(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材（１ｐ、１ｓ）を生成及び加工するための方法であって、 未加工の母材（１ｐ、１ｓ）を得るために、開口上端及び閉鎖下端（１１１）を有するシリカ管（１１）の内部空間（１１０）に、シリカ粒子（５ａ；５ｂ）が供給される予備加工段階と、 前記シリカ管（１１）の内部空間（１１０）が閉鎖され、減圧状態が生成され、前記シリカ管（１１）及び前記シリカ粒子（５ｂ）を融合させるために前記未加工の母材（１ｐ、１ｓ）が最終加工温度で加熱される最終加工段階であり、 前記予備加工段階中に、前記内部空間（１１０）に入れる前記シリカ粒子（５ａ；５ｂ）の融点を下回り、かつ、５７６℃以上となる中間加工温度で熱処理されることを特徴とする段階と、
前記予備加工段階中の前記シリカ粒子（５ａ；５ｂ）の充填レベルに合わせて、前記シリカ管（１１）及び前記シリカ粒子（５ａ；５ｂ）を加熱する炉（２３）を、前記シリカ管（１１）に沿って誘導するステップとを含む方法。
【請求項２】
５７６℃〜１４７０℃の範囲にある前記中間加工温度を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリカ管（１１）を、前記充填プロセス中に毎分５０〜１２０回転の速度で回転させるステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記未加工の母材（１ｐ、１ｓ）を、前記予備加工段階の完了後に冷却及び取り出すステップと、前記最終加工段階を実施するために前記未加工の母材（１ｐ、１ｓ）を、同じ又は別の作業現場に再設置するステップとを含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記予備加工段階の完了後であり、かつ前記未加工の母材（１ｐ、１ｓ）を冷却する前に、前記最終加工段階を開始するステップを含む、請求項１、２、又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記シリカ管（１１）に一次母材又はシリカブランクを挿入するステップと、未加工の二次母材（１ｓ）を得るために、前記予備加工段階で前記シリカ管（１１）の前記内部空間（１１０）にシリカ粒子（５ａ）を供給するステップとを含む、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項７】
フォトニックファイバー（８）を生成するための未加工の二次母材（１ｓ）を得るために、補助シリカ管又は補助可撤性棒を、少なくとも２次元的に周期的な構造に配置して前記シリカ管（１１）に挿入するステップを含む、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項８】
前記中間加工温度の影響下でβ−石英（５ｂ）に、又はβ−トリジマイト（５ｂ）に、又はβ−クリストバライト（５ｂ）に変換されるシリカ粒子（５ａ）としてα−石英を使用するステップを含む、請求項１〜７の１つに記載の方法。
【請求項９】
前記最終加工段階の完了後に前記加工済の二次母材（１ｓ）を冷却及び取り出すステップと、前記二次母材（１ｓ）から光ファイバー（８）を線引きするために、前記加工済の二次母材（１ｓ）を同じ又は別の作業現場に再設置するステップとを含む、請求項１〜８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記シリカ管（１１）及び前記シリカ粒子（５ｂ）を融合させつつ、同時に前記二次母材（１ｓ）から光ファイバー（８）を線引きするステップを含む、請求項１〜８の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次、二次、又はより高次の母材を生成及び加工するための方法、そのような母材、及びそこから線引きされる光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
超高速データ通信ネットワークで現在使用されているファイバーなどの光ファイバーの製造は、［１］、Ｍｏｏｌ  Ｃ．Ｇｕｐｔａ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ、１９９７年  Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ、１０．７章、４４５〜４４９頁に記述されている。光ファイバー製造の主要な加工ステップは、母材を製造すること、母材からファイバーを線引きすること、並びに取り扱い及び環境影響からファイバーを保護する材料でファイバーを被覆することである。  
【０００３】
線引きプロセスでは、炉の線引き部分に母材を上方から供給しながら、けん引機を使用して底部から線引きする。その後、引張り強さをモニターしながら、ファイバーをドラムに巻きつける。線引き中の温度は、典型的には２０００℃程度である。炉を出た後、ファイバーは、ＵＶ硬化被膜で被覆された後、ドラムに巻きつけられる。  
【０００４】
［１］によると、母材又はブランクを形成するには、基本的に３つの方法がある。改良化学蒸着法（ＭＣＶＤ）、外部蒸着法（ＯＶＤ）、及びアキシアル蒸着法（ＶＡＤ）である。  
【０００５】
［２］、米国特許出願公開第２００７／２１４８４１号Ａｌ及び［３］、国際公開第２００５／１０２９４７号Ａｌには、母材を生成及び加工するためのさらなる方法が記載されている。この方法によると、一次母材が、シリカ管に挿入される。その後、シリカ管の残りの空き空間を、シリカ粒子で充填する。次に、例えば、一次母材及びシリカ管を並べて保持するアドジョイナ（ａｄｊｏｉｎｅｒ）を有する閉鎖シリカ管の内部空間内に、減圧状態が生成される。その後、組み立てられた未加工の二次母材、つまり一次母材及びシリカ粒子を有するシリカ管を、２１００℃〜２２５０℃の範囲の温度で処理する。その結果、シリカ粒子は融解して一次母材と融合し、したがって一次母材にオーバークラッディング（ｏｖｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ）層が形成される。このプロセス段階中に、その結果生じた二次母材から光ファイバーを同時に線引きすことができる。或いは、二次母材を完全に加工し、冷却し、その先の作業現場に移動させてもよく、そこで線引きプロセスを実施する。上述の方法は、従来のファイバー又はフォトニック結晶ファイバーを線引きするための母材の生成を有利に可能とする。  
【０００６】
［４］、Ｒ．Ｒｅｎｎｅｒ−Ｅｒｎｙ，Ｌ．Ｄｉ  Ｌａｂｉｏら：「Ａ  ｎｏｖｅｌ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ａｃｔｉｖｅ  ｆｉｂｒｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ、ＥＬＳＥＶＩＥＲ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＰＵＢＬＩＳＨＥＲＳ  Ｂ．Ｖ．アムステルダム、オランダ、２９巻、９１９〜９２２頁には、［２］及び［３］で開示されている方法の改良法を用いて、能動的ファイバーデバイスを生成することができることが開示されている。この方法によると、ファイバー母材の将来のコア領域を形成するシリカガラス管を、ＳｉＯ２、Ｎｄ、及びＡｌの粉末混合物で充填する。このチューブを、将来のクラッディングを形成するより大きな管の中心に取り付ける。２本の管の間の空き空間は、ＳｉＯ２粉末で充填する。予熱した後、減圧された母材を線引きしてファイバーにする。［３］によると、１時間にわたる１４００℃の温度での減圧及び加熱の準備ステップと共に、乾燥プロセスが実施される。  
【０００７】
［５］、Ｌ．Ｄｉ  Ｌａｂｉｏら：「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ａ  ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ  ｆｉｂｅｒ  ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ  ｏｘｉｄｅｓ」、ＡＰＰＬＩＥＤ  ＯＰＴＩＣＳ、ＯＳＡ、ＯＰＴＩＣＡＬ  ＳＯＣＩＥＴＹ  ＯＦ  ＡＭＥＲＩＣＡ、ワシントン，ＤＣ、４７巻、１０号、１５８１〜１５８４頁には、［２］及び［３］で開示されている方法のさらなる改良法を用いて、７つのコアを有するファイバーであって、各コアが、希土類酸化物と混合された粒状シリカから製造されているファイバーを生成することができることが開示されている。また、［５］では、１４００℃の温度での減圧及び加熱の準備ステップが推奨されている。  
【０００８】
［２］によると、使用されるシリカ粒子は、製造されるファイバーの所望の特性により選択される合成シリカ粉末である。例えば、より大きな線引き力を加えてもよいが、線引きプロセス中のファイバー破損のリスクは、低いことが望ましい。  
【０００９】
［２］で開示されている方法を用いると、従来方法と比較して著しく低いコストで、高品質の光学的母材を製造することができる。しかしながら、この方法に欠点がないわけはないことが判明している。薄壁シリカ管が使用されるため、特にシリカ粒子を融解する加工ステップ中に破損のリスクが常に存在する。  
【００１０】
しかしながら、シリカ粒子で充填されたガラス管の破損は、典型的には、融点に到達する前に生じ、その際には加工された材料は柔らかくなっている。破損は、典型的には、乾燥プロセスにおよそ１４００℃のより高温が適用される、［４］及び［５］に記載されている準備ステップ中に生じるだろう。  
【００１１】
したがって、上述の問題を回避するために、選択された特性を有するシリカ粒子を使用するように留意するが、それは同様にコスト増に結び付く。例えば、この目的のためには、石英ではなく特定の非晶質シリカが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／２１４８４１号
【特許文献２】国際公開第２００５／１０２９４７号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｍｏｏｌ  Ｃ．Ｇｕｐｔａ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ、１９９７年  Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ、１０．７章、４４５〜４４９頁
【非特許文献２】Ｒ．Ｒｅｎｎｅｒ−Ｅｒｎｙ，Ｌ．Ｄｉ  Ｌａｂｉｏら：「Ａ  ｎｏｖｅｌ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ａｃｔｉｖｅ  ｆｉｂｒｅ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ、ＥＬＳＥＶＩＥＲ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＰＵＢＬＩＳＨＥＲＳ  Ｂ．Ｖ．アムステルダム、オランダ、２９巻、９１９〜９２２頁
【非特許文献３】Ｌ．Ｄｉ  Ｌａｂｉｏら：「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ａ  ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ  ｆｉｂｅｒ  ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ  ｏｘｉｄｅｓ」、ＡＰＰＬＩＥＤ  ＯＰＴＩＣＳ、ＯＳＡ、ＯＰＴＩＣＡＬ  ＳＯＣＩＥＴＹ  ＯＦ  ＡＭＥＲＩＣＡ、ワシントン，ＤＣ、４７巻、１０号、１５８１〜１５８４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、融解されて製造する母材の一部になる粒子でシリカ管を満たすステップを伴う、母材を製造するための改良方法を提供することが望ましいだろう。
【００１５】
一次及び二次母材を著しく低いコストで製造することを可能にする方法を提供することが、特に望ましいだろう。  
【００１６】
またさらに、特に粒子を融解するステップ中の破損又は破裂のリスクを回避しつつ、より薄い壁を備えたシリカ管の使用を可能にする方法を提供することが望ましいだろう。  
【００１７】
さらに、必要とされる純度等級を除いて、少ない制限で選択することができる、それほど高価でないシリカ粒子を使用することが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の上記の目的及び他の目的は、請求項１に記載の方法、請求項１２に記載の母材、及び請求項１３に記載の光ファイバーにより達成される。  
【００１９】
本発明の方法は、母材の生成及び加工に関しており、２つの主要な加工段階を含む。予備加工段階では、未加工の母材を得るために、開口上端部及び閉口下端部を有するシリカ管の内部空間にシリカ粒子を供給する。最終加工段階では、シリカ管の内部空間を閉鎖し、減圧する。その後、シリカ管及びシリカ粒子を融合させるために、未加工の母材を最終加工温度で加熱する。  
【００２０】
本発明によると、内部空間に入れるシリカ粒子は、予備加工段階中に、シリカ粒子の融点を下回る中間加工温度で熱処理される。  
【００２１】
好ましくは、充填プロセス中にシリカ粒子の充填レベルを追跡し、充填レベル領域のシリカ管及びシリカ粒子を加熱する炉が備えられている。  
【００２２】
これらの処置により、以下の効果のうちの少なくとも１つが達成される。シリカ粒子が、シリカ管の内部空間内に均等に収容される。したがって、作業プロセス段階中にシリカ管の破裂を引き起こす場合がある穿刺張力（Ｐｕｎｃｔｕａｌ  ｔｅｎｓｉｏｎ）が回避される。  
【００２３】
したがって、ユーザーは、より薄い壁を備えたシリカ管を選択し、それによって平均的により高品質な母材を達成することができる。シリカ管に起因するより低品質の材料は、必要に応じて、あまり労力をかけずに母材から除去することができる。  
【００２４】
好ましくは、中間温度は、熱処理がシリカ粒子を第１の状態から第２の状態に変化させ、シリカ粒子がより低い物質密度、つまりより大きな容積をとるように選択される。この目的のため、中間加工温度は、好ましくはおよそ５７６℃〜１４７０℃の範囲で選択される。  
【００２５】
シリカ粒子が、およそ２．６５ｇ／ｃｍ３の物質密度を有する三方晶α−石英で構成される場合、好ましくは、中間加工温度は５７６℃〜８７０℃から選択され、その結果、α−石英は、およそ２．５３ｇ／ｃｍ３の物質密度を有する六方晶β−石英に変換される。  
【００２６】
シリカ粒子がα−石英又はβ−石英で構成される場合、好ましくは、中間加工温度は８７０℃〜１４７０℃から選択され、その結果、α−石英又はβ−石英は、およそ２．２５ｇ／ｃｍ３の物質密度を有する六方晶β−トリジマイトに変換される。  
【００２７】
またさらに、１４７０℃を超える中間加工温度を適用して、α−石英、β−石英、又はβ−トリジマイトの初期配置を有するシリカ粒子を、およそ２．２０ｇ／ｃｍ３の物質密度を有するβ−クリストバライトに変換することができる。  
【００２８】
熱処理により、シリカ粒子は、シリカ管の内部空間内に均等に収容され、たとえ温度が再び低下しても、より低い物質密度は十分に長期間維持されることが想定される。したがって、最終加工温度が適用され、シリカ粒子が融解される最終加工段階中にシリカ管を破損する場合があるシリカ粒子集団の膨張が回避される。  
【００２９】
したがって、本発明の方法は、幾つかの利点及び選択肢をもたらす。まず第一に、プロセスの信頼度が向上し、シリカ管の破損により引き起こされるプロセス障害が回避される。さらに、加熱及び融解プロセス中に生じる力が大きく低減されるため、出願人は、より薄い壁を備えたシリカ管を選択することができる。  
【００３０】
またさらに、ユーザーは、当産業界により提供される非常に多様な製品からシリカ粒子を選択することができる。材料の動的特性に関する考慮は無視することができる。したがって、ユーザーは、より低コストのα−石英などの物質を選択することができる。  
【００３１】
シリカ管を充填プロセス中におよそ毎分５０〜１２０回転の速度で回転させることにより、結果をさらに向上させることができる。最適な結果は、毎分８０〜１００回転の範囲で達成される。シリカ管を規定の範囲で回転させると、より速い回転速度で生じる可能性がある、サイズが異なる粒子の放射状分離を回避しつつ、シリカ粒子の迅速で均一な分布が達成される。  
【００３２】
第１の加工段階の結果物は、熱処理され均等に分布されたシリカ粒子で充填されたシリカ管で構成される未加工の母材である。  
【００３３】
未加工の母材は、冷却段階を適用せずに直ちに、さらに加工することができる。したがって、予備加工段階が完了した後、最終加工段階は、シリカ管を減圧することにより、並びにシリカ管及びシリカ粒子を融合させることにより、直ちに開始することができる。
【００３４】
或いは、未加工の母材は、後に、最終加工段階を実施するために同じ又は別の作業現場で、冷却、取り外し、及び再設置することができる。  
【００３５】
本発明の方法は、一次、二次、又はより高次の母材を生成するために使用することができる。さらに、フォトニックファイバー（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｆｉｂｅｒ）をそれから線引きすることができる母材を生成することができる。  
【００３６】
二次母材が生成されるべきである場合は、一次母材又はシリカブランクをシリカ管に挿入し、シリカ管の縦軸に沿って並ぶように調整する。その後、予備加工段階では、一次母材の容積分だけ低減されたシリカ管の内部空間に、シリカ粒子を供給する。  
【００３７】
フォトニックファイバー用の母材が生成されるべきである場合は、補助シリカ管及び／又は補助可撤性棒をシリカ管に挿入し、その縦軸と平行になるように調整する。その後、予備加工段階では、補助シリカ管及び／又は補助可撤性棒（好ましくは炭素棒）の容積分だけ低減されたシリカ管の内部空間に、シリカ粒子を供給する。補助シリカ管及び／又は補助可撤性棒は、フォトニックファイバーに求められるような少なくとも実質的に２次元的に周期的な構造に配置する。最終加工段階が完了した後、炭素棒を取り外すと、母材には縦長円筒状開口部が残される。  
【００３８】
補助シリカ管をシリカ管に入れて、母材の円筒状開口部を規定した場合は、フォトニックファイバーの特性を変更することになる変形が生じないように注意しなければならない。また、本出願では、より薄い壁を備えたシリカ管を使用することが望ましく、それは、本発明の方法を適用することにより達成することができる。本発明の充填手順を使用することにより、粒子の集団による外側シリカ管及び内側補助シリカ管の変形が防止される。したがって、本発明の方法は、特にフォトニックファイバーの生成に使用されるプロセスにおいて有利である。  
【００３９】
二次母材及びフォトニックフィバーのための母材は、様々な方法でさらに加工することができる。  
【００４０】
最終加工段階を実施することができ、後の取り扱いのために加工済の母材を取り出すことができる。  
【００４１】
しかしながら、最終加工段階の完了直後に、線引き段階を実施することもできる。最終加工段階では、シリカ管及びシリカ粒子を融合させるために、母材に沿って、例えば母材の下端から上端まで、炉を移動することができる。続いて、炉を母材の下端に再び移動し、その後そこを加熱して軟化状態にし、そこで光ファイバーを母材から線引きすることができる。  
【００４２】
さらなる代案として、ファイバーは、最終加工段階の実施中に同時に母材から線引きすることができる。本出願では、シリカ管及びシリカ粒子を融解しながら、ファイバーを母材から線引きする。  
【００４３】
本発明の方法は、記載されている全ての変法において、プロセスの取り扱いを容易にし、低コストでより良好なプロセス信頼度を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本発明の目的及び利点の幾つかが述べられており、以下の説明を添付の図面と共に考慮すると、他の目的及び利点が明らかになるだろう。    
【図１ａ】主軸ｘ、内部空間１１０、及びその下端に円錐形閉鎖部１１１を有する薄壁シリカ管１１を示す図である。
【図１ｂ】未加工の一次母材１ｐ’を得るために、従来様式に従ってシリカ粒子５で完全に充填されようとしている内部空間１１０を有する図１ａのシリカ管１１を示す図である。
【図１ｃ】それを通してシリカ管１１の内部空間１１０が減圧されるアドジョイナ３により閉じられる図１ｂの未加工の一次母材１ｐ’、及び２１００℃〜２３５０℃の温度でシリカ管１１及びシリカ粒子５を融合させるために、一次母材１ｐ’に沿って誘導される炉２３を示す図である。
【図２ａ】未加工の一次母材１ｐを得るために、充填プロセス中に融点未満の温度に曝される粒子５ａで充填されようとしている内部空間１１０を有する図１ａのシリカ管１１を示す図である。
【図２ｂ】それを通してシリカ管１１の内部空間１１０が減圧されるアドジョイナ３により閉じられる図２ａの一次母材１ｐ、及び２１００℃〜２３５０℃の温度でシリカ管１１及び事前熱処理されたシリカ粒子５ｂを融合させるために、一次母材１ｐに沿って誘導される炉２３を示す図である。
【図３ａ】未加工の二次母材１ｓを得るために、充填プロセス中に融点未満の温度に曝される粒子５ａで充填される内部空間１１０に、一次母材１ｐ、１ｐ’を有する図１ａのシリカ管１１を示す図である。
【図３ｂ】充填及び加熱手順の完了後の図３ａの未加工の二次母材１ｓを示す図である。
【図３ｃ】それを通してシリカ管１１の内部空間１１０が減圧されるアドジョイナ３により閉じられる図３ｂの未加工の二次母材１ｓ、及び２１００℃〜２３５０℃の温度でシリカ管１１及び事前熱処理されたシリカ粒子５ｂを融合させるために、二次母材１ｓに沿って誘導される炉２３を示す図である。
【図４ａ】加工済の一次又は二次母材１ｐ、１ｓの処理を示す図であり、その処理中に、シリカ管１１に由来する物質で構成される母材１ｐ、１ｓの周辺層が除去される。
【図４ｂ】加工済の一次又は二次母材１ｐ、１ｓの処理を示す図であり、その処理中に、シリカ管１１に由来する物質で構成される母材１ｐ、１ｓの周辺層が除去される。
【図４ｃ】加工済の一次又は二次母材１ｐ、１ｓの処理を示す図であり、その処理中に、シリカ管１１に由来する物質で構成される母材１ｐ、１ｓの周辺層が除去される。
【図５】図３ｂ又は図４ｃに示されているような本発明の二次母材１ｓから光ファイバー８を線引きするために使用される装置２を示す図である。
【図６】フォトニックファイバー８がそれから線引きされる本発明の二次母材１ｓを有する図５の装置２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１ａは、ＳｉＯ２で作られており、主軸ｘ、内部空間１１０、及びその下端に円錐形閉鎖部１１１を有する薄壁シリカ管１１を示す。シリカ管１１の壁の直径ｄ１０は、シリカ管１１の直径と比較して非常に小さく、比較的大部分の母材は、高品質シリカ粒子で構成されるだろう。
【００４６】
図１ｂは、未加工の一次母材１ｐ’を得るために、シリカ粒子５で完全に充填されようとしている内部空間１１０を有する図１ａのシリカ管１１を示す。図１ｂに示されるように、充填プロセスに加熱プロセスは伴わない。  
【００４７】
図１ｃは、アドジョイナ３により閉じられる図１ｂの未加工の一次母材１ｐ’を示す。アドジョイナ３は、第１及び第２のチャネル３１；３２を備える。第１のチャネル３１は、随意に一次母材１ｐ’、１ｐ又はガラスブランクを受容するように設計されており、キャップ４により閉じられる。第２のチャネル３２は、最終加工段階を実施する前にシリカ管１１を減圧する真空ポンプ２２に接続されている。最終加工段階では、炉２３は、２１００℃〜２３５０℃の温度で、シリカ管１１及びシリカ粒子５を融合させるために未加工の一次母材１ｐ’に沿って誘導される。  
【００４８】
以前に適用されていた図１ｂ及び１ｃで例示されている方法では、シリカ粒子５の膨張により薄壁シリカ管１１の破損が生じる場合があるという問題が生じる。非晶質シリカを使用すると、この問題を低減させることができる。しかしながら、α−石英を使用する場合、シリカ管１１中の充填されたシリカ粒子５の集団は、熱影響下で大きく膨張して、シリカ管１１の破裂を引き起こす可能性が高いだろう。  
【００４９】
図２ａは、例えば、比較的安値だが高純度で購入することができるα−石英であるシリカ粒子５ａで充填されようとしている内部空間１１０を有する図１ａのシリカ管１１を示す。充填プロセスと同時に、加熱プロセスを炉２３により実施し、炉２３は、好ましくは、シリカ管１１に沿ってシリカ粒子５ａの充填レベル５０を追跡する。図２ａに例示されるように、シリカ管１１に入れたシリカ粒子５ａは、炉２３により加えられる熱の影響下でその構造が変化する。例えば、およそ６００℃の中間加工温度が適用され、その温度下でα−石英５ａは、β−石英５ｂに変換される。シリカ粒子５ａがβ−トリジマイト又はβ−クリストバライトに変換されるより高い温度を適用してもよい。中間加工温度は、プロセスパラメータに従って、特にシリカ管１１の壁の直径、補助シリカ管の配置、及び使用されるシリカ粒子５に応じて選択される。薄いシリカ管、特に補助シリカ管が使用される場合、α−石英又はβ−石英をβ−トリジマイト又はβ−クリストバライトに変換することが推奨される。  
【００５０】
したがって、シリカ粒子５ｂの物質密度は、より低レベルに低減及び変更される。したがって、その結果生じた未加工の一次母材１ｐを、図２ｂに示されている最終加工段階で加工することができ、プロセス障害のリスクが著しく低減される。  
【００５１】
図３ａは、粒子５ａ、例えば、α−石英で充填されようとしているシリカ管１１の内部空間１１０に一次母材１ｐ、１ｐ’を有する図１ａのシリカ管１１を示す。好ましくは、図２ｂに示されている最終加工段階からもたらされる加工済の一次母材１ｐを、シリカ管１１に入れる。しかしながら、例えば、改良化学蒸着法（ＭＣＶＤ）、外部蒸着法（ＯＶＤ）、又はアキシアル蒸着法（ＶＡＤ）を用いて生成された高品質ガラスブランクなどの任意の他の一次母材１ｐを使用することができる。  
【００５２】
図２ａと併せて記述されているように、シリカ粒子５ａの構造の所望の変化を達成するために、加熱プロセスを、充填プロセスと同時に、シリカ管１１に沿ってシリカ粒子５ａの充填レベル５０を追跡する炉２３により実施する。  
【００５３】
図３ｂは、本発明の方法により実施された予備加工段階の完了後の、図３ａの未加工の二次母材１ｓを示す。この状態で母材を冷却し、別の作業現場に移動させ、そこで最終加工段階及び線引きを実施する。或いは、未加工の二次母材１ｓは、直ちに、例えば冷却前にさらに加工してもよい。  
【００５４】
図３ｂに示されているように、未加工の二次母材１ｓは、随意に、二次母材１ｓ内の縦長円筒状空間又は空隙を規定する補助シリカ管１０、又は好ましくは炭素で作られている可撤性棒を含んでいてもよい。図６に示されているように、この種の二次母材１ｓからフォトニックファイバー８を線引きすることができる。  
【００５５】
図３ｃは、図２ａと併せて記述されているような閉鎖及び減圧されたシリカ管１１を有する図３ｂの未加工の二次母材１ｓを示す。炉２３は、２１００℃〜２３５０℃の温度でシリカ管１１及び事前熱処理された粒子５ｂを融合させるために、二次母材１ｓに沿って誘導され、その後、加工済の二次母材１ｓが得られる。  
【００５６】
図４ａ〜４ｃは、図２ｂの熱処理された一次母材１ｐ又図３ｃの二次母材１ｓの機械的処理を示す。この機械的処理中に、所望の品質を有していない可能性があるシリカ管１１に由来する物質で構成される周辺層が除去される。図４ａは、この処理を施す前の加工済の一次又は二次母材１ｐ又は１ｓを示す。図４ｂは、好ましくは自動研削工具により実施される研削加工中の加工済の一次又は二次母材１ｐ；１ｓを示す。図４ｃは、一次シリカ管１１の材料が、一次母材１又はそれに由来する光ファイバーの特性に有利に寄与しない場合に実施が推奨される研削加工が完了した後の加工済の一次母材１を示す。  
【００５７】
図５は、図３ｂ又は図４ｃに示されているような本発明の二次母材１ｓから光ファイバー８を線引きするために使用される装置２を示す。上述のように、線引きプロセスは、図３ｃに示されているように最終加工段階と同時に又はその後で実施することができる。  
【００５８】
二次母材１ｓの下端がその融点に加熱され、ファイバー８が引張られると、「ネックダウン（ｎｅｃｋ−ｄｏｗｎ）」と呼ばれる角度区域が形成される。単一の光ファイバー８が、二次母材１ｓから半溶融状態で出現し、直径モニター２４を通り抜ける。光ファイバー８は、下方に引張られ続け、光ファイバー８を保護するための被覆を施す被覆アプリケータ２５を通り抜ける。光ファイバー８は、光学被覆を硬化させ、被覆が施された後の全体の直径をモニターする他のユニット２６及び２７も通り抜ける。その後、光ファイバー８は、光ファイバー８に回転を与えるローラーを備えていてもよい回転装置２８に遭遇する。その後、光ファイバー８は、その後ドラム又はスプール２９に巻き取られる前に光ファイバー８を引張る一連のローラー（図示せず）に最終的に遭遇する。二次母材１ｓは、その軸に沿った上下移動、及び好ましくはその軸の周りの回転の制御を可能にする保持デバイス２１に取り付けられている。  
【００５９】
さらに、装置２の保持デバイス２１は、予備加工段階及び最終加工段階で使用することができ、シリカ粒子５ａ、５ｂを圧縮するために、設置されている母材１ｐ、１ｓに振動を与えるように設計されていてもよい。  
【００６０】
図６は、補助シリカ管又は補助棒、例えば予備又は最終加工段階の後で取り外される炭素棒により生じる縦長円筒状空隙５００を備える二次母材１ｓに由来するフォトニック結晶ファイバーなどの本発明の光ファイバー８を線引きするために使用される装置２を示す。
【符号の説明】
【００６１】
ｘ  主軸
ｄ１０  直径
１ｐ’  一次母材
１ｐ  一次母材
１ｓ  二次母材
２  装置
３  アドジョイナ
４  キャップ
５  シリカ粒子
５ａ  シリカ粒子
５ａ  α−石英
５ｂ  β−石英
８  光ファイバー
１０  補助シリカ管
１１  薄壁シリカ管
２１  保持デバイス
２２  真空ポンプ
２３  炉
２４  直径モニター
２５  被覆アプリケータ
２６  ユニット
２７  ユニット
２８  回転装置
２９  ドラム又はスプール
３１  第１のチャネル
３２  第２のチャネル
５０  充填レベル
１１０  内部空間
１１１  円錐形閉鎖部
５００  縦長円筒状空隙
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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