(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを製造する方法において、
第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップ；
前記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、前記コア‐クラッド組立体は、前記コアケーンと前記スートクラッドモノリスとの間にチャネルを含む、ステップ；
前記コア‐クラッド組立体を第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、前記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、前記塩素源材料は、前記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；
前記コア‐クラッド組立体を第２の温度の第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、前記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び
前記コア‐クラッド組立体を、第３の温度の前記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、前記加熱するステップは、前記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、前記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する、ステップ
を含み、
前記還元剤はＣＯであり、
重量割合のｐｐｍを単位とする、前記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の前記塩素ドーパント濃度に対する、体積割合のｐｐｍを単位とする、前記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度の比は、０．５超である、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の温度は少なくとも８００℃であり、
前記第２の温度は、前記第１の温度以上であり、
前記第３の温度は、前記第２の温度以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記塩素源材料は、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４及び／又はＣＣｌ４である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
シリカを含み、また内部キャビティを含むスートクラッドモノリスを提供するステップ；
前記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、前記コアケーンはシリカを含み、前記コア‐クラッド組立体は、前記コアケーン及び前記スートクラッドモノリスを含む、ステップ；
前記コア‐クラッド組立体を第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、前記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、前記塩素源材料は、前記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；並びに、
前記コア‐クラッド組立体を、還元剤の存在下で加熱するステップ
を含み、
前記還元剤はＣＯを含み、
前記コア‐クラッド組立体を加熱する前記ステップは、前記コア‐クラッド組立体を、連続的に流れるガスに曝露するステップを含み、前記連続的に流れるガスは、前記還元剤を含むことを特徴とする、
光ファイバを製造するための方法。
【請求項５】
前記スートクラッドモノリスを提供する前記ステップは、前記スートクラッドモノリスを形成するステップを含み、
前記スートクラッドモノリスを形成する前記ステップは、スート前駆体を反応させるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スートクラッドモノリスを形成する前記ステップは、前記スート前駆体の前記反応から形成された第１のスートの層を、基材上に堆積させるステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記スートクラッドモノリスを形成する前記ステップは、前記内部キャビティを形成するステップを更に含み、
前記内部キャビティを形成する前記ステップは、前記第１のスートの層から前記基材を分離するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１４年７月９日出願の米国仮特許出願第６２／０２２３１１号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、その全体が参照により本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、クラッド中に高濃度の塩素及び低濃度の非架橋酸素を有する光ファイバ、並びに上記ファイバを作製するための方法を対象とする。上記方法は、多孔性塩素ドープクラッド層を有するプリフォームを、還元剤の存在下で焼結するステップを含む。
【背景技術】
【０００３】
光通信は、高伝送速度及び高帯域幅を提供するため、データ伝送に関してますます重要な分野となっている。光通信の成功は、データ伝送システムにおいて使用される光ファイバの品質に大きく依存する。光ファイバは、光データ信号を、高い忠実度及び低い減衰で伝送する必要がある。信号減衰に対する主な寄与因子は、散乱損失及び吸収である。散乱損失は、主にレイリー散乱から生じ、ファイバから周囲への光信号の再配向による信号損失をもたらす。散乱損失は、光信号の波長、及び光ファイバを作製するために使用される材料の組成の両方に左右される。光ファイバの最も実用的な材料は、シリカ（ドーパント有り及び無し）である。シリカにおけるレイリー散乱による最小損失は、約１３００ｎｍ〜約１６００ｎｍの波長間隔において生じ、この波長間隔において動作する光信号源は、シリカベースの光通信システムにおいて広く使用されている。
【０００４】
吸収損失は、光ファイバ材料の組成中の不純物による光信号の吸収によって引き起こされる。吸収損失を最小化するために、高純度材料が必要となる。シリカファイバの望ましい約１３００ｎｍ〜約１６００ｎｍの波長間隔における最も大きな吸収は「水ピーク（ｗａｔｅｒ  ｐｅａｋ）」であり、これは１３８０ｎｍ付近を中心とし、約１３５０ｎｍから約１４２５ｎｍにまで及ぶ、広い吸収帯域である。１３８０ｎｍの吸収は、シリカファイバ内又はシリカファイバ表面上に存在するＯＨ基による吸収に由来する。ＯＨ基は、主にケイ素に結合してシラノール（Ｓｉ‐ＯＨ）基を形成する。シリカファイバの吸収損失を最小化するためには、ファイバ中のシラノール基の濃度を最小化する必要がある。
【０００５】
光ファイバは、プリフォームからファイバをドロー形成することによって作製される。プリフォームは、ドーパントのレベル又はタイプが異なるシリカガラスの一連の同心領域を含む、固結シリカガラスである。ファイバプリフォーム中のドーパントの空間分布、濃度及び／又はタイプの制御は、屈折率が異なる複数の領域を生成する。屈折率の差は、プリフォームからドロー形成されたファイバにおいて明白であり、光ファイバの異なる複数の機能領域（例えば、コア対クラッド、低屈折率窪み、調整された屈折率プロファイル）を規定する。光ファイバプリフォームを製造するための従来の方法は、シリカスートをシリカケーン（ｃａｎｅ）上に堆積させることを必要とする。上記ケーンは完全に固結してファイバプリフォームの中心部分となり、最終的にプリフォームからドロー形成されるファイバのコアとして望ましい組成を有する。上記シリカスートは、単一の組成物の単一の層又は組成が異なる一連の複数の層として堆積させることができ、上記１つ又は複数の層の組成は、最終的にプリフォームからドロー形成される繊維のクラッド領域に所望の屈折率プロファイルを提供するよう設計される。
【０００６】
シリカスートは通常、ＳｉＣｌ４の火炎加水分解によって製造される。火炎加水分解反応の水副産物は、シリカスート中のＯＨの高い濃度、並びにケーンの表面及び表面付近領域におけるＯＨ基の高い濃度をもたらす。ＯＨ基の濃度を低減するために、スート堆積後に脱水ステップを実施する。上記脱水ステップでは、スート及びケーンを、ＯＨを除去するように作用する脱水剤（例えばＣｌ２）に曝露する。堆積されたままの状態のスートの高い多孔率は、この脱水ステップにおけるスート層からのＯＨの除去を促進する。しかしながら、ケーンの高密度特性は、脱水剤によるケーンへの浸透を阻害し、プリフォームのケーン部分に有意量のＯＨが残る場合がある。プリフォーム中のＯＨの存在は、プリフォームからドロー形成されたファイバ中に高濃度のＯＨをもたらし、またこれに対応して、１３８０ｎｍ又はその付近の光信号に関する高い減衰損失をもたらす。
【０００７】
火炎加水分解の水副産物に加えて、ＯＨは、非架橋酸素と水素との反応によってもファイバプリフォームに組み込むことができる。非架橋酸素は、配位的に不飽和であり、水素によって不動態化できる。この不動態化プロセスはシラノール基を形成し、ＯＨ基を供給して、これが吸収による信号減衰に寄与する。ファイバプリフォームは、高濃度の非架橋酸素基を含有する場合があり、プリフォーム及び上記プリフォームからドロー形成されたファイバは、シラノール基への非架橋酸素の水素誘発性変換により、水素に対する高い感受性を示す場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＯＨ濃度が低減され、また水素に対する感受性が低減されたファイバプリフォームに対する需要が存在する。このようなプリフォームからドロー形成されたファイバは、１３８０ｎｍ付近における減衰損失が低いことが予想される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、水素感受性が低減された光ファイバの製造を対象とする。本開示によると、ファイバプリフォームを、固化の前に還元剤で処理する。上記還元剤処理は、プリフォームが固化する前にプリフォーム中に存在する非架橋酸素欠陥中心の数を低減する。固化、及びそれに続く上記固化済みプリフォームの光ファイバへのドロー形成の後、上記光ファイバを重水素で処理することによって、ファイバ中の非架橋酸素欠陥中心を更に削減する、又は実質的に排除することができ、これにより、上記光ファイバの水素感受性が低減される、又は排除される。光ファイバプリフォームの最終的な固化の前に還元剤を使用すると、プリフォームからドロー形成されたファイバ中の非架橋酸素欠陥中心の大幅な削減がもたらされるだけでなく、ファイバの重水素処理に必要な時間が削減される。結果として製造アウトプットが増大し、製造コストが低下する。
【００１０】
一実施形態では、本開示は：コアケーンとは独立したスートクラッドモノリスを形成するステップ；コアケーンとスートクラッドモノリスとを組み合わせて、コア‐クラッド組立体を形成するステップ；及び上記コア‐クラッド組立体を加工してプリフォームを形成するステップを含む方法によって形成された、光ファイバプリフォームを対象とする。本方法はまた、上記プリフォームからファイバをドロー形成するステップも含んでよい。
【００１１】
コアケーンは、固化済みガラスであってよく、シリカ又はドープシリカガラスを含んでよい。スートクラッドモノリスは、シリカスート又はドープシリカスートの１つ又は複数の層を基材上に堆積させ、上記基材を除去して、スートクラッドモノリスを提供することによって形成してよい。スートクラッドモノリスをコアケーンと組み合わせて、コア‐クラッド組立体を形成でき、上記コア‐クラッド組立体を加工して、ファイバプリフォームを形成できる。
【００１２】
上記基材はベイトロッド（ｂａｉｔ  ｒｏｄ）であってよく、上記基材又はベイトロッドの除去により、内部キャビティを有するスートクラッドモノリスが提供される。上記コアケーンを上記内部キャビティに挿入することにより、コア‐クラッド組立体を形成でき、上記コア‐クラッド組立体を加工して、プリフォームを形成できる。上記スートクラッドモノリスは、上記コアケーンを、コア‐クラッド組立体内で取り囲んでよい。コアケーンの外部境界と、その周りのスートクラッドモノリスの内部キャビティの内側境界との間に、間隙が存在してよい。内部キャビティは、スートクラッドモノリスを通って延在してよい。スートクラッドモノリスは環状であってよく、中心軸の周りに位置決めされた内部キャビティを含んでよい。
【００１３】
ファイバプリフォームを作製する上記方法は、上記スートクラッドモノリスの脱水を含んでよい。上記脱水は、コアケーンをスートクラッドモノリスに組み込んでコア‐クラッド組立体を形成する前及び／又は後に行ってよい。脱水は、スートクラッドモノリス及び／又はコア‐クラッド組立体を乾燥剤に曝露するステップを含んでよい。上記乾燥剤は、Ｃｌ２、ＣＯ、ＳｉＣｌ４又はＳＯＣｌ２であってよい。脱水は、６００℃〜１２５０℃の温度まで加熱するステップを含んでよい。上記乾燥剤は、スートクラッドモノリスの孔又はコアケーンとスートクラッドモノリスとの間の空間に入ってよい。上記乾燥剤は、脱水が完了するとすぐに、スートクラッドモノリス及び／又はコア‐クラッド組立体を取り囲む環境から除去してよい。
【００１４】
ファイバプリフォームを作製する上記方法は、スートクラッドモノリスをドープするステップを含んでよい。上記ドープステップは、コアケーンをスートクラッドモノリスに組み込んでコア‐クラッド組立体を形成する前及び／又は後に行ってよい。上記ドープステップは、スートクラッドモノリス及び／又はコア‐クラッド組立体をドープ前駆体に曝露するステップを含んでよい。上記ドープ前駆体は、Ｃｌ２又は塩素含有ガスであってよい。上記ドープ前駆体は、スートクラッドモノリスの孔又はコアケーンとスートクラッドモノリスとの間の空間に入ってよい。上記ドープ前駆体は、ドープステップが完了するとすぐに、スートクラッドモノリス及び／又はコア‐クラッド組立体を取り囲む環境から除去してよい。
【００１５】
ファイバプリフォームを作製する上記方法は、コア‐クラッド組立体を還元剤に曝露するステップを含んでよい。例示的な還元剤としては、ＣＯ、ＣＨＣｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２及びＣＨ３Ｃｌが挙げられる。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露は、脱水後に行ってよい。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露は、乾燥剤の不在下で行ってよい。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露は、塩素ガス及び塩素含有ガス等のドープ前駆体の不在下で行ってよい。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露は、コア‐クラッド組立体の焼結の前及び／又は焼結中に行ってよい。コア‐クラッド組立体は、還元剤への曝露中に加熱してよい。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露の温度は、少なくとも９００℃であってよい。還元剤への曝露中のコア‐クラッド組立体の温度は、コア‐クラッド組立体の焼結を開始するために十分なものであってよい。
【００１６】
ファイバプリフォームを作製する上記方法は、コア‐クラッド組立体を焼結するステップを含んでよい。上記焼結ステップは、脱水後又はドープ後又はコア‐クラッド組立体を還元剤で処理した後に行ってよい。上記焼結ステップは、コア‐クラッド組立体を還元剤で処理するのと同時であってよい。上記焼結ステップは、スートクラッドモノリスを固化させ、スートクラッドモノリスをコアケーンと融合させて、固化済みファイバプリフォームを形成できる。上記焼結ステップは、１２５０℃超の温度で行ってよい。
【００１７】
一態様では、本開示は：コア‐クラッド組立体を提供するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、少なくとも１つの多孔性ガラスクラッド層を有する、独立して製作されたスートクラッドモノリスの内部キャビティに挿入された、固化済みガラスコアケーンを含む、ステップ；ガスを内包する炉内にプリフォームを配置するステップ；塩素源材料と、任意のキャリアガス、例えば空気、窒素、アルゴン又はヘリウムとを用いて、上記多孔性クラッド層を塩素ドープするステップ；及びガス還元剤の存在下で上記少なくとも１つの多孔性クラッド層を焼結して、焼結済みクラッド層を上記固化済みガラスコアケーン上に形成するステップであって、上記少なくとも１つの焼結済みクラッド層は、重量割合で５００ｐｐｍ超の塩素濃度を有する、ステップを含む方法によって形成された光ファイバを対象とする。上記ガス還元剤は、上記固化済みプリフォームの焼結済みの少なくとも１つのクラッド層中の富酸素欠陥の濃度を低減するよう作用し、完全に焼結（固化）して光ファイバプリフォーム又はブランクを形成した後、焼結済みプリフォームから光ファイバをドロー形成する。還元剤の存在下でプリフォームを固化することによる、プリフォームの富酸素欠陥の削減は、ペルオキシ（≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｏ‐Ｓｉ≡）、及び結合分割又は他の修飾を受けて非架橋酸素欠陥（例えば≡Ｓｉ‐Ｏ及び≡Ｓｉ‐Ｏ●）を形成しやすい他の富酸素欠陥の削減を含む。還元剤の存在下で固化されたプリフォームからドロー形成されたファイバもまた、富酸素欠陥の濃度が低減されている。上記還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。ある実施形態では、上記還元剤は一酸化炭素（ＣＯ）である。ある実施形態では、上記ガス還元剤はキャリアガスと共に供給される。ある実施形態では、上記キャリアガスは不活性ガスである。ある実施形態では、上記不活性ガスはヘリウムである。ある実施形態では、上記塩素源材料は、Ｃｌ２及びＳｉＣｌ４からなる群から選択される。
【００１８】
ある実施形態では、本開示は、コア及びクラッドを有する光ファイバを製造するための方法を対象とし、上記光ファイバは、上記クラッド中の富酸素欠陥の削減により、水素感受性が低減されている。一実施形態では、本方法は、還元剤処理済みの、固化済み光ファイバプリフォームを形成するステップを含み、上記プリフォームは、コア部分及びクラッド部分を備え、また本方法は：コアスートプリフォームを提供し、上記コアスートプリフォームを固化して上記コア部分を形成するステップ；上記コア部分と独立したスートクラッドモノリスを形成するステップであって、上記スートクラッドモノリスは、少なくとも１つのシリカ含有クラッドスート層及び内部キャビティを内包する、ステップ；上記スートクラッドモノリスの上記内部キャビティに、上記コア部分を挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップ；並びに上記少なくとも１つのシリカ含有クラッドスート層を固化して、上記コア部分を覆うように上記クラッド部分を形成するステップであって、上記クラッドスートは、上記クラッドスートの固化中及び／又は前に還元剤で処理することによって、上記クラッド中の富酸素又は非架橋酸素欠陥中心が削減される、ステップを含む。上記還元剤処理済みの、固化済み光ファイバプリフォームから、光ファイバをドロー形成してよい。続いて上記光ファイバを重水素で処理してよい。固化中に上記クラッドスートを上記還元剤で処理するステップにより、固化中に還元剤で処理されなかったプリフォームから形成されたファイバに対して、所望の水素感受性特性を達成するために上記光ファイバを重水素で処理するために必要な時間が削減される。上記還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。ある実施形態では、上記還元剤は一酸化炭素（ＣＯ）である。
【００１９】
更なる実施形態では、本開示は、コア部分及びクラッド部分を含む、還元剤処理済みの、固化済み光ファイバプリフォームを形成することによって、光ファイバを製造するための方法を提供し、本方法は：コアスートを固化して、上記プリフォームの上記コア部分を形成するステップ；上記固化済みコアを取り囲むシリカ含有クラッドスートモノリスを固化して、上記コア部分を覆うように上記クラッド部分を形成するステップ；並びに上記クラッドスートの上記固化前及び／又は固化中に上記クラッドスートを還元剤で処理して、光ファイバをドロー形成するために好適な固化済み光ファイバプリフォームを形成するステップを含む。続いて、上記還元剤処理済みの、固化済みプリフォームから、光ファイバをドロー形成してよい。その後上記ドロー形成済み光ファイバを重水素で処理してよい。上記クラッドスートを上記還元剤で処理するステップにより、固化中に還元剤で処理されなかったプリフォームから形成されたファイバに対して、所望の水素感受性特性を達成するために上記光ファイバを重水素で処理するために必要な時間が削減される。上記コアスートは、上記コアスートの固化前及び／又は固化中に還元剤で処理されない。上記還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。ある実施形態では、上記還元剤は一酸化炭素（ＣＯ）である。
【００２０】
更なる実施形態では：光ファイバプリフォームを形成するための基材を提供するステップ；上記基材（例えばベイトロッド）上にコアスートを堆積させることによって、コアスートプリフォームを形成するステップ；上記基材を除去するステップ；上記コアスート中の富酸素又は非架橋酸素欠陥中心を削減するために、固化前及び／又は固化中に還元剤を用いて上記コアスートプリフォームを処理することを伴う、上記コアスートプリフォームを固化するステップ；少なくとも１つのクラッドスート層を有する、独立して形成されたスートクラッドモノリスの内部キャビティに、上記固化済みコアを挿入するステップ；並びに上記固化前及び／又は固化中に上記少なくとも１つのクラッドスート層を還元剤で処理することによって、上記クラッドスート中の富酸素又は非架橋酸素欠陥中心を削減するステップを含む方法によって形成された、光ファイバが提供される。
【００２１】
本開示は：
多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記スートクラッドモノリスは、第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する、ステップ；
上記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーンと上記スートクラッドモノリスとの間にチャネルを含む、ステップ；
上記コア‐クラッド組立体を第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；
上記コア‐クラッド組立体を第２の温度の第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び
上記コア‐クラッド組立体を、第３の温度の上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、上記加熱するステップは、上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する、ステップ
を含む、光ファイバを製造する方法にまで及ぶ。
【００２２】
本開示は：
スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記スートクラッドモノリスは内部キャビティを含む、ステップ；
上記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーン及び上記スートクラッドモノリスを含む、ステップ；並びに
上記コア‐クラッド組立体を、還元剤の存在下で加熱するステップ
を含む、光ファイバプリフォームを形成するための方法にまで及ぶ。
【００２３】
当業者が以下の好ましい実施形態の図面及び詳細な説明を読めば、本開示の更なる特徴、利点及び詳細が理解されるだろう。このような説明は、本発明の単なる例示である。
【００２４】
以上の概説及び以下の詳細な説明は単なる例示であり、請求項の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。
【００２５】
添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれているものであり、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本記載の選択された態様を例示するものであり、本明細書と合わせて、本記載が包含する方法の原理及び操作、製品並びに組成物を説明する役割を果たす。図面中に示されている特徴は、本説明の選択された実施形態を例示するものであり、必ずしも適切な縮尺で図示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】水素エージング試験中の、処理されていない標準的なシングルモード光ファイバの典型的な応答
【図２Ａ】低曲げ損失光ファイバを作製するためのアップドープ（ｕｐ‐ｄｏｐｅｄ）オーバクラッドプロファイルを示す図
【図２Ｂ】低曲げ損失光ファイバを作製するためのトレンチを有するアップドープオーバークラッドプロファイルを示す図
【図３Ａ】図２Ａに示す光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルであり、ここでコアはｒ０からｒ１まで延在し、屈折率Δ１を有し、内側クラッドはｒ１からｒ２まで延在し、屈折率Δ２を有し、オーバクラッドはｒ２からｒ３まで延在し、屈折率Δ３を有する
【図３Ｂ】図２Ｂに示す光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルであり、ここでコアはｒ０からｒ１まで延在し、屈折率Δ１を有し、内側クラッドはｒ１からｒ２まで延在し、屈折率Δ２を有し、低屈折率材料のトレンチはｒ２からｒ４まで延在し、屈折率Δ４を有し、オーバクラッドはｒ４からｒ３まで延在し、屈折率Δ３を有する
【図４】本明細書において議論される「周縁凹部容積（ｍｏａｔ  ｖｏｌｕｍｅ）２００」を示す、段階的屈折率光ファイバの図
【図５】水素、Ｎ２中の１体積％Ｈ２に曝露された光ファイバ；Ｈｅ中に異なる複数の濃度のＣｌ２を含有するＨｅ／Ｃｌ２雰囲気（「●」）中で固化されたガラス試料；及びＴＴＰのＨｅ／Ｃｌ２決定において使用される最高のＣｌ２濃度を含有するＨｅ／Ｃｌ２＋ＣＯ（「▲」）雰囲気中で固化されたガラス試料に関する、１３８３ｎｍにおけるピーク到達時間（Ｔｉｍｅ‐ｔｏ‐Ｐｅａｋ：ＴＴＰ）に対する影響を示すグラフ
【図６】コアスートプリフォームを形成するステップから、ドロー形成された光ファイバの重水素処理までの、本開示による光ファイバを製造するための手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施形態による方法を用いて形成されたコアスートプリフォームの正面図
【図８】ベイトロッド上へのスート層の堆積
【図９】図８に示すスート層上への第２のスート層の堆積
【図１０】図９に示すスート層上への第３のスート層の堆積
【図１１】３層スートクラッドモノリスの内部キャビティに挿入された、固化済みコアケーンを含む、コア‐クラッド組立体の加工
【図１２】図１１に示すコア‐クラッド組立体から形成されたファイバプリフォーム
【図１３】ＴＴＰが異なる複数のファイバに関する、コア‐クラッド半径比に対する、１３８０ｎｍにおける信号減衰のモデル依存度
【図１４】異なる脱水及び／又は焼結条件下で調製されたプリフォームからドロー形成された複数のファイバの水素エージング応答
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書では、用語「（１つ又は複数の）光ファイバプリフォーム（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｐｒｅｆｏｒｍ（ｓ））」及び「（１つ又は複数の）光ファイバブランク（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｂｌａｎｋ（ｓ））」は相互交換可能なものとして使用される。用語「スート（ｓｏｏｔ）」は、ＳｉＯ２又はドープＳｉＯ２粒子を意味し；個々のスート粒子は一般に、直径０．０１〜１０マイクロメートルのサイズを有する。「スートプリフォーム（ｓｏｏｔ  ｐｒｅｆｏｒｍ）」は、ある開気孔率を有する、複数のスート粒子からなる物品を意味する。用語「多孔性スート（ｐｏｒｏｕｓ  ｓｏｏｔ）」及び「多孔性ガラス（ｐｏｒｏｕｓ  ｇｌａｓｓ）」は、本明細書では相互交換可能なものとして使用される。用語「スートクラッドモノリス（ｓｏｏｔ  ｃｌａｄｄｉｎｇ  ｍｏｎｏｌｉｔｈ）」は、コアケーンとは独立して形成され、１つ又は複数の多孔性クラッド層を含むスートプリフォームを指す。スートクラッドモノリスは、内部キャビティを含んでよい。用語「コアケーン（ｃｏｒｅ  ｃａｎｅ）」は、固化済みガラスを指し、シリカ又はドープシリカガラスで構成されてよい。用語「固化済みガラス（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  ｇｌａｓｓ）」は、閉気孔状態ガラスを指す。いくつかの実施形態では、このガラスは空所を有しない。用語「スート‐ガラス変形（ｓｏｏｔ‐ｔｏ‐ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）」は、多孔性ガラス状態から閉気孔状態へ進むプロセスを指す。用語「焼結（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）」は、多孔性ガラス状態から閉気孔状態へ進むプロセスを指す。以下に更に十分に説明するように、スート‐ガラス変形プロセスは、脱水ステップ、ドープステップ、及び焼結ステップを含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラスはこのスート‐ガラス変形プロセスにおいて、空所を有しないものとなる。用語「光ファイバプリフォーム（又は固化済みプリフォーム（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  ｐｒｅｆｏｒｍ）、焼結済みプリフォーム（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｐｒｅｆｏｒｍ）又はブランク（ｂｌａｎｋ））」は、そこから光ファイバをドロー形成できるガラス物品を指す。用語「ピーク到達時間（Ｔｉｍｅ‐ｔｏ‐Ｐｅａｋ：ＴＴＰ）」は、１３８３ｎｍにおいて減衰の急峻な増大（＞０．００５ｄＢ／ｋｍ）が観察される２３℃及び１気圧の水素‐窒素ガス混合物（１体積％Ｈ２及び９９体積％Ｎ２）へのファイバの曝露後に経過した時間を指す。
【００２８】
本明細書では、「アップドーパント（ｕｐ‐ｄｏｐａｎｔ）」は、純粋なドープされていないＳｉＯ２ガラスに対して、シリカ（「ＳｉＯ２」）ガラスの屈折率を上昇させるドーパントであり；即ちアップドーパントは、ガラス反射率の上昇を引き起こす。また本明細書では、「ダウンドーパント（ｄｏｗｎ‐ｄｏｐａｎｔ）」は、純粋なドープされていないＳｉＯ２ガラスに対して、シリカガラスの屈折率を低下させるドーパントである。アップドーパントの非限定的な例は、Ｇｅ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ、Ｃｌ及びＢｒである。ダウンドーパントの非限定的な例は、非周期的空所、フッ素及びホウ素である。プリフォーム及び／又はファイバ中のドーパント濃度は、本明細書では重量ベースで表される（例えば、重量割合でのｐｐｍ、ｐｐｍ（重量）、重量パーセント、重量％）。
【００２９】
本明細書において使用される場合、句「改善された曲げ性質を有する光ファイバ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｈａｖｉｎｇ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｂｅｎｄ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）」は、本開示の教示を用いて作製された光ファイバを意味する。本開示によるファイバは、本明細書において開示される方法及び処理に供されていない光ファイバに対して、湾曲させた又は曲げた場合に低い伝送損失を呈する。本明細書において開示される方法及び処理は、光ファイバプリフォームの焼結中の、ガス還元剤と塩素又は塩素含有ガスとの組み合わせの使用を対象とし、いずれの屈曲可能な光ファイバに適用できる。例えば本明細書において開示される方法及び処理を用いて、米国特許第８３８５７０１号明細書（７０１特許）に記載されている「低曲げ損失光ファイバ（Ｌｏｗ  Ｂｅｎｄ  Ｌｏｓｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）」を更に改善できる。上記７０１特許は、オーバクラッド中にＣｌを２０００ｐｐｍ超有する光ファイバ中で信号強度に対する塩素の負の影響を中和するための方法に関しては全く言及していない。本明細書に記載の光ファイバは、直径５０〜３００マイクロメートルとすることができる。ピーク到達時間水素エージングに関して測定される光ファイバの直径は、そうでないことが明記されていない限り１２５マイクロメートルである。
【００３０】
本明細書において使用される場合、「還元剤（ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）」は、ガラスの酸化状態を還元するいずれのガスを指す。例えば還元剤は、ガラス中の富酸素欠陥中心の濃度を低減する。富酸素欠陥中心としては、非架橋酸素孔中心、ペルオキシ結合及びペルオキシラジカルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
本明細書において使用される場合、「脱水雰囲気（ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）」又は「乾燥雰囲気（ｄｒｙｉｎｇ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）」は、「乾燥ガス（ｄｒｙｉｎｇ  ｇａｓ）」を含有するガス雰囲気を指し、また本明細書において使用される場合、「乾燥ガス」は、所望の、かつ好適な乾燥剤を含むガス又はガス混合物を指す。乾燥剤は、スートプリフォーム中の水及び／又はヒドロキシルイオンを除去することによって作用する、乾燥用の化合物である。例示的な乾燥剤としては：ＣＣｌ４、Ｃｌ２、Ｂｒ２、ＳＯＣｌ２、ＣＯ及びＳｉＣｌ４が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、限定するものではないが、「乾燥ガス」はＨｅ、ＨｅとＮ２との混合物、並びにＣｌ２、ＣＣｌ４、ＳｉＣｌ４及び／又は他の乾燥剤であってよい。いくつかの実施形態では、乾燥ガスは、Ｃｌ２及びＳｉＣｌ４からなる群から選択される乾燥剤を含む。ガス相中の構成成分の濃度は、本明細書では体積ベースで表される（例えば、体積割合でのｐｐｍ、ｐｐｍ（体積）、体積パーセント、体積％）。
【００３２】
本明細書において使用される場合、「固化（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）」又は「スート‐ガラス固化（ｓｏｏｔ‐ｔｏ‐ｇｌａｓｓ  ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）」は、乾燥、ドープ及び焼結等の様々なプロセスステップを実施するために、スートプリフォームを少なくとも約８００℃の温度まで加熱するステップを指す。一実施形態では、固化は、８００℃〜１５５０℃の温度にわたって行われる。１０５０℃未満の温度においてスートプリフォームを加熱する、固化のステージは、本明細書では固化の「予備加熱ステップ（ｐｒｅ‐ｈｅａｔ  ｓｔｅｐ又はｐｒｅ‐ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｔｅｐ）」と呼ばれる場合もある。予備加熱ステップは、８００℃〜１０５０℃の範囲の温度で行ってよい。一実施形態では、乾燥及びドープは、固化の予備加熱ステップにおいて完了する。スートプリフォームを１０５０℃〜１３００℃の温度まで加熱する、固化のステージは、本明細書では固化の「中間加熱ステップ（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｈｅａｔ  ｓｔｅｐ又はｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｔｅｐ）」と呼ばれる場合もある。スートプリフォームを少なくとも１３００℃の温度まで加熱する、固化のステージは、本明細書では固化の「焼結ステップ（ｓｉｎｔｅｒ  ｓｔｅｐ又はｓｉｎｔｅｒｉｎｇ  ｓｔｅｐ）」と呼ばれる場合もある。焼結ステップは、１３００℃〜１５５０℃の範囲の温度、又は１５５０℃超の温度において行ってよい。ガラスを形成するため（例えばガラス質シリカ若しくは溶融シリカ、又はドープドープされた溶融シリカを形成するため）の、スートの高密度化は、主に焼結ステップで行われることが予想される（ただし中間加熱ステップ及び／又は予備加熱ステップにおいて行ってもよい）。塩素ガス又は塩素含有ドーパント前駆体を用いて、プリフォームを塩素でドープするステップは、予備加熱ステップ、中間加熱ステップ及び焼結ステップのうちの１つ又は複数の間に行ってよい。また本明細書では、数字１０は、混乱を避けるために、光ファイバの形成において使用される「コアガラスケーン」と「光ファイバのコア」との両方を表すために使用される。
【００３３】
本明細書において使用される場合、「ベースライン減衰（ｂａｓｅｌｉｎｅ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）」は、Ｈ２曝露前に光時間領域後方散乱測定法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：ＯＴＤＲ）によって測定された、１５５０ｎｍにおけるファイバの減衰を意味する。
【００３４】
本明細書において使用される場合、「クラッド（ｃｌａｄｄｉｎｇ）」は、光ファイバコアを取り囲み、かつ上記コアの外縁部から上記光ファイバの外縁部まで延在する、１つ又は複数のガラス層を指し、用語「オーバクラッド（ｏｖｅｒｃｌａｄ）」又は「外側クラッド（ｏｕｔｅｒ  ｃｌａｄ）」及び同様の用語は、光ファイバ上の最後のクラッド層（最外部の、最も径方向に離れたクラッド層）を指す。
【００３５】
本開示について、添付の図面を参照して以下により十分に説明する。しかしながら本開示は他の多数の形態で具現化でき、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。寧ろこれらの実施形態を提供することにより、本開示は徹底的かつ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に十分に伝達するものとなる。全体を通して同様の番号は同様の要素を指す。
【００３６】
光ファイバは一般に、光の伝送のためのコアファイバと、コア内の伝送された光を保持して、距離による伝送損失を低減することを目的とする、１つ又は複数のクラッド層とからなる。例示的な段階的屈折率光ファイバを、図２Ａに示す。光ファイバ１１ａは、コア１０、内側クラッド１２ａ及び外側クラッド１２ｂを含む。図２Ａの光ファイバ１１ａに関する相対屈折率プロファイルを図３Ａに示す。コア１０は、コア中心ｒ０からコア外縁部ｒ１まで径方向に延在し、屈折率Δ１を有する。内側クラッド１２ａは、コア外縁部ｒ１から径方向距離ｒ２まで径方向に延在し、屈折率Δ２を有する。外側クラッド１２ｂは、ｒ２から、ｒ３にあるファイバの外縁部まで径方向に延在し、屈折率Δ３を有する。本明細書の記載から、本発明に従って代替的な好適な構成の光ファイバを形成できることが理解されるだろう。いくつかの実施形態では、内側クラッド領域と外側クラッド領域との間に、１２ｔで示されるトレンチ領域が存在する。トレンチ領域は、曲げ損失に対する光ファイバの感受性を低減する。このようなプロファイルの例を、光ファイバ１１ｂとして図２Ｂに示し、この光ファイバ１１ｂは、図３Ｂに示す相対屈折率プロファイルを有する。図３Ｂでは、コア１０は、コア中心ｒ０からコア外縁部ｒ１まで径方向に延在し、屈折率Δ１を有する。内側クラッド１２ａは、コア外縁部ｒ１から径方向距離ｒ２まで径方向に延在し、屈折率Δ２を有する。トレンチ領域１２ｔは、ｒ２から、ｒ４にある径方向距離まで径方向に延在し、屈折率Δ４を有する。外側クラッド１２ｂは、ｒ４から、ｒ３にあるファイバの外縁部まで径方向に延在し、屈折率Δ３を有する。外側クラッド領域の屈折率Δ３は、塩素を用いた外側クラッド領域のアップドープの結果として、内側クラッド領域の屈折率Δ２より高い。トレンチ領域１２ｔの屈折率Δ４は、上記領域をフッ素等のダウンドーパントでドープすることによって達成される。
【００３７】
更に、アップドープオーバクラッドを有する光ファイバが、曲げ損失性能を改善するために使用されている。図２Ａを参照すると、内側クラッド１２ａに対する外側クラッド１２ｂのアップドープは、ファイバのカットオフを低下させることにより、収容できる周縁凹部容積量を増大させることができ、ファイバは、１２６０ｎｍの２２メートル（「２２ｍ」）「ケーブルカットオフ（ｃａｂｌｅｄ  ｃｕｔｏｆｆ）」要件を満たすことができる。
【００３８】
周縁凹部容積は、外側クラッド又はオーバクラッドの屈折率がアップドープされている場合は常に内側クラッドによって構成される、屈折率井戸の、径方向に重み付けされた容積である。図４は、周縁凹部容積を示す、段階的屈折率光ファイバの図である。周縁凹部容積は、参照番号２００で示される斜線付きセクションとして図示される。図４の図は、例示のために約１５μｍの径方向部分に限定されている。当業者であれば理解できるように、ファイバの実際の半径は更に（例えば６２．５μｍまで）延在する。
【００３９】
「２ｍファイバカットオフ（２ｍ  ｆｉｂｅｒ  ｃｕｔｏｆｆ）」又は「測定されたカットオフ（ｍｅａｓｕｒｅｄ  ｃｕｔｏｆｆ）」としても知られる「ファイバカットオフ波長（ｆｉｂｅｒ  ｃｕｔ  ｏｆｆ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）」を得るために、ファイバのカットオフを、標準的な２メートル（「２ｍ」）ファイバカットオフ試験、ＦＯＴＰ‐８０（ＥＩＡ‐ＴＩＡ‐４５５‐８０）によって測定する。ケーブルカットオフ（２２メートル）要件は、ＥＩＡ‐ＴＩＡ光ファイバ規格（Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、即ちより一般にはＦＯＴＰとして知られる米国電子機械工業会‐米国電気通信産業協会光ファイバ規格（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ａｌｌｉａｎｃｅ‐Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）」、の一部であるＥＩＡ‐４４５光ファイバ試験手順（Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）」を用いて測定される。
【００４０】
図２Ａ及び３Ａを参照すると、内側クラッド１２ａに対する外側クラッド１２ｂのアップドープは、外側クラッド１２ｂを塩素でドープすることによって達成され、ここで外側クラッド１２ｂ中の塩素の濃度は、２０００ｐｐｍ超である。いくつかの実施形態では、図２Ｂ及び３Ｂに示すように、内側クラッド層と外側クラッド層との間にトレンチ領域１２ｔが存在してよい。
【００４１】
オーバクラッドのアップドープによって曲げ損失性能が改善されるものの、塩素でのアップドープにより、ガラスはより酸化され、ファイバのオーバクラッド領域における富酸素欠陥の形成が促進される。富酸素欠陥は、光信号を減衰させることによってファイバの性能に負の影響を及ぼし得るため、望ましくない。本出願は、塩素によるオーバクラッド層のアップドープに関連する酸化効果を無効化又は中和するための、スート‐ガラス焼結ステップ中の還元剤の使用を開示する。ガス還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。本開示のある実施形態では、上記還元剤は一酸化炭素（ＣＯ）である。
【００４２】
本開示は、中央のコアファイバを覆うように存在する１つ又は複数のクラッド層を有する光ファイバに適用できる。ファイバ又は上記ファイバを作製するために使用されるプリフォーム中に２つ以上のクラッド層が存在する場合、コアから最も遠いクラッド層を、外側クラッド層、外側クラッド、オーバクラッド又はオーバクラッド層と呼ぶことができる。オーバクラッド層とコアとの間のいずれの１つ又は複数のクラッド層を、（１つ又は複数の）内側クラッド又は内側クラッド層と呼ぶ。
【００４３】
いくつかの実施形態では、コアスートプリフォームは、シリカ隣接内側クラッドによって取り囲まれたドープシリカコアを備える。コアプリフォーム（及び上記コアプリフォームから形成される、対応するコアケーン）は、コア／内側クラッド比、即ちコアの外径対内側クラッドの外径（本明細書では、コアケーン及びコアケーンからドロー形成された同一部分のコア／クラッド比若しくはＣＣＲ、又はコア／縁部比と呼ばれる）を有するものとして記載される。例えば、コアケーンがコア／クラッド比１を有することは、コアケーンが外径までドープシリカであることと同義であり、コアケーンがコア／クラッド比０．５を有することは、コアケーンがコアケーンの外径の５０パーセントまでドープシリカであり、残りが非ドープシリカであることと同義である。
【００４４】
本開示は、光ファイバプリフォーム及び上記プリフォームから形成される光ファイバの形成を対象とする。プリフォームは、コアケーンと、上記コアケーンを取り囲む１つ又は複数のクラッド層とを含む。プリフォームは、コア‐クラッド組立体を加工することによって形成される。本明細書において使用される場合、「コア‐クラッド組立体（ｃｏｒｅ‐ｃｌａｄｄｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）」、「コア‐クラッドプリフォーム（ｃｏｒｅ‐ｃｌａｄｄｉｎｇ  ｐｒｅｆｏｒｍ）」又は「コア‐クラッド光ファイバプリフォーム（ｃｏｒｅ‐ｃｌａｄｄｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｐｒｅｆｏｒｍ）」は、１つ又は複数のクラッド層を有するコアケーンを指す。加工は、コア‐クラッド組立体の脱水、ドープ及び／又は焼結を含んでよい。コア‐クラッド組立体は、コアケーン及びスートクラッドモノリスを含み、ここで上記スートクラッドモノリスは、上記コアケーンとは独立して形成され、１つ又は複数の多孔性クラッド層を含む。スートクラッドモノリスは、内部キャビティを含んでよく、コア‐クラッド組立体は、コアケーンを上記内部キャビティに挿入することによって形成してよい。焼結は、コア‐クラッド組立体の多孔性クラッド層を固化して高密度化されたクラッド層を達成し、上記高密度化されたクラッド層はコアケーンに融合して、光ファイバプリフォームを形成する。
【００４５】
本方法によって形成されるファイバプリフォームは、屈折率が異なる２つ以上の領域を含む。コアケーン及びスートクラッドモノリスはそれぞれ１つ又は複数の層からなってよく、これら異なる複数の層は屈折率が異なる。プリフォームからドロー形成されたファイバは、コアと、プリフォーム中の異なる複数の領域によって制御された又は上記異なる複数の領域に対応する屈折率を有する複数のクラッド領域とを有することになる。
【００４６】
本開示による方法及び装置を使用して、改善された水素感受性又はエージング特性を有する光ファイバを製造できる。本開示は、光ファイバを重水素で処理して、非架橋酸素欠陥中心を削減又は排除することにより、光ファイバの水素感受性を低減するステップを含む。本開示は、コア‐クラッド組立体のクラッドスートをガス還元剤（例えばＣＯ）で処理することにより、上記コア‐クラッド組立体から形成されたプリフォームからドロー形成されたファイバ中の非架橋酸素欠陥中心の濃度の所望の低減を達成するために必要な重水素処理時間を削減するステップを含む。従って、本開示の方法は、光ファイバの特性並びに／又は光ファイバの製造の速度及び／若しくは効率の改善を提供する。
【００４７】
一実施形態では、コア‐クラッド組立体のクラッドスートの塩素ドープは、１０５０℃〜１３００℃の範囲の温度でのスート‐ガラス固化プロセスの中間加熱ステップにおいて、塩素ドーパント前駆体を用いて実施される。続いて、スート‐ガラス固化プロセスの、１３００℃〜１５５０℃の範囲の温度で行われる焼結ステップ中には、塩素ドーパント前駆体は使用されず、代わりに加工環境に還元剤を導入する。即ち焼結ステップでは、塩素ドーピング源を切断して、還元剤、又は還元剤を含むガスを導入する。残留塩素ドーパント前駆体は、焼結ステップの前又は焼結ステップ中に除去することもできる。
【００４８】
別の実施形態では、本開示は、コア‐クラッド組立体のクラッドスートを、塩素含有ガスとガス還元剤との混合物で処理して、所望のレベルの非架橋酸素欠陥中心削減を達成するために必要な重水素処理時間を削減するステップを対象とする。上記ガス還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。
【００４９】
一態様では、本開示は、コア‐クラッド組立体の焼結ステップ中に、Ｃｌ２とＣＯとの混合物を用いて、コア、オーバクラッド層及び上記コアと上記オーバクラッド層との間の少なくとも１つの内側クラッド層を有する光ファイバプリフォームを形成する方法を対象とする。本方法のある実施形態では、焼結環境のガス相のＣＯの濃度レベルは、１０００ｐｐｍ（重量）超である。別の実施形態では、焼結環境のガス相のＣＯの濃度レベルは、３０００ｐｐｍ（重量）超である。更なる実施形態では、焼結環境のガス相のＣＯの濃度レベルは、５０００ｐｐｍ（重量）超である。
【００５０】
いくつかの実施形態では、ガラスクラッド中のＣｌのｐｐｍ（重量）に対する焼結ガス中のＣＯのｐｐｍ（重量）の比は、０．５超である。いくつかの実施形態では、ガラスクラッド中のＣｌのｐｐｍ（重量）に対する焼結ガス中のＣＯのｐｐｍ（重量）の比は、１超である。他の実施形態では、ガラスクラッド中のＣｌのｐｐｍ（重量）に対する焼結ガス中のＣＯのｐｐｍ（重量）の比は、２超である。
【００５１】
一態様では、本開示は、光ファイバの曲げ損失性能を改善するための方法を対象とし、上記方法は：光ファイバプリフォームを作製するためのコア‐クラッド組立体を提供するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、固化済みガラスコアケーンと、少なくとも１つの多孔性ガラスクラッド層とを含む、ステップ；塩素源材料を含有するキャリアガスを用いて、上記少なくとも１つの多孔性クラッド層を焼結及び塩素アップドープすることによって、焼結済み光ファイバブランクを形成するステップであって、上記ブランクは、上記少なくとも１つのクラッド層の外側クラッド中において、重量割合で２０００ｐｐｍ超の塩素濃度を有する、ステップを含む。ある実施形態では、塩素源材料を含有するキャリアガスを用いて焼結する上記ステップは、上記少なくとも１つの塩素ドープ層中の富酸素欠陥を増大させ、上記塩素含有キャリアガスは更に、上記少なくとも１つのクラッド層中の富酸素欠陥を削減するための、ガス還元剤を含有する。ある実施形態では、クラッド中の富酸素欠陥は、キャリアガスと、ＣＨ４、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択されるガス還元剤とを含むガス混合物を用いて、塩素アップドープの後、焼結ステップ中に削減される。別の実施形態では、上記ガス還元剤はＣＯであり、上記キャリアガスはヘリウムである。更なる実施形態では、塩素ドーパント源材料は、１０５０℃〜１３００℃の範囲の温度におけるスート‐ガラス固化プロセスの予備加熱ステップ中にのみ使用され、上記還元剤は、１３００℃以上、例えば１３００℃〜１５００℃の範囲の温度における上記スート‐ガラス固化プロセスの焼結ステップ中に使用される。更に別の実施形態では、塩素ドーパントと還元剤との混合物は、１０５０℃〜１３００℃の範囲の温度における上記予備加熱ステップにおいてのみ使用され、１３００℃〜１５５０℃の範囲の温度における上記焼結ステップでは、塩素ドーパント又は還元剤は使用されない。クラッド層の数が２つ以上である場合、最後のクラッド層はオーバクラッド層又は外側クラッド層と呼ばれ、オーバクラッド層とコアとの間の１つ又は複数の層は内側クラッド層と呼ばれる。オーバクラッド層は、重量割合で２０００ｐｐｍ超の塩素濃度を有してよい。
【００５２】
更に本開示のある実施形態によると、富酸素欠陥は：（ｉ）ガス還元剤；及び（ｉｉ）ガス還元剤とガス塩素源との混合物からなる群から選択される構成成分を含有するキャリアガスを用いることにより、焼結後に更に削減され、ここで上記ガス還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３及びＣＯからなる群から選択される。ある実施形態では、上記ガス還元剤はＣＯであり、ガス焼結環境中のＣＯ濃度は１０００ｐｐｍ（重量）超である。別の実施形態では、ガス焼結環境中のＣＯ濃度は３０００ｐｐｍ（重量）超である。更なる実施形態では、ガス焼結環境中のＣＯ濃度は５０００ｐｐｍ（重量）超である。更に、ガラスクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する焼結ガス中のｐｐｍ（重量）ＣＯの比は、０．５超である。ある実施形態では、ガラスクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する焼結ガス中のｐｐｍ（重量）ＣＯの比は、１．０超である。別の実施形態では、ガラスクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する焼結ガス中のｐｐｍ（重量）ＣＯの比は、２．０超である。更にある実施形態では、焼結ガス環境中の塩素前駆体に対するＣＯの体積比は、０．０５超である。別の実施形態では、焼結ガス環境中の塩素前駆体に対するＣＯの体積比は、０．１超である。更なる実施形態では、焼結ガス環境中の塩素前駆体に対するＣＯの体積比は、０．２超である。
【００５３】
別の実施形態では：多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記スートクラッドモノリスは、第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する、ステップ；上記モノリスを、第１の温度において第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層のドープのための塩素を供給する、ステップ；上記モノリスを、第２の温度において第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び上記モノリスを、第３の温度において、上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップを含む、光ファイバを製造する方法が提案され、上記加熱ステップは上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、焼結済みの上記第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する。
【００５４】
別の実施形態では：多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記スートクラッドモノリスは、第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する、ステップ；上記モノリスを、第１の温度において第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層のドープのための塩素を供給する、ステップ；上記モノリスを、第２の温度において第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び上記モノリスを、第３の温度において、上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップを含む、光ファイバを製造する方法が提案され、上記加熱ステップは上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、焼結済みの上記第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する。続いて本方法は：コアケーンを上記内部キャビティに挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーンと上記組立体との間にチャネルを含む、ステップ；任意に、塩素含有又はフッ素含有ガスを含むガスを、上記チャネルを通して流すステップ；及び上記チャネルを加熱して収縮させ、コア‐クラッド光ファイバプリフォームを製造するステップを含む。
【００５５】
別の態様では、本開示は、以上の段落の様々な実施形態に従って作製された光ファイバを対象とし、上記光ファイバは、ガス還元剤を用いずに作製された光ファイバより少なくとも２０％低い、ピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。ある実施形態では、上記光ファイバは、ガス還元剤を用いずに作製された光ファイバより少なくとも４０％低い、ピーク到達時間水素エージング値を有する。
【００５６】
更に本開示は、曲げ性能が改善された光ファイバを対象とし、上記光ファイバは、コア及び少なくとも１つのクラッド層を備え、上記少なくとも１つのクラッド層は、上記少なくとも１つのクラッド層の最外層中に、重量割合で２０００ｐｐｍ超のＣｌを含有し、上記光ファイバは、１２０時間未満のピーク到達時間水素エージング値を有する。ある実施形態では、上記光ファイバの上記少なくとも１つのクラッド層は、上記少なくとも１つのクラッド層の上記最外層中に、重量割合で２０００ｐｐｍ超のＣｌを含有し、上記光ファイバは、８０時間未満のピーク到達時間水素エージング値を有する。別の実施形態では、上記光ファイバの上記少なくとも１つのクラッド層は、上記少なくとも１つのクラッド層の上記最外層中に、重量割合で２０００ｐｐｍ超のＣｌを含有し、上記光ファイバは、６０時間未満のピーク到達時間水素エージング値を有する。
【００５７】
光ファイバを、水素エージングに関して慣用の方法で試験する。この水素エージング試験において、ファイバは名目上、２３℃で水素含有ガスに曝露される。本開示の目的のために、水素含有ガスの全圧は１．０気圧であり、水素含有ガスは分圧０．０１気圧の水素（Ｈ２）ガスと、分圧０．９９気圧の窒素（Ｎ２）ガスとを含む。水素エージング試験中、様々な波長の光をファイバに導入し、ルーズコイルの初期減衰を基準として減衰の変化を監視する。遠距離通信用途について関心の対象となる波長は、１３８３ｎｍである。本開示の水素エージング試験では、この波長を、減衰の絶対又は相対変化だけでなく、減衰の増大が起こる水素含有ガスへのファイバの曝露時間についても監視する。ファイバを水素含有ガスに曝露してから、１３８３ｎｍでの増大が発生する時点までの経過時間を、本明細書では１３８３ｎｍ「ピーク到達時間」値と呼ぶ（本明細書ではこれをＴＴＰと略す場合がある）。この測定が重要である点は、以下に記載するように、ある時間にわたって水素に曝露した場合に、ガラス中の反応性酸素中心が水素と反応して、遠距離通信波長の光を吸収する‐ＯＨ種を形成し、この吸収が約１３８３ｎｍにおいて最大となることである。ファイバを水素ガスに長時間曝露することによる吸収性‐ＯＨ種の形成は、本明細書において水素エージングと呼ばれるプロセスである。伝送信号強度の低減を招くこのようなエージング及び吸収を防止するため、光ファイバを重水素で処理して、ファイバ内に存在する反応性酸素中心から‐ＯＤ種を形成する。‐ＯＨとは異なり、‐ＯＤは１３８３ｎｍの光を吸収しない。
【００５８】
水素エージングの原因は、複数の現象に帰することができる。第１の現象は、組織内水素効果（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｅｆｆｅｃｔ）であり、ファイバ内へと放散している未反応分子水素による光の吸収に対応する。組織内水素による吸収は、主に約１２４２ｎｍにおける、及び約１５００ｎｍ超の波長における光通信ウィンドウ内で発生する。この現象は可逆性であり、即ちファイバを完全に脱気させると、永久的な吸収は存在しなくなる。
【００５９】
水素エージングに寄与する第２の現象は、ガラスが富酸素性である場合に発生する。富酸素ガラスは、「ペルオキシ結合（ｐｅｒｏｘｙ  ｌｉｎｋａｇｅ）」、即ち≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｏ‐Ｓｉ≡種として知られる欠陥を高濃度で含有する。ペルオキシ結合は、ファイバドロー形成プロセス中に存在する熱及び張力によって容易に分割される。ペルオキシ結合の分割により、２つの非架橋酸素ホール中心（ｎｏｎ‐ｂｒｉｄｇｉｎｇ  ｏｘｙｇｅｎ  ｈｏｌｅ  ｃｅｎｔｅｒ：「ＮＢＯＨＣ」）（≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｏ‐Ｓｉ≡→≡Ｓｉ‐Ｏ●＋●０‐Ｓｉ≡）、又はＥ’中心及びペルオキシラジカル（≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｏ‐Ｓｉ≡→≡Ｓｉ●＋●Ｏ‐Ｏ‐Ｓｉ≡）が得られる。従って冷却しても再結合しないいずれのこのような欠陥は、水素と反応して、光信号を減衰させる吸収性種を形成し得る。分子水素は、雰囲気中に微量存在し、またコーティング若しくはケーブル材料からの放出、ケーブル中の金属間のガルバニック反応、又は酸化により、経時的に生成され得る。ＮＢＯＨＣは水素と反応して≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｈ基を形成し、これは以下の反応に従って１３８３ｎｍの光を吸収する：
≡Ｓｉ‐Ｏ●＋●Ｏ‐Ｓｉ≡＋Ｈ２→≡Ｓｉ‐ＯＨ＋ＨＯ‐Ｓｉ≡
ペルオキシラジカル及びＥ’中心も同様に水素と反応して、ＨＯ‐Ｏ‐Ｓｉ≡及び≡Ｓｉ‐Ｈ基を形成し、これは１３８３ｎｍより長い（例えば約１４１５ｎｍ及び約１５３０ｎｍの）波長の光を吸収する。ペルオキシ結合は、非架橋酸素ホール中心、Ｅ’中心及びペルオキシラジカルの前駆体と考えることができる。
【００６０】
あるいは、ガラスマトリクス自体（例えばＳｉ及びＧｅ酸化物、≡Ｓｉ‐Ｏ‐Ｓｉ≡、≡Ｇｅ‐Ｏ‐Ｓｉ≡及び≡Ｇｅ‐Ｏ‐Ｇｅ≡を含有するガラス）は、ドロー形成プロセス中に破壊された結合を形成し得、これによってＥ’中心、シリカＮＢＯＨＣ、≡Ｓｉ‐Ｏ●、≡Ｇｅ‐Ｏ●及び／又は≡Ｇｅ●欠陥が形成される。これらの欠陥は水素と反応して、様々な波長における吸収を形成し、主な効果は、≡Ｇｅ‐Ｏ‐Ｈによるものである、約１４３０ｎｍを中心とする幅広い吸収である。
【００６１】
本明細書において開示されるように作製される、アップドープオーバクラッドを有する光ファイバは、曲げ損失性能を改善するために開発された。内側クラッドに対するオーバクラッドのアップドープ（一例として図２ａを参照）は、ファイバのカットオフを低下させることにより、収容できる周縁凹部容積量を増大させることができ、ファイバは、１２６０ｎｍの２２メートルケーブルカットオフ要件を満たすことができる。
【００６２】
内側クラッドに対するオーバクラッドのアップドープは、オーバクラッドを塩素でドープすることによって達成され、オーバクラッドガラス中の塩素の濃度は、２００ｐｐｍ（重量）〜２００００ｐｐｍ（重量）であることが望ましい。オーバクラッド中の塩素の濃度は、５００ｐｐｍ（重量）超、又は１０００ｐｐｍ（重量）超、又は２０００ｐｐｍ（重量）超、又は４０００ｐｐｍ（重量）超、又は６０００ｐｐｍ（重量）超、又は８０００ｐｐｍ（重量）超、又は１００００ｐｐｍ（重量）超であってよい。オーバクラッドの塩素ドープは、塩素ドーパント前駆体、例えば限定するものではないが塩素ガス（Ｃｌ２）、ＳｉＣｌ４及びＣＣｌ４又はこれらの組み合わせを用いて、スート‐ガラス変形プロセス中に達成される。１つ又は複数の塩素ドーパント前駆体は、単独で、又は不活性ガスと組み合わせて使用してよい。一実施形態では、１つ又は複数の塩素ドーパント前駆体は、主な構成成分としてヘリウムを含むガスの構成成分である。
【００６３】
塩素の組み込みを増大させることによってガラスがより酸化されるため、これは、ファイバのオーバクラッド領域中の富酸素欠陥の大きさを増大させる場合があり、これは水素エージング試験中のファイバ性能に負の影響を与え得る。本明細書において開示するように、スート‐ガラス焼結プロセスが実施されるガス雰囲気は、還元剤（ＣＯ等）を含むことが有利である。一実施形態では、塩素ドーパント前駆体は、スート‐ガラス固化プロセスの予備加熱ステップ及び／又は中間加熱ステップにおいて使用され、還元剤は、スート‐ガラス固化プロセスの中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップにおいて使用される。別の実施形態では、塩素ドーパント前駆体及び還元剤は、予備加熱ステップ及び／又は中間加熱ステップにおいてのみ使用され、焼結ステップでは塩素ドーパント前駆体又は還元剤は使用されない。更に別の実施形態では、予備加熱ステップでは塩素ドーパント前駆体又は還元剤は使用されず、塩素ドーパント前駆体及び還元剤の両方が、スート‐ガラス固化プロセスの中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップにおいて使用される。
【００６４】
富酸素欠陥濃度の上昇を図５に示し、ここでは減衰に関するピーク到達時間（ＴＴＰ）の増大は、ファイバを、２３℃において１％水素及び９９％Ｎ２を含有する水素エージングガスに曝露した場合に、（富酸素欠陥の形成の増大により）オーバクラッド塩素濃度と共に上昇するように見える。上に示したように、還元剤は塩素の酸化効果を中和するため、塩素含有焼結ガス中にガス還元剤を組み込むことによってＴＴＰを低減できる。図５では、ＴＴＰを：Ｈｅ中にそれぞれ１０体積％、２５体積％及び３５体積％Ｃｌ２を含有する雰囲気中で固化させた、Ａ、Ｂ及びＣで標識されたガラス試料「●」；並びにＨｅ中に３５体積％Ｃｌ２及び０．３体積％ＣＯを含有する雰囲気中で固化させた、記号▲で示されるガラス試料Ｄに関して決定した。試料Ｃは、２００時間超のＴＴＰ値によって示されるように、最も高い富酸素欠陥値を有していた。スート‐ガラス焼結ステップ中の還元剤、例えばＣＯの使用は、オーバクラッド層中の比較的高い塩素濃度の酸化効果を無効化することがわかった。図５に示す結果によって示されているように、オーバクラッドガラスの焼結中に、３０００ｐｐｍ（０．３体積％）のＣＯ及び３５体積％Ｃｌ２を使用することにより、Ｈｅ中の３５体積％Ｃｌ２を用いたもののＣＯを用いずに焼結した同一のガラス（ガラスＣ）に対して、おおよそ４０％低下したＴＴＰ値を有する、３５００ｐｐｍの塩素を有するガラスであるガラスＤが得られた。
【００６５】
一実施形態では、上記光ファイバは、コア及び少なくとも１つのクラッド層を含み、上記少なくとも１つのクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも２０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも４０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも６０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも８０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１００００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を含み、上記光ファイバは、全圧１気圧を有し、かつ分圧０．０１気圧のＨ２及び分圧０．９９気圧のＮ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、１００時間未満、又は８０時間未満、又は６０時間未満、又は４０時間未満、又は２０時間未満の、２３℃におけるピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。
【００６６】
一実施形態では、上記光ファイバは、コア及び少なくとも１つのクラッド層を含み、上記少なくとも１つのクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも２０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも４０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも６０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも８０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１００００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を含み、上記光ファイバは、重量割合で１ｐｐｂ未満のＯＤ基を含有し、上記光ファイバは、全圧１気圧を有し、かつ分圧０．０１気圧のＨ２及び分圧０．９９気圧のＮ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、１００時間未満、又は８０時間未満、又は６０時間未満、又は４０時間未満、又は２０時間未満の、２３℃におけるピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。
【００６７】
一実施形態では、上記光ファイバは、２３℃における１％Ｈ２及び９９％Ｎ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、還元剤の存在下で加熱しなかったプリフォームからドロー形成した、塩素ドーパント濃度が重量割合で少なくとも５００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも２０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも４０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも６０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも８０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１００００ｐｐｍの焼結済み多孔性クラッド層を有するファイバの、対応するＴＴＰよりも、少なくとも２０％低い、又は少なくとも４０％低い、又は少なくとも６０％低い、ピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。
【００６８】
ＣＯ濃度レベルは好ましくは、スート‐ガラス加工環境の中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップ中に、１０００ｐｐｍ（体積）超であり、いくつかの実施形態では３０００ｐｐｍ（体積）超であり、いくつかの実施形態では５０００ｐｐｍ（体積）超であり、またいくつかの実施形態では、ＣＯ濃度は１０００〜１００００ｐｐｍ（体積）超である。ある実施形態では、ガラスオーバクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する、スート‐ガラス加工環境の中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップにおけるｐｐｍ（体積）ＣＯの比は、０．５超である。他の実施形態では、ガラスオーバクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する、スート‐ガラス加工環境の中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップにおけるｐｐｍ（体積）ＣＯの比は、１超である。別の実施形態では、ガラスオーバクラッド中のｐｐｍ（重量）Ｃｌに対する、スート‐ガラス加工環境の予備加熱ステップ及び／又は焼結ステップにおけるｐｐｍ（体積）ＣＯの比は、２超である。
【００６９】
ある実施形態では、還元剤処理は、２０００ｐｐｍ（重量）超の塩素を有するオーバクラッド層に対して行われる。ある実施形態では、還元剤処理は、４０００ｐｐｍ（重量）超の塩素を有するオーバクラッド層に対して行われる。更なる実施形態では、還元剤処理は、６０００ｐｐｍ（重量）超の塩素を有するオーバクラッド層に対して行われる。別の実施形態では、還元剤処理は、８０００ｐｐｍ（重量）超の塩素を有するオーバクラッド層に対して行われる。更に別の実施形態では、還元剤処理は、１００００ｐｐｍ（重量）超の塩素を有するオーバクラッド層に対して行われる。
【００７０】
本開示による方法及び装置を使用して、望ましい又は改善された水素感受性又はエージング特性を有する光ファイバを製造できる。本開示は：スート‐ガラスプロセスの中間加熱ステップ及び／又は焼結ステップに還元剤が含まれているプロセスを用いて、光ファイバプリフォームを形成するステップ；上記プリフォームから光ファイバをドロー形成するステップ；並びに任意に、光ファイバを重水素で処理して、非架橋酸素欠陥中心を削減又は排除することにより、光ファイバの水素感受性（水素エージングに対する光ファイバの感受性）を低減するステップを含む。本開示は更に、スートプリフォーム（上記光ファイバはこのスートプリフォームから形成されることになる）のクラッドスートを、還元剤（例えばＣＯ）の混合物で処理することにより、所望のレベルの非架橋酸素欠陥中心の削減を達成するために必要な重水素処理時間を削減するステップを含む。従って、本開示の方法は、光ファイバの特性並びに／又は光ファイバの製造の速度及び／若しくは効率の改善を提供できる。
【００７１】
図６は、光ファイバを製造するための例示的な方法を示すフローチャートであり、本開示に従って、還元ガスで処理され、固化された光ファイバプリフォームの提供；ガラスブランク（固化済み光ファイバプリフォーム）をドロー形成して光ファイバを形成するステップ；及び上記ドロー形成済みファイバを重水素で処理するステップを示す。図６では、本方法は：
ブロック４０において、マンドレル又は基材を提供し、上記基材上にシリカ含有コアスートを堆積させることによって、多孔性コアスートプリフォームを形成するステップ。いくつかの実施形態では、上記多孔性コアスートプリフォームは、シリカ隣接内側クラッドによって取り囲まれたドープシリカコアを含む；
ブロック４２において、上記マンドレルを除去し、上記多孔性コアスートプリフォームを固化させ（焼結を含む）、固化済み上記コアスートプリフォームをドロー形成して、コアケーンを形成するステップ；
ブロック４４において、上記コアケーンとは独立して、スートクラッドモノリスを形成するステップであって、上記コアケーンは、１つ又は複数の多孔性スートクラッド層及び内部キャビティを含む、ステップ；
ブロック４５において、上記コアケーンを、上記スートクラッドモノリスの上記内部キャビティに挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップ；
ブロック４６において、塩素源材料と、任意に上記塩素源材料に混合されたキャリアガスとを用いて、上記少なくとも１つの多孔性スートクラッド層の少なくとも１つを塩素ドープするステップ；
ブロック４８において、上記塩素ドープを停止し、上記少なくとも１つの多孔性クラッド層を、ガスの存在化で固化させることによって、塩素濃度が重量割合で５００ｐｐｍ超である外側クラッドを有する光ファイバプリフォームを形成するステップであって、上記塩素ドープ及び／又は焼結ステップにおける上記ガスは、焼結された上記少なくとも１つのクラッド層中の富酸素欠陥を削減するために、ガス還元剤を含有する、ステップ；
ブロック５０において、固化済み上記光ファイバプリフォームを、光ファイバへとドロー形成するステップ；並びに
ブロック５２において、ドロー形成済みの上記光ファイバを、重水素含有雰囲気中で処理することにより、上記ファイバ中のいずれの残留富酸素欠陥を更に削減し、また上記ファイバ中の‐ＯＨ部位を‐ＯＤ部位に変換するステップ
を含む。
【００７２】
ブロック４０では、コアスートプリフォームが形成される。図７は、ハンドル１６を有する例示的なコアスートプリフォーム８を示す。コアスートプリフォーム８は、化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）（例えば外側蒸着（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＯＶＤ）、軸蒸着（ｖａｐｏｒ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＶＡＤ）、改質化学蒸着（ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＣＶＤ））、又はゾル‐ゲル加工若しくは火炎加水分解といった他のいずれの好適な技法等の、いずれの好適な方法を用いて形成してよい。コアスートプリフォーム８は、純粋なシリカ又はドープシリカ（例えば、ゲルマニア、ホウ素、フッ素、アルミニウム、チタン、リン及び／若しくは塩素を含むがこれらに限定されない、１つ若しくは複数の好適なドーパントでドープされたシリカ）から形成してよい。ドープを使用して、コアスートプリフォームの屈折率を制御してよい。コアケーンの屈折率プロファイルは、定常プロファイル、段階的屈折率プロファイル、又は単調変化性プロファイル（例えばα‐プロファイル若しくはスーパーガウス型プロファイル）であってよい。コアスートプリフォームは、単層又は複層体として形成してよく、ここで上記１つ又は複数の層はドープされてよく、ドープされていなくてもよく、またドープされている場合は、上記１つ又は複数の層は、ドーパントのタイプ、濃度又は分布について違いを含んでいてよい。コアスートプリフォーム８は、複数の隙間を画定する多孔性構造体である。コアスートプリフォーム８は、その全長に亘って延在する通路を含んでよく、上記通路から、堆積装置のマンドレルが除去されている。いくつかの実施形態によると、コアスートプリフォーム８の密度は約１．０ｇ／ｃｃ以下、好ましくは約０．７ｇ／ｃｃ以下、より好ましくは約０．６ｇ／ｃｃ以下である。
【００７３】
図６のブロック４２では、コアスートプリフォーム８を固化させて、固化済みコアガラスプリフォームを形成し、上記固化済みコアガラスプリフォームをドロー形成して、コアケーンを形成する。コアスートプリフォーム８の固化は焼結を含み、また乾燥及び／又はドープといった他のプロセスステップを含んでよい。コアスートプリフォーム８の固化は、本明細書に記載の方法に適合するいずれの好適な又は望ましいプロセス又はパラメータを採用してよい。コアスートプリフォーム８の固化及び固化済みコアスートプリフォームのドロー形成に好適な装置は、当業者には公知である。
【００７４】
コアスートプリフォーム８を固化中に還元剤で処理してもしなくてもよい。一実施形態では、コアスートプリフォーム８を、固化前又は固化中に還元剤で処理するが、このような処理は、固化済みコアプリフォームから最終的にドロー形成されたファイバのベースライン減衰を、固化中に還元剤で処理されていないものの、それ以外の点では、本方法によって形成されたファイバと全く同一の方法で形成されたファイバに対して、波長１５５０ｎｍにおいて１．５％超だけ増大させるには不十分なレベル及び条件下で行われる。
【００７５】
図６のブロック４４では、スートクラッドモノリスを、コアケーンとは独立して形成する。スートクラッドモノリスを、コアケーンとは独立して形成することによって、コアケーンは、スートクラッドの堆積又は堆積後加工において産生され得る副産物（例えば水）に曝露されない。これはコアケーンの再湿潤化を防止し、ファイバプリフォームの、及びプリフォームからドロー形成されたファイバ中の、ヒドロキシル含有量の削減につながる。結果として、ヒドロキシル吸収による１３８０ｎｍにおける減衰が大幅に低減される。
【００７６】
スートクラッドモノリスは、シリカスート又はドープシリカスートの１つ又は複数の層を基材上に堆積させ、上記基材を除去してスートクラッドモノリスを提供することによって形成してよい。上記基材は、ベイトロッドであってよい。クラッドスート（又はその層）は、純粋なシリカで形成してよく、又はドープシリカ（例えば、ゲルマニア、ホウ素、フッ素、アルミニウム、チタン、リン及び／若しくは塩素を含むがこれらに限定されない、１つ若しくは複数の好適なドーパントでドープされたシリカ）で形成してよい。上述のように、クラッドスートは、ドープ及び屈折率が異なる複数の層を含んでよく、これにより、図３Ａ及び３Ｂに示されているもののようなファイバ屈折率プロファイルがもたらされる。以下の議論では、３つの多孔性スートクラッド層を有するスートクラッド層の製作について記載する。しかしながら、概説される手順は、いずれの数の多孔性スートクラッド層を有するスートクラッドモノリスに広く適用可能であることを認識されたい。
【００７７】
図８は、ベイトロッド１２０上のシリカ系スート層１１２の堆積を示す。シリカ系ガラススートは、ＳｉＣｌ４又はオクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）といった気相シリカ系ガラス前駆体材料をバーナ１２２に供給することによって形成される。ガスを供給されたバーナ１２２に、Ｈ２、ＣＨ４、Ｄ２（重水素）、ＣＤ４又はＣＯ等の燃料を提供する。バーナ１２２に酸素も供給し、燃料及び酸素を燃焼させて、火炎１２６を生成する。いくつかの実施形態では、気相シリカ系ガラス前駆体材料はＳｉＣｌ４であり、ガスを供給されたバーナ１２２には、堆積させたシリカ系ガラススート中の残留ＯＨの量を制限するために、Ｄ２、ＣＤ４又はＣＯといった非水素化燃料を供給する。気相シリカ系ガラス前駆体材料は、約４Ｌ／分〜約１０Ｌ／分の流量でバーナへと送達してよく、燃料は、約１０Ｌ／分〜約４０Ｌ／分の流量でバーナに供給してよい。
【００７８】
気相シリカ系ガラス前駆体材料は、火炎１２６中で反応して、シリカ系ガラススート１２８を産生し、これは、ベイトロッドが回転するに従って、ベイトロッド１２０上にスート層１１２として堆積される。回転速度は、約５０ｒｐｍ〜約４００ｒｐｍであってよい。スート層１１２は、非ドープシリカと同一の、非ドープシリカより高い、又は非ドープシリカより低い屈折率を有してよい。高い又は低い屈折率は、アップドーパント又はダウンドーパント前駆体をバーナ１２２に供給することによって達成できる。スート層１１２は、単層スートクラッドモノリスを構成してよく、又は多層スートクラッドモノリスの最内（最小半径）層を構成してよい。ガスを供給されたバーナ１２２の火炎１２６は、ベイトロッドが回転するに従って、矢印１２４で示されるようなベイトロッド１２０の軸方向長さに沿って前後に横断し、これにより、シリカ系ガラススートが構成され、ベイトロッド１２０上にスート層１１２が形成される。
【００７９】
図９は、スート層１１２上のスート層１１６の堆積を示す。スート層１１６は、スート層１１２と同様の方法で形成できる。例えば、ＳｉＣｌ４又はＯＭＣＴＳといった気相シリカ系ガラス前駆体材料をバーナ１２２に供給し、火炎１２６中で反応させて、シリカ系ガラススートを形成でき、これは、ベイトロッドが回転するに従ってスート層１１２上にスート層１１６として堆積される。スート層１１６は、スート層１１２と同一の、スート層１１２より高い、又はスート層１１２より低い屈折率を有してよい。図３Ａの２層クラッド領域を有するファイバのドロー形成を可能とするプリフォームを達成するためには、例えばスート層１１２をアップドープシリカとしてよく、またスート層１１６をアップドープシリカとしてよい。スート層１１６は、２層スートクラッドモノリスの外側層、又は３つ以上の層を有するスートクラッドモノリスの中間層を構成してよい。
【００８０】
図１０は、スート層１１６上のスート層１１４の堆積を示す。スート層１１４は、スート層１１２又はスート層１１６と同様の方法で形成できる。例えば、ＳｉＣｌ４又はオクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）といった気相シリカ系ガラス前駆体材料をバーナ１２２に供給し、火炎１２６中で反応させて、シリカ系ガラススートを形成でき、これは、ベイトロッドが回転するに従ってスート層１１６上にスート層１１４として堆積される。スート層１１４は、スート層１１６若しくはスート層１１２と同一の、スート層１１６若しくはスート層１１２より高い、又はスート層１１６若しくはスート層１１２より低い屈折率を有してよい。図３Ｂの３層クラッド領域を有するファイバのドロー形成を可能とするプリフォームを達成するためには、例えばスート層１１２をアップドープシリカとしてよく、スート層１１６をダウンドープシリカとしてよく、またスート層１１４をアップドープシリカとしてよい。スート層１１４は、３層スートクラッドモノリスの外側層、又は４つ以上の層を有するスートクラッドモノリスの中間層を構成してよい。追加の層を同様に堆積させることによって、いずれの所望の数の層を有するスートクラッドモノリスを得ることができる。
【００８１】
多層スートクラッドモノリスの異なる複数の層を形成するために使用されるプロセス条件は、同一であっても異なっていてもよい。プロセス変数としては、火炎温度、ケイ素又はドーパントのための前駆体の流量、ベイト基材の長さに沿ったバーナの横断速度、及びベイト基材の回転速度が挙げられる。プロセス条件の変動によって、スートの堆積速度、及び堆積させたままの状態でのスートの密度を制御できる。火炎温度は、１５００℃以上であってよい。火炎温度が高いほど、堆積させたままのスートの密度を高くすることができる。反対に、火炎温度が低いほど、堆積させたままのスートの密度は低くなる。
【００８２】
スート密度は、ベイト基材に沿ったバーナの横断の速度によっても影響され得る。火炎の横断速度は、０．１ｃｍ／秒超、又は０．２５ｃｍ／秒超、又は０．５ｃｍ／秒超、又は１ｃｍ／秒超、又は２ｃｍ／秒超、又は３ｃｍ／秒超であってよい。横断速度がより速いと、堆積させたままの状態において密度がより低く、より多孔性のスート層がもたらされ得る。反対に、横断速度がより遅いと、堆積させたままの状態において密度がより高く、多孔性がより低いスート層がもたらされ得る。堆積させたままの状態のスート層の密度は、１．０ｇ／ｃｍ３未満、又は０．８ｇ／ｃｍ３未満、又は０．６ｇ／ｃｍ３未満、又は０．５ｇ／ｃｍ３未満であってよい。堆積させたままの状態のスート層の密度は、１．０ｇ／ｃｍ３超、又は１．２５ｇ／ｃｍ３超、又は１．５ｇ／ｃｍ３超、又は１．７５ｇ／ｃｍ３超、又は２．０ｇ／ｃｍ３超であってよい。
【００８３】
堆積させたままの状態のスート層密度は、バーナへのスート前駆体の送達速度によっても影響され得る。シリカ系スート前駆体の流量は、０．１Ｌ／分〜２０Ｌ／分の範囲内であってよい。流量が低いほど、堆積させたままの状態において密度がより高いスート層の形成が促進される。反対に、流量が高いほど、堆積させたままの状態において密度がより低いスート層の形成が促進される。
【００８４】
堆積させたままの状態のスート層密度は、スート堆積中のベイトロッドの回転速度によっても影響され得る。ベイトロッドの回転速度を低下させることにより、堆積させたままの状態のスート層の密度の上昇を支援できる。反対に、ベイトロッドの回転速度を増大させることにより、堆積させたままの状態のスート層の密度の低下を支援できる。
【００８５】
一実施形態では、スートクラッドモノリスは２つのスート層を含み、ここで外側層は、内側層よりも高い密度を有する。別の実施形態では、スートクラッドモノリスは３つのスート層を含み、ここで中間スート層は、内側スート層と外側スート層との間に位置決めされ、上記中間スート層は、上記内側スート層よりも高い密度を有する。更に別の実施形態では、スートクラッドモノリスは４つ以上のスート層を含み、ここで２つ以上の中間スート層が、内側スート層と外側スート層との間に位置決めされ、上記中間スート層のうちの少なくとも１つは、上記内側スート層よりも高い密度を有する。
【００８６】
スートクラッドモノリスが高密度のスート層を含むことにより、スートクラッドモノリスの外側層へのドーパントの拡散を防止するバリア層を設けることによる、スートクラッドモノリスの内側層の選択的ドープを容易にすることができる。いくつかの実施形態では、このバリア層（即ちモノリスの長さに沿った径方向（周方向）層）の径方向厚さは≧１μｍである。スートクラッドモノリス内の、高密度化された又は部分的に高密度化された内側層は、上記高密度化された内側層の片側から上記高密度化された内側層のもう一方の側への方向のドープ元素の移動を防止するための拡散バリアとして作用し得る。一実施形態では、拡散バリアは、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３、又は少なくとも１．７５ｇ／ｃｍ３、又は少なくとも２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有するスート又はガラス層を含んでよい。
【００８７】
所望の数及びタイプのスートクラッド層を堆積させた後、ベイトロッドを除去して、スートクラッドモノリスを提供する。ベイトロッドが占有していた空間は、スートクラッドモノリスの内部キャビティを形成する。
【００８８】
図６のブロック４５では、コアケーンをスートクラッドモノリスの内部キャビティに挿入して、コア‐クラッド組立体を形成する。
【００８９】
図１１は、固化炉１３０内へのスートクラッドモノリス１１０の配置を示す。スートクラッドモノリス１１０は、ベイトロッド１２０を除去した後の、図１０に示す３層スート構造体に対応し、上述のように一連の同心スート層１１２、１１６及び１１４を含む。スートクラッドモノリス１１０は更に、内部キャビティ１１８を含む。図１１の実施形態では、内部キャビティ１１８は、スートクラッドモノリス１１０の全長を通って延在する。他の実施形態では、内部キャビティ１１８はスートクラッドモノリス１１０内に、部分的にのみ延在する。高密度化されたコアケーン１０２を内部キャビティ１１８に挿入して、コア‐クラッド組立体を形成する。コア‐クラッド組立体は、コアケーン１０２の外側表面とスートクラッド層１１２の内側表面との間に間隙を含む。コア‐クラッド組立体を、固化炉１３０内で加工する。
【００９０】
図６のブロック４６及び４８では、コア‐クラッド組立体を、本明細書に記載の方法に従って加工して、光ファイバプリフォームを形成する。上述のように、この加工は固化を含み、コア‐クラッド組立体の１つ又は複数の多孔性スートクラッド層のスート‐ガラス変換を実施する。加工は、予備加熱ステップ、中間加熱ステップ、及び焼結ステップを含んでよく、ここで上記予備加熱ステップ、中間加熱ステップ、及び焼結ステップのうちの１つ又は複数は、還元剤によるスートクラッドプリフォームの処理を含んでよい。スートクラッドプリフォームの加工は、乾燥ステップ及びドープステップも含んでよい。
【００９１】
加工が乾燥ステップを含む実施形態では、コア‐クラッド組立体を乾燥剤で処理する。この乾燥ステップは、約８００℃〜１３００℃の温度で実施してよく、上述の予備加熱ステップ及び中間加熱ステップのうちの一方又は両方を含む。乾燥剤は、コア‐クラッド組立体の多孔性スートクラッド層の細孔に浸透して、水又はＯＨ基と反応し、多孔性スートクラッド層から水及びＯＨ基を除去する。乾燥剤は、多孔性スートクラッド層中に存在し得る遷移金属又は他の不純物も除去できる。
【００９２】
図１１を参照すると、乾燥剤は、流路１３２によって示されるように、コアケーン１０２の外側表面とスートクラッド層１１２の内側表面との間の間隙に入ることができる。乾燥剤は、スート層１１２、１１６及び１１４内の細孔にも入ることができ、また流路１３４によって示されるように、スートクラッド層１１４の外側表面を取り囲む、又は上記外側表面の周りを通過することもできる。コア‐クラッド組立体を通った、及び／又はコア‐クラッド組立体の周りの、乾燥剤の流量は、約１Ｌ／分〜約４０Ｌ／分の範囲内であってよい。コア‐クラッド組立体は、脱水中に加熱してよい。加熱は乾燥剤の作用を更に進めることができ、ヒドロキシル及び水の除去を促進できる。
【００９３】
脱水の温度は、約５００℃〜約９００℃の範囲内としてよく、脱水の時間は、３０分〜１０時間の範囲内としてよい。脱水の温度は好ましくは、コア‐クラッド組立体のスートクラッドモノリス構成成分の焼結を開始するために必要な温度未満である。スートクラッドモノリスの不十分な焼結は、細孔を閉鎖し、スートクラッドモノリスの内部への脱水剤のアクセスをブロックすることにより、ヒドロキシル及び水の除去を阻害する。乾燥剤は、脱水が完了するとすぐに、スートクラッドモノリス及び／又はコア‐クラッド組立体を取り囲む環境から除去してよい。
【００９４】
好適な乾燥剤は、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、ＳＯＣｌ２及び／又はＰＯＣｌ３といった塩素含有ガスを含む。乾燥剤は任意に、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ及び／又はＮ２といった不活性ガス中で希釈してよい。一実施形態では、脱水ガスは、ヘリウムガス中の２％〜６％の塩素ガスの混合物を含む。いくつかの実施形態では、乾燥ガスは、約５体積％未満の塩素、例えば約０．０１〜３．０体積％の塩素を含有する。
【００９５】
いくつかの実施形態では、加工は、塩素ドープステップ等のドープステップを含んでよく、上記塩素ドープステップでは、コア‐クラッド組立体を塩素ドーパント前駆体に曝露する。塩素ドーパント前駆体は塩素含有ガスであり、塩素（Ｃｌ２）、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４又はこれらの混合物で構成され得る。塩素ドーパント前駆体は、塩素含有ガスと不活性ガスとの組み合わせを含んでよい。一実施形態では、塩素ドープは、スート‐ガラス変形プロセスの予備加熱ステップ中に実施される。別の実施形態では、塩素ドープは、中間加熱ステップ中に実施される。更に別の実施形態では、塩素ドープは、スート‐ガラス変形プロセスの焼結ステップ中に実施される。ドープは好ましくは、コア‐クラッド組立体のクラッド層が、ドーパント又はドープ前駆体の拡散又は浸透が可能となるよう十分に多孔性である間に行われる。一実施形態では、ドープは、脱水後かつ焼結前に行われる。
【００９６】
一実施形態では、ドープは、コア‐クラッド組立体内のコアケーンの外側表面とスートクラッドモノリスの内側表面との間の流路にドープ前駆体を供給することによって達成される。例えば、ドープ前駆体を、図１１に示す流路１３２に供給してよい。別の実施形態では、ドープは、コア‐クラッド組立体のスートクラッドモノリス構成成分の外側スート層の外側表面に隣接する流路にドープ前駆体を供給することによって達成される。例えば、ドープ前駆体を、図１１に示す流路１３４に供給してよい。
【００９７】
ドープ前駆体を、コア‐クラッド組立体のスートクラッドモノリス構成成分の多孔性スート層に供給すると、ドープ前駆体は細孔に入って、スート層の表面へ、及び／又はスート層の内部全体にわたって、ドーパントを送達できる。ドープは、コア‐クラッド組立体のスートクラッドモノリス部分の複数の層において行うことができる。上述のように、スートクラッドモノリスは、高密度内部スート層を含んでよく、上記高密度内部スート層は、ドープ前駆体の導入点に最も近接している側部に対向する拡散バリアの側部上のスート層への、ドープ前駆体若しくはドーパントの移動を防止する、又はアクセスをブロックするための、拡散バリアとして作用する。いくつかの実施形態では、このバリア層（即ちモノリスの長さに沿った径方向（周方向）層）の径方向厚さは≧１μｍである。例えば図１１の実施形態では、スート層１１６は、スート層１１２からスート層１１４への、又はスート層１１４からスート層１１２へのドーパント又はドープ前駆体の移動を防止する、高密度バリア層として構成してよい。一実施形態では、流路１３２に供給されたドープ前駆体は、スート層１１２にドーパントを供給し、スート層１１６は、ドープ前駆体又はドープ前駆体によって供給されたドーパントの、スート層１１２からスート層１１４への拡散、移行、又はその他の移動を防止するためのバリア層として機能するよう、高密度化されている。ある代替実施形態では、流路１３４に供給されたドープ前駆体は、スート層１１４にドーパントを供給し、スート層１１６は、ドープ前駆体又はドープ前駆体によって供給されたドーパントの、スート層１１４からスート層１１２への拡散、移行、又はその他の移動を防止するためのバリア層として機能するよう、高密度化されている。
【００９８】
様々な実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で２００ｐｐｍ超〜重量割合で２００００ｐｐｍ未満の範囲内である。一実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で２００ｐｐｍ〜重量割合で２００００ｐｐｍの範囲内である。ある実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で５００ｐｐｍ超である。別の実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で２０００ｐｐｍ超である。更なる実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で４０００ｐｐｍ超である。追加の実施形態では、１つ又は複数の固化済みクラッド層中の塩素ドープレベルは、重量割合で６０００ｐｐｍ超である。更なる実施形態では、クラッドは２つ以上の固化済み層を含み、オーバクラッド層のみが、本明細書に記載のドープレベルのいずれにおいて塩素でドープされる。
【００９９】
コア‐クラッド組立体を処理するために使用される還元剤は、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、ＣＯ及びこれらの組み合わせからなる群から選択してよい。還元剤はそのままの状態で、又は１つ若しくは複数の他のガスと組み合わせて供給してよい。上記１つ又は複数の他のガスとしては、他の還元剤を含有するガス及び／又は不活性ガスが挙げられる。いくつかの実施形態によると、クラッドスートは、少なくとも０．１体積％ＣＯ、又は０．１体積％ＣＯ〜１．０体積％ＣＯ、又は０．４〜０．６体積％ＣＯを含む、還元剤含有ガスに曝露される。還元剤含有ガスの残部は、不活性ガス（例えばＮ２、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ）又は不活性ガスとＣｌ２との組み合わせ、又はＣｌ２であってよい。還元剤含有ガス中のＣｌ２の濃度は、約２体積％未満、又は約１体積％〜２体積％であってよい。
【０１００】
還元剤は、図１１に示されている流路１３２及び／又は流路１３４に供給してよい。還元剤は、焼結の開始前、焼結プロセス中、及び／又は焼結プロセスの完了後に、コア‐クラッド組立体に供給してよい。還元剤へのコア‐クラッド組立体の曝露は、脱水後に行ってよい。コア‐クラッド組立体は、還元剤への曝露中に加熱してよい。還元剤への曝露中のコア‐クラッド組立体の温度は、コア‐クラッド組立体の焼結を開始するために十分なものであってよい。
【０１０１】
いくつかの実施形態によると、クラッドスートは、約２〜１０時間の処理時間にわたる、約８００℃〜１５００℃の温度、又は約１１００℃〜１５００℃の温度、又は約１３００℃〜１５００℃の温度での、スート‐ガラス変形中に、還元剤に曝露される。
【０１０２】
還元剤含有ガス中の還元剤の濃度、還元剤含有ガスによるコア‐クラッド組立体の処理の温度、及び還元剤含有ガスによるコア‐クラッド組立体の処理の時間は、クラッドスート１２ａ、１２ｂに酸化状態の選択されたレベルの還元を提供するために、クラッドスートの塩素ドープレベルに応じて選択される。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスによるスートクラッドの処理の温度は、少なくとも約８００℃である。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスによるスートクラッドの処理の温度は、約８００℃〜１５００℃である。上記処理温度は、一定であっても変動してもよい。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスによるスートクラッドの処理の時間は、約１２０〜６００分である。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスによるスートクラッドの処理の時間は、約１２０〜２４０分である。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスは、約０．００２〜０．２ｓｌｐｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｌｉｔｅｒｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ：標準リットル／分）の流量で、スートクラッドへと供給される。
【０１０３】
一実施形態では、還元剤によるコア‐クラッド組立体の処理と焼結ステップとは重複しており、これにより、コア‐クラッド組立体の１つ又は複数のスートクラッド層は、焼結中に還元剤に曝露される。還元剤含有ガスの導入は、焼結ステップの開始前、開始後、又は開始と略同時に開始してよい。スート‐ガラス固化プロセス中のいずれのポイントにおいて、還元剤含有ガスによるコア‐クラッド組立体の処理を２サイクル以上実行してよい。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスは、焼結ステップの持続期間の少なくとも５０％にわたって、処理チャンバ内に存在する。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスは、焼結ステップ全体を通して処理チャンバ内に存在する。いくつかの実施形態によると、還元剤含有ガスによるコア‐クラッド組立体の処理は、スート‐ガラス固化プロセスの焼結ステップと略同一の時間帯を占める単一の処理サイクルにおいて実施される。特定の好ましい実施形態によると、スートクラッドは、焼結ステップ中にのみ、還元剤含有処理ガスに曝露される。いくつかの実施形態によると、１回又は複数回の還元剤含有ガス処理ステップの間又は後に、塩素含有ガスを処理チャンバ内に流し込まない。
【０１０４】
コア‐クラッド組立体の焼結は、脱水後に行ってよく、還元剤によるコア‐クラッド組立体の処理後に行ってよい。この焼結は、還元剤によるコア‐クラッド組立体の処理と同時であってよい。乾燥剤及び／又はドーパント前駆体は、焼結の開始前に、コア‐クラッド組立体の雰囲気から除去してよい。
【０１０５】
上記焼結は、スートクラッドモノリスを固化させ、スートクラッドモノリスとコアケーンとを融合させて、固化済みファイバプリフォームを形成できる。焼結中、スートクラッドモノリスの細孔が収縮し、スートクラッドモノリスが収縮してコアケーンに付着するため、高密度化が起こる。焼結温度は、少なくとも１０００℃、又は少なくとも１１５０℃、又は少なくとも１２５０℃、又は少なくとも１３００℃、又は少なくとも１４００℃であってよい。焼結温度が高いほど、焼結の時間が削減される。
【０１０６】
焼結は、固化炉内での焼結を誘発するために十分な温度の高温領域を形成して、コア‐クラッド組立体を、上記高温領域を通って前進させることにより、固化炉内で達成できる。一実施形態では、上記高温領域の温度は約１４００℃〜約１５００℃であり、コア‐クラッド組立体は、上記高温領域を通って、約５ｍｍ／分〜５０ｍｍ／分の速度で前進する。コア‐クラッド組立体を焼結することにより、光ファイバプリフォームが製造される。図１２は、図１１のコア‐クラッド組立体を焼結することによって形成された、光ファイバプリフォーム１００を示す。上記光ファイバプリフォームは、１つ又は複数の同心クラッド領域で取り囲まれた、１つ又は複数の同心領域を有する中心コアを有する、ガラスの中実片である。
【０１０７】
一実施形態では、焼結はＣｌ２の不在下で行われる。第２の実施形態では、焼結は塩素含有ガスの不在下で行われる。第３の実施形態では、コア‐クラッド組立体の焼結は、還元剤の存在下で行われる。第４の実施形態では、コア‐クラッド組立体の焼結は、還元剤の存在下、かつＣｌ２の不在下で行われる。第５の実施形態では、コア‐クラッド組立体の焼結は、還元剤の存在下、かつ塩素含有ガスの不在下で行われる。
【０１０８】
光ファイバを製造する本方法は：固化済みガラスコア及び少なくとも１つの多孔性ガラスクラッド層を有する、コア‐クラッド組立体を提供するステップ；上記コア‐クラッド組立体を、第１の温度において第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記少なくとも１つの多孔性ガラスクラッド層のドープのための塩素を供給する、ステップ；上記コア‐クラッド組立体を、第２の温度において第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び上記コア‐クラッド組立体を、第３の温度において、上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、上記加熱ステップは上記少なくとも１つの多孔性クラッド層の焼結を引き起こし、焼結済みの上記少なくとも１つの多孔性クラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有するステップを含む。本方法の実施形態では：上記第１の温度は少なくとも８００℃、若しくは少なくとも１０５０℃、若しくは８００℃〜１１００℃であってよく；上記第２の温度は、上記第１の温度以上であってよく、若しくは上記第２の温度は上記第１の温度より高くてよく；上記第３の温度は、上記第２の温度以上であってよく、若しくは上記第３の温度は上記第２の温度より高くてよく、若しくは上記第３の温度は少なくとも１１００℃であってよく、若しくは上記第３の温度は少なくとも１２００℃であってよく、若しくは上記第３の温度は少なくとも１３００℃であってよく、若しくは上記第３の温度は１１００℃〜１５００℃であってよく；上記塩素源材料は、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４及び／若しくはＣＣｌ４を含んでよく、上記還元剤は、ＣＯ、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２及び／若しくはＣＨＣｌ３を含んでよく；並びに／又は上記多孔性クラッド層の塩素ドーパント濃度は、重量割合で少なくとも１０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも２０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも４０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも６０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも８０００ｐｐｍ、又は重量割合で少なくとも１００００ｐｐｍであってよい。
【０１０９】
図６のブロック５０では、光ファイバを、図６のブロック４６及び４８による加工後に製造された、還元剤処理済みの、固化済み光ファイバプリフォームからドロー形成する。固化済みガラスプリフォームから光ファイバをドロー形成するための好適な技法及び装置は、当業者には公知である。上記固化済み光ファイバプリフォームの固化済みガラスコアは、光ファイバのコア（又はコアの一部）を形成することになり、上記固化済み光ファイバプリフォームの固化済みクラッド層は、光ファイバのクラッド部分を形成することになることが理解されるだろう。
【０１１０】
図６のブロック５２では、ドロー形成済みファイバを、重水素ガスでの処理のための重水素処理装置内に配置する。重水素処理を実施するための好適な装置は、当業者には公知である。いくつかの実施形態によると、上記重水素処理装置は、ドロー形成済み光ファイバを保持するためのチャンバ、重水素含有ガスの供給源、及び上記重水素含有ガスを上記チャンバに供給するためのコントロールを含む。上記装置は、上記チャンバ内に配置されたドロー形成済みファイバを、選択された温度において、選択された時間にわたって、選択された濃度の重水素に曝露するよう適合される。
【０１１１】
ドロー形成済みファイバの重水素処理は、上記光ファイバのコア中の非架橋酸素欠陥の濃度の低減、及びこれによる、環境水素に対する上記コアの感受性の低減をもたらす。ファイバの重水素処理は、例えば米国特許第６４９９３１８号明細書、米国特許第４６２３３７３号明細書、米国特許第４５１５６１２号明細書及び米国特許第４６８５９４５号明細書において教示されている。
【０１１２】
いくつかの実施形態によると、クラッドスートの還元剤処理は、光ファイバの水素感受性を目標レベルまで低減するために必要な重水素処理時間を、還元剤処理を行わずに形成されたもののそれ以外は同一の方法で形成された同一の光ファイバに関して必要な重水素処理時間に比べて、少なくとも２０％削減する。他の実施形態では、直前の段落に記載されているような低い塩素レベルでの乾燥ステップと組み合わせて、還元剤としてＣＯを使用すると、上記必要な重水素処理時間は、少なくとも４０％削減される。
【０１１３】
本発明の実施形態による方法及び装置は、光ファイバの製造において利点及び便益を提供できる。上述のように、ドロー形成済み光ファイバのコア中の非架橋酸素欠陥は、環境水素と結合して、コア中に吸収部位を形成する場合があり、これにより、（例えば遠距離通信ウィンドウにおける）関心対象の波長における減衰が増大する。コアの水素感受性は、ドロー形成済みファイバ又は固化済みガラスプリフォームを重水素処理することによって低減できる。しかしながら、重水素処理ステップ中、重水素含有ガスの重水素は、コア内へと拡散する前にクラッド部分を通って拡散しなければならない。クラッド部分中の非架橋酸素欠陥は、重水素がクラッド部分を通って拡散する際に重水素を消費する傾向を有する。従って、クラッド部分中の非架橋酸素欠陥は、ファイバを重水素で処理するために必要な処理時間を増大させる。また、重水素処理プロセスは、重水素の拡散の速度によって制限されるため、重水素処理プロセスを完了するために必要な時間は延長される。その結果、光ファイバの製造の速度は実質的に遅くなり得る。
【０１１４】
本発明の方法では、処理ガスの還元剤は、クラッドスートから過剰な酸素を除去し、これにより除去された酸素が存在しなくなり、続く焼結により、ドロー形成済みファイバのガラスクラッド中に非架橋酸素欠陥を提供する。その結果、クラッド中の欠陥濃度レベルが低下する。除去された非架橋酸素欠陥は存在しなくなり、これにより光ファイバコアの重水素処理中に重水素が消費され、これによりプロセスの速度及び効率が改善され、重水素処理時間がより短縮される。
【０１１５】
本開示の方法は、オーバクラッド中に重量割合で５００ｐｐｍ超のＣｌ、又はオーバクラッド中に重量割合で２０００ｐｐｍ超のＣｌ、又はオーバクラッド中に重量割合で４０００ｐｐｍ超のＣｌ、又はオーバクラッド中に重量割合で６０００ｐｐｍ超のＣｌが存在する実施形態に関して特に重要である。図５に示すように、ファイバのピーク到達時間は、オーバクラッド中のＣｌ濃度が上昇すると共に増大する。これは、富酸素欠陥の濃度が、オーバクラッド中のＣｌ濃度が上昇すると共に上昇することを示す。図５はまた、本明細書に開示されているような、還元剤によるクラッドスートの処理が、ファイバのピーク到達時間を低減させることも示しており、これは、還元剤による処理がオーバクラッド中の富酸素欠陥の濃度を低下させることを示している。オーバクラッド中の富酸素欠陥の濃度が低下することは、光ファイバの水素感受性の所与の低下を達成するために必要な重水素処理時間が短縮されるため、製造効率が改善されることを意味する。本明細書に記載されるように、還元剤の存在下で固化させたプリフォームからドロー形成されたファイバは、還元剤の存在下で固化させなかったプリフォームからドロー形成されたファイバよりも、富酸素欠陥の濃度が低く、（ＴＴＰによって測定される）所与の水素感受性を達成するために必要な重水素処理時間が短縮される。
【０１１６】
本発明の光ファイバ、方法及び装置について、還元剤処理済みクラッドを有する段階的屈折率光ファイバに関して上述したが、本方法及び装置を用いて、他のタイプの光ファイバも同様に形成できる。例えば本方法及び装置を用いて、純粋シリカコアの段階的屈折率光ファイバ、傾斜付き屈折率光ファイバ、Ｗプロファイル光ファイバ、台座型プロファイル光ファイバ、又はより複雑な複数セグメントのプロファイルを有する（例えば少なくとも１つの中心コア、周縁凹部、リング及びクラッドを含む）光ファイバを形成できる。光ファイバは、複数のクラッド層を有してよい。これら複数のクラッド層は、還元剤で異なる様式で処理してよい（例えばあるクラッド層は還元剤で処理してよく、別のクラッド層は還元剤で処理しなくてよい）。中心コア以外の物理コアのセグメントは、コアスートプリフォームの還元剤処理に関して上述したように、還元剤で処理してよい。好ましくは、このような追加のコアセグメントは、コアに関して上述した（例えばベースライン減衰の増大に関する）パラメータに従って、還元剤で処理される。
【０１１７】
コア及び少なくとも１つのクラッド層を備え、上記少なくとも１つのクラッド層が重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を含む光ファイバは、本開示の範囲内であり、上記光ファイバは、重量割合で１ｐｐｂ未満のＯＤ基を含有し、また上記ファイバは、全圧１気圧を有し、かつ分圧０．０１気圧のＨ２及び分圧０．９９気圧のＮ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、１００時間未満の、２３℃におけるピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。
【０１１８】
以下の実施例では、本記載に従って調製されたプリフォームからドロー形成されたファイバの特徴を提示する。Ｃｌ２の不在下で焼結したプリフォームから形成されたファイバは、Ｈ２に対する感受性が低いものとして示されており、これは、Ｈ２の存在下におけるファイバの曝露及びエージング時に、ファイバの特性の劣化が最小限しか観察されないことを意味している。理論によって束縛されることを望むものではないが、コアケーンの不在下でのスートクラッドモノリスの形成及び脱水、並びにスートクラッドモノリスの内部キャビティにコアケーンを挿入することによって形成されたコア‐クラッド組立体の脱水は、プリフォーム中の低いＯＨの初期濃度につながる。更に、Ｃｌ２の不在下での、及び／又は別の塩素含有ガスの存在下での、及び／又は還元剤の存在下でのコア‐クラッド組立体の焼結は、製作プロセス中のファイバプリフォーム中のＮＢＯＨＣ欠陥の形成を抑制すると考えられる。結果として、本発明のプリフォームからドロー形成されたファイバは、低い初期ＯＨ濃度及びＨ２に対する低い感受性を有することが予測される。
【実施例】
【０１１９】
以下の実施例では、様々な条件下で調製したプリフォームから形成されたファイバの水素感受性について考察する。これらのファイバはコーティングされていない。水素感受性は、全圧１気圧及び温度２３℃のＨ２‐Ｎ２ガス雰囲気に対するファイバの曝露の後の、１３８３ｎｍにおけるファイバ吸収の増大を決定することによって評価される。ガス雰囲気は、０．０１気圧のＨ２の分圧及び０．９９気圧のＮ２の分圧を含有する。Ｈ２に曝露すると、Ｈ２は、クラッドの外側表面からファイバ内へと径方向に拡散する。Ｈ２はクラッド内へと拡散し、ファイバのコアへと通過し続ける。ファイバ中のＨ２の存在は、非架橋酸素ホール中心（≡Ｓｉ‐Ｏ●）の、シラノール基（≡Ｓｉ‐ＯＨ）への変換を誘発し、シラノール基のヒドロキシル部分は、１３８３ｎｍにおいて強い吸収を示す。従って、水素への曝露時の１３８３ｎｍにおける吸収の増大は、Ｈ２がヒドロキシル基を生成する程度の尺度であり、これは、ファイバ中の非架橋酸素ホール中心の濃度に左右される。低濃度の非架橋酸素ホール中心を有するファイバの曝露は、低濃度のシラノール基の生成、及びこれに対応する１３８３ｎｍにおける吸収のわずかな増大をもたらすことになる。反対に、高濃度の非架橋酸素ホール中心を有するファイバをＨ２に曝露すると、高濃度のヒドロキシル基が形成されることになり、またこれに対応する１３８３ｎｍにおける吸収の大幅な増大が起こることになる。
【０１２０】
非架橋酸素ホール中心の濃度は、Ｈ２に対するファイバの曝露の時点と、１３８３ｎｍにおける吸収による光信号の減衰が検出できる時点との間に経過する時間にも関連する。ファイバをＨ２に曝露すると、Ｈ２は、ファイバクラッドの外側表面を通過して、コアに向かって拡散する。しかしながら光信号のモードフィールド分布は通常、クラッドの外側境界まで延在しない。代わりに光信号は主にコア領域に閉じ込められ、クラッド領域内の内部部分まで延在するエバネッセント部分を含む。光信号のモードフィールド分布は、クラッドの外側径方向位置と重複しないため、クラッドの外側径方向位置における水素誘発性ヒドロキシル基の存在は、光信号を減衰させない。しかしながら、時間が経過するに従って、Ｈ２はクラッド内へとより深く浸透し、最終的に、光信号と重複するファイバの領域中にヒドロキシル基を形成する。この時点において、１３８３ｎｍにおける吸収の、概ね不連続の増大が検出される。１３８３ｎｍにおける吸収の増大は、あるステップ関数に概ね近似され、上記ステップ関数では、１３８３ｎｍにおける吸収が、短時間の低い定常値から、Ｈ２がファイバ内へ、光信号が重複する領域内にヒドロキシル基を形成できるよう十分に深く拡散する時点において、高い定常レベルへと増大する。Ｈ２に対するファイバの曝露の時点と、１３８３ｎｍにおける吸収による急勾配の増大の検出との間に経過する時間を、本明細書ではピーク到達時間（ＴＴＰ）と呼ぶものとする。本明細書に記載の光ファイバは、５０〜３００マイクロメートルの直径を有することができる。ピーク到達時間水素エージングに関して測定された光ファイバは、そうでないことが明記されていない限り、直径１２５μｍである。
【０１２１】
ファイバ内へのＨ２の浸透の深さの指標として、ＴＴＰは、非架橋酸素ホール中心の濃度の尺度である。ファイバ中の非架橋酸素ホール中心の濃度が上昇するに従って、ヒドロキシル基への非架橋酸素ホール中心の変換においてより多くのＨ２が使用され、またＨ２を、光信号が重複するファイバの領域に到達できるよう十分に深く侵入させるために、Ｈ２に対するファイバの曝露により長い時間が必要となる。所与のファイバ構成及び所与の光信号に関して、高濃度の非架橋酸素ホール中心を有するファイバは、低濃度の非架橋酸素ホール中心を有するファイバよりも長いＴＴＰを有することになる。従って、より長いＴＴＰを有するファイバは、より高濃度のヒドロキシル基を有することになり、１３８３ｎｍにおけるより大きな減衰を示すことになる。
【０１２２】
図１３は、内側クラッドの外径に対するコアの外径の比の関数（本明細書では、対応する光ファイバ中のコアケーン及び当該部分のコア／クラッド比又はＣＣＲと呼ばれる）として、モデル化した水素感受性を示す。コアケーンを、コアケーン直径よりも大きな中心孔直径を有する内部キャビティを含む、これらコアケーンに対応するスートクラッドモノリスに挿入した。スートクラッドモノリス上のスートの量は、コア半径が、全ての最終的なコア‐クラッド組立体に関して等しくなるように調整した（即ちコアケーンのコア／クラッド比を生み出した）。これらの組立体を乾燥させ、ドープし、光ファイバプリフォームへと固化させて、直径１２５μｍの光ファイバへとドロー形成した。これらのファイバのコア半径は、ファイバ空間内において約６μｍであった。コア屈折率のデルタ最大値は、非ドープシリカに対して約０．４％（ＧｅＯ２ドープシリカ）であり、コアはα〜２のαドーププロファイルを有していた。
【０１２３】
上記モデルは、ファイバ中への水素の拡散を生み出し、ファイバ中の水素及びヒドロキシル基の濃度プロファイルに関する情報を提供した。水素感受性は、１３８０ｎｍにおける減衰の変化に関して定量化される。図１３は、ある範囲の外側クラッド中の非架橋酸素ホール中心（ＮＢＯＨＣ）の濃度にわたる複数のモデル化ファイバ例のいくつかの組に関して減衰曲線を示す。上記モデルが含む光信号のモードフィールド分布は、全てのモデル化ファイバに関して同一であった。異なる濃度のＮＢＯＨＣは異なるＴＴＰ値につながり、ここでＴＴＰは、全圧１気圧及び温度２３℃において分圧０．０１気圧のＨ２及び分圧０．９９気圧のＮ２を含有するガス雰囲気へのファイバの曝露に基づくものである。モデル化ファイバ例の各組において、非架橋酸素ホール中心の濃度を固定し、コア／クラッド比を変動させることによって、図１３に示す減衰曲線を生成した。例Ｅの組のファイバは、外側クラッド中のＮＢＯＨＣの濃度が８．５×１０１５／ｃｍ３であり、ＴＴＰ値が１５０時間であった。例Ｆの組のファイバは、外側クラッド中のＮＢＯＨＣの濃度が５×１０１５／ｃｍ３であり、ＴＴＰ値が１１４時間であった。例Ｇの組のファイバは、外側クラッド中のＮＢＯＨＣの濃度が２×１０１５／ｃｍ３であり、ＴＴＰ値が７７時間であった。例Ｈの組のファイバは、外側クラッド中のＮＢＯＨＣの濃度が１×１０１４／ｃｍ３であり、ＴＴＰ値が４１時間であった。
【０１２４】
４組のファイバの例に関して示されているモデル化の結果は、所与のＴＴＰ値に関して、対応する光ファイバ内のコアケーン及び当該部分のコア／クラッド比の上昇と共に、１３８３ｎｍにおける吸収が増大することを示した。吸収の増大は、コア／クラッド比が上昇するに従って、コアに対するクラッド中のヒドロキシル基の濃度が高くなり、光信号のモードフィールドの、クラッドとの重複が大きくなる結果である。上記モデルはまた、ある固定されたコア／クラッド比に関して、ＴＴＰが増大するに従って光信号の減衰が増大することも示した。高いＴＴＰを有するファイバは、高いヒドロキシル濃度、及びこれに伴って１３８３ｎｍにおける高い信号減衰を有する。上記モデルは更に、１３８３ｎｍにおける信号減衰の、コア／クラッド比に対する関数的依存が、高いＴＴＰを有するファイバに関してはるかに高くなったことを示す。ＴＴＰ＝４０時間であるモデル化ファイバの減衰は、コア／クラッド比とは略独立しており、その一方でＴＴＰ＝１５０時間であるモデル化ファイバは、コア／クラッド比が増大するに従って、減衰の著しい増大を呈した。よって、外側クラッド層中のＮＢＯＨＣを低下させるほど、ＴＴＰは低下する。ＮＢＯＨＣを低下させる、本明細書に記載の１つの方法は、光ファイバプリフォームを形成するための加工中の焼結ステップにおいて還元剤を使用することによって達成できる。一実施形態では、オーバクラッド中の低いＮＢＯＨＣが達成され、ここで焼結ステップ中には非塩素含有ガスが存在せず、還元ガスが存在する。
【０１２５】
図１４は、様々な条件下で形成されたプリフォームからドロー形成された複数のファイバに関する、測定されたＴＴＰ値を示す。上述のように、ＴＴＰ値は、全圧１気圧及び温度２３℃において分圧０．０１気圧のＨ２及び分圧０．９９気圧のＮ２を含有する雰囲気に対するファイバの曝露に基づくものである。各プリフォームは、コアケーン及びスートクラッドモノリスを製作するステップ、並びに本明細書に記載されているような、コアケーンとスートクラッドモノリスとを組み合わせてコア‐クラッド組立体を形成するステップとは独立して製作した。加工の実験的不確実性の範囲内において、同一のコアケーン及びスートクラッドモノリスを、各コア‐クラッド組立体に関して使用した。約０．５〜約０．７のコア／クラッド比を有するコアケーンを、コアケーンの直径より大きい中心孔直径を有する内部キャビティを有する、別個のスートクラッドモノリスに挿入した。スートクラッドモノリス上のスートの量は、コア半径が、全ての最終的なコア‐クラッド組立体に関して等しくなるように調整し、スート含有量を変化させることによって異なるＣＣＲ値（コアケーンのコア／クラッド比）を提供した。これらの組立体を乾燥させ、ドープし、光ファイバプリフォームへと固化させて、直径１２５μｍの光ファイバへとドロー形成した。
【０１２６】
コア‐クラッド組立体から光ファイバプリフォームを形成するために使用される加工条件は、以下の通りであった：各コア‐クラッド組立体を炉内に配置し、続いて、Ｃｌ２（０．５ＳＬＰＭ）及びヘリウム（２０ＳＬＰＭ）を炉内へ、及び炉を通過するように流すことによって脱水した。炉の温度は約１１００℃であり、脱水時間は４時間であった。また、Ｃｌ２（０．１ＳＬＰＭ）及びＨｅ（１ＳＬＰＭ）を、ハンドル組立体を通して、コア‐クラッド組立体のコアケーン構成部品とスートクラッドモノリス構成部品との間の空間へと供給し、コア‐クラッド組立体のスートクラッドモノリス構成部品の細孔全体を通して流した。脱水は、焼結前に実施した。コア‐クラッド組立体の製作は、焼結中に使用される条件において異なっていた。プリフォームハンドルを介してコアケーンとスートクラッドモノリスとの間の空間に供給されたＣｌ２及びＨｅは、コア‐クラッド組立体を焼結する前に遮断した。第１のコア‐クラッド組立体を、Ｃｌ２の存在下で４時間、１４９０℃に設定した炉内で焼結して、第１の固化済みプリフォームを提供した。第２のコア‐クラッド組立体を、Ｃｌ２の不在下で４時間、１４９０℃に設定した炉内で焼結して、第２の固化済みプリフォームを提供した。第３のコア‐クラッド組立体を、Ｃｌ２の不在下かつ流れ込むＣＯ（０．１ＳＬＰＭ）及びＨｅ（９．９ＳＬＰＭ）の存在下で４時間、１４９０℃に設定した炉内で焼結して、第３の固化済みプリフォームを提供した。
【０１２７】
各固化済みプリフォームからファイバをドロー形成した。これらのファイバは、コア半径約６μｍ及び外側クラッド直径約１２５μｍを有するコア及びクラッド領域を含んでいた。コア屈折率のデルタ最大値は、非ドープシリカに対して約０．４％（ＧｅＯ２ドープシリカ）であり、コアはα〜２のαドーププロファイルを有していた。
【０１２８】
図１４は、プリフォームからドロー形成されたいくつかのファイバに関する、コア／縁部比の関数としての測定されたＴＴＰ（ピーク到達時間）値を示す。図１４では、異なるコア／縁部比を有する複数のファイバを比較する。Ｃｌ２の存在下で脱水され、かつＣｌ２の存在下で焼結されたプリフォームからドロー形成されたファイバに関するデータを、三角形の記号（▲）で示し、ファイバＪとして標識する。ファイバＪは、０．５４〜０．６４の範囲のコアケーンのコア／クラッド比と、約８５〜約１２０時間の範囲のＴＴＰ値とを有していた。Ｃｌ２の存在下で脱水され、かつＣｌ２の不在下で焼結されたプリフォームからドロー形成されたファイバに関するデータを、ひし形の記号（◆）で示し、ファイバＫとして標識する。ファイバＫは、０．５９〜約０．６８の範囲のコアケーンのコア／クラッド比と、約５６〜約７２時間の範囲のＴＴＰ値とを有していた。Ｃｌ２の存在下で脱水され、かつＣｌ２の不在下及びＣＯの存在下で焼結されたプリフォームからドロー形成されたファイバに関するデータを、円の記号（●）で示し、ファイバＬとして標識する。ファイバＬは、約０．５４のコアケーンのコア／クラッド比と、約４６時間のＴＴＰ値とを有していた。
【０１２９】
図１４に示す結果は、Ｃｌ２の存在下で焼結されたプリフォームからドロー形成されたファイバが最も高いＴＴＰ値を呈したことを示しており、これは、プリフォーム焼結中のＣｌ２の存在は、プリフォームからドロー形成されたファイバ中の非架橋酸素ホール中心の高い濃度につながることを示す。Ｃｌ２の不在下で焼結を実施した場合にＴＴＰの有意な低下が観察され、Ｃｌ２の不在下かつＣＯの存在下で焼結を実施した場合に、ＴＴＰの更に大きな低下が観察された。この結果は、プリフォームの焼結雰囲気からのＣｌ２の排除が、非架橋酸素ホール中心の濃度の低下につながること、及びＣＯの存在が、非架橋酸素ホール中心の濃度の更なる低下につながることを示す。非架橋酸素ホール中心の濃度が低いほど、ダングリングボンドのヒドロキシル基への水素誘発性変換のための部位が少なくなり、ファイバに、Ｈ２に対する低い感受性、及び１３８３ｎｍにおける、予想される低い水素誘発性吸収がもたらされる。
【０１３０】
以上は本発明の例示であり、本発明の限定として解釈してはならない。本発明のいくつかの例示的実施形態を説明したが、本発明の新規の教示及び利点から著しく逸脱することなく、上記例示的実施形態において多数の修正が可能であることは、当業者には容易に理解されるだろう。従って、このような修正は全て、本発明の範囲内に含まれることが意図される。従って、以上は本発明の例示であり、本開示の具体的実施形態に限定されるものとして解釈してはならないこと、及び本開示の実施形態及び他の実施形態に対する修正は、本発明の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。
【０１３１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１３２】
実施形態１
光ファイバを製造する方法において、
第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップ；
上記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーンと上記スートクラッドモノリスとの間にチャネルを含む、ステップ；
上記コア‐クラッド組立体を第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；
上記コア‐クラッド組立体を第２の温度の第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び
上記コア‐クラッド組立体を、第３の温度の上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、上記加熱するステップは、上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する、ステップ
を含む、方法。
【０１３３】
実施形態２
上記第１の温度は少なくとも８００℃であり、
上記第２の温度は、上記第１の温度以上であり、
上記第３の温度は、上記第２の温度以上である、実施形態１に記載の方法。
【０１３４】
実施形態３
上記第１の温度は、少なくとも１０５０℃である、実施形態２に記載の方法。
【０１３５】
実施形態４
上記第３の温度は、少なくとも１３００℃である、実施形態３に記載の方法。
【０１３６】
実施形態５
上記塩素源材料は、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４及び／又はＣＣｌ４である、実施形態１に記載の方法。
【０１３７】
実施形態６
上記還元剤は、ＣＯ、ＣＨ３Ｃｌ、ＣＨ２Ｃｌ２及び／又はＣＨＣｌ３である、実施形態１に記載の方法。
【０１３８】
実施形態７
上記塩素源材料はＣｌ２を含み、
上記還元剤はＣＯを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１３９】
実施形態８
上記第２のガス雰囲気は更に、キャリアガスを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１４０】
実施形態９
上記キャリアガスはヘリウムを含む、実施形態８に記載の方法。
【０１４１】
実施形態１０
上記第２のガス雰囲気は塩素を含有しない、実施形態１に記載の方法。
【０１４２】
実施形態１１
上記還元剤はＣＯであり、
上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度は、重量割合で１０００ｐｐｍ超である、実施形態１に記載の方法。
【０１４３】
実施形態１２
上記還元剤はＣＯであり、
上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度は、重量割合で３０００ｐｐｍ超である、実施形態１に記載の方法。
【０１４４】
実施形態１３
上記還元剤はＣＯであり、
上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度は、重量割合で５０００ｐｐｍ超である、実施形態１に記載の方法。
【０１４５】
実施形態１４
上記第２のガス雰囲気は、上記第１のガス雰囲気を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１４６】
実施形態１５
上記塩素源材料に対する上記還元剤の体積比は、０．００５超である、実施形態１４に記載の方法。
【０１４７】
実施形態１６
上記塩素源材料に対する上記還元剤の体積比は、０．０１０超である、実施形態１４に記載の方法。
【０１４８】
実施形態１７
上記塩素源材料に対する上記還元剤の体積比は、０．０２０超である、実施形態１４に記載の方法。
【０１４９】
実施形態１８
上記塩素源材料は、上記チャネル内へと流れ込む、実施形態１に記載の方法。
【０１５０】
実施形態１９
上記塩素源材料はＣｌ２である、実施形態１８に記載の方法。
【０１５１】
実施形態２０
上記還元剤は、上記チャネル内へと流れ込む、実施形態１に記載の方法。
【０１５２】
実施形態２１
上記還元剤はＣＯである、実施形態２０に記載の方法。
【０１５３】
実施形態２２
上記還元剤はＣＯであり、
重量割合のｐｐｍを単位とする、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の上記塩素ドーパント濃度に対する、体積割合のｐｐｍを単位とする、上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度の比は、０．５超である、実施形態１に記載の方法。
【０１５４】
実施形態２３
上記還元剤はＣＯであり、
重量割合のｐｐｍを単位とする、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の上記塩素ドーパント濃度に対する、体積割合のｐｐｍを単位とする、上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度の比は、１．０超である、実施形態１に記載の方法。
【０１５５】
実施形態２４
上記還元剤はＣＯであり、
重量割合のｐｐｍを単位とする、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の上記塩素ドーパント濃度に対する、体積割合のｐｐｍを単位とする、上記第２のガス雰囲気中のＣＯの濃度の比は、２．０超である、実施形態１に記載の方法。
【０１５６】
実施形態２５
上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の上記塩素ドーパント濃度は、重量割合で２０００ｐｐｍ超である、実施形態１に記載の方法。
【０１５７】
実施形態２６
上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層中の上記塩素ドーパント濃度は、重量割合で２００００ｐｐｍ超である、実施形態２５に記載の方法。
【０１５８】
実施形態２７
上記スートクラッドモノリスは更に、第２の多孔性ガラスクラッド層を備え、
上記第２の多孔性ガラスクラッド層は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層を取り囲む、実施形態１に記載の方法。
【０１５９】
実施形態２８
上記塩素源材料は更に、上記第２の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供し、
上記第３の温度において加熱する上記ステップは、上記第２の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、
上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層の上記塩素ドーパント濃度は、重量割合で少なくとも１０００ｐｐｍであり、
焼結済みの上記第２の多孔性ガラスクラッド層は、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層の上記塩素ドーパント濃度未満の塩素ドーパント濃度を有する、実施形態２７に記載の方法。
【０１６０】
実施形態２９
上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層を有する、加熱された上記コア‐クラッド組立体からファイバをドロー形成するステップを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１６１】
実施形態３０
上記ファイバは、２３℃における１％Ｈ２及び９９％Ｎ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、上記還元剤の存在下で加熱しなかったプリフォームからドロー形成した、塩素ドーパント濃度が少なくとも５００ｐｐｍの焼結された多孔性ガラスクラッド層を有するファイバの、対応するＴＴＰよりも、少なくとも２０％低いピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する、実施形態２９に記載の方法。
【０１６２】
実施形態３１
上記ファイバは、２３℃における１％Ｈ２及び９９％Ｎ２を含有するガス雰囲気への曝露時に、上記還元剤の存在下で加熱しなかったプリフォームからドロー形成した、塩素ドーパント濃度が少なくとも５００ｐｐｍの焼結された多孔性ガラスクラッド層を有するファイバの、対応するＴＴＰよりも、少なくとも４０％低いピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する、実施形態２９に記載の方法。
【０１６３】
実施形態３２
上記ファイバを、１００℃未満の温度において、重水素含有ガスで処理するステップを更に含む、実施形態２９に記載の方法。
【０１６４】
実施形態３３
光ファイバプリフォームを形成する方法において、
スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記スートクラッドモノリスは内部キャビティを含む、ステップ；
上記内部キャビティにコアケーンを挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーン及び上記スートクラッドモノリスを含む、ステップ；並びに
上記コア‐クラッド組立体を、還元剤の存在下で加熱するステップ
を含む、方法。
【０１６５】
実施形態３４
上記スートクラッドモノリスを提供する上記ステップは、上記スートクラッドモノリスを形成するステップを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１６６】
実施形態３５
上記スートクラッドモノリスを形成する上記ステップは、スート前駆体を反応させるステップを含む、実施形態３４に記載の方法。
【０１６７】
実施形態３６
上記スート前駆体を反応させる上記ステップは、１０００℃超の温度で行われる、実施形態３５に記載の方法。
【０１６８】
実施形態３７
上記スート前駆体を反応させる上記ステップは、上記スート前駆体を火炎中で加熱するステップを含む、実施形態３５に記載の方法。
【０１６９】
実施形態３８
上記スート前駆体は、ケイ素を含む、実施形態３５に記載の方法。
【０１７０】
実施形態３９
上記スートクラッドモノリスを形成する上記ステップは、上記スート前駆体の上記反応から形成された第１のスートの層を、基材上に堆積させるステップを含む、実施形態３５に記載の方法。
【０１７１】
実施形態４０
上記スートクラッドモノリスを形成する上記ステップは、上記内部キャビティを形成するステップを更に含み、
上記内部キャビティを形成する上記ステップは、上記第１のスートの層から上記基材を分離するステップを含む、実施形態３９に記載の方法。
【０１７２】
実施形態４１
上記スートクラッドモノリスを形成する上記ステップは、第２のスートの層を、上記第１のスートの層の上に堆積させるステップを更に含む、実施形態３９に記載の方法。
【０１７３】
実施形態４２
上記スートの第２の層の密度は、上記スートの第１の層の密度より高い、実施形態４１に記載の方法。
【０１７４】
実施形態４３
上記スートクラッドモノリスはシリカを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１７５】
実施形態４４
上記スートクラッドモノリスはドーパントを更に含む、実施形態４３に記載の方法。
【０１７６】
実施形態４５
上記ドーパントは塩素である、実施形態４４に記載の方法。
【０１７７】
実施形態４６
上記スートクラッドモノリス中の上記ドーパントの濃度は、重量割合で少なくとも２０００ｐｐｍである、実施形態４５に記載の方法。
【０１７８】
実施形態４７
上記コアケーンはシリカを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１７９】
実施形態４８
上記コアケーンは非多孔性である、実施形態３３に記載の方法。
【０１８０】
実施形態４９
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、上記スートクラッドモノリスを焼結する、実施形態３３に記載の方法。
【０１８１】
実施形態５０
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、塩素含有ガスの不在下で行われる、実施形態３３に記載の方法。
【０１８２】
実施形態５１
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、Ｃｌ２の不在下で行われる、実施形態３３に記載の方法。
【０１８３】
実施形態５２
上記還元剤はＣＯを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１８４】
実施形態５３
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、９００℃超の温度で行われる、実施形態３３に記載の方法。
【０１８５】
実施形態５４
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、１２５０℃超の温度で行われる、実施形態３３に記載の方法。
【０１８６】
実施形態５５
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、上記コア‐クラッド組立体を、連続的に流れるガスに曝露するステップを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１８７】
実施形態５６
上記コア‐クラッド組立体は、挿入された上記コアケーンと上記内部キャビティとの間に流路を含み、
上記連続的に流れるガスは、上記流路に入る、実施形態５５に記載の方法。
【０１８８】
実施形態５７
上記連続的に流れるガスは、乾燥剤を含む、実施形態５６に記載の方法。
【０１８９】
実施形態５８
上記連続的に流れるガスは、ドーパント前駆体を含む、実施形態５６に記載の方法。
【０１９０】
実施形態５９
上記連続的に流れるガスは、還元剤を含む、実施形態５６に記載の方法。
【０１９１】
実施形態６０
上記コア‐クラッド組立体を脱水するステップを更に含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１９２】
実施形態６１
上記脱水ステップは、上記コア‐クラッド組立体を乾燥剤に曝露するステップを含む、実施形態６０に記載の方法。
【０１９３】
実施形態６２
上記乾燥剤は、Ｃｌ２、ＳＯＣｌ２、ＳｉＣｌ４からなる群から選択される化合物を含む、実施形態６１に記載の方法。
【０１９４】
実施形態６３
上記脱水ステップは、９００℃未満の温度で行われる、実施形態６１に記載の方法。
【０１９５】
実施形態６４
上記脱水ステップは、上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップに先行する、実施形態５３に記載の方法。
【０１９６】
実施形態６５
上記脱水ステップは、１０００℃未満の温度で行われ、
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、１０００℃超の温度で行われる、実施形態６４に記載の方法。
【０１９７】
実施形態６６
上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップは、上記脱水剤の不在下で行われる、実施形態６５に記載の方法。
【０１９８】
実施形態６７
上記コア‐クラッド組立体の加工雰囲気から上記脱水剤を除去するステップであって、
上記除去ステップは、上記コア‐クラッド組立体を加熱する上記ステップの前に行われる、実施形態６５に記載の方法。
【０１９９】
実施形態６８
加熱された上記コア‐クラッド組立体からファイバを形成するステップを更に含む、実施形態３３に記載の方法。
【０２００】
実施形態６９
実施形態３３に記載の方法によって形成された、光ファイバプリフォーム。
【０２０１】
実施形態７０
実施形態３３に記載の方法によって形成された光ファイバプリフォームをドロー形成することによって形成される、光ファイバ。
【０２０２】
実施形態７１
光ファイバを製造する方法において、
多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記多孔性スートクラッドモノリスは、第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する、ステップ；
上記多孔性スートクラッドモノリスを第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；
上記多孔性スートクラッドモノリスを第２の温度の第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；及び
上記多孔性スートクラッドモノリスを、第３の温度の上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、上記加熱するステップは、上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する、ステップ
を含む、方法。
【０２０３】
実施形態７２
光ファイバを製造する方法において、
多孔性スートクラッドモノリスを提供するステップであって、上記多孔性スートクラッドモノリスは、第１の多孔性ガラスクラッド層を含み、内部キャビティを有する、ステップ；
上記モノリスを第１の温度の第１のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第１のガス雰囲気は塩素源材料を含み、上記塩素源材料は、上記第１の多孔性ガラスクラッド層をドープするための塩素を提供する、ステップ；
上記多孔性スートクラッドモノリスを第２の温度の第２のガス雰囲気に曝露するステップであって、上記第２のガス雰囲気は還元剤を含む、ステップ；
上記多孔性スートクラッドモノリスを、第３の温度の上記第２のガス雰囲気の存在下で加熱するステップであって、上記加熱するステップは、上記第１の多孔性ガラスクラッド層の焼結を引き起こし、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層は、重量割合で少なくとも５００ｐｐｍの塩素ドーパント濃度を有する、ステップ；
コアケーンを上記内部キャビティに挿入して、コア‐クラッド組立体を形成するステップであって、上記コア‐クラッド組立体は、上記コアケーンと上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層との間にチャネルを含む、ステップ；
任意に、塩素又はフッ素を含有するガスを、上記チャネルを通して流すステップ；及び
上記チャネルを加熱して収縮させ、上記焼結された第１の多孔性ガラスクラッド層を上記コアケーンに融合させるステップ
を含む、方法。
【符号の説明】
【０２０４】
８  コアスートプリフォーム
１０  コアガラスケーン、光ファイバのコア、コア
１１ａ  光ファイバ
１１ｂ  光ファイバ
１２ａ  内側クラッド
１２ｂ  外側クラッド
１２ｔ  トレンチ領域
１６  ハンドル
１００  光ファイバプリフォーム
１０２  コアケーン
１１０  スートクラッドモノリス
１１２  シリカ系スート層、スート層、スートクラッド層
１１４  スート層
１１６  スート層
１１８  内部キャビティ
１２０  ベイトロッド
１２２  バーナ
１２４  矢印（ベイトロッド１２０の軸方向長さ）
１２６  火炎
１２８  シリカ系ガラススート
１３０  固化炉
１３２  流路
１３４  流路
２００  周縁凹部容積
ｒ０  コア中心
ｒ１  コア外縁部
ｒ２  径方向距離
ｒ３  ファイバの外縁部
ｒ４  径方向距離
Δ１  コア１０の屈折率
Δ２  内側クラッド１２ａの屈折率
Δ３  外側クラッド１２ｂの屈折率
Δ４  トレンチ領域１２ｔの屈折率
【図１】
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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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