(57)【要約】      （修正有）【課題】長手方向屈折率プロファイル目標値からの偏差が最小となる一次プリフォームの製造方法を提供する。【解決手段】１）供給側３と排出側４とを有する中空ガラス基材チューブ２を設けるステップ、２）前記中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉１で囲むステップ、３）ガラス成形ガスを、前記供給側を介して前記中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップ、４）前記中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こる様な条件の反応ゾーン６を作り出すステップ、５）前記中空ガラス基材チューブの内表面に１つ以上のプリフォーム層を形成するために、前記供給側の近傍に位置する反転点１１と前記排出側の近傍に位置する反転点１２との間で前記中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が前記加熱炉により囲まれているステップ、の各ステップを備える製造方法とする。【選択図】図１
2011042562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部蒸着プロセスを用いた光ファイバ用一次プリフォームの製造方法であって、
ｉ）供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブを設けるステップと、
ｉｉ）前記中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉で囲むステップと、
ｉｉｉ）ガラス成形ガスを、前記供給側を介して前記中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップと、
ｉｖ）前記中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こるような条件の反応ゾーンを作り出すステップと、
ｖ）前記中空ガラス基材チューブの内表面に１つ以上のプリフォーム層を形成するために、前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間で前記中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が前記加熱炉により囲まれているステップと、
を備え、
前記加熱炉は、少なくとも２つの温度ゾーンを備え、１つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であり、「温度ゾーン」は前記中空ガラス基材チューブの長手方向におけるゾーンと解される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ステップｉｖ）で用いられる前記反応ゾーンは、プラズマであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｖ）において、前記反応ゾーンは、前記中空ガラス基材チューブの蒸着長さに沿って、１０〜４０ｍ／ｍｉｎ、好ましくは１５〜２５ｍ／ｍｉｎの速度範囲で前後に移動し、該蒸着長さは、前記中空ガラス基材チューブにおける前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間の距離として見なされる、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｉｉｉ）において用いられるガラス形成ガスは、１つ以上のドーパントを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ゲルマニウムがドーパントとして用いられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱炉は、少なくとも３つの、好ましくは少なくとも４つの温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側および前記排出側の近傍において、蒸着長さの５〜２０％を囲んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
１つの温度ゾーンと別の温度ゾーンとの間の最大温度差が５０℃より大きいことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ステップｖ）においていくつかのプリフォーム層が形成され、１つのプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配は、１つ以上の他のプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブ中で内部蒸着プロセスを用いる、光ファイバ用一次プリフォームの製造装置であって、
ｉ）前記中空ガラス基材チューブが間に取り付けられるガス注入口及びガス出口と、
ｉｉ）少なくとも蒸着長さに沿って前記中空ガラス基材チューブを囲む加熱炉であって、該蒸着長さは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間の距離と解される加熱炉と、
ｉｉｉ）中空ガラス基材チューブ内部に反応ゾーンを作り出す手段であって、蒸着プロセス間に加熱炉に配置され、中空ガラス基材チューブの前記供給側の近傍に位置する反転点と前記排出側の近傍に位置する反転点との間で前後に移動可能である手段と、
を備え、
前記加熱炉は、少なくとも２つの温度ゾーンを備え、１つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であり、「温度ゾーン」は前記中空ガラス基材チューブの長手方向におけるゾーンと解される、ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記反応ゾーンを作り出す手段は、プラズマ形式の反応ゾーンを作り出すために、マイクロ波を中空ガラス基材チューブの内表面にカップリング可能な共振器を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
加熱炉は、３つ以上の温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側および前記排出側の近傍において、蒸着長さの５〜２０％を囲んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの温度ゾーンを備える加熱炉の使用であって、
プリフォームを製造するための内部蒸着プロセスにおいて、１つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、前記蒸着プロセスにより得られたガラス層の、プリフォームの長手方向から見た屈折率に影響を与えるために、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする使用。
【請求項１３】
前記内部蒸着プロセスは、ＰＣＶＤ（プラズマ化学蒸着）プロセスであることを特徴とする請求項１２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部蒸着プロセス（internal vapour deposition process）を用いた光ファイバ用一次プリフォーム（primary preform）の製造方法に関する。この方法は、
ｉ）供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブを設けるステップと、
ｉｉ）中空ガラス基材チューブの少なくとも一部を、加熱炉で囲むステップと、
ｉｉｉ）ガラス成形ガスを、供給側を介して中空ガラス基材チューブの内部に供給するステップと、
ｉｖ）中空ガラス基材チューブの内表面にガラスの蒸着が起こるような条件の反応ゾーンを作り出すステップと、
ｖ）中空ガラス基材チューブの内表面に１つ以上のプリフォーム層を形成するために、中空ガラス基材チューブの供給側の近傍に位置する反転点と排出側の近傍に位置する反転点との間で中空ガラス基材チューブの長手に沿って反応ゾーンを前後に移動するステップであって、両方の反転点が加熱路に囲まれているステップと、
を備える。
【背景技術】
【０００２】
そのような方法は、米国特許第４，７４１，７４７号により周知である。より具体的に説明すると、上記特許は、ＰＣＶＤ法により光プリフォームを製造する方法を開示している。この方法では、１１００℃〜１３００℃の温度及び１〜３０ｈＰａの圧力で反応ガス混合物をチューブに加える間に、ガラスチューブ内部の２つの反転点間でプラズマを前後に移動することにより、ガラス層が蒸着される。光プリフォームの端部における非均一な蒸着形状の部位は、少なくとも１つの反転点の領域において、時間に対して非線形にプラズマを移動することにより低減される。
【０００３】
米国特許出願第２００３／００１７２６２号は、光ファイバプリフォームの製造方法及び製造装置に関する。該米国特許出願からは、２つの分離した熱源が、基材チューブの長手方向から見て、所定の距離離れて位置していることが知られている。２つの熱源は、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapour Deposition）プロセスの間に所定の間隔を維持しながら、基材チューブの長手方向に沿って移動する。
【０００４】
米国特許第４，６０８，０７０号は、基材チューブの長手方向に沿って温度が増加する温度プロファイルを用いて蒸着プロセスを実行するプリフォームの製造プロセスを開示している。
【０００５】
独国特許出願公開第ＤＥ３２０６１７号は、プリフォームの製造方法を開示しており、該方法では、黒鉛炉が基材チューブを囲んでいる。黒鉛炉は、付加的な熱源が設けられており、該熱源は、基材チューブに供給される混合ガスの予熱器として機能する。２つの熱源は、それらの間の間隔を維持しながら、チューブの長手方向に沿ってチューブを移動される。
【０００６】
独国特許出願公開第ＤＥ３６１９３７９号は、プリフォームを製造する方法及び装置に関し、温度変化をもたらすために、２つの同軸上に配置されたチューブが独立して加熱及び冷却される。
【０００７】
米国特許第４，３３１，４６２号は、ゾーンＩ及びゾーンＩＩで構成される所謂タンデム加熱ゾーン（tandem heating zone）を用いて、ＭＣＶＤプロセスによりプリフォームを製造する方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ファイバは、コアと、該コアを囲む外層で構成されている。外層はクラッドとも称される。コアは、通常、光が光ファイバ内を伝搬できるようにクラッドよりも高い屈折率を有する。
【０００９】
光ファイバのコアは、１つ以上の同心円層から構成されており、各同心円層は、半径方向において、特定の厚さ及び特定の屈折率又は特定の屈折率勾配を有する
【００１０】
半径方向において一定の屈折率を有する１つ以上の同心円層から成るコアを有する光ファイバは、ステップインデックス型光ファイバと称される。同心円層の屈折率とクラッドの屈折率の差は、所謂デルタ値Δｉ％として表され、以下の式に従って算出される。
【数１】
2011042562.tif 000003
ここで、
ｎｉ＝ｉ層の屈折率
ｎｃｌ＝クラッドの屈折率
である。
【００１１】
光ファイバは、所謂グラディエントインデックス（gradient index）屈折率プロファイルを有するコアが得られるように製造することも可能である。このような半径方向の屈折率プロファイルは、デルタ値Δ％と所謂アルファ値αとの両方で定義される。Δ％を決定するために、コアにおける最大屈折率が利用される。アルファ値は、以下の式により決定される。
【数２】
2011042562.tif 000004
ここで、
ｎ１＝ファイバの中心の屈折率
ａ＝グラディエントインデックスコアの半径［μｍ］
α＝アルファ値
ｒ＝ファイバにおける半径方向位置［μｍ］
である。
【００１２】
光ファイバの半径方向屈折率プロファイル（radial refractive index profile）は、光ファイバの半径方向位置の関数とした屈折率の表示と見なされる。同様に、光ファイバの半径位置の関数としてクラッドとの屈折率差を図式化することも可能である。これを半径方向屈折率プロファイルとしても見なすことも可能である。
【００１３】
半径方向屈折率プロファイルの形状、特に、コアの半径方向における、同心円層の厚さ及び屈折率若しくは屈折率勾配は、光ファイバの光学特性を決定する。
【００１４】
一次プリフォームは、コアの１つ以上の同心円層及び／又は最終プリフォームから得られる光ファイバのクラッドの一部の基礎を形成する１つ以上のプリフォーム層を備える。プリフォーム層は、多数のガラス層で形成されている。
【００１５】
ここで言及する最終プリフォームは、光ファイバを製造するファイバ線引き工程に用いられるプリフォームのことである。
【００１６】
最終プリフォーム得るために、一次プリフォームは、外部からガラスの追加層を与えられる。このガラスの追加層は、クラッド又はクラッドの一部を含む。ガラスの追加層は、一次プリフォームに直接に付けることができる。また、「ジャケット」と称される既形成のガラスチューブ内に一次プリフォームを置くことも可能である。このジャケットは、一次プリフォーム上に収縮されてもよい。最終的には、一次プリフォームは、ガラスの追加層を付加する必要がないよう光ファイバのコアとクラッドの両方を備えてもよい。その場合、一次プリフォームは最終プリフォームに一致する。半径方向屈折率プロファイルは、一次プリフォーム及び／又は最終プリフォームで測定できる。
【００１７】
最終プリフォームの長さ及び直径は、最終プリフォームから得られる光ファイバの最大長を決定する。
【００１８】
光ファイバの製造コストを低減するため、及び／又は、一次プリフォームの生産量を増大するためには、最終プリフォームに基づいて、要求される品質基準を満たす光ファイバの最大長を作り出すことが目標となる。
【００１９】
最終プリフォームの直径は、一次プリフォームに厚い追加ガラス層を付けることにより増大させることができる。光ファイバの光学特性は、半径方向屈折率プロファイルにより決定されるので、追加ガラス層の厚さは、常に、コア、より具体的には光ファイバのコアにおける１つ以上の同心円層、を形成する一次プリフォームのプリフォーム層の層厚に、正確に比例していなければならない。その結果、一次プリフォームに追加的に付けられたガラス層の層厚は、内部蒸着プロセスにより形成されたプリフォーム層の厚さにより制限される。
【００２０】
最終プリフォームの長さは、一次プリフォームの長さ、より詳細には有効長を大きくすることにより増大させることができる。「有効長」は、光学特性が所定の許容限度内にある一次プリフォームの長さと解される。この許容限度は、目標とする品質基準を満たす光ファイバが得られるよう選択される。
【００２１】
一次プリフォームの有効長を決定するために、その長手に沿った多数の位置で半径方向屈折率プロファイルが測定され、その後、該測定に基づいて、各プリフォーム層に対する所謂長手方向屈折率プロファイル及び長手方向幾何学（ジオメトリ）プロファイルが作成される。
【００２２】
このような「長手方向屈折率プロファイル」は、プリフォーム層の屈折率を、一次プリフォームの長手方向位置の関数としてグラフで示したものと解される。
【００２３】
「長手方向幾何学プロファイル」は、プリフォーム層の厚さを、一次プリフォームの長手方向位置の関数としてグラフで示したものと解される。
【００２４】
一次プリフォームの有効長に悪影響を及ぼすファクターの１つは、所謂「テーパ（taper）」である。「テーパ」という用語は、一次プリフォームの端部近傍領域における光学特性及び／又は幾何学的特性の偏差と解される。
【００２５】
光学的テーパは、屈折率偏差に関係し、一方、幾何学的テーパは、プリフォーム層の層厚の偏差に関係する。
【００２６】
一次プリフォームがいくつかのプリフォーム層で構成される場合、プリフォーム層の光学的および幾何学的テーパは、互いに異なる可能性がある。
【００２７】
本発明の目的は、光学的テーパが、実質的に幾何学的テーパとは無関係に影響を受ける一次プリフォームの製造方法および製造装置を提供することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、目標とする屈折率プロファイルからの長手方向屈折率プロファイルの偏差が最小となる一次プリフォームの製造方法および製造装置を提供することである。
【００２９】
本発明のさらに別の目的は、プリフォーム層の屈折率が、蒸着プロセスの間に一次プリフォームの長手に沿って影響を受けることができる一次プリフォームの製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
イントロダクションに記載した本発明は、加熱炉が、少なくとも２つの温度ゾーンを備え、１つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であり、「温度ゾーン」は前記中空ガラス基材チューブの長手方向におけるゾーンと解される、ことを特徴とする。従って特に、本発明は、基材チューブの長手に沿って延びる温度ゾーンに関する。当然のことながら、半径方向で見た場合に温度勾配は存在するかもしれないが、このような勾配は本発明の温度ゾーンと混同してはならない。
【００３１】
本発明者は、内部蒸着プロセス間の基材チューブの温度が屈折率に影響を及ぼすことを見いだした。中空ガラス基材チューブの温度は、既に蒸着されたガラス層及び／又はプリフォーム層を含んだ中空ガラス基材チューブの温度と解される。基材チューブの温度は、中空ガラス基材チューブの各部が位置する温度ゾーンの温度又は温度勾配に対応する。本発明者は、驚いたことに、蒸着プロセス間の基材チューブの温度は、ドーパントが蒸着されたガラスに組み込まれる効率にとって重要であることを見いだした。本発明によれば、基材チューブの長手に沿って前後に移動する反応ゾーンは、静止した位置で基材チューブを囲んでいる加熱炉の分離部分（separate part）として見なされることを留意されたい。本発明の枠組みの中で、加熱炉は、蒸着に必要な反応ゾーンと混同してはならない。
【００３２】
より詳細には、この理論に縛られることを望むものではないが、本発明者は、蒸着プロセス間の中空ガラス基材チューブの高い温度が、１つ以上のドーパント、特に酸化ゲルマニウムを蒸発させる、又は、ガラスに組み込まれた１つ以上のドーパント、すなわち酸化ゲルマニウムの形をしたゲルマニウムが高い温度の結果として減少する、と推測する。基材チューブの長手に沿って前後に移動可能な反応ゾーンは、中空ガラス基材チューブの内表面のガラスの効果的な蒸着に極めて重要であることを更に留意されたい。
【００３３】
本発明によると、このように加熱炉に温度ゾーンを設けることにより、中空ガラス基材チューブの温度がその蒸着長さに沿って互いに異なる値に設定されるように、基材チューブの長手、より具体的には蒸着長さに沿って温度プロファイルを作り出すことができることが見いだされる。「蒸着長さ」は、中空ガラス基材チューブの供給側近傍に位置する反転点と排出側近傍に位置する反転点との間の距離と解される。従って、蒸着長さは、ガラス層が蒸着される中空ガラス基材チューブの長手方向の一部に相当する。
【００３４】
前述の温度プロファイルは、基材チューブの長手に沿った屈折率に影響を及ぼすことを可能とし、その結果として、基材チューブの長手に沿って蒸着したガラスの屈折率の目標値からの偏差を低減することができる。
【００３５】
本発明者は、この方法を用いることにより、実質的に一定の加熱炉温度を用いて形成された一次プリフォームの有効長と比較して、一次プリフォームの有効長を増大できることを見いだした。
【００３６】
また、本発明者は、幾何学的テーパに重大な影響を与えることなく、光学的テーパを低減できることを見いだした。
【００３７】
このように、１つ以上の上記の目的は、本発明に係る方法を用いて達成される。
【００３８】
別の好適な実施形態では、内部蒸着プロセスはＰＣＶＤプロセスである。この場合、反応ゾーンはプラズマである。該プラズマは、好適には、ステップｖ）において中空ガラス基材チューブの蒸着長さに沿って、１０〜４０ｍ／ｍｉｎ、好ましくは１５〜２５ｍ／ｍｉｎの速度範囲で前後に移動する。
【００３９】
好適な実施形態において、ステップｉｉｉ）で用いられるガラス形成ガスは、１つ以上のドーパント、好ましくはゲルマニウムを含む。該ドーパントは、蒸着されたガラスの屈折率に影響を及ぼす。蒸着されたガラスの屈折率は、ドーパントを用いることにより影響される。屈折率を増大させるドーパントの例は、ゲルマニウム、リン、チタンおよびアルミニウム、又はそれらの酸化物である。屈折率を減少させるドーパントの例は、ホウ素又はその酸化物、およびフッ素である。好ましくは、屈折率を増加させるドーパントとしてゲルマニウムが用いられ、屈折率を減少させるドーパントとしてフッ素が用いられる。特別な実施形態において、ゲルマニウムとフッ素の組み合わせがドーパントとして用いられる。
【００４０】
本発明に係る方法の別の特別な実施形態において、加熱炉は、少なくとも３つの温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、前記中空ガラス基材チューブの前記供給側および前記排出側の近傍において、蒸着長さの５〜２０％を囲んでいる。従って、蒸着長さが１２００ｍｍの実施形態において、基材チューブの供給側および排出側近傍における温度ゾーンの長さは、６０〜２４０ｍｍである。
【００４１】
３つ以上の温度ゾーンは、供給側近傍、排出側近傍、及びそれらの間の蒸着長さ一部において、基材チューブの温度を蒸着長さに沿って独立して設定することを可能とする。このように、供給側近傍の光学的テーパおよび排出側近傍の光学的テーパは、互いに独立して影響を受ける。
【００４２】
別の特別な実施形態において、加熱炉は、少なくとも４つの温度ゾーンを備え、１つのゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配とは独立して設定可能である。このような実施形態において、基材チューブの供給側および排出側近傍において蒸着長さに沿って基材チューブの温度に影響を及ぼすだけでなく、それらの間の領域の温度を少なくとも２つの温度ゾーンに分割し、一方の温度ゾーンの温度を他方の温度ゾーンとは独立に設定することも可能である。
【００４３】
本発明に係る方法の特別な実施形態において、１つの温度ゾーンと別の温度ゾーン間の最大温度差は、５０℃より大きい。
【００４４】
本発明に係る更に別の特別な実施形態においては、ステップｖ）においていくつかのプリフォーム層が形成され、１つのプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配は、１つ以上の他のプリフォーム層が形成される間における温度ゾーンの温度又は温度勾配とは独立して設定可能である。
【００４５】
この実施形態は、各プリフォーム層に対して互いに異なるドーパントレベルのプリフォーム層が用いられる状況において、中空ガラス基材チューブの蒸着長さに沿って最適な温度プロファイルを設定することを可能とする。
【００４６】
本発明は、更に、供給側と排出側とを有する中空ガラス基材チューブ中で内部蒸着プロセスを用いる、光ファイバ用一次プリフォームの製造装置に関する。この装置は、
ｉ）中空ガラス基材チューブが間に取り付けられるガス注入口及びガス出口と、
ｉｉ）少なくとも蒸着長さに沿って中空ガラス基材チューブを囲む加熱炉と、
ｉｉｉ）中空ガラス基材チューブ内部に反応ゾーンを作り出す手段であって、蒸着プロセス間に加熱炉に配置され、中空ガラス基材チューブの供給側の近傍に位置する反転点と排出側の近傍に位置する反転点との間で前後に移動可能である手段と、を備え、
加熱炉が、少なくとも２つの温度ゾーンを備え、１つの温度ゾーンの温度又は温度勾配は、他のゾーンの温度又は温度勾配から独立して設定可能であることを特徴とする。
【００４７】
好適な実施形態において、反応ゾーンを作り出す手段は、プラズマ形式の反応ゾーンを作り出すために、マイクロ波を中空ガラス基材チューブの内表面にカップリング可能な共振器（resonator）を備える。
【００４８】
更に別の好適な実施形態において、加熱炉は、３つ以上の温度ゾーンを備え、該温度ゾーンのそれぞれは、中空ガラス基材チューブの供給側および排出側の近傍において、蒸着長さの５〜２０％を囲んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
本発明は、多くの図面を参照して実施形態によってより詳細に説明されるが、本発明は実施形態に限定されないことを留意されたい。
【００５０】
【図１】内部蒸着プロセスを実施するための装置の概略図である。
【図２】本発明に係る内部蒸着プロセスを実施するための装置の概略斜視図である。
【図３】一次プリフォームの長手方向屈折率プロファイルを示す図である。
【図４】加熱炉の温度プロファイルを示す図である。
【図５】補正された長手方向屈折率プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１には、光ファイバの一次プリフォームを製造するための内部蒸着プロセスを行う装置１００が概略的に図示されている。装置１００は、加熱炉１を備える。加熱炉１は、少なくとも中空ガラス基材チューブ２の蒸着範囲５を囲んでいる。
【００５２】
蒸着長さ５は、ガラス層が蒸着される中空ガラス基材チューブ２の長さの一部に相当する。言い換えると、蒸着長さ５は、中空ガラス基材チューブの供給側近傍に位置する反転点１１と排出側近傍に位置する反転点１２との間の距離に相当する。反転点は、反応ゾーン６の移動方向が反対方向に反転する中空ガラス基材チューブ２の長手方向位置、と理解される。加熱炉１は、蒸着プロセスの間、すなわち少なくともステップｖ）の間、蒸着長さ５を囲んでいる。蒸着プロセスの完了後、基材チューブ２は、加熱炉１から取り外され、更なる処理が行われる。
【００５３】
中空ガラス基材チューブ２は、供給側３と、排出側４とを有する。供給側３及び排出側４は、それぞれ、ガス注入口及びガス出口（図示せず）の間に配置できる。供給側３及び排出側４は、中空ガラス基材チューブ２の内部体積が外気圧から分離されるように、Ｏリングシールが設けられたシリンダー状の通路によって締め付けられてもよい。このような構造は、ポンプ（図示せず）がガス出口に接続されたときに、減圧状態での蒸着プロセスを可能とする。
【００５４】
前記シリンダー状の通路は、蒸着プロセスの間に基材チューブが連続的又は段階的に回転できるよう回転式の実施形態に用いられてもよい。
【００５５】
蒸着プロセスの間、反応ゾーン６は、ガラス層を形成するために、中空ガラス基材チューブ２の内部を中空ガラス基材チューブ２の長手に沿って供給側３近傍の反転点１１と排出側４近傍の反転点１２との間（この長さは、蒸着長さ５とも称される）で前後に移動する。反応ゾーン６の幅７は、蒸着長さ５よりも小さい。本発明は、反応ゾーンが低圧プラズマであるＰＣＶＤ型の蒸着プロセスに特に適している。「低圧」という用語は、プラズマが基材チューブ内において約１〜２０ｍｂａｒの圧力で生成されることを意味すると理解される。
【００５６】
ドープ又は非ドープのガラス形成ガスが中空ガラス基材チューブ２の供給側３に供給される間、ガラス層（図示せず）が中空ガラス基材チューブ２の内側に蒸着長さ５に沿って蒸着される。
【００５７】
多かれ少なかれ供給側３に供給されたガラス形成ガスの一定組成を用いて蒸着された多数のガラス層は、このようにしてプリフォーム層を形成する。
【００５８】
ガラス形成ガス組成に所定の変形を加えることにより、プリフォーム層を形成することも可能である。このようなプリフォーム層は、例えば、グラディエントインデックス型光ファイバ用一次プリフォーム用の一次プリフォームの製造に用いられる。
【００５９】
蒸着プロセスの完了後、内部にプリフォーム層が蒸着した基材チューブ２は、崩壊プロセス（collapse process）とも称される収縮プロセスにより、固体ロッド内に固められる。
【００６０】
中空ガラス基材チューブ２内に反応ゾーンを生成する手段は、米国特許出願第２００７／０２８９５３２号、米国特許出願第２００３／０１５９７８１号、及び米国特許出願第２００５／０１７２９０２号、米国特許第４，８４４，００７号、米国特許第４，７１４，５８９号、米国特許第４，８７７，９３８号から知られている共振器（resonator）を備えることが望ましい。このような共振器は、基材チューブ２を取り囲んでおり、蒸着プロセスの間、蒸着長さに沿って前後に移動する。
【００６１】
図２は、特別な実施形態に係る装置１００の斜視図である。図２には、３つの温度ゾーン８，９及び１０が概略的に図示されている。例えば、温度ゾーン８，９及び１０は、加熱炉１内の基材チューブの長手方向における様々な位置に、個々に制御可能な発熱体（図示せず）を配置することにより作り出すことができる。例えば、カーボンエレメントが適切な発熱体である。しかしながら、本発明は、カーボンエレメントに限定されない。原則として、最大温度が約１４００℃に達する発熱体が適している。温度ゾーンの幅は必要に応じて設定可能であり、各温度ゾーンごとに必ずしも同一でなくてもよい。長手方向において基材チューブの温度設定を正確に行うために、互いに異なる長さの温度ゾーンを実現するのが望ましいかもしれない。
【００６２】
温度ゾーン８，９，１０は、例えば酸化アルミニウム等の断熱材からなる１つ以上の分離エレメント（図示せず）により互いに分離されてもよい。断熱性の分離エレメントは、温度ゾーンにおいて基材チューブ２の温度を一定に維持することを可能とする。断熱性の分離エレメントがない場合、特に、隣接する温度ゾーン間の移行部近傍において、基材チューブ２の温度が変動するであろう。可能性がある。図２は、３つの温度ゾーン８，９及び１０を備える加熱炉１を示しているが、本発明は、このような実施形態に限定されない。
【００６３】
（比較例）
１つのプリフォーム層を備えるステップインデックス型一次プリフォームは、従来技術のプラズマ化学蒸着プロセス（ＰＣＶＤ）用いて製造される。該プロセスでは、加熱炉１の温度は、中空ガラス基材チューブの長手方向に沿って実質的に一定値に維持され、目標の屈折率差０．３３５％を得るために、ドーパントとしてゲルマニウムが用いられる。蒸着プロセスが完了すると、結果として生じる中空ガラス基材チューブ２が一次プリフォームに固められ、その後、例えばPhoton Kinetics社から市販されている「２６００プリフォームアナライザ」等のプリフォームアナライザを用いて、該一次プリフォームの長手方向に沿った多数の位置において半径方向屈折率プロファイルが測定される。その後、得られた半径方向屈折率プロファイルに基づいて、一次プリフォームのプリフォーム層に対して、長手方向の屈折率が測定される。このようにして、図３に示されるような長手方向の屈折率プロファイルが取得される。縦軸は屈折率差デルタ％（Δ％）を示し、横軸は一次プリフォームの長手方向の位置を示す。水平の破線により表されたΔｉ％に対する目標値は、０．３３５％である。
【００６４】
図３は、取得されたΔ％の値が、一次プリフォームの長手方向に沿って目標値からはずれていることを明確に示している。
【００６５】
特に、一次プリフォームの端部における偏差（図３の左側および右側に対応）は、一次プリフォームの有効長を著しく低下させている。
【００６６】
（実施例）
図３に示す長手方向屈折率プロファイルに基づいて、コンピュータモデルを用いて、加熱炉１に対する（長手方向の）温度プロファイルがその後決定される。この温度プロファイルは、目標値からの屈折率の偏差（Δ％で表される）を低減するために用いられる。目標値は、本実施例において０．３３５％である。
【００６７】
図４は、上記のようにして決定された温度プロファイルを示す。図４では、縦軸は加熱炉温度を示し、横軸は一次プリフォームの位置を示す。図３に示される一次プリフォームの位置は、図４において中空ガラス基材チューブ２の位置に対応する。
【００６８】
図４における垂直な実線は、６つの温度ゾーンＺ１〜Ｚ６に対応する。このように、例えば、温度ゾーンＺ２は、１６０ｍｍの位置から始まり３１０ｍｍの位置で終わり、ゾーンＺ３は、３１０の位置から始まり５７５ｍｍの位置で終わる。本発明は、６つの温度ゾーンを備える実施形態に限定されないことを留意されたい。
【００６９】
温度ゾーンは、絶縁パーティションにより分離されておらず、隣接する温度ゾーン間で多かれ少なかれスムースな温度遷移が生じることを更に留意されたい。
【００７０】
図３から、例えば、屈折率差は温度ゾーンＺ３の大部分において目標値（０．３３５％）よりも低く、一方、温度ゾーンＺ４の大部分において、屈折率差は目標値よりも高いことが導かれる。これらの結果に基づくと、温度ゾーンＺ３及びＺ４のぞれぞれの温度は、上述の偏差が低減するように設定するのが望ましい。
【００７１】
このように、図４に示された温度プロファイルに基づいて、図５に示される長手方向屈折率プロファイルに相当する長手方向屈折率プロファイルを有するプリフォームを製造することができる。図５において、縦軸は屈折率差Δ％を示し、横軸は一次プリフォームの長手方向における位置を示す。
【００７２】
図３に示される偏差と比較して、実質的に一次プリフォームの全長に沿って、設定値である０．３３５％に関してΔ％の偏差が大幅に低減されていることは非常に明らかである。
【００７３】
特に、図５は、一次プリフォームの端部における屈折率差の偏差が大幅に低減されていることを示している。このように、本発明に係る方法及び装置は、一次プリフォームの有効長を増大させることを可能とする。
【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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【外国語明細書】
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