(57)【要約】  いくつかの実施形態によれば、光ファイバプリフォームを作製する方法は、（ｉ）０．０２≦ＣＯＦ≦０．３である摩擦係数を有する外側面を備えた複数本のロッド（１１５Ｂ）を装置の内側キャビティ（１０８）内に配置するステップと、（ｉｉ）ロッド（１１５Ｂ）と、金型キャビティ（１０８）の内側壁との間の内側キャビティ（１０８）内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、（ｉｉｉ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッド（１１５Ｂ）に押し付けるステップとを含む。ロッド（１１５Ｂ）が取出された場合、ファイバプリフォームは、高い表面平滑性および均一性を備えた空洞を有する。
2019524619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバプリフォームを形成する方法であって、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または（ｉｉ）コーティングを有する金属またはセラミックロッドであり、前記コーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（ＩＩ）前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、摩擦係数ＣＯＦ≦０．１５、および好ましくは、ＣＯＦ≦０．１である外側面を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力は、前記粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに対して加圧するように、該粉末状ガラス材料に対して少なくとも径方向内側に印加される、先行の請求項のいずれかに記載の、光ファイバプリフォームを作製する方法。
【請求項４】
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本はグラファイトロッドであり、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、それらのロッドの間に位置するコアケーンである、先行の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの前で、前記粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの後では、圧縮された粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、先行の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップは、径方向の圧力を印加するステップを含み、前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの前で、該粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、前記粉末状ガラス材料に径方向の圧力を印加するステップの後では、前記圧縮された粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、
（ｉ）グラファイトコーティング、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）コーティング、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングのうちの少なくとも一つを含み、
（ｉｉ）各々が、以下のコーティング、すなわち、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、「Ｔｅｆｌｏｎ」、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つを有する金属またはセラミックロッドであり、
（ｉｉｉ）（a）少なくとも一本のガラスロッドであり、および（ｂ）少なくとも二本の鋳型ロッドであり、および前記圧力は、軸方向および／または径方向に印加され、
（ｉｖ）前記金型キャビティ内に同一直線状に配列される、
請求項１から６に記載の方法。
【請求項８】
前記装置は外側壁を備え、該外側壁は前記内側壁を包囲し、前記圧力は、少なくとも径方向内側に印加され、前記圧力は、ゲージ圧で２５ｐｓｉ（１．７２×１０５Ｐａ）から２５０ｐｓｉ（１．７２×１０６Ｐａ）の大きさを有する、請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバプリフォームを作製する方法。
【請求項９】
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、（ｉ）前記金型キャビティの前記軸心に沿って位置するコアケーンであり、または（ｉｉ）多孔質スートクラッド層によって包囲された固結コアケーンであり、該コアケーンは、前記金型キャビティの前記軸心に沿って位置する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けることにより、スート圧粉体を形成するステップと、
前記複数本のロッドのうちの前記少なくとも一本を前記スート圧粉体から取出し、それによって前記スート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
少なくとも一本のガラスロッドを前記少なくとも一つの空洞に挿入することによって、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
前記光ファイバプリフォームを焼結することによって、前記光ファイバプリフォームを形成するステップと、
前記光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
をさらに含む、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容全体が参照により依拠され、および本願明細書に組み込まれる、２０１６年６月３０日に出願された米国仮出願第６２／３５６，９５４号の米国特許法第１１９条の下での優先権の恩典を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に、光ファイバオーバークラッドのためのスート加圧を利用する、複数のホールを有する光ファイバプリフォームを作製する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバプリフォームを作製するための、外付け気相蒸着（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＯＶＤ）プロセスや気相軸付け（ｖａｐｏｒ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＶＡＤ）プロセス等の従来の化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）プロセスは、多くの場合、ＯＶＤプロセスの蒸着効率の制約により、出発原材料の一部のみを利用している。したがって、結果として生じる「廃」シリカスートの使用は、原材料のかなりのコスト削減を潜在的にもたらすであろう。
【０００４】
そのため、光ファイバプリフォームの製造において利用されないシリカスートを別の方法で利用するために異なる方法が案出されている。それらの方法は、高価で複雑なおよび／または時間のかかる処理条件や装置を含むさまざまな欠点に悩まされる可能性があり、また、プリフォーム密度および形状寸法に関する許容できない変動性等の決して好ましいとはいえない特性を備えたプリフォームを生じる可能性がある。
【０００５】
望ましい光学特性を実現するために、複数のホールまたは応力ロッドがクラッドに用いられている多くの光ファイバ用途がある。それらの用途は、偏波面保存光ファイバ、偏波保持ファイバ、低曲げ損失ファイバ、フォトニック結晶ファイバ、高開口数ファイバ、マルチコアファイバおよびエンドレスシングルモードファイバを含む。
【０００６】
偏波面保存ファイバおよび偏波保持ファイバは、典型的には、中央コアと、クラッド内のファイバコア近くに配置された複数の空気穴またはホウ素ドープ応力ロッドとを含む。それらのファイバは、多くの場合、例えば、オクタメチルテトラシロキサンの熱分解によって、シリカクラッドガラスがガラスコアケーン上に堆積される外付け気相蒸着（ＯＶＤ）プロセスによって製造される。ＯＶＤプロセスは、高度に最適化された高い歩留まりの製造プロセスである。しかし、クラッド層の形成は、多くの場合、光ファイバ生産量の最大化における律速工程である。さらに、光ファイバプリフォームのクラッド部の堆積中には、オクタメチルテトラシロキサン供給原料の熱分解生成物のわずか５０％しかガラスコアケーン上に堆積されないことが推測される。次いで、シリカクラッドスート層が焼結されて、シリカコア／クラッドガラスブランクが形成される。偏波面保存ファイバおよび偏波保持ファイバは、通常、それらのコア／クラッドガラスブランクの内部に精密な穴を穿孔／機械加工することによって製造され、また、応力ロッドが用いられる場合には、応力ロッドをそれらの穴に挿入することによって製造される。その結果生じる集成体は、シリカチューブに挿入するか、または、オーバークラッドして焼結した後、線引きして偏波面保存または偏波保持光ファイバにすることができる。しかし、良好な光学性能を得るためには、穿孔した穴の寸法が非常に精密でなければならず、およびかなりの量の後処理を要して、結果として、それらのファイバの処理コストの増加をもたらす。
【０００７】
用途の別のセットでは、複数の穴がクラッド内に存在する。このような構成は、フォトニック結晶ファイバまたは低曲げ損失ファイバ用途に適している。これらのファイバは、一般に、スタックおよび線引きプロセスを用いて、または、プリフォームに穴を穿孔することによって作製される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ファイバ生産量をさらに向上させ、および原材料コストおよび他の製造コストを低減するためには、クラッド内に配置された複数のコア、穴または応力ロッドを有する光ファイバを製造する代替的な方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、光ファイバプリフォームを作製する方法である。少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、
ａ．グラファイトロッド、または、
ｂ．コーティングを有する金属またはセラミックロッドであって、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ：ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」（登録商標）を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成る
、金属またはセラミックロッドであるステップと、
（ＩＩ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状のガラス材料を配置するステップと、
その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１０】
少なくとも一つの実施形態によれば、複数のロッドのうちの少なくとも二本はグラファイトロッドであり、また、複数のロッドのうちの少なくとも一本は、それらの間に位置するコアケーンである。
【００１１】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（Ｉ）複数のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数のロッドのうちの少なくとも一本は、（ｉ）グラファイトロッドまたは（ｉｉ）上にコーティングを有する金属ロッドまたはセラミックロッドから成る群から選択され、そのコーティングは、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）のうちの少なくとも一つから成るステップと、
（ＩＩ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置し、または堆積させるステップと、
（ＩＩＩ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１２】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、
（ａ）グラファイトロッド、または、
（ｂ）金属ロッドまたはセラミックロッドであって、その金属ロッドまたはセラミックロッドの各々がその上にコーティングを有し、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、「Ｔｅｆｌｏｎ」、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルから成る、金属またはセラミックロッドであるステップと、
（ＩＩ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１３】
一つの実施形態によれば、光ファイバプリフォームを作製する方法は、
複数のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数のロッドのうちの少なくとも二本が、摩擦係数ＣＯＦを有する外側面を備え、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３であるステップと、
ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１４】
少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．３である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０２≦ＣＯＦ≦０．２である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０２≦ＣＯＦ≦０．１５である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１５である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０２≦ＣＯＦ≦０．１２である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１５である。少なくともいくつかの実施形態によれば、ＣＯＦ≦０．１である。少なくともいくつかの実施形態によれば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１である。
【００１５】
少なくとも一つの実施形態によれば、コーティングは、０．０１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間の厚さを有する。少なくともいくつかの実施形態によれば、コーティングは、０．０１マイクロメートルと２０マイクロメートルの間の厚さを有する。少なくともいくつかの実施形態によれば、コーティングは、０．０１マイクロメートルと２マイクロメートルの間の厚さを有する。
【００１６】
少なくともいくつかの実施形態によれば、粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの前に、その粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの後には、その加圧された（圧縮された）粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する。少なくともいくつかの実施形態によれば、圧力を印加するステップは、粉末状ガラス材料に対して径方向に圧力を印加すること（粉末状ガラス材料を、金型キャビティの中心に向かって、および／またはロッドに対して径方向に押し付けること）である。いくつかの実施形態によれば、その装置は、外側壁および内側壁を備え、外側壁は内側壁を囲み、内側壁は金型キャビティを囲んでおり（内側壁は、本願明細書においては、金型キャビティの内側壁とも呼ぶ）、その圧力は、ゲージ圧で、２５ｐｓｉ（１．７２×１０５Ｐａ）から２５０ｐｓｉ（１．７２×１０６Ｐａ）であり、粉末状ガラス材料をロッドに押し付けるように、粉末状ガラス材料に対して少なくとも径方向内側に印加される。
【００１７】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または（ｉｉ）金属またはセラミックロッドであって、その金属またはセラミックロッドは、その上に、０．０１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間の厚さを有するコーティングを有し、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つであるステップと、
（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１８】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、その金型キャビティの中心に位置するコアケーンであり、また、複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、少なくとも二本の鋳型ロッドであり、その少なくとも二本の鋳型ロッドは、
（ａ）グラファイトロッド、または、
（ｂ）０．０１マイクロメートルと１００マイクロメートルの間の厚さを有するコーティングを有する金属ロッドまたはセラミックロッドであって、その少なくとも二本の鋳型ロッドのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケル、「Ｔｅｆｌｏｎ」のうちの少なくとも一つから成る、金属ロッドまたはセラミックロッドであるステップと、
（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、コーティングの厚さは、０．０１マイクロメートルと５０マイクロメートルの間、いくつかの実施形態においては、０．０１マイクロメートルと２０マイクロメートルの間、例えば、０．０１マイクロメートルと２マイクロメートルの間である。少なくともいくつかの実施形態においては、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３、例えば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．３、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．２、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１５である。
【００２０】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、その金型キャビティの中心軸と同軸には配置されず、および摩擦係数ＣＯＦ≦０．３の外側面を備えるステップと、
（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００２１】
少なくともいくつかの実施形態においては、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３、例えば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．３、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．２または０．０５≦ＣＯＦ≦０．１５である。
【００２２】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）少なくとも二本の鋳型ロッドを装置の金型キャビティ内に堆積するステップであって、二本の鋳型ロッドの各々が、ＣＯＦ≦０．３の摩擦係数を有する外側面を備えるステップと、
（ｉｉ）少なくとも二本の鋳型ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を少なくとも二本の鋳型ロッドに押し付けるステップと、
を含む。
【００２３】
少なくともいくつかの実施形態によれば、二本の鋳型ロッドは、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３、例えば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．３、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．２または０．０５≦ＣＯＦ≦０．１５になるような摩擦係数ＣＯＦを有している。
【００２４】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数のロッドのうちの少なくとも二本のロッドは、その上にコーティングが配置されたロッドを備え、そのコーティングは、０．１から１００マイクロメートル（例えば、０．１から２マイクロメートル）の厚さと、ＣＯＦ≦０．３の摩擦係数を有する外側面とを有するステップと、
（ｉｉ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を堆積するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップと、
を含む。いくつかの実施形態において、複数のロッドのうちの少なくとも二本は、０．１から１００マイクロメートルの厚さを有するコーティングと、ＣＯＦ≦０．３および好ましくは、ＣＯＦ≦０．２の摩擦係数を有する外側面とを有する。いくつかの実施形態によれば、コーティング厚さは、０．１から５０マイクロメートル、例えば、０．１から２０マイクロメートル、または、０．１から２マイクロメートルである。
【００２５】
いくつかの実施形態において、摩擦係数はＣＯＦ≦０．２５である。いくつかの実施形態においては、ＣＯＦ＞０．０２である。いくつかの実施形態において、摩擦係数は、ＣＯＦ≦０．２である。いくつかの実施形態においては、摩擦係数は、ＣＯＦ≦０．１５である。いくつかの実施形態においては、ＣＯＦ≦０．１２であり、また、いくつかの実施形態においては、ＣＯＦ≦０．１である。例えば、いくつかの実施形態において、ＣＯＦは、０．０２および０．２とすることができ、いくつかの実施形態においては０．０５と０．２の間、いくつかの実施形態においては、０．０２と０．０１２の間、いくつかの実施形態においては、０．０５と０．０１５の間、およびいくつかの実施形態においては、０．０５と０．０１２の間、または、０．０９と０．２の間とすることができる。
【００２６】
少なくとも一つの実施形態によれば、複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、グラファイトロッドである。いくつかの実施形態によれば、複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、グラファイトロッドである。
【００２７】
少なくとも一つの実施形態によれば、複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、グラファイトコーティングを有するロッドである。少なくとも一つの実施形態によれば、複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、その上にグラファイトコーティングを有するロッドである。いくつかの実施形態によれば、そのグラファイトコーティングは、１００μｍ未満、例えば、２０μｍ以下、好ましくは、２μｍ以下、または、０．５μｍ以下の厚さを有する。いくつかの実施形態によれば、グラファイトコーティングは、０．０１μｍと０．５μｍの間の厚さを有する。いくつかの実施形態によれば、グラファイト材料は、１５μｍ以下、例えば、１０μｍ以下の平均粒径を有する。例えば、平均粒径は、３μｍと１０μｍの間であってもよい。いくつかの実施形態によれば、グラファイトロッドは、約７μｍの平均グラファイト粒径を有する。
【００２８】
いくつかの実施形態によれば、複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）コーティング、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングの少なくとも一方を有するロッドを含む。いくつかの実施形態によれば、アモルファスシリコンコーティング（ａ‐シリコン）またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングは、１００μｍ未満、例えば、２μｍ以下、１μｍ以下、または、０．５μｍ以下の厚さを有する。いくつかの実施形態によれば、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）コーティングは、０．０１μｍと０．５μｍの間の厚さを有する。いくつかの実施形態によれば、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングは、１００μｍ未満、例えば、２μｍ以下、１μｍ以下、または、０．５μｍ以下、例えば、０．０１μｍと１μｍの間の厚さを有する。
【００２９】
いくつかの実施形態によれば、複数本のロッドは、金型キャビティの軸心に沿って位置するガラスコアケーンと、少なくとも一本の鋳型ロッドとを含み、（ｉ）その鋳型ロッドは、グラファイト鋳型ロッドであり、または（ｉｉ）鋳型ロッドは、０．０１μｍと２０μｍの間のコーティング厚さを有する（例えば、０．０１μｍと２０μｍの間、または、０．０１μｍと２μｍの間または０．０１μｍと１μｍの間のコーティング厚さを有する）少なくとも一つのコーティングを備え、そのコーティングは、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）のうちの少なくとも一つから成る。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、複数本のロッドは、金型キャビティの軸心に沿って位置するガラスコアケーンと、少なくとも一本の鋳型ロッドとを含み、その鋳型ロッドは、その外側面に配置されたコーティングを備え、そのコーティングは、０．０１μｍと１００μｍの間（例えば、０．０１μｍと２μｍの間）のコーティング厚さを有し、および、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、コーティング、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケル、またはこれらの組合せから本質的に成る。
【００３１】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本がグラファイトロッドであるステップと、（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップとを含む。
【００３２】
少なくとも一つの実施形態によれば、複数本のロッドは、０．０１μｍと１００μｍの間（例えば、０．０１μｍと２μｍの間）のコーティング厚さを有するコーティングを有し、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケル、または、「Ｔｅｆｌｏｎ」（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）のうちの少なくとも一つから成る。
【００３３】
少なくとも一つの実施形態によれば、複数本のロッドは、０．０１μｍと１００μｍの間（例えば、０．０１μｍと２μｍの間）のコーティング厚さを有するコーティングを有し、そのコーティングは、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）またはこれらの組合せから本質的に成る。
【００３４】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、１００μｍ未満の厚さ（例えば、２０μｍ未満、または、２μｍ未満の厚さ）のグラファイトコーティングを有するスチールロッドであるステップと、（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップとを含む。
【００３５】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、その中にコーティングが配置されたスチールまたはアルミニウムのロッドであり、そのコーティングは、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）グラファイトのうちの少なくとも一つから成るステップと、（ｉｉ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数のロッドに押し付けるステップとを含む。少なくとも一つの実施形態によれば、そのコーティングは、０．０１μｍより大きく、かつ１００μｍ未満の厚さを有する。少なくとも一つの実施形態によれば、そのコーティングは、０．０１μｍより大きく、かつ２０μｍ未満の厚さを有する。少なくとも一つの実施形態によれば、そのコーティングは、０．０１μｍより大きく、かつ２μｍ未満の厚さを有する。
【００３６】
好ましくは、ロッドは、互いに同一直線状に位置合わせされている。いくつかの実施形態によれば、好ましくは、上記圧力は、軸方向および／または径方向に印加される。いくつかの実施形態によれば、その圧力は、金型キャビティの少なくとも一方の側から印加される。いくつかの実施形態によれば、金型キャビティの断面は円形である。いくつかの実施形態によれば、金型キャビティの断面は、円形対称性を有していない。
【００３７】
いくつかの実施形態によれば、上記装置は、外側壁および内側壁を備え、外側壁は内側壁を包囲し、内側壁は、内側キャビティ（本願明細書においては、金型キャビティの内側壁ともいう）を包囲しており、上記圧力は、少なくとも径方向内側に印加され、およびその粉末状ガラス材料を複数本のロッドに押し付けるために、ゲージ圧で２５ｐｓｉ（１．７２×１０５Ｐａ）から２５０ｐｓｉ（１．７２×１０６Ｐａ）が粉末状ガラス材料に印加される。
【００３８】
他の実施形態では、その圧力は軸方向に印加される。例えば、ガラスコアの周りで少なくとも０．５ｇ／ｃｃ、より好ましくは少なくとも０．６５ｇ／ｃｃ、さらにより好ましくは少なくとも０．７５ｇ／ｃｃの密度を有するスート圧粉体を形成するために、シリカガラススートを軸方向に圧縮してもよい。いくつかの例示的なスート密度は、０．７５ｇ／ｃｃから１．２ｇ／ｃｃ、または、０．８ｇ／ｃｃから１．１ｇ／ｃｃである。
【００３９】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または、（ｉｉ）その上にコーティングを有する金属またはセラミックロッドであり、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（ＩＩ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、その粉末状ガラス材料を複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも一本をスート圧粉体から取出して、そのスート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）少なくとも一本のガラスロッドを少なくとも一つの空洞内に挿入することにより、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結することにより、光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）その光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【００４０】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、摩擦係数ＣＯＦを有する外側面を備え、ただし、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３であるステップと、
（ＩＩ）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、その粉末状ガラス材料を複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも二本をスート圧粉体から取出して、そのスート圧粉体内に少なくとも二つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）ガラスロッドをそれらの空洞内に挿入することにより、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結することにより、光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）その光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【００４１】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本の鋳型ロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本の鋳型ロッドのうちの少なくとも二本が、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３である摩擦係数を有する外側面を備えるステップと、
（ＩＩ）前記複数の鋳型ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、その粉末状ガラス材料を複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも二本をスート圧粉体から取出し、それによってそのスート圧粉体内に少なくとも二つの空洞を形成し、このようにして、取出した鋳型ロッドに対応する少なくとも二つの空洞を有する光プリフォーム集成体を形成するステップと、
（Ｖ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結することにより、光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩ）その光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【００４２】
本発明の追加的な特徴および利点は、以下に続く詳細な説明に記載されている。
【００４３】
上記の概要および以下の詳細な説明はともに本発明の例示的な実施形態を示し、クレームされているような本発明の本質および特徴を理解するための要旨またはフレームワークを提供することが意図されていることを理解すべきである。添付図面は、本発明のさらなる理解を提供するために包含され、およびこの明細書に組み込まれて、明細書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例示し、および説明とともに、本発明の原理および動作を説明するのに役に立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態に用いられているコアケーンおよび二本の鋳型ロッドを示す図である。
【図１Ｂ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による光ファイバプリフォームを形成するための鋳型アセンブリの概略図である。
【図１Ｃ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による光ファイバプリフォームを形成するためのセグメント化された鋳型本体を概略的に示す図である。
【図２】図示され、および本願明細書に記載されている別の実施形態による光ファイバプリフォームを形成するための鋳型アセンブリの概略図である。
【図３Ａ】下方および上方の鋳型ロッド／ケーンホルダの例示的な実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】下方保持取付具の例示的な実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】コアケーンと、二本のグラファイト鋳型ロッドとを含む金型キャビティを含む鋳型アセンブリの実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】スートが金型キャビティに注入される間の、図３Ｃの金型アセンブリの金型キャビティ内の所望の位置におけるコアケーン／ロッドおよび複数の鋳型ロッドに係合して保持する保持取付具を示す図である。
【図４】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による、超音波源に結合された金型アセンブリを概略的に示す図である。
【図５Ａ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による、圧縮されていないシリカガラススートが装填された金型アセンブリおよび超音波源の断面を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による、ガラスコアケーンの周りにスート圧粉体を形成するのに用いられる金型アセンブリおよび超音波源の断面を概略的に示す図である。
【図６】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による、一つのコアと、その中の二本の鋳型ロッドとを含むラジアルプレス金型アセンブリの断面を概略的に示す図である。
【図７】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態による、ガラスコアケーンの周りに形成されたスート圧粉体を備える光ファイバプリフォーム集成体を概略的に示す図である。
【図８Ａ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態に従って作製された光ファイバプリフォームを概略的に示す図である。
【図８Ｂ】図示され、および本願明細書に記載されている一つ以上の実施形態に従って作製された別の光ファイバプリフォームを概略的に示す図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す光ファイバプリフォームから作製した光ファイバを概略的に示す図である。
【図９】装置のフレキシブル内側壁の両側に対する圧力がほぼ等しい、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【図１０】装置のフレキシブル内側壁と堅い外側壁との間の空気が既に大部分が除去されている、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【図１１】ガラスロッドが、装置の内側キャビティ内の中心に位置している、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【図１２】ガラススートが、ガラスロッドとフレキシブル内側壁との間の内側キャビティ内に堆積されている、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【図１３】堅い外側壁とフレキシブル内側壁との間に加圧流体を設けることによって、ガラススートがプレスされる、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【図１４】加圧流体が、堅い外側壁とフレキシブル内側壁との間からほとんど除去されている、本発明の好適な方法に従って用いることができるその装置の部分側断面図を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
摩擦は、互いに隣接する固体の面の相対運動に抗する力であり、典型的には、摩擦係数によって特徴付けられる。乾燥摩擦は、接触している二つの固体の面の横方向の相対運動に抵抗する。乾燥摩擦は、界面付着、表面粗さおよび表面変形の組合せから生じる。乾燥摩擦は、動いていない面の間の静摩擦か、または、動いている面の間の動摩擦のいずれかである可能性がある。次の等式、すなわち、ｆ＝μＮが示すように、摩擦係数μは、二つの物体間の摩擦力ｆと、それらの物体間の垂直抗力Ｎの関係を説明する値である。摩擦係数μは、静摩擦係数（本願明細書においては、静摩擦係数またはμｓともいう）または動摩擦係数μｋである可能性がある。静摩擦係数μｓは、二つの物体のどちらも動いていない場合のそれらの物体間の摩擦力を定義し、一般的には、動摩擦係数μｋよりも小さい。動摩擦係数μｋは、一方の物体が動いている場合、または、二つの物体が当たって動いている場合のそれらの物体間の力を定義する。しかし、高いμｓを有する材料は、一般的には高いμｋを有するであろうし、また逆に、低いμｓを有する材料は、一般に、低いμｋを有するであろう。本願明細書に記載されているように、「摩擦係数」（本願明細書においては、ＣＯＦともいう）という用語は、別に指定されていない限り、本願明細書で使用される場合、静摩擦係数（すなわち、静摩擦係数μｓ）を指す。より具体的には、別に指定されていない限り、本願明細書で記載されている所定の材料の摩擦係数ＣＯＦの値は、非潤滑面、乾燥接触、周囲温度（２２℃）の場合の、材料と同じ材料の間で測定される静摩擦係数μｓの値である。例えば、アルミニウムのμｓは、１．０５から１．３５である（アルミニウム／アルミニウム表面の組合せ）。また、例えば、スチールスチール（スチールスチール／スチールスチール表面の組合せ）のμｓは、約０．８である。また、例えば、グラファイト（グラファイト／グラファイトの表面の組合せ）のμｓは、約０．１である。
【００４６】
次に、本発明の好適な実施形態について詳細に説明し、それらの実施形態は添付図面に示されている。同じ部材または類似の部材を指すために、可能な限り、同じ参照数字が、複数の図面にわたって用いられている。
【００４７】
光ファイバプリフォームは、粉末状ガラス材料、例えばガラススートを複数の鋳型ロッドの周りでそれらのロッドに押し付けて加圧することによって製造することができる。本発明者等は、それらの鋳型ロッドが、光プリフォームを作製するのに使用される典型的な市販のスチールスチールロッドまたはアルミニウムロッドである場合、それらの鋳型ロッドを、圧縮したスートから引き出すと、それらの鋳型ロッドとその周りのスートが、圧縮されたスート内に生じた応力をもたらすことを発見した。周りのスートは、圧縮されたスートからの典型的な鋳型ロッドの引出し／除去によって生じるせん断力により破砕するか、またはそのスート内にクラックを形成する可能性がある。それらの応力は、好ましくないマイクロクラッキングにつながる可能性もあり、また、圧縮されたスート内に、十分に均一ではない空洞を包囲する面を生じさせる可能性もある。本発明者等は、これらの欠陥が、典型的な市販のスチールスチールまたはアルミニウムの鋳型ロッドの表面特性が主因であることを発見した。
【００４８】
例えば、本発明者等は、鋳型ロッド１１５Ｂが除去された後に、（例えば、グラファイトの鋳型ロッド、または、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルでコーティングした鋳型ロッドを用いることによって）鋳型ロッドの外側面の静摩擦係数が小さくなった場合、結果として生じるファイバプリフォームは、典型的なスチールスチールまたはアルミニウムの鋳型ロッドを用いて作製した光ファイバプリフォームの空洞の表面平滑性および表面均一性よりも著しく高い表面平滑性および表面均一性を有するガラス壁によって包囲された空洞を有することを発見した。すなわち、固結の後、鋳型ロッド１１５Ｂの除去によって形成された空洞を包囲する／形成するガラス壁は、高い表面均一性、例えば、２５μｍ以下、さらには１５μｍ以下、さらに１０μｍ以下のＲＭＳ表面粗さを有している。このことは、典型的なスチールスチールまたはアルミニウムの鋳型ロッドが用いられる比較プロセスによって作製された光ファイバプリフォームから作製されたファイバよりも良好な光学特性を備えた光ファイバをもたらす。
【００４９】
本発明の一つの実施形態は、粉末状ガラス材料、例えば、ガラススートを複数のロッドの周りに堆積して加圧することを含む、光ファイバプリフォームを作製する方法および装置に関する。これらの複数のロッドは、例えば、グラファイトから作製した複数の鋳型ロッド１１５Ｂとすることができる。例えば、偏波面保存光ファイバ用のファイバプリフォームを作製するために、複数のロッドは、中心ガラスコアケーンと、二本のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂとを備えていてもよい。いくつかの実施形態によれば、グラファイトロッドは、２５μｍ以下、さらには１５μｍ以下、さらに１０μｍ以下のＲＭＳ表面粗さを有している。いくつかの実施形態によれば、グラファイト材料は、１５μｍ以下、例えば、１０μｍ以下の平均粒度を有している。例えば、平均粒度は、３μｍと１０μｍの間であってもよい。いくつかの実施形態によれば、鋳型ロッド１１５Ｂは、約７μｍの平均グラファイト粒度を有している。
【００５０】
別法としては、上述したように、少なくとも一本（例えば、二本またはそれ以上の）複数の鋳型ロッド１１５Ｂを、アルミニウムまたはスチールスチール（例えば、ステンレススチールスチール）で製造し、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）のいずれかでコーティングしてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態によれば、このようなコーティングは、１００μｍ未満、好ましくは、５０μｍ未満、より好ましくは、２０μｍ未満、さらにより好ましくは、２μｍ未満、例えば、１μｍ以下、または、０．５μｍ以下の厚さを有する。いくつかの実施形態によれば、グラファイトコーティングは、０．０１μｍと２μｍの間、例えば、０．０１μｍと０．５μｍの間の厚さを有する。より厚いコーティング（１００μｍより大きい）は、典型的には、（そのコーティングの熱膨張率（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ：ＣＴＥ）がその基板のＣＴＥと注意深く適合されていない限り）そのコーティングとその基盤との間に応力を発生させ、そのことは、下の金属またはセラミック材料（すなわち、その基盤）をせん断するコーティングの部分を生じる、および／または光プリフォーム内にマイクロクラックを形成する可能性があるため好ましくない。２０μｍ未満、好ましくは、２μｍ未満の厚さである、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）のコーティングから成る鋳型ロッドは、熱的（ＣＴＥ）ミスマッチにより、光プリフォーム内にマイクロクラックを生成する可能性がほとんどないであろう。グラファイトは、低い摩擦係数を有する。グラファイトは、容易なせん断という固有の特性を備えた六方晶構造を有しているが、本発明者等は、グラファイト鋳型ロッドおよびグラファイトをコーティングした鋳型ロッドは、通常、粉末状ガラス材料またはシリカスートが、例えば、径方向において、それらのロッドに対して均一に押し付けられた場合、破砕またはせん断しないことを発見した。さらに、グラファイトは、湿気または水蒸気を容易に吸収するため、そのような水分の吸収は、グラファイトと、周りの圧縮された粉末状ガラス材料との間の摩擦力をさらに低くする可能性がある。したがって、このような鋳型ロッドが、圧縮された粉末状ガラス材料（例えば、圧縮されたシリカスート）から除去された場合に、グラファイト鋳型ロッド（または、グラファイトコーティングをその上に有する鋳型ロッド）と、粉末状ガラス材料との間に極度に低い摩擦を実現することができる。３７３Ｋ（１００℃）程度の温度においては、吸収される水蒸気の量を少なくすることができるため、そのような温度において、鋳型ロッドとガラススートとの間の摩擦をさらに少なくするために、鋳型ロッドの除去の前に、十分な水蒸気を意図的に導入することができる。
【００５２】
別法として、上述したように、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）もまた、鋳型ロッド用のコーティングとして利用される、十分に低い摩擦係数を有している。
【００５３】
少なくともいくつかの実施形態によれば、鋳型ロッド１１５Ｂは、０．２５以下、例えば、０．０２≦ＣＯＦ≦０．２５、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．２５、または、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１、さらには０．０５≦ＣＯＦ≦０．０８の摩擦係数ＣＯＦ（静摩擦係数、またはμｓ）を有する外側面を有している。いくつかの実施形態によれば、複数のロッドは、それらの間に位置するコアケーン１１５とともに、例えば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．２５（例えば、０．０５≦ＣＯＦ≦０．１、０．０５≦ＣＯＦ≦０．０８、または、さらには０．０５≦ＣＯＦ≦０．０７）であるような摩擦係数を有する複数の鋳型ロッド１１５Ｂを含んでいてもよい。好ましくは、鋳型ロッド１１５Ｂは、円形断面を有しているが、他の断面を有する鋳型ロッドを用いてもよい。これらの鋳型ロッドは、同じサイズを有していてもよく、または、異なるサイズから成っていてもよい。例示的な方法および装置は、光ファイバプリフォームを作製するのに適しており、また、複数のホールまたは応力ロッドをクラッド内に備えている光ファイバを作製するのに利用することができ、および光ファイバを製造する際にスートプレスを利用することができる。これらの例示的な製造方法を用いて作製することができる光ファイバの実施形態の実施例は、偏波面保存光ファイバ、偏波保持ファイバ、低曲げ損失ファイバ、マルチコアファイバ、マルチコアファイバリボンおよびフォトニック結晶ファイバを含む。
【００５４】
コアケーンが意味するものは、最終的には、コアケーンを用いてプリフォームから線引きされることになる光ファイバのコアガラスの少なくとも一部を含む固結したガラスロッドである。コアケーンは、最終的には、コアケーンを用いてプリフォームから線引きされることになる光ファイバのクラッドガラスの少なくとも一部を含んでもよい。別法として、コアケーンは、多孔質スートクラッド層によって包囲してもよい。
【００５５】
鋳型ロッドは、加圧（プレス）ステップが完了した後（すなわち、粉末状ガラス材料、例えば、ガラススートを複数のロッドの周りで加圧するステップの後）に取出される。いくつかの実施形態においては、引き出された鋳型ロッド１１５Ｂによって残された開口部またはホールに応力ロッドを挿入してもよい。応力ロッドが意味するものは、クラッドガラスとは異なる屈折率および／または異なる熱膨張率（ＣＴＥ）を有する固結したガラスロッドである。応力ロッドは、好ましくは、プリフォーム内の中心を外して配置され、および例えば、ホウ素ドープシリカ（すなわち、固結したＢドープシリカロッド）またはホウ素とフッ素をコドープしたシリカとすることができる。応力ロッドは、例えば、純シリカから成るオーバーコートを有していてもよく、または、シリカチューブの内部に配置してもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバプリフォーム集成体のクラッド部を形成する方法は、ガラスコアケーン１１５と、複数本の鋳型ロッド１１５Ｂ（例えば、グラファイト鋳型ロッド、または、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、コーティング、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケル、「Ｔｅｆｌｏｎ」のいずれかでコーティングされた鋳型ロッドのいずれか）を、金型アセンブリの金型キャビティ内に配置することを含む。粉末状ガラス材料、例えば、シリカガラススートは、ガラスコアケーンと鋳型ロッドが、粉末状ガラス材料（例えば、シリカガラススート）によって包囲されるように、金型キャビティに装填することができる。金型キャビティ内の粉末状ガラス材料は、ロッドの周りに、例えば、ガラスコアケーンおよび鋳型ロッドの周りにスート圧粉体が形成されるように、軸方向および／または径方向に圧縮することができる。鋳型ロッド１１５Ｂおよび／またはコアロッド（または、コアケーン）の周りの圧縮された粉末状ガラス材料（例えば、スート圧粉体）は、少なくとも０．５ｇ／ｃｃ（すなわち、０．５ｇ／ｃｍ３）、好ましくは、少なくとも０．６ｇ／ｃｍ３の密度を有している可能性がある。例えば、プレスされた（圧縮された）粉末状ガラス材料の密度は、０．６ｇ／ｃｍ３、０．７ｇ／ｃｍ３、０．７５ｇ／ｃｍ３、０．８ｇ／ｃｍ３、０．９ｇ／ｃｍ３、１ｇ／ｃｍ３、１．１ｇ／ｃｍ３または１．２ｇ／ｃｍ３とすることができる。金型キャビティは、コアケーン、鋳型ロッドおよび外側のプレスされるスートフォームの間の所望の形状寸法に影響を与えるように設計することができる。
【００５７】
例えば、鋳型ロッド１１５Ｂを利用して、通気孔を結果として生じるプリフォーム内に形成することができる。より具体的には、鋳型ロッド１１５Ｂが、（プリフォームのクラッド部に相当する）プレスされた粉末状ガラスまたはスート圧粉体から除去されて、そのプリフォームのスート圧粉体層内に空洞が残される。プリフォームは、それらの空洞が中に残り、および結果として生じるスートプリフォームを線引きして光ファイバにすることができるように固結することができる。上述したように、金型キャビティ内のシリカガラススートは、軸方向および／または径方向に圧縮することができ、その結果、スート圧粉体が、（鋳型ロッドが除去される前に）鋳型ロッドの周りにおよび／またはガラスコアケーンの周りに形成される。金型キャビティの断面形状は、ガラスブランクへの固結の後、およびガラスブランクを線引きして光ファイバにした後の異なるガラスロッドと鋳型ロッドとの間の特定の形状寸法の関係を実現するように、円形、楕円形または別の形状とすることができる。
【００５８】
別の実施形態によれば、光ファイバプリフォームを作製する方法は、上述したように、粉末状ガラス材料、例えば、ガラススートを、コアケーンの周りにおよび／または（好ましくは、円筒形の）鋳型ロッド１１５Ｂの周りに堆積して加圧することを含む。鋳型ロッドが除去された後、スート圧粉体は、１時間から３時間の間の、７００℃と１１００℃の間の温度での処理によって部分的に焼結され（予備焼結され）、そのことが、個々の粉末の間でのガラスネックの形成によって強化された多孔質スートプリフォームを形成する。予備焼結工程の後、その多孔質スートプリフォームは、より容易に取り扱うことができる。そして、予備焼結されたプリフォームは、当技術分野において周知の方法を用いて、十分に焼結してガラスファイバプリフォームにすることができ、または、機械加工して所望の形状にした後、焼結することができる。
【００５９】
さらに、この実施形態または他の実施形態では、コアケーンの代わりに、コア鋳型ロッドを、例えば、金型キャビティの中心に配置してもよい。このようなコア鋳型ロッドは、例えば、グラファイト鋳型ロッド、または、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、またはアモルファスシリコン（ａ‐ｃ）、または、これらの組合せで本質的に形成されるコーティングを備える鋳型ロッドとすることができる。また、追加的な鋳型ロッドも金型キャビティ内に配置されて、その後、粉末状ガラス材料がプレスされて（加圧または圧縮されて）、プレスされた粉末状ガラス（例えば、スート圧粉体）が形成される。いくつかの実施形態によれば、その後、中心（コア）鋳型ロッドが除去されて、そして、焼結前に、コアケーンが、結果として生じる空洞またはホールに挿入される。コア鋳型ロッドは、他の鋳型ロッドと同じ断面形状またはサイズから成っていても成っていなくてもよい。例えば、いくつかの実施例では、コア鋳型ロッドは、後の応力ロッドの挿入のための空洞を形成するのに用いられる隣接する鋳型ロッドよりも小さい直径を有していてもよい。
【００６０】
他の実施形態によれば、マルチコアファイバを作製するためのマルチコアファイバプリフォームを製造するために、すべての鋳型ロッド１１５Ｂが除去されて、コアケーンが、結果として生じる空洞に挿入される。
【００６１】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバプリフォームを作製する方法は、粉末状ガラス材料、例えば、ガラススートを、コアケーンおよび複数本の鋳型ロッドの周りに堆積して加圧する工程を含む。すなわち、鋳型ロッド１１５Ｂを用いて、結果として生じるプリフォーム内に複数の通気孔を形成することができる。より具体的には、鋳型ロッド１１５Ｂが、プレスされた粉末状ガラス（例えば、プリフォームのクラッド部に相当するスート圧粉体）から除去されて、プリフォームの結果として生じるプレスされた層内に空洞が残る。空洞の数は、例えば、５より大きく、例えば、５０より大きく、または、１００より大きく、さらには２００より大きくすることができる。プリフォームは、複数の空洞が中に残るように固結することができ、また、結果として生じるスートプリフォームは、その後、複数の空洞を有する領域を含む光ファイバ、例えば、低帯域損失ファイバ、または、フォトニック結晶ファイバに線引きすることができる。上述したように、金型キャビティ内のシリカガラススートは、スート圧粉体が、ガラスコアケーンおよび鋳型ロッド１１５Ｂの周りに形成されるように、軸方向および／または径方向に圧縮することができる。空洞を有している領域は、クラッドの部分のみを備えていてもよい。例えば、クラッドは、外側の領域に空洞がない状態で、複数の空洞を有する内側領域を備えていてもよい。その場合、クラッドの残りの部分を作製するために、追加的なガラス／スート堆積工程が必要になる可能性がある。
【００６２】
本発明のまた別の実施形態によれば、光ファイバプリフォームを作製する方法および装置は、（ｉ）粉末状ガラス材料、例えば、ガラススートを、コアケーンおよび（好ましくは、円筒形の）鋳型ロッド１１５Ｂの周りに堆積して加圧することと、（ｉｉ）鋳型ロッド１１５Ｂの除去時に、結果として生じる空洞（ホール）内に別の材料を配置することとを含む。すなわち、上述したように、鋳型ロッドを用いて、結果として生じるプリフォーム内に通気孔を形成することができる。より具体的には、鋳型ロッドが、（プリフォームのクラッド部に相当する）プレスされた粉末状ガラスまたはスート圧粉体から除去されて、プリフォームの結果として生じるプレスされた層内に空洞またはホールが残り、それらのホールには、その後、別の材料が充填される。
【００６３】
この実施形態の一つの実施例においては、それらの空洞には、その後、（例えば、ホウ素をドープした応力ロッドを形成するために）第二の粉末状ガラス合成物、例えば、ホウ素をドープしたシリカスートが充填される。コアケーンと、ホウ素をドープしたスートと、プレスされたオーバークラッド材料（スート圧粉体）とを備えるプリフォーム集成体は、オーバークラッド材料と、ホウ素をドープしたスートが完全な緻密化を得るように焼結される。その結果、結果として生じる固結したプリフォームを線引きして、偏波面保存光ファイバまたは偏波保持ファイバを製作することができる。ホウ素をドープしたシリカは、偏波保持ファイバ構造に有用であるのに十分な応力場を生成するように、好ましくは、５％と２５％の間の酸化ホウ素、より好ましくは、１５％と２２％の間の酸化ホウ素を含有する。好ましくは、ホウ素をドープしたシリカ粉末は、０．４と１．０の間のタップ密度を有し、好ましくは、最終的なプレスされたシリカスート本体の密度の０．１ｇ／ｃｃ以内のタップ密度を有している。
【００６４】
別の例示的な実施形態では、空洞とともに形成されたプリフォームは、直接ガラスに固結して、空洞がコアケーンに対して幾何学的に位置合わせされた状態の固結したガラスブランクを生じさせる。それらの空洞には、ガラスロッドまたは粉末、金属ロッド、ワイヤまたは粉末、および半導電性のロッドまたは粉末を含む多くの材料を充填することができる。第二のフェーズが充填されたブランクは、再び固結させ、再びより小径のケーンを線引きし、または、ファイバを線引きすることができる。
【００６５】
粉末状ガラス材料は、ドープしないシリカであってもよく、または、粉末状ガラス材料は、ドープしてもよい。可能性のあるドーパントは、少なくとも、Ｆ、Ｂ、Ｇｅ、Ｅｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｎａ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｙｂおよびこれらの組合せを含む。粉末状ガラス材料は、残余スプレースート、または、ＣＶＤプロセスの別の残余スート（「ＣＶＤ廃スート」）、例えば、ＯＶＤプロセスの残余スート（「ＯＶＤ廃スート」）またはＶＡＤプロセスの残余スート（「ＶＡＤ廃スート」）、または、他の何らかのシリカソース、例えば、砂、または、異なる種類のガラススートの混合物、または、砂とガラススートの混合物からのガラススートであってもよい。
【００６６】
粉末状ガラス材料は、無処理とする（例えば、追加的な凝固剤または溶媒を含まないシリカスートまたはＣＶＤ廃スート）ことができ、または、一つ以上の凝固剤または溶媒、例えば、水または有機溶媒を用いて処理してもよい。いくつかの好適な実施形態においては、粉末状ガラス材料は処理されない。好ましくは、粉末状ガラス材料は、０．０５から０．５グラム／立方センチメートル、より好ましくは、０．１から０．５グラム／立方センチメートル、例えば、０．３から０．５グラム／立方センチメートル、例えば、約０．３８グラム／立方センチメートルの平均タップ密度を有している。
【００６７】
固結したプリフォームの空洞内への包含に利用することができ、その後、中心コアケーンの周りで幾何学的にデザインされたアレイに線引きすることができる金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、ＷおよびＧａを含む。これらは、固結したプリフォームの空洞内に含めることができ、その後、中心コアケーンのまわりで幾何学的にデザインされたアレイに線引きすることができ、例えば、Ｓｉ３Ｎ４、およびＳｉ３Ｎ４／ＳｉＣ等の材料を含む。
【００６８】
次に、種々の例示的な実施形態について詳細に説明するが、それらの実施例は、添付図面に示されている。同じ部材または類似の部材を指すために、図面および説明の全体にわたって、可能な限り同じ参照数字を用いることとする。
【００６９】
図１Ｂを参照すると、光ファイバプリフォーム集成体を形成するための例示的な金型アセンブリ１００は、金型本体１０２と、下方ラム１０４と、上方ラム１０６とを備えている。金型本体１０２は、金型本体１０２の長軸１１４を中心とし、およびその長軸に沿って延びている金型キャビティ１０８を画定している。金型キャビティ１０８は、直径Ｄｍおよび長さＬを有する円筒形とすることができる。金型本体１０２は、炭素、アルミニウム、スチールスチール、酸窒化ケイ素アルミニウム、炭化シリコンまたは他の同様の機械的に耐久性のある材料等の硬い非弾性材料から成っていてもよい。一つの実施形態において、金型本体１０２は、図１Ｂに示すように、単一の部材として形成することができる。非円形断面を有する金型アセンブリを用いてもよいことに留意されたい。例えば、金型キャビティ１０８は、断面が矩形または楕円形であってもよい。
【００７０】
次に、図１Ｃを参照すると、金型本体１０２の別の実施形態が図示されている。この実施形態では、金型本体１０２は、軸方向に沿って延びている。図示されている実施形態において、金型セグメント１３２、１３４は、金型セグメント１３２の縁部に沿って配置された取付穴１３６を介して、金型セグメント１３４の縁部に沿って配置された対応するねじ穴１３８にファスナを挿入することにより、一緒に固定することができる。しかし、これらの金型セグメントは、他のさまざまなファスナおよび／または固定技術を用いて一緒に接合することができることを理解すべきである。例えば、金型セグメント１３２は、組付けられたセグメントの周囲に延び、それによって、金型セグメント１３２を金型セグメント１３４に取付ける一つ以上のバンド（図示せず）を用いて、金型セグメント１３４に結合してもよい。また、下方ラム１０４と上方ラム１０６も、図１Ｃに示す金型本体１０２の実施形態とともに用いてもよいことにも留意されたい。
【００７１】
一つ以上の実施形態によれば、金型本体１０２は、金型本体１０２の長軸１１４に中心があり、およびその長軸に沿って延びている金型キャビティ１０８を長さＬにわたって画定している。金型キャビティ１０８の断面形状は、円形または非円形（例えば、楕円形、六角形、異形（例えば、Ｄ字状））、または、光ファイバの所望の最終的な形状寸法を得るための他の構造形状とすることができる。金型キャビティ１０８は、単一部材で形成してもよく、または、セグメント化された構成を有していてもよい。
【００７２】
さらに図１Ｃを参照すると、セグメント化された金型本体１３０は、セグメント化された金型本体１０２の内面が実質的に連続するように、材料（図示せず）で内張りしてもよい。一つの実施形態において、その内張り材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または同様の材料等の低摩擦高分子材料から成っていてもよい。別の実施形態では、内張り材料は、カーボンシートまたは同様の材料等の非高分子低摩擦材料から成っていてもよい。内張り材料は、金型キャビティ１０８の壁部に隣接して配置した内張り材料のシート、または、金型キャビティ１０８に施されるコーティングから成っていてもよい。また、内張りは、部分的に圧縮されたプリフォームへの径方向の圧力の印加を可能にするために、本明細書において後述されている、金型キャビティの内側壁のための材料に対応させてもよい。この内張り材料は、そのキャビティ内で、最高平常使用圧力を受けた場合に、塑性変形を受けることなく、径方向内側に十分に弾性的に変形するための十分な弾性および降伏強度を有している何らかの材料、例えば、ラテックス材料で形成されたチューブで形成することができる。しかし、内張り材料は、内側壁に相当していてもよく、そのことは、本願明細書においてさらに詳細に説明する。内側壁は、金型アセンブリ１００の内側キャビティ（金型キャビティ）の壁部を構成している。このような金型キャビティは、同じ金型アセンブリ１００を用いた径方向および軸方向の両方の圧力の印加を実行できる。
【００７３】
図１Ｃは、二つの金型セグメント１３２、１３４から成るセグメント化された金型本体１３０を示しているが、セグメント化された金型本体１３０は、一緒に接合した場合に、円筒形の金型キャビティを概して画定する、三つ以上の金型セグメントから成っていてもよいことを理解すべきである。
【００７４】
金型キャビティ１０８の直径Ｄｍと、金型キャビティ１０８の長さＬは、一般的には、本願明細書に記載されているスートプレス方法に従って作製された、完全に固結した光ファイバプリフォームの所望の最終的な寸法に達するように選択される。実験目的の場合（例えば、実験室規模の光ファイバプリフォームを形成するために）、約３．３ｃｍ（４４ｍｍ径の金型キャビティを用いる）から約７ｃｍ未満（８９ｍｍ径の金型キャビティを用いる）の固結後の外径を有する実験室規模の光ファイバプリフォームを形成するために、４４ｍｍ、４８ｍｍおよび８９ｍｍの直径と、６１ｃｍの長さを有する金型キャビティが使用される。しかし、金型本体１０２および金型キャビティ１０８の寸法は、光ファイバの商業生産に使用される、より大きな光ファイバプリフォームを生産するために拡大してもよいことを理解すべきである。例えば、より大きな、生産準備の完了した光ファイバプリフォームを生産するために、金型本体１０２の金型キャビティ１０８の直径は２０ｃｍ程度とすることができ、これにより、固結後に、１５ｃｍ程度の外径を有する光ファイバプリフォームを産出することができる。さらに、金型キャビティの長さは、２ｍ以上程度とすることができる。所望の光ファイバプリフォームの寸法を実現するように金型キャビティの直径を選択するための基準については、本願明細書でさらに説明する。
【００７５】
再び図１Ｂを参照すると、下方ラム１０４と上方ラム１０６は、概してディスク状に形成され、および外径Ｄｒを有している。ラム１０４、１０６の外径Ｄｒは、ラム１０４、１０６を、金型キャビティ１０８内に配置できるように、および金型本体１０２の長軸１１４に沿って、互いに対して滑動可能に配置できるように、金型キャビティ１０８の直径Ｄｍと実質的に同じにすることができる。ラム１０４、１０６は、アルミニウムまたはスチールスチール等の金属、または、プレスチック、または、適当な耐久性を有する他の何らかの材料で作製することができる。下方ラム１０４および上方ラム１０６の各々は、それぞれ、ラム１０４、１０６が金型キャビティ１０８内に配置されたときに、（コア）穴１１２、１１０の中心が、金型本体１０２の長軸１１４と一致するようにラムの中心を通って延びている穴１１２、１１０を備えることができる。各穴１１２、１１０は、光ファイバプリフォーム集成体を作製するのに用いられるガラスコアケーン１１５の直径に概して相当する直径Ｄｂを有することができ、そのことは、本願明細書でさらに説明する。
【００７６】
少なくともいくつかの実施形態によれば、下方ラム１０４および上方ラム１０６の各々もまた、それぞれ、ラム１０４、１０６が金型キャビティ１０８内に配置されたときに、穴１１２Ａ、１１０Ａが、金型本体１０２の長軸１１４に対して軸外に位置するようにラムを通って延びている一つ以上の穴１１２Ａ、１１０Ａも備えていてもよい。各穴１１２Ａ、１１０Ａは、光ファイバプリフォーム集成体を作製するのに用いられるどちらの鋳型ロッド１１５Ｂの直径にも概して相当する直径Ｄ’ｂを有することができ、そのことは、本願明細書でさらに説明する。しかし、いくつかの代替的な実施形態においては、穴１１２、１１０および／または１１２Ａ、１１０Ａは、円形の断面を有していない。それらの代替的な実施形態では、穴１１２Ａ、１１０Ａの寸法および形状は、好ましくは、穴１１２、１１０の寸法および形状と同じである。例えば、このような動きが望ましい場合、長円形の穴は、鋳型ロッド１１５Ｂが径方向の加圧下で動くことを可能にする（いくつかの実施形態では、例えば、径方向および軸方向の両方の圧力が粉末状ガラスに印加される）。さらに、いくつかの実施形態では、鋳型ロッドは、円形断面を有していなくてもよい。
【００７７】
図１Ｂに示すように、ラム１０４、１０６は、各々が、内面１１６、１１８をそれぞれ備えている。内面１１６、１１８は、ラム１０４、１０６が金型キャビティ１０８内に配置された場合、互いに対向する。図１Ｂに示す実施形態では、ラム１０４、１０６の内面１１６、１１８は、概して平板状である。しかし、ラム１０４、１０６の内面１１６、１１８は、他の表面形態を備えていてもよいことを理解すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、ラム１０４、１０６の内面１１６、１１８は、焼結時のスート圧粉体の形状保持を改善するように、金型キャビティ１０８内のラム１０４、１０６間でシリカガラススートを圧縮して形成されたスート圧粉体の端部を形成するために、円錐状のテーパ形状またはパラボラ形状にすることができる。また、ラム１０４、１０６の内面１１６、１１８は、金型本体１０２を介して金型キャビティ１０８に導入された振動エネルギの反射および／または散逸を最適化するために、パラボラ形態を有していてもよい。
【００７８】
図２を参照すると、径方向の圧力を利用して光ファイバプリフォーム集成体を形成するための例示的な金型アセンブリ１００は、（図２に概略的に示す）堅い外側壁１０２Ａを有する金型本体１０２と、柔軟な内側壁１０２Ｂと、底部のエンドキャップ１０４Ａ（本願明細書では、底部または下方の鋳型ロッド／ケーンホルダともいう）と、上部のエンドキャップ１０６Ａ（本願明細書では、上方鋳型ロッド／ケーンホルダともいう）と、任意の保持取付具１０５’とを備えている。底部のエンドキャップ１０４Ａ（すなわち、下方の鋳型ロッド／ケーンホルダ）および上部のエンドキャップ１０６Ａ（すなわち、上方の鋳型ロッド／ケーンホルダ）は、下方および上方のラム１０４、１０６と同様であるが、それらは、軸方向に動いてスートを圧縮しない。この実施形態では、内側壁１０２Ｂは、プレス工程中に、径方向の圧力を、金型キャビティ１０８の内部に配置した粉末状ガラス材料（例えば、シリカスート）に及ぼして鋳型ロッド１１５Ｂに押し付ける。径方向の圧力を印加するのに用いられる金型本体１０２の少なくとも一つの実施形態のより詳細な説明が、本明細書にさらに開示されている。図３Ａは、下方および上方の鋳型ロッド／ケーンホルダ（エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａ）の別の実施形態を示す。図３Ａに示されているように、少なくともいくつかの実施形態によれば、エンドキャップ１０４Ａおよび１０６Ａの各々は、それぞれ、エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａが金型キャビティ１０８内に配置されたときに、穴１１２Ａ、１１０Ａの少なくともいくつかが、金型本体１０２の長軸１１４に対して軸外に位置するように、指定された構成において、指定された寸法から成る鋳型ロッド１１５Ｂをその中で位置決めするための一つ以上の穴１１２Ａ、１１０Ａを備えることができる。各穴１１２Ａ、１１０Ａは、光ファイバプリフォーム集成体を作製するのに用いられる鋳型ロッド１１５Ｂの直径に概して相当する直径Ｄ’ｂを有することができ、そのことは、本願明細書でさらに説明する。しかし、いくつかの代替的な実施形態においては、穴１１２Ａ、１１０Ａは、円形断面を有していない。それらの代替的な実施形態では、穴１１２Ａの寸法および形状は、好ましくは、穴１１０Ａの寸法および形状と同じである。下方の鋳型ロッド／ケーンホルダ１０４Ａ（すなわち、底部のエンドキャップ）は、金型アセンブリ１００の底部、例えば、径方向プレス金型アセンブリ１００の底部に取り付けられる。上方の鋳型ロッド／ケーンホルダ１０６Ａは、金型アセンブリの上部近傍、例えば、径方向プレスの上部近傍に取り付けられる。
【００７９】
図３Ｂは、保持取付具１０５’の例示的な実施形態を示す。保持取付具１０５’は、スート充填作業中に、鋳型ロッドとコアケーンを互いに対して所望の位置において定位置に保持するために用いられ、上方の鋳型ロッド／ケーンホルダ１０６Ａが定位置に入れられる前に除去される。すなわち、スート充填作業が実行された後、および圧力が粉末状ガラス材料に印加される前に、保持取付具１０５’が取り外されて、上部のエンドキャップ１０６Ａと置き換えられる。図３Ｂに示されているように、少なくともいくつかの実施形態によれば、保持取付具１０５’は、スート充填作業中に、指定された位置において、複数の鋳型ロッド１１５Ｂの上部を保持するための複数の保持カップ１０５’Ｂを備えている。また、この実施形態では、保持取付具１０５’は、コアケーン１１５（または、コアロッド）の上部に係合して保持し、スート充填作業中に、金型キャビティの中心で、そのコアケーンを保持する中心カップ１０５’ｃｏｒｅも含んでいる。また、保持取付具１０５’は、保持カップ１０５’Ｂおよび１０５’ｃｏｒｅが、鋳型ロッドおよびコアケーンに係合して定位置で保持している間に、スートをそれを介して注入することができる開口１０５’Ｃも備えている。この実施形態では、保持カップ１０５’Ｂは、鋳型ロッド１１５Ｂの直径に概して相当する内径Ｄ’ｂを有している。中心カップ１０５’ｃｏｒｅは、カップ１０５’ｃｏｒｅによって保持されているコアケーンまたはコアロッドの直径に概して相当する内径Ｄｂを有している。図３Ｃは、コアケーン１１５と、少なくとも二本のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂとを含む金型キャビティ１０８を含む金型アセンブリ１００の実施形態を示す。図３Ｄは、コアケーン１１５および複数のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂに係合して保持する保持取付具１０５’を示す。図３Ｄを見て分かるように、保持取付具１０５’は、スートがそれを介してキャビティ１０８に注入される開口１０５’Ｃを備えている。
【００８０】
エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａ（すなわち、鋳型ロッド／ケーンホルダ）は、空洞が、異なるサイズから成っているおよび／または異なる距離だけ互いに隔てられる必要があるファイバプリフォームを準備するために、取り外し可能であり、および鋳型ロッド／ケーンホルダ１０４Ａ、１０６Ａの別のセットと置き換えることができる。異なるエンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａの使用は、異なるファイバを作製するために、同じ金型アセンブリ１００を、異なる形状寸法から成るファイバプリフォームを作製するのに利用できるようにしている。
【００８１】
次に、図４を参照すると、超音波源１５０に結合された、金型アセンブリ１００の例示的な金型本体１０２が図示されている。超音波源１５０は、金型キャビティ１０８内に同様に伝播される振動エネルギを金型本体１０２に印加するのに用いることができる。金型本体１０２は図４に概略的に示されていること、および超音波源１５０は、シリカスートを鋳型ロッド１１５Ｂに押し付けるための異なる種類の金型本体１０２と、同様の（または、他の）方法で結合することができ、すなわち、その超音波源は、軸方向プレスに適している装置と、および径方向プレスに適している装置とともに用いることができることに留意されたい。振動エネルギは、金型キャビティ１０８内に装填されたシリカガラススートを流動化し、それによって、隣接するシリカガラススート粒子間の抗力および摩擦と、シリカガラススート粒子と、金型の内部との間の摩擦とを低減し、このことも同様に、金型の長さＬに沿って、振動エネルギの印加を伴なわない場合よりも大きくかつより均一な密度まで、シリカガラススートを圧縮することを容易にする。（鋳型ロッドの周りに配置された）スート圧粉体の形成中に振動エネルギを印加することによって生じるスート圧粉体のより大きくかつより均一な密度は、固結されて光ファイバプリフォームになった場合に、そのプリフォームの端部から、そのプリフォームの中心までに、非常に小さなテーパを有する光ファイバプリフォーム集成体を生成する。すなわち、そのスート圧粉体から形成されたガラスの密度は、光ファイバプリフォームの軸方向の長さに沿って実質的に均一である。「光ファイバプリフォーム集成体」という表現は、本願明細書で用いられる場合、固結されたときに、少なくとも、（ｉ）コアロッドまたはコアケーンと、（ｉｉ）鋳型ロッドの除去後に残ったホール内に位置する応力ロッドまたは追加的なコアケーン、および／または鋳型ロッドの除去後に残ったホールと、（ｉｉｉ）スート圧粉体に相当するガラスクラッド部とを含む光ファイバプリフォームを構成する、複数のロッドおよび／またはホールを備えたスート圧粉体を指すことを理解すべきである。例えば、光ファイバプリフォーム集成体は、固結されたときに、そのプリフォームのコア部を構成する、スート圧粉体に埋め込まれた少なくとも一つのガラスコアケーンを含むことができる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、コアケーンの代わりに、中央に配置された鋳型ロッド１１５Ｂを、キャビティの中心に挿入できることに留意されたい。圧縮が完了した後、焼結の前に、鋳型ロッドが除去されて、コアケーン１１５が、その鋳型ロッドによって残された空洞１１５Ｂ’に挿入される。
【００８３】
いくつかの実施形態において、超音波源１５０は、金型本体１０２に結合される。図示された実施形態では、取付カラー１５４は、第一のカラー部１５６と、対応する第二のカラー部１５８とを備えている。第一のカラー部１５６と第二のカラー部１５８は、金型本体１０２の周りに配置して、取付カラー１５４が金型本体１０２に確実に取り付けられるように、一緒に固定される。第一のカラー部１５６は、第一のカラー部１５６を貫通して延びているチャネル１６０を備えることができる。導波管１５２が、金型本体１０２に直接接触せずに、金型本体１０２に近接して配置されるように、導波管１５２をチャネル１６０内に配置することができる。超音波源１５０は、超音波源１５０によって生成された振動エネルギを、導波管１５２に沿って取付カラー１５４内へ、そして金型本体１０２に伝播させることができるように、金型本体１０２と反対側の導波管１５２の端部に結合される。
【００８４】
超音波源１５０は、電気ケーブル１６２を介して、制御ユニット（図示せず）に結合することができる。その制御ユニットは、信号発生器と、５ｋＷの電力増幅器とを備えることができる。その信号発生器は、制御ユニットが、電気ケーブル１６２を介して電子波形を超音波源１５０へ送る前に、その電力増幅器によって増幅されるさまざまな低電圧（例えば、５ボルトから１０ボルト）の電子波形を生成するように作動させることができる。超音波源１５０内の変換器は、電子波形を、導波管１５２に沿って金型本体１０２へ伝播される振動エネルギに変換し、それによって、金型本体１０２と、金型キャビティ１０８内の内容物とを機械的に振動させる。信号発生器によって生成されて、超音波源１５０へ送られる電子波形は、限定するものではないが、正弦波、方形波、鋸歯状波、三角波等を含むさまざまな形態をとることができる。一つの実施形態において、超音波源１５０は、制御ユニットから電子波形を受け取り、受け取った電子波形に基づいて、約１５ｋＨｚから約５０ｋＨｚの周波数（例えば、音響周波数または可聴周波数から超音波周波数にまで及ぶ広範囲の周波数）、より好ましくは、約１７ｋＨｚから約２５ｋＨｚの周波数を有する高周波振動を生成することができる。別の実施形態では、超音波源１５０は、約１ｋＨzから約１５ｋＨｚ（例えば、超音波の外側の範囲）、およびより好ましくは、約１ｋＨｚから約５ｋＨzの可聴または音響範囲内で、高周波／低振幅の振動を生成するように作動させることができる。超音波源１５０によって生成される振動エネルギの強度または振幅は、制御ユニットによって生成される電子波形の振幅または強度（例えば、出力）を調節することによって制御することができる。
【００８５】
次に、図５Ａ、図５Ｂおよび図６を参照すると、金型本体１０２の断面が概略的に示されている。これらの実施形態では、光ファイバプリフォーム集成体を形成するために、まず、ガラスコアケーン１１５（または、代替的には、コア鋳型ロッド１１５Ｂｃｏｒｅ）と、鋳型ロッド１１５Ｂとが金型キャビティ１０８内に配置された後、シリカガラススート１９０が、コアケーン（または、後に引き出されて、コアロッド内にホールを形成する鋳型ロッドが挿入される）と、複数本の鋳型ロッド１１５Ｂの周りに装填されて、圧縮またはプレスされる。
【００８６】
実施形態により、下方および上方のエンドキャップ（鋳型ロッド／ケーンホルダ１０４Ａ、１０６Ａ）とラム１０４、１０６のいずれかを用いてもよい。例えば、図５Ａの実施形態は、シリカスートの軸方向プレスのために下方ラム１０４（図示される）および上方ラム１０６（図示せず）を用いているが、図６に示す実施形態は、そうではない。代わりに、図６の例示的な実施形態は、エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａを用いている。この実施形態のエンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、図３Ａに示すエンドキャップとは異なっている。図６のエンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、穴１１２Ａ、１１０Ａを有しておらず、代わりに、中に配置されたコアケーン１１５および鋳型１１５Ｂを保持するための刻み目または保持カップ１１０’（中心カップ）および１１０Ａ’をエンドキャップ１０６Ａ内に、およびカップ１１２’（中心カップ）および１１２Ａ’をエンドキャップ１０４Ａ内に有している。金型アセンブリ１００は、プレート１０３、１０５の間に取り付けられ、その後、プレート１０３、１０５は、ねじ付きロッド１２０を介して接続されて、それらの正しい位置に保持される。別法として、（図１３に関して、より詳細に説明されているように）エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、ロッド１２０を受け入れるための開口部またはホールを有することができ、およびボルト１２０を介して、それらの正しい位置に保持されるように、互いに接続し、またはボルト止めすることができる。また、実施形態により、保持取付具１０５’は、シリカスート装填工程中に用いても用いなくてもよく、また、上方および下方のエンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、鋳型ロッド１１５Ｂおよび／またはコアケーン１１５（または、コアロッド）を定位置で保持するための穴またはカップのいずれかを有していてもよい。図６は、上方の鋳型ロッド／ケーンホルダを定位置に有する金型アセンブリ１００を示しているが、スートを金型キャビティ１０８に装填する前に、保持取付具１０５’は、コアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂを定位置に固定するのに用いられ、その後、そのスートは、保持取付具１０５’の開口１０５’Ｃを介して、金型キャビティ１０８に供給されることになる。このようにして、コアケーン１１５と鋳型ロッド１１５Ｂは、互いに対してそれらの正しい位置に保持され、一方、スート１９０は、一つ以上の開口１０５’Ｃ（保持取付具１０５’内のスート流入開口部）を介して、金型キャビティ１０８に装填される。この実施形態では、スート装填工程が完了した後、保持取付具１０５’が取り外されて、スートプレス中に、コアおよび／または鋳型ロッドにそれらの正しい位置で係合する上部のエンドキャップ１０６Ａと置き換えられる。また、図６は、鋳型ロッド１１５Ｂの底部およびコアロッドの底部が、底部のエンドキャップ１０４Ａの上部に配置される圧縮フォームプラグ１１７Ｂの内部に載っていることも示している。フォームプラグ１１７Ｂは、金型キャビティにスートが充填される前に、金型キャビティ１０８の内部に配置される。フォームプラグ１１７Ｂは、スートプレス中に、金型キャビティの内部に保持されて、鋳型ロッドに対してクッションの働きをして、湾曲または他のダメージの可能性を最小限にする。フォームプラグ１１７Ｂは、例えば、シリコーンフォーム等の開気孔材料から形成することができ、２０から１８０°Ｆ（圧縮するための圧力０．６ｐｓｉ（４．２ｋＰａ）以上）の温度範囲で機能することができる。このような材料は、例えば、カリフォルニア州リバモアのＲｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。プラグ１１７Ｂ（または、１１７Ｔ）用の別の例示的な材料は、（バージニア州ベッドフォードのＦｏｓｔｅｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な）Ｆｏｓｔｅｋ  ｓｅｍｉ−ｃｌｏｓｅｄ  ｃｅｌｌ  ｓｏｆｔまたはｓｕｐｅｒ  ｓｏｆｔ  ｆｏａｍｓであり、これらを用いてもよい。
【００８７】
十分に固結した光ファイバプリフォームの所望の寸法は、金型キャビティの正確な寸法、穴１１０Ａ、１１２Ａ（または、エンドキャップ１０６Ａ、１０４Ａの（中心の）カップ１１０’、１１０Ａ’、１１２’（中心）、１１２Ａ’）のサイズ、およびプレス作業によって形成されたスート圧粉体の最終的な密度を管理する。中心に単一のコアロッドを備えている、典型的で例示的な実験室規模の光ファイバプリフォームの場合、そのプリフォームの例示的な所望のコア／クラッド比は、０．０６９であり、これは、光ファイバプリフォームのコア部が、プリフォームの直径の６．９％であることを意味する。したがって、１９ｍｍの直径を有するガラスコアケーンを有し、およびそのコアの直径が、ケーンの直径の２３％または４．１８ｍｍである場合、固結後のそのファイバプリフォームの外径は、０．０６９という所望のコア／クラッド比を実現するには、約６１ｍｍにしなければならない。したがって、所望の寸法の光ファイバプリフォームを実現するのに必要な金型のサイズは、所定の密度の圧縮したシリカガラススートの場合の収縮率を用いて決めることができる。非圧縮性軸方向ロッドの存在が、スートの異方性収縮を引き起こす可能性があるため、収縮率は、所定の用途に対して経験的に決定される必要がある。例えば、０．８１ｇ／ｃｃという密度を有し、および中心の１９ｍｍのガラスコアケーンを包囲している例示的な８９ｍｍ径のシリカガラススート圧粉体は、ガラスへの固結後、約２１％の軸方向収縮と、約３２％の径方向収縮を有する。したがって、６１ｍｍの外径を有する固結した光ファイバプリフォームを実現するには、その金型キャビティの直径は、約８９ｍｍにしなければならない。一般に、所望の光ファイバプリフォームの形状寸法を実現するのに必要な金型直径を決めるためには、次のこと、すなわち、圧縮したスート密度、軸方向の実験的に得られた値、および所定のスート密度の場合の固結時の径方向収縮およびガラスコアケーンのコア／クラッド比を必要とする。
【００８８】
したがって、スート圧粉体クラッド部によって包囲され、およびそのクラッド部と同軸のガラスコアケーン１１５を備える光ファイバプリフォーム集成体を形成するために、ガラスコアケーン１１５と、一つ以上の鋳型ロッド１１５Ｂを金型キャビティ１０８内に配置することができる。より具体的には、いくつかの実施形態によれば、ガラスコアケーン１１５は、ガラスコアケーン１１５の中心が、金型本体１０２の長軸上に実質的に位置するように、下方ラム１０４の穴内に（底部のエンドキャップ１０４Ａの穴内に）配置される。鋳型ロッド１１５Ｂは、それらの鋳型ロッドが、金型本体１０２の長軸に対して偏心して位置するように、下方ラム１０４の穴内に（または、底部のエンドキャップ１０４Ａの穴１１２Ａ内に）配置される。ガラスコアケーン１１５は、少なくとも純シリカガラスコアまたはドープしたシリカガラスコアから成る円筒形のシリカガラスベースのコアケーンから成っていてもよい。また、ガラスコアケーンは、コアを包囲している追加的なガラス層、例えば、内側クラッド層等を備えていてもよく、また、このような追加的な層は、それらのガラス層が、ガラスコアの屈折率とは異なる屈折率を有するようなドーパントを含むことができる。
【００８９】
図５Ａを再び参照すると、いくつかの例示的な実施形態によれば、ガラスコアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂは、下方ラム１０４を通って、下方ラムエクステンション１７０内まで延びていてもよい。いくつかの実施形態（軸方向プレスの実施形態）では、（図５Ｂに図示され、および本願明細書でさらに説明する）下方ラムエクステンション１７０および上方ラムエクステンション１７４は、プレス（図示せず）のプレスアーム（図示せず）からラム１０４、１０６に圧力を伝達し、それによって、ラム１０４、１０６を金型本体１０２の軸方向に沿って互いに向けて押し進める。
【００９０】
ガラスコアケーン１１５（または、配置されているコア鋳型ロッド）および／または鋳型ロッド１１５Ｂが金型キャビティ１０８内に配置された後、金型キャビティ１０８には、粉末状ガラス材料、例えば、シリカガラススート１９０が装填される。シリカガラススート１９０は、市販のシリカガラススートまたはシリカガラス粉末から成っていてもよい。別法として、シリカガラススートは、化学気相蒸着工程の熱分解から、例えば、他のシリカベースの光ファイバプリフォームの光ファイバのオーバークラッド部の外付け堆積（ＯＶＤ）中のオクタメチルテトラシロキサンの堆積から回収されたスート（例えば、光ファイバプリフォームの製造工程から再生利用されるシリカガラススート）であってもよい。シリカスートは、ドーパント、例えば、シリカガラスの屈折率を増加または減少させるドーパントを含んでもよく、または、スートは、実質的に純シリカガラススートであってもよい。一つの実施形態において、金型キャビティに装填されるシリカガラススートは、どのような結合剤も含有していない。一つの実施形態において、シリカガラススートは、約２５０ｍ２／ｇと約５ｍ２／ｇの間、より好ましくは、約１００ｍ２／ｇから約１０ｍ２／ｇ、最も好ましくは、５０ｍ２／ｇから１０ｍ２／ｇの表面積を有することができる。これらの範囲は、一般に、それぞれ、約１０ｎｍから約５００ｎｍ、より好ましくは、３０ｎｍから約２５０ｎｍ、および最も好ましくは、６０ｎｍから約２５０ｎｍの粒径に相当する。
【００９１】
金型キャビティ１０８に装填されるシリカガラススート１９０の量は、金型キャビティ１０８の直径と、コアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂのサイズと、固結した光ファイバプリフォームの所望の長さと、固結した光ファイバプリフォームの所望のコア／クラッド比とに依存する。これらの考慮事項に基づいて、キャビティに加えられるシリカガラススート１９０の量は、光ファイバプリフォームのクラッド部を形成するのに用いられるスート圧粉体１９８の目標のスート密度を、約０．５ｇ／ｃｃから約１．２ｇ／ｃｃ、より好ましくは、０．６ｇ／ｃｃ以上、さらにより好ましくは、約０．７ｇ／ｃｃ以上かつ約１．１ｇ／ｃｃ以下、および最も好ましくは、約０．８ｇ／ｃｃ以上かつ約１．０ｇ／ｃｃ以下にすることができるように選択される。
【００９２】
いくつかの実施形態においては、図５Ａ、図５Ｂおよび図６に図示されているように、シリカガラススート１９０は、単一の工程で金型キャビティ１０８に装填される。この代替的な実施形態では、シリカガラススート１９０が金型キャビティ１０８に装填される際、そのシリカガラススートをガラスコアケーン１１５内の弛みによって撹拌して、そのスートを金型キャビティ１０８内で一様に分布させることができる。加えて、または別法として、金型キャビティ１０８内へのシリカガラススートの均一な充填を促進するために、そのシリカガラススートが金型キャビティ１０８内に装填される際に、超音波源を用いて、金型本体１０２をタップしおよび／または振動させてもよい。例えば、超音波源１５０を用いて振動エネルギを金型キャビティに印加し、それによって、シリカガラススートを流動化させて、隣接するシリカガラススート粒子間の摩擦を低減し、およびシリカガラススート粒子と、金型キャビティの内面との間の摩擦を低減してもよい。シリカガラススートが、振動エネルギの印加によって流動化される場合、そのキャビティ内に装填されるシリカガラススートの密度は、機械的圧力の印加を要することなく、増加させることができる。さらに、振動エネルギの印加は、金型本体１０２の長さにわたるシリカガラススートの密度の均一性を促進する。一つの実施形態において、シリカガラススートが金型キャビティに装填される際に、振動エネルギが金型本体１０２に印加される場合、そのシリカガラススートは、機械的にプレスすることなく、少なくとも約０．３５ｇ／ｃｃ、およびより好ましくは、約０．３７ｇ／ｃｃより大きい密度に達する可能性がある。
【００９３】
別の実施形態では、金型を真空引きしながら、シリカガラススートを金型キャビティ１０８に装填してもよい。例えば、一つの実施形態においては、真空システム（図示せず）を、下方ラム１０４に近接して金型キャビティ１０８に結合することができる。このことは、金型キャビティが真空システムに流体的に結合されるように真空システムに作動可能に結合された真空ベース（図示せず）内に金型本体を配置することによって実現することができる。シリカガラススートが金型キャビティ１０８に装填される際に、真空システムは、金型キャビティ１０８から空気およびシリカガラススートを抽出するのに用いられ、そのこともまた、圧縮前のシリカガラススートの密度を増加させる。別の実施形態では、例えば、金型本体１０２が、多孔質材料で構成されている場合、金型本体１０２の外部に真空引きされ、それによって、スートが金型キャビティ１０８に装填される際に、金型本体１０２を通って空気が引き出される。別の実施形態（図示せず）では、シリカガラススートは、個別の部分に装填され、シリカガラススートの各部分は、金型本体１０２の長さに沿ったシリカガラススートの密度の均一性を向上させるために、シリカガラススートの後の部分が金型キャビティ１０８に加えられる前に圧縮することができる。
【００９４】
軸方向プレス
図５Ａおよび図５Ｂを再び参照すると、一つの実施形態によれば、金型アセンブリ１００の金型キャビティ１０８に、所望量の粉末状ガラス材料、例えば、シリカガラススートが装填された後、その粉末状ガラス材料（例えば、シリカガラススート）は、ガラスコアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂの周りにスート圧粉体１９８を形成するように、軸方向に圧縮される。シリカガラススートを軸方向に圧縮するために、上方ラム１０６は、ガラスコアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂが、上方ラム１０６の穴を通って挿入され、および上方ラム１０６が、装填された粉末状のシリカガラス材料（例えば、ガラススート１９０）に直接接触するように、金型キャビティ１０８内に配置することができる。このことは、例えば、図５Ｂに概略的に示されている。その後、金型アセンブリ１００は、プレス内に配置することができ、およびそのプレスのプレスアーム（図示せず）に結合することができる上方ラムエクステンション１７４は、ガラスコアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂが、上方ラムエクステンション１７４（および／またはラム１０６）のそれぞれの穴および／またはガイドチャネル１７６内に配置されるように、上方ラム１０６に押し付けて配置される。一つの実施形態において、下方ラムエクステンション１７０は、プレスの支持プレート（図示せず）上に配置することができる。別の実施形態では、下方ラムエクステンションは、ガイドチャネル１７２を含むことができ、および第二のプレスアーム（図示せず）上に配置することができる。
【００９５】
さらに別の実施形態において、真空システムは、プレス工程中に、金型から空気を除去し、それによって、スート圧粉体中の空気をなくし、および所望の密度から成るスート圧粉体を得るのに必要な全体の圧縮時間を低減するのに用いることができる。
【００９６】
金型アセンブリがプレス内に配置された状態で、シリカガラススートがラム１０４、１０６の間で圧縮されるように、圧力Ｐが、ラムエクステンション１７０、１７４を介してプレスによって上方ラム１０６および下方ラム１０４に印加される。一つの実施形態において、プレスは、上方ラム１０６に圧力を印加し、それによって、上方ラム１０６を下方ラム１０４に向かって進めるのに用いられる。上方ラム１０６は、約０．１ｍｍ／秒から約１０ｍｍ／秒、およびより好ましくは、０．１ｍｍ／秒から約２．０ｍｍ／秒の速度で進ませることができる。金型本体１０２は、プレス工程中に支持されて、上部および底部の両方のラムが、金型の中間部に向かって移動するように上方ラム１０６が進められる速度の約１／２の速度で、（図５Ｂに矢印Ｓで示す）軸方向に滑動出来るようになっている。金型本体が滑動することを可能にすると、スート圧粉体１９８の中心の周りで圧縮力の対称性が維持され、および振動エネルギが印加された場合に、プレス工程全体を通して、スート圧粉体１９８の中心部に超音波源が配置保持される。
【００９７】
一つの実施形態においては、シリカガラススートが圧縮される際に、金型本体１０２に対する各ラム１０４、１０６の軸方向位置がモニタされる。各ラム１０４の軸方向位置の測定は、超音波センサ、近接センサ、光センサ等のセンサ（図示せず）を、金型本体１０２の上および／または下の固定箇所に配置し、およびラムが金型本体１０２の軸に沿って進められる際に、そのセンサを用いて、センサとラムとの間の距離を測定することによって実施することができる。別の実施形態では、金型本体１０２内のラムの軸方向位置は、ラムおよび／または金型本体１０２に作動可能に結合された、例えば、ノギスまたは同様の測定装置（図示せず）によって直接測定することができる。金型キャビティ内のラムの位置を検出するためのセンサまたは測定装置の利用は、金型キャビティ内のラムの位置、金型キャビティの寸法、ラムの寸法、および金型キャビティ１０８内に配置されたシリカガラススートの質量に基づく、プレスされたシリカガラススートの平均密度のリアルタイムの計算を可能にする。スート密度のリアルタイム測定値は、スートプレスプロセスのためのプロセス制御変数として用いることができる。より具体的には、シリカガラススートが、リアルタイム測定から決定された目標の密度まで圧縮された場合には、追加の機械的圧力をラム１０４、１０６に印加しなくてもよい。
【００９８】
別の実施形態では、プレスが油圧作動式プレスである場合、その油圧プレスの油圧ライン圧力がモニタされて、スートプレスプロセスを制御するのに用いられる。プレスの油圧ラインの圧力は、シリカガラススートが圧縮される際に、油圧プレスアームが受ける抵抗を示す。したがって、スートの密度が圧縮によって増加する場合、油圧ラインの圧力も増加する。したがって、所定の金型寸法および金型キャビティ１０８に装填されたシリカガラススートの質量の場合、油圧ラインの圧力は、スートプレスプロセス中のそのスートの密度を示している可能性がある。したがって、油圧ラインの圧力は、圧縮されたスートが目標の密度に達したときを判断するのに用いることができる。（スート密度および／または油圧ラインの圧力のリアルタイム測定は、径方向プレスの実施形態におけるスートの密度を測定するのにも用いてもよいことに留意されたい。）
緩和期間の後に、スート圧粉体１９８に対する圧力が解放され、上方ラム１０６および下方ラム１０４が金型キャビティ１０８から取り外されて、金型キャビティ１０８内の埋め込まれたガラスコアケーン１１５および鋳型ロッド１１５Ｂを有するスート圧粉体１９８が残される。鋳型ロッド１１５Ｂが取り外されて、その後、ガラス応力ロッド１１５Ａを、鋳型ロッド１１５Ｂによって残された空洞１１５Ｂ’に挿入することができる。図７に示すように、この実施形態では、スート圧粉体１９８と、埋め込まれたガラスロッド（コアケーン１１５と、挿入された応力ロッド１１５Ａ）が光ファイバプリフォーム集成体２００を構成している。スート圧粉体１９８は、光ファイバプリフォーム集成体２００のクラッド部を構成している。光プリフォーム集成体２００は、光ファイバプリフォーム２１０を形成するために、後に固結（十分に焼結）される。ガラスコアケーン１１５は、光ファイバプリフォーム集成体２００のコア部を構成する。図８Ａに示すように、ガラス応力ロッド１１５Ａは、図８Ｃに概略的に示されているものと同様の偏波保持ファイバまたは偏波面保存光ファイバ１２の応力誘起領域に相当する光ファイバプリフォーム集成体２００の部分を構成している。図８Ｃに示すように、偏波面保存光ファイバ１２は、ある距離（間隔）だけ正確に隔てられた直径ＤＲｏｄ１およびＤＲｏｄ２を有する二本の応力ロッドと、対称軸（ファイバのＹ軸）上で、それらの間に配置された中心に位置するコアとを含んでいる。
【００９９】
別の実施形態では、鋳型ロッド１１５Ｂは、スート圧粉体１９８から取り外されるが、応力ロッドも追加的なコアケーンも、取り外された鋳型ロッド１１５Ｂにより残された空洞１１５Ｂ’には挿入されない。この実施形態では、空洞１１５Ｂ’と、埋め込まれた中心のガラスコアケーン１１５とを有するスート圧粉体１９８は、別の例示的な光ファイバプリフォーム集成体２００を構成する。空洞１１５Ｂ’を中に有するスート圧粉体１９８は、光ファイバプリフォーム集成体２００のクラッド部を構成する。ガラスコアケーン１１５は、光ファイバプリフォーム集成体２００のコア部を構成する。そして、光ファイバプリフォーム集成体２００は、焼結されたガラスクラッド２１２および複数の空洞またはホール１１５Ｂ’を含む（焼結された）光ファイバプリフォーム２１０（例えば、図８Ｂを参照）を形成するために焼結される。焼結プロセス中のガラス収縮により、焼結されたプリフォームのガラスクラッド２１２の内部に位置する空洞１１５Ｂ’の直径は、未焼結のスート圧粉体１９８内に位置する空洞１１５Ｂ’と異なっていてもよいことに留意する。光ファイバ（例えば、ＳＰまたはＰＭファイバ）は、焼結されたプリフォーム、すなわち、焼結された光ファイバプリフォーム２１０から線引きされ、その結果として生じる光ファイバは、そのファイバの中心に位置するコアと、クラッドと、複数の空洞（例えば、円形断面を有し、およびファイバ軸および／またはファイバコアと平行な２つの空洞）とを備えている。
【０１００】
別法として、別の実施形態（図示せず）では、マルチコアファイバをそれから製造するために、応力ロッド１１５Ａの代わりに、追加的なコア１１５を、鋳型ロッド１１５Ｂによって残された空洞１１５Ｂ’に挿入して、光ファイバプリフォーム集成体２００を形成してもよい。
【０１０１】
光ファイバプリフォーム集成体をさらに処理して光ファイバプリフォームにするためには、光ファイバプリフォーム集成体２００を金型キャビティ１０８から取り外さなければならない。一つの実施形態においては、光ファイバプリフォーム集成体を金型キャビティ１０８から取り外すために、金型アセンブリがプレスから除去されて、金型本体１０２の長軸が実質的に垂直になるように、エクステンションロッド上に配置される。そして、振動エネルギが金型本体１０２に印加され、その金型本体がスート圧粉体１９８から押し離されて、エクステンションロッド上に配置された光ファイバプリフォーム集成体が残される。上述したように、いくつかの例示的な実施形態によれば、鋳型ロッド１１５Ｂが、鋳型ロッドがスート圧粉体１９８から除去される前に（または、金型キャビティからの圧粉体の除去の前に）取り外される場合、光プリフォーム集成体２００は、ホール（空洞１１５Ｂ’）を含むことになる。
【０１０２】
さらに別の実施形態において、光ファイバプリフォーム集成体２００は、その光ファイバプリフォーム集成体のスート圧粉体１９８を予備焼結することにより、金型キャビティ１０８から取り外してもよい。予備焼結は、スート圧粉体１９８を金型キャビティ１０８から容易に取り外せるように、スート圧粉体のサイズを低減する。また、予備焼結は、固結前のスート圧粉体の機械的耐久性を向上させ、および部分的に焼結されたスート圧粉体と応力ロッドとの間の付着性を向上させる。鋳型ロッド１１５Ｂが、光ファイバプリフォーム集成体２００にホールを形成するのに用いられる場合、鋳型ロッド１１５Ｂは、好ましくは、予備焼結工程が、予備焼結されたスートの鋳型ロッドへの付着を発生させる前に、および／または鋳型ロッドが熱環境によってダメージを受ける前に、スート圧粉体から取り外さなければならない。スート圧粉体１９８を予備焼結する工程または再焼結する工程は、スート圧粉体を乾燥させる工程も含んでもよい。例えば、スート圧粉体１９８を乾燥させるために、スート圧粉体を有する金型を、管状路のホットゾーン内のシリカマッフルに装填することができる。そのマッフルは、両端が蓋をされて、炉の温度が３００℃まで上昇される際に真空引きされる。プリフォームは、真空下で１７時間、３００℃で保持される。その後、スート圧粉体を予備焼結するために、マッフルには、１気圧に戻るまでヘリウムが充填され、排気されて、追加時間で、１気圧になるまで再びヘリウムが充填される。そして、管状炉の温度が９００℃まで高められて、ヘリウムを流しながら四時間、保持される。その後、管状炉は冷却される。管状炉が室温に達すると、ヘリウム流が停止され、金型が、蓋をされたマッフルから除去される。スート圧粉体の直径が、予備焼結中に小さくなっているため、予備焼結したスート圧粉体を金型から取り外すことができる。
【実施例】
【０１０３】
実施例１−軸方向プレス
この例示的な実施形態において、光ファイバプリフォーム集成体は、単一の工程において、コアロッド１１５と、二本のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂを金型キャビティに挿入することにより、およびその金型キャビティにシリカガラススートを装填することによって作製される。光ファイバプリフォーム集成体を形成するために、（図１Ａに示すのと同様に）直径が１．９ｃｍのガラスコアケーンと、直径が２４ｍｍの二本のグラファイト鋳型ロッドとが、直径が８９ｍｍで長さが６１０ｍｍの金型キャビティを有するカーボン金型内に配置される。（グラファイトロッドは、顧客仕様に従って作製することができる。それらのロッドは、所要のサイズ、形状、直径および長さにカットされる。グラファイト鋳型ロッド１１５Ｂを作製するのには、より微細な粒子が好適であり、その結果として、円滑な表面または仕上がりがもたらされる。）グラファイト鋳型ロッド１１５Ｂは、例えば、精密な素面を有するＵｌｔｒａｐｕｒｅ（登録商標）である。この実施形態の鋳型ロッド１１５Ｂに用いられる例示的なグラファイト鋳型ロッドは、比重が１．８３、比抵抗が１２．５μΩｍ、曲げ強さが６４．１ＭＰａで、ショア硬さが６２、平均グラファイト粒径が７．１μｍ、および密度が約１．８２ｇ／ｃｍ３のグラファイトロッドである。このようなグラファイトロッドは、例えば、ニューヨーク州ロチェスターのＭＷＩから入手可能である（ｇｒａｐｈｉｔｅｓｔｏｒｅ．ｃｏｍも参照）。この実施形態では、金型キャビティ１０８は、ガラス質炭素被膜で内張りされている。この実施例におけるガラスコアケーンの長さは、金型の長さと同じである。
【０１０４】
この（軸方向プレスの）実施形態において、ガラスコアケーン１１５は、そのガラスコアケーンの端部を、金型キャビティの下部に配置されたラムの穴に挿入することによって、金型キャビティ内に配置される。また、鋳型ロッド１１５Ｂは、各鋳型ロッドの端部を、金型キャビティの下部に配置されたラムの（軸外の）穴に挿入することによっても金型キャビティ内に配置される。コアロッドの上部および鋳型ロッドの上部は、鋳型ロッド１１５Ｂの上部と、コアケーンの上部が、保持取付具１０５’の保持カップ１０５’Ｂにより係合されるように、必要に応じて保持取付具１０５’によって蓋をしてもよい。このようにして、コアケーン１１５と鋳型ロッド１１５Ｂが、互いにそれらの正しい位置に保持されるとともに、スート１９０が、例えば、保持取付具１０５’の開口１０５’Ｃを介して金型キャビティ１０８内に装填される。ガラスコアケーンの中心とシリカガラススートの中心が合わせられ、古いロッドが、コアロッドに比較的近接して中心を外して配置されるように、約９３０ｇのシリカガラススートが金型キャビティに追加される。特定の光ファイバ構造を実現するために、金型の初期構成におけるコアケーンの位置に対する鋳型ロッド１１５Ｂの正確な位置は、所望のファイバ構造から逆算し、および固結中に測定したスートの収縮率を用いることによって決定することができる。（すなわち、所望の構造で出発し、既知の収縮率を計算に入れることにより初期構成を決定する。）スート圧粉体内の軸方向ロッドの存在が、径方向収縮に対して軸方向収縮を制限する可能性があるため、軸方向および径方向のスートガラス間の収縮を測定する必要がある可能性がある。ロッドが、単一のファイバ径に沿って位置合わせされている場合、二つの直交する径方向ファイバ寸法に沿って収縮率の違いがある可能性がある。計算を完了するのに必要な調節可能なパラメータは、スートタップ密度、スート最終圧縮密度および金型の直径である。シリカガラススートの圧縮前密度を最大化するために、シリカガラススートが金型キャビティに装填された後に、振動エネルギが金型本体に印加される。この実施形態では、スート装填工程が完了した後に、保持取付具１０５’が取り外されて、スートプレス工程中に、それらの正しい位置で、コアおよび／または鋳型ロッドに係合する上部（上方）ラム１０６と置き換えられる（例えば、図５Ｂを参照）。この実施形態では、ラムエクステンションが、金型キャビティ内のガラスコアケーンおよび応力ロッドの周りに挿入されて、金型およびエクステンションが油圧プレス内に配置される。油圧プレスのプレスアームが上方ラムエクステンションに取り付けられるとともに、下方ラムエクステンションが、油圧プレスの支持プレート上に配置される。振動エネルギは、約１７から１９ｋＨｚの周波数、５ｋＷ増幅器の出力の５１％で金型に印加される。好適な正確な共振周波数は、超音波変換器、導波管、クランプおよび金型の詳細に依存し、各要素の具体的なセットに対して独立して最適化しなければならない。金型内に定常波が確立するのを回避するために、０．０２６ｓ周期を有する４０Ｈzのマルチモード周波数掃引が振動エネルギに適用される。
【０１０５】
スートを圧縮するために、プレスの上部ラムが、例えば、４．８ｍｍ／秒の速度で、底部ラムに向かって進められる。金型は、約２．４ｍｍ／秒の速度で、スート圧粉体に対して滑動できるようになっており、それによって、超音波源をスート圧粉体の中心に維持する。スートの密度は、金型キャビティ内の上部ラムの測定位置と、金型の寸法と、スートの質量とに基づいて、プレス工程全体を通してリアルタイムで計算することができる。計算したスートの密度が、目標の密度（例えば、この実施例では、０．８ｇ／ｃｃ）の０．０１ｇ／ｃｃ以内である場合、振動エネルギは停止される。計算したスートの密度が０．８ｇ／ｃｃという目標の密度に達した場合、２０９ｌｂｓ（９４．８ｋｇ）の静的負荷のみがプレスの油圧ライン内に残るように、油圧プレスのプレスアームの動作が停止される。この実施形態では、約１０分の期間の後、その静的負荷が解放されて、グラファイト鋳型ロッド１１５Ｂが光ファイバプリフォーム集成体から取り外される。その後、光ファイバプリフォーム集成体は、管状炉内に配置され、５％の塩素を伴うヘリウムのフロー内で、１０００℃で１時間、乾燥される。そして、光ファイバプリフォーム集成体は、１２００℃で１時間、予備焼結された後、上述したように固結される。（グラファイト鋳型ロッドの除去後のシリカスート上に残った残留グラファイト材料は、焼き尽くされる。）サンプルの直径変動は、固結した光ファイバプリフォームの最小直径の約±１０％未満になると推定される。予備焼結した光ファイバプリフォーム集成体は、焼結した光プリフォーム２１０を産出するために、後に、当業者には公知の方法によって焼結される。上述したように、（応力ロッドが中に含まれているため）偏波面保存光ファイバまたはマルチコアファイバを作製するのに適している光プリフォームを作製するために、焼結工程の前に（予備焼結の前か後のいずれかに）、ガラス応力ロッド（例えば、シリカベースのホウ素ドープガラスロッド）または追加的なコアケーンのいずれかを、鋳型ロッドによって残されたホールに挿入することができる。別法として、また上述したように、焼結工程は、スート内に残されたホールを用いて実施することができ、その結果として、複数の細長いホールを中に備えた光プリフォームが生じる。
【０１０６】
径方向プレス
以下の実施例は、光プリフォームのクラッド部を作製するための粉末状ガラス材料を圧縮するために、金型キャビティの中心に向かって内側に向けられた径方向圧力を利用する方法および装置を示す。
【０１０７】
次に、本発明による方法および装置の別の例示的な実施形態を示す図９から図１４について説明する。図９は、本発明のいくつかの実施形態に従って用いることができる装置（金型アセンブリ１００）の部分側断面図を示す。この実施形態の金型アセンブリ１００は、堅い外側壁１０２Ａと、可撓性の内側壁１０２Ｂとを有する本体１０２を含み、可撓性の内側壁１０２Ｂは、その装置の内側キャビティ１０８（すなわち、金型キャビティ）を包囲しており、堅い外側壁１０２Ａと可撓性の内側壁１０２Ｂとの間の領域は、環状キャビティ１０８Ａを画定している。「堅い」に関しては、可撓性の内側壁１０２Ｂと比較して堅いことを意味し、「可撓性」に関しては、堅い外側壁１０２Ａと比較して撓むことを意味している。金型アセンブリ１００の堅い外側壁１０２Ａは、円筒形の金型を形成するための円形断面を有することができ、または別法として、特定の光ファイバ構造を実現するために、楕円形、六角形、さらには異形であってもよい。図９に示す実施形態では、可撓性の内側壁１０２Ｂの側部に対する圧力は、いずれもほぼ等しい。すなわち、環状キャビティ１０８Ａ内の圧力は、金型キャビティ１０８（内側キャビティ）内の圧力にほぼ等しい。この実施形態の装置１００は、底部（または、下方）エンドキャップ１０４Ａと、上部（または、上方）エンドキャップ１０６Ａとをさらに含む。少なくとも一つの例示的な実施形態の底部エンドキャップ１０４Ａおよび上部エンドキャップ１０６Ａ（例えば、図１１を参照）は、それぞれ好ましくは、（ｉ）ガラスロッド（ガラスコアケーン）を収容して中心に配置するための中心線ホール、例えば、穴１１２、１１０（図示せず）と、（ｉｉ）鋳型ロッド１１５Ｂを収容するための、少なくとも一つの他の中心に位置していないホール（例えば、穴１１０Ａ、１１２Ａ）とを含んでいる。上部および底部のエンドキャップ１０６Ａ、１０４Ａ内の中心に位置していないホール１１０Ａ、１１２Ａは、径方向圧縮（径方向加圧）中のコアロッドに向かうガラスロッドまたは鋳型ロッドの動きを可能にするために、半径に沿って向けられたそれらの長い寸法を有する細長いスロット（例えば、長円）の形態とすることができる（例えば、図１１を参照）。例えば、楕円形のスロットは、設計された初期構成における非中心ロッドの外径または寸法に相当し（例えば、鋳型ロッド１１５Ｂの直径）、その場合、ロッドが曲がるのを防ぐために、十分な長さだけ、エンドキャップの中心に向かって延びている外半径（より短い寸法）を有していてもよい。
【０１０８】
代替的な実施形態（図６を参照）では、上部および底部のエンドキャップ１０６Ａ、１０４Ａは、鋳型ロッド１１５Ｂおよびコアロッド１１５を収容するための、およびそれらを金型キャビティ１０８内の正しい位置で保持するための刻み目またはカップ１１０’、１１０Ａ’、１１２’、１１２Ａ’を有している。図６の実施形態では、鋳型ロッド１１５Ｂは、スート圧縮中に、内側に向けられた径方向圧力がスートに印加された場合、コアロッド１１５に向かって動かない。図６の実施形態では、スートは、静止した鋳型ロッド１１５Ｂの周りに圧縮される。
【０１０９】
上部のエンドキャップ１０６Ａおよび底部のエンドキャップ１０４Ａは、好ましくは、それぞれ、環状キャビティ１０８Ａの上部および底部に圧力シールを生成し、また、好ましくは、それぞれが、内側キャビティ１０８内の余分な空気を、中心線ホールおよび／または他のホールを介して漏出させることを可能にしている。エンドキャップ用の好適な材料は、アルミニウム等の金属、またはプラスチックを含む。
【０１１０】
図６、図９から図１４の実施形態の円筒形の堅い外側壁１０２Ａは、感知可能な変形を伴うことなく、環状キャビティ１０８Ａ内の最大通常動作圧力に抵抗するための機械的強度を有する何らかの材料で作製することができる。一つの好適な実施形態において、円筒形の堅い外側壁１０２Ａは、アルミニウムで作製される。円筒形の堅い外側壁１０２Ａ用の他の好適な材料は、例えば、他の金属またはプラスチックを含む。好適な実施形態では、円筒形の堅い外側壁１０２Ａは、その軸方向長さに沿って、実質的に均一な直径を有している。代替的な実施形態では、円筒形の堅い外側壁１０２Ａは、金型アセンブリ（装置１００）の上部および底部に存在する可能性のある圧力差に対抗するために、その軸方向長さに沿ってわずかに変化する直径を有している。円筒形の堅い外側壁１０２Ａは、均一な円筒形部材から成っていてもよく、または、端部間で付着された二つ以上の円筒形セグメントから成っていてもよい。
【０１１１】
可撓性の内側壁１０２Ｂは、環状キャビティ１０８Ａ内で最大通常動作圧力を受けたときに、塑性変形することなく、径方向内側に十分に弾性変形する十分な弾性および降伏強度を有する何らかの材料で作製することができる。好適な実施形態では、可撓性の内側壁１０２Ｂは、ラテックス材料、例えば、Ｐｉｅｒｃａｎ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．から入手可能な標準的なエラストマーラテックス管材料で作製されたチューブである。可撓性の内側壁１０２Ｂ用の他の好適な材料は、例えば、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ、Ｂｕｎａ−Ｎ、ポリウレタン、または、シリコーンラバーを含む。好ましくは、可撓性の内側壁１０２Ｂは、９５から７，０００ｐｓｉ（６．５５×１０５から４．８３×１０７Ｐａ）の引張強度と、２００％から８００％の伸張性とを有する。好適な実施形態では、可撓性の内側壁１０２Ｂは、円筒形の堅い外側壁１０２Ａに対してシールされる。そのシールは、例えば、フラップ（図示せず）を円筒形の堅い外側壁１０２Ａの外側面に対して圧縮することにより、または、接着剤で固定することによって実現することができる。このような実施形態では、環状キャビティ１０８Ａを加圧および減圧するために、圧力印加ポイントおよびバルブ（図示せず）を設けることができる。代替的な実施形態では、可撓性の内側壁１０２Ｂは、円筒形の堅い外側壁１０２Ａに取り付けられたトロイダル状の袋を備えることができる。このような実施形態では、トロイダル状の袋と、円筒形の堅い外側壁１０２Ａとの間のシールは必要ない。
【０１１２】
図１０に示すように、環状キャビティ１０８Ａは、環状キャビティ１０８Ａから空気がほとんどまたはほぼ完全に除去されるように減圧することができる。そのような減圧の結果として、可撓性の内側壁１０２Ｂは、図１０に示すように、可撓性の内側壁１０２Ｂの最大外径が、堅い外側壁１０２Ａの内径にほぼ等しくなるように、径方向外側に弾性的に変形する。その間に、環状キャビティ１０８Ａの容積が減るとともに、内側キャビティ１０８の容積が増加する。
【０１１３】
図１１に示すように、固結したガラスロッド（ガラスコアケーン１１５）は、装置１００の内側キャビティ１０８内に配置して中心を合わせることができる。また、一本以上の鋳型ロッド１１５Ｂも内側キャビティ１０８内に（中心を外して）配置される。図１１に示すように、環状キャビティ１０８Ａは、図１０および図１１の場合と同様に減圧される。ガラスロッド１１５（ガラスコアケーン）は、ガラスロッド１１５の上部および底部が、装置１００から出て延びるように、内側キャビティ１０８を貫通して、および底部のエンドキャップ１０４Ａの中心線ホール（図示せず）を貫通して延びることができる。同様に、鋳型ロッド１１５Ｂは、鋳型ロッド１１５Ｂの上部および底部が装置１００から出て延びるように、底部のエンドキャップ１０４Ａ内の内側キャビティ１０８を貫通して延びることができる。例えば、フォームラバーで作製された任意の（底部の）プラグ１１７Ｂを金型キャビティ（この実施例では、内側キャビティ１０８）の底部に配置してもよい。プラグ１１７Ｂは、中心線ホール１１７’と、中心を外したホール１１７Ａ”または収容ガラスロッド１１５および／または１１５Ｂを有している。プラグ１１７Ｂは、好ましくは、堅い外側壁１０２Ａの内径とほぼ同じである直径を有し、また、プラグ１１７Ｂの中心線ホール１１７”は、プラグ１１７Ｂが、内側キャビティ１０８の底部に、およびガラスロッド１１５の周りにぴったりフィットするように、好ましくは、ガラスロッド１１５の直径とほぼ同じか、またはそれよりもわずかに小さい直径を有している。同様に、プラグ１１７Ｂの中心を外したホール１１７Ａ”は、プラグ１１７Ｂが、内側キャビティ１０８の底部に、および鋳型ロッド１１５Ｂの周りにぴったりフィットするように、鋳型ロッド１１５Ｂの直径とほぼ同じか、またはそれよりもわずかに小さい（少なくとも一本の断面において）直径を好ましくは有している。プラグ１１７Ｂは、固まっていないスートが装置の底部を通って抜け出るのを防ぐように作用することができ、さらには、丸みの付いたまたはテーパ状の端部を、プレスしたスート本体に与えるように作用することができる。例えば、図１１に示す実施形態は、径方向の圧縮中に、コアロッド１１５に向かう鋳型ロッドの動きを与えるために、必要に応じて細長くなっているホール１１０Ａ、１１２Ａを有するエンドキャップを含む。
【０１１４】
図１２に示すように、粉末状ガラス材料（例えば、ガラススート１９０）を、ガラスロッド１１５と、鋳型ロッド１１５Ｂと、可撓性の内側壁１０２Ｂとの間の内側キャビティ１０８内に堆積または注入することができ、その後、図１３に示すように、スートがプレスされる。図１２に示すように、シリカスートが金型キャビティ１０８内に堆積される間、環状キャビティ１０８Ａは、図１１に示すように減圧される。図１２は、好適な実施形態において、ガラススート１９０が約半分充填された内側キャビティ１０８を図示しているが、ガラススートは、内側キャビティ１０８がほぼいっぱいになるまで、内側キャビティ１０８内に堆積または注入される。内側キャビティ１０８へのガラススート１９０の堆積または注入に続いて、追加的なプラグ１１７Ｔ（上部プラグ、図示せず）を、ガラススート１９０の上およびロッド１１５および／または１１５Ｂの周りに、内側キャビティ１０８の上部近傍に、すなわち、上部エンドキャップ１０６Ａの下に配置してもよい。好ましくは、内側キャビティ１０８は、内側キャビティ内へのガラススート１９０の堆積の後に減圧される。プラグ１１７Ｔは、圧縮可能であり、および例えば、フォームラバーで作製される。プラグ１１７Ｔは、鋳型ロッド１１６Ｂを保護するのを補助し、さらには、丸みの付いたまたはテーパ状の端部を、プレスされたスート本体に与えるように作用することができる。
【０１１５】
図１３に示すように、内側キャビティ１０８内に堆積されたガラススート１９０は、堅い外側壁１０２Ａと、可撓性の内側壁１０２Ｂとの間の環状キャビティ１０８Ａ内に加圧流体を供給することによって加圧される。好適な実施形態においては、ねじ付きロッド１２０を用いて、上部エンドキャップ１０６Ａが定位置に配置されて、底部のエンドキャップ１０４Ａに接続される。次に、環状キャビティ内の圧力が、大気圧と比較して負から正の圧力に徐々に増加するように、流体を環状キャビティ１０８Ａ内に徐々に導入することができる。好ましくは、環状キャビティ１０８Ａ内の圧力は、５０ｐｓｉ／分（３．４５×１０５Ｐａ／分）未満の速度で、さらに好ましくは、２０ｐｓｉ／分（１．３８×１０５Ｐａ／分）未満の速度で、例えば、２から２０ｐｓｉ／分（１．３８×１０４から１．３８×１０５Ｐａ／分）、さらには、例えば、５から１５ｐｓｉ／分（３．４５×１０４から１．０３×１０５Ｐａ／分）の速度で増加される。環状キャビティ１０８Ａ内の加圧流体の圧力が次第により高い正のゲージ圧力に増加していく際に、可撓性の内側壁１０２Ｂは、ガラススート１９０に対して径方向内側に弾性的に変形し（環状キャビティ１０８Ａの容積を徐々に増加させ、および内側キャビティ１０８の容積を徐々に減少させる）、そして、ガラススート１９０は、ロッド１１５に向かっておよび鋳型ロッド１１５Ｂの周りに径方向内側に押し付けられる。好ましくは、環状キャビティ１０８Ａ内の加圧流体の圧力は、所定の最大値に達するまで増加される。その圧力は、所定時間、この値に保持してもよく、または、保持しなくてもよい。所定時間、保持する場合、その圧力は、例えば、少なくとも１分、例えば、約５分を含む１分から１０分の間、保持することができる。
【０１１６】
好適な実施形態において、ガラススートを加圧する工程中に、加圧流体は、ゲージ圧で２５ｐｓｉから２５０ｐｓｉ（１．７２×１０５から１．７２×１０６Ｐａ）、例えば、ゲージ圧で５０から２００ｐｓｉ（３．４５×１０５から１．３８×１０６Ｐａ）、さらに例えば、ゲージ圧で７５から１５０ｐｓｉ（５．１７×１０５から１．０３×１０６Ｐａ）の最大圧力を有する。加圧流体の実例は、空気、不活性ガス（例えば、窒素）、水およびオイルを含む。特に好適な加圧流体は空気である。好適な実施形態では、ガラススートを加圧する工程中、内側キャビティ１０８の温度は、５０℃未満、例えば、２０℃から４０℃、さらに好ましくは、室温（すなわち、２０℃と２５℃の間）である。
【０１１７】
スートが十分にプレスされた後、図１４に示すように、環状キャビティ１０８Ａ内の加圧流体は、図１０に示すように、環状キャビティ１０８Ａが減圧されるように（環状キャビティ１０８Ａ内の圧力が、内側キャビティ１０８内の圧力よりも小さくなるように）解放することができる。好ましくは、環状キャビティ１０８Ａ内の圧力は、５０ｐｓｉ／分（３．４５×１０５Ｐａ／分）未満の速度で、さらに好ましくは、２０ｐｓｉ／分（１．３８×１０５Ｐａ／分）未満の速度で、例えば、２から２０ｐｓｉ／分（１．３８×１０４から１．３８×１０５Ｐａ／分）、さらに例えば、５から１５ｐｓｉ／分（３．４５×１０４から１．０３×１０５Ｐａ／分）の速度で減少される。環状キャビティ１０８Ａ内の圧力が徐々に減少するにつれて、可撓性の内側壁１０２Ｂは、環状ギャップ１２２が、プレスされたガラススート１９０の外径と、可撓性の内側壁１０２Ｂとの間の内側キャビティ１０８内に存在するように、プレスされたガラススート１９０から離れて徐々に径方向外側に変形する（環状キャビティ１０８Ａの容積を徐々に減少させ、および内側キャビティ１０８の容積を徐々に増加させる）。
【０１１８】
環状キャビティ１０８Ａの減圧に続いて、鋳型ロッド１１５Ｂが取り外され、および必要に応じて、応力ロッド１１５Ａが、鋳型ロッド１１５Ｂの取り外しによって残された空洞に挿入される。結果として生じるプレスされたスート／ケーンアセンブリまたは多孔質プリフォーム２００は、洗浄、および後の固結のために、装置から取り外される準備ができている。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、ガラスロッド１１５はコアケーンである。代替的な好適な実施形態では、ガラスロッド１１５は、多孔質のスートクラッド層によって包囲されたコアケーンである。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、ガラスロッドに押し付けられた粉末状ガラス材料が、少なくとも０．５グラム／立方センチメートル、例えば、０．６から１．２グラム／立方センチメートル、または、０．８から１．０グラム／立方センチメートル、例えば、約０．９グラム／立方センチメートルの密度を有する多孔質プリフォームを生成することができる。ガラスロッドに押し付けられた粉末状ガラス材料の密度は、主に、粉末状ガラス材料を加圧する工程中に印加される最大圧力の関数である。一般に、粉末状ガラス材料を加圧する工程中に印加される最大圧力が大きければ大きいほど、その材料の密度は大きくなり、すなわち、多孔質プリフォームの全体の密度はより大きくなる。本願明細書に開示されている方法を用いて、例えば、少なくとも０．６グラム／立方センチメートルの密度を有する多孔質プリフォームは、少なくともゲージ圧で５０ｐｓｉ（３．４５×１０５Ｐａ）の最大圧力を利用して製作することができ、少なくとも０．７グラム／立方センチメートルの密度を有する多孔質プリフォームは、少なくともゲージ圧で１００ｐｓｉ（６．８９×１０５Ｐａ）の最大圧力を利用して製作することができ、少なくとも０．８グラム／立方センチメートルの最大圧力を有する多孔質プリフォームは、少なくともゲージ圧で１５０ｐｓｉ（１．０３×１０６Ｐａ）の最大圧力を利用して製作することができ、および少なくとも０．９グラム／立方センチメートルの密度を有する多孔質プリフォームは、少なくともゲージ圧で２００ｐｓｉ（１．３８×１０６Ｐａ）の最大圧力を利用して製作することができる。
【０１２１】
好適な実施形態において、多孔質プリフォームは、軸方向において、実質的に均一な直径を有している。好ましくは、そのプリフォームのその軸方向長さに沿った最小直径は、その軸方向長さに沿った最大直径の少なくとも９０％である。さらに好ましくは、その軸方向長さに沿ったプリフォームの最小直径は、その軸方向長さに沿ったその最大直径の少なくとも９５％である。
【０１２２】
本願明細書に開示されている実施形態に従って作製された多孔質プリフォームは、標準的な固結装置およびプロセスを用いて、固結してガラスブランク（すなわち、固結したガラスプリフォーム）にし、その後、標準的な線引き装置およびプロセスを用いて線引きして光ファイバにすることが可能である。好ましくは、オーバークラッドの全質量の少なくとも３５％、さらに例えば、少なくとも４０％、さらには例えば、少なくとも５０％が、プレスされたスートから得られるように、一旦、多孔質プリフォームが固結されて、線引きされて光ファイバになると、多孔質プリフォームのケーンを包囲しているプレスされたスートは、最終的にオーバークラッドを形成することになる。固結してガラスブランクにする場合、本願明細書に開示されている実施形態のうちのいくつかに従って作製される多孔質プリフォームは、コアの外径と、クラッドの外径の最小比（すなわち、最小コア／クラッド比）が、そのブランクの軸方向長さに沿った、コアの外径と、クラッドの外径の最大比（すなわち、最大コア／クラッド比）の少なくとも９８％になるような固結ブランクを生じさせることができる。
【０１２３】
コアケーンへのスートの付着は、装置にソートを充填する前に、（例えば、シルク片を用いて擦ることにより）コアケーンおよび／またはそれらのロッド上に静電荷を生成することによって改善することができる。上述したように、グラファイト、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）および／またはアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）の０．１から１００μｍ（例えば、０．１から２μｍ）厚の被膜でコーディングされたグラファイトまたは金属で作製された鋳型ロッド１１５Ｂへのスートの付着は最小限であり、したがって、鋳型ロッドの取り外し中の周りのスートに対する応力が最小限になり、およびそれらの取り外し中に、鋳型ロッドを包囲して接触しているスート圧粉体の表面の所望の円滑性が維持される。
【０１２４】
実施例２−径方向プレス
実施例２の実施形態は、光プリフォームのクラッド部を作製するための粉末状ガラス材料を圧縮するために、金型キャビティの中心に向かって内側に向けられた径方向圧力を利用する方法および装置を示す。より具体的には、光ファイバプリフォーム集成体２００は、円筒形の堅い外側壁１０２Ａと、可撓性の内側壁１０２Ｂとを有する装置（金型アセンブリ１００）を用いて作製される。円筒形の堅い外側壁は、内径が４インチ（１０１．６ｍｍ）で、長さが１８インチ（４５７．２ｍｍ）で、壁厚が１／４インチ（６．３５ｍｍ）であるアルミニウムで作製される。可撓性の内側壁は、応力を受けていない状態で、約２．５インチ（６３．５ｍｍ）の直径を有するラテックスラバーチューブである。ラテックスラバーチューブの上部および底部は、アルミニウムシリンダの上部および底部の端部に巻き付けられている。その装置はさらに、上部および底部のアルミニウムエンドキャップ１０６Ａ、１０４Ａを含み、各エンドキャップは、約１インチ（２５．４ｍｍ）の厚さと、（ｉ）コアケーンと、（ｉｉ）二本の鋳型ロッド１１５Ｂを受け入れるための二つの中心を外したホールと、（ｉｉｉ）ねじ付きロッドを受け入れるための四つの周囲ホールとを収容するための中心ホールとを有している。この例示的な実施形態では、鋳型ロッド１１５Ｂは、精密な素面を有する、Ｌｅ  Ｃａｒｂｏｎｅ（フランス）から入手可能な「Ｕｌｔｒａｐｕｒｅ」（Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ  Ａｃ‐１５またはｐｏｃｏ‐２００または同等物）で作製されたグラファイト鋳型ロッド（例えば、図１Ａを参照）である。この実施形態では、鋳型ロッド１１５Ｂのグラファイト材料は、例えば、比重が１．８３、比抵抗が１２．５μΩｍ、曲げ強さが６２から６４．１ＭＰａ、ショア硬さが６２、平均粒径が７．１μｍ、および密度が約１．８２ｇ／ｃｍ３である。他のグラファイト材料を鋳型ロッドに用いてもよい。例えば、他の実施形態では、平均グラファイト粒径は、多少、大きくてもよく、または、小さくてもよく（例えば、３から１５マイクロメートル）、密度は、１．５から１．９５ｇ／ｃｍ３（例えば、１．６５ｇ／ｃｍ３、１．７２ｇ／ｃｍ３、１．８３ｇ／ｃｍ３、１．８７ｇ／ｃｍ３、または、１．９ｇ／ｃｍ３）、ショア硬さが約６０から７８（グラファイトの圧縮強度は、一般に、その密度とともに増加することに留意されたい）、曲げ強さが４０ＭＰａから８０ＭＰａ（例えば、６０から７０ＭＰａ）、圧縮強度が４０から１２０ＭＰａ、および／または引張強度が２から１０３ｐｓｉ（１．３８×１０４から７．０９×１０５Ｐａ）である。
【０１２５】
可撓性の内側壁と、堅い外側壁との間の空気は、可撓性の内側壁の外径が、堅い外側壁の内径と本質的に同じになるように実質的に除去される。そして、堅いシリンダの内径とほぼ同じ直径を有する、１インチ（２５．４ｍｍ）厚の開孔したシリコーンラバーフォームプラグ１１７Ｂが、そのシリンダの底部と面一になるように、金型キャビティ１０８内に挿入される。次いで、シリンダの底部が、アルミニウムエンドキャップおよびＶｉｔｏｎ  ｏリングで密封される。環状キャビティ１０８Ａを加圧することにより、および内側に向けられた圧力を、内側壁１０２Ｂを有するスートに印加することにより、径方向に向けられた圧力がシリカスートに印加される。スートに径方向の圧力がかかっているときに、プリフォームの中心に向かう（中心を外して配置された）鋳型ロッド１１５Ｂの動きを受け入れるために、この例示的な装置のアルミニウムエンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、（細長い）長穴を有している。それらの細長い穴（例えば、穴１１０Ａ、１１２Ａ）は、鋳型ロッドを嵌め込み、および金型キャビティの中心に向かって（長軸と）径方向で位置合わせできるように十分な幅を有している。細長い穴の目的は、スート充填プロセス中に、鋳型ロッド１１５Ｂを長穴の外側縁部に配置できるようにし、その後、スートが金型キャビティ１０８の中心に向かって径方向に圧縮される際に、その鋳型ロッドが、その中心線に向かって横断することを可能にすることである。この実施例では、長穴または細長い穴は、幅が２．１ｃｍであり、また、その外側縁部は、金型キャビティの中心から４．２ｃｍに配置され、長穴の内側縁部は、金型キャビティの中心から１．７ｃｍに配置されている。（このことは、直径が２．１ｃｍの鋳型ロッドの場合、スートの圧縮中の、金型の中心に向かう０．４ｍｍの動きを可能にする。）１０ｍｍ径の融着シリカコアケーンは、その底部が、底部プラグ１１７Ｂの中心の穴に挿入された状態で、金型キャビティ内に配置される。コアケーンの上部は、例えば、公知のセンタリング装置／機構または方法を用いることにより、例えば、一時的なセンタリング治具、例えば、ＰＴＦＥで作製されたセンタリングディスクを用いることにより、中心の位置合わせを維持することができる（すなわち、すべてのスートがキャビティ内にある場合、そのディスクは取出される）。別法として、保持取付具１０５’（これもまたＰＴＦＥで作製してもよい）を代わりに用いてもよく、その後、その保持取付具は、実質的にすべてのスートが金型キャビティ内に配置された後に、取出すことができる。次いで、二本の２１ｍｍ径のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂは、それらの底部の端部が、底部のプラグ１１７Ｂに中心を外して配置された長穴に挿入された状態で、キャビティ内に配置される。グラファイト鋳型ロッド１１５Ｂは、長穴の外側縁部に接触し、およびその外側縁部に隣接している。鋳型ロッドの上部は、何らかの公知のセンタリング装置／機構または方法を用いて、それらの正しい位置に保持される。そして、堅いシリンダのサイズを時々タップして、スートの堅固な圧縮を確実にしながら、０．６ｇ／ｃｃのタップ密度を有する、ＯＶＤオーバークラッドプロセスからの廃シリ���スートがキャビティ内に装填される。スートが、シリンダの上部の下で約１インチ（２５．４ｍｍ）のレベルに達すると、センタリング治具（または、保持取付具１０５’）が取り外されて、第二のシリコーンラバーフォームプラグ１１７Ｔが定位置に摺動される。シリンダの上部は、例えば、第二のアルミニウムエンドキャップおよびＶｉｔｏｎ  Ｏリングによって密封される。上部のアルミニウムエンドキャップは、中心を外したガラスロッドの径方向動きが、それらのロッドを、圧縮（または、圧力印加）工程の全体を通して、中心のガラスコアケーンと平行なままであるように、好ましくは、底部のエンドキャップと同じスロットおよびホール構成が備えられて、下方プレートと注意深く位置合わせされる。上部および底部のエンドキャップは、ねじ付きロッドを用いて互いに接続して、蝶ナットで締め付けることによって、シリンダの端部に取り付けられる。そして、内側キャビティは、上部エンドキャップを介して排気される。その場合、圧搾空気シリンダを用いて、可撓性の壁と堅い壁との間の空間を、１０分間にわたって、ゲージ圧で１５０ｐｓｉ（１．０３×１０６Ｐａ）まで加圧することができる。その圧力は、約５分間、ゲージ圧で１５０ｐｓｉで維持される。その後、内側キャビティは、大気圧に戻れるようになっている。環状キャビティからの圧力は、シリンダの側部のバルブを介して、１０分間にわたって徐々に低下される。次いで、上部エンドキャップが取り外されて、可撓性の壁の直径が、上部のフォームプラグ１１７Ｔおよびスートプリフォームを取り外すのに十分な大きさになるように、環状キャビティ内の空気がポンプで排出される。そして、鋳型ロッド１１５Ｂが取り外されて、スート圧粉体１９８の圧縮されたスート内に空洞１１５Ｂ’が残される。（その中に、空洞１１５Ｂ’を有する）その結果として生じるスートプリフォーム集成体２００は、約８９ｍｍの直径と、約０．８ｇ／ｃｃのスート密度とを有している。
【０１２６】
スートプリフォーム集成体２００は、まず、有機汚染物を除去するために、５００ｓｃｃｍ（標準状態流量：５００ｃｍ３／分）の酸素フロー内で室温から８００℃まで、次いで、金属汚染物を除去するために、ヘリウム中の５％の塩素の混合物の５００ｓｃｃｍのフロー内で８００から１２００℃まで、５℃／分の速度で、管状炉内で加熱される。その後、清浄化したプリフォーム集成体２００は、縦型降下炉内で固結されて、十分に焼結された光ファイバプリフォーム２１０が生じる。例えば、その炉は、１０％の酸素中で、１０００Ｃで１時間、パージした後、５％の塩素で１時間、パージすることができ、その結果、プリフォーム集成体２００は、１０００℃から１４３０℃まで、１０ｍｍ／分で平行移動し、その後、１４３０℃からピークの１４６６℃まで、１．５ｍｍ／分で平行移動させた後、１４３０℃に戻すことによって、ヘリウム中で十分に焼結することができる。
【０１２７】
実施例３−径方向プレス
この実施例は、実施例２と同様であるが、実施例２の実施形態で用いられた二本のグラファイト鋳型ロッドの代わりに、グラファイトの１０μｍ厚のコーティングを有する二本の２１ｍｍ径の円筒形のアルミニウム鋳型ロッド（鋳型ロッド１１５Ｂ）が、プラグ１１７Ｂの底部に中心を外して配置されたホール内に、それらのロッドの底部の端部が挿入された状態で、金型キャビティ１０８内に配置される。鋳型ロッド１１５Ｂの上部は、（ロッドの中心を接続するラインが、コアロッドの中心と交差するように）例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で作製された一時的ディスクまたは保持取付具１０５’を用いて、定位置に保持することができる（すなわち、それらのロッドは、正しい位置で保持される）。次いで、金型キャビティにシリカスートが充填される。次に、一時的ディスク（または、保持取付具１０５’）が取り外されて、上部エンドキャップ１０６Ａが定位置に入れられる。環状キャビティ１０８Ａを加圧し、内側に向けられた圧力を、内側壁１０２Ｂによってスートに印加することにより、径方向に向けられた圧力が、シリカスートに印加される。より具体的には、可撓性の内側壁と、外側の堅い壁との間の空間が、約１５０ｐｓｉ（１．０３×１０６Ｐａ）まで加圧されて、その後、シリカスートを鋳型ロッド１１５Ｂに押し付けて、スート密度を増加させるために、５から１０分間、維持される。スートがプレスされて、所要のスート密度を実現した後、上部エンドキャップ１０６Ａが取り外されて、可撓性の壁の直径が、上部の鋳型ロッド１１５Ｂをスートプリフォームから取り外し、およびフォームプラグ１１７Ｂおよびスートプリフォームを金型キャビティ１０８から取り外すのに十分な大きさになるように、環状キャビティ１０８Ａ内の空気がポンプで排出される。その結果として生じるスートプリフォームは、約８９ｍｍの直径を有している。二本の鋳型ロッドは、圧縮されたスート（スート圧粉体）から注意深く取出されて、スート内に直径２１ｍｍの二つの通気孔を残して、スート密度が約０．８ｇ／ｃｃになる。
【０１２８】
スートプリフォーム（光ファイバプリフォーム集成体２００）は、まず、有機汚染物を除去するために、５００ｓｃｃｍの酸素フロー内で室温から８００℃まで、次いで、金属汚染物を除去するために、ヘリウム中の５％の塩素の混合物の５００ｓｃｃｍのフロー内で８００から１２００℃まで、５℃／分の速度で管状炉内で加熱される。その後、清浄化した光ファイバプリフォーム集成体２００は、縦型降下炉内で固結されて、十分に焼結された光ファイバプリフォーム２１０を形成する。例えば、その炉は、１０％の酸素中で、１０００℃で１時間、パージした後、５％の塩素で１時間、パージすることができ、その結果、そのプリフォームは、１０００℃から１４３０℃まで、１０ｍｍ／分で平行移動し、その後、１４３０℃からピークの１４６６℃まで、１．５ｍｍ／分で平行移動させた後、１４３０℃に戻すことによって、ヘリウム中で十分に焼結することができ、二つの円筒形通気孔が、中心のコアケーンの周りに配置された状態の固結したガラス物品（光ファイバプリフォーム２１０）が残される。
【０１２９】
実施例４−径方向プレス
光ファイバプリフォーム集成体２００は、実施例２のものと同様の、堅い円筒形の外側壁および可撓性の内側壁を有する装置（金型アセンブリ１００）を用いて作製される。堅い円筒形の外側壁は、内径が４インチ（１０１．６ｍｍ）で、長さが１８インチ（４５７．２ｍｍ）で、壁厚が１／４インチ（６．３５ｍｍ）のアルミニウムで作製される。可撓性の内側壁は、応力がかかっていない状態で約２．５インチ（６３．５ｍｍ）の直径を有するラテックスラバーチューブである。そのラテックスラバーチューブの上部および底部は、アルミニウムシリンダの上部および底部の端部に巻き付けられている。その装置は、上部および底部のアルミニウムエンドキャップ１０６Ａおよび１０４Ａをさらに含み、各端部は、約１インチ（２５．４ｍｍ）の厚さを有している。しかし、この例示的な実施形態では、エンドキャップ１０４Ａおよび１０６Ａは、ねじ付きロッド１２０を受け入れるための四つの周囲ホールを有しているが、コアケーンまたは鋳型ロッドを中に配置するためのホール／穴は有していない。図６を参照すると、ホール／穴１１０、１１０Ａ、１１２、１１２Ａの代わりに、この実施形態のエンドキャップ１０６Ａ、１０４Ａの各々は、カップ１１０’、１１０Ａ’、１１２’、１１２Ａ’を利用して、中心に配置されたコアロッド１１５と、複数（例えば、二本）の鋳型ロッド１１５Ｂとを収容する。この実施形態では、エンドキャップ１０４Ａ、１０６Ａは、約１インチ（２５．４ｍｍ）の厚さを有している。
【０１３０】
可撓性の壁と、堅い外側壁との間の空気は、実施例２で説明されているように、可撓性の内側壁の外径が、堅い外側壁の内径と本質的に同じになるように、実質的に除去される。そして、堅いシリンダの内径とほぼ同じ直径を有する、１インチ（２５．４ｍｍ）厚の開孔したシリコーンラバーフォームプラグ１１７Ｂが、そのシリンダの底部と面一になるように、キャビティ内に挿入される。次いで、シリンダの底部が、アルミニウムエンドキャップおよびＶｉｔｏｎ  ｏリングで密封される。１０ｍｍ径の融着シリカコアケーン１１５は、その底部の端部が、底部のエンドキャップ１０４Ａの中心に配置された収容カップ１１２’に挿入された状態で、金型キャビティ１０８内に配置される。コアケーンの上部は、例えば、公知のセンタリング装置／機構または方法を用いることにより、例えば、ＰＴＦＥで作製された保持取付具１０５’を用いることにより、中心の位置合わせを維持することができる（すなわち、すべてのスートがキャビティ内にある場合、保持取付具１０５’は取出される）。次いで、二本の２０ｍｍ径のグラファイト鋳型ロッド１１５Ｂは、それらの底部の端部が、底部のキャップ１０４Ａの保持／収容カップ１１２’に挿入された状態で、キャビティ内に配置される。この実施例では、鋳型ロッド１１５Ｂの内側縁部は、金型キャビティの中心から１．７ｃｍに配置される。鋳型ロッドの上部は、例えば、保持取付具１０５’によって、それらの正しい位置に保持される。そして、堅いシリンダのサイズを時々タップして、スートの堅固な圧縮を確実にしながら、０．６ｇ／ｃｃのタップ密度を有する、ＯＶＤオーバークラッドプロセスからの廃シリカスートがキャビティ内に装填される。スートが、シリンダの上部の下で約１インチ（２５．４ｍｍ）のレベルに達すると、保持取付具１０５’が取り外されて、第二の（上部の）フォームプラグ１１７Ｔ（例えば、シリコーンラバーフォームプラグ１１７Ｔ）が定位置に摺動される。シリンダの上部は、例えば、第二のアルミニウムエンドキャップおよびＶｉｔｏｎ  Ｏリングによって密封される。上部のアルミニウムエンドキャップは、下方プレート１０３および底部のエンドキャップ１０６Ａと注意深く位置合わせされる。上部および底部のエンドキャップは、ねじ付きロッド１２０を用いて互いに接続して、蝶ナットで締め付けることによって、シリンダの端部に取り付けられる。そして、内側キャビティは、上部エンドキャップ１０６Ａを介して排気される。その場合、圧搾空気シリンダを用いて、可撓性の壁１０２Ｂと堅い壁１０２Ａとの間の空間を、１０分間にわたって、ゲージ圧で１５０ｐｓｉ（１．０３×１０６Ｐａ）まで加圧することができる。その圧力は、約５分間、ゲージ圧で１５０ｐｓｉ（１．０３×１０６Ｐａ）で維持される。その後、内側キャビティ（金型キャビティ１０８）は、大気圧に戻れるようになっている。環状キャビティ１０８Ａからの圧力は、シリンダの側部のバルブを介して、１０分間にわたって徐々に低下される。次いで、上部エンドキャップが取り外されて、可撓性の壁１０２Ｂの直径が、上部のフォームプラグ１１７Ｔおよびスートプリフォームを取り外すのに十分な大きさになるように、環状キャビテ���内の空気がポンプで排出される。結果として生じるスートプリフォームは、約８９ｍｍの直径と、約０．８ｇ／ｃｃの密度とを有している。
【０１３１】
スートプリフォームは、まず、有機汚染物を除去するために、５００ｓｃｃｍの酸素フロー内で室温から８００℃まで、次いで、金属汚染物を除去するために、ヘリウム中の５％の塩素の混合物の５００ｓｃｃｍのフロー内で８００から１２００℃まで、５℃／分の速度で管状炉内で加熱される。その後、清浄化したプリフォームは、縦型降下炉内で固結される。例えば、その炉は、１０％の酸素中で、１０００Ｃで１時間、パージした後、５％の塩素で１時間、パージすることができ、その結果、そのプリフォームは、１０００℃から１４３０℃まで、１０ｍｍ／分で平行移動し、その後、１４３０℃からピークの１４６６℃まで、１．５ｍｍ／分で平行移動させた後、１４３０℃に戻すことによって、ヘリウム中で十分に焼結することができる。
【０１３２】
実施例５−径方向プレス
この実施例も、実施例２と同様である。この実施形態では、１．５μｍのアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングをその上に備えている、二本の２１ｍｍ径の円筒形アルミニウム鋳型ロッドが、それらの底部の端部を、底部プラグ１１７Ｂの中心を外して配置されたホールに挿入した状態で、キャビティ内に配置される。（それらのコーティングは、０．１μｍ程の薄さで作製できることに留意する）
鋳型ロッドの上部は、何らかの公知の機構または方法を用いることにより、（鋳型ロッド１１５Ｂの中心を接続するラインが、コアロッドの中心に交差するように）正しい位置に保持される。環状キャビティ１０８Ａは、壁１０２Ｂを介して、金型キャビティ１０８内に配置されたシリカスートに、内側（および径方向）に向けられた圧力を印加するように加圧される。次に、上部エンドキャップ１０６Ａが取り外されて、可撓性の壁１０２Ｂの直径が、上部のフォームプラグ１１７Ｔおよびスートプリフォームを取り外すのに十分な大きさになるように、環状キャビティ１０８Ａ内の空気がポンプで排出される。その結果として生じるスートプリフォーム集成体２００は、約８９ｍｍの直径を有している。二本の鋳型ロッド１１５Ｂは、光ファイバプリフォーム集成体２００から注意深く取出すことができ、直径２０ｍｍを有し、圧縮されたスート１９８によって包囲された二つの通気孔が残され、スート密度が約０．８ｇ／ｃｃになる。次いで、それらの通気孔には、粉末状ガラス、例えば、ホウ素ドープガラス粉末が充填される。好ましくは、その粉末は、スートのプレス密度と等しいタップ密度を有していなければならない。テーパ状のガラスプラグ（図示せず）を、通気孔の底部に取り付けることができ、およびホウ素ドープガラス粉末を通気孔に充填することができる。別の構成では、２１ｍｍよりわずかに小さい直径を有する薄壁シリカチューブを、まず、通気孔に取り付けて、その後、それ自体を塞いで、ホウ素ドープガラス粉末を充填することができる。
【０１３３】
ガラス粉末、または、ガラス粉末が充填されたシリカチューブのいずれかを含むスートプリフォーム集成体は、まず、有機汚染物を除去するために、５００ｓｃｃｍの酸素フロー内で室温から８００℃まで、次いで、金属汚染物を除去するために、ヘリウム中の５％の塩素の混合物の５００ｓｃｃｍのフロー内で８００から１２００℃まで、５℃／分の速度で管状炉内で加熱される。その後、清浄化したプリフォームは、縦型降下炉内で固結される。例えば、その炉は、１０％の酸素中で、１０００℃で１時間、パージした後、５％の塩素で１時間、パージすることができ、その結果、そのプリフォームは、１０００℃から１０ｍｍ／分で平行移動し、その後、１４３０℃からピークの１４６６℃まで、１．５ｍｍ／分で平行移動させた後、１４３０℃に戻すことによって、ヘリウム中で十分に焼結することができる。
【０１３４】
ホウ素ドープスートは、圧縮によって固結し、その結果として、ホウ素ドープ応力ロッドが、プリフォームのクラッド部内に配置された、最終的な焼結光ファイバプリフォーム２１０を生じる。
【０１３５】
実施例６−径方向プレス
この実施例は、実施例４と同様であるが、実施例の二つの２０ｍｍ径の固結したコアロッド（または、コアケーン）１１５が、スートプリフォーム集成体からの鋳型ロッド１１５Ｂの取外しによって形成された通気孔領域内に配置されている点が異なっている。プレスされたスートプリフォーム集成体２００が内側キャビティ１０８から除去された後、その結果として生じるスートプリフォーム集成体２００は、約８９ｍｍの直径と、約０．８ｇ／ｃｃのスート密度とを有している。
【０１３６】
そして、複数のコアロッドを有するスートプリフォーム集成体２００は、まず、有機汚染物を除去するために、５００ｓｃｃｍの酸素フロー内で室温から８００℃まで、次いで、金属汚染物を除去するために、ヘリウム中の５％の塩素の混合物の５００ｓｃｃｍのフロー内で８００から１２００℃まで、５℃／分の速度で管状炉内で加熱される。その後、複数のコアロッドを中に有する、清浄化したプリフォーム集成体２００は、縦型降下炉内で固結され、複数のコア部が中に配置された、十分に焼結した（固結した）光ファイバプリフォーム２１０が形成される。例えば、その炉は、１０％の酸素中で、１０００Ｃで１時間、パージした後、５％の塩素で１時間、パージすることができ、その結果、そのプリフォームは、１０００℃から、１０ｍｍ／分で平行移動し、その後、１４３０℃からピークの１４６６℃まで、１．５ｍｍ／分で平行移動させた後、１４３０℃に戻すことによって、ヘリウム中で十分に焼結することができる。そして、複数のコアファイバを光ファイバプリフォーム２１０から線引きすることができる。
【０１３７】
少なくとも一つの実施形態によれば、上記方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、
（ｉ）グラファイトロッド、（ｉｉ）コーティングを有する金属またはセラミックロッドから成る群から選択され、そのコーティングが、金属、コーティングを有するセラミックロッドの少なくとも一方から成り、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料（例えば、Ｋｙｎａｒ（登録商標）、Ｈａｌａｒ（登録商標）、Ｅｔｅｒｎａ（登録商標））、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（II）ロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧するステップと、
を含む。
【０１３８】
ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）は、ダイアモンドの典型的な特性のいくつかを呈するアモルファスカーボン材料の種別である。ＤＬＣは、それらの特性のうちのいくつかから恩恵を受けることができる他の材料に対するコーティングとして一般的に適用され、例えば、メイン州ケネバンクのＮｏｒｔｈｅａｓｔ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから市販されている。
【０１３９】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本の鋳型ロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、０．０５≦ＣＯＦ≦０．３である摩擦係数を有する外側面を有するロッドを備えるステップと、
（ｉｉ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧するステップと、
を含む。
【０１４０】
いくつかの実施形態によれば、０．０５＜ＣＯＦ＜０．２、または、０．０５＜ＣＯＦ＜０．１２である。
【０１４１】
少なくとも一つの実施形態によれば、その方法は、
（ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数のロッドのうちの少なくとも二本は、その上にコーティングが配置されたロッドを備え、そのコーティングは、０．１から１００マイクロメートル（例えば、０．１から２マイクロメートル）の厚さと、ＣＯＦ≦０．３の摩擦係数を有する外側面とを有するステップと、
（ｉｉ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ｉｉｉ）その粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧するステップと、
を含む。
【０１４２】
いくつかの実施形態において、鋳型ロッド１１５Ｂの摩擦係数ＣＯＦは、０．３以下である。いくつかの実施形態において、鋳型ロッド１１５Ｂの摩擦係数ＣＯＦは、０．２５以下である。いくつかの実施形態において、鋳型ロッド１１５Ｂの摩擦係数ＣＯＦは、０．２５以下である。いくつかの実施形態においては、摩擦係数ＣＯＦ≦０．２である。いくつかの実施形態においては、摩擦係数ＣＯＦ≦０．１５である。いくつかの実施形態において、ＣＯＦ≦０．１２であり、いくつかの実施形態においては、ＣＯＦ≦０．１である。例えば、いくつかの実施形態において、ＣＯＦは、０．０５と０．３の間、０．０５と０．２の間、０．０５と０．０１５の間、または、０．０５と０．０１２の間、または、例えば、０．０９と０．２の間とすることができる。
【０１４３】
例えば、フォームにより、ＭｏＳ２（二硫化モリブデン）の低摩擦コーティングは、典型的には、５と１５マイクロメートルの間にまたがる。スパッタリング技術は、０．２マイクロメートル厚のＭｏＳ２の低摩擦コーティングの薄膜を形成することができ、また、プラズマスプレーは、０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）またはそれ以上（７６．２マイクロメートルまたはそれ以上）を起点とするＭｏＳ２の低摩擦コーティングの薄膜を形成することができる。しかし、ＭｏＳ２のコーティングは吸水し易く、一方で、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）およびアモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングはそうではなく、したがって、どちらがより重要か、すなわち、より長い摩耗寿命かまたはより良好なパフォーマンスかを判断しなければならない可能性がある。さらに、複数本の鋳型ロッド１１５Ｂの場合の低摩擦コーティングは、「Ｔｅｆｌｏｎ」から成る可能性があり、および（１００マイクロメートル以下、好ましくは、２０マイクロメートル以下（例えば、０．５から２μｍ）の厚さにおいて）約０．０５＜ＣＯＦ＜０．０８で作製することができる。（「Ｔｅｆｌｏｎ」のコーティングの厚さが１００μｍより大きい場合、純粋な「Ｔｅｆｌｏｎ」のコーティング（０．０４のＣＯＦ）は、高摩耗性を有する可能性があり、また、金属またはセラミックの基盤材料から（すなわち、鋳型ロッドの金属またはセラミック部分から）独立させてもよいことに留意されたい。）別の種類のコーティングは、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケルである。ニッケルと「Ｔｅｆｌｏｎ」の組合せは、良好な耐摩耗性を生じさせ、および約０．０６のＣＯＦを有する可能性がある。窒化ホウ素（例えば、ＢＮ）のコーティングは、鋳型ロッド１１５Ｂを作製する際にも用いることができる。このようなコーティングは、低摩擦係数（例えば、グラファイトやモリブデンと同様のＣＯＦ）を有し、および圧縮したスートからの鋳型ロッドの除去中に優れた潤滑特性をもたらす。六方晶窒化ホウ素（ＢＮ）は、薄い平行面を形成する六角形リングの結晶格子を有している。ホウ素（Ｂ）および窒素（Ｎ）の原子は、二つの結合間で１２０°の角度を有する平面内で、他の原子と共有結合している（各ホウ素原子は、三つの窒素原子と結合され、各窒素原子は、三つのホウ素原子と結合されている）。摩擦力は、窒化ホウ素の粒子を、それらの平面が滑り運動に平行な方向に向けさせる。機械的特性の異方性は、低摩擦係数と高負荷容量の組合せを窒化ホウ素に与える。窒化ホウ素は、基盤面に強固に付着した潤滑膜を形成する。潤滑膜は、良好な耐摩耗性と耐焼付き性の両立性をもたらす。窒化ホウ素のコーティングは、当業者のための方法で、パウダースプレー法、塗装、エアロゾルデポジション、プラズマスプレーによって金属ロッドまたはセラミックロッド上に堆積させることができる。
【０１４４】
また、鋳型ロッド１１５Ｂは、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン、窒化ホウ素、二硫化モリブデン
、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、またはＳｉＣ（炭化ケイ素）を分散させたニッケルから作製されたコーティングから成っていてもよい。これらのコーティングは、０．１から１００μｍの厚さとすることができる。これらのコーティングは、０．１２より小さいＣＯＦを有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、ＣＯＦは、０．０２と０．１２の間とすることができる。他の実施形態では、ＣＯＦは、０．０５と０．１５の間、または、０．０５と０．１２の間である。
【０１４５】
いくつかの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または、（ｉｉ）コーティングを有する金属またはセラミックロッドであり、そのコーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（ＩＩ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧し、およびスート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも一本をそのスート圧粉体から取出し、それによってスート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）少なくとも一本のガラスロッドを少なくとも一つの空洞内に挿入し、および光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結し、および光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）その光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【０１４６】
少なくとも一つの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３である摩擦係数を有する外側面を備えるステップと、
（ＩＩ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧し、およびスート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも一本をスート圧粉体から取出し、それによって、そのスート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）ガラスロッドを少なくとも一つの空洞に挿入し、および光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結し、および光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）その光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【０１４７】
少なくとも一つの実施形態によれば、光ファイバを作製する方法は、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３である摩擦係数を有する外側面を備えるステップと、
（ＩＩ）それらのロッドと、金型キャビティの内側壁との間の金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）粉末状ガラス材料に圧力を印加して、粉末状ガラス材料を複数本のロッドに対して加圧し、およびスート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）複数本のロッドのうちの少なくとも二本をスート圧粉体から取出し、それによって、それらのスート圧粉体内に少なくとも二つの空洞を形成し、このようにして、取出した鋳型ロッドに対応する少なくとも二つの空洞を有する光プリフォーム集成体を形成するステップと、
（Ｖ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結し、および光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩ）その光ファイバプリフォームから、ファイバの軸に平行な少なくとも二つの空洞を有する光ファイバを線引きするステップと、
を含む。
【０１４８】
当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および変形を本発明に対して実行できることは明らかであろう。したがって、本発明は、それらの変更および変形が、添付クレームおよびそれらの等価物の範囲内に入っている限り、この発明の変更および変形をカバーすることが意図されている。
【０１４９】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１５０】
実施形態１
光ファイバプリフォームを形成する方法であって、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または（ｉｉ）コーティングを有する金属またはセラミックロッドであり、前記コーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（II）前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けるステップと、
を含む方法。
【０１５１】
実施形態２
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、摩擦係数ＣＯＦ≦０．３である外側面を有する、実施形態１記載の方法。
【０１５２】
実施形態３
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、摩擦係数ＣＯＦ≦０．１５である外側面を有する、実施形態２に記載の方法。
【０１５３】
実施形態４
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、摩擦係数ＣＯＦ≦０．１である外側面を有する、実施形態２に記載の方法。
【０１５４】
実施形態５
前記圧力は、前記粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに対して加圧するように、該粉末状ガラス材料に対して少なくとも径方向内側に印加される、先行の実施形態のいずれかに記載の、光ファイバプリフォームを作製する方法。
【０１５５】
実施形態６
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本はグラファイトロッドであり、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、それらのロッド間に位置するコアケーンである、先行の実施形態のいずれかに記載の方法。
【０１５６】
実施形態７
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの前で、前記粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの後では、圧縮された粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、先行の実施形態のいずれかに記載の方法。
【０１５７】
実施形態８
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップは、径方向の圧力を印加するステップを含み、前記粉末状ガラス材料に圧力を印加するステップの前で、該粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、前記粉末状ガラス材料に径方向の圧力を印加するステップの後では、前記圧縮された粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、実施形態１から６のいずれかに記載の方法。
【０１５８】
実施形態９
光ファイバプリフォームを作製する方法であって、
複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数のロッドのうちの少なくとも二本は、摩擦係数ＣＯＦを有し、および０．０２≦ＣＯＦ≦０．３である外側面を備えるステップと、
前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けるステップと、
を含む方法。
【０１５９】
実施形態１０
０．０５≦ＣＯＦ≦０．３である、実施形態９に記載の方法。
【０１６０】
実施形態１１
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本はグラファイトロッドである、実施形態９に記載の方法。
【０１６１】
実施形態１２
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、グラファイトコーティング、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）コーティング、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）コーティングのうちの少なくとも一つを含む、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【０１６２】
実施形態１３
前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本は、各々が、以下のコーティング、すなわち、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、「Ｔｅｆｌｏｎ」、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つを有する金属またはセラミックロッドである、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【０１６３】
実施形態１４
前記圧力は、前記粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに対して押し付けるように、該粉末状ガラス材料に対して少なくとも径方向内側に印加される、実施形態９に記載の、光ファイバプリフォームを作製する方法。
【０１６４】
実施形態１５
前記複数本のロッドは、（ｉ）少なくとも一本のガラスロッドと、（ｉｉ）少なくとも二本の鋳型ロッドとを備え、前記圧力は、軸方向および／または径方向に印加される、実施形態１から９のいずれかに記載の光ファイバプリフォームを作製する方法。
【０１６５】
実施形態１６
前記装置は外側壁を備え、該外側壁は、前記内側壁を包囲し、前記圧力は、少なくとも径方向内側に印加され、前記圧力は、ゲージ圧で２５ｐｓｉ（１．７２×１０５Ｐａ）から２５０ｐｓｉ（１．７２×１０６Ｐａ）の大きさを有する、実施形態１から９のいずれかに記載の光ファイバプリフォームを作製する方法。
【０１６６】
実施形態１７
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、前記金型キャビティの前記軸心に沿って位置するコアケーンである、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【０１６７】
実施形態１８
前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本は、多孔質スートクラッド層によって包囲された固結コアケーンを備え、該コアケーンは、前記金型キャビティの前記軸心に沿って位置する、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【０１６８】
実施形態１９
前記粉末状ガラス材料に径方向の圧力を印加するステップの前で、前記粉末状ガラス材料は、０．１から０．５グラム／立方センチメートルの平均密度を有し、前記粉末状ガラス材料に径方向の圧力を印加するステップの後では、前記圧縮された粉末状ガラス材料は、０．６から１．２グラム／立方センチメートルの密度を有する、実施形態９に記載の方法。
【０１６９】
実施形態２０
前記複数本のロッドは、前記金型キャビティ内に同一直線状に配列される、実施形態１から９のいずれかに記載の方法。
【０１７０】
実施形態２１
光ファイバを作製する方法であって、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも一本が、（ｉ）グラファイトロッド、または、（ｉｉ）その上にコーティングを有する金属またはセラミックロッドであり、該コーティングは、グラファイト、グラフェン、アモルファスシリコン（ａ‐シリコン）、アモルファスカーボン（ａ‐ｃ）、キシランフルオロポリマー、キシランと他のポリマーとの複合材料、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、「Ｔｅｆｌｏｎ」を分散させた無電解ニッケル、ＳｉＣを分散させたニッケルのうちの少なくとも一つから成るステップと、
（ＩＩ）前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）前記複数本のロッドのうちの前記少なくとも一本を前記スート圧粉体から取出し、それによって該スート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）少なくとも一本のガラスロッドを前記少なくとも一つの空洞内に挿入することにより、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）該光ファイバプリフォームを焼結することにより、前記光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）該光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む方法。
【０１７１】
実施形態２２
光ファイバを作製する方法であって、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、摩擦係数ＣＯＦを有する外側面を備え、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３であるステップと、
（ＩＩ）前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）該粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本を前記スート圧粉体から取出して、該スート圧粉体内に少なくとも二つの空洞を形成するステップと、
（Ｖ）ガラスロッドを前記空洞内に挿入することにより、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（ＶＩ）光ファイバプリフォーム集成体を焼結することにより、光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩＩ）該光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む方法。
【０１７２】
実施形態２３
光ファイバを作製する方法であって、
（Ｉ）複数本のロッドを装置の金型キャビティ内に配置するステップであって、前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本が、摩擦係数ＣＯＦを有する外側面を備え、０．０２≦ＣＯＦ≦０．３であるステップと、
（ＩＩ）前記ロッドと、前記金型キャビティの内側壁との間の該金型キャビティ内に粉末状ガラス材料を配置するステップと、
（ＩＩＩ）前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けることによって、スート圧粉体を形成するステップと、
（ＩＶ）前記複数本のロッドのうちの少なくとも二本を前記スート圧粉体から取出して、該スート圧粉体内に少なくとも二つの空洞を形成することによって、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
（Ｖ）前記光ファイバプリフォーム集成体を焼結して、光ファイバプリフォームを形成するステップと、
（ＶＩ）該光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
を含む方法。
【０１７３】
実施形態２４
前記粉末状ガラス材料に圧力を印加して、該粉末状ガラス材料を前記複数本のロッドに押し付けることにより、スート圧粉体を形成するステップと、
前記複数本のロッドのうちの前記少なくとも一本を前記スート圧粉体から取出し、それによって前記スート圧粉体内に少なくとも一つの空洞を形成するステップと、
少なくとも一本のガラスロッドを前記少なくとも一つの空洞に挿入することによって、光ファイバプリフォーム集成体を形成するステップと、
前記光ファイバプリフォームを焼結することによって、前記光ファイバプリフォームを形成するステップと、
前記光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きするステップと、
をさらに含む、実施形態１から２０のいずれかに記載の方法。
【符号の説明】
【０１７４】
１２    偏波面保存光ファイバ
１００    金型アセンブリ
１０２、１３０    金型本体
１０２Ａ    堅い外側壁
１０２Ｂ    可撓性の内側壁
１０３、１０５    プレート
１０４    下方ラム
１０４Ａ    底部のエンドキャップ
１０５’    取付具
１０５’Ｂ    保持カップ
１０５’Ｃ    開口
１０６    上方ラム
１０６Ａ    上部のエンドキャップ
１０８    金型キャビティ
１０８Ａ    環状キャビティ
１１０、１１２、１１０Ａ、１１２Ａ    穴
１１４    長軸
１１５    ガラスコアケーン
１１５Ａ    ガラス応力ロッド
１１５Ｂ    鋳型ロッド
１１５Ｂ’    空洞
１１７’    中心線ホール
１１７Ｂ    圧縮フォームプラグ
１２０    ねじ付きロッド
１２２    環状ギャップ
１３２、１３４    金型セグメント
１３６    取付穴
１３８    ねじ穴
１５０    超音波源
１５２    導波管
１５４    取付カラー
１５６    第一のカラー部
１５８    第二のカラー部
１６０    チャネル
１６２    電気ケーブル
１７０    下方ラムエクステンション
１７２、１７６    ガイドチャネル
１７４    上方ラムエクステンション    １９０    シリカガラススート
１９８    スート圧粉体
２００    スートプリフォーム集成体
２１０    光ファイバプリフォーム
２１２    焼結ガラスクラッド
【図１Ａ】
2019524619.tif 000003
【図１Ｂ】
2019524619.tif 000004
【図１Ｃ】
2019524619.tif 000005
【図２】
2019524619.tif 000006
【図３Ａ】
2019524619.tif 000007
【図３Ｂ】
2019524619.tif 000008
【図３Ｃ】
2019524619.tif 000009
【図３Ｄ】
2019524619.tif 000010
【図４】
2019524619.tif 000011
【図５Ａ】
2019524619.tif 000012
【図５Ｂ】
2019524619.tif 000013
【図６】
2019524619.tif 000014
【図７】
2019524619.tif 000015
【図８Ａ】
2019524619.tif 000016
【図８Ｂ】
2019524619.tif 000017
【図８Ｃ】
2019524619.tif 000018
【図９】
2019524619.tif 000019
【図１０】
2019524619.tif 000020
【図１１】
2019524619.tif 000021
【図１２】
2019524619.tif 000022
【図１３】
2019524619.tif 000023
【図１４】
2019524619.tif 000024
【国際調査報告】
2019524619.tif 000025
2019524619.tif 000026
2019524619.tif 000027