在して前記一つ以上の長手方向孔部のうちの少なくとも1つと交差するが前記母材要素と完全には交差しない少なくとも1つのスロットを備えており、好ましくは、前記複数の長手方向構造体は、前記バックグラウンド材料の中に閉じ込められており、および/または、前記バックグラウンド材料を形成するとともに前記母材要素の長さ方向に延在しており、前記複数の長手方向構造体のうちの1つ以上は、前記一つ以上の長手方向孔部を形成しており、好ましくは、前記バックグラウンド材料の少なくとも一部は、中実の長手方向構造体によっておよび/または中空の長手方向構造体の材料によって提供されている、母材要素。 - 前記複数の長手方向構造体のうちの1つ以上は、複数の長手方向孔部を有する中空チューブであり、および/または、複数の長手方向孔部は、前記複数の長手方向構造体間に形成される複数の長手方向インタースペース孔部であり、前記母材要素外側表面から延在する前記少なくとも1つのスロットは、前記中空チューブの前記複数の長手方向孔部のうちの少なくとも1つおよび/または前記複数の長手方向インタースペース孔部のうちの少なくとも1つと交差している、請求項1に記載の母材要素。
- 前記バックグラウンド材料は、シリカガラス、軟質ガラス、カルコゲナイドガラス、または、それらの任意の組み合わせなどのガラスであり、任意選択で、前記バックグラウンド材料は、Ge、B、F、P、Alなどの1つまたは複数の屈折率変更ドーパント、および/または、希土類元素ErまたはYbなどの1つまたは複数の活性材料ドーパントといった1つまたは複数のドーパントを含む、請求項1または2に記載の母材要素。
- 前記複数の長手方向構造体は、前記母材要素の前記中心軸線に対して実質的に平行に配置されており、好ましくは、前記母材要素は、複数の中空チューブからなる少なくとも1つのリングを備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記複数の中空チューブの各々は、前記母材要素の前記中心軸線と実質的に平行な複数の長手方向孔部を有しており、各中空チューブの前記複数の長手方向孔部は、好ましくは複数の孔部からなる少なくとも1つのリング、および任意選択で中央孔部、を備える所定の断面パターンで配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記複数の中空チューブは、シリカガラス、軟質ガラス、カルコゲナイドガラス、または、それらの任意の組み合わせなどのガラス製であり、任意選択で、前記複数の中空チューブのガラスは、Ge、B、F、P、Alなどの1つまたは複数の屈折率変更ドーパント、および/または、希土類元素ErまたはYbなどの1つまたは複数の活性材料ドーパントといった1つまたは複数のドーパントを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材要素は、前記中心軸線の周りの回転に関してn回回転対称性を有しており、ここで、nは500までであり、たとえば100までであり、たとえば50までであり、たとえば2〜20である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記複数の長手方向構造体は実質的に前記母材要素の全長に延在している、請求項1〜7のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記母材要素外側表面から前記母材要素への半径方向内向きのカットの形態であり、前記半径方向内向きのカットは、前記中心軸線に対して実質的に垂直である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記母材要素の前記第1の端部から所定の距離に位置し、前記所定の距離は、好ましくは、前記母材要素の長さの1/10までであり、当該距離は、好ましくは、少なくとも約0.5mm以上であり、少なくとも約5mm以上であり、たとえば約1cm〜約20cmである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の母材要素。
- 交差する前記孔部は、前記スロットから前記第1の端部までの所定の位置で閉じられており、たとえば、前記母材の前記第1の端部で、および/または、前記第1の端部を向く交差部で、および/または、それらの間の位置で閉じられている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材要素は、微細構造光ファイバ用の母材の一部を形成するように適合されており、前記母材要素は、少なくとも1つの追加の母材要素とともに組み立てられるように適合されている、請求項1〜11のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材要素外側表面から前記少なくとも1つの交差された孔部のうちの半径方向に最も外側のものまでの距離は、前記母材要素の直径の約1/8未満であり、前記母材直径の、たとえば約1/10未満であり、たとえば1cm未満であり、たとえば約0.5cm未満であり、たとえば約3mm未満である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材要素は、母材コア領域と、前記母材コア領域を取り囲む母材クラッディング領域とを少なくとも有する母材中央要素であり、前記複数の長手方向孔部を形成する前記複数の長手方向構造体は、前記母材クラッディング領域に設けられており、前記複数の孔部は、好ましくは断面6角形または断面8角形のパターンで配置されている、請求項1〜13のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材クラッディング領域は、前記母材コア領域を取り囲む母材内側クラッディング領域と、前記母材内側クラッディング領域を取り囲む母材外側クラッディング領域とを有しており、前記複数の長手方向孔部を形成する前記複数の長手方向構造体は、前記母材外側クラッディング領域に設けられる、請求項14に記載の母材要素。
- 前記複数の長手方向構造体は、複数の長手方向孔部からなるリングを前記母材クラッディング領域に形成するように配置されており、好ましくは、前記複数の長手方向孔部からなるリングは、前記母材要素を有する母材から線引きされたファイバの中に空気クラッディングを形成するように適合されている、請求項14または15に記載の母材要素。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記中空チューブの複数の前記孔部と交差する環状のスロットであり、および/または、前記インタースペース孔部のすべてが、好ましくは、前記中空チューブの前記孔部の実質的にすべておよび/または前記母材クラッディング領域または前記母材外側クラッディング領域の前記インタースペース孔部のすべてが、前記環状のスロットと交差している、請求項1〜16のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材要素は母材リング要素であり、前記母材リング要素は母材要素内側表面を有しており、前記母材外側表面は外側母材リング要素表面の形態であり、前記バックグラウンド材料はリング壁部バックグラウンド材料の形態であり、前記少なくとも1つの長手方向孔部と交差する前記スロットは前記母材要素外側表面から広がっており、前記少なくとも1つのスロットは前記リング壁部と完全には交差していない、請求項1〜13のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記リング壁部バックグラウンド材料は、リング壁部内側バックグラウンド材料およびリング壁部外側バックグラウンド材料を備え、それらリング壁部内側バックグラウンド材料およびリング壁部外側バックグラウンド材料は、互いに同じでもよく、または、互いに異なってもよい、請求項18に記載の母材要素。
- 前記母材リング要素は、隣接する長手方向構造体の間にインタースペースを伴って配置されて前記1つまたは複数の長手方向インタースペース孔部を形成する前記複数の長手方向構造体からなるリングを備え、前記リング壁部バックグラウンド材料の中に閉じ込められている前記長手方向構造体は、任意選択で、1つまたは複数の中実の構造体、たとえば、前記リング壁部バックグラウンド材料の屈折率とは異なる屈折率を有する少なくとも1つの中実の構造体を備える、請求項18または19に記載の母材要素。
- 前記母材リング要素は、複数の中空チューブからなるリングを備えており、好ましくは、前記複数の中空チューブの各々は、前記母材リング要素の前記中心軸線に対して実質的に平行な複数の長手方向孔部を有しており、各中空チューブの前記複数の孔部は、好ましくは複数の孔部からなる少なくとも1つのリング、および任意選択で中央孔部、を備える所定の断面パターンで配置されている、請求項18〜20のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記リング壁部は、少なくとも一断面における、好ましくはその全長におけるいずれの断面における、環状の広がりにわたって実質的に同一の厚さを有しており、より好ましくは、前記母材リング要素は、厚さに関して、前記中心軸線の周りで実質的に円対称である、請求項18〜21のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記リング壁部は、前記母材要素内側表面によって画定される平均内径(ID)と、前記母材要素外側表面によって画定される平均外径(OD)とを有しており、少なくとも前記母材リング要素の断面におけるID/ODは、約0.3〜約0.95であり、たとえば約0.7〜約0.9である、請求項18〜22のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記IDおよび前記ODは、前記母材リング要素の前記長さに沿って実質的に一定であり、好ましくは、(OD−ID)×0.5によって定義される前記母材リング要素の厚さは、約0.3mm〜約2cmであり、たとえば約1mm〜約1cmであり、たとえば、約3mm〜約6mmである、請求項23に記載の母材要素。
- 前記リング壁部は、中空の内側ケインと、中空の外側ケインと、前記内側ケインと前記外側ケインとの間に閉じ込められる前記複数の長手方向構造体とを備える、請求項18〜24のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記中空の内側ケインは内側ケイン壁部厚さを有しており、前記外側ケインは外側ケイン壁部厚さを有しており、内側ケイン壁部厚さおよび外側ケイン壁部厚さは、互いに独立して、約1mm〜約1cmであり、たとえば約2mm〜約5mmである、請求項25に記載の母材要素。
- 前記複数の長手方向構造体は、前記リング形状の壁部のリング形状に沿って横並び配列で配置されて複数の長手方向構造体からなる少なくとも1つのリングを形成しており、このリングは、前記少なくとも1つのスロットと交差している複数の長手方向孔部を有しており、任意選択で、前記複数の長手方向構造体は、複数の長手方向構造体からなる少なくとも2つのリングたとえば複数の長手方向構造体からなる3つのリングを形成するように配置されている、請求項18〜26のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記中空チューブの実質的にすべての孔部および/またはすべての前記インタースペース孔部といった複数の孔部と交差する環状のスロットである、請求項18〜27のいずれか1項に記載の母材要素。
- 前記母材リング要素は、少なくとも約3mmの、たとえば少なくとも約5mmの、たとえば少なくとも約10mmの、たとえば約15mm〜約50mmの内径を有している、請求項18〜28のいずれか1項に記載の母材要素。
- 請求項31〜51のいずれか1項に記載の方法によって取得可能である、請求項1〜29のいずれか1項に記載の母材要素。
- 請求項1〜30のいずれか1項に記載の母材要素を製造する方法であって、
複数の長手方向構造体を用意する工程と、バックグラウンド材料の中に一つまたは複数の長手方向孔部を形成するように前記複数の長手方向構造体を配置する工程と、前記母材要素外側表面から延在する少なくとも1つのスロットであって、少なくとも1つの長手方向孔部と交差するが前記母材要素と完全には交差していない少なくとも1つのスロットを設ける工程とを備える方法。 - 前記母材要素の中心軸線に対して複数の長手方向孔部が実質的に平行になるように前記長手方向構造体を配置する工程を備える、請求項31に記載の方法。
- 母材要素外側表面から前記母材要素への半径方向内向きのカットの形態の少なくとも1つのスロットを設ける工程を備え、前記半径方向内向きのカットは、前記中心軸線に対して実質的に垂直である、請求項31または32に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記母材要素の前記第1の端部から所定の距離に設けられており、前記所定の距離は、好ましくは、前記母材要素の長さの1/10までであり、当該距離は、好ましくは、少なくとも約0.5mm以上であり、少なくとも約5mm以上であり、たとえば約1cm〜約20cmである、請求項31〜33のいずれか1項に記載の方法。
- 交差された孔部を、前記母材の前記第1の端部から交差部までの所定の位置で、たとえば前記母材の前記第1の端部で、および/または、前記母材の前記第1の端部を向く交差部で、および/または、前記孔部と交差する追加のスロットにて、閉じる工程をさらに備え、交差された孔部は、好ましくは、潰されることによっておよび/または中実の材料を前記孔部の中へ充填することによって、閉じられる、請求項31〜34のいずれか1項に記載の方法。
- 前記長手方向構造体を積み重ねる工程と、任意選択で、積み重ねられた長手方向構造体を外側ケインの中に配置する工程とを備える、請求項31〜35のいずれか1項に記載の方法。
- 前記母材要素は、母材中央要素であり、前記方法は、少なくとも、前記母材コア領域と、前記母材コア領域を取り囲む前記母材クラッディング領域とを形成するように、前記長手方向構造体を積み重ねる工程を備え、前記長手方向孔部を形成する前記複数の長手方向構造体は、前記母材クラッディング領域に配置されており、好ましくは、前記方法は、断面6角形または8角形のパターンで前記孔部を配置する工程を備える、請求項31〜36のいずれか1項に記載の方法。
- 前記母材コア領域を取り囲む母材内側クラッディング領域と、前記母材内側クラッディング領域を取り囲む母材外側クラッディング領域とを有する前記母材クラッディング領域を形成するように前記長手方向構造体を配置する工程を備える、請求項37に記載の方法。
- 前記母材クラッディング領域の中に複数の長手方向孔部からなるリングを形成するように前記複数の長手方向構造体を配置する工程を備え、好ましくは、前記複数の長手方向孔部からなるリングは、前記母材要素を有する母材から線引きされたファイバの中に空気クラッディングを形成するように適合されている、請求項37または38に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのスロットが、前記中空チューブの複数の孔部と、および/または、前記インタースペース孔部のすべてと、好ましくは、前記中空チューブの前記孔部の半分または実質的にすべてと、および/または、前記母材クラッディング領域または前記母材外側クラッディング領域の前記インタースペース孔部のすべてと、交差する環状のスロットであるように前記少なくとも1つのスロットを作る工程を備える、請求項31〜39のいずれか1項に記載の方法。
- 前記母材要素は、母材リング要素であり、前記方法は、外側リング壁部分、内側リング壁部分、および、複数の長手方向構造体を用意する工程と、長手方向孔部を形成するように前記長手方向構造体を外側リング壁部分と内側リング壁部分との間に閉じ込める工程と、外側リング壁部分を通って延在し長手方向孔部のうちの少なくとも1つと交差する前記少なくとも1つのスロットを設ける工程とを備える、請求項31〜36のいずれか1項に記載の方法。
- 前記外側リング壁部分は中空の外側ケインであり、前記内側リング壁部分は中空の内側ケインであり、好ましくは、中空の外側ケインは母材要素外側表面を形成する外側表面を有しており、前記方法は、母材要素外側表面から延在し長手方向孔部と交差する前記少なくとも1つのスロットを作る工程を備える、請求項41に記載の方法。
- 前記外側リング壁部分と前記内側リング壁部分との間に前記少なくとも1つの長手方向構造体を閉じ込める工程は、前記外側リング壁部分と前記内側リング壁部分との間に前記長手方向構造体がある状態で前記外側リング壁部分および前記内側リング壁部分を組み立てる工程と、前記長手方向構造体を介して前記外側リング壁部分および前記内側リング壁部分を少なくとも部分的に一緒に溶融させる工程とを備える、請求項41または42に記載の方法。
- 前記組み立てる工程は、前記内側リング壁部の外側表面が前記外側リング壁部の内側表面に面するように前記内側リング壁部分を配置する工程と、前記内側リング壁部の外側表面と前記外側リング壁部の内側表面との間に前記長手方向構造体を配置する工程とを備える、請求項41または42に記載の方法。
- 前記内側リング壁部分および前記外側リング壁部分は中空ケインであり、前記組み立てる工程は、前記内側リング壁部分を前記外側リング壁部分の中へ挿入する工程と、前記内側リング壁部分と前記外側リング壁部分との間に複数の長手方向構造体を配置する工程とを備える、請求項41〜44のいずれか1項に記載の方法。
- 前記内側リング壁部分を取り囲むように前記長手方向構造体を横並び配列で配置して、複数の長手方向構造体からなる少なくとも1つのリング、たとえば、複数の長手方向構造体からなる2つのリング、たとえば、複数の長手方向構造体からなる3つのリングを形成する工程を備える、請求項41〜45のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の長手方向構造体のうちの1つ以上は前記長手方向孔部を備えた中空チューブであり、および/または、前記長手方向孔部は前記長手方向構造体間の長手方向のインタースペース孔部であり、前記少なくとも1つのスロットは前記中空チューブの前記長手方向孔部孔部のうちの少なくとも1つと、および/または、インタースペース孔部のうちの少なくとも1つと交差するように設けられており、好ましくは、前記長手方向構造体のすべては、前記母材リング要素の前記中心軸線に対して実質的に平行な複数の長手方向孔部を有する1つまたは複数のチューブを任意選択で備える、中空チューブである、請求項41〜46のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の長手方向構造体からなるリングは、それぞれの長手方向構造体がそれらの長さに沿って隣接する長手方向構造体と接触している構成で配置されている、請求項46または47に記載の方法。
- 前記複数の長手方向構造体からなるリングは、それぞれの長手方向構造体が隣接する長手方向構造体と接触していない構成で配置されて、インタースペース長手方向孔部の形態の前記長手方向孔部を形成しており、好ましくは、前記方法は、前記長手方向構造体間の距離を制御するために、前記母材リング要素の前記長さに沿って2つ以上の位置において距離構成体を配置する工程を備える、請求項46または47に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのスロットは、前記外側リング壁部分を通る半径方向内向きのカットによって設けられており、前記半径方向内向きのカットは、前記中心軸線に対して実質的に垂直である、請求項41〜49のいずれか1項に記載の方法。
- 前記母材の第1の端部から交差部までの所定の位置で、たとえば、前記母材の第1の端部で、および/または、前記母材の第1の端部を向く交差部で、および/または、前記孔部と交差する追加のスロットにて、交差された孔部を閉じる工程をさらに含み、交差された孔部は、好ましくは、潰されることによっておよび/または中実の材料を前記孔部の中へ充填することによって、閉じられる、請求項41〜49のいずれか1項に記載の方法。
- 微細構造光ファイバの製造方法であって、母材を組み立てる工程と、前記母材アセンブリを微細構造光ファイバに線引きする工程とを備え、前記母材を組み立てる工程が、請求項1〜22のいずれか1項に記載の母材要素を用意する工程と、その母材要素を少なくとも1つの追加の母材要素と組み立てる工程とを備えるファイバ製造方法。
- 前記少なくとも1つの追加の母材要素は、長さ、第1および第2の端部、ならびにボアを備えたオーバークラッディングチューブであり、前記母材組み立て工程は、オーバークラッディングチューブのボアの中へ前記母材要素を配置し、母材要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェースを形成する工程を備え、前記母材アセンブリは、前記母材要素の前記第1の端部、および、オーバークラッディングチューブの第1の端部を含む、第1の端部分を有している、請求項52に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材要素は、追加の母材リング要素および/またはオーバークラッディングチューブとともに組み立てられる母材中央要素であり、または、前記母材要素は、追加の母材中央要素および任意選択でオーバークラッディングチューブとともに組み立てられる母材リング要素である、請求項52または53に記載のファイバ製造方法。
- 長さと第1の端部と第2の端部とを有する母材中央要素を用意する工程と、母材中央要素を取り囲むようにリング形状の壁部を配置し、母材リング要素−母材中央要素間のインターフェースを形成する工程とを備え、前記母材アセンブリは、第1の端部分を有しており、第1の端部分は、前記母材中央要素の第1の端部、および、前記母材リング要素の前記第1の端部を含む、請求項54に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材中央要素は、請求項1〜17のいずれか1項に記載の母材中央要素である、請求項55に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材を組み立てる工程は、長さ、第1の端部、第2の端部、およびボアを有するオーバークラッディングチューブの形態の追加の母材要素を用意する工程と、オーバークラッディングチューブのボアの中へ前記リング形状の壁部を配置して、母材リング要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェースを形成する工程とを備え、前記母材アセンブリは、第1の端部分を有しており、この第1の端部分は、前記母材中央要素の前記第1の端部、前記母材リング要素の前記第1の端部、および、オーバークラッディングチューブの第1の端部を含む、請求項56に記載のファイバ製造方法。
- 前記要素間インターフェースのうちの少なくとも1つは、微細構造光ファイバへの前記母材アセンブリの線引きの少なくとも一部の間に、低減された圧力を受け、好ましくは、前記母材要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェースおよび前記母材リング要素−母材中央要素間のインターフェースのうちの少なくとも1つは、前記母材アセンブリを微細構造光ファイバへと線引きする少なくとも一部の間に、低減された圧力を受け、前記母材要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェースは、母材中央要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェース、および、母材リング要素−オーバークラッディングチューブ間のインターフェースから選択される、請求項52〜57のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材中央要素は、その長さに沿って延在する少なくとも1つの孔部を有し、前記方法は、線引きの間に、前記母材中央要素の少なくとも1つの孔部に、母材中央制御圧力を付与する工程を備え、好ましくは、前記母材中央要素は、請求項1〜17のいずれか1項に記載のものであり、制御圧力は、前記母材中央要素の前記スロットを介して加えられる、請求項52〜58のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材中央要素は、前記母材中央要素の長さに延在する、少なくとも第1のカテゴリー孔部および少なくとも第2のカテゴリー孔部を有し、前記方法は、線引きの間に、少なくとも1つの第1のカテゴリー孔部に、第1の母材中央制御圧力を付与する工程と、少なくとも1つの第2のカテゴリー孔部に、第2の母材中央制御圧力を付与する工程とを備える、請求項52〜59のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 線引きの間に、前記母材リング要素の前記長手方向孔部に、母材リング要素制御圧力を付与する工程を備え、母材リング要素制御圧力は、線引きの間に、前記母材中央制御圧力などのような少なくとも1つの他の制御圧力から独立して制御される、請求項55〜60のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 線引きの間に、前記スロットと交差している前記母材リング要素の前記長手方向孔部に、母材リング要素制御圧力を付与する工程を備え、母材リング要素制御圧力は、前記スロットを介して加えられる、請求項55〜61のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材中央要素の前記第1の端部、および、前記オーバークラッディングチューブの前記第1の端部は、前記母材端部分においてシーケンシャルにオフセットされており、前記母材中央要素の前記端部分が、前記オーバークラッディングチューブの前記端部を越えて突出するようになっている、請求項52〜62のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記追加の母材中央要素の前記第1の端部、前記母材リング要素の前記第1の端部、および、前記オーバークラッディングチューブの前記第1の端部は、前記母材端部分においてシーケンシャルにオフセットされており、前記母材リング要素の前記端部分が、前記オーバークラッディングチューブの前記端部を越えて突出するようになっており、また、好ましくは、前記追加の母材中央要素の端部分が、前記母材リング要素の前記端部を越えて突出するようになっている、請求項54〜63のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材中央要素の前記第1の端部、前記追加の母材リング要素の前記第1の端部、および、前記オーバークラッディングチューブの前記第1の端部は、前記母材端部分においてシーケンシャルにオフセットされ、前記追加の母材リング要素の前記端部分が、前記オーバークラッディングチューブの前記端部を越えて突出するようになっており、また、好ましくは、前記母材中央要素の端部分が、前記追加の母材リング要素の前記端部を越えて突出するようになっている、請求項55〜64のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記1つまたは複数の圧力制御は、2つ以上の圧力制御部を含む圧力制御キャップによって前記母材アセンブリの前記端部分を囲むことによって、および、前記母材要素の前記スロットの反対側に少なくとも1対のスロットシールを有する圧力制御された孔部を独立して密封するためにシールを適用することによって行われ、好ましくは、前記母材要素の交差された孔部は、前記母材の前記第1の端部から前記第1の端部に向けての前記スロット交差部への所定の位置で閉じられ、前記1対のスロットシールは、前記母材要素の前記端部分の前記母材要素外側表面に対して環状のシールを形成する、請求項51〜65のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 前記母材アセンブリの線引きは、線引きタワーにおいて前記母材アセンブリを前記微細構造光ファイバへと線引きすることを含み、前記母材アセンブリは、その第1の端部分において、少なくとも1つの圧力制御、好ましくは、2つ以上の独立して制御される圧力制御を受ける、請求項51〜66のいずれか1項に記載のファイバ製造方法。
- 光ファイバを形成する方法であって、
少なくとも1つのインターフェースボイドと、複数の長手方向孔部と、1つまたは複数の長手方向に延在するボイドとを有する光ファイバ母材アセンブリを形成する工程と、
前記光ファイバ母材アセンブリにおいて半径方向内向きに延在するスロットを通して少なくとも1つの前記孔部を加圧しながら、かつ、少なくとも1つのインターフェースボイドを減圧しながら、前記光ファイバ母材アセンブリを光ファイバに線引きする工程と
を備える、方法。 - 請求項51〜67のいずれか1項に記載の方法に従う請求項68に記載のファイバ製造方法。
- 前記少なくとも1つのインターフェースボイドが、線引きされたファイバの中で閉じられるように前記光ファイバを線引きする工程を備える、請求項68または請求項69に記載のファイバ製造方法。
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