JP3240356B2 - 偏波面保存単一モ−ド光ファイバの製造方法 - Google Patents

偏波面保存単一モ−ド光ファイバの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は偏波面保存単一モ−ド光
ファイバの製造方法に関し、特にそのようなファイバを
線引きすることができるプリフォ−ムを作成する方法に
関する。例えばジャイロスコ−プやセンサ等のような単
一モ−ド光ファイバの多くの用途において、伝播する光
信号が外部偏波解消摂動(external depolarization per
turbations)の存在のもとで入力光の偏波特性を保持し
ていることが重要である。これがため、導波路は屈折率
分布の方位的非対称性(azimuthal asymmetry)を有して
いる必要がある。
【０００２】
【従来の技術】例えばジャイロスコ−プやセンサ等のよ
うな単一モ−ド光ファイバの多くの用途において、伝播
する光信号が外部偏波解消摂動(external depolarizati
on perturbations)の存在のもとで入力光の偏波特性を
保持していることが重要である。これがため、導波路は
屈折率分布の方位的非対称性(azimuthal asymmetry)を
有している必要がある。
【０００３】非常に良好な偏波面保存特性を有する応力
複屈折光ファイバが米国特許第4478489号に開示されて
いる。コアの両側におけるファイバのクラッド領域に、
クラドのそれとは異なる熱膨張係数（ＴＣＥ）を有する
ガラスの長手方向に延長した領域を導入することによっ
て、屈折率の非対称性が得られる。
【０００４】ここ数年の間、マルチプルロッドインチュ
−ブ技術によって応力複屈折率単一モ−ドファイバが作
成されている。この技術の難点の１つは、ファイバが線
引きされるプリフォ−ムにおける多数の表面のためにフ
ァイバにシ−ド(seeds)が生ずることである。他の難点
は、低融点応力ロッドの材料が応力ロッド領域以外のフ
ァイバの方位領域まで隣接したクラッドロッドの間を横
方向に流れるのを防止するために、長期間のシ−リング
技術が必要とされることである。このシ−リング処理は
ロッドインチュ−ブ・アセンブリに沿って炎を２、３回
移動させることを含み、この場合の各移動は45〜60分継
続して行われる。そのアセンブリにシ−リング処理を施
した後でも、応力ロッド材料が隣接したクラッドロッド
の間を通って漏洩する場合がある。
【０００５】上記横方向漏洩の問題は米国特許第456187
1号に開示された方法で回避できる。単一モ−ドファイ
バ・プリフォ−ムのコアの両側に長手方向に延長した穴
が穿設される。この穴に応力ロッドが挿入され、そして
プリフォ−ムが延伸されてファイバとなされる。しか
し、コアと平行で斜めでない２つ穴を穿設するのは非常
に困難であった。また、穴の粗い表面がシ−ドの原因と
なる傾向がある。
【０００６】好ましい応力ロッドの材料は、クラッドガ
ラスのＴＣＥよりも十分に高い値までＴＣＥを増大させ
るためにある量のB2O3をド−プしたSiO2である。このド
−パントは屈折率がシリカクラッドガラスの屈折率より
低い点で有利である。従って、B2O3を含有した応力ロッ
ドはファイバのコアに比較的接近して配置することがで
きる。偏波面保存単一モ−ド光ファイバは20重量％より
少ないB2O3をド−プしたSiO2で作成された応力ロッドを
もって作成されているが、応力ロッドは一般に良好な偏
波面保存特性を確保するために少なくとも20重量％のB2
O3を含んでいる。15重量％程度のB2O3ををド−プしたSi
O2で作成された応力ロッドはファイバ延伸温度では粘度
が非常に低いから、もしそれを防止しないとプリフォ−
ムの下端部から垂れてしまうことになる。延伸工程時
に、応力ロッドガラスは、延伸用母材の直径が根元部分
で減少するにつれてその延伸用母材の頂部から上方に押
しつぶされてもよい。これによって延伸されたファイバ
におけるコアおよび／または応力ロッドの幾何学形状を
変更することができ、コアに不均一な応力を生じさせる
ことができる。ファイバの延伸工程時に母材の何れかの
端部から応力ロッドガラスが流動するのを防止するため
の技術が必要とされる。
【０００７】一端部に管状のハンドルを有する一時的な
マンドレル上にガラス粒子（ス−トと呼ばれることがあ
る）を沈積させる火炎酸化法によって光学品質応力ロッ
ドを形成することができる。ス−トはハンドルの端部に
も沈積されるので、十分に厚い被覆が沈積された後で、
多孔質のプリフォ−ムとハンドルとが一体としてマンド
レルから除去され得る。ハンドルは他の処理時に多孔質
プリフォ−ムを支える。多孔質プリフォ−ムがコンソリ
デ−ト(consolidated)されて管状のガラスプリフォ−ム
となされ、このガラスプリフォ−ムがコンソリデ−ショ
ン炉から取り出されて、孔を閉塞しそして細長いロッド
を形成するように延伸される。少なくとも15重量％のB2
O3をド−プされたSiO2よりなるロッドを形成するために
従来の技術が用いられると、ハンドルの端部におけるス
−トの架橋層が破断する傾向があり、従って、多孔質プ
リフォ−ムがハンドルから離れてしまう。ス−トプリフ
ォ−ムのハンドルに対する適切な架橋はヒ−リング(hea
ling)と呼ばれている。さらに、コンソリデ−トされた
高膨張ホウケイ酸ガラスプリフォ−ムはハンドルから亀
裂を生ずることがある。さらにまた、コンソリデ−トさ
れたプリフォ−ムの孔の表面に形成される高膨張層は冷
却されるとプリフォ−ムを破壊させることがある。
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】本発明のひとつの目
的は長手方向の軸線と平行な１つの孔を有する円筒状の
ガラス物品を作成することである。
【０００９】本発明の他の目的は延伸温度で粘度が非常
に低いガラスの応力ロッドを含んだ応力複屈折光ファイ
バを作成する方法を提供することである。
【００１０】本発明の他の目的は少なくとも15重量％の
B2O3を有するホウケイ酸ロッドを作成するための改良さ
れた方法を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は従来技術の難点を克服
した、偏波面保存単一モ−ド光ファイバの作成方法を提
供することである。さらに他の目的は、実施が比較的簡
単でかつ光減衰に悪影響を及ぼさないガラスを用いるこ
とができる、偏波面保存単一モ−ド光ファイバの作成方
法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は屈
折率分布の非対称性を誘起するためにコアの両側に応力
ロッドを有する偏波面保存単一モ−ド光ファイバを作成
する方法を含む。クラッドガラスで包囲されたガラスコ
アを有する円筒状のコアプリフォ−ムの両側に長手方向
の溝が形成される。このコアプリフォ−ムはコアの両側
に長手方向の孔を有するアセンブリを形成するためにガ
ラスチュ−ブに挿入される。その各孔にはクラッドガラ
スとは異なるＴＣＥを有する応力ロッドが挿入される。
このようにして得られた延伸用母材が光ファイバを形成
するために延伸される。
【００１３】チュ−ブは長手方向の孔を有する中実のプ
リフォ−ムを形成するためにコアプリフォ−ム上に収縮
されることが好ましい。これは、そのチュ−ブの外表面
上にガラスス−トを沈積させ、チュ−ブにコアプリフォ
−ムを挿入することによって形成されたアセンブリを加
熱してス−トをコンソリデ−トさせ、このス−トのコン
ソリデ−ト処理によってチュ−ブに半径方向内方の力が
加わり、チュ−ブをコアプリフォ−ムに対して収縮さ
せ、上記加熱工程によりチュ−ブをロッドに融着させる
ことによって行うことができる。孔の断面積はその孔に
エッチャントを流すというような適当な技法によって拡
大することができる。そのエッチャントを流す工程は孔
の断面形状を実質的に円形に変更させるのに十分な時間
のあいだ継続することができ、これによって比較的容易
に形成される丸形の応力ロッドを用いることができる。
【００１４】応力ロッドが挿入された孔の表面にその応
力ロッドをそれぞれ融着させるために延伸用母材が加熱
されかつ脱気されている間、応力ロッドと孔を形成する
クラッドガラスの表面との間の空間が脱気されることが
好ましい。
【００１５】応力ロッドはプリフォ−ム孔より短いこと
が好ましい。ガラスプラグが応力ロッドの各端部で各孔
に挿入され、そのプラグは応力ロッドが延伸工程時に溶
融して孔から流れるのを防止するために延伸用母材に付
着される。
【００１６】ＴＣＥがクラッドガラスと応力ロッドの中
間であるガラスプラグを応力ロッドの各端部に取り付け
ることによって複合ロッドが形成される。この複合ロッ
ドが孔に挿入される。応力ロッドの長さは、この応力ロ
ッドの各端部における孔内にプラグの一部分があるよう
な値である。プラグは応力ロッドが延伸工程時に溶融し
て孔から流れるのを防止するために延伸用母材に取り付
けられる。
【００１７】延伸用母材がが延伸用炉の入口部分に挿入
されるときに、応力ロッドと孔を形成するクラッドガラ
スの表面との間の空間を脱気するために真空アタッチメ
ントが装着され得る。延伸用母材はそれの伸張(elongat
ion)を防止するのに十分なだけ速い速度で炉のホットゾ
−ンを通される。この場合の挿入速度とホットゾ−ンの
温度は各応力ロッドをそれの各孔表面に融着させるのに
十分な値である。延伸用母材は入口ゾ−ンに回収され
る。必要に応じて、ホットゾ−ン温度が延伸温度(draw
temperature)まで上昇される。その後で、延伸用母材の
一端部がホットゾ−ン内に導入され、そして光ファイバ
が延伸される。
【００１８】本発明の他の態様は上述した好ましい技法
以外の方法によって形成された長手方向の孔を有するプ
リフォ−ムを用いることに関する。例えば、長手方向の
孔は穿設(drilling)等によってコアの両側に形成され得
る。応力ロッドが各孔に挿入される。応力ロッドとクラ
ッドガラスの間の空間が脱気され、そして応力ロッドが
プリフォ−ムに融着される。このようにして得られた延
伸用母材が延伸されて光ファイバとなされる。
【００１９】本発明はさらに長手方向の軸線と平行な少
なくとも１つの孔を有する円筒状ガラス物品を形成する
方法に関する。軸線と平行な長手方向の溝が、円筒状の
ガラスロッドの一側に沿って形成される。ロッドがガラ
スチュ−ブに挿入され、そしてそのチュ−ブがロッド上
で収縮される。
【００２０】 本発明のさらに他の態様は、少なくとも
１５重量％のＢ２Ｏ３を含んだ細長いホウケイ酸ガラス
物品を形成する方法である。適当な濃度のＢ２Ｏ３を含
んだガラス粒子の流れが多孔質ガラス被覆を堆積させる
ために回転マンドレルに向けて送られる。沈積条件は沈
積時にスートの焼結を排除するようになされている。チ
ューブ状の多孔質プリフォームを形成するためにマンド
レルがプリフォームから除去され、そしてそのチューブ
状の多孔質プリフォームが加熱されてコンソリデートさ
れ、軸線方向の孔を有する稠密なガラスプリフォームと
なされる。コンソリデートされたプリフォームの温度が
６００℃より高く母材の実質的な伸張を生じさせる温度
より低く維持された状態で、上記孔を通ってＮＦ３が流
される。このエッチング工程は、コンソリデートされた
プリフォームがコンソリデーション用炉から取り出され
るときにそのコンソリデートされたプリフォームを破壊
させるおそれのある高膨張物質を孔の表面から除去す
る。このようにして得られた物品は必要は必要に応じて
よりスムーズな表面とするためにＳＦ６でエッチングさ
れる。このようにして得られるチューブ状の稠密なガラ
スプリフォームが延伸されかつコラップス（ｃｏｌｌａ
ｐｓｅｄ）されて中実のガラスロッドとなされる。
【００２１】コンソリデ−トされた高B2O3含有ホウケイ
酸ガラスス−ト沈積時にハンドルに適切にヒ−ル(heal)
しないから、またコンソリデ−トされた高B2O3含有ホウ
ケイ酸ガラスプリフォ−ムはハンドルから割れて離れる
ことがありうるから、これらの問題が軽減されるのに十
分なだけ高い濃度のSiO2を内側領域が含んでいる多孔質
ガラス被覆をマンドレルとハンドル上に形成するように
粒状ガラス流の組成を最初に調整することが有益であ
る。プリフォ−ムの残部の組成が所望の膨張特性を与え
る。
【００２２】
【実施例】図１を参照すると、ガラス単一モ−ドコアプ
リフォ−ム１０、すなわちコア１１の直径とクラッド１
２の直径との比がプリフォ−ムから単一モ−ドファイバ
を延伸するために必要とされる値より大きいプリフォ−
ムが最初に準備される。このようなコアプリフォ−ムか
ら単一モ−ド光ファイバを形成するためには、従来で
は、コア直径とクラッド直径との所望の比を得るため
に、そのプリフォ−ムに付加的なクラッドガラスが被着
されていた。プリフォ−ム１０は修正された化学的気相
沈積(MCVD)、気相軸付け法(VAD)および外付け法(OVD)の
ような任意の公知技術によって作成することができる。
コア１１は円形の断面を有するものとして示されている
が、楕円形のような非円形の断面を有していてもよい。
コアの屈折率分布はステップ形またはグレ−デッド形等
であり得る。
【００２３】 研削またはのこ引き等の手段によってコ
ア１１の両側においてクラッド１２に長手方向に延長し
た溝１４が形成される。溝付きコアプリフォームの直径
が爾後の処理にとって大きすぎる場合には、そのプリフ
ォームは従来の延伸用炉である図２の装置に挿入され、
そこで先端部を手段１８によって加熱される。シリカロ
ッド１９の一端部がプリフォームの下端部に融着され、
またそのロッドの他方の端部のモータで駆動されるトラ
クタ２０によって係合される。コア１１´、クラッド１
２´および長手方向の溝１４´を有する溝付きロッド２
１が延伸される。
【００２４】クラッドチュ−ブ２７の一端部は図４に示
されているようにテ−パをつけられており、このテ−パ
付き端部にガラスプラグ３０が融着される。図３を参照
すると、チュ−ブ２７の端部が旋盤に装着され、そこで
ス−ト沈積手段２５に対して回転運動と往復直線運動を
させられる。ガラスス−トの粒子２６がチュ−ブ２７上
に沈積されて被覆２８を形成する。ス−ト２６はチュ−
ブ２７と同じ組成を有することが好ましく、応力ロッド
偏波面保存光ファイバにとってはSiO2が好ましい組成で
ある。
【００２５】図４に示されているように、溝付きロッド
２１のセクション２２がテ−パ付き端部の反対側でそれ
に接触するまでチュ−ブ２７の端部に挿入され、アセン
ブリ３２を形成する。チュ−ブ２７の端部３４はテ−パ
をつけられ、そしてハンドル３５に融着される。アセン
ブリ３２がコンソリデ−ション炉マッフル３１内に下降
される間、乾燥ガスがそのマッフル中を上方に流れる
（矢印３３）。この乾燥ガスは従来では塩素とヘリウム
のような不活性ガスの混合物よりなる。
【００２６】ス−ト被覆２８がコンソリデ−トする場
合、それがチュ−ブ２７に半径方向内方の力を加え、そ
のチュ−ブを上記セクション２２に押しつける。密度の
小さいス−トのほうがより大きい力を与えるが、ス−ト
被覆は亀裂を防止するために十分に稠密でなければなら
ない。図７に示されているように、このようにして得ら
れたコンソリデ−トされたアセンブリ３８はコア１１’
と、これを包囲したクラッド３９を具備している。もと
のクラッド領域１２とチュ−ブ２７が破線４０で完全に
融着される。多孔質ガラス被覆２８は完全にコンソリデ
−トされかつ破線４１で示されてようにチュ−ブ２７に
融着される。溝１４’はアセンブリ３８の長手方向の軸
線と平行な孔となる。
【００２７】 コンソリデーションの後で、テーパ付き
端部２９を有するプリフォームの端部が切断されて平面
状の端面４３を形成する（図６）。テーパ付き領域３４
がハンドル３５から切断され、そしてガス誘導用ハンド
ル４４に融着されてプリフォーム５６を形成する。ハン
ドル４４は、それの上端部におけるフレアジョイント４
８と、このジョイント４８から離間された環状膨出部４
９を有するガラスチューブ４５よりなる。支持チューブ
４６はそれの端部にスロット付きハンドルを形成されて
いる。チューブ４６の１つの領域４７の一側はハンドル
４４の上端部を受け入れるように除去され、チューブ４
５の隣接部がスロット５１に挿入されると膨出部４９が
スロット付きベースに休止する。ガス誘導用チューブ５
３の端部にはジョイント４８の空洞５４に嵌入するボー
ルジョイント５２が配置される。
【００２８】 ＮＦ３またはＳＦ６等のようなエッチャ
ントガスがチューブ５３からチューブ２７の頂部に流入
し（矢印５５）そして孔３７中を流れている状態で、プ
リフォーム５６がコンソリデーション炉マッフル３１内
に下降され、それによってアセンブリの加熱された領域
における孔の壁がエッチングされる。好ましい炉は米国
特許第４７４１７４８号に開示されている走査コンソリ
デーション炉である。このような炉はシャープなホット
ゾーンを与えることができ、そしてそれの温度を容易に
調節することができる。エッチング処理は孔の表面を平
滑にするためんだけに用いられてもよく、あるいは孔を
拡大してもよい。このエッチング処理によって形成され
た穴の寸法は温度、エッチャント流量、および加熱コイ
ルがプリフォームに沿って上方に走査する速度に依存す
る。ＮＦ３でエッチングすることによって、実質的に丸
い穴５８を有するプリフォーム５６が得られる（図
８）。
【００２９】コンソリデ−トされたアセンブリ３８の端
部を旋盤に装着し、孔にエッチャントを通し、そしてそ
れの表面に沿って炎を移動させてアセンブリの増加領域
を加熱することによっても孔１４’が拡大され得る。
【００３０】プリフォ−ム５６から応力ロッド偏波面保
存光ファイバを形成するためには、所要のＴＣＥを有す
るガラスロッドが穴５８に挿入され、そしてその結果得
られたアセンブリが延伸用炉に装着され、そこで延伸さ
れてファイバとなされる。ロッドのＴＣＥは、得られる
ファイバに屈折率分布の予め定められた方位的非対称性
を誘起するのに十分なだけクラッド３９のそれと異なっ
ていなければならない。クラッドガラス３９が例えばSi
O2で形成されているとすると、ロッド６２は、SiO2より
も大きいＴＣＥを得られるガラスに与えるB2O3あるいは
Al2O3のような酸化物をド−プしたSiO2で作成され得
る。上述のように、少なくとも15重量％のB2O3を含んだ
もののようなある応力ロッド組成は良好な光学特性を与
えるが、ファイバ延伸温度では粘度が非常に低い。延伸
処理時に、このような応力ロッドは延伸用母材の底部か
ら流動したりまたそれを防止しないと延伸用母材の頂部
から上方に押しつぶされることにもなりうる。
【００３１】延伸工程時に穴５８内に低粘度応力ロッド
を含めるための好ましい技法では、ホウケイ酸応力ロッ
ドの両端がプリフォ−ムに固定される。もし高ホウ素含
有量応力ロッドがプリフォ−ムのシリカクラッド部分に
直接融着されたとすると、冷却すると容易に破壊するで
あろう。従って、応力ロッドより小さいＴＣＥを有する
ガラス端部ロッドが応力ロッドの端部に付着され、そし
てその端部ロッドがプリフォ−ムに融着される。例え
ば、約7重量％のB2O3をド−プされたシリカの端部ロッ
ドがシリカプリフォ−ムに融着された場合には、その組
合せは冷却時に破壊しない。しかし、２つのロッドのB2
O3の含有量が10重量％より多い場合には、それら２つの
ロッド間の膨張不整合のために、ホウケイ酸塩端部ロッ
ドは高B2O3含有量応力ロッドの端部に直接融着すること
はできない。この問題を軽減するために、漸次低くなる
ＴＣＥを有するガラスロッドが応力ロッドに付着され
る。従って、端部ロッド６５および６６を応力ロッド６
２に連結するために、中間のB2O3含有量のセクション６
３および６４が用いられる。各ロッド６２の両端部には
ロッド６２のそれより低いＴＣＥを有するガラスの非常
に短いセクション６３および６４が融着される。25重量
％のB2O3をド−プされたSiO2のロッド６２が7重量％のB
2O3をド−プされたSiO2のロッド６５および６６に融着
されるべき場合には、セクション６３および６４は15〜
17重量％のB2O3をド−プされたSiO2で形成され得る。セ
クション６３および６４をロッド６２に付着するために
は、ロッド６２と同じ直径を有する低ＴＣＥガラスのロ
ッドがロッド６２の端部に融着され、そして所望の長さ
のセクション６３または６４を与えるためにその付着さ
れたロッドが刻み目をつけられて破断される。この処理
がロッド６５および６６を付着するために繰返される。
この付着工程時に、加熱して引張ってロッド６２に等し
いかそれより小さい値まで直径を減少させることによっ
て膨出が除去される。セクション６３、６４およびロッ
ド６５、６６が付着された後に、ロッド６５の端部が端
面４３’と同一面となるまで、ロッド６２が穴５８に挿
入される。セクション６３および６４は軸線方向の長さ
が数ミリメ−トルでありうる。ロッド６２および６５と
セクション６３および６４との合成した長さはセクショ
ン６４とロッド６２との境界面が端面６７のすぐ下のク
ラッドガラス３９内に位置決めされるような値でなけれ
ばならない。ロッド６６と領域６４との間の境界面は図
示のように穴５８の中に配置されるのが好ましい。ロッ
ド６６は、チュ−ブ２７が局部的に加熱されかつ内方に
容易に変形しそしてロッド６６の領域６８に融着し得る
のに十分な距離だけ端面６７から向うに延長していなけ
ればならない。さらに、延伸炉内で端面４３の向うへの
応力ロッドの過早サギング(premature sagging)を防止
するためにロッド６５と端面４３’との間の境界面に炎
が送られるのが好ましい。
【００３２】このようにして得られたアセンブリはオ−
ブンに入れられて乾燥される。このアセンブリの一端部
にホ−スを取り付けそしてこのホ−スを通じて空気、酸
素、窒素等のような乾燥ガスを流すことによって乾燥が
助長される。
【００３３】このようにして得られた延伸用母材が延伸
炉に挿入され、そしてハンドル７４に真空アタッチメン
トが連結される。母材の端部がシ−ルされる。このシ−
ルは母材の端部を加熱しかつそこからかたまりを落すこ
とによって行うことができる。その後で、真空がチュ−
ブ３４に印加される。延伸作業に先立ってロッドがクラ
ッドガラスに融着される。これは、延伸温度に加熱され
た炉のホットゾ−ン中を下方に迅速に延伸用母材を通過
させ、そしてそのホットゾ−ン中を迅速にもとに戻すこ
とによって行うことができる。母材は肉眼で点検するこ
とができ、その点検で母材に対するロッドの融着が不完
全であることが判明した場合にはその手順を繰返すこと
ができる。他の方法では、延伸温度より数百度低いホッ
トゾ−ン中を延伸用母材がさらにゆっくりと下降され
る。例えば、高シリカ含有量延伸用母材は1750℃炉ホッ
トゾ−ンを通じて5cm/minの速度で挿入され得る。
【００３４】融着作業時に、ロッド６５とロッド６６の
一部分とがクラッドガラス３９に融着し、それによって
低粘度ガラスが高温延伸処理時にプリフォ−ムから逃げ
るのを防止する。
【００３５】もし必要であれば、炉温度が延伸温度まで
上昇され、そして図１０の光ファイバ７７が延伸され
る。延伸温度は高シリカ含有量延伸用母材の場合には通
常約2050〜2150℃である。ファイバ７７はコア７８、ク
ラッド７９、そしてコアの両側における応力ロッド８０
を具備している。
【００３６】チュ−ブ２７とス−ト被覆２８との合成厚
は、プリフォ−ムのクラッド層１２の厚みと結合される
と、得られる光ファイバが所望の単一モ−ド特性を呈示
するのに十分である。クラッド層１２の厚みはコア１１
から適切な距離のところに孔１４’を位置決めするのに
十分である。この距離は応力ロッドの組成と断面積に依
存する。
【００３７】 チューブ２７の完全な融着を生じさせる
のに必要な力をプリフォーム１０に加えるためにスート
被覆２８を用いる代りに、コアプリフォーム１０とチュ
ーブ２７のアセンブリが狭いホットゾーンを有する炉内
に徐々に挿入されている間に、低レベルの真空がチュー
ブ２７に印加され得る。アセンブリの一端部に真空アタ
ッチメントが取り付けられ、そして他端部に溝が形成さ
れる。あるいは、チューブ２７の両端がこのチューブの
外壁に圧力を印加するチャンバ内でシールされてもよ
い。チューブ２７が加熱されると、圧力でそれがコラッ
プスしてプリフォーム１０となる。
【００３８】孔３７が拡大されそして丸められる前述の
方法は丸い応力ロッド６２を使用できるので有利であ
る。非常に純粋なガラスロッドを形成する外付け気相酸
化法のような方法で丸いロッドは容易にできる。丸いロ
ッドの形状を四角、Ｕ字状、Ｖ字状等のような形状に変
更するとロッドの費用が高くなり、ファイバにシ−ドを
生じさせる原因となりうる表面欠陥を生ずることになり
得る。しかし、非円形の応力ロッドを有するファイバが
本発明の方法によって形成され得る。
【００３９】 非円形の穴を有するプリフォームが図１
１、１２および１３に示されており、これらの図では図
８の要素と類似した要素はダッシを付けた符号で示され
ている。穴８２はコアプリフォームにＵ字状の溝を研削
によって形成し、プリフォームをチューブに挿入し、そ
してアセンブリを加熱してチューブをコラップスさせか
つそれをプリフォームに対して収縮させることによって
形成される。穴８３および８４はコアプリフォームにＶ
字状および四角形の溝を最初に形成する点を除いて同様
に形成される。必要に応じて、穴にマイルドエッチング
を施してそれの壁を平滑にし得る。図１１、１２および
１３のプリフォームからファイバを作成するためには、
穴と同じ断面形状を有するロッドをそれらの穴に挿入
し、そしてその結果できたアセンブリを延伸すればよ
い。あるいは、クラッド３９´よりもはるかに低い融点
を有するガラスの円形ロッドを用いてもよい。ファイバ
が延伸されるにつれて、ホットゾーン内にあるロッドの
端部が溶融し穴に充満する。この技法は非常に遅い延伸
速度が必要とされるという難点がある。
【００４０】高ＴＣＥ、低融点ガラスを穴の中に保持す
るためには、図９に関連して説明した技法以外の技法を
用いてもよい。図１４の実施例では、図９の要素と類似
した要素はダッシを付けた符号で示されている。クラッ
ドガラス組成の短いロッドが図８に示されたプリフォ−
ムの長手方向の中心に挿入される。ロッドの中心におけ
るプリフォ−ムに炎が送られ、そして２つのロッドが反
対方向に引張られて、プリフォ−ムを延伸しかつ切断し
て２つの修正されたプリフォ−ム６１’となし、そのう
ちの１つが図１４に示されている。テ−パ−した端部６
９はプラグ７０を含んでいる。チュ−ブ２７がプリフォ
−ムに付着された場合には、そのチュ−ブはプリフォ−
ムの端部全体を横切って延長する端面６７’を形成する
ために切断される。応力ロッド組成のロッド６２’がプ
ラグ７０に到達するまで穴５８’に挿入される。クラッ
ドガラスで形成されることが好ましいロッド６６’は端
面６７’かあるいはその近傍にある。各ロッド６６’と
端面６７’との間の境界面に沿った少なくとも１つの点
７１がロッド６６’の長手方向の移動を阻止するために
融着される。端面６７’にはテ−パ−端部チュ−ブ（図
６のチュ−ブ２７、３４を参照されたい）と脱気ハンド
ル（ハンドル４４を参照されたい）が付着され、そして
これによって得られたアセンブリが上述のように乾燥さ
れそして延伸されてファイバとなされ得る。
【００４１】さらに他の実施例では、プリフォ−ム５６
（図８）の端部は、底端部が垂れて外れるまでそれを延
伸炉内に吊り下げることによってテ−パ−を付けられ
る。このようにして形成されたテ−パ−部分が小径端部
を形成するために破断される。この小径端部では穴５８
はほとんど閉塞されていない。チュ−ブ２７のテ−パ−
領域３４は応力ロッドを挿入できるようにするために切
断される。その後でチュ−ブ２７の端部が内方にテ−パ
−されてそれにハンドルを融着できるようにする。その
テ−パ−端部にホ−スを接続して、アセンブリを乾燥す
るために穴と応力ロッドとの間の空間に沿って穴５８の
小径端部に乾燥ガスを流入させることができる。穴の小
径端部を閉塞するためにト−チをテ−パ−端部に向ける
ことができる。
【００４２】応力ロッドを作成するために図１５に示さ
れている型式の装置を使用することができ、15重量％以
上のB2O3をド−プされたSiO2よりなるロッドを作成する
ためには特別のス−トレイダウン(soot laydown)および
コンソリデ−ション工程が必要とされる。テ−パ−した
マンドレルの大径端部がガラスチュ−ブ８８に挿入さ
れ、そしてそのマンドレルの端部が旋盤に取り付けら
れ、そこで回転と直線往復移動をなされる。少なくとも
約15重量％のB2O3を含有したホウケイ酸ガラス組成は沈
積時に容易に焼結する。従って、バ−ナ移動速度、バ−
ナとマンドレルの距離、炎ガス流は、バ−ナによって沈
積されるス−トが焼結しないようにする比較的低温のレ
イダウン条件を与えるようにしなければならない。従来
の移動速度(1.6 CM/SEC)が両方向で用いられると、リッ
プルが生ずる。バ−ナは１つの方向では従来の速度でマ
ドレルに沿って移動するが、戻りの速度はそれよりはる
かに速くなければならない。SiO2およびB2O3の所望の濃
度を有するス−トを発生するのに十分な速度で適当な反
応蒸気が供給される。上述のように、応力ロッドに必要
とされる濃度より少ないB2O3をド−プされたス−トを最
初に生成するのが有利である。十分に厚い漸変膨張層が
が沈積された後で、工程の残部全体にわたって実質的に
一定の速度でそのB2O3が流れることができる。高B2O3含
有量外側層は、それが複屈折に対して最も大きい影響を
及ぼすコアに接近して配置されることになる。
【００４３】プリフォ−ムが旋盤から取外された後で、
マンドレルが取外され、そしてガス誘導ハンドルがチュ
−ブ８８の端部に対して炎加工される。その後でプリフ
ォ−ムが乾燥されそしてコンソリデ−トされる。適当な
炉は米国特許第4741748号に開示されている前述の走査
コンソリデ−ション炉である。ヘリウムと塩素よりなる
乾燥ガスはハンドルを通って流れ、プリフォ−ムの孔に
流入し、そして不活性マッフルガスがマッフルを通って
上方に流れる。プリフォ−ムはマッフル内の所定の位置
に下降され、そこで移動ホットゾ−ンによってコンソリ
デ−トされる。
【００４４】コンソリデ−ション時に非常に大きく膨張
する材料の薄い層がプリフォ−ムの孔の表面に生ずる。
それがそのまま残されると、コンソリデ−トしたプリフ
ォ−ムがコンソリデ−ション炉から取り出されるとき
に、壊れてしまう。この高膨張層はコンソリデ−ション
処理のためにまだ熱い炉マッフル内にプリフォ−ムが留
っている間に上記孔にNF3を流すことによって迅速に除
去され得る。マッフルの加熱された領域から支持ハンド
ルを移動させるために十分な距離だけプリフォ−ムが持
上げられ、それによってそのハンドルがエッチング処理
で破損されるのを防止する。NF3は非常に反応性が強い
から、コンソリデ−トしたプリフォ−ムの全長をエッチ
ングする。
【００４５】 ＮＦ３のエッチングによって比較的研磨
されていない表面が残る。従って、孔が拡大されそして
悪影響を及ぼす高膨張材料が除去された後で、孔の表面
がＳＦ６よりなるエッチャントガスに晒されて非常に平
滑な表面となされる。ＳＦ６エッチングを行うために
は、コンソリデートしたプリフォームが炉のもとのコン
ソリデーション位置まで下降され、そしてＳＦ６を含ん
だガス混合物が上記の孔を通って流される。このＳＦ６
エッチング時には、比較的低温のホットゾーン（約１０
４０℃で十分であることが認められた）がプリフォーム
を走査する。このホットゾーン温度はほんの少量のＳＦ
６だけが分別するのに十分に低い。従って、このガスは
孔の表面からは非常に少量の材料を除去する。ＳＦ６エ
ッチングは臨界的ではない。このエッチングを行ってい
ないコンソリデートしたプリフォームは破壊することな
しにコンソリデーション炉から取り出され得る。
【００４６】コンソリデ−トしたプリフォ−ムが図２の
延伸装置に挿入される。この装置では、真空コネクタが
プリフォ−ムの上端に固着され、そして下端部が加熱さ
れる。プリフォ−ムの下端部が、穴５８に嵌入するの十
分なだけ大きい直径を有する細長い中実のロッドを形成
するのに十分な速度で下方に引張られる。
【００４７】下記の実施例１および２は偏波面保存単一
モ−ド光ファイバを作成するために本発明の方法を用い
ることができる態様を示している。両方の実施例におい
て光ファイバのコアプリフォ−ムは米国特許第4486212
号に開示されているものと同様の方法で形成された。
【００４８】図１５を参照すると、アルミナマンドレル
８７の大径端部が突出部８９を有するガラスチュ−ブ８
８に挿入された。マンドレルの外径はそれの107 cm の
長さにわたって 5.5 mm から 6.5 mm までテ−パ−し
た。マンドレル８７の両端部は旋盤に取り付けられ、そ
こで回転と直線往復運動をなされた。
【００４９】 図１６にさらに詳細に示されているバー
ナ１５のフェースがマンドレル８７から１３．７ｃｍの
ところに位置決めされた。バーナフェース９５の中央に
配置されたオリフィス９４はオリフィス９６、９７およ
び９８の同心状リングによって包囲されている。反応化
合物がオリフィス９４から出るが、そこでオリフィス９
７から出て来た燃料ガスおよび酸素によって生じた炎に
より加熱される。反応化合物が炎内で酸化してガラス粒
子流２６を形成し、このガラス粒子流２６がマンドレル
８７に向けて送られる。オリフィス９６から酸素の「イ
ンナーシールド」（ｉｎｎｅｒ ｓｈｉｅｌｄ）が放出
されてバーナフェースでの反応化合物の反応を防止す
る。オリフィス９８からの酸素の「アウターシールド」
（ｏｕｔｅｒ ｓｈｉｅｌｄ）流が放出される。このバ
ーナ設計は米国特許第３６９８９３６号に開示されてい
るものと幾分類似している。この特許のものは、インナ
ーシールドを発生するための環状スロットを教示してお
り、かつアウターシールド用オリフィスがない点で異な
っている。バーナ２５のオリフィスはすべて上記米国特
許に教示されているのと同様の態様でマニホルドによっ
て供給される。オリフィス９６、９７および９８の軸線
は若干整列または収束されており、従ってそれらのオリ
フィスから放出されたガスはオリフィス９４から放出さ
れた反応化合物に向かって送られる。フェース９５から
短い距離だけ離間されているシールド９９は周囲の空気
流からスート流を保護するとともに層流を改善する。
【００５０】補助バ−ナ９０は沈積時に多孔質のガラス
プリフォ−ムの端部に向けて炎を送る。補助バ−ナを使
用することは米国特許第4810276号に教示されている。
【００５１】 バーナにガス・蒸気混合物を送るための
システムは米国特許第４３１４８３７号に開示されたも
のである。液体ＳｉＣｌ４だ第１の容器内で７９℃に維
持され、また液体ＧｅＣｌ４が第２の容器内で１００℃
に維持され、約２０ｐｓｉの蒸気を発生した。被覆９１
および９２の沈積時に、第１および第２の容器から蒸気
が計量され、そしてバーナオリフィス９４に供給される
前に酸素と予備混合された。バーナはマンドレルの４９
ｃｍのセクションを２５秒で移動した。
【００５２】 １回のバーナ通過の間にマンドレル上に
炭素粒子を沈積させるために、バーナに支持されたアセ
チレントーチが最初に用いられ、多孔質プリフォームの
取り外しを容易にした。次にバーナ２５をマンドレル８
７に沿って４００分の間移動させることによって多孔質
のコアプリフォーム９３が形成された。各被覆はバーナ
２５に対してマンドレルを多数回移動させて多数のスー
ト層を形成させることによって形成された。バーナはチ
ューブとプリフォームとの間の結合を補強するために突
出部８９の近傍における付加的な通過を行った。コア領
域９２はスートを１６０分間沈積させることによって形
成された。この時間のあいだに、ＳｉＯ２が４ｓｌｐｍ
流量で流され、またＧｅＯ２が０．４７ｓｌｐｍの流量
で流された。被覆９１は次の２４０分の間バーナにＳｉ
Ｃｌ４を４ｓｌｐｍの流量で流すことによって形成され
た。
【００５３】プリフォ−ムが旋盤から除去され、そして
マンドレルがチュ−ブ８８を通じて除去され、それによ
って多孔質プリフォ−ムに長手方向の孔ができた。突出
部８９がチュ−ブ８８をプリフォ−ムに接着させた。そ
のチュ−ブは爾後の処理のための支持を与えるためにプ
リフォ−ムの一端部に残された。つぎに米国特許第4125
388号の教示に従って、プリフォ−ムが乾燥されそして
コンソリデ−トされた。ガス誘導ハンドルがチュ−ブ８
８の端部に対して炎加工された。短い長さの毛細管が多
孔質プリフォ−ムの孔の下端部に挿入された。塩素5容
積％およいびヘリウム95容積％よりなる乾燥ガスがハン
ドルおよびチュ−ブ８８を通ってプリフォ−ムの孔に流
入された。ヘリウム放逐ガスがコンソリデ−ション炉マ
ッフル中を上方に流された。プリフォ−ムがコンソリデ
−ション炉マッフル内に徐々に下降され、それによって
52 mmの直径および0.4のコア・クラッド比を有するコン
ソリデ−トしたプリフォ−ムが形成された。
【００５４】コンソリデ−トしたプリフォ−ムが図２の
延伸装置に挿入され、そこでそれの上端部に真空コネク
タが固着された状態で先端部を1900℃に加熱された。プ
リフォ−ム３６の端部が延伸されてそれの孔が非常に細
くなされるかあるいは完全に閉塞された後で、その孔が
脱気された。プリフォ−ムの下端部が約15 cm/minの速
度で下方に引張られ、そしてそれの直径が減寸されて、
脱気された孔がコラップスされた。このようにして得ら
れたロッドの直径は12 mmであった。
【００５５】 複数の９０ｃｍのセクションがロッドか
ら切断され、そしてそれらのセクションの１つの旋盤に
支持され、そこでこの１つのセクションが付加的なシリ
カクラッドスートの沈積のためのマンドレルとして機能
した。この外側クラッドはバーナにＳｉＣｌ４の蒸気を
２ｓｌｐｍの流量で３００分間流すことによって形成さ
れた。このオーバークラッド処理は７０ｍｍの外形を有
するＳｉＯ２の被覆が沈積されて複合プリフォームを形
成するまで継続された。９８．７５容積％のヘリウムと
１．２５容積％の塩素との混合物がマッフルを通って上
方に流れている状態で、複合プリフォームが１４５０℃
でコンソリデートされた。このようにして得られたコン
ソリデートしたコアプリフォームは３８ｍｍの直径を有
していた。
【００５６】このようにして得られた単一モ−ドコアプ
リフォ−ムが図１に示されている。コア１１の両側にお
けるクラッド１２に幅1.3 cm×深さ6 mmの長手方向に延
長した溝を形成するために研削ホイ−ルが用いられた。
この溝付きコアプリフォ−ムが図２の装置に挿入され、
そこで先端部を1900℃に加熱された。19.2 mmの外径を
有する溝付きロッド２１がプリフォ−ム１０から延伸さ
れた。ロッド２１が30cmのセクションに切断され、これ
らのセクションがHFで20分洗浄され、そして脱イオン水
で水洗いされた。
【００５７】内径が20 mm、外径が25 mmのシリカクラッ
ドチュ−ブ２７の長さ100 cmの片の一端部が端部２９で
テ−パをつけられ（図４に示されているように）、そし
てシリカプラグ３０がこのテ−パ端部に融着された。こ
のようにして得られた構造の端部が旋盤に取り付けら
れ、そこで炎加水分解バ−ナ２５（図３）に対して回転
と直線往復運動をなされた。バ−ナ炎に隨伴したSiO2の
粒子２６がチュ−ブ２７上に沈積され、70 cmの長さと7
0 mmの直径を有する1000グラムの被覆２８を形成した。
溝付きコアプリフォ−ム２２がテ−パ端部に接触するま
でチュ−ブ２７の反対側端部に挿入された。チュ−ブ２
７の約40 cmが溝付きコアセクション２２の向うに延長
した。チュ−ブ２７の端部３４がテ−パをつけられ、そ
してハンドル３５に融着された。アセンブリ３２が1 rp
mで回転されながら、毎分5 mmの速度でコンソリデ−シ
ョン炉マッフル内に下降された。コンソリデ−ション時
に、アセンブリ３２は1460℃の温度を受け、そして400
ccの塩素と20 lpmのヘリウムよりなるガス混合物がマッ
フルを通って上方に流された。
【００５８】ス−ト被覆２８がコンソリデ−トし、チュ
−ブ２７がセクション２２に対接して内方に押され、そ
して接触面が融着された。このようにして得られたコン
ソリデ−トしたプリフォ−ムから一端部を切断すること
によって平面状の端面４３（図６）が形成された。テ−
パ領域３４（図４）がハンドル３５から切断され、そし
て図６のガス誘導ハンドル４４に融着された。
【００５９】チュ−ブ５３からチュ−ブ２７の頂部に1
slpmの流量でNF3が流入している状態で、コンソリデ−
トしたアセンブリ３８が5 mm/minの速度でコンソリデ−
ション炉マッフル３１内に下降された。炉のホットゾ−
ン内に位置しているアセンブリ３８の領域が約1200℃に
加熱された。このエッチング工程によって直径12 mmの
穴を有するプリフォ−ム５６が形成された。このタイプ
のプリフォ−ムが実施例１および２で用いられた。
【００６０】図１５に関連して上述したものと同様の装
置が応力ロッドを作成するために用いられた。テ−パ付
きアルミナマンドレルが上述のようにガラスチュ−ブ８
８に挿入され、かつマンドレルの端部が旋盤に取り付け
られた。バ−ナ２５のフェ−スがマンドレルから24 cm
のところに位置決めされた。バ−ナオリフィス９７から
のCH4および酸素の流量は、従来の流量がそれぞれ約10
slpmおよび6 slpmであったのに対して、それぞれ7 slpm
および1.6 slpmであった。インナ−およびアウタ−シ−
ルドオリフィスからそれぞれ1.6 slpmおよび1.2 slpmで
酸素が流れた。バ−ナは１つの方向に1.6 cm/secの速度
でマンドレルに沿って移動した。それの戻りの速度は20
cm/secであった。通常の移動速度(1.6 cm/sec)が両方
向で用いられると、リップルが生じた。約25重量％のB2
O3を含有したホウケイ酸ガラス組成はレイダウン時に容
易に焼結する。上述したバ−ナ移動速度、バ−ナとマン
ドレルの距離、および炎ガスの流量は焼結を排除する比
較的低温のレイダウン条件を与える。
【００６１】粒状炭素分離層を最初に沈積させることや
補助バ−ナを用いることのような処理上の特徴について
上述した。
【００６２】全345分の稼働の間、液体SiCl4の79℃容器
からの蒸気が2 slpmの流量でバ−ナに流れた。B2O3が最
初に0.6 slpmの流量でバ−ナに流され、そしてそれの流
れが65分の期間の間に1.1 slpmまで直線的に増加され、
その後は稼働の残りの280分にわたって流量は一定に保
持された。
【００６３】プリフォ−ムが旋盤から取外され、そして
マドレル１がチュ−ブ８８を通じて除去されると、多孔
質プリフォ−ムに長手方向の孔ができた。ガス誘導ハン
ドルがチュ−ブ８８の端部に対して炎加工された。プリ
フォ−ムが走査コンソリデ−ション炉のマッフル内の所
定位置に下降された。1 slpmのヘリウムと100 sccmの塩
素よりなる乾燥ガスがハンドルを通ってプリフォ−ムの
孔に流入した。20 slpmのヘリウムよりなるマッフルガ
スがコンソリデ−ション炉マッフルを通って上方に流さ
れた。約1020℃のホットゾ−ンがプリフォ−ムに沿って
6 cm/minの速度で上方に走査して、直径34 mmのソンソ
リデ−トしたプリフォ−ムを形成した。
【００６４】コンソリデ−ションサイクルの後で、コン
ソリデ−トしたプリフォ−ムが約30cmだけ持上げられ、
そして孔の表面から材料の薄い層を除去するために1 sl
pmのNF3がその孔を通じて4分間流された。その後でコン
ソリデ−トしたプリフォ−ムが炉のもとのコンソリデ−
ション位置に下降され、そして75 SCCMのSF6と120sccm
のO2よりなるガス混合物が上記孔を通って流された。こ
のSF6エッチング時に、約1040℃のホットゾ−ンが10 mm
/minでプリフォ−ムを走査した。
【００６５】コンソリデ−トされエッチングされたプリ
フォ−ムがコンソリデ−ション炉から取り出されて図２
の延伸装置に挿入され、そこでそれの上端部に真空コネ
クタが固着され、そして先端部を約1350℃に加熱され
た。プリフォ−ムが延伸されると、脱気された孔が閉塞
された。プリフォ−ムの下端部が細長いロッドを形成す
るのに十分な速度で下方に引張られた。12 mmの穴（実
施例１の場合）と7.8 mmの穴（実施例２の場合）に嵌入
するのに十分な大きさの直径を有するロッドが形成され
た。
【００６６】実施例１ 長さ16cmの２つの応力ロッドが細長いロッドから切断さ
れた。各ロッドには下記のように漸変ＴＣＥ延長部が設
けられた。ロッドＡおよびＢはそれぞれ15重量％のB2O3
および7重量％のB2O3をド−プされたSiO2で形成され
た。ロッドＡおよびＢは応力ロッドと同じ直径を有して
いた。ロッドＡはロッド６２の端部に融着され、そして
付着されたロッドは4mmの長さのセクションを与えるよ
うに刻み目をつけられて破断された。この処理は同様の
セクション６４を形成するためにロッド６２の他の端部
に対しても繰返された。ロッドＢはセクション６３に融
着され、そして3cmの長さを有するロッド６５を形成す
るために切断された。セクション６４にロッドＢの6cm
の長さの片を付着するためにこの処理が繰返された。
【００６７】ロッド６２は、ロッド６５の端部が端面４
３’と同一平面関係となるまで穴５８に挿入された。チ
ュ−ブ２７の両側に対して炎が送られ、そのチュ−ブを
内方に変形させかつロッド６６の領域６８に融着させ
た。このようにして得られたアセンブリが240℃のオ−
ブン内に約13分配置して乾燥された。
【００６８】このようにして得られた延伸用母材が延伸
炉に挿入され、そしてそれのハンドルに真空アタッチメ
ントが連結された。応力ロッドが穴５８の壁に融着され
た中実の母材を形成するために、延伸用母材が2050℃の
ホットゾ−ンを通って30cm/minの速度で下方に移動され
た。その後で、延伸用母材がホットゾ−ンを通ってマッ
フルの頂部に迅速に戻された。この挿入工程は、実質的
に空乏を有しない中実の母材を確実に形成するために反
復された。
【００６９】炉温度が2050℃である間に、偏波面保存単
一モ−ド光ファイバが延伸された。
【００７０】このようにして得られたファイバはコアの
直径が5.8μmで、外径が22μmであった。応力ロッドの
直径は22μmであり、各応力ロッドとコア６８との間の
距離は2.9μmであった。ファイバの減衰は1550nmで0.8d
B/kmであった。ビ−ト長は2.5mmであり、hパラメ−タは
1×10-5に等しいかあるいはそれより小さかった。
【００７１】実施例２ プリフォ−ム５６が図２の延伸装置に挿入され、そこで
もとの長さの２倍に延伸され、それによって穴５６が直
径を約8.7mmまで減寸され、そしてプリフォ−ムの直径
が約25mmまで減寸された。プリフォ−ムの端部における
チュ−ブ（図６のチュ−ブ２７を参照）が除去され、そ
れによってこのチュ−ブが２つの平面状の端面を有する
ようになった。6cmの長さのシリカロッドが各穴の長手
方向の中心に挿入された。ロッドの中心においてプリフ
ォ−ムに対して炎が送られ、そして２つの端部がプリフ
ォ−ムを延伸かつ切断して２つの修正されたプリフォ−
ム６１’（図１４参照）とするために両方向に引張られ
た。長さ14cmの２つの応力ガラスロッドが穴５８’に挿
入され、そしてそと後でロッド６６’が挿入された。ロ
ッド６６’の端面は端面６７’と同一平面関係にあっ
た。各ロッド６６’と端面６７’との間の境界面に炎が
送られロッドを端面に付着されるとともにそれが長手方
向に移動しないようにする。テ−パ付き端部チュ−ブと
脱気ハンドルが端面６７’に付着され、そしてその結果
えられたアセンブリがそれを250℃のオ−ブンの中に約1
3分配置することによって乾燥された。
【００７２】このようにして形成された延伸用母材が延
伸炉に挿入され、そして真空アタッチメントがそれのハ
ンドルに連結された。穴５８の壁に応力ロッドが融着さ
れた中実の母材を形成するために、延伸用母材は1750℃
のホットゾ−ンを通って5cm/minの速度で下方に移動さ
れた。その後で、延伸用母材はマッフルの頂部までホッ
トゾ−ンを通って迅速に戻された。実質的に空乏のない
中実の母材を確実に形成するためにこの挿入工程が繰返
された。
【００７３】炉温度が2150℃まで上昇され、そして外径
が80μmの偏波面保存単一モ−ド光ファイバが延伸され
た。このファイバは実施例１によって作成されたファイ
バと同様の減衰および偏波特性を呈示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】溝付きコアプリフォ−ムの断面図である。
【図２】溝付きコアプリフォ−ムからロッドを延伸する
状態を示す概略図である。
【図３】ガラスチュ−ブにガラス粒子の被覆を添着して
いる状態を示している
【図４】第１のアセンブリのコンソリデ−ションと融着
を示す断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿って見た断面図である。
【図６】図４に示された工程で得られたコラップスされ
たプリフォ−ムに対するボ−ルジョイント型ガス誘導ハ
ンドルの連結を示している。
【図７】図４に示されたコンソリデ−ション／融着工程
から得られたプリフォ−ムの断面図である。
【図８】図６のプリフォ−ムをエッチングすることによ
って形成された拡大された穴を示す断面図である。
【図９】応力ロッドを含んだ延伸用母材を作成する方法
を示す断面図である。
【図１０】本発明の方法によって作成された偏波面保存
単一モ−ドファイバの断面図である。
【図１１】応力ロッドの形状の一例を示す断面図であ
る。
【図１２】応力ロッドの形状の一例を示す断面図であ
る。
【図１３】応力ロッドの形状の一例を示す断面図であ
る。
【図１４】図９の方法の修正を示す断面図である。
【図１５】マンドレルに多孔質ガラスの第１および第２
の被覆を添着している状態を示す断面図である。
【図１６】従来の火炎加水分解バ−ナの断片的な断面図
である。
【符号の説明】
７７： 光ファイバ ７８： コア ７９： クラッド ８０：応力ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンカタ アディセシャイア バーガバ チュラ アメリカ合衆国ニューヨーク州14814、 ビッグ フラッツ、オーチャード ドラ イブ267 (72)発明者 ロバート マーチン ホーク アメリカ合衆国ニューヨーク州14810、 バス、ロビー ストリート27 (72)発明者 スティーブン ホワード ターツア アメリカ合衆国ニューヨーク州14870、 ペインテッド ポスト、パイオニア ロ ード313 (56)参考文献 特開 平２−212324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−92928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12626（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−157133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/02 C03B 37/012

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クラッドガラスによって包囲されたガラ
    スコアを有する円筒状のコアプリフォームの直径方向に
    対向した側に長手方向の溝を形成し、 前記コアプリフォームをガラスチューブに挿入し、 前記コアプリフォーム上で前記チューブを収縮させて前
    記コアの両側に長手方向の孔を有するアセンブリを形成
    し、 前記長手方向の孔のそれぞれに、前記クラッドガラスと
    は異なる膨張係数を有するガラス応力ロッドを挿入し、 この結果得られた延伸用母材を延伸して光ファイバを形
    成することよりなり、 前記挿入する工程が、前記孔より短い応力ロッドを各孔
    に挿入し、応力ロッドの各端部において所定の長さのガ
    ラスプラグを各孔に挿入し、そして前記延伸工程時に前
    記応力ロッドが溶融して前記孔から流れるのを防止する
    ために前記延伸用母材に前記プラグを付着させることよ
    りなる、偏波面保存単一モード光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記延伸工程に先立って、前記孔を形成
    する前記応力ロッドと前記クラッドガラスの表面との間
    の空間を脱気し、そして前記延伸用母材を加熱して前記
    応力ロッドのそれぞれをそれらが挿入された前記孔の表
    面に融着させることを含む請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記コアプリフォームと前記チューブと
    の間の境界面を融着し、それによって前記コアに平行な
    長手方向の孔を有するコンソリデートされたアセンブリ
    を形成する工程をさらに含んだ請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記収縮および融着工程が、前記チュー
    ブに前記コアプリフォームを挿入することによって形成
    されたアセンブリを加熱し、そして前記チューブに差圧
    を印加し、それによって外側チューブ表面に対する圧力
    が内側チューブ表面に対する圧力より高くなるようにす
    ることよりなる請求項３の方法。
  5. 【請求項５】 前記収縮および融着工程が、前記チュー
    ブの外表面上にガラス粒子を沈積させ、前記チューブに
    前記コアプリフォームを挿入することによって形成され
    たアセンブリを加熱して前記粒子をコンソリデートさせ
    ることよりなり、このコンソリデート処理により前記チ
    ューブに半径方向内方の力を加え、そのチューブを前記
    コアプリフォームに対して収縮させ、前記加熱工程によ
    り前記チューブを前記ロッドに融着させる請求項３の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記応力ロッドを挿入するのに先立っ
    て、前記孔の断面積を拡大する工程をさらに含んだ請求
    項３の方法。
  7. 【請求項７】 前記拡大する工程が前記孔にエッチャン
    トを流すことよりなる請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 前記流す工程が、前記孔を拡大しかつ前
    記孔の断面形状を実質的に円形の形状に変えるのに十分
    な時間のあいだ継続される請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 前記流す工程が、前記チューブを加熱し
    かつ前記孔に気相エッチャントを流すことよりなる請求
    項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記挿入する工程が、前記クラッドガ
    ラスと前記応力ロッドとの中間の熱膨張係数を有するガ
    ラスプラグを前記応力ロッドの各端部に付着することに
    よって形成された複合ロッドを各孔に挿入し、この場
    合、前記応力ロッドの長さは前記プラグのそれぞれの一
    部分が前記孔内にあるような長さであり、そして前記延
    伸工程時に応力ロッドが溶融して前記孔から流れるのを
    防止するために前記延伸用母材に前記プラグを付着する
    ことよりなる請求項１の方法。
  11. 【請求項１１】 クラッドガラスによって包囲されたガ
    ラスコアと、このコアの両側における一対の長手方向の
    孔を有するプリフォームを準備し、 前記クラッドガラスとは異なる膨張係数を有するガラス
    よりなる応力ロッドを前記孔のそれぞれに挿入して延伸
    用母材を形成し、 前記孔を形成する前記応力ロッドと前記クラッドガラス
    の表面との間の空間を脱気し、 前記応力ロッドのそれぞれをそらが挿入された前記孔の
    表面に融着し、 このようにして得られた延伸用母材を延伸して光ファイ
    バを形成する工程よりなり、 前記挿入する工程が、前記各孔にこの孔より短い応力ロ
    ッドを挿入し、応力ロッドの各端部に所定の長さのガラ
    スプラグを挿入し、そして延伸工程時に前記応力ロッド
    が溶融し前記孔から流れるのを防止するために前記延伸
    用母材に前記プラグを付着することよりなる、偏波面保
    存単一モード光ファイバ製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記融着しかつ延伸する工程が、前記
    延伸用母材を炉の入口領域に挿入し、前記延伸用母材を
    それの実質的な伸張を防止するのに十分に速い速度で前
    記炉のホットゾーンを通し、この場合、前記挿入速度お
    よび前記ホットゾーンの温度は前記応力ロッドのそれぞ
    れをそれらが挿入された前記孔の表面に融着させるのに
    十分であり、前記延伸用母材を前記入口領域に回収し、
    前記延伸用母材の材料の延伸温度まで前記ホットゾーン
    の温度を上昇させ、前記延伸用母材の一端部を前記ホッ
    トゾーンに挿入し、そして前記延伸用母材からファイバ
    を延伸することよりなる請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 前記挿入する工程が、前記クラッドガ
    ラスと前記応力ロッドとの間の熱膨張係数を有するガラ
    スプラグを前記応力ロッドの各端部に付着することによ
    って形成された複合ロッドを各孔に挿入し、この場合、
    前記応力ロッドの長さは前記プラグのそれぞれの少なく
    とも一部分が前記孔内にあるような長さであり、そして
    前記延伸工程時に応力ロッドが溶融して前記孔から流れ
    るのを防止するために前記延伸用母材に前記プラグを付
    着することよりなる請求項１１の方法。
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