(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光からなる光信号を伝送するシリカ系ガラスからなる微細構造光ファイバであって、
長手方向中心線を中心に配置され、かつ第１屈折率を含む屈折率分布を有するコア領域と、
前記コア領域を包囲するクラッド領域であって、非周期的に配置されたボイドからなるボイド含有環状領域を備えるクラッド領域と、
を具備し、
ｎｍ単位での最大ボイド径がｄｍａｘであり、ｃｍ単位での最大ボイド長が２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下であり、最大ボイド径が４５０ｎｍ未満であることを特徴とする、微細構造光ファイバ。
【請求項２】
ｃｍ単位での前記最大ボイド長が６×１０４×（ｄｍａｘ）−１．７以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記最大ボイド径が２５０ｎｍ未満であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記最大ボイド長が８ｃｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記光ファイバが、
ｉ）１５００ｎｍ未満の２２メートルカットオフ波長と、
ｉｉ）１００ｎｍ未満の平均ボイド径と、
ｉｉｉ）１％を上回る前記ボイド含有環状領域における局所ボイド面積率と、
をさらに有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記２２メートルケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ未満であることを特徴とする、請求項５に記載の光ファイバ。
【請求項７】
（ｉ）前記ボイド含有環状領域における局所ボイド面積率が２％を上回りかつ１０％を下回るかまたは、（ｉｉ）前記ファイバが０．５ｄＢ／ｋｍ未満の１５５０ｎｍでの減衰をさらに有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
（ｉ）前記ボイドが、Ｋｒガス、ＳＯ２ガスの少なくとも一方を含むか、または（ｉｉ）前記ボイド含有環状領域におけるボイド数密度が４／μｍ２を上回ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
（ｉ）請求項１に記載のファイバを劈開し、それにより劈開端面を形成するステップと、
（ｉｉ）前記劈開端面を研磨するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバを研磨する方法。
【請求項１０】
長手方向中心線を中心に配置され、かつ第１屈折率を含む屈折率分布を有するコア領域と、前記コア領域を包囲するクラッド領域であって、非周期的に配置されたボイドからなるボイド含有環状領域を備えるクラッド領域と、コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方と、を具備するシリカ系ガラスからなる微細構造光ファイバを接続する方法であって、
（ｉ）前記コーティングおよび前記バッファのうちの少なくとも一方のある長さを除去して、前記光ファイバの一部を露出させるステップと、
（ｉｉ）露出した光ファイバ部分を劈開して劈開端面を形成するステップであって、前記劈開端面が、４５０ｎｍ未満である最大ボイド径（ｎｍ単位）ｄｍａｘ以下の直径と、２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下の最大ボイド長（ｃｍ単位）とを有するボイドを備える、ステップと、
(ｉｉｉ）前記劈開端面を研磨して研磨されたファイバ端面を形成するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００９年６月８日に出願された米国仮特許出願第６１／１８４，９５０号の米国特許法第１１９（ｅ）条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、概して光ファイバに関し、より詳細には、ランダムに分散したボイドを含む耐曲げ性光ファイバ、およびこうしたファイバを研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス材料から形成される光ファイバは、２０年以上商用使用されてきた。こうした光ファイバは、電気通信の分野において飛躍的前進を示してきたが、代替的な光ファイバ設計に対する研究も続いている。これまで光ファイバによってうまく活用されてこなかった、ファイバに対する１つの応用分野は、ファイバトゥザホーム（ｆｉｂｅｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｏｍｅ）である。しかしながら、建物および住居で採用されるべきファイバには多くの課題がある。コストを低く維持するために、迅速かつ高い技能を必要としない敷設プロセスが不可欠であり、それにより、銅のように容易に扱われかつ敷設され、なおかつ光パワーバジェットに対して悪影響を与えない光ファイバケーブルが必要である。屋外分散ネットワークとのシームレスな相互接続を確実にするために、いかなる新たなファイバも標準Ｇ．６５２ファイバ、すなわち標準シングルモードファイバと容易に接続することができることが等しく重要である。建物における光ファイバの敷設業者に対する従来の問題は、標準シングルモードファイバケーブルは、銅ケーブルのように敷設した場合に大きい光損失があるということである。
【０００４】
本明細書では「微細構造ファイバ」と呼ぶ、非周期的かまたは連続的な空気線（ボイドまたは穴とも呼ぶ）を含む光ファイバは、複数の用途に対して設計されかつ製造されている。これらの微細構造ファイバは、曲げ損失が低く、こうしたファイバを含む光ファイバケーブルを、大きい光損失を受けることなく銅ケーブルのように敷設することができる。
【０００５】
微細構造ファイバは、ファイバが標準的なまたは別の微細構造ファイバに機械的に接合される必要があるシステムで使用される場合、まず、接続されているファイバ間の低損失接続および信頼性の高い接触を確実にするように、ファイバ端面の研磨が必要である（たとえば、ファイバは、コネクタフェルール端部から突出することができない）。しかしながら、研磨プロセスで生成される研磨残留物および研磨プロセスで使用される研磨剤が、ボイド含有ファイバのボイド部分に入り、接続損失および信頼性の低減を増大させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、さらなる耐曲げ性ファイバ設計、特に、ボイド内への研磨残留物の放出の影響の受けやすさが最小であるかまたはまったくない、マクロベントの影響を受けないファイバを開発することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、微細加工光ファイバは、
長手方向中心線を中心に配置され、かつ第１屈折率を含む屈折率分布を有するコア領域と、
コア領域を包囲するクラッド領域であって、非周期的に配置されたボイドからなるボイド含有環状領域を備えるクラッド領域と、
を備え、
ｎｍ単位での最大ボイド径はｄｍａｘによって与えられ、ｃｍ単位での最大ボイド長は２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下である。
【０００８】
一実施形態によれば、長手方向中心線を中心に配置されたコア領域と、コア領域を包囲するクラッド領域とを有する微細加工光ファイバを研磨する方法であって、クラッド領域が、非周期的に配置されたボイドからなるボイド含有環状領域を備える、方法であって、
（ｉ）光ファイバを劈開し、それにより劈開端面を形成するステップであって、劈開端面が、ｎｍ単位での最大ボイド径ｄｍａｘと、２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下のｃｍ単位での最大ボイド長とを有する露出したボイドを含む、ステップと、
（ｉｉ）劈開端面を研磨するステップと、
を含む方法。
【０００９】
一実施形態によれば、コアと、非周期的に配置されたボイドを含むクラッドと、コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方とを有する光ファイバを接続する方法は、
（ｉ）コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方のある長さを除去して、光ファイバの一部を露出させるステップと、
（ｉｉ）露出した光ファイバ部分を劈開して劈開端面を形成するステップであって、劈開端面が、ｎｍ単位での最大ボイド径ｄｐ以下の直径と、２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下のｃｍ単位での最大ボイド長とを有する露出したボイドを備える、ステップと、
(ｉｉｉ）劈開端面を研磨して研磨されたファイバ端面を形成するステップと、
を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、本方法は、フェレール端面を有するコネクタフェレール内に光ファイバを取り付けることを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、ファイバの露出部分がフェレール端面を超えて突出するように光ファイバを取り付けるステップを含むことができる。
【００１１】
本明細書では、「非周期的に配置された」または「非周期的分散」とは、光ファイバの断面（長手方向軸に対して垂直な断面等）をとる場合に、非周期的に配置されたボイドがファイバの一部を横切ってランダムにまたは非周期的に分散していることを意味する。ファイバの長さに沿った種々の点でとられる同様の断面は、種々の断面ボイドパターンを明らかにし、すなわちさまざまな断面は異なるボイドパターンを有し、ボイドの分散およびボイドのタイプは一致しない。すなわち、ボイドは、ファイバ構造内で非周期的であり、すなわち周期的に配置されていない。これらのボイドは、光ファイバの長さに沿って（すなわち長手方向軸に対して平行に）伸張（伸長）されるが、伝送ファイバの通常の長さに対してファイバ全体の全長を延長しない。理論によって束縛されるものではないが、ボイドがファイバの長さに沿って延在するのは、数メートル未満、多くの場合は１メートル未満であることが考えられる。本明細書では、ボイドおよびシードという用語を同義で用いる。
【００１２】
ボイド含有領域（ボイド含有リングまたは中間環状領域）をコアから間隔を空けて配置することは、１５５０ｎｍの光波長で光ファイバの減衰を低下させるのに役立つ。さらに、ボイド含有領域の幅を制限することにより、光ファイバ内のシングルモード伝送が容易になる。
【００１３】
本明細書に開示するファイバを、比較的低コストの製造プロセスを用いて作製することができ、それは、望ましい場合は、ボイド含有領域において、フッ素および／または二酸化ゲルマニウム等の高価なドーパントの使用を回避することができ、かつ望ましい場合は、光ファイバのガラス部分に空間的に周期的に配置されたボイドを配置するスタック・アンド・ドロー製造プロセスも同様に回避することができるためである。別法として、本明細書に開示する方法を用いて、単に、二酸化ゲルマニウム、燐、アルミニウム、イッテルビウム、エルビウム、フッ素または他の従来のファイバドーパント材料のうちの１種または複数種でドープされるファイバのクラッド、また空間的に周期的に配置されたボイドも含むファイバのクラッドに、１つまたは複数のボイドを追加することにより、ファイバの耐曲げ性を向上させることができる。本明細書に開示するいくつかの実施形態では、光ファイバには、フッ素またはホウ素が含まれていないかまたは実質的に含まれていない。
【００１４】
本発明のさらなる特徴および利点を、以下の詳細な説明に示し、それらは、部分的に、その説明から当業者には容易に明らかとなるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付図面等、本明細書に記載するように本発明を実施することにより理解されよう。
【００１５】
上述した概略的な説明および以下の詳細な説明はともに、本発明の実施形態を提示し、請求項に記載されている本発明の特質および特徴を理解するための概説または枠組みを提供するように意図されていることが理解されるべきである。添付図面は、本発明がさらに理解されるように含まれており、本明細書に組み込まれかつその一部を構成している。図面は、本発明のさまざまな実施形態を示し、本明細書の説明とともに、本発明の原理および動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スートプリフォームを形成するＯＶＤ法を示す。
【図２】本発明による圧密化（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）プロセスの横断面図を示す。
【図３】コアケイン（ｃｏｒｅ  ｃａｎｅ）を形成する再線引きプロセスを示す。
【図４】コアケイン上に堆積したスートの圧密化を示す。
【図５】図４に示す圧密化ステップからもたらされる完全に圧密化されたプリフォームを示す。
【図６ａ】本発明の一実施形態によって作製されたファイバの断面の写真を示す。
【図６ｂ】本発明の一実施形態によって作製されたファイバの断面の写真を示す。
【図７】本発明の方法で採用することができる線引きプロセスおよび装置を示す。
【図８ａ】本発明によって作製された光ファイバの断面をコーティングとともに概略的に示す。
【図８ｂ】本発明によって作製された光ファイバの断面をコーティングとともに概略的に示す。
【図９】ボイドの直径および長さの関数として材料侵入長さの感度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書に開示する光ファイバを、著しい量のガスが圧密化されたガラスプリフォームに閉じ込められる結果となるプリフォーム圧密化条件を利用し、それにより圧密化されたガラス製光ファイバプリフォームにボイドの形成をもたらす、後述する方法を用いて作製することができる。これらのボイドを除去するステップをとらずに、結果としてのプリフォームを用いて、その中でボイドを有する光ファイバを形成する。本明細書で用いるボイドの直径は、光ファイバをファイバの長手方向軸に対して横切る垂直断面で見た場合に、端点がボイドを画成するシリカ内面に配置される、最長線分である。
【００１８】
「相対屈折率パーセント」は、Δ％＝１００×（ｎｉ２−ｎｃ２）／２ｎｉ２として定義され、ここで、ｎｉは、特に指定しない限り領域ｉにおける最大屈折率であり、ｎｃは純粋な（ドープされていない）シリカの屈折率である。「α分布」または「アルファ分布」という用語は、以下の式に従う、ｒが半径である場合の「％」の単位でのΔ（ｒ）を用いて表される相対屈折率分布を指す。
【００１９】
0005607150.tif 000002
ここで、ｒｏは、Δ（ｒ）が最大である点であり、ｒ１は、Δ（ｒ）％がゼロである点であり、ｒは、ｒｉ≦ｒ≦ｒｆの範囲にあり、ここで、Δは上に定義されており、ｒｉはα分布の初期点であり、ｒｆはα分布の最終点であり、αは実数である指数である。
【００２０】
本明細書で用いるファイバカットオフ波長は、「２ｍファイバカットオフ」または「ファイバカットオフ」としても知られる「ファイバカットオフ波長」をもたらすように、標準２ｍファイバカットオフ試験、ＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定される。いくつかの実施形態では、１６００ｎｍ未満のファイバカットオフ波長であることが好ましく、他の実施形態では、１５００ｎｍ未満のファイバカットオフ波長であることが好ましく、他の実施形態では、１３００ｎｍ未満のファイバカットオフ周波数であることが好ましい。
【００２１】
本明細書で用いるケーブルカットオフ波長は、「２２ｍカットオフ波長」または「ケーブルカットオフ」としても知られる「ケーブルカットオフ波長」をもたらすように、標準２２ｍケーブルカットオフ試験、ＦＯＴＰ−１７０（ＥＩＡ−４５５−１７０）によって測定される。いくつかの実施形態では、１６００ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長であることが好ましく、他の実施形態では、１５００ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長であることが好ましく、他の実施形態では、１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフ波長であることが好ましい。
【００２２】
モードフィールド径（ＭＦＤ）は、ピーターマン（Ｐｅｒｔｅｒｍａｎ）ＩＩ法を用いて測定され、２ｗ＝ＭＦＤおよびｗ２＝（２∫ｆ２ｒｄｒ／∫［ｄｆ／ｄｒ］２ｒｄｒ）であり、積分限界は０から∞である。すべての光学特性（分散、分散スロープ、曲げ等）を、本明細書では、特に示さない限り、１５５０ｎｍの波長で報告する。
【００２３】
外部蒸着（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＯＶＤ）法または気相軸付け（ｖａｐｏｒ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＶＡＤ）法等の従来のスート堆積プロセスによる伝送光ファイバの製造中、シリカ粒子およびドープシリカ粒子は、炎の中で熱によって（ｐｙｒｏｇｅｎｉｃａｌｌｙ）生成されスート（すす）として堆積する。ＯＶＤの場合、シリカスートプリフォームは、円筒状の対象ロッドの外側への、円筒状対象物の軸に沿ってスートを含む炎を横切らせることによる粒子の堆積によって、１層毎に形成される。こうした多孔質スートプリフォームは、その後、乾燥剤（たとえば、塩素、ＣＯ、ＣＯＣｌ２あるいはＳｉＣｌ４またはそれらの組合せ）によって処理されて水および金属不純物が除去され、１１００℃〜１５００℃の範囲の温度で圧密化または焼結されてガラスプリフォームになる。表面エネルギーによって駆動される粘性流動焼結は、焼結の主要なメカニズムであり、スートの孔を高密度化して閉鎖し、それによって圧密化されたガラスプリフォームが形成される。焼結の最終段階において、圧密化に使用されるガスは、開放した孔が閉鎖される際に閉じ込められ得る。ガラス内に閉じ込められたガスの溶解度および浸透性が焼結温度において高い場合、ガスは圧密化プロセス中にガラスを通過してガラスの外に移動することができる。別法として、ファイバ製造プロセスの圧密化段階の後に依然として閉じ込められているガスを、ガラスプリフォームを通過して外に移動するまで、ある期間、ファイバプリフォームを保持することによってガス抜きすることができ、それにより、プリフォーム内に真空状態の１つまたは複数のボイドが残される。光ファイバがプリフォームから線引きされる線引き作業の間、これらのボイドは閉鎖し、ボイドがないかまたは実質的にボイドがない光ファイバが残される。従来の伝送光ファイバを作製するために採用される圧密化プロセスでは、光ファイバのコア領域およびクラッド領域の両方においてボイドが完全にない光ファイバを達成することが目標である。ヘリウムが、多くの場合、従来の光ファイバプリフォームの圧密化中の雰囲気として利用されるガスである。ヘリウムは、ガラスにおいて透過性が非常に高いため、圧密化プロセス中にスートプリフォームおよびガラスから非常に容易に出ることにより、圧密化後にヘリウム内においてガラスには孔またはボイドが無くなる。
【００２４】
本明細書に開示する光ファイバは、著しい量のガスが圧密化されたガラスプリフォームの領域内に閉じ込められるようにするのに有効なプリフォーム圧密化条件に従うプリフォームから形成され、それにより、圧密化されたガラス光ファイバプリフォームのボイド含有領域内に非周期的に分散したボイドが形成される。これらのボイドを除去するステップを行うのではなく、結果としてのプリフォームは、ボイドを含む光ファイバを形成するために意図的に用いられる。特に、透過性が比較的低いガスおよび／または比較的高い焼結速度を利用することにより、圧密化プロセスの間に、圧密化されたガラス内にボイドを閉じ込めることができる。焼結温度を上昇させおよび／または圧密炉の焼結領域を通過するスートプリフォームの下方送り（ｄｏｗｎｆｅｅｄ）速度を上昇させることによって、焼結速度を上昇させることができる。いくつかの焼結条件下において、閉じ込められたガスの面積の割合が、プリフォームの総面積または全体積のかなりの割合であるガラスを得ることができる。
【００２５】
本明細書に開示する光ファイバでは、本明細書に開示するプロセスを用いる結果として光ファイバ内に存在する非周期的に分散したボイドは、光ファイバのクラッド内に位置する。こうしたボイドを用いて、屈折率を低くすることができる。ボイドの最大径がファイバの長さに沿って伝送される光の波長（たとえば、電気通信用途に使用される光ファイバの場合は、１５５０ｎｍ未満）を下回るような圧密化パラメータを使用することによって、ファイバを、特定の波長において情報を伝送するように効果的に使用することができる。
【００２６】
図１は、本明細書に開示する光ファイバを作製するために使用することができるスート光ファイバプリフォーム２０の製造方法を示す。図１に示す実施形態では、スートプリフォーム２０は、回転および並進するマンドレルまたはベイトロッド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形成される。このプロセスは、ＯＶＤすなわち外部蒸着法として知られている。マンドレル２４は、好ましくはテーパが付けられている。スート２２は、バーナー２６の炎３０にガス状のガラス前駆体２８を供給して酸化させることによって形成される。メタン（ＣＨ４）等の燃料３２および酸素等の燃焼補助ガス３４が、バーナー２６に供給され、炎３０を形成するように着火される。Ｖで示すマスフローコントローラは、すべて好ましくはガス状である、好適なドーパント化合物３６、シリカガラス前駆体２８、燃料３２および燃焼補助ガス３４のバーナー２６への適切な量を測定する。ガラス形成化合物２８、３６は、炎３０内で酸化して、略円筒状のスート領域２３を形成する。特に、望ましい場合、ドーパント化合物３６を含めることができる。たとえば、屈折率上昇ドーパントとして（たとえば、ファイバのコア内に）ゲルマニウム化合物を含めることができ、または、屈折率を低下させるために（たとえば、ファイバのクラッド領域および／またはボイド含有領域に）フッ素含有化合物を含めることができる。
【００２７】
図２に示すように、円筒状のスート領域２３を含むスートプリフォーム２０を、圧密化炉２９内で圧密化して、圧密化プリフォーム３１（続く図３に示す）を形成することができる。圧密化の前に、図１に示すマンドレル２４が除去されて、中空の円筒状のスートプリフォームが形成される。圧密化プロセス中、スートプリフォーム２０は、たとえば、炉２９の純粋石英マッフルチューブ２７の内側に保持機構２１によって懸架される。好ましくは、圧密化ステップの前に、プリフォーム２０は乾燥雰囲気に曝される。たとえば、好適な乾燥雰囲気は、約９５０℃と１２５０℃との間の温度で約９５パーセントから９９パーセントのヘリウムおよび１パーセントから５パーセントの塩素ガスまたはＣＯガスを含むことができ、好適な乾燥時間は、約０．５時間から４時間の範囲である。スートプリフォームを、望ましい場合、たとえばフッ素または他の光ファイバドーパントを有するドーパントガスを用いてドープすることも可能である。たとえば、フッ素でドープするために、ＳｉＦ４および／またはＣＦ４ガスを採用することができる。こうしたドーパントガスを、たとえば、０．２５時間から４時間、約９５０℃から１２５０℃の間の従来のドーピング温度で採用することができる。
【００２８】
好ましくはスート乾燥ステップの後に行われるボイド閉じ込め圧密化ステップの間、炉温度は上昇し、プリフォーム２０は、たとえば約１３９０℃と１５３５℃との間の好適な温度で圧密化されて、圧密化プリフォームを形成する。別法として、かつより好ましくは、温度傾斜焼結（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を採用することができ、それにより、スートプリフォーム２０が炉２９の高温領域を下方に通過するように駆動され、高温領域は、約１２２５℃から１５５０℃の間の温度、より好ましくは約１３９０℃から１５３５℃の間に維持される。たとえば、プリフォームを、所望の乾燥温度（９５０℃〜１２５０℃）に維持される等温領域内に保持することができ、その後、スートプリフォームは、所望の圧密温度（たとえば、１２２５℃から１５５０℃、より好ましくは１３９０℃および１５３５℃）に維持されている領域を、プリフォーム２０の温度が１℃／分を超える大きさで上昇するのに十分な速度レートで通過するように駆動される。炉の上方の領域を、乾燥および不純物除去ステップを容易にする比較的低い温度で維持することができる。下方の領域を、圧密に望まれる比較的高い温度で維持することができる。１つの好ましい実施形態では、スート含有プリフォームは、第１下方送り速度で圧密化高温領域を通過して下方に送られ、その後、第１下方送り速度よりも遅い第２下方送り速度で第２高温領域を通過して下方に送られる。こうした圧密化技法により、スートプリフォームの外側部分が、プリフォームの残りの部分が焼結する前に焼結し、それにより、ガスの閉じ込めが容易になり、結果としての圧密化ガラス内のボイドの形成および保持が容易となる。たとえば、プリフォームを、こうした好適な圧密化温度（たとえば、約１３９０℃を上回る温度）に、１５℃／分を超える、より好ましくは１７℃／分を超える速さで増大するプリフォーム温度上昇をもたらすのに十分な第１速度で曝すことができ、その後、少なくとも約１２℃／分、より好ましくは１４℃／分を超える大きさでプリフォームの温度が上昇するのに十分な第２下方送り速度／圧密化温度の組合せに曝すことができる。好ましくは、第１圧密化速度により、第２圧密化速度の加熱速度より、２℃／分を上回り、より好ましくは３℃／分を上回り、最も好ましくは約４℃／分を上回る速度で、プリフォームの外側の温度が上昇する。望ましい場合、比較的遅い速度（たとえば、１０℃／分未満）で加熱を行う第３圧密化ステップを採用することができる。別法として、スートプリフォームを、スートプリフォームを炉の高温領域を通るように駆動することによってより多くのボイドを形成するために、さらに速い速度で焼結することができ、この場合の高温領域の温度は、１５５０℃を上回り、より好ましくは１７００℃を上回り、さらに好ましくは１９００℃を上回る。別法として、スートプリフォームを、スートと接触する直火またはプラズマトーチを用いることによって炉の外部でさらに速い速度で焼結することができる。望ましい場合、光ファイバプリフォームを、一連の異なる圧密化ステップを用いて製造することができ、そのうちのいくつかは、特定のプリフォーム領域をボイドのない完全に圧密化されたガラス���完全に焼結する従来の圧密化ステップを含んでいてもよく、その後、追加のスートがボイド閉じ込め圧密化ステップを用いて堆積し焼結される。ボイド閉じ込め圧密化ステップで用いることができる好ましい焼結ガスは、窒素、アルゴン、ＣＯ２、酸素、塩素、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２、クリプトン、ネオンおよびそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１種のガスを含む。これらのガスの各々は、本発明の方法に従ってボイドを形成するのに好適な圧密化温度以下で、シリカガラス内において比較的低い透過性を示す。より好ましくは、ボイド含有環状領域内に非周期的に位置するボイドを形成するために用いられる焼結ガスは、（１）クリプトンガスもしくは二酸化硫黄ガス、または（２）塩素ガスプラス窒素、二酸化炭素、もしくは二酸化硫黄、アルゴンもしくはクリプトン、または（３）それらの組合せからなる群から選択される。この塩素ガスを、ボイド生成圧密化ステップの間に供給することができ、または別法として、圧密化ステップの前に、たとえば、塩素がガラス内に保持される乾燥ステップの間に十分な量の塩素を使用することによって、このガラス領域に供給することができ、塩素の量は、好ましくは、この領域のガラス内で２０００重量ｐｐｍを上回り、より好ましくは、この領域のガラス内で３０００重量ｐｐｍを上回る。
【００２９】
好ましくは、これらのボイド生成ガスは、単独で採用されるか、または５体積パーセントと１００体積パーセントの間、より好ましくは、約２０〜１００体積パーセントの間、最も好ましくは、約４０〜１００体積パーセントの間の量の組合せで採用さられる。焼結ガス雰囲気の残りは、たとえば、ヘリウム、水素、重水素またはそれらの組合せ等の好適な希釈ガスまたはキャリアガスで構成されている。一般的には、焼結ガスで採用されるボイド生成ガス（窒素、Ａｒ、ＣＯ２、Ｏ２、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２、クリプトン、ネオンまたはそれらの組合せ）の体積パーセントが増大すればするほど、より大きくかつより多くのボイドが、結果としての圧密化ガラス内に存在することになる。より好ましくは、圧密化ステップの間にボイドを形成するために使用される焼結ガスは、窒素、アルゴン、ＣＯ２、酸素、ＳＯ２およびクリプトン、ネオン並びにそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１種のガスを含む。これらのガスを、完全に単独で利用することができ、またはこうしたガスのヘリウム等のキャリアガスを伴った混合ガスとして利用することができる。２つの特に好ましいボイド生成ガスはＫｒまたはＳＯ２である。ボイドを、部分真空下（たとえば、プリフォームが、約４０トルから７５０トルの圧力の焼結雰囲気に浸漬される）で透過性の低いガス（たとえば、窒素、アルゴン、クリプトン、ＣＯ２、酸素、塩素、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２）内でスートを焼結することによっても形成することができ、こうした場合、ヘリウム等の比較的透過性の高い希釈ガスを使用する必要はない。本明細書に開示するボイド生成圧密化技法を使用することにより、約１パーセントと１０パーセントとの間の局所ボイド面積率（ｒｅｇｉｏｎａｌ  ｖｏｉｄ  ａｒｅａ  ｐｅｒｃｅｎｔ）である、ボイド含有領域を備えるクラッドを有する光ファイバを製造することが可能であり、他の好ましい実施形態では、本発明者らは、ボイド含有環状領域における非周期的に配置されたボイドが、好ましくは、前記ボイド含有領域内で１パーセントと６パーセントとの間のパーセント局所ボイド面積率を有し、かつ平方マイクロメートル当りのボイドが、１を上回る、より好ましくは２を上回る、さらに好ましくは３を上回る、いくつかの実施形態では、好ましくは５を上回る、平均ボイド数密度であることが分かった。本明細書で用いる局所ボイド面積率は、ボイド含有環状領域内のボイドの総面積をボイド含有環状領域の総面積で割って（光ファイバを、光ファイバの軸に垂直な断面で見た場合）１００を掛けたものを意味し、ボイド含有領域は、ボイド含有領域の内部境界および外部境界によって画定される。たとえば、ファイバ内の半径方向最も内側のボイドの半径方向最も内側の縁が、ファイバの軸方向中心線から１０マイクロメートルの半径位置を有しており、かつファイバ内の半径方向最も外側のボイドの半径方向最も外側の縁が中心線から１５マイクロメートルの半径位置を有している場合、ボイド含有領域の面積は、およそ（２２５〜１００）ｐｉ＝３９３平方マイクロメートルとなる。このボイド含有領域内に含まれているボイドの総断面積が１５．７平方マイクロメートルである場合、ボイド含有領域のボイド面積率はおよそ４パーセントとなる。本明細書で用いる局所ボイド面積割合（ｆｒａｃｔｉｏｎ）とは、（光ファイバを光ファイバの軸に垂直な断面において見た場合）ボイド含有環状領域内のボイドの総面積をボイド含有環状領域の総面積で割ったものを意味する。本明細書で用いる平均ボイド数密度とは、ボイド含有環状リング領域内のボイドの総数を、ボイド含有環状リング領域の面積で割ったものを意味する。本発明者らは、クラッドが、コア領域から離間しているボイド含有領域を含み、ボイド含有環状部が約１パーセントと１０パーセントと間の局所ボイド面積率を有し、平方マイクロメートル当りのボイドが１を上回り、より好ましくは２を上回り、さらに好ましくは５を上回り、いくつかの実施形態では好ましくは５を上回る平均ボイド数密度であるように、光ファイバを設計することによって、ファイバ断面を横切って、かつ光ファイバの長さに沿ってボイドの分散のはるかに優れた一様性を達成することができ、それにより光ファイバの長さに沿ってより一貫し改善された曲げ性能がもたらされることを発見した。たとえば、平均ボイド数密度および局所ボイド面積率が上述した範囲であるようにファイバを設計することにより、１ｍを上回る、より好ましくは２ｍを上回る、さらに好ましくは１００ｍを上回る、最も好ましくは１０ｋｍを上回るファイバ全長に対して、１０ｍｍ径の曲げ（ｔｕｒｎ）毎に２ｄＢ未満の最大曲げ損失をもたらすのに十分な、ボイド含有環状領域の外周および幅にわたってかつファイバの長さに沿って、ボイド分布一様性の向上を達成することができる。より好ましくは、ボイド含有領域は、１ｍを上回る、より好ましくは２ｍを上回る、さらに好ましくは１００ｍを上回る、最も好ましくは１０ｋｍを上回るファイバ全長に対して、１０ｍｍ径の曲げ当り１ｄＢ未満の最大曲げ損失をもたらすのに十分な、ボイド含有環状領域の外周および幅にわたってかつファイバの長さに沿った、ボイド分布一様性を有する。さらに好ましくは、ボイド含有領域は、１ｍを上回る、より好ましくは２ｍを上回る、さらに好ましくは１００ｍを上回る、最も好ましくは１０ｋｍを上回るファイバ全長に対して、１０ｍｍ径の曲げ当り０．５ｄＢ未満の最大曲げ損失をもたらすのに十分な、ボイド含有環状領域の外周および幅にわたりかつファイバの長さに沿ったボイド分布一様性を有する。
【００３０】
上述した他の焼成ガスとの組合せにおいて、圧密化ガスの少なくとも一部が意図的に閉じ込められることになるのに十分な速度および温度でのプリフォームの下方送りを含む圧密化プロセスを採用することが好ましい。これは、たとえば、約１０℃／分を上回る、より好ましくは１２℃／分を上回る、さらに好ましくは約１４℃／分を上回るスートプリフォームの少なくとも一部の加熱によって行うことができる。本発明で採用する焼結温度を、好ましくは１１００℃から１６００℃の範囲、より好ましくは約１４００℃と１５５０との間、最も好ましくは約１４８０℃と１５５０℃の間の範囲とすることができる。１つの特に好ましい焼結温度は、およそ１４９０℃である。光ファイバのクラッド内にこうしたボイド含有領域を製造することに関する追加の情報は、たとえば、米国特許出願第１１／５８３０９８号明細書に記載されており、その明細書の開示内容はすべて参照により本明細書に援用される。
【００３１】
図３は、本発明において使用されるコアケインを線引きするために使用することができるプロセスを示す。たとえば、１つのこうした実施形態では、スートプリフォームは、図１に関して上述したように形成され、その後、そのスートプリフォームは、従来の圧密化技術を用いて（たとえば、１００パーセントヘリウムの雰囲気において１３００℃を上回る圧密化温度を用いて）圧密化されて、ボイドのないコアプリフォームが形成される。たとえば、純シリカコアファイバを形成するために用いられるファイバプリフォームの場合、コアプリフォームは、著しい屈折率調整ドーパントを含まない比較的純度の高いシリカからなる。別法として、純二酸化ゲルマニウムがドープされたコアファイバを形成するために用いられる光ファイバプリフォームの場合、コアプリフォームを、二酸化ゲルマニウムがドープされたコア領域と、場合によりクラッド部分（たとえば、ドープされていないシリカクラッド）から構成することができる。結果としての圧密化されたコアプリフォーム３１は、コアケイン線引き炉３７内に配置され、外径が縮小された少なくとも１つのロッド状コアケインセグメント３３がそこから線引きされる。プリフォーム３１は、たとえば、約１７００℃と２０００℃との間の温度まで加熱される。制御部３８は、ケインに加えられる張力を、ここでは２つの牽引ホイールとして示す引張機構４０への好適な制御信号によって制御し、適切な速度でケイン３３が下方に線引きする。このように、たとえば、外径寸法が約１０ｍｍと５０ｍｍとの間の長さのコアケイン３３を得ることが可能である。さらに後述するように、このコアケインを、後に、さらなるスート堆積のための対象物あるいはマンドレル２４として、またはロッドインチューブプロセスにおけるロッドとして使用することができる。
【００３２】
１つの好ましい実施形態では、図３に関して上述したプロセスを用いてコアケインプリフォームを形成することができ、後に、そのコアケインプリフォームは追加のスート堆積のための対象物もしくはマンドレルとして使用することができ、本明細書に開示するボイド形成技法を用いて圧密化され、したがって最終的に光ファイバのクラッドになる。１つのこうした実施形態では、たとえば、完全に圧密化されたボイドのないガラスコアケインを、図１に示すスート堆積ステップにおいて、ベイトロッド２４として使用することができる。ガラスコアケインは、ドープされていないシリカであってもよく、そのため、結果としての光ファイバは、コアが本質的に純粋なシリカからなるシリカコアファイバとなる。別法として、コアケインは、光ファイバの光伝送コア領域を合わせて形成する１つまたは複数のドープ領域からなっていてもよい。スートがガラスコアケイン上に堆積した後、外側スート領域１２０を、図４に示すような圧密化炉１２９内で完全に圧密化することができる。好ましくは、図５に示すように、この圧密化ステップ中に、上述したボイド形成圧密化プロセスが行われて、圧密化された光ファイバプリフォーム１５０が形成される。
【００３３】
上述したように、ボイド形成圧密化ステップにおいて使用される好ましいガスは、窒素、アルゴン、ＣＯ２、酸素、塩素、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２、クリプトン、ネオンおよびそれらの組合せからなる群から選択された少なくとも１種のガスを含む。好ましくは、これらのボイド生成ガスは、単独で採用されるか、または５体積パーセントと１００体積パーセントとの間の量、より好ましくは約２０〜１００体積パーセント、最も好ましくは約４０体積パーセントと１００体積パーセントとの間の量の組合せで採用される。焼結ガス雰囲気の残りは、たとえば、ヘリウム、水素、重水素またはそれらの混合等の適切な希釈ガスまたはキャリアガスから構成され、最も好ましい希釈ガスはヘリウムである。一般的には、焼成ガスで用いられるボイド生成ガス（窒素、Ａｒ、ＣＯ２、Ｋｒ、Ｏ２、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２、Ｎｅ）の割合が高くなればなるほど、より大きくかつより多くのボイドが、結果としての圧密化されたガラス内に存在することとなる。２つの特に好ましいボイド生成ガスは、ＫｒまたはＳＯ２であり、それらは、好ましくは１０体積パーセントを上回る、より好ましくは３０体積パーセントを上回る、さらに好ましくは約５０体積パーセントを上回る、最も好ましくは約６５体積パーセントを上回る量で採用され、焼結雰囲気の残りはヘリウム等のキャリアガスである。ボイドを、部分真空下（たとえば、焼結雰囲気が、約４０トルから７５０トルの圧力である）で透過性の低い希釈ガス（たとえば、窒素、アルゴン、クリプトン、ＣＯ２、酸素、塩素、ＣＦ４、ＣＯ、ＳＯ２）内でスートを焼結することによっても形成することができ、こうした場合、ヘリウム等の透過性が比較的高い希釈ガスを使用する必要はない。塩素を、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４または他の塩素含有ドーパントを使用することによりガラス内に組み込むことができる。本明細書に開示するボイド生成圧密化技法を使用することにより、クラッドが、局所ボイド面積率が１パーセントを上回る、より好ましくは約１．５パーセントを上回る、さらに好ましくは約２パーセントを上回る、ボイド含有領域を備える、光ファイバを作製することが可能である。いくつかの実施形態では、局所ボイド面積率は、好ましくは約１０パーセント未満である。最も好ましくは、ボイドを有する領域は、クラッドの外縁まで延在しておらず、そのため、開放したボイドまたはファイバの外側のボイドがある。
【００３４】
本発明で採用する焼結温度は、好ましくは１１００℃から１５５０℃、より好ましくは１３００℃と１５００℃との間、最も好ましくは１３５０℃と１５００℃との間の範囲にある。１つの好ましい焼結温度は、およそ１４９０℃である。圧密化プロセス中に採用されるガス雰囲気、圧密化炉内部の温度およびプリフォーム圧密化速度は、スート圧密化プロセス中、ガスがプリフォーム内に意図的に閉じ込められて、圧密化ガラス内にボイドが形成されるように選択される。ファイバが線引きされた後にファイバ内にボイドが残っているように、これらのガス含有ボイドは、好ましくは、ファイバ線引きプロセスの前におよび／またはその間に完全にガス抜きされない。種々のプロセスパラメータを調整して、ボイドのサイズを変更および制御することができる。たとえば、圧密化時間を増大させるかまたは温度を上昇させることにより、温度の上昇によってボイド内に閉じ込められたガスが膨張するため、ボイドのサイズを増大させることができる。同様に、ボイドのサイズおよび面積率に対して、線引き条件によって影響を与えることができる。たとえば、線引き炉におけるより長い高温領域および／またはより速い線引き速度は、ボイドのサイズおよび面積率を増大させる傾向がある。圧密化温度においてガラス内で透過性の低いガスを選択することにより、ボイドがより小さくなる。焼結速度もまた、ボイドのサイズおよびボイド量に対して著しい影響を与えることができる。焼結速度が速いほど、より多くのかつ大きなボイドが形成される。しかしながら、遅すぎる焼結速度を使用すると、ガスがガラスを通過して漏出する時間があるため、ボイドが形成されないことになる。その結果、プリフォームの下方送り速度および／または採用される圧密化温度は、好ましくは、約１０℃／分を上回る、より好ましくは約１２℃／分を上回る、さらに好ましくは約１４℃／分を上回る速度でのプリフォームの少なくとも一部の加熱をもたらすのに十分に高い。一般的には、スート濃度の低い光ファイバプリフォームほど、より多くのボイドの形成をもたらす。しかしながら、望ましい場合は、特定の光ファイバプリフォーム内の堆積したスートの濃度を変化させて、より多くのボイド（より高い局所ボイド面積率）を配置することができる。たとえば、第１高濃度スート領域を、圧密化ガラス（たとえば純シリカ）コアケインの上に直接堆積させることができ、その後、第１濃度より濃度が低いスートの第２領域を堆積させることができる。本発明者らは、これにより、より高いボイド面積率がコア近傍（すなわち高濃度スート領域）に形成されることが分かった。シリカ含有スートは、好ましくは、容積密度が、約０．１０ｇ／ｃｃと１．７ｇ／ｃｃとの間、より好ましくは約０．３０ｇ／ｃｃと１．０ｇ／ｃｃとの間である。この効果を用いて、ボイド含有率が低いかまたはボイドを含まない領域とボイド含有率がより高い領域とが交互にある圧密化されたボイド含有プリフォームを形成することも可能であり、そこでは、初期スート濃度の半径方向の変動は、少なくとも１００マイクロメートルの距離にわたって３パーセントを上回る。こうしたプリフォームを用いて、たとえば、ボイドなしガラスの領域とボイド含有ガラスとの領域とが交互にあるクラッド領域を有する光ファイバを作製することができる。こうした交互のボイド含有領域およびボイドなし領域を有するファイバは、ブラッグ格子として有用な特性を示す。本明細書に記載する方法によって生成される光プリフォームは、好ましくは、ボイドのない二酸化ゲルマニウムがドープされたコア、ボイドのないシリカ内側クラッド、ボイド含有シリカリングおよびボイドのないシリカオーバークラッドからなる。ボイド含有リング領域は、プリフォームの断面スライスにおいておよそ１，０００，０００個を超え、場合によっては５，０００，０００個を上回るボイドを含むことができ、そこでは、ボイドを、平均直径がおよそ１マイクロメートルから１０マイクロメートルとし、およそ１〜２０パーセントの面積率のボイドから構成することができる。これらのボイドは、通常は、シリカによって包囲された不連続かつ隔離された球形状であり、したがって各ボイドは、光プリフォームの長さに沿って軸方向位置または半径方向位置において不連続である。光プリフォームを光ファイバに線引きする際、ボイドは線引きの方向に引き延ばされる。
【００３５】
本発明者らは、光ファイバプリフォームの光ファイバへの線引きの間、任意の所与の断面におけるボイドの数が、プリフォーム内の元の数から線引きされたファイバの数まで低減することを発見した。たとえば、プリフォーム内の断面リング内に１，０００，０００個のボイドを有する６０ｍｍ径のプリフォームは、１２５マイクロメートル径の線引きされたファイバに対する断面リングにおいて８００個のボイドをもたらすことができる。本発明者らは、この個数の減少のメカニズムが、本発明者らが「拡散合体（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌ  ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ）」と称する現象のためであり、すなわちボイドが互いに合体してより少ない数のボイドを形成するためであると考える。本発明者らは、ボイド含有プリフォームの直径を低減する任意のステップ（たとえば、プリフォームをファイバに線引きすること、プリフォームをより小さいプリフォームに再線引きすること等）の間に発生する拡散合体の程度に対して、直径低減ステップ中のプリフォームの時間−温度履歴、ボイド内のガスの選択、およびボイドを囲むガラスの組成によって影響を与えることができると考える。したがって、光ファイバ内で２００個の断面ボイドをもたらす同一のプリフォームはまた、たとえば、断面において５００個または１０００個からさらには１０，０００個のボイドももたらすことができ、このプリフォームを、上記プリフォーム処理パラメータおよびガラス組成によって調整することができる。
【００３６】
対照的に、スタック・アンド・ドロープロセスにおける一連の連続チューブによるか、またはプリフォームの軸方向長さに沿ってボイドを穴開けすることによって作製される光ファイバプリフォームは、この現象を受けず、すなわちプリフォーム内のボイドの数は、線引きされた光ファイバ内のボイドの数と実質的に同様である。したがって、これらの方法と異なり、本発明者らの不連続なボイド含有プリフォームは、光ファイバ属性を得るために適合された微細構造をファイバ内に有することができる。
【００３７】
図５を参照すると、上述した技術を用いて、光ファイバプリフォーム１５０を形成することができ、それは、複数のボイドからなるクラッド１５２に包囲されているボイドのないコア領域１５１を含む。クラッド１５２内に、適切なサイズの十分な数のボイドでボイド含有領域を形成することによって、クラッド１５２は、光ファイバプリフォームが光ファイバに線引きされた後に、光をコア領域１５１に沿って導く光クラッドとしての役割を果たす。別法として、ボイド含有領域を採用して、光ファイバの曲げ性能を向上させることができる。望ましい場合、プリフォーム１５０を光ファイバに線引きする前に、追加のスートをクラッド領域１５２にわたって堆積させ圧密化することができる。追加の堆積したクラッド材料は、必要に応じて、ボイドを含むように圧密化してもしなくてもよい。
【００３８】
こうしたプリフォームから線引きされるファイバの例を、図６ａおよび図６ｂに示す。図６ａは、１２５マイクロメートル径のファイバの６００倍の倍率で撮影されたＳＥＭ顕微鏡写真であり、図６ｂは、図６ａに示すファイバの中央領域の２５００倍の倍率で撮影されたＳＥＭ顕微鏡写真である。図６ａおよび図６ｂのファイバは、クラッド領域によって包囲されたコア領域を有し、クラッド領域は、二酸化ゲルマニウムがドープされたシリカコアに沿って光を導くのに有効であるように配置されたボイドを含む。
【００３９】
別法として、既に形成されているコアケイン上にスートを堆積させる代りに、上述したボイド形成プロセスを用いて、図２に関して上述したボイド含有領域を有する圧密化されたガラスのチューブを形成することができ、そのチューブを用いて、コアケインにスリーブを付与することができる。
【００４０】
本明細書に開示する実施形態のいずれかにおいて、結果としての最終的な圧密化された光ファイバプリフォーム５０を、図７に示すようにプリフォームを線引き炉５２内に配置した後、従来の方法および装置を用いて光ファイバ５４を加熱して線引きすることにより、光ファイバに線引きすることができる。そして、ファイバ５４は、冷却チャンバ５５内で冷却され、非接触センサ５６によって最終的な直径が測定される。コーティング装置５８によって、１つまたは複数のコーティングを付与して硬化させることができる。線引き中、ファイバ５４は引張アセンブリ６０を通過し、それにより、張力が加えられてプリフォーム５０からファイバ５４が線引きされる。張力は、ファイバの直径が所定の設定値を維持するように制御装置６１を介して制御される。最後に、コーティングされたファイバ５４は、送りヘッド６２によってファイバ収納スプール６４上に巻き取られる。
【００４１】
コアケインを形成する図３に関して上述したのと同じプロセスを代替的に使用して、ボイド含有圧密化チューブを再線引きすることができる。こうした再線引きプロセスを用いて、チューブに含まれるボイドのサイズを変更することができる。たとえば、ボイド含有プリフォームが再線引きされる際に発生する直径の低減が大きければ大きいほど、そのプリフォームにおけるボイドのサイズが小さくなる。
【００４２】
本明細書に開示するボイド生成圧密化技法を用いて、ファイバを通して伝送される光が概してコア内に保持されるように、第１屈折率を有するコア領域とコアの屈折率を下回る第２屈折率を有するクラッド領域とからなる光ファイバが達成され、それにより、前記ボイドが配置され、それによって前記光ファイバのクラッドを形成し、ボイドのボイド面積率が実質的に非ゼロとなる。本明細書に記載する技法を用いて、ファイバを作製することができ、そこでは、光の出力の割合が８０パーセントを上回る領域において、ボイドのうちのいずれかの最大のサイズが、伝送されている光の波長を下回る。本発明者らは、最大サイズとは、光ファイバをファイバの長手方向軸を横切る垂直断面で見た場合の任意の特定のボイドの最大径を意味する。たとえば、ファイバは、ボイド含有領域における平均ボイド径が５ｎｍと５００ｎｍとの間、より好ましくは３０ｎｍと３００ｎｍとの間、さらに好ましくは３０ｎｍと２００ｎｍとの間、最も好ましくは３０ｎｍと１５０ｎｍとの間にあるようにファイバが作製された。他の好ましい実施形態では、非周期的に配置されたボイドは、平均径が１００ｎｍを下回り２ｎｍを上回る。他の好ましい実施形態では、非周期的に配置されたボイドは、平均径が５０ｎｍを下回り２ｎｍを上回る。いくつかの実施形態では、光ファイバは、２２メートルカットオフが１５００ｎｍを下回り、平均ボイド径が１００ｎｍを下回り、局所ボイド面積が１％を上回る。他の実施形態では、光ファイバは、２２メートルカットオフが１５００ｎｍを下回り、平均ボイド径が１００ｍを下回りかつ５ｎｍを上回り、局所ボイド面積が１％を上回る。いくつかの実施形態では、光ファイバは、（ボイド含有クラッド領域における）局所ボイド割合が２％を上回りかつ１０％を下回る。いくつかの実施形態では、光ファイバは、局所ボイド割合が５％を上回りかつ１０％を下回る。いくつかの実施形態では、光ファイバは、１５５０ｎｍでの減衰が０．５ｄＢ／ｋｍ未満である。いくつかの実施形態では、光ファイバは、１５５０ｎｍでの減衰が０．２５ｄＢ／ｋｍ未満である。いくつかの実施形態では、光ファイバ内のボイドは、ＫｒガスあるいはＳＯ２ガスまたは組合せのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、ボイド含有環状領域におけるボイドの数は３００を上回る。いくつかの実施形態では、ボイド含有環状領域におけるボイドの数は６００を上回る。いくつかの実施形態では、ボイド含有環状領域におけるボイドの数は１０００を上回る。いくつかの実施形態では、ボイド含有環状領域におけるボイドの数は２０００を上回る。いくつかの実施形態では、環状リング領域におけるボイド数密度は４／μｍ２を上回る。いくつかの実施形態では、環状リング領域におけるボイド数密度は５／μｍ２を上回る。いくつかの実施形態では、環状リング領域におけるボイド数密度は１０／μｍ２を上回る。
【００４３】
望ましい場合、ゲルマニウムおよびフッ素等の屈折率調整ドーパントを個別にまたは合わせて用いることにより、クラッドの屈折率に対するコアの屈折率または純シリカの屈折率に対するコアの屈折率をさらに調整することができる。たとえば、１つのこうした好ましい実施形態では、ゲルマニウムコアケインは、好ましくは上述したＯＶＤ堆積技法を用いて追加のスートクラッド材料が上に堆積する、スタータロッドとして用いられる。そして、スートクラッド領域は、上述したように圧密化されて、二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）がドープされたシリカコア領域の周囲にボイド含有クラッド領域を形成する。
【００４４】
こうしたファイバを、長距離、メトロ（ｍｅｔｒｏ）、アクセス、宅内およびデータセンタ、並びにデータ通信応用および建物と移動体（自動車、バス、列車、飛行機）内の制御エリアネットワーク応用を含む電気通信ネットワーク（通常は８５０ｎｍ、１３１０ｎｍおよび／または１５５０ｎｍの波長域で動作する）において使用することができる。こうした電気通信ネットワークは、通常、光ファイバに光学的に接続される送信機および受信機を含む。
【００４５】
いくつかの実施例において、本明細書に開示するファイバは、非周期的なボイド含有領域を示し、それは、断面で見た場合、所与の光ファイバ垂直断面のボイド含有環状領域において、１００個を上回るボイド、より好ましくは２００個を上回るボイド、さらに好ましくは４００個を上回るボイド、いくつかの実施形態では６００個を上回るボイドを示す。実際には、本明細書に開示する技法は、１０マイクロメートル未満の幅、より好ましくは７マイクロメートル未満の幅（たとえば、半径方向幅が１マイクロメートルから７マイクロメートルの間）の環状リングに対してでも、ファイバの環状リングにおいて、１０００個を上回る、さらには２０００個を上回るボイドをもたらすのに十分である。
【００４６】
たとえば、本明細書に開示するファイバは、従来技術のファイバに比べて優位な曲げ耐性が可能であり、同時に優れたモードフィールド径を呈する。本発明者らは、優位なとは、本明細書に開示する方法を用いて、いくつかの実施形態において１５５０ｎｍで、他の実施形態において１４４０ｎｍでも、さらに他の実施形態において１２６０ｎｍでもシングルモードであり、２０ｍｍ径に対して１５５０ｎｍ／ｔｕｒｎで０．５ｄＢ未満の減衰増大、いつくかの実施形態では、１０ｍｍ径マンドレルに対して０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の減衰増大、いくつかの実施形態では１０ｍｍ径マンドレルの曲げに対して０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満での減衰増大を可能にすると同時に、１３１０ｎｍにおいて８．２マイクロメートルを上回る、より好ましくは８．４マイクロメートルを上回るモードフィールド径を呈するファイバを作製することができることを意味する。こうした優れた曲げ性能によって、これらのファイバは、ファイバトゥザホーム、アクセスファイバ、ファイバインザホーム応用、およびファイバジャンパ（これらは通常はファイバの短いセクション（１〜２０メートル）であり、両端に光学システムまたはデバイスと接続するコネクタを備える）の魅力的な候補となる。たとえば、本明細書に開示するファイバを、送信機、受信機を含み、ファイバが前記送信機および受信機に光学的に接続されている、光ファイバ電気通信システム内で採用することができる。好ましくは、こうした応用において（すなわち、ファイバが電気通信システムにおける伝送ファイバとして作用している場合）、ファイバには、エルビウム等の能動素子がない。
【００４７】
本明細書に開示するボイド生成圧密化技法を用いて、総ボイド面積率（すなわち、ボイドの総断面積を光ファイバの総断面積で割って１００を掛けたもの）を示すクラッド領域を有する光ファイバを作製することができる。ファイバは、総ボイド面積率が約０．０１パーセントを上回る、０．１パーセントを上回る、約１パーセントを上回る、約５パーセントを上回る、かつ１０パーセントを上回るように作製された。しかしながら、いくつかの実施形態では、総ボイド面積率が１パーセント未満、さらに０．７パーセント未満、いくつかの実施形態では約０．２パーセント未満であることにより、曲げ性能が大幅に向上した。いくつかの好ましい実施形態では、総ボイド面積率は、０．０１パーセントと０．４パーセントとの間、より好ましくは０．０２パーセントと０．２パーセントとの間である。こうしたボイド含有クラッド領域を用いて、コアに対して屈折率を低下させることができ、したがって、こうした領域は、光ファイバのコアに沿って光を導くクラッド領域を形成することができる。後述するように、適切なスート圧密化条件を選択することによって、種々の有用な光ファイバ設計を達成することができる。たとえば、伝送される光の波長のサイズ（たとえば、いくつかの電気通信システムに対して１５５０ｎｍ未満）を下回る、好ましくはファイバに沿って伝送される光の波長の１／２を下回るように、クラッド内の最大ボイドサイズを選択することにより、高価なドーパントを使用する必要なく、低減衰ファイバを達成することができる。結果として、種々の応用に対して、ボイド含有環状領域内のボイドは、約５ｎｍと５００ｎｍとの間、より好ましくは約３０ｎｍと３００ｎｍの間、さらに好ましくは約３０ｎｍと２００ｎｍとの間、最も好ましくは約３０ｎｍと１５０ｎｍの間の平均ボイドサイズを示す。他の好ましい実施形態では、非周期的に配置されたボイドは、平均直径が１００ｎｍを下回りかつ２ｎｍを上回る。他の好ましい実施形態では、非周期的に配置されたボイドは、平均直径が５０ｎｍを下回りかつ２ｎｍを上回る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示するファイバは、断面で見た場合に、１００個を上回る、より好ましくは２００個を上回る、さらに好ましくは４００個を上回る、いくつかの実施形態においては、６００個を上回るボイドを有する。実際には、本明細書に開示する技法は、幅が１０マイクロメートル未満、より好ましくは７マイクロメートル未満（たとえば、半径方向幅が１マイクロメートルから７マイクロメートルの間）の環状リングに対してさえも、ファイバの環状リング内に１０００個を上回る、さらには２０００個を上回るボイドをもたらすのに十分である。当然ながら、最も好ましいファイバは、これらの特性の組合せを示す。したがって、有用かつ曲げ耐性のある光ファイバを、より大きくかつより多数のボイドを用いることで達成することができるが、たとえば、光ファイバの１つの特に好ましい実施形態は、５００個を上回るボイドを示し、ボイドは平均直径が３０ｎｍと２００ｎｍとの間である。ボイドの数、平均直径、最大直径、およびボイドの総ボイド面積率をすべて、約８００倍の倍率での走査電子顕微鏡、およびＳｉｌｖｅｒ  Ｓｐ���ｉｎｇ、Ｍａｒｙｌａｎｄ、ＵＳＡのＭｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＩｍａｇｅＰｒｏ等の画像解析ソフトウェアを用いて計算することができる。
【００４８】
本明細書に開示する光ファイバは、光ファイバのコアおよび／またはクラッドの屈折率も調整するように、二酸化ゲルマニウムまたはフッ素を含んでも含まなくてもよいが、これらのドーパントの使用を、中間環状領域において回避することも可能であり、代りにボイドを（ボイド内に配置することができる任意の１種または複数種のガスと組み合わせて）使用して、光がファイバのコアを下って導かれる方法を調整することができる。ボイド含有領域を、ドープされていない（純粋な）シリカから構成することができ、それによりボイド含有領域内のいかなるドーパントの使用も完全に回避され、それにより屈折率の低下が達成され、または、ボイド含有領域がドープシリカ、たとえば複数のボイドを有するフッ素ドープシリカを含むことができる。
【００４９】
実施形態の１つのセットでは、コア領域は、ドープシリカ、たとえば二酸化ゲルマニウムがドープされたシリカを含むことにより、純シリカに対して正の屈折率を提供する。コア領域には、好ましくはボイドがない。図８ａは、本発明に従って作製された光ファイバの断面をコーティングとともに概略的に示す。図８ｂは、図８ａのファイバに対応し、領域１８０におけるその屈折率分布を概略的に示している。１つの断面において図８ａのファイバに対応する屈折率分布を、図８ｂに示すように、シリカおよびボイドの個々の屈折率成分の組合せであるように概略的に解釈することができる。正確なボイド分散分布を、本明細書に記載する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）技法によって確定することができる。この図は、領域１８０内の相対屈折率パーセントが、Δ３＝−２８％（シリカの屈折率に対するガス充填ボイドガスの屈折率）とボイドを包囲するガラスの屈折率（この例ではシリカであり、約０％の相対屈折率％Δ５を有している）との間で変動することを示す。通常の相対屈折率パーセントΔ５は、ボイドを包囲するガラス内に存在する従来のドーパント、たとえばフッ素およびＧｅＯ２に応じて、純シリカガラスに対して−１％と＋３％との間、より好ましくは−１％と１％との間となる。すなわち、領域１８０の屈折率は変動し、図８ｂの例では、ガス充填ボイドの幅および／またはガス充填ボイド間のガラス充填間隔Ｓｖは、ランダムに分散しおよび／または互いに等しくない。すなわち、ボイドは非周期的である。ボイド充填領域の屈折率は、従来のようにドープされたシリカの屈折率と著しく異なる。ボイド間の平均距離Ｄｉは、５０００ｎｍ未満、より好ましくは２０００ｎｍ未満、さらに好ましくは１０００ｎｍ未満であり、たとえば、７５０ｎｍ未満、５００ｎｍ未満、４００ｎｍ未満、３００ｎｍ未満、２００ｎｍ未満またはさらには１００ｎｍ未満であることが好ましい。図８ａおよび図８ｂに示すように、いくつかの実施形態では、コア領域１７０は、純シリカに対し％単位の正の最大屈折率Δ１を有するシングルコアセグメントを含み、シングルコアセグメントは、中心線から半径Ｒ１まで延在している。実施形態の１つのセットでは、０．３０％＜Δ１＜０．４０％かつ３．０μｍ＜Ｒ１＜５．０μｍである。いくつかの実施形態では、シングルコアセグメントは、アルファ形状を含む屈折率分布を有しており、ここでアルファは６以上であり、いくつかの実施形態においては、アルファは８以上である。いくつかの実施形態では、内側のボイドなし環状領域１８２は、コア領域から半径Ｒ２まで延在し、ここで内側のボイドなし環状領域はＲ２−Ｒ１に等しい半径方向幅Ｗ１２を有し、Ｗ１２は１μｍを上回る。半径Ｒ２は、好ましくは８μｍを上回り、より好ましくは１０μｍを上回る。コア半径Ｒ１とＲ２との比Ｒ１／Ｒ２は、好ましくは０．２と０．６との間、より好ましくは０．３と０．５との間、さらに好ましくは０．３３と０．４５との間である。中間のボイド含有環状領域１８４は、Ｒ２から半径方向外側に半径Ｒ３まで延在し、Ｒ３−Ｒ２に等しい半径方向幅Ｗ２３を有している。外側環状領域１８６は、Ｒ３から半径方向外側に半径Ｒ４まで延在している。半径Ｒ４は、光ファイバ���シリカ部分の最も外側の半径である。１つまたは複数のコーティングを、光ファイバのシリカ部分の外面に、Ｒ４、すなわちファイバのガラス部分の最外径または最外周から付与することができる。コア領域１７０およびクラッド領域１８０は、好ましくはシリカからなる。コア領域１７０は、好ましくは１種または複数種のドーパントによってドープされたシリカである。好ましくは、コア領域１７０にはボイドがない。ボイド含有領域１８４は、２０μｍ以下である内径Ｒ２を有している。いくつかの実施形態では、Ｒ２は１０μｍ以上であり２０μｍ以下である。他の実施形態では、Ｒ２は１０μｍ以上であり１８μｍ以下である。他の実施形態では、Ｒ２は１０μｍ以上であり１４μｍ以下である。ボイド含有領域１８４は、０．５μｍ以上である半径方向幅Ｗ２３を有している。いくつかの実施形態では、Ｗ２３は０．５μｍ以上であり２０μｍ以下である。他の実施形態では、Ｗ２３は２μｍ以上であり１２μｍ以下である。他の実施形態では、Ｗ２３は２μｍ以上であり８μｍ以下である。
【００５０】
クラッド領域１８０は、好ましくは４０μｍ以上である半径Ｒ４まで延在し、いくつかの実施形態では、Ｒ４は約４０μｍであり、他の実施形態では、Ｒ４は６０μｍ以上であり、他の実施形態では、Ｒ４は約６２．５μｍである。いくつかの実施形態では、外側環状領域１８０は、半径方向幅が２０μｍ以上である。他の実施形態では、外側のボイドなし領域１８６は、半径方向幅が３０μｍ以上である。さらに他の実施形態では、外側のボイドなし領域１８６は、半径方向幅が４０μｍ以上である。いくつかの実施形態では、コア領域１７０は、二酸化ゲルマニウムがドープされたシリカを含む。他の実施形態では、コア領域１７０は、フッ素がドープされたシリカを含む。
【００５１】
コア領域は、好ましくは、中心線から半径方向外側に延在している中心コアセグメントを含む。
【００５２】
実施実態の１つのセットにおいて、コア領域１７０は、純シリカに対して正である相対屈折率Δ１を有しているシングルコアセグメントを含む。このシングルコアセグメントは、ステップ形状あるいは丸みのあるステップ形状または他の形状を有する屈折率分布を有することができる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、シングルコアセグメントは、アルファ形状を有する屈折率分布を有し、好ましいアルファは８以上である。好ましくは、シングルコアセグメントは、３．８μｍ以上である半径Ｒ１まで伸長し、いくつかの実施形態では、Ｒ１は４．０μｍ以上であり４．５μｍ以下である。いくつかの実施形態では、コア領域は半径Ｒ１まで伸長し、ボイド含有領域は、内径Ｒ２を有し、これらの比Ｒ１／Ｒ２は０．３と０．５との間である。
【００５３】
コア領域１７０は、複数のコアセグメントを含むことができ、したがって、コア領域は、本明細書に開示する実施形態のいずれかにおける少なくとも１つのコアセグメントを有する。
【００５４】
いくつかの実施形態では、コア領域１７０の屈折率分布は、１５５０ｎｍの光信号のシングルモード伝送を提供し、さらに好ましくは１３００ｎｍと１３２４ｎｍとの間の０分散波長を提供し、さらに好ましくは１３１０ｎｍにおいて８．２μｍを上回るモードフィールド径を提供する。
【００５５】
いくつかの実施形態では、Δ１は０．４０％以下である。他の実施形態では、Δ１は０．３８％以下である。
【００５６】
好ましくは、本明細書に開示する光ファイバは、クラッド領域を包囲しかつクラッド領域に直接隣接するコーティングをさらに含む。いくつかの実施形態では、光ファイバは、クラッド領域を包囲しかつクラッド領域に直接隣接する単一のコーティング層を含む。いくつかの実施形態では、ボイドのうちの少なくともいくつかは、本質的にアルゴン、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、塩素、酸素、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＯ２、Ｋｒ、Ｎｅおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のガスを含む。より好ましくは、ボイド含有領域内のボイドは、クリプトンガスあるいは二酸化硫黄ガス、または塩素ガスに、窒素、二酸化炭素、アルゴン、クリプトンもしくは二酸化硫黄、もしくはそれらの組合せのうちの少なくとも１種を加えたものを含む。
【実施例】
【００５７】
本発明を、以下の実施例によってさらに説明する。特に明記しない限り、以下の実施例の各々では、ファイバを、線引きした時、従来のコーティング（すなわち、従来のアクリレートベースの一次コーティングおよび二次コーティング）を用いてコーティングした。特に明記しない限り、すべての光ファイバプリフォームを、１２５マイクロメートルガラス径に線引きした。実施例１〜実施例７に示すこれらのファイバに対する光学特性および物理特性（ＳＥＭ解析を含む）を表１にも列挙する。
【００５８】
実施例１
この例示的な実施形態では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、５４０グラムのＳｉＯ２（０．５６ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×２０ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォーム（本明細書ではプリフォームアセンブリまたは光プリフォームとも呼ぶ）がもたらされた。そして、このプリフォームのスートシリカ領域を、以下のように焼結した。プリフォームを、まず、ヘリウム、１０パーセントの塩素および１パーセントのＣＯ（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のプリフォームのスートシリカ領域の外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、５０パーセントアルゴンに５０パーセントＳＯ２（体積）を加えた焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のプリフォームのスート領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、最後に、スートをアルゴンおよびＳＯ２がシード添加された（ｓｅｅｄｅｄ）シリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているあらゆるヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなしＳｉＯ２クラッド、および１１ｍｍ径であり１メートル長である、アルゴンおよびＳＯ２がシード添加された（すなわち、非周期的に位置するボイドがアルゴンガスにＳＯ２ガスを加えたものを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１１ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約３９６０グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次���で、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、アセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、シリカのアルゴンおよびＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、アルゴンおよびＳＯ２を含有するボイド含有シリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。この光ファイバプリフォームを、以下の表１に記載するように、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００５９】
実施例２
この例示的な実施形態では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、４４０グラムのＳｉＯ２（０．４９ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×２０ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドクラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォームアセンブリがもたらされた。そして、このプリフォームアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。プリフォームアセンブリを、まず、ヘリウムおよび３パーセントの塩素（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、６５パーセントのクリプトンに３５パーセントのＳＯ２（体積）を加えた焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のプリフォームのスート領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、次いで、スートをクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているあらゆるヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなしＳｉＯ２クラッド、および１１ｍｍ径であり１メートル長であるクリプトンおよびＳＯ２がシード添加された（すなわち、非周期的に位置するボイドクリプトンガスにＳｏ２ガスを加えたものを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１１ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、３９６０グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセン���リ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、プリフォームアセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、シリカのクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、クリプトンおよびＳＯ２を含有するボイドを含むシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。プリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６０】
実施例３
この実施形態では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、７９０グラムのＳｉＯ２（０．６１ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×２９ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォームがもたらされた。そして、このプリフォームアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。プリフォームアセンブリを、まず、ヘリウムおよび２パーセントのＣＯ（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１２４０℃で２時間乾燥させ、その後、炉の温度を１１００℃まで低下させ、１００パーセントヘリウムを用いて３０分間炉をパージし、その後、ヘリウムに２．４パーセントＳｉＦ４を含む雰囲気内でフッ素を用いてプリフォームをドープし、その後、ヘリウムで、後に５０パーセントクリプトンおよび５０パーセントＳＯ２を含む雰囲気で、３０分間炉をパージし、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、５０パーセントのクリプトンに５０パーセントのＳＯ２（体積）を加えた焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスート領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分の温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、次いで、スートをクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなし０．３重量パーセントＦドープＳｉＯ２クラッド、および１０ｍｍ径であり１メートル長であるクリプトンおよびＳＯ２がシード添加さ���た（すなわち、非周期的に位置するボイドがクリプトンガスにＳＯ２ガスを加えたものを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１０ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約４０００グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、プリフォームアセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、０．３重量パーセントＦドープシリカのクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、クリプトンおよびＳＯ２を含有するボイドを含むフッ素でドープされたシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。この光ファイバプリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６１】
実施例４
この実施例では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、７９０グラムのＳｉＯ２（０．５３ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×２０ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォームアセンブリ（プリフォームまたは光プリフォームと呼ぶ場合もある）がもたらされた。そして、このプリフォームアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。アセンブリを、まず、ヘリウムおよび３パーセントの塩素（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、１００パーセントのＳＯ２（体積）焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォーム領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、次いで、スートをＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなしＳｉＯ２クラッド、および１２ｍｍ径であり１メートル長であるＳＯ２がシード添加された（すなわち、非周期的に位置するボイドがＳＯ２ガスを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１２ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約４０００グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように���結した。まず、アセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、シリカのＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、ＳＯ２を含有するボイドを含むシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。この光ファイバプリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６２】
実施例５
この実施例では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、１０１０グラムのＳｉＯ２（０．５９ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×２９ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォームアセンブリがもたらされた。そして、このアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。アセンブリを、まず、ヘリウムおよび３パーセントの塩素（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、炉の温度を１１００℃まで低下させ、１００パーセントヘリウムを用いて３０分間炉をパージし、その後、ヘリウムおよび２．４パーセントＳｉＦ４を含む雰囲気内でフッ素を用いてプリフォームをドープし、その後、ヘリウムで、後に１００パーセントＳＯ２を含む雰囲気で、３０分間炉をパージし、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、１００パーセントのＳＯ２（体積）焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォーム領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、次いで、スートをクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているあらゆるヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなし０．３重量パーセントＦドープＳｉＯ２クラッド、および１０ｍｍ径であり１メートル長であるＳＯ２がシード添加された（すなわち、非周期的に位置するボイドがＳＯ２ガスを含んでいた）シリカオーバ���クラッドケインにした。１０ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約３８００グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、アセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、０．３重量パーセントＦドープシリカのＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、ＳＯ２を含有するボイドを含むフッ素でドープされたシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。この光ファイバプリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６３】
実施例６
この実施例では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、１０００グラムのＳｉＯ２（０．６５ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×３４ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォーム（ブランクまたは光プリフォームと呼ぶ場合もある）がもたらされた。そして、このプリフォームアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。アセンブリを、まず、ヘリウムおよび２パーセントのＣＯ（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１２４０℃で２時間乾燥させ、その後、炉の温度を１１００℃まで低下させ、１００パーセントヘリウムを用いて３０分間炉をパージし、その後、ヘリウムに２．４パーセントＳｉＦ４を含む雰囲気内でフッ素を用いてプリフォームをドープし、その後、ヘリウムで、後に５０パーセントのクリプトンに５０パーセントのＳＯ２を含む雰囲気で、３０分間炉をパージし、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、１５パーセントのクリプトンおよび８５パーセントのＳＯ２（体積）焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォーム領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、次いで、スートをクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（プリフォーム内のガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなし０．３重量パーセントＦドープＳｉＯ２クラッド、および１０ｍｍ径であり１メートル長であるク���プトンおよびＳＯ２がシード添加された（すなわち、非周期的に位置するボイドがクリプトンガスおよびＳＯ２ガスを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１０ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約４０００グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、アセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、０．３重量パーセントＦドープシリカのクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、クリプトンＳＯ２を含有するボイドを含むフッ素でドープされたシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。光ファイバプリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を監視し調整することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６４】
実施例７
この実施例では、外部蒸着法（ＯＶＤ）を介して、１０６０グラムのＳｉＯ２（０．６３ｇ／ｃｃ密度）スートを、完全に圧密化された１メートル長×３４ｍｍ径ステップインデックス（およそ０．３４パーセントデルタ、０．４コア／クラッド径比を有する）の中実ＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア−ＳｉＯ２クラッドボイドなしコアケインの上に堆積させ、それにより、スートシリカ領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしシリカクラッド領域によって包囲された、圧密化されたボイドなしコア領域を含むプリフォーム（光プリフォームと呼ぶ場合もある）がもたらされた。そして、このアセンブリのスートクラッドを、以下のように焼結した。アセンブリを、まず、ヘリウムおよび２パーセントのＣＯ（すべてガス体積パーセント）からなる雰囲気で、炉の上部領域部分において１２４０℃で２時間乾燥させ、その後、炉の温度を１１００℃まで低下させ、１００パーセントヘリウムを用いて３０分間炉をパージし、その後、ヘリウムに２．４パーセントＳｉＦ４を含む雰囲気内でフッ素を用いてプリフォームをドープし、その後、ヘリウムで、後に１５パーセントのクリプトンおよび８５パーセントのＳＯ２を含む雰囲気で、３０分間炉をパージし、その後、２００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対しおよそ１００℃／分の温度上昇に対応する）で、１５パーセントのクリプトンおよび８５パーセントのＳＯ２（体積）焼結雰囲気においておよそ１５００℃に設定された高温領域を通るように下方駆動した。次いで、プリフォームアセンブリを、１００ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ５０℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち２度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、５０ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォームの外側に対するおよそ２５℃／分温度上昇に対応する）で高温領域を通るように再度下方駆動した（すなわち３度目）。次いで、プリフォームアセンブリを、２５ｍｍ／分（下方駆動プロセス中のスートプリフォーム領域の外側に対するおよそ１２．５℃／分に対応する）高温領域を通るように再度下方駆動し（すなわち４度目）、その後、スートをクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたシリカオーバークラッドプリフォームに焼結するために、６ｍｍ／分（およそ３℃／分加熱速度）で最終焼結した。各下方駆動ステップに続き、プリフォームアセンブリを、２００ｍｍ／分で（１１００℃設定に維持されている）炉の上部領域部分に上方駆動した。最初の一連のより高速な下方送り速度を採用して、光ファイバプリフォームの外側をグレージングした（ガスの閉じ込めを容易にする）。次いで、プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置して、プリフォームに残っているヘリウムをガス抜きした。次いで、このプリフォームを、およそ１７００℃に設定されている従来の黒鉛再線引き炉においてアルゴン雰囲気内で再線引きして、ボイドなしＧｅＯ２−ＳｉＯ２コア、ボイドなし０．３重量パーセントＦドープＳｉＯ２クラッド、および１０ｍｍ径であり１メートル長であるクリプトンおよびＳＯ２がシード添加された（���なわち、非周期的に位置するボイドがクリプトンガスおよびＳＯ２ガスを含んでいた）シリカオーバークラッドケインにした。１０ｍｍケインのうちの１つを、旋盤内に再び配置し、そこで、約４０００グラムの追加のＳｉＯ２（０．４２ｇ／ｃｃ密度）スートを、ＯＶＤを介して堆積させた。次いで、このアセンブリ用のこのクラッド（オーバークラッドと呼ぶ場合もある）のスートを、以下のように焼結した。まず、アセンブリを、ヘリウムおよび３パーセントの塩素からなる雰囲気において１１００℃で２時間乾燥させ、その後、１００％ヘリウム（体積）雰囲気内で１５００℃に設定された高温領域を通るように５ｍｍ／分で下方駆動して、スートを、二酸化ゲルマニウム含有ボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、０．３重量パーセントＦドープシリカのクリプトンおよびＳＯ２がシード添加されたリング（すなわち、クリプトンＳＯ２を含有するボイドを含むフッ素でドープされたシリカ）およびボイドなしオーバークラッドプリフォームに焼結した。プリフォームを、１０００℃に設定されたアルゴンパージ保持炉内に２４時間配置してプリフォームからヘリウムをガス抜きした。光ファイバプリフォームを、ヘリウム雰囲気においておよそ１９００〜２０００℃で１０ｍ／秒で、以下の表１に記載するような２０．３ｃｍの要素長さ×８．９ｃｍ内径の黒鉛抵抗炉において、５ｋｍ長のコア径が約４．５マイクロメートルの１２５マイクロメートル径の光ファイバに線引きした。光プリフォームの温度を、光ファイバ張力を調整し制御することによって制御し、ファイバ張力を、ファイバ線引き行程の各部分（たとえば５ｋｍ長）の間に５０グラムから６００グラムの間の１つの値に維持し、それを表１に列挙している。
【００６５】
表１内の各実施例には、ファイバの環状リングのボイド内に含まれるガスを意味するボイドガス、二酸化ゲルマニウムがドープされたコアの外径の内側クラッド領域の外径（ボイド含有領域の内径でもある）に対する比であるコア／クラッド比も示す。また、コアデルタパーセント、ボイド生成圧密化ステップ中に用いられるボイドガスパーセント（この圧密化ステップ中のガスの残りはヘリウムであり、ヘリウムは後に、ファイバ線引きステップの前にまたはその間にプリフォームからガス抜きされる）も示す。プリフォームを線引きするために使用される線引き炉加熱要素（すなわち炉の高温領域）の長さはインチ単位で示す。プリフォーム直径はｃｍ単位で提供する、ファイバの線引き速度を、ｃｍ／秒で与え、最終的なファイバ直径はマイクロメートル単位で与える。ファイバ線引き張力をグラムで提供する。ケーブルカットオフ波長、１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（マイクロメートル単位）、１０ｍｍ径マンドレルの周囲で曲げられた場合のｄＢ／ｔｕｒｎの損失（減衰）増大、ボイド含有リングの内径、ボイド含有リングの外径、ボイド含有環状リングの幅、環状リング内の局所ボイド面積率、総ファイバボイド面積率、環状領域内のボイドの平均ボイド径、環状領域内のボイドのボイド径の標準偏差、環状領域内のボイドの最小及び最大ボイド径の概算値、浸水侵入によって測定されるｃｍ単位の最大ボイド長、ボイド含有環状リング内のボイドの個数の概算値、環状領域内の平均ボイド数密度も提供する。
【表１】
0005607150.tif 000003
【００６６】
表１の実施例１〜実施例７において上述したファイバの各々の測定された減衰は、１５５０ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満および０．３ｄＢ／ｋｍ未満、多くの場合は０．２５ｄＢ／ｋｍ未満であり、ケーブルカットオフ波長は約１２６０ｎｍであり、それにより、これらのファイバは１２６０ｎｍを超える波長においてシングルモードになる。これらのファイバの一部を、１０ｍｍ径マンドレルの周囲の曲げ性能に対して測定し、それらのファイバは、１５５０ｎｍにおいて約２ｄＢ／ｔｕｒｎ、多くの場合は約１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、他の場合は０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、いくつかの場合は０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の減衰の増大を示し、したがって、１０ｍｍ径マンドレルの周囲で５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらには１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満、さらには０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の減衰の増大を示した。図６は、実施例４で作製したファイバのコアおよび環状ボイド含有領域を示し、半径が約４．５マイクロメートルである二酸化ゲルマニウムがドープされたコアを、コアから約４マイクロメートルの距離間隔が空けられている、非周期的に位置するボイドを含有する環状リングとともに示す。
【００６７】
上述した微細構造ファイバは、複数の応用で用いられている。「ジャンパケーブル」として用いられる場合、ファイバの端部は、種々の応用において用いられる適切なコネクタに接続される。微細加工ファイバは、ファイバが、標準的なまたは別の微細加工ファイバに機械的に接合される必要があるシステムで用いられる場合、まず、接続されているファイバ間の低損失接続および信頼性の高い接触を確実にするようにファイバ端面を研磨する必要がある（たとえば、ファイバは、コネクタフェルール端部から突出することはできない）。ファイバ端面は、通常、研磨の前に劈開され、その後、たとえばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、酸化セリウムまたはダイアモンド等の研磨材料を含む研磨パッドを用いて、またはこれらの研磨材料のうちの１つまたは複数を含む水性スラリーによって行われる。株式会社精工技研（日本、千葉）製のＳＦＰ−７０Ｄ２光ファイバコネクタ研磨機、またはＯｒｉｓｋａｎｙ、ＮＹのＦｉｂｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓａｌｅｓ，Ｉｎｃ．等の販売業者から入手可能なＨａｎｄ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｄｉｓｃｓ等の機器を用いて、ファイバを研磨するのに開始から終了まで約５〜２０分かかる。主な問題の１つは、研磨プロセスで発生する研磨残留物および研磨剤が、通常の微細加工ファイバのボイド内に侵入する可能性があるということである。
【００６８】
侵入する材料はまた、ファイバが接続され配備条件下で熱サイクルを受ける際に、放出してファイバの端面に戻る可能性があり、それにより、接続損失の増大および信頼性の低下がもたらされる可能性がある。本発明者らは、微細加工ファイバにおいて、研磨化合物の侵入問題および結果としての放出問題が、ボイドの形態に大きく影響を受けることを発見した。毛管圧（研磨化合物の毛管現象による吸上げに対する駆動力）は、ボイド径が低減することによって増大し、その結果、長さの等しいボイドへの研磨材料の侵入が増大する。しかしながら、侵入挙動はまた、ボイドの長さによっても影響を受け、ボイドが長いほど材料の侵入が多くなる。不連続なボイドを有するファイバの場合、本発明者らは、直径が小さいボイドほど長さも短いことも確立した。本発明者らは、研磨化合物の侵入／放出問題が著しく緩和される、ボイド径およびボイド長の組合せがあることを発見した。
【００６９】
毛管圧と研磨中に加えられる何らかの外力とにより、研磨化合物は、ボイド内に吸上げられることができる。しかしながら、吸上げのために、空気線内に閉じ込められたガスが加圧され、研磨材料の侵入に抵抗し、その結果、それを吸い上げることができる最大長をもたらす。材料が侵入する速度は、研磨化合物の粘度μによって決まる。研磨化合物が、最大径ｒｍａｘおよび長さＬのボイドの内側で吸上げられることが可能な最大長ｈｍａｘは、以下のように得られる。
【数１】
0005607150.tif 000004
【００７０】
ここで、Ｐａｔｍは大気圧であり、σは研磨化合物の表面張力であり、θは接触角度である。図９は、ボイドの直径および長さの関数として材料侵入長の感度を示す。吸い上げるボイドの最大の割合を、無次元パラメータβの関数として示し、パラメータβは、大気圧の毛管圧に対する比であり、β＝Ｐａｔｍｒｍａｘ／２σｃｏｓθとして定義される。
【００７１】
研磨中に吸い上げられる材料は、接続プロセス中または配備における熱サイクル中に放出される可能性がある。ボイドの直径および長さが異なる複数のファイバを、侵入挙動に対して評価した。研磨化合物は、一般には水性であり、（水が低粘度（約１ｃＰ）であるため）ボイド内を極めて迅速に吸い上げられる可能性がある。ボイドサイズ分布を、ファイバ断面の１５０００倍に拡大したＳＥＭ写真を分析することによって確定した。ボイドの最大長を、ファイバ断面を劈開し、それを２３℃の脱イオン（ＤＩ）水に曝し、侵入した水の長さを数週間にわたって測定することによって確立した。
【００７２】
比較例
比較例用の微細構造ファイバを、ＯＶＤ法を用いて、実施例１に記載したものと同様の方法（コアケインサイズ、ＳｉＯ２スートの量および濃度）で、但しボイドガスとして１００％窒素を用いて作製した。比較例のファイバ用のプリフォームに対して、ケインに対する同様の再線引きおよびシリカスートの同様の追加の堆積ならびに最終的な圧密化を行い、その後、実施例１に対して行ったように保持炉によってヘリウムをガス抜きして、スートを焼結し、二酸化ゲルマニウムボイドなしコア、シリカボイドなし内側クラッド、シリカのＮ２がシード添加されたリング（すなわち、窒素を含有するボイドを含むシリカ）およびボイドなしオーバークラッドを含むプリフォームをもたらした。次いで、この光ファイバプリフォームを３００ｇ張力で線引きして１２０μｍガラス径光ファイバにした。このプロセスにより、平均ボイド径が２８０ｎｍであって最大ボイド径が８３０ｎｍであり、最小ボイド径が２０ｎｍであり、ボイド径標準偏差が１５０ｎｍであるファイバ（比較例ファイバ）がもたらされた。ファイバ上で測定される最大ボイド長は１００ｃｍであった。比較例ファイバを劈開して、上述した機器およびプロセスを用いて約２０分間研磨し、その後、２４時間にわたって−４０℃と８５℃との間の３回の温度サイクルに晒した。ＪＤＳ  Ｕｎｉｐｈａｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｍｉｌｐｉｔａｓ、ＣＡ製の４００倍率で入手可能なＦＶＤ−２４００  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅで観察した場合、このファイバに対して２４時間後に幾分かの量の放出された材料（たとえば研磨化合物）が明確に見えた。しかしながら、同様の条件下で研磨し温度サイクルに晒した後の例示的な実施形態１〜実施形態７として説明したファイバのいずれに対しても、材料の放出は観察されなかった。したがって、例示的なファイバ実施形態では、ボイドサイズが小さいファイバほど毛管圧が大きくなるが、これらのファイバはボイド長が短くなるため、絶対的な侵入量は小さくなる。上述した本発明の微細加工ファイバの観察された放出挙動と式［１］によって説明した材料侵入の量とを用いて、本発明者らは、微細加工光ファイバにおける材料放出問題を緩和する最大ボイドサイズとボイド径との関係を確立した。
【００７３】
特に、光ファイバにおける放出問題を最小限にしおよび／またはなくすために、ファイバ（たとえばファイバの劈開された端面において少なくとも１つのファイバ断面において測定される）は、好ましくは最大ボイド径がｄｍａｘ（ｎｍ単位）であり、ｃｍ単位での最大ボイド長は好ましくは２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７未満、より好ましくは６×１０４×（ｄｍａｘ）−１．７未満であることが確定された。
【００７４】
たとえば、最大ボイド径（劈開された端面において測定）が５００ｎｍであるファイバは、好ましくは、最大ボイド長が約６．５ｃｍであり、より好ましくは１．５ｃｍ未満であり、最大ボイド径が４００ｎｍであるファイバは、好ましくは最大ボイド長が約３１ｃｍ、より好ましくは１０ｃｍ未満、さらに好ましくは２．５ｃｍ未満であるべきであり、最大ボイド径が２００ｎｍであるファイバは、好ましくは最大ボイド長が約３１ｃｍ、より好ましくは８ｃｍ未満、さらに好ましくは２ｃｍ未満であるべきであり、最大ボイド径が１００ｎｍであるファイバは、好ましくは最大ボイド長が約１００ｃｍであり、より好ましくは２４ｃｍ未満であり、いくつかの実施形態では８ｃｍ未満であり、いくつかの実施形態では２ｃｍ未満であるべきである。
【００７５】
一実施形態によれば、長手方向中心線を中心に配置されたコア領域と、コア領域を包囲するクラッド領域とを有する微細構造光ファイバを研磨する方法であって、クラッド領域が、非周期的に配置されたボイドからなるボイド含有環状領域を備える、前記方法は、
（ｉ）光ファイバを劈開し、それにより劈開端面を形成するステップであって、劈開端面は最大ボイド径ｄｍａｘ（ｎｍ単位）と、２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下の最大ボイド長（ｃｍ単位）を有するボイドを含む、ステップと、
（ｉｉ）前記劈開端面を研磨するステップと、
を含む。さらに好ましくは、ｄｍａｘがｎｍ単位で測定される場合、６×１０４×（ｄｍａｘ）−１．７を上回る長さ（ｃｍ単位）の劈開端面に露出したボイドはない。
【００７６】
一実施形態によれば、コアと、非周期的に配置されたボイドを備えたクラッドと、コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方とを有する光ファイバを接続する方法であって、（ｉ）コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方のある長さを除去して、光ファイバの一部を露出させるステップと、（ｉｉ）露出した光ファイバ部分を劈開して劈開端面（露出したボイドを含む）を形成するステップであって、劈開端面が、ｎｍ単位での最大ボイド径ｄｐ以下の直径と２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下のｃｍ単位での最大ボイド長とを有するボイドを備える（すなわち、好ましくは、ｎｍ単位で測定した場合に、２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７を上回る長さ（ｃｍ単位）の露出したボイドがない）ステップと、(ｉｉｉ）前記劈開端面を研磨して研磨されたファイバ端面を形成するステップと、を含む。好ましくは、劈開端面において劈開することによって露出されたボイドの最大ボイド長（ｃｍ単位）は６×１０４×（ｄｍａｘ）−１．７未満である（すなわち、好ましくは、ｄｍａｘがｎｍ単位で測定される場合、６×１０４×（ｄｍａｘ）−１．７を上回る長さ（ｃｍ単位）の露出したボイドがない）。
【００７７】
一実施形態によれば、光ファイバを接続する方法は、コアと、非周期的に配置されたボイドを有するクラッドであって、ｎｍ単位での最大ボイド径がｄｐで与えられ、ｃｍ単位での最大ボイド長が２．５×１０５×（ｄｍａｘ）−１．７以下である、クラッドと、コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方とを有するナノ加工されたファイバを提供するステップと、（ａ）コーティングおよびバッファのうちの少なくとも一方のある長さを除去して、光ファイバの一部を露出させるステップと、（ｂ）光ファイバ部を劈開して劈開端面を形成するステップと、（ｃ）劈開端面を研磨して研磨されたファイバ端面を形成するステップと、を含む。さらに、この方法は、フェルール端面を有するコネクタフェルール内に光ファイバを取り付けることを含むことができる。ファイバの露出した部分を、フェルール端面を超えて突出しているように取り付けることができる。取付ステップを、光ファイバを劈開するかまたは研磨する前または後に行うことができる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、放出問題を回避するために、最大ボイド径は、４５０ｎｍ未満、より好ましくは２５０ｎｍ未満、最も好ましくは１５０ｎｍ未満であることが好ましい。さらに、いくつかの実施形態では、ボイドの最大長は８ｃｍ未満、より好ましくは４ｃｍ未満、最も好ましくは２ｃｍ未満であることが好ましい。さらに、いくつかの実施形態では、最大ボイド径は、４５０ｎｍ未満、より好ましくは２５０ｎｍ未満、最も好ましくは１５０ｎｍ未満であり、ボイドの最大長は、８ｃｍ未満、より好ましくは４ｃｍ未満、最も好ましくは２ｃｍ未満であることが好ましい。
【００７９】
当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく本発明に対してさまざまな変更および変形を行うことができることが明らかとなろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物内にある本発明の変更および変形を包含するように意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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