(57)【要約】  本発明は、堆積されたスート内の水分およびガラス表面への水分の拡散を最少化する、ガラス表面上へ微粒子の堆積方法および装置に関する。本発明は、第１のスート層を第１の前進移動速度をもってガラス表面上に堆積させ、第２のスート層を第２の前進移動速度をもって堆積させることを含む。
2007510611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の微粒子生成用バーナと、１本の固結されたガラスロッドとの間で相対的な往復運動を生じさせ、
前記固結されたガラスロッド上に、その長手方向に沿って、第１のガラス微粒子層を第１の方向の第１の移動速度をもって堆積させ、
前記第１のガラス微粒子層上に、第２のガラス微粒子層を前記第１の方向の第２の移動速度をもって焼結を伴わずに堆積させる諸ステップを含み、
前記第１の移動速度を前記第２の移動速度よりも速くしたことを特徴とする、光ファイバ・プリフォームの作成方法。
【請求項２】
前記第１の移動速度を少なくとも約７ｃｍ／ｓとしたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のガラス微粒子層の厚さを少なくとも約５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の方向とは反対の第２の方向の移動速度を、前記第１の方向の前記第１の移動速度よりも速くしたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第２のガラス微粒子層を堆積させるステップが、少なくとも２個の微粒子生成用バーナをもって微粒子を堆積させることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス微粒子（soot）を堆積させるための方法および装置に関し、特に、光ファイバ・プリフォームを作成するための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ内の水分は、光ファイバに沿って伝播する光信号の望ましくない減衰の源である。ここで用いられる水分とは、Ｈ２Ｏ，ＯＨまたはＨ分子を含む。シリカ（ＳｉＯ２）は上記水分形態（Ｈ２Ｏ，ＯＨまたはＨ）の一つと反応してＳｉＯＨを形成し得る。このＳｉＯＨ基は波長１３８０ｎｍにおいて強く光を吸収して上述した減衰の原因となる。光ファイバ中のＳｉＯＨは、１３１０ｎｍ帯で動作する光ファイバの減衰特性を悪化させるのみでなく、１５１０ｎｍもの長い波長で動作する光ファイバの減衰をも増大させる可能性がある。
【０００３】
光ファイバから水分を除去するための前処理は、光ファイバ・プリフォームを固結させ（consolidate、透明ガラス化）かつこの固結されたプリフォームから光ファイバを線引きするのに先立って、ハロゲンガス（例えば塩素ガス）を用いてプリフォームを乾燥させることを含む。一般にこの乾燥工程は、約８００〜１２００℃の温度で行なわれ、プリフォームの外周面および中心孔の双方が上記ハロゲンガスに曝される。
【０００４】
しかしながら、多段階工程を用いた、コアがセグメント化されたファイバの製造過程においては、或る環境における上述した乾燥工程は、プリフォームの固結されたガラス領域中のＳｉＯＨ濃度を上記許容できるレベルまで減らすのに不十分であるかもしれない。
【０００５】
外付け気相堆積法（ＯＶＤ）のような、現在の一般的な光ファイバ製造法においては、光ファイバの製造が、最初にコア棒（core cane）を形成することから開始される。次の工程で、さらなるガラスがコア棒上に形成されて、線引き用プリフォームを形成する。次にこの線引き用プリフォームが光ファイバに線引きされる。この多段階製造工程は、コア棒が種々の光ファイバ構造のための根幹となり、かつこのコア棒は、必要に応じて容易に貯蔵できるので、製造上の顕著な融通性を備えている利点がある。多段階製造工程においては、１層または複数層の追加のガラス層が１本のコア棒上に１工程または複数工程で形成される。上記追加のガラスは、１個または複数のガラス管をコア棒の上に熱融着させるによって（スリービング法）、あるいはガラス微粒子をコア棒上に堆積させ（堆積法）かつこの微粒子を加熱して固結させることによって、あるいは上記スリービング法および上記堆積・固結法の併用によって形成することができる。上記追加のガラスは、追加のコアガラス、クラッドガラス、またはコアガラスとクラッドガラスとの双方を含む。
【０００６】
堆積法が用いられて、光ファイバ・プリフォームのコア領域内に、あるいはコア領域に隣接させてガラスを付加する場合、微粒子からなる追加の層により、多くのコアセグメントを形成することが可能になる。これらセグメントの屈折率は各セグメント内で変化させることができ、あるいは、セグメント間で屈折率を変えることができる。上述した方法のような多段階工程は、特許文献１に記載されており、このようなセグメント化されたコアを備えた光ファイバの製造に特に適している。
【０００７】
環状に対称的な多孔質コアプリフォームは、図１に示された外付け気相堆積（ＯＶＤ）法により形成することができる。図１に示された実施例においては、特許文献２に開示されたものと類似の方法によって、光ファイバ・コアプリフォームが形成される。図１を参照すると、先細の出発部材、すなわち心棒１０の大径側の端部が、環状の突縁１４を備えたガラス管１２（以下ハンドル１２と呼ぶ）に挿入される。突縁１４は、プリフォーム２４をハンドル１２に固着させ、このハンドル１２が後工程においてプリフォーム２４を支持する。ハンドル１２を心棒１０に固定するのには、特許文献３に開示されているようにシム（図示せず）を用いることができる。心棒は、微粒子プリフォームから取り外すのを容易にするために、カーボン微粒子層を備えていてもよい。心棒１０は、例えば特許文献４に開示された形式の単一バーナ２０に対して、矢印１６，１８によって示されているように、回転され、かつ移動せしめられる。燃料ガスと、酸素または空気とが供給源（図示せず）からバーナ２０に供給される。この混合ガスが燃焼せしめられて、バーナ２０から放出される火炎を発生させる。ガスと蒸気の混合物は、火炎中で酸化されて、心棒１０に向かって流れる微粒子流２２を形成する。ガスと蒸気の混合物をバーナ２０に供給するのに適した方法は、この分野では良く知られており、特許文献５，６および７を参照すると、このような方法が記載されている。１個または複数個の補助的バーナ（図示せず）を用いて、微粒子堆積中の多孔質微粒子プリフォームの一端または両端に火炎を向かわせて中断を防止してもよく、補助的バーナを使用することは特許文献８に教示されている。
【０００８】
バーナ２０は一般に、その面への微粒子の集積を最少にしながら、許容し得る高い堆積速度および効率を満足させる条件下で作動される。このような条件下で、良好に集束された微粒子流２２がバーナ２０から心棒１０に向かって流れるように、バーナのオリフィスからのガスおよび反応物質の流量、ならびにこれらオリフィスのサイズおよび位置ならびに軸線の方向が設定される。さらに、バーナから短い距離をおいて配置された筒状のシールド（図示せず）が、微粒子流２２が周囲の空気を流すのを防止し、かつ層流を整える。多孔質微粒子プリフォーム２４は、心棒１０がバーナ２０に対して多数回移動せしめられてシリカ微粒子を堆積させることによって形成される。この移動は、回転する心棒１０に沿ってバーナ２０を往復移動させることによって行なっても、バーナ２０および心棒１０の双方の直線運動の組合せによって行なってもよい。多孔質プリフォーム２４は、コアガラスのみを含むものであってもよいが、プリフォーム２４が、コアガラスと、クラッドガラスの少なくとも一部とを含むものであってもよい。微粒子プリフォーム２４の堆積後、心棒１０がプリフォーム２４から引き出され、かつ心棒１０がハンドル１２を通じて引き抜かれ、これによって、図２に示されているように、多孔質プリフォーム２４内に長手方向の孔２６が残り、この孔１６を通じて乾燥用ガスを流すことができる。一般に乾燥用ガスはＣｌ２である。優れた乾燥用ガスしてＳｉＣｌ４を用いてもよい。
【０００９】
多孔質プリフォーム２４の乾燥は、孔２６のハンドル１２側とは反対側の端部に毛細管２８の短い部分を挿入した状態でプリフォーム２４を炉内に配置することにより容易になる。乾燥用ガスはハンドル１２を通じて孔２６内に流入し、矢印３０で示すように、毛細管２８を通じて流出する。初期には毛細管２８は、乾燥用ガスがプリフォーム２４の中心部分から水分を追い出すことを許容するが、多孔質プリフォーム２４が固結炉内に挿入されているので、毛細管２８の孔が閉じ、これによって、それ以降は、矢印３２で示されているように、すべての乾燥用ガスがプリフォームの隙間を通って流れる。乾燥用ガスはまた、プリフォーム２４の外周面に沿ってガスが流れるように固結炉内に導入される。
【００１０】
乾燥用ガスを流しながら、プリフォームを固結炉のホットゾーン内に差し入れることによって、プリフォーム２４の固結が開始される。適当な固結炉の例は、特許文献４，９に開示されている。特許文献９に開示されている走査式固結炉は、コイルをプリフォームに沿って動かすことによって、プリフォーム内に熱を発生させる。コイルをプリフォームに沿ってゆっくりと動かすことによって、急激なホットゾーンを発生させることができるが、コイルの迅速な往復移動によって、プリフォームを等温加熱することもできる。さらに、走査式固結炉の温度は容易に調整可能である。
【００１１】
固結後、図３に示されているように、毛細栓の存在によって、プリフォームの端部３４においてプリフォームの孔２６が閉塞されている。もし栓を用いない場合には孔２６が開いたままになるが、この場合には、端部を加熱しつまむなどの方法によって、固結後は孔２６が端部３４において閉塞される。
【００１２】
光ファイバのコア領域の少なくとも一部を形成する、図３の固結されたプリフォーム３６は、次に延伸されて、図４に示されているような中間的なガラスロッド、すなわちコア棒４６にされ、次にこのコア棒４６に、図５に示されているようにさらなるガラス層が施される。
【００１３】
コア棒は通常の再延伸炉内で作成され、固結されたプリフォーム３６が光ファイバの線引き温度よりも若干低い温度に加熱されて、そこからコア棒４６が延伸される。シリカプリフォームについては約１９００℃の温度が適している。コア棒４６を作成するのに適した方法が図４に示されている。固結されたプリフォーム３６は、ハンドル１２を支持する可動ヨーク３８から懸垂される態様で再延伸炉内に取り付けられ、ヒータ４０によって加熱される。減圧コネクタ４２がハンドル１２に接続され、プリフォームの孔２６は、矢印４１に示されているように排気される。プリフォーム３６の下端に取り付けられたガラスロッド４２が、モータ駆動の牽引機４４によって牽引され、これによってコア棒４６が形成される。孔２６内の気圧が大気圧よりも低いために、コア棒４６が延伸されるにつれて孔２６は容易に閉じる。さらなる微粒子を堆積させるための心棒として利用される典型的なコア棒の外径は４〜１０ｍｍの範囲内が好ましい。
【００１４】
このように作成されたコア棒４６のセグメントが旋盤に取り付けられて、図５に示すように、そして図１と同様に、バーナ１６に対して回転および移動せしめられる。シリカ微粒子からなる多孔質層４８がコア棒４６の表面上に堆積され、コア棒４６と微粒子層４８とを含む複合プリフォーム５０を形成する。微粒子層４８は追加のコアガラスを形成し、あるいは微粒子層４８は、クラッドガラスの少なくとも一部を形成する。複合プリフォーム５０は、従来の方法で乾燥されかつ固結される。この固結された光ファイバ・プリフォームが光ファイバに線引きされることが好ましい。
【００１５】
任意的かつ例示的な光ファイバのコア領域５４の屈折率プロファイル５２が図６に示されている。屈折率プロファイルまたは単に率プロファイルという語は、Δと、コアの選択された部分の半径との関係であり、Δは下記の式で定義される。すなわち、
Δ＝（ｎｉ２−ｎｃ２）／２ｎｉ２
ここで、ｎｉはセグメントｉの屈折率プロファイルの最大屈折率、ｎｃは基準領域における屈折率で、通常はクラッド層の最小屈折率を採る。比屈折率はパーセントで表現され、ここではΔ％で示されている。図６におけるコア領域５４は、少なくとも一つのセグメントを含むが、二つ、三つまたはそれ以上のセグメントを含んでいてもよい。図６に示された光ファイバは、例えばゲルマニウムがドープされた、ドーパントで屈折率が増大した領域５６を有する。この光ファイバは、随意的に、例えば硼素または弗素がドープされた、ドーパントで屈折率が減少した領域５８、ドーパントで屈折率が増大した（例えばゲルマニウムがドープされた）環状領域６０、およびドーパントで屈折率が減少した（例えば硼素または弗素がドープされた）領域６２を有する。コア領域５４にはクラッド領域６４が連接している。クラッド領域の一つの好ましい形式は、何もドープされていないシリカである。コア領域５４は、コア領域５４が少なくとも一つのセグメントを有することを除き、コアセグメントの数は限定されない。
【特許文献１】米国特許第４,４５３,９６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４,４８６,２１２号明細書
【特許文献３】米国特許第４,２８９,５１７号明細書
【特許文献４】米国特許第４,１６５,２２３号明細書
【特許文献５】米国特許第３,８２６,５６０号明細書
【特許文献６】米国特許第４,１４８,６２１号明細書
【特許文献７】米国特許第４,１７３,３０５号明細書
【特許文献８】米国特許第４,１８０,２７６号明細書
【特許文献９】米国特許第４,７４１,７４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
１本のガラスコア棒上に１層または複数層のガラス微粒子層が堆積される上述のような多段階製造工程により形成された光ファイバ内に存在するかなりの水分源は、複合光ファイバ・プリフォームを乾燥させ固結させる後工程中におけるこのプリフォームの微粒子層の不完全な乾燥に起因すると見なされてきた。この余分な水分が、固結熱処理の間にプリフォームのコア領域に移動すると思われていた。しかしながら、本発明者等は、その後のガラス微粒子の堆積中にガラスコア棒内に組み入れられるかなりの水分源が、ガラス微粒子先駆物質の加水分解に一般に用いられる水素を含む火炎の酸化により生じることを発見した。このように形成された水分がコア棒の表面上に堆積される可能性がある。さらに本発明者等は、コア棒の再吸湿によるコア棒内への水分の移動が、コア棒上への微粒子の堆積時の工程パラメータに左右されることをも発見した。特に、コア棒の種々の領域の局部的温度と、これらの局部的領域が特定の温度になる時間とが、吸収される水分量における重要な役割を果たす。このような態様でコア棒内に吸収される可能性のある水分は、プリフォームの乾燥または固結時に十分に除去されずに、線引きされた光ファイバ内に残存する可能性がある。吸収された水分はシリカと反応して、約１３８０ｎｍにおいて広帯域減衰を有するＳｉＯＨを形成し、次には遠隔通信業界で用いられる動作波長領域、すなわち動作帯域における減衰を増大させる原因となり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一つの実施の形態は、光ファイバ・プリフォームの作成方法を含み、この方法は、少なくとも１個の微粒子生成用バーナと、１本の固結されたガラスロッドとの間で相対的な往復運動を生じさせ、上記固結されたガラスロッド上に、その長手方向に沿って、第１のガラス微粒子層を第１の方向の第１の移動速度をもって堆積させ、上記第１のガラス微粒子層上に、第２のガラス微粒子層を上記第１の方向の第２の移動速度をもって焼結を伴わずに堆積させる諸ステップを含む。上記第１のガラス微粒子層の厚さは、少なくとも約５ｍｍとすることが好ましく、５ｍｍと２０ｍｍの間がより好ましい。
【００１８】
上記第１の方向の上記第１の移動速度は少なくとも約７ｃｍ／ｓとすることが好ましく、少なくとも約１０ｃｍ／ｓとすることがより好ましい。第２の方向の移動速度は、上記第１の方向の第１の移動速度よりも速くすることが好ましい。上記第２の方向の堆積速度は実質的にゼロであることが好ましい。
【００１９】
本発明の別の実施の形態は、ガラスロッド上にガラス微粒子を堆積させる装置を含む。この装置は、少なくとも１個の微粒子生成用バーナと、１本のガラスロッドを取り付けるための可動支持体と、この支持体と協働して支持体の第１の転換点における運動を禁止すべく整列せしめられた、ピストンおよび粘性流体を備えたダンパー装置とを有する。
【００２０】
本発明のさらなる特徴および利点は下記に詳細に記載されており、当業者であれば、その記載から一部が直ちに明らかになり、あるいは詳細な説明、請求項および添付された図面を含んで下記に記載された本発明を実施することによって、本発明を認識するであろう。
【００２１】
上述した本発明の概略説明ならびに下記に記載する本発明の実施の形態の詳細な説明は、請求項に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または骨組みの提供を意図したものであることを理解すべきである。添付された図面は、本発明をさらに理解するために用意されたものであって、本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成するものである。図面は本発明の種々の実施の形態を示し、上記記載とともに、本発明の原理および動作の説明に資するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、ガラスの表面へ微粒子を堆積させるための方法および装置に関するものである。上記ガラスの表面はガラスロッドの表面であることが好ましい。このガラスロッドは、中実なガラス、またはガラスロッドの長手方向の軸線に沿って形成された孔を有するものであってもよい。このガラスロッドはコア棒であることが好ましい。コア棒とは、プリフォームからこのコア棒を用いて最終的に線引きされる光ファイバの少なくともコアガラス部分を含む固結されたガラスロッドを意味する。
【００２３】
微粒子堆積工程において水素を含む燃料の燃焼を用いる場合には、光ファイバ・プリフォームのコア領域の再吸湿が、低損失光ファイバの製造において考慮すべき重大な事柄である。セグメント化されたコアを備えた光ファイバを含むが、それに限定されない、多段階工程をもって製造された光ファイバにとって、再吸湿は特に厄介な問題である。多段階工程とは、最初にガラスロッドまたはコア棒が従来の方法で作成され、次工程においてコア棒上に堆積されるコアの次のセグメントまたはクラッド層をガラス微粒子の堆積によって形成するための心棒として、このコア棒を役に立てる光ファイバ・プリフォームの製造法を意味する。シングル・モード光ファイバにおいては、光学的パワーの大部分が光ファイバのコア領域内を伝播し、かつそのパワー分布はコア領域の中心に向かって顕著に集中するので、最初のガラスコアロッドが再吸湿すると、高い光学的パワーレベルを有する光ファイバの領域に高い水分濃度が存在することになるので、光ファイバの減衰特性に重大な悪影響を与える可能性がある。光ファイバにおける光学的損失、すなわち減衰を最少化するためには、ガラスコア棒の表面に吸収されるＯＨの量を最少化することが好ましい。例えば、標準的なステップインデックス・シングルモード光ファイバについては、コア棒と微粒子との境界部におけるコア棒の水分含有量は７ppm・μｍ（重量ppm）未満、好ましくは０．５ppm・μｍ未満でなければならない。ここで、ppm・μｍの単位は、ガラス表面からの半径方向の距離の関数としてのＯＨ濃度の測定の結果から生じる。例えばＯＨ濃度の測定は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）を用いてガラスロッドの半径方向の複数位置で行なわれる。ＦＴＩＲによるＯＨ濃度の測定は良く知られている。しかしながら、今回は、半径方向の位置の関数としてグラフが描かれた。したがって、グラフ曲線の下方の面積がppm・μｍ値として表される。この特徴付け方法の意義は、減衰に対するＯＨ含有量の重要性が、ガラス表面または境界に存在するＯＨのピーク量の関数であるのみでなく、半径方向の濃度の広がりの関数でもあることである。境界とは、コア棒の表面から境界材料、すなわちコア棒および第１の微粒子層（または固結されたクラッド部）内に約１００μｍ広がっている領域を意味する。延伸比を約１０００と仮定すれば、本実施例におけるこの水分の上限は、コア棒を使用して線引きされた標準的シングルモード光ファイバにおけるコア棒とオーバー・クラッドとの境界における、好ましくは０．００７ppm・μｍ未満、より好ましくは０．０００５ppm・μｍ未満のＯＨ濃度に換算される。オーバー・クラッドとは、光ファイバ・プリフォームを完成するためにコア棒に加えられるクラッドガラス材料の総量を称する。
【００２４】
ガラスロッド上への微粒子の堆積中のガラスと微粒子の境界における水蒸気の濃度が重要であるかもしれないが、ガラスに吸収される水分の量に大きな影響を与えるのは、意外にもガラス表面における温度である。したがって、ガラス表面の温度を制御することが微粒子堆積工程中の重要事項となる。本発明者等は、ガラス微粒子の熱伝導率が低いために、コア棒の表面上に堆積されたガラス微粒子の比較的薄い層がコア棒を断熱することができ、これによって、コア棒の表面温度を低下させ、コア棒とガラス微粒子との境界に存在する水分のコア棒内への吸収を制限し得ることに想到するに至った。
【００２５】
光ファイバ・プリフォームの製造コストを低減するために採用可能な一つの方法は、ガラス微粒子の堆積速度を増大させることである。堆積速度の増大の達成は、多数の微粒子生成用バーナの使用によって齎されることは広く知られている。多数のバーナを用いてガラス微粒子を堆積させることは、堆積速度を所望のように増大させるとしても、ガラス製コア棒の表面が高温になるので、ガラス中に吸収される水分の量を好ましくなく増大させる可能性がある。単一バーナによる堆積は、一般に多数バーナによる堆積と同様の火炎温度を採用するものであっても、多数バーナによる堆積よりも低い表面温度になる傾向がある。単一バーナの火炎がガラスロッドの長さ方向に移動するにつれて、バーナの火炎に近接したガラスロッドの局部的表面は、火炎の今回の通過と次回の通過との間に期間に冷却される。この冷却は、コア棒の表面内への水分の吸収を低減する。バーナとコア棒との間の往復相対運動は、時間の関数としてのガラスロッドの全体温度を表す包絡線を形成する。単一バーナによる堆積工程に関する温度の包絡線は、多数バーナによる堆積工程に関する温度の包絡線よりも一般に低くなる。
【００２６】
それにも拘わらず、単一バーナによる堆積の場合であっても、バーナの相対的移動速度を増大させることによって、コア棒の再吸湿をさらに低減することができる。このようなバーナの相対的移動速度の増大は、移動速度が増大された期間中にガラス微粒子からなる断熱層を堆積させ、次いで追加の微粒子を、より低い移動速度で堆積させることによって効果が増大される。
【００２７】
多数バーナの場合には、第１のバーナがガラスロッドの表面上の一点を通過する移動と、第２のバーナがガラスロッドの表面上の同一点を通過する移動との間に、上記点におけるガラスロッドの表面を十分に冷却してガラス内に吸収される水分の量を低減させるための十分な時間がない。第１のバーナがガラスの表面上の所定の点を通過した後には僅かな冷却が生じるとはいえ、ガラスの表面は、単一バーナを用いて達成され得た最低温度に達することはない。したがって、第２のバーナの通過により、単一バーナであれば達成されたであろう温度よりも高いピーク表面温度とされる。コア棒の再吸湿は、ガラス微粒子からなる断熱層を第１の移動速度でガラスロッド上に堆積させ、このガラス微粒子からなる第１の層上に、追加のガラス微粒子を、より遅い第２の移動速度で堆積させることによって低減することができる。この第２のガラス微粒子層の堆積時には、第１または第２の微粒子層のいずれの焼結も行なわれない。微粒子からなる第１の断熱層の堆積は、単一バーナで行ない、その後の追加の微粒子の堆積は多数バーナを用いて行なうようにしてもよい。
【００２８】
本発明の第１の実施の形態によれば、光ファイバ・プリフォームの作成法が提供される。この方法は、固結されたガラスロッド、すなわちコア棒の表面に微粒子を堆積させる工程を含む。このガラスロッドは、不純物がドープされた、またはドープされていないシリカガラスである。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である。ガラスロッドは、外付け気相堆積法（ＯＶＤ）、軸方向気相堆積法（ＶＡＤ）、改良された化学気相堆積法（ＭＣＶＤ）、およびプラズマ化学気相堆積法（ＰＣＶＤ）のようないかなる形式の化学気相堆積法（ＣＶＤ）によっても形成可能である。堆積された微粒子は、不純物がドープされていないシリカであっても、ドープされたシリカであってもよい。
【００２９】
図７は、単一の微粒子生成用バーナ１６によるガラスコア棒４６上への微粒子層４８の堆積を示す。ガラスコア棒４６は、矢印Ａの方向へあるいはその反対方向へ回転してもよい。バーナ１６は、矢印Ｆで示されているように前方へ、そして矢印Ｒで示されているように後方へ、コア棒４６の長さＬの少なくとも一部分に沿って移動するのが好ましい。バーナ１６は、矢印Ｆで示されているように前方へ、そして矢印Ｒで示されているように後方へ、コア棒４６の長さＬのほぼ全体に沿って移動するのが好ましい。バーナ１６は、最初に従来踏襲されてきた約３ｃｍ／ｓと６ｃｍ／ｓとの間の速度よりも速い速度でコア棒４６の長さＬに沿って前進する。第１の前進移動速度は少なくとも約７ｃｍ／ｓが好ましく、より好ましくは少なくとも約１０ｃｍ／ｓ、さらに好ましくは少なくとも約２０ｃｍ／ｓ、もっと好ましくは少なくとも約３０ｃｍ／ｓ、最も好ましくは少なくとも約４０ｃｍ／ｓである。実施の形態によっては、第１の移動速度が約１００ｃｍ／ｓもの高い値となることもあり得る。あるいは、バーナ１６は固定しておいて、コア棒４６の方をバーナ１６の近くでコア棒の長手方向軸線と平行に移動させてもよい。さらに別の態様では、バーナ１６およびコア棒４６の双方を動かして、相対的な往復運動を生じさせるようにしてもよい。
【００３０】
Ｒ方向の後退移動速度は、Ｆ方向の前進移動速度よりも高速であることが好ましい。例えば、もし前進移動速度が少なくとも約１０ｃｍ／ｓであれば、後退移動速度は少なくとも約１５ｃｍ／ｓであることが好ましい。もし前進移動速度が少なくとも約４５ｃｍ／ｓであれば、後退移動速度は少なくとも約４７ｃｍ／ｓである。好ましい実施の形態によれば、後退移動速度が少なくとも約５０ｃｍ／ｓである。
【００３１】
別の実施の形態によれば、第１の前進移動速度は、少なくとも約５ｍｍの、より好ましくは少なくとも約７ｍｍの、もっと好ましくは少なくとも約１０ｍｍの厚さｔを有する第１の微粒子層４８を堆積させるのに用いられる。微粒子層４８は約２０ｍｍを超えない微粒子の厚さを有することが好ましい。微粒子層４８を堆積させるための好ましい速度は上述の通りである。
【００３２】
もし、微粒子層４８がコア棒４６上に堆積されたならば、そしてもし、さらなる微粒子層６６の堆積が望まれるならば、この追加の微粒子層６６は第２の前進移動速度で堆積されるのが好ましい。この追加の微粒子層６６は、微粒子層４８の焼結も微粒子層６６の焼結も伴わずに、第１の微粒子層４８上に堆積され、微粒子層４８を断熱するのが好ましい。微粒子層６６を堆積させるのに用いられる第２の前進移動速度は、微粒子層４８を堆積させるのに用いられる第１の前進移動速度も低速であることが好ましい。例えば、追加の微粒子層６６は、約７ｃｍ／ｓよりも遅い第２の前進移動速度で第１の微粒子層４８上に堆積される。
【００３３】
さらに別の実施の形態においては、図８に示されているように、固結されたガラスロッド上にガラス微粒子を堆積させるために多数のガラス微粒子生成用バーナが用いられる。図８において、図７に示されているような単一の微粒子生成用バーナ１６の代わりに、２個の微粒子生成用バーナが用いられていることを除いて、図８は図７と同様である。バーナ装置６８は２個のバーナ７０および７２を備えている。図８は２個の微粒子生成用バーナを備えているが、この方法を実施する場合に３個以上のバーナを用いてもよいことを理解すべきである。バーナ装置６８は、コア棒４６の長さＬの少なくとも一部に沿って往復移動し、バーナ７０および７２は、矢印Ｆで示された前進方向と、矢印Ｒで示された後退方向との双方向に移動する。コア棒４６は、矢印Ａの方向または矢印Ａとは反対方向に回転可能である。あるいは、バーナ７０および７２が固定されていて、コア棒４６がバーナの近くでコア棒４６の長手方向の軸線と平行な経路に沿って移動するようにしてもよい。さらに別の随意的な態様では、バーナ７０および７２とコア棒４６との双方が移動して、相対的な往復運動が生じさせる。バーナ７０および７２のコア棒４６の長さ全体に沿った矢印Ｆの方向の第１の前進移動速度は少なくとも約１０ｃｍ／ｓであり、好ましくは少なくとも約２０ｃｍ／ｓ、さらに好ましくは少なくとも約３０ｃｍ／ｓ、もっと好ましくは少なくとも約４５ｃｍ／ｓ、最も好ましくは少なくとも約５５ｃｍ／ｓである。第１の移動速度が約１００ｃｍ／ｓもの高い値となることもあり得る。バーナ７０および７２によるコア棒４６の長さ全体に沿った矢印Ｒの方向の後退移動速度は、第１の前進移動速度よりも速いことが好ましい。例えば、第１の前進移動速度が１０ｃｍ／ｓと３０ｃｍ／ｓとの間のとき、後退移動速度は少なくとも４０ｃｍ／ｓである。
【００３４】
さらに別の実施の形態においては、複数の微粒子生成用バーナ７０，７２が、コア棒４６の表面にガラス微粒子からなる断熱層４８を堆積させるのに十分な期間、第１の前進移動速度で移動せしめられる。コア棒４６の長さ全体に沿った矢印Ｆの方向の第１の前進移動速度は、従来踏襲されてきた３〜６ｃｍ／ｓよりも速いことが好ましい。第１の前進移動速度は少なくとも約１０ｃｍ／ｓが好ましく、より好ましくは少なくとも約２０ｃｍ／ｓ、さらに好ましくは少なくとも約３０ｃｍ／ｓ、もっと好ましくは少なくとも約４５ｃｍ／ｓ、最も好ましくは少なくとも約５５ｃｍ／ｓである。第１の前進移動速度が約１００ｃｍ／ｓもの高い値であることもあり得る。コア棒４６の長さ全体に沿った矢印Ｒの方向の後退移動速度は、第１の前進移動速度よりも速いことが好ましい。例えば、第１の前進移動速度が１０ｃｍ／ｓと３０ｃｍ／ｓとの間のとき、後退移動速度は少なくとも１５ｃｍ／ｓであることが好ましい。もし第１の前進移動速度が４５ｃｍ／ｓのときには、後退移動速度は少なくとも４０ｃｍ／ｓであることが好ましい。後退移動速度は少なくとも約５０ｃｍ／ｓであることが好ましい。
【００３５】
微粒子層４８は、少なくとも約５ｍｍの、より好ましくは少なくとも約７ｍｍの、もっと好ましくは少なくとも約１０ｍｍの厚さｔを有することが好ましい。微粒子層４８は、約２０ｍｍを超えない微粒子の厚さを有することが好ましい。断熱微粒子層４８が所望の厚さに達したときには、Ｆ方向の第２の前進移動速度に減速される。第２の前進移動速度は第１の前進移動速度よりも低いことが好ましく、１０ｃｍ／ｓ未満であることがより好ましい。次いで第２の微粒子層６６が第２の前進移動速度で所定の厚さに堆積される。この追加の微粒子層６６は、微粒子層４８の焼結も微粒子層６６の焼結も伴わずに、第１の微粒子層４８上に堆積されるのが好ましい。
【００３６】
図９に示されている別の実施の形態においては、単一の微粒子堆積用バーナ２０がコア棒４６上へ第１の前進移動速度で断熱層４８を堆積させるのに用いられる。バーナ２０は、ガラス微粒子からなる断熱層４８をコア棒４６の表面上に堆積させるのに十分な期間、第１の前進移動速度で移動せしめられ、その後、バーナ２０は取り除かれ、好ましくは消火される。バーナ２０の第１の前進移動速度は従来から踏襲されている３〜６ｃｍ／ｓよりも速いことが好ましい。バーナ２０の第１の前進移動速度は、少なくとも７ｃｍ／ｓ、より好ましくは少なくとも約１０ｃｍ／ｓ、さらに好ましくは少なくとも約２０ｃｍ／ｓ、もっと好ましくは少なくとも約３０ｃｍ／ｓ、最も好ましくは少なくとも約４０ｃｍ／ｓである。第１の移動速度が約１００ｃｍ／ｓもの高い値となることもあり得る。後退移動速度は、前進移動速度よりも高速であることが好ましい。例えば、もし前進移動速度が少なくとも約１０ｃｍ／ｓであれば、後退移動速度は少なくとも約１５ｃｍ／ｓであることが好ましい。もし前進移動速度が少なくとも約４５ｃｍ／ｓであれば、後退移動速度は少なくとも約４７ｃｍ／ｓである。後退移動速度が少なくとも約５０ｃｍ／ｓであることが好ましい。
【００３７】
ガラス微粒子からなる断熱層４８が堆積されると、この微粒子層４８の上に追加の微粒子層６６を堆積させるために複数のバーナ７０，７２が用いられる。追加の微粒子層６６は、微粒子層４８も微粒子層６６も焼結させることなしに、第１の断熱微粒子層４８上に堆積せしめられることが好ましい。単一バーナによる堆積と複数バーナによる堆積との境界における微粒子層４８の厚さｔは少なくとも５ｍｍが好ましいが、少なくとも７ｍｍがより好ましく、少なくとも１０ｍｍが最も好ましい。ガラス微粒子層４８は、約２０ｍｍを超えない厚さｔを有するのが好ましい。単一バーナを用いた堆積から複数バーナを用いた堆積への移行は、例えば、全堆積工程を通して７０，７２のような複数のバーナを移動させることによっても随意的に行なうことができ、その場合は、微粒子層４８の堆積中はバーナ７０のみを着火すればよい。微粒子堆積用バーナ７０によってガラス微粒子層４８が堆積された後、バーナ７２が着火されて、双方のバーナ７０，７２によって追加の微粒子層６６が堆積される。別の実施の形態においても、複数のバーナが全堆積工程を通して移動せしめられるが、この場合は、断熱層４８の堆積中、微粒子堆積用バーナ７０のみがガラスロッド４６に向けられ、バーナ７２はガラスロッド４６に向いていない。断熱層４８が堆積された後、バーナ７２がガラスロッド４６に向けられ、双方のバーナ７０，７２が微粒子層６６を堆積させる。この実施の形態においては、微粒子層４８を堆積中の複数のバーナの前進移動速度が、追加の微粒子層６６を堆積中の複数のバーナの前進移動速度よりも速い。換言すれば、ガラス微粒子の堆積が第１の様式と第２の様式とに分かれており、第１の様式は、少なくともバーナの前進移動速度において第２の様式と異なっている。第１の様式においては、断熱層４８の厚さｔが、好ましくは少なくとも約５ｍｍに、より好ましくは少なくとも約７ｍｍに、最も好ましくは少なくとも約１０ｍｍに達するまで、第１の前進移動速度が用いられて微粒子層４８がガラスロッド４６上に堆積される。微粒子層４８の厚さは２０ｍｍを超えないことが好ましい。第２の様式においては、微粒子層４８がガラスロッド４６上に堆積されると、追加の微粒子層６６が堆積されることが望まれ、この追加の微粒子層６６は従来踏襲されてきた手法で堆積されるのが好ましい。例えば、追加の微粒子層は、複数のバーナを用いて１０ｃｍ／ｓ未満の第２の前進移動速度で堆積される。追加の微粒子層６６は、微粒子層４８も微粒子層６６も焼結させることなしに第１の微粒子層４８上に堆積されるのが好ましい。
【００３８】
本発明のさらなる実施の形態によれば、後退移動時には微粒子がコア棒４６上に堆積されないことが好ましい。バーナ７０，７２の後退移動時における微粒子のコア棒４６上への堆積を回避する一つの手法は、バーナ７０，７２の後退移動時にはバーナ７０または７２をそれぞれコア棒４６と整列しないように動かすことである。第２の手法は、後退移動時にはバーナ７０または７２の炎を消すことである。別の実施の形態においては、第２のバーナ７２の炎の温度がバーナ７０の炎の温度よりも低くなるような条件下で第２のバーナ７２が作動される。
【００３９】
本発明の別の実施の形態において、本発明者等は、ガラス中に吸収された水分の濃度にコア棒４６の外径が影響し得ることを発見した。本発明者等は、外径の大きいガラスロッドは、得られる光ファイバ中の水分の量を減少させることを発見した。このことは、外径の増大による表面積の増大が水分濃度を高めるであろうという直感的な推量に反するものである。したがって、コア棒４６の外径は、少なくとも約２８ｍｍが好ましいが、少なくとも約３０ｍｍがより好ましく、少なくとも約３２ｍｍがもっと好ましく、なくとも約３４ｍｍが最も好ましい。
【００４０】
堆積工程時に高速の前進・後退移動速度が採用されると、急速な加速および減速が原因で、堆積装置が備えている部材の移動を掌る可動要素に、特に転換点において、少なからぬ磨耗を発生させる可能性がある。転換点とは、微粒子堆積装置の可動要素が運動の方向を変える地点を意味する。この配慮は第一に、バーナとコア棒との間の相対的往復運動を発生させる、堆積用バーナの移動運動、コア棒の運動、またはバーナおよびコア棒の双方の運動に向けられる。すなわち転換点は、バーナおよび／またはコア棒の往復運動の方向が変わる地点である。図１０には、２本のガイドロッド７８に往復運動可能に取り付けられた往復台７６を備えた堆積用旋盤７４が示されている。図１０に示された実施の形態においては、バーナ２０とコア棒４６との間の相対運動は、バーナ２０に対してコア棒４６を移動させることによって齎らされる。往復台７６は、コア棒４６を取り付けるための一対のチャック８０と、コア棒４６を回転させるためのモータ８２とを備えている。往復台７６は、その一対の往復台アーム８６の両端においてリニアベアリング８４を介してガイドロッド７８に連結されている。往復台７６は、送りねじ８８の回転が往復台７６のガイドロッド７８に沿った直線運動を生むように送りねじ８８と螺合している。図１０を参照すると、往復台７６は、矢印Ｆによって示された前進方向と、矢印Ｒによって示された後退方向に移動する。往復台７６の移動方向および移動速度は、送りねじ８８に連結されたモータ９０の回転方向および回転速度に左右される。往復台７６の各転換点またはその近傍には、それぞれダンパー装置９２および９４が設けられている。ダンパー装置９２および９４は、往復台７６が転換点に達したときの往復台７６に対して少なくとも制動装置として作用するのが好ましく、制動装置および加速装置の双方として作用するのがより好ましい。適当なダンパー装置９２および９４は、スプリングまたはショック・アブソ−バを備えている。このようなダンパー装置の構成は公知である。有能なショック・アブソ−バの供給者の一つに、ミシシッピー州ウエストランド所在のエナートロールス(Enertrols)社がある。本発明は、各転換点にダンパー装置を必要とするものではない。例えば、旋盤７４が一方の転換点のみにダンパー装置９２，９４を備えていてもよい。図１１はダンパー装置の一例を示す。図１１に示されたダンパー装置９２（９４）は、ハウジング９８と、このハウジング内に摺動可能に配置されたピストン１００とを備えている。ハウジング９８はまた、ハウシング９８の一部と移動可能な仕切り１０４との間に形成された緩衝室１０２を備えているのが好ましく、仕切り１０４はハウジング９８内の摺動可能に配置されている。仕切り１０４は可撓性を有するダイアフラムであってもよい。ハウジング９８と仕切り１０４との間の空間には、ガスのような圧縮可能な流体が収容されている。緩衝室１０２は、圧縮可能な流体を収容した袋を備えていてもよい。緩衝室１０２がハウジング９８から離れて配置されて、ハウジング９８と通路を介して連結されていてもよく、その場合、緩衝室１０２はハウジング９８と流体によって連通する。ピストン１００には少なくとも１個の孔���０６が開けられて、第１室１０８と第２室１１０とが孔１０６を通じて流体によって連通している。室１０８および１１０には、ピストン１００と油圧的または空圧的に協働するのに適した粘性を有する流体が収容されている。この流体は、オイルのような液体、またはガスとすることができるが、流体が流動磁性体であってもよい。流体はオイルが好ましい。ピストン１００は、ピストンロッド１１４によってバンパ１１２に連結されている。バンパ１１２に対してスプリング１１６が、バンパ１１２をハウジング９８から突出させる方向に作用している。ダンパー装置９２，９４は、往復運動を行なう往復台７６の運動エネルギーを一様に散逸させることができる。図１１に示された実施の形態においては、往復台７６の直線運動(図１０参照)が、往復台７６または往復台７６の付属部材をバンパ１１２に当接させ、ピストン１００をハウジング９８および粘性流体内で移動させる。シール１１８は粘性流体がピストン１００の周縁から洩れるのを防止している。追加のシール１２０が仕切り１０４の周縁に配置されている。シール１１８および１２０は、例えばＯリングである。室１０８と１１０との間の粘性流体の流れは、ハウジング９８および粘性流体を通るピストン１００の運動に対して、流体が制動力を与えるように、孔１０６によって制限される。往復台７６の運動エネルギーは、粘性流体内に熱として散逸され、往復台７６を減速させる。ピストン１００が往復台７６によってハウジング９８内に押し込まれると、スプリング１１６はバンパ１１２によって圧縮され、往復台７６からの運動エネルギーがスプリング１１６に蓄積される。転換点においてモータ９０の回転方向が反対になると、送りねじ８８も逆転する。往復台７６は、往復台７６の第１の方向とは反対の第２の方向に駆動される。スプリング１１６に蓄積されている運動エネルギーは解放されて、バンパ１１２に戻る力を与え、ピストン１００およびバンパ１１２を往復台７６に対して反対方向に作用させ、これによって、往復台７６を加速させるようにモータ９０を支援し、かつダンパー装置９２をリセットさせる。あるいは、相対運動をバーナ２０の移動によって与えることもでき、その場合は、ダンパー装置９２，９４がバーナ２０を減速または加速させるように適当に採用される。
【００４１】
ダンパー装置９２または９４は、各転換点のそれぞれのほぼ直前において往復台７６が減速するのを支援することが好ましい。さらに、ダンパー装置９２または９４は、各転換点のそれぞれのほぼ直後において往復台７６が加速するのを支援することが好ましい。
【００４２】
上記旋盤７４の実施の形態は、往復台７６（またはバーナ２０）を、少なくとも約７ｃｍ／ｓの、好ましくは少なくとも約１０ｃｍ／ｓの、より好ましくは少なくとも約２０ｃｍ／ｓの、もっと好ましくは少なくとも約３０ｃｍ／ｓの、最も好ましくは少なくとも約４０ｃｍ／ｓの前進移動速度で動作させるのに特に有用である。同様のことが、図８に示されたバーナ装置６８についても言える。
【００４３】
本発明のさらなる実施の形態においては、水素を含まない燃料、またはＣＯ，またはプラズマ火炎が、図７による断熱微粒子層４８を堆積させるのに用いられる。断熱層４８が少なくとも約５ｍｍから約２０ｍｍまでの所定の厚さに堆積されると、直ちに例えばＨ２または炭化水素のような水素を含む燃料が用いられて、追加の微粒子層６６が微粒子層４８上に堆積される。追加の微粒子層６６は、１個または複数個のバーナで堆積される。
【００４４】
本発明は下記の実施例によってさらに明らかになるであろう。
【実施例１】
【００４５】
図１２は、ガラスロッドに近接してかつガラスロッドの長手方向軸線に平行に移動する単一のバーナが、ガラスロッド上へガラス微粒子を堆積させている間の表面温度に及ぼす計算された効果を示す。このデータは、最初の数回のバーナ火炎の移動に関する時間対温度を示す。バーナの前進移動速度は、３種類の移動条件、すなわち、曲線１２６で示された３０秒／通過と、曲線１２４で示された６０秒／通過と、曲線１２２で示された１２０秒／通過である。通過に要する時間とは、１回目の前進移動の間にバーナ火炎がガラスロッドの所定点を通過してから、次回の前進移動の間に同一点を通過するまでの時間として解釈される。図は、予測されるピーク温度が、３０秒／通過の速度に関しては約５５０℃から６４０℃まで変化し、６０秒／通過の速度に関しては約６６０℃から７８０℃まで変化し、１２０秒／通過の速度に関しては約８９０℃から９６０℃まで変化することを示している。図１３は、全堆積工程に関する時間の関数としての予測される全体の温度の包絡線を示し、移動速度の低下（所要秒／通過の増大）についての時間の関数として全体の温度が上昇することを示している。図１３には、単一の堆積用バーナが３０秒／通過（１３２）、６０秒／通過（１３０）、１２０秒／通過（１２８）の速度で移動するときの計算された温度の包絡線が示されている。図１３はまた、堆積が進行してガラス微粒子層が厚くなるにつれて断熱ガラス微粒子層が形成されるために、ガラスロッドの表面温度が低下することを示している。
【実施例２】
【００４６】
図１４は、２本のガラスロッドにガラス微粒子を堆積させる間における時間の関数としての温度の包絡線を示し、第１のガラスロッドは曲線１３４で示された約１．６ｃｍの外径を有し、第２のガラスロッドは破線からなる曲線１３６で示された約３．２ｃｍの外径を有する。（前述のように、温度の包絡線は堆積工程中において移動するバーナの各通過毎の最高および最低温度を含みかつ規定する）。同じ量の微粒子が各ガラスロッドに堆積された。第１のガラスロッドの最終外径は４ｃｍであり、第２のガラスロッドの最終外径は４．８６６ｃｍであった。微粒子の堆積中、各微粒子プリフォームの堆積表面の温度は、光高温計でモニターした。図１４は、大径のガラスロッドの方がバーナの各通過毎のピーク表面温度が低く、したがって、小径のガラスロッドよりも全体の温度の包絡線が低いことを示している。温度は堆積工程が進行して、ガラスロッドの表面上のガラス微粒子層が厚くなるにつれて時間とともに低下することを示している。
【００４７】
図１５のデータは、図１４に示された２本のガラスロッドに関する表面からの半径方向の距離の関数としての、ガラスロッド表面に吸収された水分のレベルを（ppm−μｍで）示す。ガラス表面と微粒子との境界から延びるプリフォームに沿う種々の半径方向距離における水分濃度の測定にはフーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）を利用した分析が用いられた。ガラスロッドの表面においては双方のガラスロッドが同じ全水分濃度を有することが示されているが、ガラスロッド内への吸収深さが増すにつれて異なってくる。同じ吸収深さに関しては、外径３．２ｃｍのガラスロッド（１３８）は、外径１．６ｃｍのガラスロッド（１４０）よりも低い水分含有量を有することが示されている。例えば、約０．２μｍの深さにおいて、外径３．２ｃｍのガラスロッドは殆ど検出不能な水分濃度を有するが、外径１．６ｃｍのガラスロッドは約１００ppm−μｍの水分濃度を有する。従って、堆積工程からロッド内へ取り込まれる水分の量の低減に関しては、外径の大きいほうが有利である。
【実施例３】
【００４８】
図１６は、単一バーナを用いた堆積と、２本バーナを用いた堆積との比較を示す。図１６の双方のバーナ構成は１移動につき６０秒の周期を有するものであった。図１６によれば、単一バーナのデータ１４２は、約８００℃の最高計算温度を示したが、２本バーナのデータ１４４は、約１０００℃の最高計算温度を示した。図１７は、堆積工程（すなわち何千回もの通過）を通じた、時間の関数としての全体温度の包絡線の、単一バーナの場合と２本バーナの場合との比較を示す。２本バーナ構成の全体温度の包絡線１４８は、単一バーナ構成に関する全体温度の包絡線１４６よりも高い最高温度を示す。したがって、２本バーナを用いて微粒子を堆積させると、単一バーナを用いるよりも水分吸収による、より高い減衰を発生させるであろうことが予想される。本図は２本バーナを使用すると温度が高くなることを示している。図１７はまた、単一バーナによる堆積および２本バーナによる堆積の双方が、ガラスロッドの表面上に堆積されたガラス微粒子の厚さが増大するにつれて温度が下がることを示している。ガラス微粒子の厚さの増大は、ガラスロッドに断熱層を提供し、これにより、ガラスロッドの表面、すなわち、ガラスロッドと堆積されたガラス微粒子との境界の温度を低下させる。この温度の低下は、ガラスロッド内に吸収される水分濃度を低下させる結果となる。
【実施例４】
【００４９】
図１８は、その上にガラス微粒子層が堆積されたガラスロッド内の水分濃度を（重量）ppm−μｍで示す。本図は、微粒子層の厚さが増大するにつれて、ガラスロッドの表面に吸収される）水分の濃度が減少することを示している。この減少は直線的ではなく、比較的薄い微粒子層、例えば２０ｍｍが堆積された後、ガラスロッド内に吸収される水分の濃度がほぼ一定のレベルに達することに注目すべきである。このデータは、微粒子層の厚さが約５ｍｍになった後は、吸収される水分の減少が水平になり、厚さが約２０ｍｍの微粒子層が堆積された後は、水分の濃度は感知できるほどは変化しない。このデータは、堆積された微粒子層の厚さが変化した後、一連のガラスロッドに対するＦＴＩＲ解析によって収集された。ガラスロッドは切断されて半径方向断面が露出されて、ガラス内部に含まれる水分の量が測定された。
【実施例５】
【００５０】
図１９は、３本の光ファイバ・プリフォームにおけるＯＨ濃度を（重量） ppm−μｍで示す。３本の光ファイバ・プリフォームは、３本の実質的に同一のコア棒を用いて製造された。コア棒は従来の方法で製造され、次いで移動速度の変更によってシリカ微粒子で被覆されて、複合プリフォームを形成した。これら複合プリフォームは、固結され、次いでプリフォームの測定を容易にすべくプリフォームの長手方向軸線と直角に切断された。曲線１５０で表されたデータは、２本の微粒子堆積用バーナを用いて、前進移動速度１．６６ｃｍ／ｓでコア棒上にガラス微粒子を堆積させた場合を表す。曲線１５２は、２本の微粒子堆積用バーナを用いて、前進移動速度１０ｃｍ／ｓでガラス微粒子を堆積させた場合を表す。曲線１５４は、単一の微粒子堆積用バーナを用いて、前進移動速度１．６６ｃｍ／ｓでガラス微粒子を堆積させた場合を表す。図１９は、２本バーナ使用の堆積工程に関しては、前進移動速度を少なくとも４倍に速めると、固結されたガラスロッド中の水分（この場合はＯＨ）の量が著しく減少することを示している。また、図１９においては、曲線１５２で示されているように、速い前進移動速度が用いられた場合に関しては、コア棒の表面におけるＯＨの最大量が約０．２００ppm であることを示しており、コア棒とスートの境界におけるＯＨの量が、ここに規定する（すなわち、コア棒の表面の１００μｍ以内）０．２００ppm 未満であることを示している。図１９において、線１５６は、ガラスコア棒と被覆層の境界を表す。この実施例においては、微粒子からなる第１の断熱層は堆積されていない。
【００５１】
本発明の精神および範囲から離れることなしに種々の変形、変更が可能なことは当業者
であれば明らかであろう。したがって、本発明は、添付された請求項およびそれらの均等物の範囲内でなされた変形、変更をもカバーすることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ガラス微粒子を堆積させる方法を示す一部断面側面図
【図２】多孔質プリフォームを通って乾燥用ガスを流すことを示す一部断面側面図
【図３】中心孔を備えた固結された光ファイバ・コアプリフォームを示す一部断面側面図
【図４】固結されたコアプリフォームからコア棒を延伸させる方法を示す一部断面側面図
【図５】コア棒上にガラス微粒子を堆積させることを示す一部断面側面図
【図６】ファイバのΔ％および半径に関する光ファイバの相対的屈折率を示すグラフ
【図７】単一バーナを用いた微粒子堆積工程を示す一部断面側面図
【図８】２本バーナを用いた微粒子堆積工程を示す一部断面側面図
【図９】単一バーナと２本バーナとの組合せを用いた微粒子堆積工程を示す一部断面側面図
【図１０】両転換点にダンパー装置を採用した微粒子堆積用旋盤の平面図
【図１１】ダンパー装置の断面側面図
【図１２】３種類の前進移動速度の時間の関数としてのガラスロッドの表面温度のグラフ
【図１３】堆積工程中の時間の関数としてのガラスロッドの表面における温度の包絡    線のグラフ
【図１４】二種類の外径を有するガラスロッドに関する時間の関数としてのガラスロッドの表面温度のグラフ
【図１５】微粒子堆積工程に関する、ガラスロッドの表面からの距離の関数としてのガラスロッドの水分含有量のグラフ
【図１６】単一バーナ堆積工程および２本バーナ堆積工程に関する時間の関数としてのガラスロッドの表面温度のグラフ
【図１７】単一バーナ堆積工程および２本バーナ堆積工程に関する時間の関数としてのガラスロッドの表面における温度の包絡線のグラフ
【図１８】ガラス表面上に堆積された微粒子の厚さの関数としてのガラス微粒子境界に堆積された水分濃度のグラフ
【図１９】異なる前進移動速度を用いて製造された３種類のコア棒に吸収されたＯＨの濃度を比較したグラフ
【符号の説明】
【００５３】
１６，２０，７０，７２    微粒子堆積用バーナ
４６    コア棒
４８    微粒子層
６６    追加の微粒子層
６８    バーナ装置
７４    微粒子堆積用旋盤
７６    往復台
７８    ガイドロッド
８２，９０    モータ
８８    送りねじ
９２，９４    ダンパー装置
【図１】
2007510611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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