JP6632600B2 - 高塩素含有量の低減衰光ファイバー - Google Patents

Description

関連出願との相互参照

本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１４年７月１０日に出願された米国特許仮出願第６２／０２２，９２６号明細書に対する優先権の恩典を主張するものであり、なお、本出願は当該仮出願の内容に依拠し、ならびに当該仮出願の全体は参照により本明細書に組み入れられる。

本発明は、ファイバーのコアに高い塩素ドーパントレベルを有する光ファイバーに関する。

依然として、より低い減衰の光ファイバーが必要とされている。低減衰は、光ファイバーの最も重要な特性の１つである。ほとんどの光ファイバーが、コア領域にゲルマニア（ＧｅＯ_２）をドープされたシリカを、ならびにオーバークラッド領域に純粋なシリカを使用している。しかしながら、ゲルマニアドーピングに起因するレイリー散乱は、レイリー散乱がドーパントの濃度変動に関連しているため、実用的なファイバーの場合、ファイバーの低減衰を約０．１８ｄＢ／ｋｍに制限する。ドーパントの濃度変動を低減するために、フッ素をドープされたクラッドを利用して、比較的高シリカコアのファイバーが作製されている。これらのファイバーは、しばしば、少量の塩素を含んでいる。しかしながら、これらの高シリカ含有量コアの光ファイバーは、コアの高い仮想温度に起因してレイリー散乱を増加させる、高い粘度を有する。さらに、当該フッ素（Ｆ）をドープされたクラッドは、はるかに低い粘度を有しており、その結果、コア領域に高い線引き成形誘起応力が生じる。コア領域でのこの高い応力は、ガラス緩和を減少させ、これが、レイリー散乱損失を増加させる。さらに、応力効果は、応力光学効果によりコアの屈折率を減少させ、それが、単一モードのファイバーを作製するために必要なコアの屈折率の変更を達成するのを困難にしており、結果として、クラッドにさらにより高い量（約２倍）のフッ素ドーピングが必要である。このより高いＦドーピングにより、シリカコアおよびＦドープされたクラッドは、さらに高い粘度および応力差を有することとなり、その結果、当該ファイバーは、低減衰を達成するために低い速度で線引き成形されることになる。

シリカと１．５重量％以上の塩素と０．６重量％未満のフッ素を含有するコアを含む光導波路ファイバーであって、当該コアが屈折率Δ_１ＭＡＸを有し、当該コアを囲むクラッド領域が屈折率Δ_２ＭＩＮを有し、この場合、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_２ＭＩＮである、光導波路ファイバーについて本明細書において開示する。本明細書において開示されるファイバーは、好ましくは、１５５０ｎｍで単一モード化される。いくつかの実施形態において、本明細書において開示されるファイバーは、１２６０ｎｍ以下の２２ｍケーブルカットオフを示し得る。いくつかの好ましい実施形態において、クラッドのフッ素に対するコアの塩素のモル比は１を超え、より好ましくは１．５を超える。本明細書において開示されるファイバーは、好ましくは１重量パーセント未満のＧｅＯ_２を含有し、より好ましくはＧｅＯ_２を全く含有しない。いくつかの好ましい実施形態において、当該コアは、２重量％を超える量、より好ましくは２．５重量パーセントを超える量、さらにより好ましくは３重量パーセントを超える量の塩素を含む。

いくつかの実施形態において、コア領域は、２．５重量％を超える塩素をドープされ得、クラッド領域はフッ素をドープされない。さらに別の実施形態において、コア領域は、３重量％を超える塩素をドープされ、クラッド領域はフッ素をドープされない。

本明細書において開示されるファイバー設計は、クラッドに等しいかまたはより低粘度を有するコアを提供する。これは、結果として、ファイバー内での応力の減少をもたらし、それに応じて、ファイバー減衰の減少をもたらすが、それは、粘度の不一致の減少によるだけでなく、ＣＴＥ（熱膨張係数）の不一致の減少にも起因する。これらのファイバーのモデル化された例は、高速の線引き速度で線引き成形された場合でさえ、１５５０ｎｍにおいて約０．１５ｄＢ／Ｋｍの減衰を有する。

本明細書において開示されるファイバー設計により、Ｇ．６５２準拠の光学特性、１３１０ｎｍにおいて８．２マイクロメートルを超えるＭＦＤ、典型的には１３１０ｎｍにおいて８．２マイクロメートルと９．４マイクロメートルの間のＭＦＤ、１３００≦λ_０≦１３２４ｎｍのゼロ分散波長λ_０、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ、ならびに１５５０ｎｍにおいて≦０．１８ｄＢ／Ｋｍ、より好ましくは≦０．１７ｄＢ／Ｋｍ、さらにより好ましくは１５５０ｎｍにおいて≦０．１６ｄＢ／Ｋｍ、さらにより好ましくは１５５０ｎｍにおいて≦０．１５ｄＢ／Ｋｍ、最も好ましくは１５５０ｎｍにおいて≦０．１４ｄＢ／Ｋｍの減衰、を有するファイバーを結果として得ることが可能である。

本明細書において開示されるファイバー設計は、７０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積を有する光ファイバーも含む。いくつかの実施形態において、開示されるファイバーの１５５０ｎｍでの実効面積は、９０マイクロメートル^２を超える。他の実施形態において、開示されるファイバーの１５５０ｎｍでの実効面積は、１１０マイクロメートル^２を超える。さらに他の実施形態において、開示されるファイバーの１５５０ｎｍでの実効面積は、１３０マイクロメートル^２を超える。いくつかの好ましい実施形態において、７０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積を有する光ファイバーは、１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有する。いくつかの他の好ましい実施形態において、１１０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積を有する光ファイバーは、１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有する。さらに他の好ましい実施形態において、１３０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積を有する光ファイバーは、１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有する。いくつかの他の実施形態において、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて２ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する光ファイバー。いくつかの他の実施形態において、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて１ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する光ファイバー。いくつかの他の実施形態において、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて０．５ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する光ファイバー。いくつかの他の実施形態において、９０マイクロメートル^２と１２０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて３ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する光ファイバー。いくつかの他の実施形態において、１２０マイクロメートル^２と１５０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて５ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する光ファイバー。本明細書において開示されるのはまた、光ファイバーを作製する方法であって、当該方法は、第一炉に１０ｍ^２／ｇｍを超える表面積を有する光ファイバープリフォームを提供するステップと、１３００℃より高い温度で、塩素を含有する雰囲気に当該プリフォームを暴露させるステップを含む第一塩素ドーピングステップにおいて当該プリフォームに塩素をドーピングするステップとを含む。当該第一塩素ドーピングステップは、当該プリフォームを、ＳｉＣｌ_４を含む雰囲気に暴露させるステップを含み得、ならびに当該方法はさらに、当該第一塩素ドーピングステップの後に当該プリフォームを水または酸素を含有する雰囲気に暴露させることによってプリフォームをさらに活性化させるステップを含み、ならびに当該方法はさらに、１３００℃より高い温度で、塩素を含有する雰囲気中で第二塩素ドーピングステップにおいて当該プリフォームに塩素をドーピングするステップを含む。

その実施例が添付の図面に例示されている、好ましい本実施形態について詳細に説明する。

本明細書において開示される光導波路ファイバーの実施形態に対応する屈折率プロファイルを示す。 本明細書において開示される光導波路ファイバーの実施形態に対応する代替の屈折率プロファイルを示す。 本明細書において開示される光導波路ファイバーの実施形態に対応する代替の屈折率プロファイルを示す。 本明細書において開示される光導波路ファイバーの実施形態に対応する代替の屈折率プロファイルを示す。 シリカスートを堆積させる方法を示す。 スートプリフォームをドーピングおよび固結する機器および方法を示す。

さらなる特徴および利点について、以下の詳細な説明で述べ、当該説明から当業者には明かとなるか、特許請求の範囲および添付の図面と共に以下の記述で説明されるように実践することによって認識されるであろう。

低減衰は、光ファイバーの最も重要な特性の１つである。本明細書において開示される光ファイバーは、海底および陸上長距離システム用の光ファイバーケーブルにおいての低減衰光ファイバーとしての使用にとって貴重である。

「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と導波路ファイバー半径の間の関係性である。屈折率プロファイルの各セグメントの半径は、略語ｒ_１、ｒ_２、ｒ_３、ｒ_４などによって得られ、本明細書では、相互互換的に小文字および大文字が使用される（例えば、ｒ_１はＲ_１と同等である）。

明記されない限り、「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、本明細書において使用される場合、ｎ_ｃは、ドープされていないシリカガラスの平均屈折率である。本明細書において使用される場合、相対屈折率はΔによって表され、その値は、特に明記されない限り、「％」の単位で与えられる。用語：デルタ、Δ、Δ％、％Δ、デルタ％、％デルタ、およびパーセントデルタは、本明細書において相互互換的に使用され得る。ある領域の屈折率が、ドープされていないシリカの平均屈折率より小さい場合、当該相対屈折率パーセントは負であり、ディプレスト領域またはディプレスト屈折率を有すると呼ばれる。ある領域の屈折率が、クラッド領域の平均屈折率より大きい場合、当該相対屈折率パーセントは正である。本明細書において、「アップドーパント（ｕｐｄｏｐａｎｔ）」は、ドープされていない純粋なＳｉＯ_２に対して相対的に屈折率を高める傾向を有するドーパントであると考えられる。本明細書において、「ダウンドーパント（ｄｏｗｎｄｏｐａｎｔ）」は、ドープされていない純粋なＳｉＯ_２に対して相対的に屈折率を低下させる傾向を有するドーパントであると考えられる。アップドーパントの例としては、ＧｅＯ_２（ゲルマニア）、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｃｌ、Ｂｒが挙げられる。ダウンドーパントの例としてはフッ素が挙げられる。

「波長分散」は、本明細書において「分散」と呼ばれ、特に明記されない限り、導波路ファイバーの分散は、材料分散、導波路分散、およびモード間分散の合計である。単一モードの導波路ファイバーの場合、モード間分散はゼロである。ゼロ分散波長は、分散がゼロの値を有する波長である。分散傾斜は、波長に関する分散の変化率である。

「実効面積」は、

と定義され、式中、積分の範囲は０から∞であり、ｆは、導波路中を伝搬する光に関連する電界の横方向成分である。本明細書において使用される場合、「実効面積」または「Ａ_ｅｆｆ」は、特に明記されない限り、１５５０ｎｍの波長における光学実効面積を意味する。

用語「α−プロファイル」は、「％」の単位のΔ（ｒ）によって表される、相対屈折率プロファイルを意味し、この場合、ｒは半径であり、以下の式：

に従い、式中、ｒ_０は、Δ（ｒ）が最大となる位置であり、ｒ_１は、Δ（ｒ）％がゼロの位置であり、ｒは、ｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆの範囲にあり、Δは上記で定義され、ｒ_ｉは、α−プロファイルの始点であり、ｒ_ｆは、α−プロファイルの終点であり、αは、実数である指数である。

モードフィールド直径（ＭＦＤ）は、ピーターマンＩＩ法を使用して測定され、その場合、２ｗ＝ＭＦＤであり、ならびにｗ^２＝（２∫ｆ^２ｒｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］^２ｒｄｒ）であり、積分の範囲は０から∞である。

導波路ファイバーの曲げ抵抗性は、規定された試験条件下で、例えば、規定された直径のマンドレルの周りにファイバーを配置または巻き付けて、例えば、６ｍｍ、１０ｍｍ、もしくは２０ｍｍのいずれかまたは類似の直径のマンドレルの周りに１回巻き付けて（例えば、「１×１０ｍｍ直径のマクロベンド損失」または「１×２０ｍｍ直径のマクロベンド損失」）、１巻あたりの減衰の増加を測定することにより、誘起される減衰によって測ることができる。

曲げ試験のタイプの１つは、横方向荷重マイクロベンド試験である。このいわゆる「横方向荷重」試験（ＬＬＷＭ）では、規定された長さの導波路ファイバーが、２つの平坦なプレートの間に位置される。＃７０ワイヤメッシュが、当該プレートの一方に取り付けられる。既知の長さの導波路ファイバーが、当該プレートの間に挟持され、当該プレートを３０ニュートンの力でお互いに押し付けながら、基準減衰が測定される。次いで、７０ニュートン力が当該プレートに加えられ、ｄＢ／ｍでの減衰の増加が測定される。当該減衰の増加は、指定された波長（典型的には、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍ、または１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）においてのｄＢ／ｍでの導波路の横方向荷重減衰である。

曲げ試験の別のタイプは、ワイヤメッシュで覆われたドラムマイクロベンド試験（ＷＭＣＤ）である。この試験では、４００ｍｍ直径のアルミニウムドラムにワイヤメッシュが巻き付けられる。当該メッシュは、伸縮させずにしっかりと巻き付けられ、穴、へこみ、または損傷があってはならない。ワイヤメッシュ材料の仕様：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ（クリーブランド、オハイオ州）、部品番号：８５３８５Ｔ１０６、防食タイプ：３０４ステンレス鋼金網布、直線的インチあたりのメッシュ：１６５×１６５、ワイヤ直径：０．００１９インチ、開口部の幅：０．００４１インチ、開口面積％：４４．０。規定された長さ（７５０メートル）の導波路ファイバーが、８０（＋／−１）グラムの張力を印加しながら０．０５０センチメートルの巻き取りピッチでワイヤメッシュドラム上に１ｍ／ｓで巻かれる。ファイバーの規定された長さの終点は、張力を維持するためにテープで止められ、ファイバーの交差はない。光ファイバーの減衰は、指定された波長（典型的には、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、１３１０ｎｍ、または１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）で測定され、基準減衰は、滑らかなドラム上に巻かれた光ファイバーにおいて測定される。減衰の増加は、指定された波長（典型的には、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、１３１０ｎｍ、または１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）での導波路のｄＢ／ｋｍでのワイヤメッシュで覆われたドラム減衰である。

「ピン配列」曲げ試験は、曲げに対する導波路ファイバーの相対抵抗性を比較するために使用される。この試験を実施するために、誘起された曲げ損失を実質的に有さない導波路ファイバーにおいて減衰損失を測定する。次いで、当該導波路ファイバーを当該ピン配列の周りに編んで、再び減衰を測定する。曲げによって誘起された損失は、測定された２つの減衰の間の差である。当該ピン配列は、一列に配置された１０本セットの円柱状のピンであり、平坦な表面上に固定され垂直状態で維持されている。ピンの中心間隔は５ｍｍである。ピンの直径は０．６７ｍｍである。試験の際、導波路ファイバーを当該ピン表面の一部に適合させるために、十分な張力が印加される。減衰の増加は、指定された波長（典型的には、１２００〜１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍ、または１５５０ｎｍ、または１６２５ｎｍ）での導波路のｄＢでのピン配列減衰である。

所定のモードでの、理論ファイバーカットオフ波長または「理論ファイバーカットオフ」または「理論カットオフ」は、それを超えると、誘導された光がそのモードにおいて伝搬することができない波長である。数学的定義は、Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｊｅｕｎｈｏｍｍｅ，ｐｐ．３９−４４，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｃｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９０に見出すことができ、この場合、理論的ファイバーカットオフは、当該モードの伝搬定数が、外側クラッドの平面波伝搬定数に等しくなる波長として記述されている。この理論波長は、直径の変動が全く無く、無限に長い完全に真っ直ぐなファイバーに当てはまる。

ファイバーカットオフは、「２ｍファイバーカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる「ファイバーカットオフ波長」を得るために、標準的２ｍのファイバーカットオフ試験、ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５８０）によって測定される。ＦＯＴＰ−８０標準試験は、制御された量の曲げを使用してより高い次元のモードを取り除くために、または当該ファイバーのスペクトル反応をマルチモードのファイバーのスペクトル反応に対して正規化するために実施される。

ケーブル化カットオフ波長または「ケーブル化カットオフ」は、本明細書において使用される場合、ＥＩＡ−ＴＩＡ光ファイバー標準（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、すなわち、アメリカ電子工業会−アメリカ通信工業会光ファイバー標準（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｌｌｉａｎｃｅ − Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、の一部であるＥＩＡ−４４５光ファイバー試験手順（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）に記載されている２２ｍケーブル化カットオフ試験を意味する。

本明細書において明記されない限り、光学特性（例えば、分散、分散傾斜など）は、ＬＰ０１モードについて報告される。

本明細書において開示されるファイバーは、好ましくは、１５３０ｎｍ以下、いくつかの実施形態では、１４００以下、いくつかの実施形態では１２６０ｎｍ以下、の２２ｍケーブルカットオフを示す。

これらのファイバーのモデル化された例は、高速で線引き成形された場合でさえ、１５５０ｎｍで約０．１６５ｄＢ／Ｋｍ以下の減衰を有する。すなわち、線引き速度は、≧１０ｍ／ｓであり、いくつかの実施形態では、≧１５ｍ／ｓであり、いくつかの実施形態では、≧２５ｍ／ｓであり、いくつかの実施形態では、≧３５ｍ／ｓであり、いくつかの実施形態では≧４５ｍ／ｓである。

いくつかの実施形態において、本明細書において説明される光ファイバーは、１５５０ｎｍで単一モード化され得、１５５０ｎｍで、約５５マイクロメートル^２を超える、いくつかの実施形態では５５マイクロメートル^２と１５０マイクロメートル^２の間の、いくつかの実施形態では約６５マイクロメートル^２と１２０マイクロメートル^２との間の、実効面積を示し得る。いくつかの好ましい実施形態において、１５５０ｎｍでの実効面積は、約７０マイクロメートル^２と９５マイクロメートル^２の間である。いくつかの好ましい実施形態において、当該光ファイバーは、７０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積を有し得、さらに１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフも示し得る。いくつかの好ましい実施形態において、当該光ファイバーは、１１０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積および１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフを有し得る。いくつかの好ましい実施形態において、本明細書において開示される光ファイバーは、１３０マイクロメートル^２を超える１５５０ｎｍでの実効面積および１５３０ｎｍ未満のケーブルカットオフを示し得る。いくつかの実施形態において、当該光ファイバーは、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍの直径のマンドレルにおいて２ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有し得る。いくつかの実施形態において、当該光ファイバーは、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍの直径のマンドレルにおいて１ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有し得る。いくつかの他の実施形態において、当該光ファイバーは、７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍの直径のマンドレルにおいて０．５ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有し得る。いくつかの他の実施形態において、当該光ファイバーは、９０マイクロメートル^２と１２０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍの直径のマンドレルにおいて３ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有し得る。いくつかの他の実施形態において、当該光ファイバーは、１２０マイクロメートル^２と１５０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍの直径のマンドレルにおいて５ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有し得る。

図１に示された一例示的ファイバー１０は、最大屈折率デルタパーセントΔ_１ＭＡＸを有する中央ガラスコア領域１を含む。第一ディプレスト内側クラッド領域２が中央コア領域１を囲んでおり、当該第一内側クラッド領域２は、屈折率デルタパーセントΔ_２ＭＩＮを有し、この場合、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_２ＭＩＮである。内側クラッド領域２は、好ましくは、中央コアガラス領域１に直接隣接している。ガラスコア領域１は、シリカガラス、１．５重量％を超える塩素、および０．５重量％未満のフッ素を含む。ガラスコア領域１は、好ましくは１重量パーセント未満のＧｅＯ_２を含み、より好ましくはＧｅＯ_２を全く含有しない。いくつかの実施形態において、ガラスコア領域１は、２重量％を超える塩素をドープされたシリカガラスを含む。いくつかの他の実施形態において、ガラスコア領域１は、２．５重量％を超える塩素をドープされたシリカガラスを含む。いくつかの他の実施形態において、ガラスコア領域１は、３重量％を超える塩素をドープされたシリカガラスを含む。さらなる他の実施形態において、ガラスコア領域１は、２．５重量％を超える塩素をドープされたシリカガラスを含み、ならびに好ましくは、実質的にフッ素不含である。内側クラッド領域２は、フッ素をドープされたシリカを含む。用語Ｃｌ_ｃｏｒｅは、コア領域の塩素ドーパントの量（モル％）を表し、Ｆ_{ｉｎｎｅｒ ｃｌａｄ}は、内側クラッド領域のフッ素ドーパントの量（モル％）を表す。

中央コア領域１は、中央コア領域１の屈折率の最大傾斜を通って引かれた接線がゼロデルタ線と交差する場所として定義される外側半径ｒ_１を有する。いくつかの実施形態において、コア領域１は、１．５重量％を超える塩素および０．６重量％未満のフッ素を含み得、他の実施形態では、２．０重量％を超える塩素、他の実施形態では、２．５重量％を超える塩素、ならびに他の実施形態では、３．０重量％を超える塩素を含み得る。コア領域１は、０．６重量％未満のフッ素、いくつかの実施形態では、０．５重量％未満のフッ素、いくつかの実施形態では、０．２５重量％未満のフッ素を含み得る。より好ましくは、コア領域１は、実質的にフッ素を含有せず、最も好ましくは、コア領域１は、全くフッ素を含有しない。コア領域１は、約０．１５％Δから約０．５％Δの間の、いくつかの実施形態では、約０．１５％Δから０．３％Δの間の、ならびに他の実施形態では、約０．１８％Δから０．２５％Δの間の、最大屈折率デルタパーセントΔ_１ＭＡＸを示すように設計され得る。コア半径ｒ_１は、３マイクロメートルと１０マイクロメートルの間であり、いくつかの実施形態では、約３マイクロメートルと７マイクロメートルの間である。中央コア領域１は、ステップインデックス型プロファイルの単一セグメントを含み得る。いくつかの実施形態において、中央コア領域１は、０．５を超えかつ２００未満の、いくつかの実施形態では５を超え、いくつかの実施形態では１０を超え、ならびにいくつかの実施形態では１０を超え、かつ１００以下のアルファを示す。

図１に示されている実施形態において、内側クラッド領域２が中央コア領域１を囲んでおり、内側半径ｒ_１および外側半径ｒ_２を有し、この場合、ｒ_１は上記のように定義され、ｒ_２は、屈折率プロファイル曲線がゼロデルタ線と交差する場所として定義され、クラッド全体がフッ素をドープされていない限り、外側半径ｒ_２は、当該光ファイバーの外側クラッドに等しい。内側クラッド領域２は、０．１５重量％を超えるフッ素、いくつかの実施形態では０．２５重量％を超えるフッ素、いくつかの実施形態では０．３５重量％を超えるフッ素、いくつかの実施形態では１重量％未満のフッ素、ならびにいくつかの実施形態では０．３５重量％を超えかつ０．８重量パーセント未満のフッ素を含み得る。内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比は、好ましくは１を超え、いくつかの実施形態では１．５を超え、いくつかの実施形態では２を超え、いくつかの実施形態では２．５を超え、ならびにいくつかの実施形態では３．０を超える。

図２〜４は、ファイバーが、内側クラッド領域を囲む外側クラッド領域を含み、当該外側クラッド領域が、平均屈折率Δ_３を有し、この場合、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_３＞Δ_２ＭＩＮである、実施形態を示している。外側クラッドは、最大相対屈折率Δ_３ＭＡＸを有する。図２において、例えば、外側クラッド層３を形成するための材料としてドープされていないＳｉＯ_２を使用することによって実現され得る場合など、外側クラッド領域３の屈折率は、ドープグされていないＳｉＯ_２の屈折率に等しい。図３において、例えば、外側クラッド層を形成するための材料としてフッ素をドープされたＳｉＯ_２を使用して実現され得る場合など、外側クラッド領域３の屈折率は、ドープされていないＳｉＯ_２の屈折率未満である。図４において、例えば、外側クラッディング層を形成するための材料としてＳｉＯＮをドープされたＳｉＯ_２または塩素をドープされたＳｉＯ_２を使用して実現され得る場合など、外側クラッド領域３の屈折率は、ドープされていないＳｉＯ_２の屈折率より高い。したがって、上記で説明されるように、当該外側クラッド領域は、ＳｉＯ_２またはＳｉＯＮで構成され得る。図２〜４において説明されるこれらの実施形態のそれぞれにおいて、内側クラッド領域２は、約３０マイクロメートルから５２マイクロメートルの間の、いくつかの実施形態では４０マイクロメートルから５２マイクロメートルの間の、ならびにいくつかの実施形態では約４５マイクロメートルから５２マイクロメートルの間の、幅（ｒ_２−ｒ_１）を示し得る。いくつかの実施形態において、Ｒ_２は、４０マイクロメートルを超え、４５マイクロメートルを超え、または５０マイクロメートルを超え、かつ６２．５マイクロメートル以下、いくつかの実施形態では５６マイクロメートル以下または５１マイクロメートル以下であり得る。

図４において、外側クラッド領域３は、内側クラッド領域２より高い屈折率を有し、好ましくは０．００２より大きい、好ましくは少なくとも０．００５、例えば、少なくとも０．０１である屈折率デルタパーセントΔ_３を有し、それは、０．０２または０．０３パーセントデルタを超え得る。好ましくは、外側クラッド領域３のより高い屈折率部分（内側クラッド領域２と比べて）は、少なくとも、当該光ファイバーによって伝送されるであろう光強度が、伝送される光強度の９０％以上である位置まで、より好ましくは、当該光ファイバーによって伝送されるであろう光強度が、伝送される光強度の９５％以上である位置まで、最も好ましくは、当該光ファイバーによって伝送されるであろう光強度が、伝送される光強度の９８％以上である位置まで、広がっている。多くの実施形態において、これは、少なくとも約３０マイクロメートルの半径方向の位置まで広がっている「ドープされていない」第三環状領域を有することによって達成される。いくつかの実施形態において、外側クラッド領域３は、内側クラッド領域２と比べたときに２００ｐｐｍを超える量、例えば、重量比において、４００ｐｐｍ以上、または７００ｐｐｍ以上、または１０００ｐｐｍ以上の量、いくつかの実施形態では好ましくは１５００ｐｐｍを超える量、いくつかの実施形態では２０００ｐｐｍ（０．２％）を超える量（例えば、２２００ｐｐｍ、２５００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、４０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍ、６０００ｐｐｍ、１００００ｐｐｍ、またはその間）、の塩素（Ｃｌ）を含む。

以下の実施例により、様々な例示的実施形態がさらに明確となるであろう。特許請求項の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な変更および変形を為すことができることは、当業者には明白であろう。

以下の表１は、モデル化された比較例のファイバー１および２、ならびに例示的ファイバー１〜５を示しており、その全てが、４．５マイクロメートルのコア半径および１２５マイクロメートルのファイバー直径を有する。比較例のファイバー１および２は、あまり高い塩素含有量を有さず、それらは、コア領域１の塩素／内側クラッド領域２のフッ素の１以上のモル比も有さない。結果的に、比較的より高い張力、例えば、１００、１２０、１５０グラム以上の張力、において線引き成形される場合、応力光学効果に起因して、およそ０．３４％Δの、内側クラッド屈折率デルタに対して実際の屈折性コアを実現するためには、より多い量のフッ素が必要である。表１にも、コア領域１の塩素の重量パーセント、モルパーセント、ならびにモデル化されたデルタ屈折率パーセント；ならびに内側クラッド領域２のフッ素の重量パーセント、モルパーセント、およびモデル化されたデルタ屈折率パーセントが記載されている。コア領域１の塩素／内側クラッド領域２のフッ素の重量パーセント比およびモルパーセント比、ならびに予想されるコア／内側クラッドの屈折率デルタ（コアの塩素および内側クラッド領域のフッ素の、予想されるデルタ屈折率パーセントの絶対量を加えることによって得られる）ならびに、１２０グラムの線引き張力でファイバーを線引き成形することによって得られる実際のコア／内側クラッド屈折率デルタについても記載されている。比較例１および２は、１．１重量パーセントの塩素を含有するシリカコアの場合、コアと、フッ素がドープされた内側クラッド領域の間に０．３４パーセントの屈折率デルタを達成するために加えなければならないことが予想される０．７４重量パーセントのフッ素をただ単に加えなければならないのではなく、実際には、応力光学効果に起因して、１．４２重量パーセントのフッ素を加えなければならないことを示している。表１に挙げられている実施例１〜５は、その全てが、内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比において１を超えるモル比を示しており、これらの実施例は、１２０グラムの線引き張力で線引き成形された後に約０．３４％Δの実際の有効屈折率を達成するためには、非常に少ない量のフッ素しか内側クラッド領域２に加えなくてもよいことを示している。表１において、コア／クラッド屈折率デルタは、屈折率デルタに対する本明細書における他の言及とは異なり、フッ素をドープされたクラッド領域２に対して相対的な、塩素をドープされたコア領域１によって達成されるデルタであることに注意されたい。

モデル化された塩素をドープされた（およびＣｌ、ＧｅＯ_２を共ドープされた）コアおよびフッ素をドープされたクラッドの光ファイバーの例および特性が、表２に示されている。表２のモデル化されたファイバーは、５０グラムの線引き張力を仮定している。表２には、コアのデルタパーセントΔ_１ＭＡＸ、コアのアルファ、コアのドーパント、コアのＣｌの重量％およびモル％、コアの半径Ｒ_１、内側クラッドのデルタパーセントΔ_２ＭＩＮ、内側クラッドのドーパント、第一内側クラッドのＦの重量％およびモル％、内側クラッドの外側半径Ｒ_２、光ファイバーの外側半径Ｒ_３、重量％／重量％およびモル％／モル％での（コア領域１のＣｌ／第一クラッド領域２のＦ）の比率、２２メートルケーブルカットオフ波長、ゼロ分散波長、１３１０ｎｍでのモードフィールド直径、１３１０ｎｍでの実効面積、１３１０ｎｍでの分散および分散傾斜、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径、１５５０ｎｍでの実効面積、１５５０ｎｍでの分散および分散傾斜、ならびにピン配列損失、横方向荷重損失、ならびに１５５０ｎｍでの減衰が記載されている。用語「ｎａ」は、「該当なし」を意味し、これは、カットオフ波長が十分に高いために約１３００ｎｍにおいて当該ファイバーが単一モードではなく、結果として、特性が１３１０操作窓では報告されないことによる。

実施例６および７は、塩素をドープされたステップインデックス型コア、内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比が１を超える（すなわち、モル比においてＣｌ／Ｆ＞１）フッ素をドープされたクラッドを有し、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ損失、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、および８．２マイクロメートルと９．５マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのＭＦＤ、ならびにそれぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦１ｄＢ／巻および≦０．０１ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例９は、塩素をドープされたステップインデックス型コア、内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比が１を超える（すなわち、モル比においてＣｌ／Ｆ＞１）フッ素をドープされたクラッドを有し、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、ならびに４０マイクロメートルの半径位置において始まる応力除去外側クラッドシリカ層、ならびにそれぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦１ｄＢ／巻および≦０．０１ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例８、１０、および１１は、１５５０ｎｍで単一モード化されかつ１１０マイクロメートル^２と１５０マイクロメートル^２の間の実効面積を有する塩素をドープされたステップインデックス型コアおよび内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比が１を超える（すなわち、モル比においてＣｌ／Ｆ＞１）フッ素をドープされたクラッドを有し、ＩＴＵ−Ｇ．６５４標準に準拠する光学特性およびそれぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦１ｄＢ／巻および≦０．０２ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例１２および１５は、３重量％を超える塩素をドープされたステップインデックス型コアを有し、クラッドにフッ素がドープされず、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ損失、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、および８．２マイクロメートルと９．５マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのＭＦＤ、ならびにそれぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦０．５ｄＢ／巻および≦０．０２ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例１３は、塩素およびＧｅＯ_２を共ドープされたステップインデックス型コアを有し、クラッドにフッ素がドープされず、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ損失、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、および８．２マイクロメートルと９．５マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのＭＦＤ、ならびにそれぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦０．５ｄＢ／巻および≦０．０１ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例１４は、塩素およびＧｅＯ_２を共ドープされたステップインデックス型コアを有し、内側クラッドにフッ素がドープされ、それぞれ２０ｍｍおよび３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦０．１ｄＢ／巻および≦０．００３ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例１６は、塩素をドープされた低いアルファ型コアプロファイル、内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素の１を超えるモル比（すなわち、モル比においてＣｌ／Ｆ＞１）においてフッ素をドープされたクラッドを有し、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ損失、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、および８．２マイクロメートルと９．５マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのＭＦＤ、ならびにそれぞれ１５ｍｍ、２０ｍｍ、および３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦０．５ｄＢ／巻、≦０．１ｄＢ／巻、および≦０．０１ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。実施例１６および１７は、塩素をドープされたステップインデックス型コア、内側クラッド領域２のフッ素に対するコア領域１の塩素のモル比が１を超える（すなわち、モル比においてＣｌ／Ｆ＞１）フッ素をドープされたクラッド、コアからオフセットされたフッ素をドープされたトレンチを有し、ＩＴＵ−Ｇ．６５２標準に準拠する光学特性を有し、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ損失、１３００ｎｍと１３２４ｎｍの間のゼロ分散波長、および８．２マイクロメートルと９．５マイクロメートルの間の１３１０ｎｍでのＭＦＤ、ならびにそれぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、および３０ｍｍ直径のマンドレルにおいて≦０．５ｄＢ／巻、≦０．１ｄＢ／巻、≦０．０１ｄＢ／巻、および≦０．００３ｄＢ／巻の１５５０ｎｍでのマクロベンド損失を有する、光ファイバーを表している。

塩素をドープされたコアおよびフッ素をドープされたクラッドで製造された光ファイバーの例および特性を以下に示す。

実施例１
約０．５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する１メートル長の３０００グラムシリカスートプリフォームを、シリカハンドルを有するベイトロッドを回転させながら１０ｍｍ直径の取り外し可能なアルミナ上にシリカスートを火炎堆積させることによって、旋盤において調製した。当該スートプリフォームを固結炉内に位置し、約５５体積パーセントのヘリウムおよび約４５体積パーセントのＳｉＣｌ_４を含む雰囲気中で、約１２２５℃で乾燥させた。次いで、当該アセンブリを、約２．５℃／分の温度勾配率で約１５００℃のピーク温度を有するホットゾーンを移動させ（下降移送）、その結果、完全に高密度化されたＣｌドープされたシリカガラスコアプリフォームを製造した。

ガラス中に溶存するヘリウムを脱ガスするために、このプリフォームを、アルゴンパージされた状態を維持しつつ１０００℃に設定されたオーブンに約２４時間置いた。次いで、当該プリフォームを、約１９００℃に設定された再線引き炉に位置し、ハンドルによってプリフォームの中心線部分に真空を適用することによって中心線における穴をコラプス（ｃｏｌｌａｐｓｅ）して、当該プリフォームを、約８．５ｍｍ直径で１メートル長の空隙不含のＣｌをドープされたシリカガラスコアケーン（ｃａｎｅ）へと再線引き成形した。マイクロプローブ分析は、当該ガラスが約１．８重量％のＣｌを有しており、ケーンの直径にわたって均一であることを示した。これらのケーンの屈折率プロファイルは、ケーンの直径にわたって均一な約０．１８％デルタ屈折率（純粋なシリカと比べて）を示した。

実施例２
約０．５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する１メートル長の３０００グラムシリカスートプリフォームを、シリカハンドルを有するベイトロッドを回転させながら１０ｍｍ直径の取り外し可能なアルミナ上にシリカスートを火炎堆積させることによって、旋盤において調製した。アルミナベイトロッドを除去し、当該プリフォーム（シリカハンドルを含んだ）に開口した中心線穴を作り出し、次いで、８．５ｍｍコアケーン（実施例１からの１．８重量％においてＣｌをドープされたシリカコアを含む）を、スートプリフォームの中心線穴に挿入して、コア−ケーンスートプリフォームアセンブリを作製した。

当該コア−ケーンスートプリフォームアセンブリを固結炉内に位置し、ヘリウムおよび約２．５体積パーセントの塩素を含む雰囲気中で１２００℃で乾燥させた。このステップに続いて、当該プリフォームアセンブリのスートを、ヘリウムおよび約１体積パーセントのＳｉＦ_４を含む雰囲気中で１時間、フッ素でドープし、次いで、これらの流速下で、当該アセンブリを、約２．５℃／分の温度勾配率で約１５００℃のピーク温度を有するホットゾーン中を移動させ（下降移送）、当該シリカスートにフッ素をドープし、当該シリカスートをコアケーン上へとコラプスして、それにより、完全に高密度化されたＣｌドープされたシリカコアおよびフッ素をドープしたシリカクラッドを有する、空隙不含のガラス光ファイバープリフォームを作製した。

ガラス中に溶存するヘリウムを脱ガスするために、このプリフォームを、アルゴンパージされた状態を維持しつつ１０００℃に設定されたオーブンに約２４時間置いた。次いで、当該プリフォームを、１９００℃に設定された再線引き炉に位置し、当該プリフォームを、約１６ｍｍ直径で１メートル長の空隙不含のＣｌドープされたシリカガラスコアおよびＦドープされたシリカクラッドのケーンへと再線引き成形した。これらのケーンの屈折率プロファイルは、約０．１８％デルタ屈折率コアおよび−０．２３％デルタ屈折率クラッド（純粋なシリカと比べて）を示した。

実施例３
実施例２からの１メートル長で１６ｍｍ直径のケーンを旋盤上に位置し、次いで、約３１００グラムのシリカスートを当該ケーン上に火炎堆積させて、約０．５ｇ／ｃｍ^３のオーバークラッドスート密度を有するケーン−オーバークラッドプリフォームアセンブリを作製した。このアセンブリを、固結炉内に位置し、ヘリウムおよび約２．５体積パーセントの塩素を含む雰囲気中で１２００℃で乾燥させた。このステップに続いて、当該アセンブリを、ヘリウムおよび約１体積パーセントのＳｉＦ_４を含む雰囲気中で１時間、フッ素でドープし、次いで、これらの流速下で、当該アセンブリを、約２．５℃／分の温度勾配率で約１５００℃のピーク温度を有するホットゾーン中を移動させて（下降移送）、当該シリカスートにフッ素をドープし、当該シリカスートをコアケーン上へとコラプスした。これにより、完全に高密度化されたＣｌドープされたシリカコア、フッ素ドープされたシリカクラッド、およびフッ素ドープされたシリカオーバークラッドを有する、空隙不含のガラス光ファイバープリフォームを作製した。

ガラス中に溶存するヘリウムを脱ガスするために、このプリフォームを、アルゴンパージされた状態を維持しつつ１０００℃に設定されたオーブンに約２４時間置いた。次に、当該プリフォームを線引き炉内に位置し、１２５マイクロメートル直径の光ファイバーを、１５ｍ／ｓで線引き成形した。当該光ファイバーは、以下の光学特性：１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、および１５７０ｎｍにおいてそれぞれ０．３０５ｄＢ／ｋｍ、０．１６９ｄＢ／ｋｍ、および０．１６５ｄＢ／ｋｍの減衰；１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍにおいてそれぞれ８．３マイクロメートルおよび９．３マイクロメートルのモードフィールド直径、ならびに１２２０ｎｍの２２メートルケーブルカットオフ、を有していた。

本明細書において説明される光ファイバーは、以下で説明する方法を使用して作製することができ、当該方法は、結果として十分な量の塩素を当該固結されたガラスプリフォームのコア領域に捉えるのに有効なプリフォーム固結条件を利用する。本明細書において説明される光ファイバーは、従来のスート堆積プロセス、例えば、外付け蒸着（ＯＶＤ）プロセスまたは軸蒸着（ＶＡＤ）プロセスなど、を用いて製造することができ、どちらの場合も、シリカおよびドープされたシリカ粒子が火炎中で熱分解生成され、スートとして堆積される。あるいは、他のプロセス、例えば、プラズマ化学的気相堆積法（ＰＣＶＤ）および修正化学的気相堆積法（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＭＣＶＤ）など、も用いることができ、それらは、結果として得られる光ファイバープリフォーム、したがってそれらから線引き形成される光ファイバー、において同じかまたはより高い塩素レベルを結果として得ることができる。ＯＶＤの場合、図５に示されているように、回転し並進するマンドレルまたは旋盤ロッド２４の外側にシリカ含有スート２２を堆積させることによって、スートプリフォーム２０が形成される。このプロセスは、ＯＶＤまたは外付け蒸着プロセスとして知られている。マンドレル２４は、好ましくはテーパー状である。スート２２は、ガラス前駆体２８をガス状形態で、バーナー２６の火炎３０に提供し、それを酸化することによって形成される。燃料３２、例えばメタン（ＣＨ_４）など、および支燃ガス３４、例えば酸素など、が、バーナー２６に提供され、点火されて火炎３０を生成する。Ｖで標識された質量流量制御装置は、バーナー２６へのシリカガラス前駆体２８、燃料３２、および支燃ガス３４（好ましくはすべてガス状形態で）の適量を計量する。ガラス形成剤化合物２８は、火炎３０で酸化され、概して円柱形状のスート領域２３を形成する。

シリカスートコアプリフォームの形成後、図６に示されているように、円柱状スート領域２３を含む当該スートコアプリフォーム２０が塩素でドープされ得、固結されたスートコアプリフォームを形成するために、固結炉内２９で固結され得る。固結の前に、中空の円筒形スートコアプリフォームを形成するために、図５に示されたマンドレル２４が取り外される。塩素ドーピングおよび固結プロセスの間、ＳｉＯ_２スートコアプリフォーム２０は、例えば、保持機構２１によって、当該炉２９の純粋な石英マッフル管２７の中に吊される。固結ステップの前に、当該プリフォーム２０は、塩素含有雰囲気に晒される。例えば、好適な塩素ドーピング雰囲気は、約９５０℃と１５００℃の間の温度で、約０パーセントから７０パーセントのヘリウムと、３０パーセントから１００パーセントの塩素ガス、いくつかの実施形態では、５０パーセントから１００パーセントの塩素ガスとを含み得、ならびに好適なドーピング時間は、約０．５時間から１０時間の範囲である。

本明細書において開示される方法を使用して、１．５重量％（１．８モル％）を超える、より好ましくは２重量％を超える、より好ましくは２．５重量％を超える、より好ましくは３重量％を超える、より好ましくは３．５重量％を超える、より好ましくは４重量％を超える、より好ましくは４．５重量％を超える、より好ましくは５重量％を超える塩素濃度を示すファイバーを製造することができ、これらの濃度は、これまでに利用された塩素濃度より十分に高いものである。そのような高い塩素レベルは、本明細書において開示されるプロセス変数を最適化することによって達成することができる。例えば、より高い温度を使用して、ＳｉＣｌ_４液体を蒸発させることにより、結果として、気相中のＳｉＣｌ_４濃度を高めることができる。いくつかの実施形態において、蒸発器温度は、４０℃より高く、いくつかの実施形態では４５℃より高く、いくつかの他の実施形態では５０℃より高く、さらなる他の実施形態では５７℃より高い。その結果、固結炉で、増加したＳｉＣｌ_４濃度を用いることができる。いくつかの実施形態において、炉への総流量に対する蒸発器／バブラーによるＳｉＣｌ_４ガスの分率は、３０％より高く、他の実施形態では、炉への総流量に対する蒸発器／バブラーによるＳｉＣｌ_４ガスの分率は、５０％より高く、さらなる他の実施形態では、炉への総流量に対する蒸発器／バブラーによるＳｉＣｌ_４ガスの分率は、８０％より高い。ガスの残りの部分はヘリウムであり得る。ある特定の他の実施形態において、炉への総流量に対する蒸発器／バブラーによるＳｉＣｌ_４ガスの分率は１００％であり、好ましくは、プリフォームの焼結が完了するまで、可能な限り高い百分率、例えば１００％など、のままである。いくつかの実施形態において、塩素ドーピングステップは、当該プリフォームを１気圧を超えるＳｉＣｌ_４の分圧に暴露させるステップを含む。いくつかの他の実施形態において、塩素ドーピングステップは、当該プリフォームを２気圧を超えるＳｉＣｌ_４の分圧に暴露させるステップを含む。さらなる他の実施形態において、塩素ドーピングステップは、当該プリフォームを３気圧を超える、または４気圧を超えるＳｉＣｌ_４の分圧に暴露させるステップを含む。さらなる他の実施形態において、塩素ドーピングステップは、当該プリフォームを８気圧を超えるＳｉＣｌ_４の分圧に暴露させるステップを含む。

いくつかの実施形態において、ＳｉＣｌ_４への暴露によるプリフォームのドーピングは、焼結プロセスの間に生じ、すなわち、スートプリフォームは、スートプリフォームが、孔の閉じられた状態で完全に焼結されたプリフォームになる前および／またはそれまでに、１３００℃より高い温度で、他の実施形態では１３７５℃より高い温度で、ＳｉＣｌ_４の存在下でドープされる。いくつかの実施形態において、当該塩素ドーピングは、１４００℃より高い温度での焼結プロセスの間に生じる。

より高いスート表面積のプリフォームの使用は、ＳｉＣｌ_４へのプリフォームの暴露において、プリフォームにおけるより高い塩素ドーピングレベルを容易にする。いくつかの実施形態において、当該スートプリフォームの表面積は１０ｍ^２／ｇｍを超え；他の実施形態において、当該スートプリフォームの表面積は２０ｍ^２／ｇｍを超え；さらなる他の実施形態において、当該スートプリフォームの表面積は２５ｍ^２／ｇｍを超え；さらなる他の実施形態において、当該スートプリフォームの表面積は５０ｍ^２／ｇｍを超える。ある特定の他の実施形態において、当該スートプリフォームの表面積は、９０ｍ^２／ｇｍを超える。当該プリフォームの表面積は、特性評価技術であるＢＥＴ表面を使用して測定することができる。

いくつかの実施形態において、当該スートプリフォームは、０．５重量％を超える酸素枯渇シリカ、すなわち、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）も含み得る。これは、例えば、シリカガラススートにＳｉＯ粉末またはＳｉをドーピングすることによって達成することができる。例えば、ＳｉＯ粉末は、炉内で、スートの加圧および／またはＳｉＯ蒸気によるＳｉＯ_２スートプリフォームのドーピングによって、ＳｉＯ_２スートプリフォーム中にドープされ得る。他の実施形態において、当該ＳｉＯまたはＳｉは、いくらかの量のＳｉＨ_４を炉に導入してＳｉＯ_２をＳｉまたはＳｉＯへと分解することによって、ＳｉＯ_２スートプリフォーム中にドープされる。

ドープされたＳｉＣｌ_４の量も、シリカスートプリフォームを、当該プリフォームの完全な固結の前に、ＳｉＣｌ_４およびＨ_２Ｏ／Ｏ_２の連続した暴露の複数のサイクルで処理することによって増加させることができる。理論に束縛されることを望むわけではないが、ＳｉＣｌ_４によるシリカスート表面の処理は、結果として、−ＳｉＣｌ_３基をシリカスート表面上のＯＨ基の位置に結合させることによって（および／または、ＳｉＯＳｉ基と反応させてＳｉＣｌ＋およびＳｉＯＣｌ_３を形成することによって）、塩素のドーピングを生じると考えられる。結合させた−ＳｉＣｌ_３基の各Ｃｌ分子は、水で処理することによってＯＨ基に変換する（または、酸素で処理することによって表面上に別のＳｉＯ_２分子を形成する）ことができ、当該ＯＨ基は、後続のＳｉＣｌ_４による処理において追加の−ＳｉＣｌ_３基を結合させるための反応部位となる。当該プリフォームが、連続したＳｉＣｌ_４およびＨ_２Ｏ（および／またはＯ_２）環境の複数のサイクルに暴露される手順を利用することによって、カスケーディング構造を作り出してスート粒子表面に多量の塩素を組み入れることが可能である（ちなみに、本発明者らは、このプロセスを化学フラクタルとして説明する）。これは、結果として、固結されたガラスに、先行技術で報告されるドープされた塩素レベルと比較して著しく高い塩素ドーピングレベルを生じる。

プリフォームのスート表面積を増加させるために使用することができる他の方法は、１）外付け蒸着を使用して形成された低密度スート、２）加圧された高表面積のガラススート、および３）ガラススートにゾル−ゲルシリカ（例えば、前もしくは後加水分解された、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ））またはナノ粒子シリカ、例えば、Ｌｕｄｏｘ（登録商標）、コロイドシリカなど、を含浸させるステップ、を含む。

本明細書において概説される方法を使用した場合、いくつかの実施形態において、固結されたガラスでのドープされた塩素濃度は、１．５重量％より高い。いくつかの他の実施形態において、固結されたガラスでのドープされた塩素濃度は、２重量％より高い。さらなる他の実施形態において、固結されたガラスでのドープされた塩素濃度は、３重量％より高い。

スートプリフォーム２０が、約１２２５℃から１５５０℃の間、より好ましくは約１３９０℃と１５３５℃の間の温度に維持された炉２９のホットゾーンを通って下降移送される、傾斜焼結法を用いてもよい。例えば、当該プリフォームは、当該プリフォーム中へ十分な塩素をドーピングすることができるのに十分な期間、所望の塩素ドーピング温度（９５０〜１２５０℃）に維持された等温ゾーンに保持され得、その後、当該スートプリフォームは、所望の固結温度（例えば、１２２５℃〜１５５０℃、より好ましくは１３９０℃から１５３５℃）に維持されたゾーンを通って、結果として１℃／分を超えるプリフォーム２０温度増加を生じるのに十分な速度ならびに当該プリフォームの外側上に固結されたガラスの層を形成するのに十分な速度で移送される。好ましい一実施形態において、当該スート含有プリフォームは、第一下降供給速度で固結ホットゾーンを通って下降供給され、続いて、当該プリフォームが、第一下降供給速度より遅い第二下降供給速度で、第二ホットゾーンを通って下降供給される。そのような固結技術は、結果として、スートプリフォームの外側部分以外の部分が焼結する前にスートプリフォームの外側部分の焼結を生じ、それによって、当該外側固結ガラス層によるドーピングガスの捕捉を促進し、当該ガラス層は、結果として得られる固結ガラスの塩素ドーパントの形成および保持を促進する。例えば、当該プリフォームは、１５℃／分を超える、より好ましくは１７℃／分を超えるプリフォームの温度上昇を結果として生じるのに十分な第一速度で、そのような好適な固結温度（例えば、約１３９０℃を超える温度）に暴露され得、続いて、少なくとも約１２℃／分だが１７℃／分未満、より好ましくは１４℃／分を超えるが１５℃／分未満のプリフォーム加熱を結果として生じるのに十分な、少なくとも第二下降供給速度／固結温度の組み合わせに暴露され得る。好ましくは、当該第一固結速度は、結果として、第二固結速度の加熱速度より２℃／分速い、より好ましくは３℃／分速い、最も好ましくは約４℃／分速い速度で、プリフォームの外側の温度上昇を生じる。所望であれば、より遅い速度（例えば、１０℃／分より遅い速度）で加熱する第三固結ステップを用いることもできる。あるいは、温度が、１５５０℃より高い、より好ましくは１７００℃より高い、さらにより好ましくは１９００℃より高い炉ホットゾーンを通って当該スートプリフォームを移送させることにより、当該スートプリフォームをより速い速度で焼結することもできる。あるいは、上記で説明したように、スートプリフォームをドーピングしてから、続いて当該固結された外側ガラス層を形成するのではなく、塩素ドーピングステップの前に当該固結された外側ガラス層を形成してもよく、ならびに塩素ドーピングは、ドーパントガスを当該プリフォームの中心内に送ることによって生じさせることもできる。本発明による高レベルの塩素をドープする能力は、低損失ファイバーの製造に著しい利点を提供する。塩素は、濃度変動を増加させることなく、密度変動による寄与を抑えることによって低いレイリー散乱損失を結果として生じるドーパントである。先行技術において、１．２重量％未満の塩素濃度を有するコアを備える光ファイバーが開示されている。そのような設計では、コアとクラッドの間に屈折率の差を提供するために、オーバークラッドにフッ素が使用される。しかしながら、コアとクラッドの間の大きな粘度不一致により、著しい応力が線引き成型時に誘起され、これが、応力光学効果によりコアと内側クラッド領域の間の有効屈折率差を減少させ、ならびに、ガラス転移領域でのガラスの構造緩和を妨害することによって減衰にも悪い影響を与える。例えば、コアに１．１重量％（１．８モル％）の塩素および隣接するクラッドに１．４重量％（４．４モル％）のフッ素を有するファイバーは、結果として、コアとクラッドの間に０．５０５％デルタの組成的屈折率差を生じるであろう。しかしながら、このファイバーが１５０ｇの張力で線引き成形される場合、当該ファイバーの有効屈折率差は、応力光学効果によって著しく減少し、０．２９６％デルタの実際の屈折率デルタパーセントが達成される。この問題は、コアガラスがクラッドガラスよりも硬いことに起因すると考えられ、すなわち、［Ｃｌ−コアのモル］／［Ｆ−クラッドのモル］は１未満である。

ここで提示される本発明の実施例において、コアの高い塩素レベルに起因して、コアが有効な導波路として機能するのに要求される屈折率の差を得るために必要なフッ素は、非常に少ない量である。さらに、当該コアの高いレベルの塩素ドーピングおよびクラッドの低いフッ素含有量も、結果として、コアとクラッドのより良好な粘度一致をもたらし、それにより、応力および応力光学影響が軽減される。例えば、本明細書において説明される技術を使用して、コアに１．８重量％（３．０モル％）の塩素およびクラッドに０．８１重量％（２．５モル％）のフッ素を有し、その結果、２．２重量％／重量％および１．２モル％／モル％のＣｌ_ｃｏｒｅ／Ｆ_{ｉｎｎｅｒ ｃｌａｄ}を有する、ファイバーを製造した。そのようなファイバーは、結果として、コアとクラッドの間に０．４３％デルタの組成に基づく屈折率差を生じるはずである。このファイバーを、５０ｇ、１００ｇ、および１５０ｇの様々な張力で線引き成形し、その場合、当該ファイバーの有効屈折率差は、応力光学効果に起因して、わずかしか減少せず、この場合、コアとクラッドの間の実際の有効屈折率デルタパーセントは、調べた張力範囲では、０．４３％デルタと０．４０％デルタの間の範囲であった。粘度の一致性が向上したことでコアの応力が減少することにより、当該ファイバーで得られたコア−クラッド屈折率差が、線引き張力の大きさにほとんど影響されないことも認められる。理論に束縛されることを望むわけではないが、異なる線引き張力の間でもコア−クラッド屈折率差の変動が小さいのは、コアガラスがクラッドガラスより柔らかいことに起因し得ると考えられる。

塩素ドーピングステップの後、コアスートプリフォームは焼結され得る。本発明において用いられる焼結温度は、１１００℃から１６００℃、より好ましくは約１４００℃と１５５０℃の間、最も好ましくは約１４８０℃と１５５０℃の間の範囲であり得る。特に好ましい焼結温度の１つは、およそ１４９０℃である。光ファイバーのクラッド内にそのような空隙含有領域を製造することに関する追加情報は、例えば、米国特許出願第１１／５８３，０９８号明細書に見出すことができ、なお、当該出願の明細書は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。焼結後、当該コアプリフォームは、より小さい直径へと線引き成形され得、塩素をドープされた固結ガラスコアケーンを形成するために、ある長さに切断され得る。

次いで、内側クラッド領域を形成するであろう追加のスートが、コアスート堆積プロセスに関して上記で説明されたのと同じ方法を用いて、当該ガラスコアケーン上に堆積され得る。次いで、当該内側クラッドスートが、フッ素または他の光ファイバードーパントを含むドーパントガスを用いて、フッ素でドープされ得る。例えば、ＳｉＦ_４および／またはＣＦ_４ガスが採用され得る。そのようなドーパントガスは、０．２５時間から４時間、従来のドーピング温度、例えば、約９５０℃と１２５０℃の間、の温度で、使用され得る。本発明において用いられる焼結温度は、好ましくは、１１００℃から１６００℃、より好ましくは約１４００℃と１５５０℃の間、最も好ましくは約１４８０℃と１５５０℃の間の範囲であり得る。特に好ましい焼結温度の１つは、およそ１４９０℃である。光ファイバーのクラッド内にそのような空隙含有領域を製造することに関する追加情報は、例えば、米国特許出願第１１／５８３，０９８号明細書に見出すことができ、なお、当該出願の明細書は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

本明細書において開示されるファイバーの好ましい製造方法は、外付け蒸着プロセスによってであるが、ＭＣＶＤおよびＰＣＶＤなどの他の技術を使用しても、本明細書において開示されるファイバーを調製することができ、同じまたはより高い塩素レベルを得ることができる。例えば、コアガラス層は、ＳｉＯ_２で構成されたガラス管の内側で、ＰＣＶＤ法（プラズマ化学気相堆積法）によって堆積することができ、それにより、当該コアガラス層は、１．５重量％を超える塩素、より好ましくは、２重量％を超える塩素、さらにより好ましくは２．５重量％を超える塩素、さらにより好ましくは３重量％を超えるＣｌを有する、塩素をドープされたシリカを含む。次いで、当該管は、開口した中央線を排除するためにコラプスすることによって、光ファイバープリフォームを形成することができる。いくつかの実施形態において、スートを当該管の外側に堆積させ、フッ素をドーピングすることによって、または既にフッ素をドープされているシリカ管で開始することによって、フッ素をドープされたクラッド層がファイバープリフォーム上に提供され得る。好ましくは、上記で説明されるように、クラッド層のフッ素に対するコア部分の塩素のモル比は、≧１である。

本明細書において開示されるファイバーは、例えば、米国特許第７，５６５，８２０号明細書、同第５，４１０，５６７号明細書、同第７，８３２，６７５号明細書、同第６，０２７，０６２号明細書において開示されるように、従来の製造技術を使用して、ならびに既知のファイバー線引き成形の方法および機器を使用して、作製された光ファイバープリフォームから線引き成形することができ、なお、当該特許の明細書は、参照により本明細書に組み入れられる。特に、光ファイバーは、牽引機によって光ファイバープリフォームの根元部分から引かれる。線引き炉から出た後、線引きされたままの光ファイバーは直径モニター（Ｄ）に入り、このモニターがファイバー直径を一定に維持するためにトラクターの速度を調整するフィードバック制御ループで使用される信号を提供する。当該線引きされたままの光ファイバーは、次いで、ファイバー張力測定装置（Ｔ）を通過し、ここで、ファイバーをプリフォームから引っ張ることによって生じる光ファイバーの張力が測定される。この張力は、ファイバー線引き速度、プリフォームの根元の温度および粘度などに応じて、増加させることができる。ファイバー張力測定装置の一例は、欧州特許出願公開第０４７９１２０号明細書において開示されており、なお、当該特許は、参照により本明細書に組み入れられる。

いくつかの実施形態において、当該光ファイバーは、１ＭＰａ未満のヤング率を有する一次コーティングおよび１２００ＭＰａを超えるヤング率を有する二次コーティングを含む。いくつかの実施形態において、当該光ファイバーは、０．５ＭＰａ未満のヤング率を有する一次コーティングおよび１５００ＭＰａを超えるヤング率を有する二次コーティングを含む。いくつかの実施形態において、ウレタンアクリレートコーティングが用いられる。

上述の説明は単なる例示であり、特許請求の範囲によって定義されるファイバーの性質および特徴を理解するための概要を提供することを意図するものであることは理解されるべきである。添付の図面は、好ましい実施形態のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書の一部に組み込まれて本明細書の一部を成すものである。図面は、説明と共に本発明の原理および作用を説明するのに役立つ様々な特徴および実施形態を示している。添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく、本明細書において説明されるような好ましい実施形態に対し、様々な変更を為すことができることは、当業者には明かとなるであろう。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
シリカと１．５重量％以上の塩素と０．６重量％未満のＦとを含むコアであって、屈折率Δ_１ＭＡＸを有するコアと、該コアを囲む、屈折率Δ_２ＭＩＮを有するクラッド領域であって、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_２ＭＩＮであるクラッド領域とを含む単一モード光ファイバーであって、１５５０ｎｍにおいて単一モードである、単一モード光ファイバー。

実施形態２
前記クラッド領域がフッ素を含み、該クラッドのフッ素に対する前記コアの塩素のモル比が１を超える、実施形態１に記載の光ファイバー。

実施形態３
前記コアが、２重量％を超える塩素を含む、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態４
前記コアが、３重量％を超える塩素を含む、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態５
前記コアが、４重量％を超える塩素を含む、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態６
前記コアが実質的にフッ素を含まない、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態７
実質的にフッ素を含まない、実施形態２に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態８
前記クラッドが、フッ素を含む内側クラッドと、該内側クラッド領域を囲む外側クラッド領域とを含み、該外側クラッド領域が屈折率Δ_３を有し、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_３＞Δ_２ＭＩＮである、実施形態２に記載の単一モードファイバー。

実施形態９
前記クラッドが、約０．１重量％以上かつ約１重量％以下のフッ素を含む、実施形態２に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１０
前記コアが、約０．１５％以上かつ約０．５％以下の最大相対屈折率Δ_１ＭＡＸを有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１１
前記クラッドが、約−０．０４％以下かつ約−０．２５％以上の最小相対屈折率Δ_２ＭＩＮを有する、実施形態２に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１２
前記コアが、約３マイクロメートル以上かつ約７マイクロメートル以下の半径方向厚さを有する、実施形態１０に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１３
前記内側クラッドが、約１２マイクロメートル以上の外側半径を有する、実施形態８に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１４
前記外側クラッドがＳｉＯＮを含む、実施形態８に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１５
前記外側クラッドの内側半径が、約１２マイクロメートル以上に位置される、実施形態１４に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１６
前記外側クラッドの前記内側半径が、約１２マイクロメートル以上かつ約５５マイクロメートル以下に位置される、実施形態１４に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１７
１５５０ｎｍの波長で約０．１８ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１８
１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態１９
１５５０ｎｍの波長で約０．１６ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２０
約７０マイクロメートル^２以上の１５５０ｎｍでの実効面積を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２１
約９０マイクロメートル^２以上の１５５０ｎｍでの実効面積を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２２
約１１０マイクロメートル^２以上の１５５０ｎｍでの実効面積を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２３
約１３０マイクロメートル^２以上の１５５０ｎｍでの実効面積を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２４
７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて１ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２５
７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて０．５ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２６
９０マイクロメートル^２と１１０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて２ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する、実施形態１に記載の単一モード光ファイバー。

実施形態２７
光ファイバープリフォームを製造する方法であって、
１０ｍ^２／ｇｍを超える表面積を有するシリカスートコアプリフォームを、１３００℃より高い温度で、塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させて、塩素をドープされたスートコアプリフォームを形成するステップと；
該スートコアプリフォームを焼結して該光ファイバープリフォームのコア部分を形成するステップであって、該コア部分の塩素濃度が１．５重量％以上の塩素である、ステップと、
を含む方法。

実施形態２８
さらに、前記ファイバープリフォームの前記コア部分を覆うクラッド層を形成するステップを含み、該クラッド層がフッ素を含み、前記第一内側クラッド層のフッ素に対する該コア部分の塩素のモル比が≧１である、実施形態２７に記載の方法。

実施形態２９
前記スートプリフォームが、０．５重量％を超える一酸化ケイ素（ＳｉＯ）を含む、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３０
前記シリカスートプリフォームの前記表面積が２５ｍ^２／ｇｍを超える、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３１
前記シリカスートプリフォームの前記表面積が５０ｍ^２／ｇｍを超える、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３２
前記塩素ドーピングステップおよび前記シリカスートプリフォームの焼結ステップが、０．５気圧を超える分圧を有するＳｉＣｌ_４を含有する雰囲気中で行われる、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３３
前記塩素ドーピングステップおよび前記シリカスートプリフォームの焼結ステップが、１気圧を超える分圧を有するＳｉＣｌ_４を含有する雰囲気中で行われる、実施形態３２に記載の方法。

実施形態３４
前記光ファイバープリフォームのコア部分の塩素の重量％が１．５重量％を超え、光ファイバープリフォームのクラッド部分のフッ素の重量％が０．６重量％未満である、実施形態２８に記載の方法。

実施形態３５
前記シリカスートプリフォームを、塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させる前記ステップが、ＳｉＣｌ_４を含む雰囲気に該プリフォームを暴露させるステップを含む第一塩素ドーピングステップと、該第一暴露ステップに続いて、水または酸素を含む雰囲気に該プリフォームを暴露させるステップと、その後に、１３００℃より高い温度で、ＳｉＣｌ_４を含む雰囲気中で第二塩素ドーピングステップを実施するステップとを含む、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３６
前記シリカスートプリフォームを、塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させる前記ステップが、該プリフォームを、１）ＳｉＣｌ_４および水の混合物あるいは２）ＳｉＣｌ_４および酸素の混合物を含む雰囲気に暴露させるステップを含む第一塩素ドーピングステップを含み、さらに、第二塩素ドーピングステップで、１３００℃より高い温度で、ＳｉＣｌ_４を含む雰囲気中で該プリフォームに塩素をドーピングするステップを含む、実施形態２７に記載の方法。

実施形態３７
単一モード光ファイバーを製造する方法であって、
ＳｉＯ_２で構成されるガラス管の内側で、ＰＣＶＤ法（プラズマ化学気相堆積法）によってコアガラス層を堆積させるステップであって、該ガラス層が、３重量％を超えるＣｌを有する、塩素をドープされたシリカを含む、ステップと；
該管をコラプスして、開口した中央線を排除し、それにより、光ファイバープリフォームを形成するステップと、
を含む方法。

実施形態３８
さらに、前記管の外側上に少なくとも１つのクラッド層を形成するステップを含み、該クラッド層が、フッ素をドープされたシリカを含む、実施形態３７に記載の方法。

実施形態３９
前記クラッド層のフッ素に対する前記コア部分の塩素のモル比が≧１である、実施形態３８に記載の方法。

実施形態４０
前記シリカガラス管が、フッ素をドープされたシリカを含む、実施形態３７に記載の方法。

１ コア領域
２ 内側クラッド領域
３ 外側クラッド領域
１０ ファイバー
２０ スートコアプリフォーム
２１ 保持機構
２２ スート
２３ スート領域
２４ マンドレル
２６ バーナー
２７ マッフル管
２８ シリカガラス前駆体
２９ 固結炉
３０ 火炎
３２ 燃料
３４ 支燃ガス

Claims (16)

1. 単一モード光ファイバーであって、
   シリカと１．５重量％以上の塩素と０．６重量％未満のフッ素とを含む、屈折率Δ_１ＭＡＸを有するコアと、
   前記コアを囲む、屈折率Δ_２ＭＩＮを有するクラッド領域と
   を含み、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_２ＭＩＮ であり、前記コアが約０．１５％以上かつ約０．５％以下の最大相対屈折率Δ _１ＭＡＸ を有し、１５５０ｎｍにおいて単一モードである、単一モード光ファイバー。
2. 前記クラッド領域がフッ素を含み、該クラッド領域のフッ素に対する前記コアの塩素のモル比が１を超える、請求項１に記載の光ファイバー。
3. 前記コアが、２重量％を超える塩素を含む、請求項１に記載の単一モード光ファイバー。
4. 前記コアが実質的にフッ素を含まない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の単一モード光ファイバー。
5. 前記クラッド領域が、フッ素を含む内側クラッド領域と、該内側クラッド領域を囲む外側クラッド領域とを含み、該外側クラッド領域が屈折率Δ_３を有し、Δ_１ＭＡＸ＞Δ_３＞Δ_２ＭＩＮである、請求項２に記載の単一モードファイバー。
6. 前記クラッド領域が、約０．１重量％以上かつ約１重量％以下のフッ素を含む、請求項２に記載の単一モード光ファイバー。
7. 前記内側クラッド領域が、約１２マイクロメートル以上の外側半径を有する、請求項５に記載の単一モード光ファイバー。
8. １５５０ｎｍの波長において約０．１７ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する、請求項１に記載の単一モード光ファイバー。
9. １５５０ｎｍの波長において約０．１６ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有する、請求項１に記載の単一モード光ファイバー。
10. ７０マイクロメートル^２と９０マイクロメートル^２の間の１５５０ｎｍでの実効面積、および２０ｍｍ直径のマンドレルにおいて１ｄＢ／巻未満の１５５０ｎｍでの曲げ損失を有する、請求項１に記載の単一モード光ファイバー。
11. 光ファイバープリフォームを製造する方法であって、
    １０ｍ^２／ｇｍを超える表面積を有するシリカスートコアプリフォームを、１３００℃より高い温度で、塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させて、塩素をドープされたスートコアプリフォームを形成するステップと、
    前記スートコアプリフォームを焼結して該光ファイバープリフォームのコア部分を形成するステップであって、該コア部分の塩素濃度が１．５重量％以上の塩素である、ステップと
    を含み、
    前記シリカスートプリフォームを塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させる前記ステップが、ＳｉＣｌ _４ を含む雰囲気に前記プリフォームを暴露させるステップを含む第一塩素ドーピングステップと、該第一暴露ステップに続いて、水または酸素を含む雰囲気に前記プリフォームを暴露させるステップと、その後に、１３００℃より高い温度で、ＳｉＣｌ _４ を含む雰囲気中で第二塩素ドーピングステップを実施するステップとを含むか、或いは
    前記シリカスートプリフォームを塩素含有化合物を含む雰囲気に暴露させる前記ステップが、（１）ＳｉＣｌ _４ と水との混合物または（２）ＳｉＣｌ _４ と酸素との混合物を含む雰囲気に前記プリフォームを暴露させるステップを含む第一塩素ドーピングステップを含み、さらに、第二塩素ドーピングステップにおいて、１３００℃より高い温度で、ＳｉＣｌ _４ を含む雰囲気中で前記プリフォームに塩素をドーピングするステップを含む、方法。
12. 前記ファイバープリフォームの前記コア部分を覆うクラッド層を形成するステップをさらに含み、該クラッド層がフッ素を含み、前記クラッド層のフッ素に対する前記コア部分の塩素のモル比が≧１である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記シリカスートプリフォームの表面積が２５ｍ^２／ｇｍを超える、請求項１１に記載の方法。
14. 前記塩素ドーピングステップおよび前記シリカスートプリフォームの焼結ステップが、０．５気圧を超える分圧を有するＳｉＣｌ_４を含有する雰囲気中で行われる、請求項１１に記載の方法。
15. 請求項１に記載の単一モード光ファイバーを製造する方法であって、
    ＳｉＯ_２で構成されるガラス管の内側で、ＰＣＶＤ法（プラズマ化学気相堆積法）によってコアガラス層を堆積させるステップであって、該ガラス層が、３重量％を超えるＣｌを有する、塩素をドープされたシリカを含む、ステップと；
    該管をコラプスして、開口した中央線を排除し、それにより、光ファイバープリフォームを形成するステップと
    を含む方法。
16. 前記管の外側上に少なくとも１つのクラッド層を形成するステップをさらに含み、該クラッド層が、フッ素をドープされたシリカを含み、
    前記クラッド層のフッ素に対する前記コア部分の塩素のモル比が≧１である、請求項１５に記載の方法。