(57)【要約】  １５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、共ドープされた光ファイバが提供される。ファイバは、５よりも大きいアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアを、当該ファイバ内に含む。ファイバはさらに、コアを取り囲んでいるクラッドも、当該ファイバ内に含み、コアは、２種類以上のハロゲン、例えば塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、コア内の２種類のハロゲンの濃度は、不均一である。コアケインを作製する方法であって、スート体に塩素および／または臭素をドープするステップと、次いで、ドープされたスート体にフッ素をドープするステップとを含む方法も、提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
クラッドと
を含み、前記クラッドは、低減されたクラッド領域と、前記低減されたクラッド領域に接触していて、前記低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、前記外側クラッド領域の相対屈折率と比較して＋０．２５％よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、第１のハロゲンおよび第２のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記第１のハロゲンの濃度と、前記第２のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）前記コア内の前記第１のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｂ）前記コア内の前記第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｃ）前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、
（ｄ）前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、
前記ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。
【請求項２】
前記第１のハロゲンは、ＣｌまたはＢｒであり、
前記第２のハロゲンは、Ｆである、
請求項１記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項３】
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
前記コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、前記クラッドは、モートと、外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、純粋なシリカと比較して＋０．０５％よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記フッ素の濃度と、前記塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）前記コア内の前記塩素の最大量が、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）前記コア内の前記フッ素の最大量が、少なくとも０．７５質量％であり、
前記ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。
【請求項４】
前記クラッドは、低減された領域を含み、
前記低減された領域は、前記コアの最大相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する、
請求項１から３までのいずれか１項記載のファイバ。
【請求項５】
（１）前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも３である、
または
（２）前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５である、
のうちのいずれかである、
請求項２または３記載のファイバ。
【請求項６】
前記コアの中心における前記フッ素に対する前記塩素の濃度の比は、３〜１０００である、
請求項２または３記載のファイバ。
【請求項７】
前記コア内の最大相対屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大相対屈折率との間の相対屈折率の差は、０．２％〜０．６％である、
請求項２または３記載のファイバ。
【請求項８】
コアケインを作製する方法であって、
当該方法は、
（ｉ）Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、９００℃〜１３５０℃の温度で、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体、臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに曝すステップと、
（ｉｉ）共ドープされたプリフォームを作製するために、Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされた前記スートプリフォームを、１２７５℃〜１４５０℃の温度で、０．１ａｔｍ（１０１３２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、
（ｉｉｉ）前記共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、前記共ドープされたプリフォームを、１４００℃を超える温度に曝すステップと
を含む、方法。
【請求項９】
（１）前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きい、
または
（２）前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい、
のうちのいずれかである、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記焼結されたコアプリフォームは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
（ａ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素または前記臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素の最大量は、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大量は、少なくとも０．７５質量％である、
請求項８または９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１７年１１月２０日に出願された米国仮出願第６２／５８８５９４号明細書に基づく優先権の利益を主張し、その内容全体は、参照することにより本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、データ伝送のための低コストで低減衰の光ファイバに関し、より詳細には、共ドープされたコアを有するファイバ設計に関する。
【背景技術】
【０００３】
低減衰（例えば、０．１７ｄＢ／ｋｍ以下の減衰値を有するファイバ）は、データを効率的に伝送するように構成された光ファイバの重要な特徴である。
【０００４】
ファイバの非線形性も、高速の長距離伝送用途に使用される光ファイバの性能を制限する１つの要因である。一般に、ファイバの非線形性は、ファイバの実効断面積を増加させることによって低下させることができる。なぜなら、出力密度が実効断面積に反比例するからである。シングルモード動作のために構成されたファイバ設計のいくつかは、実効断面積の増加に焦点を当ててきたが、これらの設計により達成される実効断面積は、マイクロ曲げ損失およびマクロ曲げ損失によって制限されてきた。デジタル信号処理（ＤＳＰ）における最近の進歩に伴い、伝送システムに対する線形障害（例えば、色分散および偏波モード分散（ＰＭＤ））は、重大な問題ではなくなっている。
【０００５】
光ファイバにおける減衰特性および損失特性には、複数のメカニズムが寄与している可能性がある。これらのメカニズムには、レイリー散乱、小角散乱、金属および不純物に関連する吸収効果、ならびにその他のＵＶおよびＩＲに関連する効果が含まれる場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
１つの実施形態によれば、シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、
クラッドは、低減されたクラッド領域と、低減されたクラッド領域に接触していて、低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、
コアは、外側クラッド領域の相対屈折率と比較して＋０．２５％よりも大きい相対屈折率を有し、コアは、第１のハロゲンおよび第２のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、コア内の第１のハロゲンの濃度と、第２のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）コア内の第１のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｂ）コア内の第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｃ）コアの中心からの距離が増加するにつれて、コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、
（ｄ）中心からの距離が増加するにつれて、コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、
（ｅ）ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、コア内の第１のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である。いくつかの実施形態によれば、コア内の第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である。
【０００８】
いくつかの実施形態によれば、コア内の第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である。
【０００９】
いくつかの実施形態によれば、第１のハロゲンは、塩素（Ｃｌ）または臭素（Ｂｒ）であり、第２のハロゲンは、フッ素（Ｆ）である。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素（または臭素）の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも３、例えば少なくとも１０である。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素（または臭素）の最大濃度と最小濃度との比は、１０００未満である。
【００１１】
いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５、例えば少なくとも１０である。いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、１０００未満である。いくつかの実施形態によれば、コアの中心におけるフッ素に対する塩素（または臭素）の濃度の比は、３〜１０００である。
【００１２】
本開示の１つの態様は、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するシングルモード光ファイバに関する。当該ファイバは、約５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアを、当該ファイバ内に含む。当該ファイバは、コアを取り囲んでいるクラッドも、当該ファイバ内に含む。さらに、いくつかの実施形態によれば、コアは、シリカと比較して０．０５％よりも大きい（例えば、０．３％〜０．５５％の）最大相対屈折率Δ１ＭＡＸを有する。さらに、コアは、当該コア内のフッ素の濃度と、塩素の濃度とが、以下のようにして不均一となるように共ドープされたシリカを含み、すなわち、
（ａ）コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）コア内の塩素の最大量が、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）コア内のフッ素の最大量が、少なくとも０．７５質量％である
ように共ドープされたシリカを含む。
【００１３】
本開示の別の態様は、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有するファイバを含む、シングルモード光ファイバに関する。当該ファイバは、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含む、ファイバ内のコアと、コアの領域を取り囲んでいるクラッドとを含む。さらに、コアは、５未満、例えば１．８〜３または１．８〜２．２のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有する。さらに、クラッドは、屈折率が低減されたクラッド領域（本明細書では、低減されたクラッド領域とも称する）を含み、屈折率が低減されたクラッド領域は、コアの相対屈折率と、外側クラッド領域の相対屈折率とよりも低い相対屈折率を有する。
【００１４】
前述した光ファイバの特定の実施形態では、クラッドは、低減された領域を含み、低減された領域は、コアの相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する。例えば、いくつかの実施形態では、低減された領域の相対屈折率は、コアの最大相対屈折率よりも少なくとも０．４％小さい。１つの態様によれば、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差は、０．３％〜０．５％である。いくつかの他の実施形態では、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差は、０．３％〜０．６５％である。
【００１５】
いくつかの実施形態によれば、クラッドは、低減された領域を含み、低減された領域は、コアの最大相対屈折率よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。さらに、ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。
【００１６】
本開示のさらなる態様では、共ドープされたコアを有する光ファイバは、約０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示すことができ、これらのファイバの一部は、１５５０ｎｍの波長で測定したときに約０．１５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰レベルさえも有する。
【００１７】
本開示の特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、以下のようにしてフッ素および塩素が共ドープされたシリカコアを有し、すなわち、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも１質量％（例えば、少なくとも２質量％または少なくとも３質量％）であり、かつ／またはコア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３（例えば、少なくとも１０、またはさらには１００、３〜１０００、５〜１０００、または５〜１００）であるように共ドープされたシリカコアを有する。
【００１８】
本開示の特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、以下のようにしてフッ素および塩素が共ドープされたシリカコアを有し、すなわち、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも１質量％（例えば、少なくとも２質量％または少なくとも３質量％）であり、かつ／またはコア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも５（例えば、少なくとも１０、少なくとも１００、または３〜１０００、５〜１０００、または５〜１００）であるように共ドープされたシリカコアを有する。
【００１９】
１つの実施形態によれば、シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、
コアは、純粋なシリカと比較して＋０．０５％よりも大きい相対屈折率を有し、コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、コア内のフッ素の濃度と、塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）コア内の塩素の最大量が、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）コア内のフッ素の最大量が、少なくとも０．７５質量％であり、
ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。
【００２０】
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部は、この説明から当業者に容易に明らかであるか、または以下の詳細な説明と、特許請求の範囲と、添付の図面とを含む、本明細書に記載された実施形態を実施することによって認識されるであろう。
【００２１】
前述した一般的な説明と、以下の詳細な説明とは、両方とも単なる例示に過ぎず、各請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することを意図したものであることを理解すべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に包含され、かつ本明細書の一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を図示しており、その描写と共に、種々の実施形態の原理および動作を説明するために役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】共ドープされたコアと、クラッドとを有する光ファイバに関する、ファイバ半径に応じた屈折率を示す概略図である。
【図１Ａ】図１に示された光ファイバの断面図である。
【図２】共ドープされた光ファイバへと線引きするために適したコアケイン内の、半径方向距離の関数としてのドーパント濃度のプロットである。
【図３】図２に関連するファイバケインから線引きされた光学系に関する、ファイバ半径の関数としての、ファイバコアの屈折率デルタを示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、現在のところ好ましい実施形態を詳細に参照する。添付の図面には、これらの実施形態の例が示されている。可能である限り、同じまたは同様の部分を指すために、全ての図面を通して同じ参照符号を使用する。
【００２４】
「屈折率分布」は、屈折率または相対屈折率と、ファイバ半径との間の関係である。
【００２５】
「μｍ」および「マイクロメートル」という用語は、本明細書では互換的に使用される。
【００２６】
「相対屈折率百分率」は、以下の式（１）：
Δ％＝１００×（ｎｉ２−ｎｃ２）／２ｎｉ２          （１）
として定義され、ただし、ｎｃは、未ドープのシリカの屈折率であり、ｎｉは、光ファイバの特定の領域内の点ｉにおける平均屈折率である。
【００２７】
本明細書でさらに使用する相対屈折率は、Δによって表され、その値は、特に指定しない限り「％」を単位として記載される。本明細書におけるΔ、％Δ、Δ％、デルタ指数、百分率指数、百分率デルタ指数、および％という用語は、互換的に使用可能である。ある領域の屈折率が、未ドープのシリカの屈折率よりも低い場合には、相対屈折率百分率は、負であり、低減された領域または低減された屈折率を有すると表現される。屈折率が、未ドープのシリカの屈折率よりも高い場合には、相対屈折率百分率は、正である。本明細書における「アップドーパント」とは、純粋な未ドープのシリカに対して相対的に屈折率を上昇させる傾向を有するドーパントであると見なされる。本明細書における「ダウンドーパント」とは、純粋な未ドープのシリカに対して相対的に屈折率を低下させる傾向を有するドーパントであると見なされる。アップドーパントの例には、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｌ、およびＢｒが含まれる。ダウンドーパントの例には、ＦおよびＢが含まれる。
【００２８】
光ファイバの、本明細書では特に明記しない限り「分散」と称する「色分散」は、材料分散と、導波路分散との合計である。ゼロ分散波長は、分散がゼロの値を有するところの波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。
【００２９】
「実効断面積」は、以下の式（２）：
Ａｅｆｆ＝２π［（∫ｆ２ｒｄｒ）２／（∫ｆ４ｒｄｒ）］          （２）
として定義され、ただし、積分限界は、０〜∞であり、ｆは、導波路（すなわち、光ファイバ）内を伝搬する光に関連する電界の横方向成分であり、ｒは、ファイバの半径である。本明細書で使用する「実効断面積」または「Ａｅｆｆ」は、特に明記しない限り、１５５０ｎｍの波長（すなわち、基本モード）での光学的な実効断面積を意味している。
【００３０】
「アルファ」または「α分布」という用語は、Δ（ｒ）の観点において表現された相対屈折率分布を意味している。Δ（ｒ）は、「％」を単位としており、ただし、ｒは、半径であり、Δ（ｒ）は、以下の式（３）：
Δ（ｒ）＝Δ１ｍａｘ［１−（ｒ／ｒ１）α］          （３）
のとおりであり、ただし、Δ１ｍａｘは、ファイバの中心におけるピーク屈折率変化（つまり、コアデルタ）であり、ｒ１は、コア半径である。本明細書で報告されるアルファは、１５５０ｎｍにおいて測定されている。α＝１は、三角形の相対屈折率分布に対応し、１．５＜α＜５のαは、顕著なグレーデッド型の屈折率分布に対応し、α＝２は、放物線状の分布を表し、α＞１２は、ステップ型の屈折率（すなわち、本明細書で使用する「ステップ様の屈折率分布」）に近似する分布に対応する。モードフィールド直径（ＭＦＤ）は、本開示の分野で理解されているような、以下の式（４）：
ＭＦＤ＝２ｗ  かつ
ｗ２＝２［（∫ｆ２ｒｄｒ）／｛∫（ｄｆ／ｄｒ）２ｒｄｒ｝］          （４）
によるペーターマンＩＩ法を使用して測定され、ただし、ｗは、モードフィールド半径であり、積分限界は、０〜∞である。特に明記しない限り、１３１０ｎｍでのＭＦＤは、本開示によって共ドープされたＧ．６５２およびＧ．６５４の光ファイバ構成の場合、それぞれ約８．２μｍ〜約９．５μｍおよび約９．０μｍ〜約１２μｍである。１５５０ｎｍでのＭＦＤは、本開示によって共ドープされたＧ．６５２およびＧ．６５４の光ファイバ構成の場合、それぞれ約９．０μｍ〜約１１μｍおよび約９．０μｍ〜約１４μｍである。
【００３１】
Ｖ３は、以下の関係式：
【００３２】
【数１】
2021503630.tif 000003
【００３３】
によって定義される、モート（moat）領域の体積であり、ただし、Δ３−４は、内側クラッド領域の相対屈折率と、外側クラッド領域の相対屈折率との間の差である。
【００３４】
所与のモードにおける「理論上のファイバカットオフ波長」、「理論上のファイバカットオフ」、または「理論上のカットオフ」とは、その波長を超えると、導波された光がそのモードにおいて伝搬できなくなるような波長である。数学的な定義は、Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｊｅｕｎｈｏｍｍｅ，ｐｐ．３９−４４，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９０において見出すことが可能であり、そこでは、理論上のファイバカットオフを、モード伝搬定数が外側クラッド内の平面波伝搬定数に等しくなる波長として説明している。この理論的な波長は、直径の変動を有していない無限長の完全に真っ直ぐなファイバである場合には適切である。
【００３５】
ファイバカットオフは、「２ｍファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる「ファイバカットオフ波長」を得るための、規格化された２ｍファイバカットオフ試験であるＦＯＴＰ−８０（ＥＩＡ−ＴＩＡ−４５５−８０）によって測定される。ＦＯＴＰ−８０規格試験は、制御された曲げの量を使用して高次モードを除去するため、またはファイバのスペクトル応答をマルチモードファイバのスペクトル応答に対して正規化するために実施される。
【００３６】
本明細書で使用する「ケーブルカットオフ測定」は、ＥＩＡ−４５５−１７０ Ｃａｂｌｅ Ｃｕｔｏｆｆ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ ｂｙ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ Ｐｏｗｅｒまたは「ＦＯＴＰ−１７０」に記載されている規格化された２２ｍ試験を使用して実施される。
【００３７】
本明細書において特に明記しない限り、（分散、減衰などのような）光学特性は、ＬＰ０１モードに関しての報告である。
【００３８】
「群屈折率」（ｎｇｅｆｆ）としても知られる「実効群屈折率」は、以下の式（５）：
ｎｇｅｆｆ＝ｃ／ｖｇ          （５）
によって示しているように、群速度ｖｇに対する光速ｃの比である。電磁界、屈折率、波長、および伝搬定数に関するファイバ内の導波モードのｖｇのための数式表現は、マクスウェル方程式から、またはより具体的には、スカラーの波動方程式から導出される。群速度ｖｇは、以下の式（６）：
ｖｇ＝∂ω／∂β          （６）
において定義され、ただし、ωは、波の角周波数、βは、導波モードの伝搬定数である。実効屈折率とも呼ばれる伝搬定数βは、電磁界の伝搬速度に関連する電磁界パラメータであり、選択された導波路のためのスカラーの波動方程式を解くことによって求められる。βは、導波路の幾何形状に依存しているので、導波路を曲げることによってβが変化すると予期することができる。例えば、米国特許第６１３４３６７号明細書の第３欄の第１４〜２９行目が参照され、同明細書を参照することによって本開示に援用する。
【００３９】
光ファイバコア（例えば、シリカベースのガラス組成物を含むコア）へのドープは、一般に、ガラスの仮想温度を低下させる。なぜなら、コア内に個々に導入される適切なドーパントは、ガラスの粘度を低下させる傾向があるからである。ガラスの仮想温度を低下させるドーパントの多くは、コア内の濃度変動を増加させる傾向もあり、このことは、レイリー散乱効果の増加に寄与する。したがって、濃度変動を顕著に引き起こすことなくガラスの仮想温度を低下させて、これにより、ドープされた光ファイバのために正味のより低い減衰が得られるようにするためには、ごく僅かなドーパントだけを使用することができる。
【００４０】
本開示において概説している光ファイバ設計は、２種類以上のハロゲンが共ドープされたコアを有するように、かつ（５以下のコアアルファを有する）グレーデッド型の屈折率分布を有するように構成されており、この結果、これに限定するわけではないがレイリー散乱効果を含む、前述した原理および考慮事項に鑑みて、低損失の光ファイバがもたらされる。本明細書で使用する「共ドープ」は、光ファイバのコア内に２種類以上のハロゲンドーパントを導入することを意味している。いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。共ドープされたコアを有する光ファイバ構成と、こうした共ドープされたコアを開発するための方法とによって、コアの粘度と、レイリー散乱効果と、最終的にはファイバ減衰とが大幅に低下される。
【００４１】
本開示の態様による共ドープされたファイバによって、低い減衰レベルを得ることができる。特に、これらのファイバのコアに共ドープすることによって、１５５０ｎｍで約０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰レベル、いくつかの実施形態では約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰レベルを得ることができる。共ドープされたファイバのいくつかの実施形態によれば、約０．１６ｄＢ／ｋｍ未満および約０．１５ｄＢ／ｋｍ未満のさらに低い減衰レベルを得ることができる。コア内にフッ素および塩素の両方を共ドープすることにより、そのコア内の粘度レベルが低くなる。このような低い粘度レベルは、コア内の仮想温度および密度変動の低下に寄与し、これによりレイリー散乱効果が低下される。さらに、ファイバに塩素およびフッ素のドーパントを添加すると、これらのファイバのコア内での濃度変動の増加が最小になり、これらの光ファイバにおいて観察される低い減衰レベルにさらに寄与することとなる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。本開示において概説される共ドープされた光ファイバ設計は、以下のようなコア、すなわち、ＧｅＯ２が制限されたＳｉＯ２コアまたはＧｅＯ２を含まないコアであって、かつ少なくとも２種類のハロゲンが共ドープされていて、５以下のコアアルファを有するグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するコアを設けることによっても、低減衰性能のために最適化可能である。光ファイバ内のゲルマニアが制限されたコアまたはゲルマニアを含まないコアは、レイリー散乱の影響を低下させることによって、光ファイバの減衰性能を改善することができる。本明細書で使用する「ＧｅＯ２が制限されたＳｉＯ２コア」は、ファイバが、ＧｅＯ２またはＧｅＯを単独でまたは組み合わせて約１．０質量％未満しか含有しないことを意味する。好ましくは、本明細書に開示している共ドープされたファイバは、ＧｅＯ２またはＧｅＯを単独でまたは組み合わせて約０．５質量％未満、より好ましくは約０．１質量％未満しか含有しない。特定の共ドープされた光ファイバの実施形態では、ＧｅＯ２および／またはＧｅＯの濃度は、ゼロに近似可能であるか、またはゼロに設定可能である。
【００４３】
いくつかの実施形態では、光ファイバの共ドープされたコアは、フッ素および塩素がドープされたシリカを含む。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素およびフッ素である。本明細書に開示しているファイバのコアは、酸化カリウムおよび五酸化リンのうちの１つ以上を追加的に含むことができる。それぞれのコア内に少量のＧｅＯ２およびＧｅＯを有するこのようなファイバは、レイリー散乱の寄与がより少ないことによって、さらに低い減衰レベルを示すことができる。ＧｅＯ２が制限されたＳｉＯ２コア内のフッ素および塩素のドーパント分布を最適化することによって、減衰のさらなる改善を実現することが可能である。
【００４４】
本開示の共ドープされたファイバは、約８０マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの間の外側クラッド直径を有することが好ましい。いくつかの態様では、共ドープされたファイバは、約１２０マイクロメートル〜約１３０マイクロメートルの外側クラッド直径を有することができる。特定の好ましい実施形態のファイバは、約１２５マイクロメートルの外側クラッド直径を有する。
【００４５】
好ましくは、これらのファイバの共ドープされたコアは、５未満のアルファ、または場合によっては約３未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有することができる。５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率のコアは、小角散乱による光ファイバ減衰への寄与を低下させるために役立つ。グレーデッド型の屈折率のコアにより、より少ない工程数と、より少ない製造コストとによって光ファイバを製造することが可能となる。グレーデッド型の屈折率分布のコアの場合には、工程数および製造コストの削減が達成され、内側クラッドが光ファイバコアに隣接している場合であっても、光ファイバは、Ｇ．６５２に準拠した分散特性（ゼロ分散波長）を満たす。いくつかの実施形態では、これらのファイバの共ドープされたコア（２種類以上のそれぞれ異なるハロゲンドーパント）は、１．５〜３、例えば１．８〜３、１．５〜２．５、または１．８〜２．３のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有することができる。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、グレーデッド型の屈折率を提供するために、ＧｅＯ２が制限されたコア内にドープされたフッ素および塩素を含む。オプションで、追加の光学的性能の利益を得るために、Ｋ２Ｏおよび／またはＰ２Ｏ５のドーパントをコアに導入してもよい。
【００４６】
例示的な実施形態のファイバは、コアの内部での、およびコアとクラッドと間での、熱膨張係数に関連する（ＣＴＥ）不一致を減少させ、これによって、コアの内部応力を低下させることができ、より良好なファイバ減衰特性をもたらすことができる。
【００４７】
共ドープされたコアのグレーデッド型の屈折率のコアにおけるアルファ分布は、種々の方法を使用して達成可能である。１つの手法は、グレーデッド型の屈折率でフッ素をドープするための不均一固結技術に基づく。不均一固結技術は、外付け（ＯＶＤ）法および気相軸付け（ＶＡＤ）法に基づく。第２の手法は、内付け気相成長（ＭＣＶＤ）手法に基づく。第３の手法は、プラズマ支援化学気相成長（ＰＣＶＤ）手法に基づく。ＭＣＶＤおよびＰＣＶＤ手法では、光ファイバのコアは、層毎のガラス堆積により作製され、それぞれの層をドープするために使用されるプロセスは、独立して制御可能である。
【００４８】
いくつかの実施形態によれば、ＯＶＤまたはＶＡＤのスート・ツー・ガラス（soot to glass）プロセスにおいて、光ファイバのプリフォーム製造のプリフォーム固結工程中および／またはドープ工程中に少なくとも２種類のハロゲンをドープすることによって、グレーデッドインデックス型の屈折率分布が達成される。シリカスートコアプリフォームは、例えば、ＯＶＤまたはＶＡＤシリカスート堆積プロセスを使用して作製される。しかしながら、光ファイバを作製するためのスートプリフォームを、他の方法によって製造してもよい。
【００４９】
本明細書で開示される共ドープされた光ファイバを作製するための方法の特定の態様では、ＳｉＣｌ４を使用してコアをドープするために、大きい表面積のスートプリフォーム（すなわち、従来の光ファイバ処理において使用されるプリフォームの表面積と比較して）を採用することができる。いくつかの実施形態では、スートプリフォームの表面積は、１０ｍ２／ｇｍよりも大きく、２０ｍ２／ｇｍよりも大きく、２５ｍ２／ｇｍよりも大きく、またはさらに５０ｍ２／ｇｍよりも大きい。特定の他の実施形態では、スートプリフォームの表面積は、９０ｍ２／ｇｍより大きくてもよい。本明細書に記載される実施形態では、スートは、シリカスートである。スートプリフォームの表面積は、本開示の適用分野で理解されているような、ブルナウアー・エメット・テラー（ＢＥＴ）法による表面積評価技術を使用して測定可能である。１つの実施形態によれば、スートプリフォームは、約０．５ｇ／ｃｍ３（例えば、０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３）の密度を有し、シリカハンドルを含む直径１０ｍｍの取り外し可能なアルミナ製回転ベイトロッド上にシリカスートを火炎堆積させることによって旋盤内で調製される。
【００５０】
コアスートプリフォームは、その後、固結炉または焼結炉内に入れられ、４つのステップを含むプロセスを使用して、プリフォームへの塩素およびフッ素（または臭素およびフッ素、または臭素、塩素およびフッ素）の共ドープが達成される。
【００５１】
少なくとも２種類のハロゲンが共ドープされた光学プリフォームを作製する第１のステップでは、シリカスートプリフォームが、脱水剤（例えば、塩素、ＳＯＣｌ２、ＳｉＣｌ４、またはＣＯ）によって処理されて、水および金属不純物が除去される。脱水ステップは、プリフォームを９００℃〜１３００℃の温度に曝すことによって実施される。
【００５２】
シリカスートプリフォームに２種類のハロゲンを共ドープする第２のステップでは、プリフォームが９００℃〜１３５０℃の温度で塩素ドーパント前駆体および／または臭素ドーパント前駆体（例えば、ＳｉＣｌ４、ＳｉＢｒ４）に曝され、なお、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体の分圧は、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい。いくつかの実施形態では、プリフォームに共ドープする第２のステップは、塩素ドーパント前駆体が１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第２のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに少なくとも２種類のそれぞれ異なるハロゲンを共ドープする第２のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が５ａｔｍ（５０６６２５Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第２のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が１０ａｔｍ（１０１３２５０Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。
【００５３】
プリフォームに少なくとも２種類のハロゲンを共ドープする第３のステップでは、プリフォームが１２７５℃〜１４５０℃の温度でフッ素ドーパント前駆体（例えば、ＳｉＦ４）に曝され、なお、フッ素ドーパント前駆体の分圧は、０．１ａｔｍ（１０１３２．５Ｐａ）よりも大きい。いくつかの実施形態では、プリフォームは、１３００℃よりも高い温度でフッ素ドーパント前駆体に曝される。他のいくつかの実施形態では、プリフォームは、１３５０℃よりも高い温度でフッ素ドーパント前駆体に曝される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第３のステップは、フッ素ドーパント前駆体が０．２ａｔｍ（２０２６５Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第３のステップは、フッ素ドーパント前駆体が０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第３のステップは、フッ素ドーパント前駆体が１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第３のステップは、フッ素ドーパント前駆体が２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きい条件下において実施される。
【００５４】
少なくとも２種類のハロゲンを含む、共ドープされたプリフォームを作製する第４のステップでは、共ドープされたプリフォームが１４００℃を超える温度に曝され、完全に焼結されて透明になり、これによって、種のない透明なガラス製の共ドープされたプリフォームが得られる。いくつかの実施形態では、少なくとも２種類のハロゲンを含む、共ドープされたプリフォームを作製する第４のステップは、フッ素ドーパント前駆体（例えば、ＳｉＦ４）の存在下において実施される。
【００５５】
いくつかの実施形態によれば、コアケインを作製するための方法は、
（ｉ）Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、９００℃〜１３５０℃の温度で、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体、臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに曝すステップと、
（ｉｉ）Ｃｌおよび／またはＢｒと、Ｆとを含む、共ドープされたプリフォームを作製するために、Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされたスートプリフォームを、１２７５℃〜１４５０℃の温度で、０．１ａｔｍ（１０１３２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、
（ｉｉｉ）共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、共ドープされたプリフォームを、１４００℃を超える温度に曝すステップと
を含む。
【００５６】
ガスの混合物中では、それぞれのガスが分圧を有しており、この分圧は、そのガスが元々の混合物の体積全体を同じ温度において単独で占めていた場合における、そのガスの仮想的な圧力である。理想的なガス混合物の全圧は、混合物中の複数のガスの分圧の合計である。ガスの分圧が、ガス混合物中の１種類のガスのモル分率（または体積分率）と、全圧との積であることに留意すべきである。
【００５７】
いくつかの実施形態によれば、コアケインを作製するための方法は、コアケインを形成するために、焼結されたコアプリフォームを再び線引きするステップをさらに含む。
【００５８】
本方法のいくつかの実施形態によれば、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体の分圧は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きく、２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きく、５ａｔｍ（５０６６２５Ｐａ）よりも大きく、またはさらに１０ａｔｍ（１０１３２５０Ｐａ）よりも大きく、かつ例えば、５０ａｔｍ（５０６６２５０Ｐａ）よりも小さい。
【００５９】
本方法のいくつかの実施形態によれば、フッ素ドーパント前駆体の分圧は、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きく、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きく、またはさらに２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きく、かつ例えば、２０ａｔｍ（２０２６５００Ｐａ）よりも小さい。
【００６０】
いくつかの実施形態によれば、焼結されたコアプリフォームは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
（ａ）焼結されたコアプリフォーム内の塩素または臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）焼結されたコアプリフォーム内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）焼結されたコアプリフォーム内の塩素の最大量は、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）焼結されたコアプリフォーム内のフッ素の最大量は、少なくとも０．７５質量％である。
【００６１】
いくつかの実施形態によれば、コアケインは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
（ａ）コアケイン内の塩素または臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）コアケインプリフォーム内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）コアケイン内の塩素の最大量は、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）コアケイン内のフッ素の最大量は、少なくとも０．７５質量％である。
【００６２】
いくつかの実施形態によれば、本開示における例示的なファイバの実施形態のコアは、Ｆドーパントと、Ｃｌドーパントとの両方（例えば、フッ素Ｆおよび塩素Ｃｌ）を含有するので、塩素の濃度と、フッ素の濃度との両方が、コアの中心からコアの外半径までの半径方向距離に応じて変化することが有利であり得る。例えば、塩素の濃度を、コアの中心または中心付近において最も高くし、コアの外半径までの半径方向距離に応じて減少させることができ、その一方で、フッ素の濃度を、コアの端部（例えば、コアの外半径）において最も高くし、コアの中心または中心付近において最も低くすることができる。塩素ドーパントを、不均一なグレーデッド様の屈折率分布でコアに導入し、フッ素も、不均一な分布でコアに導入することも有利であり得る。特に、塩素の濃度を、コアの中心において最も高くし、コアの外半径においてより低くすることができ、その場合のドープ分布は、フッ素ドーパントによって達成されるグレーデッド型のドープ分布とはほぼ逆である。したがって、コアの中心におけるフッ素ドーパントの濃度を、より低くすることができるが、グレーデッド型の屈折率分布が形成されるように、コアの外半径に向かって増加させることができる。これらの種々の共ドープされたグレーデッド型の屈折率分布は、コアの焼結段階中、または下方駆動炉内のスートが堆積されたコアの乾燥段階中に、またはＭＣＶＤもしくはＰＣＶＤ処理技術によって形成可能である。塩素ドーパントのための供給源前駆体として、Ｃｌ２またはＳｉＣｌ４を使用することができる。臭素ドーパントのための供給源前駆体として、Ｂｒガス、Ｂｒ２、またはＳｉＢｒ４を使用することができる。フッ素ドーパントのための供給源前駆体として、ＳｉＦ４を使用することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態によれば、ファイバコア内の塩素の最大量（ピーク量）は、少なくとも１質量％、例えば少なくとも２質量％、少なくとも３質量％、例えば１質量％〜４質量％である。いくつかの実施形態によれば、ファイバコア内のフッ素の最大量（ピーク量）は、少なくとも１質量％、例えば少なくとも２質量％、少なくとも３質量％、例えば１質量％〜４質量％である。
【００６４】
これらの実施形態によれば、コア内の塩素の最大量は、コアの内側３分の１以内（すなわち、コアの外半径の１／３以内）に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素の最大量は、コアの内側４分の１以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最小量は、コアの内側３分の１以内（すなわち、コアの外半径の１／３以内）に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最小量は、コアの内側４分の１以内に位置する。
【００６５】
いくつかの実施形態によれば、コア内に存在する塩素の最小量は、コアの外側４分の１以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在する塩素の最小量は、コアの外側縁部内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも１質量％、例えば少なくとも２質量％、またはさらに少なくとも３質量％である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、１質量％〜４質量％である。例えば、いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５、少なくとも７、またはさらに少なくとも１０である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、１０〜１０００（例えば、１０〜１００）である。
【００６６】
いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最大量は、コアの外側４分の１以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最大量は、コアの外側縁部内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも１質量％、例えば少なくとも２質量％、少なくとも３質量％である。いくつかの実施形態では、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、１質量％〜４質量％である。いくつかの実施形態では、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５、少なくとも７、またはさらに少なくとも１０である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、５〜１０００（例えば、７．５〜１００）である。
【００６７】
本開示の特定の態様によれば、コア内のＣｌの濃度は、（半径が増加するにつれて）０．７質量％超から０．２５質量％未満まで半径方向に減少する。いくつかの実施形態によれば、コア内のＣｌの濃度は、０．７質量％超から０．１５質量％未満まで半径方向に減少する。例えば、いくつかの実施形態によれば、コア内のＣｌの濃度は、（コア半径の内側１／３以内の位置での）０．７質量％超から、コアの縁部での０．０５質量％未満まで半径方向に減少する。
【００６８】
所望の低い減衰特性を達成するためには、クラッドの組成もまた重要であり得る。コアの屈折率よりも屈折率を低くするために、クラッドにフッ素をドープすることができる。共ドープされたファイバの特定の態様では、（例えば、フッ素をドープすることによって達成される）クラッド内の低減された領域の相対屈折率を、コアの最大相対屈折率よりも少なくとも０．２５％低くすることができる。同様に、いくつかの実施形態では、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差を、０．２％〜０．５％とすることができる。オプションで、三酸化ホウ素および塩素のうちの１つ以上を、クラッドにさらにドープしてもよい。
【００６９】
オプションで、塩素および／またはＢ２Ｏ３を、クラッド内のドーパントとして単独で使用してもよいし、またはクラッド内に既に存在するフッ素ドーパントへの追加として使用してもよい。
【００７０】
本開示における光ファイバ設計のいくつかの実施形態では、コアおよびクラッドは、他のアルカリ元素（例えば、カリウム）の存在を最小化または排除するように構成可能である。比較すると、アルカリドープは、他のドーパントのために使用されるドーププロセス（例えば、フッ素ドープ）よりも高コストである。したがって、本明細書で開示される共ドープされた無アルカリの光ファイバ設計は、処理コストおよび製造コストを削減するために特に最適化されている。
【００７１】
図１は、それぞれ本開示の態様による、ハロゲンが共ドープされた光ファイバ３１０の例示的な実施形態に関する、ファイバ半径の関数としての相対屈折率分布を示す。この相対屈折率分布は、外側クラッド領域に対して相対的に（すなわち、屈折率デルタΔ４％に対して相対的に）プロットされている。例示的な光ファイバ３１０は、１５５０ｎｍでのシングルモード（ＳＭ）である。図１Ａには、これらのファイバの顕著な特徴をさらに説明するために、ファイバ３１０の断面も示されている。
【００７２】
図１に示しているように、光ファイバ３１０はコア１０１を有する。コア１０１は、グレーデッド型の相対屈折率分布１を形成するために、約１．５〜約５のα値を有するアルファ分布を有することができる。好ましくは、コア１０１は、３未満、例えば１．５〜３または１．８〜２．５、より好ましくは１．９〜２．３のα値を有するアルファ分布を示す。コア１０１の相対屈折率Δ１は、ファイバ半径（ｒ）に応じて変化し、最大相対屈折率Δ１ＭＡＸを有する。コア１０１は、コア半径１００（本明細書ではｒ１とも呼ばれる）を有する。いくつかの実施形態によれば、コア１０１は、その中心からその半径１００（ｒ１）まで、ＦおよびＣｌがドープされたＳｉＯ２を主に含有する。他の実施形態によれば、コア１０１は、その中心からその半径１００（ｒ１）まで、ＦおよびＢｒがドープされたＳｉＯ２を主に含有する。オプションで、コア１０１には、Ｋ２Ｏおよび／またはＰ２Ｏ５をさらにドープしてもよい。これらのドーパントは、ＯＶＤ、ＶＡＤ、ＭＣＶＤ、およびＰＣＶＤ処理方法によってＳｉＯ２コア１０１に導入可能である。いくつかの実施形態では、コアは、ゲルマニアを含まず、少なくとも２種類のハロゲンドーパントを含む。いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。
【００７３】
共ドープされたファイバ３１０は、クラッド１４１（図１および図１Ａ）を有し、このクラッド１４１は、２つのクラッド領域または３つのクラッド領域を含む。全てのクラッド領域は、ＦがドープされたＳｉＯ２を主に含むことができる。オプションで、Ｆドーパントに加えてＣｌおよび／またはＢ２Ｏ３を、種々のクラッド領域のドーパントとして使用してもよい。
【００７４】
図１および図１Ａを再び参照すると、共ドープされた光ファイバ３１０は、厚さ２００を有するクラッド１４１を有する。クラッド１４１は、少なくとも２つのクラッド領域、すなわち、相対屈折率分布３（Δ３ｍｉｎを含み、本明細書ではモートと呼ばれる）および外半径１１０（ｒ３）を有する低減されたクラッド領域と、相対屈折率分布４および外半径（ｒ４）を有する外側クラッド領域とを含む。外半径ｒ４は、図１では１２０として示されている（ただし、これは、オプションの最外側領域が存在しない場合であり、オプションの最外側クラッド領域が存在する場合には、１５０として示される）。
【００７５】
いくつかの実施形態では、クラッド１４１は、相対屈折率分布２（図１には図示せず）を有する追加的な（オプションの）領域を含み、この追加的な（オプションの）領域は、屈折率が低減されたクラッド領域の相対屈折率分布３と、コアとの間に位置する。この実施形態では、この追加的なオプションのクラッド領域は、ｒ３よりも小さい外半径ｒ２を有する。いくつかの実施形態では、クラッド１４１の相対屈折率４（Δ４）は、好ましくは、外半径１２０，１５０（ｒ４）を出るまで実質的に一定である。いくつかの実施形態では、クラッド１４１の相対屈折率４は、ステップ型の分布を有する。
【００７６】
いくつかの実施形態では、クラッド１４１は、相対屈折率分布５および最大屈折率Δ５を有する（応力緩和領域）を有するオプションの最外側クラッド領域を含む。この領域は、例えば図１に（破線で）示されている。この実施形態では、最外側クラッド領域は、外側クラッド領域を取り囲んでおり、外側クラッド領域に接触している（最外側クラッド領域は、例えば、純粋なＳｉＯ２である）。
【００７７】
これらのクラッド領域の各々は、コア１０１を取り囲んでいる。図１に示しているように、低減されたクラッド領域は、外側クラッド領域の相対屈折率分布４よりも低い屈折率デルタを有する相対屈折率分布３を有する。これらのクラッド領域は、合わせて１つの合計厚さ２００を有し、この合計厚さ２００は、クラッド１４１の厚さに対応する。クラッド１４１内の相対屈折率分布３および４は、それぞれステップ型の分布を有することができる。
【００７８】
図１にも示しているように、共ドープされたファイバ３１０内の低減されたクラッド領域３の相対屈折率分布は、Δ３ｍｉｎにほぼ等しい値を有することができる。図１では、低減されたクラッド領域の相対屈折率分布３は、幅ｍ１のモートを示し、その相対屈折率（Δ３）は、コア１０１の相対屈折率よりも低くなっており、かつ相対屈折率分布４に対応する隣接する外側クラッド領域の相対屈折率（Δ４）よりも低くなっている。図１に示しているように、相対屈折率分布３を有する低減されたクラッド領域は、（本明細書ではｒ３とも呼ばれる）半径１１０まで延在する。相対屈折率分布４に対応する外側クラッド領域に対して、幅ｍ１のモートを形成することを容易にするために、Ｂｒおよび／またはＦおよび／またはＣｌ、またはそれらの組み合わせを、低減されたクラッド領域内の屈折率変更ドーパントとして含むことができることに留意すべきである。外側クラッドの相対屈折率４（Δ４）は、好ましくは、外側クラッドの外半径（ｒ４）１５０，１２０を出るまで実質的に一定である。
【００７９】
シングルモード動作のために構成されている場合、共ドープされた光ファイバ３１０は、５未満、例えば、約１．５〜４．５のアルファを有することができる。アルファ値を、約１．７〜約３の範囲内で設定してもよい。さらに、ファイバ３１０のコア１０１は、外側クラッド領域に対して相対的に、約０．２％Δ〜約＋０．６５％（例えば、０．３〜０．５％）のピーク相対屈折率デルタΔ１ｍａｘを有することができる。コアのピーク（最大）相対屈折率デルタΔ１ｍａｘは、（外側クラッドに対して相対的に）約＋０．２５％〜０．４５％の範囲であってもよい。さらに、ファイバ３１０のコア１０１は、シングルモード動作のために構成されており、約４〜１２マイクロメートルのコア半径１００（ｒ１）を有することができる。コア１０１の実効断面積Ａｅｆｆは、約６０μｍ２〜約１５０μｍ２の範囲であり得る。
【００８０】
シングルモード動作のために構成された、共ドープされた光ファイバ３１０は、ゲルマニアを含むその他のドーパントオプションに比べて比較的低コストであるフッ素ドーパントおよび塩素ドーパントを含む。それでもなお、これらの共ドープされた光ファイバ設計は、波長１５５０ｎｍで約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満という非典型的に低い減衰を有する。特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、約０．１６ｄＢ／ｋｍ未満、さらに約０．１５ｄＢ／ｋｍ未満の、非常に低い減衰レベルを示すことができる。ファイバ３１０は、１５５０ｎｍでのシングルモード動作のために構成されており、Ｇ．６５２およびＧ．６５４の光ファイバ用途のために特に適している。このような共ドープされたファイバ３１０は、例えば、１５３０ｎｍ未満、より好ましくは１５００ｎｍ未満、さらにより好ましくは１２６０ｎｍ未満のケーブルカットオフと、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長とを示すことができる。Ｇ．６５２またはＧ．６５７用途の場合には、１５５０ｎｍで約２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有するように、ファイバを構成することができる。
【００８１】
フッ素および塩素がドープされた、低減衰の共ドープされた光ファイバ３１０は、依然として「応力光学」効果を受けやすい場合がある。特に、これらのファイバは、グレーデッドインデックス型のコアを使用しているにもかかわらず、ファイバの製造に関連する高い内部応力を受けやすい場合があり、これによって、光学的性能が低下する可能性がある。特に、これらのファイバの製造中に発生する内部応力は、屈折率分布に対して影響を及ぼし、光透過特性を損ねる可能性がある。オプションの最外側クラッド領域は、内部応力を低下させ、光ファイバの減衰性能を改善する。
【００８２】
本明細書に記載される共ドープされた光ファイバは、約９０ｇ未満の線引き張力を有する線引きプロセスによって製造可能である。線引き張力は、好ましくは約４５ｇ未満に設定され、より好ましくは約３０ｇ〜約４５ｇに設定される。これらの処理パラメータによって作製されたファイバは、導波路の伝搬性能を含むファイバの光伝送特性に対して悪影響を及ぼす可能性のある、線引きに起因する応力の影響をさらに受けにくくなる。前述したことに従って処理および構成されている場合、共ドープされた光ファイバは、１５５０ｎｍの動作波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満、約０．１６ｄＢ／ｋｍ未満、さらには約０．１５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有することが推定される。
【００８３】
ファイバ３１０の特定の実施形態では、例えば、図１では相対屈折率分布５を有する最外側クラッド領域として示されている、クラッド１４１内（すなわち、ｒ５とｒ４との間）の堅い最外側クラッド領域（すなわち、応力緩和層）は、純粋なシリカガラス組成を有する。他の態様では、堅い最外側クラッド領域は、酸窒化ケイ素ガラス組成を有する。特定の実現形態によれば、クラッド１４１の堅い最外側クラッド領域の組成は、コア１０１の組成中のＣｌおよびＦの合計総量（例えば、ＣｌおよびＦの総モル数）よりも少ないＦ（例えば、より少ないモル数のＦ）を含む。クラッド１４１の堅い最外側クラッド領域は、コア１０１内のＣｌおよびＦの合計総モル数よりも少ないモル数のＣｌおよびＦを有することもできる。追加的な実施形態では、堅い最外側クラッド部分は、コア１０１内のＣｌおよびＦの合計総モル数よりも少ないモル数のＣｌを有する。いくつかの実施形態では、最外側クラッド領域の相対屈折率は、コア１０１の相対屈折率よりも大きい。
【００８４】
シングルモード動作のために構成された、共ドープされた光ファイバ３１０は、低い曲げ損失を有することもできる。本明細書で使用する「曲げ損失」は、１５５０ｎｍで測定されたときの、ｄＢ／ｔｕｒｎの単位での、光ファイバのマクロ曲げ損失の値を意味している。いくつかの実施形態では、ファイバ３１０として構成された光ファイバ設計は、直径１５ｍｍのマンドレル上で５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下のマクロ曲げ損失を有することができる。特定の実施形態によれば、ファイバのマクロ曲げ損失は、直径１５ｍｍのマンドレル上で２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であり、直径２０ｍｍのマンドレル上で１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であり、直径２０ｍｍのマンドレル上で０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であり、直径３０ｍｍのマンドレル上で０．０２５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下であり、直径３０ｍｍのマンドレル上で０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下である。いくつかの実施形態では、ファイバ３１０として構成された光ファイバ設計は、直径１０ｍｍのマンドレル上で１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径１０ｍｍのマンドレル上で１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径１５ｍｍのマンドレル上で１．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径１５ｍｍのマンドレル上で１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径１５ｍｍのマンドレル上で０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径２０ｍｍのマンドレル上で０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径２０ｍｍのマンドレル上で０．２ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径２０ｍｍのマンドレル上で０．１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径３０ｍｍのマンドレル上で０．０２５ｄＢ／ｔｕｒｎ以下、直径３０ｍｍのマンドレル上で０．０１ｄＢ／ｔｕｒｎ以下のマクロ曲げ損失を示すことができる。
【００８５】
ファイバ３１０を含む、本明細書に開示しているファイバは、従来の製造技術を使用して作製された光ファイバプリフォームから、例えば、米国特許第７５６５８２０号明細書、米国特許第５４１０５６７号明細書、米国特許第７８３２６７５号明細書、および米国特許第６０２７０６２号明細書に開示されているような、公知のファイバ線引き方法および装置を使用して線引き可能であり、なお、上記の明細書は、参照することにより本明細書に援用される。特に、共ドープされた光ファイバ３１０  ６００を、線引き炉内で牽引機により光ファイバプリフォームの基部から引き出すことができる。線引き炉を出た後、むき出しの光ファイバは、直径モニタ（Ｄ）に到達し、この直径モニタ（Ｄ）は、牽引機の速度を調整してファイバ直径を一定に維持するために、フィードバック制御ループにおいて使用される信号を供給する。このむき出しの光ファイバは、次に、ファイバ張力測定装置（Ｔ）を通過し、このファイバ張力測定装置（Ｔ）は、プリフォームからファイバを引き出すことにより生じる光ファイバの張力を測定する。この張力は、ファイバ線引きの速度、プリフォームの基部の温度および粘度などに応じて増加し得る。ファイバ張力測定装置の一例は、欧州特許出願公開第０４７９１２０号明細書に開示されており、同明細書は、参照することにより本明細書に援用される。ファイバ３００，３１０，３２０，および６００を含む、本明細書に開示している光ファイバは、こうしたプリフォームから線引きして、標準的な一次および二次アクリル酸ウレタン被覆によって被覆することができる。
【００８６】
本明細書に開示しているファイバ３１０の共ドープされたコア１０１は、オプションで、ある程度のレベルのアルカリを含有してもよいが、本明細書に開示している実施形態は、アルカリを実質的に含まないコアを利用してもよく、多くの実施形態において、コアは、好ましくはアルカリを全く含有しない。
【００８７】
図１を再び参照すると、光ファイバ３１０の共ドープされたコアの各々は、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示すように構成可能である。これらの共ドープされたファイバ（すなわち、共ドープされたコアを有するファイバ）は、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含むコア１０１を、ファイバ内に含む。ファイバは、コア１０１を取り囲んでいるクラッド１４１も、ファイバ内に含む。さらに、コア１０１は、外側クラッド領域の実効屈折率と比較して、少なくとも０．２５％の実効屈折率を有する。いくつかの実施形態では、コア１０１は、外側クラッドと比較して、少なくとも＋０．３５％の実効屈折率を有する。他の実施形態では、コア１０１は、純粋なシリカと比較して、少なくとも０．４％の実効屈折率を有する。さらに、クラッド１４１は、低減された領域（本明細書ではモートとも呼ばれる）を含むことができ、この低減された領域は、コア１０１の相対屈折率分布１よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。例えば、図１に示されている共ドープされたファイバ３１０の相対屈折率分布３が、こうした低減された領域に相当する。
【００８８】
図１に示されている、少なくとも２種類のハロゲンが共ドープされたコアを有するファイバ３１０は、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示すように構成可能である。これらの共ドープされたファイバは、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含むコア１０１を、ファイバ内に含む。ファイバは、コア１０１を取り囲んでいるクラッド１４１も、ファイバ内に含む。さらに、図１に示されているコア１０１は、５未満、例えば、１．５〜５のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有する。さらに、上述したように、クラッド１４１は、屈折率が低減された領域（本明細書では、低減された領域、低減されたクラッド領域、またはモートとも呼ばれる）を含み、この屈折率が低減された領域は、外側クラッド領域の相対屈折率分布（なお、外側クラッド領域は、図１に示されている相対屈折率分布Δ４を有する）よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。本明細書に開示している共ドープされたファイバ３１０は、これらの実施形態に即した他の共ドープされた光ファイバと共に、約０．７質量％以上（例えば、１質量％以上）のピーク（最大）塩素濃度を利用しており、このピーク（最大）塩素濃度は、いくつかの従来の光ファイバにおいて利用されている塩素レベルよりも著しく高い塩素濃度レベルを反映している。クラッド１４１は、モートおよび外側クラッド領域を取り囲んでいるオプションの最外側クラッド領域を含むことができ、この最外側クラッド領域は、外側クラッド領域の粘度よりも低い粘度を有する。いくつかの実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、１６５０℃での外側クラッド領域の粘度よりも少なくとも１．５倍高い。他の実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、１６５０℃での外側クラッド領域の粘度よりも少なくとも２倍高い。さらに他の実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、１６５０℃での外側クラッド領域の粘度よりも１．５〜１０倍高い。
【００８９】
図２を参照すると、本開示の態様による共ドープされた光ファイバ（例えば、ファイバ３１０）のコア（例えば、コア１０１）へと線引きするために適した、共ドープされたコアケイン内において測定されたドーパント濃度（質量％）が、半径方向距離（μｍ）の関数としてプロットされている。このコアケインは、本明細書に記載したものと同様の条件に従って処理およびドープしたものである。
【００９０】
図２に示されているように、質量％のＣｌおよびＦのドーパント濃度レベルが、コアケインの中心から、約７０００μｍの外半径まで示されている。この実施形態では、Ｃｌ濃度レベルは、約０．９質量％（コアの中心付近）から約０．１５質量％（縁部付近）へと変化し、Ｆ濃度レベルは、約０．９質量％（最大濃度、縁部付近）から約０．１質量％（中心付近または中心）へと変化する。コアケインの半径方向距離の関数としてのこれらの濃度レベルがグレーデッド型のアルファ分布を示しており、アルファが１．５〜５であることも明白である。上記のようなコアケインのドープ濃度では、ファイバのシングルモード動作に適した効果的な導波路挙動にとって、コアと外側クラッドとの間の相対屈折率の差（デルタ差）が０．３５％であることが好ましいであろうと予測される。この特定の実験では、コアスートプリフォームは、８３％のＳｉＣｌ４と１７％のＨｅとからなる混合物を含む環境において、１１７５℃の温度で９０分間ドープされ、その後、１３２５℃で１５分間、９％のＳｉＦ４と９１％のＨｅとからなるガス混合物に曝された。その後、このスートプリフォームは、温度を１４５０℃超に上昇させることにより、ボイドのないガラスプリフォームへと焼結された。
【００９１】
図３は、図２のコアケインから作製されたファイバコアの、測定された相対屈折率分布を示す。図示されているように、共ドープされたコアは、５未満の複合コアアルファを有する（いくつかの実施形態では、コアアルファは、３未満である）。いくつかの実施形態によれば、コア内の最大相対屈折率と最小相対屈折率との間の差は、０．２５％〜０．５５％である。例えば、図３は、図２に対応するコアケインから作製されたファイバの相対屈折率を示す。より具体的には、図３は、この実施形態におけるファイバコアが、約０．３％の相対勾配屈折率の差（最大−最小）を有するグレーデッド型の屈折率分布を有することを示す。
【実施例】
【００９２】
前述したファイバの種々の実施形態は、モデル化されたファイバの以下の例によってさらに明らかになるであろう。本開示の思想または範囲から逸脱することなく、種々の修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。以下に列挙した全ての例は、６２．５マイクロメートルの外側クラッド半径と、１２５マイクロメートルのファイバクラッド直径とを有する。さらに、モデル化されたファイバに関して以下に提供する全ての光学的パラメータは、特に明記しない限り、１５５０ｎｍで、ＬＰ０１モードにおけるものである。
【００９３】
本開示の前述した態様に関して説明した１つ以上の共ドープされたファイバ３１０に即している、モデル化されたシリカベースのハロゲン（例えば、塩素およびフッ素、または臭素およびフッ素）が共ドープされたコアとフッ素がドープされたクラッドとのシングルモード（ＳＭ）の光ファイバの例と、その特性とが、下記の表１Ａ〜表２Ｂに示されている。より具体的には、下記の表１Ａ〜表２Ｂには、種々の共ドープされたＳＭファイバに関する以下のパラメータおよびファイバ寸法が示されている：コアのΔ１ｍａｘ（％）、コアアルファ、ハロゲンコアのドーパント濃度（例えば、ＣｌおよびＦ、またはＢｒおよびＦ）（質量％）、コアの半径１００（ｒ１）、モートの外半径１１０（ｒ３，μｍ）、クラッドの外半径１２０（ｒ４，μｍ）、モートのデルタΔ３（％）、外側クラッドのデルタΔ４（％）、２２ｍケーブルカットオフ波長（ｎｍ）、１３１０ｎｍでのモードフィールド直径ＭＦＤ（μｍ）、１３１０ｎｍでの実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）、１３１０ｎｍでの分散（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）および分散勾配（ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）、ゼロ分散波長、ラムダゼロ（ｎｍ）、１５５０ｎｍでのモードフィールド直径ＭＦＤ（μｍ）、１５５０ｎｍでの実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）、１５５０ｎｍでの分散（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）および分散勾配（ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍでの減衰（ｄＢ／ｋｍ）。表１Ａ〜表２Ｂには、直径２０ｍｍのマンドレルに関する、ｄＢ／ｔｕｒｎで表された１５５０ｎｍでの曲げ損失の値も含まれている。例示的な実施形態のモートの体積Ｖ３は、３０％平方マイクロメートル〜７０％平方マイクロメートルである。
【００９４】
最後に、「Ｎ／Ａ」という表記は、そのパラメータが特定のファイバの例には適用できないことを示す。
【００９５】
下記の表１Ａは、ＣｌおよびＦが共ドープされたコアを有するＳＭ光ファイバ（例えば、図１の共ドープされたファイバ３１０）の特性を列挙している。
【００９６】
【表１Ａ】
2021503630.tif 000004
【００９７】
下記の表１Ｂは、表１Ａのファイバと同様の光ファイバのパラメータを示しているが、表１Ｂのファイバのハロゲンは、ＢｒおよびＦである。
【００９８】
【表１Ｂ】
2021503630.tif 000005
【００９９】
下記の表２Ａは、ＣｌおよびＦが共ドープされたコアを有するＳＭ光ファイバの特性を列挙している。
【０１００】
【表２Ａ】
2021503630.tif 000006
【０１０１】
表２Ａは、ＣｌおよびＦが共ドープされたコアと、モートまたは屈折率が低減された領域と、外側クラッド領域とを含む、ＳＭの他の光ファイバの特性を示している。これらのファイバは、Ｇ．６５２の推奨基準に準拠する光学的性能と、１５ｍｍのマンドレル直径での０．５ｄＢ／ｔｕｒｎ未満の曲げ損失と、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍのゼロ分散波長とを有する。図１に示されており、かつ表１Ａ〜表２Ｂに開示されている相対屈折率分布は、外側クラッド領域の最小屈折率に対して相対的である。
【０１０２】
下記の表２Ｂは、ＢｒおよびＦが共ドープされたコアを有するＳＭ光ファイバ（例えば、図１の共ドープされたファイバ３１０）の特性を列挙している。
【０１０３】
【表２Ｂ】
2021503630.tif 000007
【０１０４】
表１〜表２Ｂにおけるシングルモード（ＳＭ）光ファイバの光学的特性は、低い減衰と、優れた曲げ性能と、Ｇ．６５７，Ｇ．６５２，Ｇ．６５４の仕様に準拠する他の特性とを示す。本明細書に記載されるシングルモードファイバの光学的特性は、低い減衰と、優れた曲げ性能とを示す。
【０１０５】
塩素およびフッ素が共ドープされたコアケインに関する製造条件および処理条件の例と、その特性とが、以下に示されている。これらのコアケインは、これに限定するわけではないが、共ドープされた光ファイバ３１０を含む、本開示の態様による共ドープされた光ファイバを線引きするために適している。
【０１０６】
前述したことは、単なる例示に過ぎず、特許請求の範囲によって定義されるファイバの性質および特徴を理解するための概要を提供することを意図したものであることを理解すべきである。添付の図面は、好ましい実施形態のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に包含され、かつ本明細書の一部を構成する。図面は、種々の特徴および実施形態を図示しており、その描写と共に、原理および動作を説明するために役立つ。特許請求の範囲の思想または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載した好ましい実施形態に対して種々の修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。
【０１０７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０８】
実施形態１  
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
クラッドと
を含み、前記クラッドは、低減されたクラッド領域と、前記低減されたクラッド領域に接触していて、前記低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、前記外側クラッド領域の相対屈折率と比較して＋０．２５％よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、第１のハロゲンおよび第２のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記第１のハロゲンの濃度と、前記第２のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）前記コア内の前記第１のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｂ）前記コア内の前記第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも３であり、
（ｃ）前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、
（ｄ）前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、
前記ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。
【０１０９】
実施形態２  
前記コア内の前記第１のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である、
実施形態１記載のシングルモード光ファイバ。
【０１１０】
実施形態３  
前記コア内の前記第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である、
実施形態２記載のシングルモード光ファイバ。
【０１１１】
実施形態４  
前記コア内の前記第２のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である、
実施形態１または２記載のシングルモード光ファイバ。
【０１１２】
実施形態５  
前記第１のハロゲンは、ＣｌまたはＢｒであり、
前記第２のハロゲンは、Ｆである、
実施形態１から４までのいずれか１つに記載のシングルモード光ファイバ。
【０１１３】
実施形態６  
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
５未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
前記コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、前記クラッドは、モートと、外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、純粋なシリカと比較して＋０．０５％よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記フッ素の濃度と、前記塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
（ａ）前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）前記コア内の前記塩素の最大量が、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）前記コア内の前記フッ素の最大量が、少なくとも０．７５質量％であり、
前記ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。
【０１１４】
実施形態７  
前記クラッドは、低減された領域を含み、
前記低減された領域は、前記コアの最大相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する、
実施形態１、５、または６記載のファイバ。
【０１１５】
実施形態８  
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも１質量％である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１１６】
実施形態９  
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも２質量％である、
実施形態８記載のファイバ。
【０１１７】
実施形態１０  
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも３質量％である、
実施形態９記載のファイバ。
【０１１８】
実施形態１１  
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも１質量％である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１１９】
実施形態１２  
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも２質量％である、
実施形態１１記載のファイバ。
【０１２０】
実施形態１３  
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも３質量％である、
実施形態１２記載のファイバ。
【０１２１】
実施形態１４  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも１質量％である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１２２】
実施形態１５  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも２質量％である、
実施形態１４記載のファイバ。
【０１２３】
実施形態１６  
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも１質量％である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１２４】
実施形態１７  
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも２質量％である、
実施形態１６記載のファイバ。
【０１２５】
実施形態１８  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも３である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１２６】
実施形態１９  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である、
実施形態１８記載のファイバ。
【０１２７】
実施形態２０  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、１０００未満である、
実施形態１９記載のファイバ。
【０１２８】
実施形態２１  
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１２９】
実施形態２２  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも１０である、
実施形態２１記載のファイバ。
【０１３０】
実施形態２３  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、１０００未満である、
実施形態２１または２２記載のファイバ。
【０１３１】
実施形態２４  
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも５である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１３２】
実施形態２５  
前記コアの中心における前記フッ素に対する前記塩素の濃度の比は、３〜１０００である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１３３】
実施形態２６  
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、１０００未満である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１３４】
実施形態２７  
前記コア内の最大相対屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大相対屈折率との間の相対屈折率の差は、０．２％〜０．６％である、
実施形態５または６記載のファイバ。
【０１３５】
実施形態２８  
前記コア内の最大屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大屈折率との間の相対屈折率の差は、０．３％〜０．５％である、
実施形態１から２７までのいずれか１つに記載のファイバ。
【０１３６】
実施形態２９  
前記ファイバはさらに、１５３０ｎｍ未満の２２ｍケーブルカットオフ波長を有することによって特徴づけられている、
実施形態１から２８までのいずれか１つに記載のファイバ。
【０１３７】
実施形態３０  
前記ファイバはさらに、１２６０ｎｍ未満の２２ｍケーブルカットオフ波長を有することによって特徴づけられている、
実施形態１から２９までのいずれか１つに記載のファイバ。
【０１３８】
実施形態３１  
前記ファイバは、１５５０ｎｍの波長で約０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
実施形態１から３０までのいずれか１つに記載のファイバ。
【０１３９】
実施形態３２  
コアケインを作製する方法であって、
当該方法は、
（ｉ）Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、９００℃〜１３５０℃の温度で、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体、臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに曝すステップと、
（ｉｉ）共ドープされたプリフォームを作製するために、Ｃｌおよび／またはＢｒがドープされた前記スートプリフォームを、１２７５℃〜１４５０℃の温度で、０．１ａｔｍ（１０１３２．５Ｐａ）よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、
（ｉｉｉ）前記共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、前記共ドープされたプリフォームを、１４００℃を超える温度に曝すステップと
を含む、方法。
【０１４０】
実施形態３３  
コアケインを形成するために、前記焼結されたコアプリフォームを再び線引きするステップをさらに含む、
実施形態３２記載の方法。
【０１４１】
実施形態３４  
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３２または３３記載の方法。
【０１４２】
実施形態３５  
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３４記載の方法。
【０１４３】
実施形態３６  
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、５ａｔｍ（５０６６２５Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３５記載の方法。
【０１４４】
実施形態３７  
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、１０ａｔｍ（１０１３２５０Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３６記載の方法。
【０１４５】
実施形態３８  
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、０．５ａｔｍ（５０６６２．５Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３２または３３記載の方法。
【０１４６】
実施形態３９  
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３８記載の方法。
【０１４７】
実施形態４０  
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、２ａｔｍ（２０２６５０Ｐａ）よりも大きい、
実施形態３９記載の方法。
【０１４８】
実施形態４１  
前記焼結されたコアプリフォームは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
（ａ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素または前記臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４質量％であり、
（ｂ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも０．４５質量％であり、
（ｃ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素の最大量は、少なくとも０．７質量％であり、
（ｄ）前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大量は、少なくとも０．７５質量％である、
実施形態３２から４０までのいずれか１つに記載の方法。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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