(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスの層から構成され中心線を有するファイバコア、および該ファイバコアを囲むファイバクラッドを含む光ファイバの製造方法において、
前記中心線を囲むガラスの層が十分に対称的な円形をなし、０．２psec/sqrt-km未満の偏波モード分散値を生じ、１５５０nmにおいて０．２４dB/km以下の減衰損失を有し、前記方法が、
各端部が施栓されて気体が通過するのを防ぐ中心孔を内部に有するコアガラスブランクを形成し；
中央孔を維持しながら、だが狭くしながら前記コアガラスブランクをドローし、それにより中間ガラス物質を形成し；
前記中間ガラス物質上にクラッド物質を堆積し；
前記ガラス物質の外径を減少するのに十分な温度に前記中間ガラス物質を加熱し；
汚染から前記中心孔を保護しながら前記中間ガラス物質の少なくとも一端を開き；
８Torr（約１０６７Torr）以上の圧力を空隙に加え；
前記中間ガラス物質の外径を減少させ前記孔または環状空隙を均一および対称的に閉塞させる、
各工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記中間的ガラス物体を提供する工程が、該中間的ガラス物体を光ファイバプリフォームとして線引き炉に提供することを含み、前記ガラス物体の外径を減縮させる工程が、前記光ファイバプリフォームから光ファイバを線引きする工程を含み、該光ファイバの線引き工程中に前記中心孔が完全に閉塞するように、前記光ファイバプリフォームの外径が、前記中心孔に対して十分大きいことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス物体を用いて単一モード光ファイバを線引きする工程をさらに含み、前記ガラス物体を提供する工程が、該ガラス物体を、単一モード光ファイバを作成するのに適した中間的ガラス物体として提供することを含み、前記外径を減縮させる工程が、前記線引き工程中に、前記光ファイバの中心線の周囲が十分に対称的になるのに十分な圧力を前記中心孔に加えて、前記光ファイバに撚りが施されていない状態で、該光ファイバが０．２psec/sqrt-km未満の偏波モード分散値を有するようにすることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ガラス物体を提供する工程が、前記中間的ガラス物体を単一モード光ファイバの中間的ガラス物体として提供することを含み、前記外径を減縮させる工程が、前記光ファイバの中心線の周囲に十分に対称的な複数のガラス層を形成するのに十分な圧力を前記中心孔に加えて、前記光ファイバが長さ１ｍについて３回未満の撚りが施されている状態で、該光ファイバが０．１psec/sqrt-km未満の偏波モード分散値を有するようにすることを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
単一モード光ファイバにおいて、
複数のガラス層からなり中心線を備えたファイバコアと、該ファイバコアを取り囲むファイバクラッドとを有し、前記中心線を取り囲む複数のガラス層が十分に対称的な円を描いて、０．２psec/sqrt-km未満の偏波モード分散値が得られることを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
前記光ファイバに、長さ１ｍについて３回未満の撚りが施されていることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記光ファイバが実質的に撚りが施されていない状態にあることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記光ファイバが同心的な複数のガラス層からなり、前記中心線から約０．０８μｍと約０．１５μｍとの間の距離だけ離れた部位のガラス層のいずれもが、全周に亘って０．０２５μｍ未満の半径偏差を示すことを特徴とする請求項５記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、「実質的に円形の対称コアを有する光ファイバおよびその製造方法」と題して１９９９年４月２６日付けで出願された米国仮特許出願第６０／１３１，０１２号の優先権を主張する出願である。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、一般的には光導波路ファイバの分野に関し、特に低偏光モード分散および低減衰損失の光導波路ファイバの製造方法に関するものである。
【０００３】
２．技術的背景
遠隔通信産業の重要な目標は、より多量の情報を、より長い距離に亘って、より短時間で伝送することにある。一般的には、システムユーザの数およびシステム使用周波数の増大につれて、システム供給源に対する要求も増大する。この要求を満たす一つの方法は、情報を伝送するのに用いられる媒体の帯域幅を広げることである。光通信システムにおいては、広い帯域幅を有する光ファイバに対する要求が特に高い。
【０００４】
近年、ファイバの使用可能な光の伝送能力を高めた光導波路ファイバの製造において著しい進歩があった。しかしながら、光導波路ファイバを通じて電磁波を伝送すると、いくつかのメカニズムによる減衰損失を蒙ることが良く知られている。これらメカニズムのうちの或るものは低減不能であったが、その他のものは排除されたか、または少なくとも実質的に低減された。
【０００５】
光ファイバの減衰損失で特に問題となる態様は、ファイバの光導波領域に存在する不純物による光導波路ファイバの吸収に基づく減衰損失である。特に障害となるのは水酸基（ＯＨ）に起因する減衰損失で、この水酸基は、ファイバ材料内に水素供給源が存在する場合、または、ファイバ製造工程においてガラス中に分散されるいくつかの供給源から水素が生じる場合に形成され得る。
【０００６】
水素は、ガラス組織内のＳｉＯ２および／またはＧｅＯ２および／または酸素含有化合物中の酸素と結合してＯＨおよび／またはＯＨ２ 結合を形成する。ガラス中のＯＨまたは水分により１３８０ｎｍ帯で通常最大となる減衰損失は、約０．５から１．０ｄＢ／kmの高さにまで達する。ここで用いられている「１３８０ｎｍ帯」とは、約１３３０ｎｍから約１４７０ｎｍまでの波長範囲と定義される。一般に「ウォーターピーク」と呼ばれる最大減衰損失は、１３８０ｎｍ帯を電磁波伝送に使用しないことによって阻止してきた。
【０００７】
現在まで、遠隔通信システムでは、１３１０ｎｍ帯および／または１４７０ｎｍ帯で動作させることによって、１３８０ｎｍ帯に存在するウォーターピークを回避してきた。広い波長範囲に亘って遠隔通信システムを動作させることが可能な波長分割多重通信（ＷＤＭ）の出現および増幅器技術の進歩によって、約１３００ｎｍと約１６５０ｎｍとの間のすべての波長が光遠隔通信におけるデータ伝送のために用いられるようになった。これらのシステムで用いられる光導波路ファイバからウォーターピークを除くことは、システムをこの波長帯域全体に亘って動作させる点から重要である。
【０００８】
光ファイバの製造においては、種々のスート層の堆積に種々の方法を用いることができる。外付け気相堆積（ＯＶＤ）法においては、シリカとゲルマニウムを含む先駆成分を酸素の存在下でセラミック製ベイトロッド上に堆積させることによって、スートコアブランクが形成される。ベイトロッドを回転させながら、上記先駆成分を火炎バーナに供給してスートを形成し、次にこのスートがベイトロッド上に堆積される。十分な量のスートが堆積されると、ベイトロッドが取り除かれ、得られたスートコアブランクが固結されてガラスコアブランクになる。通常スートコアブランクは、このスートコアブランクを固結炉内に吊し、かつこのスートコアブランクがガラスに固結されるのに十分な温度と時間で加熱することによって固結される。固結工程に先立って、スートコアブランクは、これを例えば高温で塩素ガスにさらすことによって化学的に乾燥させることが好ましい。その結果、中心線に沿って孔を備えた円筒状ガラスコアブランクが得られる。
【０００９】
次にこのガラスコアブランクは、例えば炉内に配置し、約２０００℃の温度で加熱して、より細いコアケインに延伸する。延伸工程中、コアブランクの中心孔を適当に真空（例えば２００ｍTorr未満の圧力）にすることによって中心孔がつぶれる。このような減圧は、中心孔に沿うガラスコアブランクの完全な閉塞を保証する。この延伸工程の後、得られたコアケインは通常、例えばＯＶＤ法を用いたクラッドスートの堆積によってクラッドスートで覆われる。十分な量のクラッドスートで覆われると、スートで覆われたコアケインが化学的に乾燥されかつ固結されて光ファイバプリフォームを形成する。プリフォームの製造に使用される素子を形成するには異なる方法（例えばＭＣＶＤその他）も使用可能であるが、それらの方法（例えばＭＣＶＤ）の多くは、ファイバを線引きするのに先立って閉塞される孔を備えた円筒状チューブまたはその他の中間的ガラス物体で終了する。これらの製造方法は、製造工程中の或る時点で真空にすることによって、外径を大きく変えることなくガラス成分の間に存在する孔を閉塞するものである。
【００１０】
真空により、ガラスコアブランクまたはその他の光ファイバプリフォーム内の中心孔またはその他の空隙を閉塞することには欠点もある。このような減圧は、例えば図１に示されているように、ケインの中心部に非対称的な輪郭を生じさせる。図１には、ガラス層１４に取り囲まれた中心点１２を含むコアケインの断面全体が符号１０で示されている。図１において、これらガラス層１４は、線引き工程中の真空引きによって不規則な非対称的な形状を有している。中心点１２から離れた部位におけるガラス層１６のみが、より対称的で同心的な円を中心点１２の周りに形成し始めている。コアケイン内に存在するのと同様の非対称な層は、このケインが光ファイバに線引きされた後にも存在する。コアケイン（またはそれから得られる光ファイバ）の長さ方向に沿う他の部位における中心部の輪郭もコアの非対称性を示す筈である。さらに、コアケインおよびそれから得られる光ファイバの寸法的な特性も長さ方向に沿って変動する可能性がある。特に、光ファイバに沿った或る部位での特定の非対称な形状が、光ファイバに沿った別の部位での形状とは異なる場合もある。
【００１１】
この非対称なコア形状は、光の一つの成分がこれと直交する他の成分よりも速く伝播するときに生じる分散を形成する偏光モード分散（ＰＭＤ）の原因の鍵であると信じられている。ＰＭＤは、ファイバを用いた遠隔通信システムのデータ伝送速度を制限するので、単一モードファイバ内での存在の度合によっては甚大な損害を与える。これは、ともに外径が約１２５μｍの単一モードファイバおよび多モードファイバにおいて顕著である。しかしながら、単一モードファイバは例えば約８μｍの小径コアを備えている。この寸法関係は、ファイバ製造中に生じる孔の非対称的な閉塞によりもたらされる偏光モード分散に対して単一モードファイバを極めて敏感にする。したがって、特に単一モードファイバにおいては、ＰＭＤの低減がファイバ製造における重要な目標となる。単一モードファイバの小さいコアサイズと対照的に、多モードファイバのコア領域は６２．５μｍまたは５０μｍの直径を有する。多モードファイバにおいては、孔の非対称的な閉塞は、ファイバの中心線近傍の最も内方の部分の屈折率輪郭の調整を不能にする。その結果、このようなファイバに光を伝送するのにレーザーを用いる場合、多モードファイバの中心線からレーザーを若干距離偏位させて、非対称的な孔閉塞領域を避けている。
【００１２】
ＰＭＤの低減に用いられる一つの方法は、ファイバ線引き作業中に光ファイバに撚りを施すことであり、この方法では、溶融したブランクの溶融した根元から線引きするときに、ファイバがその中心軸線に沿って機械的に捩られる。この捩りにより、光の直交成分を互いに結合することができ、分散が平均化されてＰＭＤを低減する。しかしながら、撚りを施すことは、孔の非対称的な閉塞の作用を和らげるためのかなり複雑な工程であり、これにより、線引き速度が遅くなり、コーティング寸法を乱れさせ、光ファイバの強度を低下させることになる。したがって、このような撚りに頼ることなしに低いＰＭＤを示すファイバを製造することが望ましい。
【００１３】
さらに、非対称的なコア形状は、ファイバコアの長さ方向に沿ったコア径の変動を生じ、その結果、伝送された光が光ファイバの長さ方向に沿う別の地点においては、異なるコア断面領域に現れることになる。さらに、中心部の非対称的な輪郭は、多モードファイバに入射するレーザーの帯域幅を狭める可能性がある。
【００１４】
中心孔の閉塞に真空を用いることの別の欠点は、このような工程が、光ファイバの伝送特性をさらに損ねる空隙を中心線に沿って生じさせることである。
【００１５】
光導波路ファイバの製造には通常化学的乾燥および固結工程が付随するにも拘らず、このような光導波路ファイバは、約１３８０ｎｍで測定された比較的高レベルの減衰損失を示すことが判明している。現在用いられている遠隔通信システムは、１３８０ｎｍまたはそのごく近傍では動作させないようになっているから、この欠点は見落とされている。しかしながら、ＷＤＭ、増幅器技術およびレーザー源における最近の進歩により、１３８０ｎｍで測定されるウォーターピークの排除が優先課題になった。ウォーターピークは、ファイバ製造工程においてガラス内に捕捉される水分に大きく影響される。ＯＶＤ法の場合、水分の大部分が、中心孔の閉塞に先立って、または閉塞中に、コアの中心領域内に捕捉されると信じられている。ブランクが化学的に乾燥され、かつ固結時に焼成されるにも拘らず、中心孔を取り囲み中心孔を画成するガラス領域が乾燥後、再吸湿することが判明している。通常、このような再吸湿は、固結後の水（Ｈ２Ｏ ）のような、またはこれに限定されない水素化合物を含む大気に中心孔をさらすことによる物理的吸湿、化学的吸湿または水分の拡散によって生じる。
【００１６】
発明の概要
本発明は、光ファイバの作成方法に関するもので、光ファイバの製造に用いるための、中心孔を内部に備えた中間的ガラス物体を提供し、このガラス物体を、その外径を減縮させるのに十分な温度に加熱し、上記中心孔を一様かつ対称的に閉塞するのに十分なように、中心孔の内部の圧力を制御しながら、上記ガラス物体の外径を減縮する各工程を含む。
【００１７】
本発明の一つの実施の形態は、光ファイバの製造に用いるための、ガスの流通を阻止するために少なくとも一端に栓を施された孔または環状空隙を有する中間的ガラス物体を提供し、次いでこのガラス物体を、その外径を減縮させるのに十分な温度に加熱する各工程を含む光ファイバの製造方法である。この方法はさらに、上記孔に５００Torrを超える圧力を加え、上記ガラス物体の外径を減縮させて、上記中心に一様かつ対称的に閉塞を生じさせることを含む。
【００１８】
上記孔を閉塞する工程は、この閉塞工程に先立って、および／または閉塞工程中に、上記中間的ガラス物体を一様かつ対称的に加熱するのに十分な条件下で行なわれることが好ましい。このような対称的な加熱は、例えば、中間的ガラス物体が円筒形光ファイバプリフォームまたはその他の円筒状の中間的ガラス物体である場合に円筒形の炉を用いることによって達成できる。
【００１９】
本発明の他の実施の形態は、複数のガラス層および中心線を備えたファイバコアを含む光ファイバである。この光ファイバはさらに、ファイバコアを取り巻くファイバクラッドを含み、中心線を取り巻く複数のガラス層は十分に対称的は円形をなし、その結果、０．２psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を有する。
【００２０】
本発明のさらに他の実施の形態は、送信機と、受信機と、送信機と受信機との間に光信号を伝送するための光ファイバとを備えた光ファイバ通信システムである。上記光ファイバは、複数のガラス層および中心線を備えたファイバコアと、このファイバコアを取り巻くファイバクラッドを含み、中心線を取り巻く複数のガラス層は十分に対称的は円形をなし、その結果、０．２psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を有する。
【００２１】
本発明のさらに他の実施の形態は、送信機と、受信機と、送信機と受信機との間に光信号を伝送するための光ファイバとを備えた光ファイバ通信システムである。上記光ファイバは、複数のガラス層および中心線を備えたファイバコアと、このファイバコアを取り巻くファイバクラッドを含み、中心線を取り巻く複数のガラス層は十分に対称的は円形をなし、その結果、０．２psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を有する。上記光ファイバはまた、ファイバの長さ１メートルに亘って、３回未満の撚りが施されている。
【００２２】
本発明のさらに他の実施の形態は、長手方向に延びる中心孔を有する円筒状のガラスファイバプリフォームを提供し、ガスの流通を阻止するために中心孔の両端に栓を施すことを含む光導波路ファイバの製造方法に関するものである。この方法はさらに、嵌合端を備えた外側ハンドルをプリフォームの一端に取り付け、嵌合端と流体受入れ端とを備えてガス供給源に結合される内側ハンドルを提供し、外側ハンドルの嵌合端と内側ハンドルの嵌合端とを結合させることを含む。この方法はさらに、上記プリフォームの中心孔をガスにさらし、このプリフォームをそれが軟化するのに十分な温度に加熱し、このプリフォームを光導波路ファイバに線引きすることによって、上記プリフォームの中心孔を閉塞することを含む。
【００２３】
さらに他の実施の形態において、本発明の光導波路ファイバの製造方法は、ガスの流通を阻止するために両端に栓を施された長手方向に延びる中心孔を有する円筒状ガラス製の光ファイバプリフォームを提供することを含み、このプリフォームの一方の端部には曲りタブが形成されている。この方法はさらに、嵌合端を備えた外側ハンドルをプリフォームの一方の端部に取り付け、嵌合端、半径方向に延びる破断用タブ、および流体受入れ端を備えてガス供給源に連通する内側ハンドルを提供し、上記外側ハンドルの嵌合端を上記内側ハンドルの嵌合端に結合させることを含む。この方法はさらに、上記プリフォームを十分に加熱して、このプリフォームの中心孔内のガス圧力を上昇させ、外側ハンドルと内側ハンドルとを、内側ハンドルの破断用タブがプリフォームの曲りタブに当接するまで相対的に回転させ、これにより曲りタブを破断し、上記プリフォームをこのプリフォームが十分に軟化する温度に加熱し、上記プリフォームを光導波路ファイバに線引きすることによってこのプリフォームの中心孔を閉塞することを含む。
【００２４】
本発明のさらに他の実施の形態は、ガスの流通を阻止するために両端に栓を施された軸方向に延びる孔とこの孔の一端に設けられた破壊可能なタブとを備えた円筒状光ファイバプリフォームの軸方向の孔を開放するための装置である。このプリフォームは、プリフォームの一方の端部に取り付けられかつ嵌合端を備えた外側ハンドルと、嵌合端、半径方向に延びる破断用タブ、および流体受入れ端を備えてガス供給源に連通する内側ハンドルとを備え、この内側ハンドルの嵌合端が外側ハンドルの嵌合端に結合され、外側ハンドルと内側ハンドルとを、内側ハンドルの破断用タブがプリフォームの曲りタブに当接するまで相対的に回転させ、これにより曲りタブを破断することによって、プリフォームの軸方向の孔が露出される。
【００２５】
本発明のさらに他の実施の形態は、光ファイバを製造するためのプリフォームであって、このプリフォームは、長手方向に延びる軸方向の孔を備えた円筒状ガラス物体と、このガラス物体の一端を密封して上記軸方向の孔の一端を密閉すべくガラス物体の一端に施された栓と、上記軸方向の孔の他端を密閉する曲りガラスタブとを備え、このタブが、半径方向に延びる部分と、軸方向の孔を露出させるために破断され得る長手方向に延びるチップとを含む。
【００２６】
本発明による光ファイバおよびその他の導波路の製造により、偏光モード分散の低減に関し、従来技術よりも優れた数々の利点が生じる。本発明の中間的ガラス物体内の中心孔が、一様かつ対称的な孔閉塞を生じさせる条件下で閉塞されるために、このような中間的ガラス物体から線引きされたファイバは、従来のファイバに比較して極めて低い偏光モード分散を示す。本発明の方法において、上記中間的ガラス物体は光ファイバプリフォームであり、このプリフォームは、線引き時に閉塞される孔を備え、線引き中に加えられる所定の正圧または負圧は、実質的に円形の中心部輪郭を備えた、すなわち実質的に円形の対称的コアを備えたファイバを形成し、中心線から外方へ離れるにつれて、近接するガラス層が正確に対称的な円を描く。これと同様の効果を、全く完全な光ファイバプリフォームでない中間的ガラス物体についても得ることができる。例えば。中間的ガラス物体が、内部に中心孔を備えたコアケインプリフォームであり、上記中心孔は延伸作業中に閉塞され、この延伸作業において、コアケインプリフォームの外径が十分に減縮されて中心孔が閉塞され、コアケインを形成する。このコアケイン形成・孔閉塞工程において、対称的孔閉塞を生じさせるのに十分な正圧または負圧が延伸中に加えられる。上記中間的ガラス物体内の孔は、ロッド・イン・チューブ製造法によらないで閉塞されるのが好ましい。本発明の方法を用いた結果、撚りまたはその他のＰＭＤ軽減法に頼ることなしに、低い偏光モード分散を示す単一モードファイバを作成することができた。
【００２７】
本発明の方法はまた、本質的にレーザー光源とともに使用するのに適した多モード光ファイバの形成にも用いることができる。レーザー光放射法においては、レーザーのスポットサイズをコア全体のサイズよりも小さくすることができる。もしレーザーが非対称的なガラス領域に向けられた場合、これら非対称的なガラス領域は、さもなければレーザービームが通るに違いない通路の障害となる。したがって、ファイバのコア周りに一様かつ対称的な同心状のガラス層があることが望ましい。このような同心的な層は、本発明の方法を用いることによって得ることができる。
【００２８】
ここに開示された種々の実施の形態を用いると、従来から知られている他の方法を上回る多くの追加の効果が得られる。例えば、コアブランクが光ファイバに線引きされる以前にコアブランクの中心領域内に捕捉される水分および遷移金属のような不純物の量を著しく減らすことができる。したがって、このようなコアブランクから作成された光導波路ファイバは、１３８０ｎｍにおいて、そして１３８０ｎｍ帯全体において、より低いウォーターピークを示し、それ故に、ＯＶＤ法によって製造されたプリフォームから標準的な方法によって製造された光導波路ファイバよりも１３８０ｎｍ帯において、より低い光減衰を示す。さらに、このようなコアブランクから作成された光導波路ファイバは、低い減衰損失を示す。
【００２９】
本発明の方法のさらなる利点は、このような方法で製造された光導波路ファイバが、約１３００ｎｍから１６８０ｎｍまでの間の波長範囲内のいかなる波長においても、さしたる光の減衰を伴うことなく動作可能なことである。さらに、本発明の方法はまた、装置を経済的に構成でき、かつ環境に対し有害な廃棄物を産することなく実施可能である。
【００３０】
本発明の製造方法のさらなる利点は、この方法で生産された光ファイバが、その中心線に沿って生じる空隙が少ないことである。孔径の減縮時およまた孔の閉塞時に真空に引かないことにより、ファイバ内の空隙が著しく減少し、これによって空隙に伴う光の反射を低減することができる。
【００３１】
本発明のこれらおよびその他の利点は、当業者であれば、明細書の下記の記載、請求の範囲および添付の図面を参照することによってさらに理解かつ認識し得るであろう。
【００３２】
上述の概要説明および下記の詳細説明は、単に本発明を例示するに過ぎないものであって、請求の範囲に記載された本発明の本質および特徴を理解するための全体像または骨格の提供を意図したものである。添付の図面は、本発明のさらなる理解のために提供されたもので、明細書に組みいれられ、かつ明細書の一部を構成するものである。図面は、本発明の種々の実施の形態の説明と、記述内容とともに本発明の主要構成および動作の説明に資するものである。
【００３３】
好ましい実施の形態
添付の図面に示されているように、本発明の好ましい実施の形態には詳細に参照符号を付してある。全図面に亘って、類似の部品には可能な限り同一の符号を付してある。
【００３４】
まず、図２を参照すると、本発明の方法により製造された光導波路ファイバ３０が示されている。この光導波路ファイバは、中心軸３３を備えた中心コア領域３２と、外側ガラスコア領域３４と、これらと同軸のクラッド領域３６とを含む。光導波路ファイバ３０は、円筒状ガラスプリフォーム７０（図３）から形成され、このガラスプリフォーム７０は、中心軸４５を画成して内部を貫通して長手方向に延びる中心孔６０を備えた中心コア領域４２を有する。プリフォーム７０はまた、双方とも中心コア領域４２と同軸の、外側コア領域４６とクラッド領域４８とを含んでいる。例えば中心コア領域３２，４２は、ゲルマニウムをドープされた中心領域からなり、領域３４，４６は、種々の量の弗素および／またはゲルマニアドーパントを含む、複合屈折率輪郭（例えば secor輪郭）を備えた付加領域からなる。勿論、本発明はこれらドーパントを用いることにに限定されるものでも、複合屈折率輪郭を備えたファイバに限定されるものでもない。また、これに代わり、領域３４を省略した、単純なステップ型屈折率を備えたファイバであってもよい。また、領域３４は、典型的には純粋シリカからなる近似クラッド領域を含んでいてもよい。
【００３５】
本発明の一つの実施の形態によれば、円筒状ガラスプリフォーム７０は、酸化媒体内でシリカを主成分とする反応生成物を形成する少なくとも一つのガラス形成用先駆化合物を含む流体混合液の少なくといくつかの成分の化学反応によって形成されることが好ましい。この反応生成物の少なくとも一部は基体に導かれて多孔性体を形成し、その少なくとも一部は酸素に結合された水素を含む。
【００３６】
上記多孔性体は、例えば、外付け気相堆積法（ＯＶＤ法）を用いてスート層をベイトロッドに堆積させることによって形成される。このようなＯＶＤ法が図４に示されている。図４において、マンドレル５０は筒状の一体ハンドルに挿入され、旋盤（図示せず）上に取り付けられる。この旋盤は、マンドレル５０をスート発生バーナ５４に近接させて回転と軸方向移動とをさせるように構成されている。マンドレル５０が回転・移動させられるにつれて、一般にスートとして知られている、シリカを主成分とする反応生成物５６がマンドレル５０に向かって導かれる。シリカを主成分とする反応生成物５６の少なくとも一部は、マンドレル５０および一体ハンドル５２の部分上に堆積されて、近端５９と遠端６１とを有する円筒状の多孔性スート体すなわちスートコアブランク５８を形成する。本発明の実施の形態では、旋盤によって移動させると記載されているが、マンドレル５０を移動させる代わりにスート生成用バーナ５４を移動させてもよいことは当業者であれば理解されるであろう。さらに、本発明のこの態様では、スート堆積をＯＶＤ法に限定することを意図するものではない。それに限定されるもではないが、ガラス形成用先駆化合物の少なくとも一つが液相または気相で酸化媒体内に運ばれるというような、流動する流体混合物の成分の少なくともいくつかを化学反応させる別の方法によっても、本発明のシリカを主成分とする反応生成物の形成に用いることができる。さらに、内側気相法（ＩＶ法）および内付け化学気相堆積法（ＭＣＶＤ法）も本発明に適用可能である。本発明は、ロッド・イン・スート光導波路プリフォーム製造法とともに用いることを意図しないことが最も望ましいが、むしろ中心孔を閉じるために用いることがより好ましい。
【００３７】
所望とする量のスートがマンドレル５０上に堆積されると、スート堆積が終了してスートコアブランク５８からマンドレル５０が取り除かれる。マンドレル５０が取り除かれると、スートコアブランク５８には、軸方向に延びる中心孔６０が画成される（図５）。スートコアブランク５８は、一体ハンドル５２に係合された吊下げハンドル６２によって固結 (consolidation)炉６４Ａ内に垂直に吊り下げられる。固結炉６４Ａはスートコアブランク５８を同軸的に取り囲むことが好ましい。一体ハンドル５２はシリカを主成分とするガラス材料で形成され、コアブランク５８の近端５９が周囲に形成されている第１端部６３と、内部表面６７を画成する第２端部６５とを備えている。これに代わり、一体ハンドル５２の第２端部６５は、スート堆積工程および固結工程の後に炎を用いて形成してもよい。一体ハンドル５２は略コップの形をしており、内部空洞６９を画成している。内部表面６７は粗い手ざわりを有しているのが好ましく、この意味については後述する。スートコアブランク５８の遠端６１近傍に位置する中心孔６０は、コアブランク５８が固結炉６４Ａ内に配置されるのに先立ってガラス製の底栓６６が装着されるのが好ましい。ガラス栓６６は、固結中にスートコアブランクのスートが固結されてガラスになるときに、このガラス栓６６が中心孔の端を効果的に密封するように、比較的低融点の（例えばスートコアブランクの融点よりも低い）ガラスで形成されるのが好ましい。底栓６６の挿入は、多孔性スートコアブランク５８の遠端６１を閉じる好ましい方法であるが、遠端６１を閉じて空気の流通を阻止するのに十分な他の方法および装置、例えば、それらに限定はされないが、遠端６１に炎を当てる、および／またはかしめるという方法を用いてもよい。
【００３８】
コアブランク５８の近端５９における中心孔６０は、周囲の大気に開放されていても、あるいは固結工程に先立って、底栓６６と類似の頂栓７３を挿入することによって閉鎖されていてもよい。一つの実施の形態においては、このような中心孔を栓で塞ぐことを容易にするために、一体ハンドル５２内の孔はスートプリフォーム５８内の孔よりも大径にされており、かつ栓７３のサイズは、栓７３を一体ハンドル５２の部分に挿入できるが、スートプリフォーム５８の中心孔には嵌合するように、上記二つの孔の内径の中間値が選択される。これに代わる別の実施の形態では、頂栓７３が、スートプリフォーム５８の中心孔６０を塞ぐのに供せられる下端のより細い部分（スートプリフォーム５８内の中心孔を塞ぐのに十分な太さを有する）と、スートプリフォーム５８の中心孔６０に栓７３が落ち込むのを防止するための上端のより太い部分（一体ハンドル５２内の中心孔よりも太い）と、これら二つの太い部分を連結する中間部分とからなる。
【００３９】
スートコアブランク５８は、例えばこのスートコアブランク５８を固結炉６４Ａ内で塩素を含む高温の雰囲気にさらすことによって化学的に乾燥させるのが好ましい。塩素を含む雰囲気は、このブランク５８から作成された光導波路ファイバの特性に望ましくない影響を与える虞れのある水分および他の不純物をスートコアブランク５８から効果的に取り除く。ＯＶＤ法で作成されたスートコアブランク５８においては、塩素がスート間を十分に通り抜けて、中心孔６０の周囲領域を含むブランク５８全体を効果的に乾燥させる。化学的乾燥工程に続いて、炉の温度は、スートを焼結されたガラスコアブランク５５に固結させるのに十分な温度に上昇せしめられる。
【００４０】
次にガラスコアブランク５５は、必要に応じてコアケイン５７のような中間ガラス物体を形成するのに用いられる。ここで用いられる中間ガラス物体とは、光導波路ファイバの製造に用いることができるガラス物体を意味し、光ファイバプリフォーム、コアケイン、ロッドとチューブの組合わせ体等を含む。しかしながら、上記孔は中心孔であり、したがって、本質的にロッド・イン・チューブ法によるものではない。ここで用いられるコアケイン（core cane）とは、当業者が従来から用いている用語で、光ファイバプリフォームのためのコア領域を少なくとも含む固結されたガラスロッドまたはチューブであって、これに付加的コアおよび／またはクラッド材料が付加されて完全な光ファイバプリフォームを形成する。ガラスコアブランクをコアケイン５７（図６）に延伸するために、延伸炉６４Ｂの温度は、固結されたガラスコアプリフォームブランク５５の径を縮小してコアケイン５７を作成するのに十分な温度に上昇せしめられる。固結されたコアブランク５５が、これよりも細いコアケイン５７に延伸される延伸工程中、中心孔６０もまたコアケイン５７の外径とともに細くなる（この孔の細くなることは図示されていない）。しかしながら、通常、中心孔６０の初期の内径に対するコアブランク５５の初期の外径の縮径は、真空の補助なしで中心孔６０を塞ぐほど十分ではないので、中心孔６０が完全に塞がらないことが好ましい。ガラスが化学的に乾燥されかつ固結された後は、独立したコアケインに延伸される間、中心孔６０に水分が実質的に触れる機会がないように、中心孔６０の両端は塞がれたままにしておくのが好ましい。
【００４１】
コアケインの延伸工程中、延伸されるコアケイン５７の周囲に間隔をおいて対称的に配置された複数のトーチ５３によってコアブランク５５から切り離される際に、コアケイン５７の両端５１，５１′（図７）が密封される。このような密封工程は、各コアケイン５７が切り離される際に、コアケイン５７の半分溶融された両端が例えば炎で閉じられ（図示）、あるいはかしめて閉じられることによって達成することができる。コアケイン５７の両端を、中心孔６０が周囲の大気にさらされないように密封すると、水分および遷移金属のような不純物が中心孔内に閉じ込められることを著しく低減させる。光ファイバに線引きされる最終的なガラスコアブランク５５（図８）が形成されると、コアケイン５７の一体ハンドル５２に最も近い位置にある端部から曲りタブ６８（図９）が引き出される。これは、炎を当てる操作とコアケイン５７端部の曲げ操作とによって行なうことができる。曲りタブ６８は、ガラスプリフォーム７０の中心から半径方向外方へ延びている。次に、図８に示されているような一体ハンドル５２が、炎操作または孔６０を大気にさらさせない他の適当な方法によって、各コアケイン５７の端に取り付けられる。
【００４２】
好ましい実施の形態では、次にコアケイン５７がクラッディングステーションに移動され、そこで、追加のコア材料および／またはクラッド材料がコアケイン５７上に施される。このオーバークラッディング工程は、クラッディングスートがマンドレル５０上に堆積される代わりにコアケイン５７上に施されることを除いては、コアスートブランク５８（図４）を形成するのに用いられた最初のスート堆積方法と同一である。このオーバークラッディング工程は、クラッディング材料を例えばスート堆積によりコアケイン５７上に堆積させることによって、あるいはこれに代わり、コアケインをクラッディンスリーブに挿入することによって達成される。もし追加のコアスート領域を形成すべきときには、得られたガラスコアブランク５５（図８）を炉６４内に配置し、そこから新たなコアケイン５７Ａを延伸し、次いでさらに追加のスート材料を施す工程が数回反復される。ガラスコアケイン上にスートクラッディングが施されると、スートクラッディングは化学的に乾燥され、次いでコアケイン５７上でガラスに固結されて。完全なガラスファイバプリフォーム７０を形成する（図９）。
【００４３】
過去においては、および本明細書の冒頭に記載したように、多数のスート層の乾燥と固結の後に、ガラスプリフォーム７０は、コアブランク形成後でかつそれからの光ファイバの形成に先立ついくつかの工程の一つにおいて、周囲の大気のような水分を含む環境に定常的にさらされていた。現在では、水（Ｈ２Ｏ）のような、またそれに限定されるものではないが、水素化合物を含む大気にガラスがさらされると、中心孔６０を取り巻くガラス内に物理的に吸着された水分および化学的に吸着された水分が発生することが認識されている。さらに、大気にさらされる時間が長い程、ガラスに吸収される水の量が増大する。したがって、周囲環境、または水素化合物を含む環境への露出がいかに短時間であっても、中心孔を取り巻くガラスプリフォーム部分が再び湿気をおびる可能性がある。このような再吸湿は、ＯＶＤ法によって形成されたブランクから標準的なファイバ製造工程を用いて製造される光導波路ファイバが示すウォーターピークの原因となる不純物をもたらす。
【００４４】
ガラスプリフォーム７０の中心孔６０を大気に露出させる別の不利益は、中心孔６０が、他の汚染物および遷移金属のような不純物にさらされる可能性があることである。得られた光ファイバ内に遷移金属が含まれると、減衰損失を招く。図７に見られるように、中心孔６０の各端部を完全に密封することにより、中心孔６０が有害な不純物にさらされることが軽減されまたは無くなる。例えば、その明細書がここに引例として組み入れられる１９９９年４月２６付けで出願された米国仮特許出願 第６０／１３１,００３号には、水分による汚染を回避する方法が記載されている。
【００４５】
図１５に示されているように、本発明の方法のいくつかの変形が下記に記載されている。ここには、開示されている方法のいくつかの変形はすでに説明されているが、特定の実施の形態は限定を意図するものではなく、単に可能な順次の工程を例示したに過ぎない。
【００４６】
クラッドで覆われたコアケイン５７（図９）を含む焼成されたガラスプリフォーム７０が一旦形成されると、このプリフォームは、ガラスプリフォーム７０を光導波路ファイバに線引きするための、垂直方向を向いているのが好ましい線引き炉に移される（図１５のステップ１００）。このガラスプリフォーム７０は、下降ハンドル７２に取り付けられた一体ハンドル５２によって吊される（ステップ１０２）。中間ガラス物体（この中間ガラス物体が、コアケインであろうが、この場合のように光ファイバプリフォームであろうが関係なく）の孔を閉塞するためにここに用いられている炉は、中間ガラス物体の周囲に対称的に配置された熱源を備えていることが好ましい。例えば好ましい実施の形態においては、熱源が、温度勾配を有する発熱領域を備えた垂直方向を向いた円筒形の炉である。このような炉では、頂部から底部に向かって温度が上昇する発熱領域を採用している。したがって、中間ガラス物体が炉の頂部から挿入されて下降せしめられると、孔は底部から閉じる。塞がれるべき中心孔の内径に対する中間ガラス物体の外径の比率が非常に大きいので、外径の十分な減縮によって、孔が一様に閉塞されない原因となる負圧を必要とすることなく孔は閉じる。下降ハンドル７２が線引き炉（図示せず）内に下降可能に配置され、ガラスプリフォーム７０が内壁８１を画成する線引き炉７４内に図９に示すように下降せしめられる。ガラスプリフォーム７０は、線引き炉７４の内壁８１によって周囲を取り囲まれていることが好ましい。半径方向内方に延びる破断用タブ８０を備えた円筒状の内側ハンドル７６（図９および図１０）は、この内側ハンドル７６の下端のボウル状の粗い手触りの嵌合面７８が、一体ハンドル５２の嵌合面６７と嵌合して気密性シールを形成する態様で、一体ハンドル５２内で嵌合される（ステップ１０４）。内側ハンドル７６は内部空洞を有し、ハンドル７６の下端には破断用タブ８０が設けられている。この破断用タブ８０は、後述するように、一体ハンドル５２と内側ハンドル７６との相対的回転により内側ハンドル７６の破断用タブ８０がガラスプリフォーム７０の曲りタブ６８に係合するように半径方向内方に延びている。
【００４７】
一つの実施の形態においては、ガラスプリフォーム７０が線引き炉７４の高温ゾーン内に十分な時間降下せしめられて、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０内のガス圧力を上昇させる（ステップ１０６）。次にガラスプリフォーム７０は、高温ゾーン７４から移動せしめられる（ステップ１０８）。内側ハンドル７６の内部空洞７１および一体ハンドル５２の内部空洞６９が減圧され（ステップ１１０）これにより、その他の微粒子物質のみでなくＨ２Ｏ のような汚染物質が除去される。次に、内側ハンドル７６の内部空洞７１および一体ハンドル５２の内部空洞６９にガス供給源８４（図９）からの乾燥した不活性ガスまたは乾燥させるガス（例えば塩素）を再充填する（ステップ１１２）。供給される乾燥したまたは乾燥させるガスは、もしガスがガラスプリフォーム７０の中心孔６０内に入ったとしても、得られる光導波路ファイバ内に減衰損失を与えない清浄な乾燥したガスであることが好ましい。
【００４８】
次に、ガラスプリフォーム７０の曲りタブ６８を折ることによって（ステップ１１４）、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０が開放される。あるいは、曲りタブ６８と内側ハンドル５２とが連結されている部位よりも曲りタブ６８の先端寄りの位置で曲りタブ６８を罫がいてから、曲りタブ６８を破断するようにしてもよい。曲りタブ６８を破断するために、図１１，図１２に示されているように、内側ハンドル７６が一体ハンドル５２に対して相対的に回転せしめられ、その結果、内側ハンドル７６が備えている破断用タブ８０がガラスプリフォーム７０の曲りタブ６８に当接してタブ６８を破断する。ガラスプリフォーム７０の曲りタブ６８が破断されると（図１３）、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０が一体ハンドル５２の内部空洞６９内に充填されているガスにさらされ、これにより、ガラスプリフォーム７０から光導波路ファイバを線引きするのに先立って生じる可能性のある中心孔６０の汚染が軽減または排除される。内側ハンドル７６が一体ハンドル５２に対して回転せしめられるのが好ましいが、一体ハンドル５２を内側ハンドル７６に対し回転させることもできる。さらに、内側ハンドル７６と一体ハンドル５２の双方を互いに他方に対して回転するようにしてもよい。
【００４９】
曲りタブ６８がガラスプリフォーム７０から破断された後（図９，図１３）、乾燥したまたは乾燥させるガスが内部ハンドルを継続的に通過し（ステップ１１６）、これにより、内側ハンドル７６の内部空洞７１、一体ハンドル５２の内部空洞６９、およびガラスプリフォーム７０の中心孔６０の汚染が排除され、再汚染の心配もなくなる。ガス供給源８４からのガスの流量を調節し、かつガスを内側ハンドル７６の内部空洞７１に直接導くか、あるいは排気管８６に導くかを制御するためにバルブ８２が設けられている。排気管８６には一方向弁８８が接続され、排気管８６への大気の侵入と、大気およびそれに伴う汚染物質によるガラスプリフォーム７０の中心孔６０の汚染を防止している（ステップ１１８）。一方向弁８８は、バブラまたはチェックバルブの形式で、あるいは、大気が排気管８６に逆流するのを防止するための種々の一方向弁の形式で提供することができる。あるいは排気管８６は、排気管８６へ逆流した大気が、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０に達するのを阻止し得る長さを有するものであってもよい。
【００５０】
ガラスプリフォーム７０の中心孔６０（図１３）が開放されかつ不純物が取り除かれた後、ガラスプリフォーム７０は炉７４の高温ゾーンにさらに下降せしめられ、および／または、ガラスプリフォーム７０からの光導波路ファイバ７９の線引きを可能にするのに十分な温度に昇温される（ステップ１３０）。
【００５１】
ファイバ線引きステップ１３０において、ガラスプリフォーム７０は光ファイバ３０（図２）に線引きされ、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０はファイバ線引きステップ１３０中に閉塞される。ガラスプリフォーム７０が光ファイバ３０に線引きされるにつれて、ガラスプリフォーム７０の外径が徐々に減縮される。閉塞されるべき孔の内径に比較して、プリフォームの外径が十分に大きいために、ガラスプリフォーム７０の外径の縮小によって生じるガラスプリフォームの内部へ向かう力が中心孔６０を首尾よく閉塞させる原因となる。ファイバ線引き工程中の表面張力および毛細管圧を含む孔閉塞力は、通常の光ファイバ製造法においてあるいはＭＣＶＤ法またはＩＶプラズマ法においてチューブをつぶすのに典型的に用いられる真空による圧力とは異なる。外付け気相堆積法（ＯＶＤ法）で完全に製造される典型的なガラスプリフォーム７０においては、太さが７〜１５ｃｍと太く、中心軸孔６０の内径は１〜１０ｍｍである。したがって、例えば７〜１５ｃｍの太さの範囲を有するファイバプリフォームの外径を、通常の光導波路ファイバの外径（例えば１２５μｍ）に減縮すると、外径の減縮に含まれる表面張力および毛細管圧力による適当な力が発生し、その結果、線引き中に特別に真空で引かなくとも、中心孔６０が完全に閉塞される。特に、ファイバ線引きステップ１３０中に、例えば１Torrを超える浅い真空、寄り好ましくは８Torrを超える、さらに好ましくは１００Torrを超える、さらに好ましくは５００Torrを超える負圧を孔閉鎖／縮径ステップ中に加えることによって、孔を完全に閉塞させることができる。最も好ましいのは、中心孔６０に加えられる圧力が大気圧（すなわち約７５０〜７６０Torr）に等しいかまたは、中心孔６０に充填されているガスまたは乾燥させるガスの排出圧力に起因する僅かに正圧（すなわち，大気圧が７６０Torrと推定される場合に約７６４．６Torr）である。線引き作業中に約７６１．８〜７６９Torrの正圧を維持することが好ましい。この方法により、ファイバ線引きステップ１３０中に中心孔６０を、中心線３３（図２）の周りにおける光ファイバ３０の円形対称性を実現するのに十分な圧力状態に維持することができる。ここに開示された圧力は絶対圧力である。
【００５２】
図１６には、中心点２２が対称的な形状のガラス層２４によって囲まれた光ファイバの中心部の断面が符号２０で示されている。対称的な中心輪郭は、単一モードファイバにおける偏光モード分散を低減し、多モードファイバにおいては、中心領域における輪郭を所望の屈折率輪郭に一致させることを可能にすることによって、広い帯域幅が得られる適当な屈折率輪郭を構築する能力を著しく向上させる。
【００５３】
好ましい他の実施の形態においては、図１５のステップ１２０に示されているように、内側ハンドル７６および一体ハンドル５２を浅い真空に引くのに先立って、曲りタブ６８が破断される。ステップ１２０において曲りタブ６８が破断された後に、内側ハンドル７６（図９）、および一体ハンドル５２の内部空洞６９、したがってガラスプリフォーム７０の中心孔６０が浅い真空に引かれ、これによって、内側ハンドル７６の内部空洞７１および一体ハンドル５２の内部空洞６９内から、同様にガラスプリフォーム７０の中心孔６０内から、上述した汚染物質が除去される（ステップ１２２）。この工程中に印加される真空は、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０をつぶすのに通常必要とするものよりずっと浅く、その値は上述の通りである。次に、内側ハンドル７６の内部空洞７１、一体ハンドル５２の内部空洞６９、およびガラスプリフォーム７０の中心孔６０には、乾燥した、または乾燥させるガスが満たされる（ステップ１２４）。また、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０は、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０に負圧を印加することなしに乾燥した、または乾燥させるガスにさらされる（ステップ１２６）。もしガラスプリフォーム７０の中心孔６０に、ステップ１２２に示されているように減圧され、かつステップ１２６に示されているように、乾燥した、または乾燥させるガスにのみさらされるとしても、ガラスプリフォーム７０の中心孔６０は大気にさらされないことが好ましいことに注目されたい。
【００５４】
内部ハンドル７６と一体ハンドル５２との間の連結を解除することにより、一体ハンドル５２の内部空洞６９（図１４）が大気にさらされると、得られた光導波路ファイバの水素によって生じる減衰が増大するようである。したがって、一体ハンドル５２を取り巻く空間９０は、内側ハンドル７６が一体ハンドル５２と非係合状態になった後も、ガス供給源８４（図９）からの乾燥した、または乾燥させるガスにより継続的に清浄化されていることが好ましい。
【００５５】
この光導波路ファイバの作成方法は、ステップ１１０の内側ハンドル７６の内部空洞７１の減圧、および／または、ステップ１２０の曲りタブ６８のガラスプリフォーム７０からの破断に先立って、ガラスプリフォーム７０が炉の高温ゾーン７４に降下せしめられないことを除いては、上述の好ましい実施の形態のために記載されたのと同様の態様で完了される。
【００５６】
ガラスプリフォーム７０が高温ゾーン７４内で加熱される間、溶融ガラス玉９１がガラスプリフォーム７０の遠端７７に集まり始める。ガラスプリフォームが高温ゾーン内で加熱されている間、ステップ１１２またはステップ１２４で、中心孔６０が定常的にガスで清浄化されているならば、乾燥した、または乾燥させるガスの圧力を低下または排除して、ガラス玉９１の肥大化を防止する必要がある。ガラス玉９１が破裂点まで肥大化するのを許容すると、乾燥した、または乾燥させるガスがガラスプリフォーム７０の遠端７７および中心孔６０の背後の閉塞部から抜けて、密実な中心コア３２を備えた光導波路ファイバ３０（図２）の形成を許容することになる。さらに、ガラス玉９１の破裂を許容すると、大気が中心孔６０に入って中心孔６０を、したがって得られた光導波路ファイバの汚染を許容することになるかも知れない。したがって、ガラスプリフォーム７０から光導波路ファイバを線引きしている間における中心孔６０内の乾燥した、または乾燥させるガスの圧力は、ガラス玉９１が破裂せず、さらに、線引きステップ１３０中、中心孔６０内に存在するガスが、一体ハンドル５２を通じて逆流することによって脱出することが可能なように、十分低く保たれていることが好ましく、これにより得られたファイバ内にガスの詰まった空隙が生成されることなしに中心孔６０が閉塞されるのを可能にする。
【００５７】
図１６を参照すると、本発明の方法を用いて製造された単一モードファイバのための光ファイバプリフォームの断面の中心輪郭が符号２０で示されている。この図は、単一モード光ファイバ線引き作業後のプリフォームの根本部分の太さ約１ｃｍの領域における断面図である。図１６に示されているように、中心部２０は中心点２２の周りにほぼ対称的な円を描いている。中心点２２近傍の中心点２２を取り巻くガラス層２４は極めて対称的かつ円形である。この断面は、実際の光ファイバではなくプリフォームの根本部分ではあったが、このプリフォームから線引きされた光ファイバにも同様の一様な対称性が存在する。さらに、多モードファイバコアケインおよびこれから線引きされた光ファイバにおいても同様の結果を得ることができる。中心点２２近傍の層が対称性および同心性を有するように作成された単一モードコアケインは、０．０２psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を得ることが可能である。図１６においては図の中心から外れている中心点２２は、光ファイバの全長に亘って延びる中心線上に留まっている。同様に、対称的な円形が光ファイバの全長に亘っている。
【００５８】
ここに開示された方法を用いると、中心線から約０．１μｍの距離において中心線を取り囲むガラス層が十分な対称性を保ちつつ、外径１２５μｍの光ファイバが得られ、堆積されたガラス層の直径偏差、は０．０２５μｍ未満、すなわち、中心線から約０．０８から０．１５μｍの間に位置するガラス層の最大直径から最小直径を減算した値が０．０２５μｍ未満であり、さらには約０．０１５μｍ未満であることが好ましい。本発明者は、ここに開示された方法を用いることにより、このようなファイバを得ることができた。本発明の方法で生産された図１６に示すようなファイバの中心部輪郭を、従来の方法で生産された図１に示すようなファイバの中心部輪郭と比較すると、従来の方法で生産されたファイバの中心部輪郭は、このような層の一様な対称性および同心性は示していない。これと反対に、本発明の方法で生産されたファイバは、中心線の回りの同心的で対称的なガラス領域を示している。
【００５９】
中心孔６０を閉塞させる製造工程（図９）中のどの時点においても真空を用いず、かつファイバ線引き工程１３０（図１５）で撚りを施す技法に頼らない本発明の方法により、低レベルの偏光モード分散が達成された。さらに詳細に述べれば、請求の範囲に記載された発明の製造方法は、０．２psec/sqrt-km未満の、より好ましくは０．１psec/sqrt-km未満の、最も好ましくは０．０５psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を有する単一モード光ファイバの形成を可能にする。ここに記載された方法を用いると、線引き工程中に光ファイバに撚りを施すことなしに、０．０２psec/sqrt-km未満の偏光モード分散値を有する単一モード光ファイバが得られた。ＰＭＤを低減するために、通常線引き作業中にファイバに撚りが施されが、そうすると構造中に撚りが生じたファイバが得られる。実際に、ここに開示された方法を用いると、ＰＭＤ測定器の測定限界である０．００７psec/sqrt-kmというような低いＰＭＤを有する、全く撚りが施されていない単一モードファイバ（特に、Corning 社製のＬＥＡＦ non-zero dispersion shifted 光ファイバ）が得られた。本発明により作成された単一モード光ファイバには、撚りを施すための回転を与えない方が好ましいが、ファイバの長さ１メートルについて３回未満の回転を与えて撚りを施した場合でも、上述のような低いＰＭＤ値を得ることができた。特に、同時に、乾燥した、または乾燥させるガスで中心孔６０を清浄化して同時に水素を減らすことにより、１５５０ｎｍにおいて０．１９ｄＢ／kmの減衰損失を達成しながら、このような低レベルの偏光モード分散値が維持された。
【００６０】
上述の単一モードファイバに関する製造方法と同様の工程を用いて、多モードファイバを製造することができる。しかしながら、多モードファイバにおいては減衰損失は重大ではないから、延伸およびクラッド堆積工程中に、必ずしも多モードコアスートの両端を閉塞する必要はない。しかしながら、中心孔は、上述した単一モードファイバの場合のように閉塞することが好ましい。多モードファイバについては、中心孔の対称的な閉塞により、ファイバ屈折率輪郭を有する中心領域が望ましい精密な輪郭形状に調整することを可能にする。このことは、得られたファイバがレーザー源によって示される小さいスポットサイズとともに使用される場合に、中心帯域幅を改善することができる。
【００６１】
図１７に示されているように、そして本発明によれば、本発明の方法により製造された光ファイバ１３２が光ファイバ通信システム１３４に用いられている。システム１３４は、受信機１３８と、送信機１３６と受信機１３８との間に光信号を伝送するための光導波路ファイバ１３２とを含む。システムの大多数において、ファイバ１３２の各端末は双方向通信が可能であり、送信機１３６および受信機１３８は単に説明のために示したに過ぎない。
【００６２】
ここに開示された方法は、線引き時に中心孔を閉じることのみでなく、例えばコアケインを作成する延伸工程のような独立した縮径工程にも使用することができる。もし、中間的ガラス物体内に存在する孔の内径に対する中間的ガラス物体の外径の比が十分に大きい場合には、中間的ガラス物体の外径を減縮させることによって、中心孔を閉じるのに十分な力が生じる。したがって、もし中間的ガラス物体の外径が十分に大きい場合には、このガラス物体内の孔は、真空の力を借りることなしに、縮径作業中に閉じる。この方法により、同様の孔の対称的な閉塞が達成できる。
【００６３】
ここに開示された発明は、主として中心孔を閉塞することに間するものであるが、この方法は中心孔の閉塞に限定されるものではなく、光ファイバの製造に用いるための光ファイバプリフォームまたはその他の中間的ガラス物体の長さ方向に沿って存在する空隙を実質的に閉塞するのにも用いることができる。これは、予め製造されたコアブランクすなわちコアケインにガラススリーブを組み付けることによって生じる空隙のみでなく、ロッド・イン・チューブ法の結果として形成された空隙をも含む。
【００６４】
本発明の製造方法は、低減衰損失と低偏光モード分散とを示す光導波路ファイバとなるプリフォームの孔の再現可能な、対称的な、一様な閉塞を提供する。当業者であれば、さらなる利点および改良点が直ちに心に浮かぶであろう。それ故に、本発明は、ここに開示され、記載された細目および代表的な装置に限定されない幅広い態様を含んでいる。したがって、添付の請求の範囲に定義された本発明の精神および概念から離れることなしに、ここに開示された方法およびプリフォームについての種々の改良が可能であろう。
【００６５】
具体例
下記の具体例の大部分は、本発明によって製造され、Corning 社から販売されているＬＥＡＦ光ファイバとして知られているファイバに関するものである。シリカにほぼ等しい屈折率を有する周囲領域に取り囲まれ、ゲルマニアを再び多量にドープされた環状領域に取り囲まれ、次にＳｉＯ２ からなる近似クラッド領域が設けられた、ゲルマニアを多量にドープされた中心領域からなる、ゲルマニアをドープされたコアをＡｌ２Ｏ３セラミック製マンドレル上にＯＶＤ法を用いてスートとして堆積させた。クラッド領域の半径に対するコア領域の比は０．４であった。次にマンドレルを取り除き、コアスートプリフォームに頂栓と底栓とを挿入した、次にこのコアガラスコアプリフォームを、先ずヘリウムキャリアガス中の１％の塩素に１０００℃で２時間さらして清浄化し、次に１４６０℃で焼成することによって固結させた。この固結工程の結果、６０ｍｍの外径と、約６ｍｍの内径を備えた中心線に沿う孔とを有する清浄化され、かつ乾燥されたガラスプリフォームが得られた。頂栓と底栓とは、この固結されたガラスプリフォームの頂部と底部を密封する結果となった。次に固結されたガラスプリフォームを１９００℃の炉内に挿入して中空のコアケインに延伸し、プリフォームの外径を約１０ｍｍに減縮した。その結果、中心孔の内径は１ｍｍになった。プリフォームからコアケインを延伸するにつれて、中空のコアケインの長さは１メートルになり、次に、火炎を用いて焼切りと端部密封とを行ない、これにより、コアケインの中心孔を密封し、中心孔に沿う領域を密封状態に保った。
【００６６】
コアケインの一端にハンドルを取り付け、コアケイン上に追加のスートを堆積させて、光ファイバに線引きするのに適した光ファイバプリフォームを形成した。次にこの得られたスート体を清浄化し、かつ上述のように固結させて、ガラス光ファイバプリフォームの中心線に沿って延びる内径１ｍｍの孔を備えた外径約５６ｍｍのガラス光ファイバプリフォームを得た。中心孔は依然としてその両端において密封されていた。次にこのガラス光ファイバプリフォームに一体ハンドル５２を取り付け、線引き炉の頂部に挿入した。次に内側ハンドル７６を下降させて、光ファイバプリフォームの一体ハンドル５２に嵌着した。１００％のヘリウムガスからなる清浄かつ乾燥した雰囲気を提供した後、コアケインの頂部を破断して開放し、光ファイバプリフォームを炉内に下降させて、そこからファイバを線引きした。たとえ中心孔内の圧力が大気圧に保たれていたとしても、プリフォームの頂部の破断によって、中心孔内からのガスの脱出が許容された。プリフォームの外径が約１ないし２ｍｍまで減縮されている間に、内部の中心孔は極めて対称的に完全に閉塞された。かくして、光ファイバプリフォームにおける１０％未満の縮径によって中心孔を閉塞することができた。得られて光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて１キロメートル当り約０．１９ｄＢの減衰損失を示し、かつ長さ１ｋｍのファイバのサンプルのＰＭＤを、ヒューレット・パッカード社製の測定ベンチで測定したところ、約０．０２ psec/sqrtであった。このファイバは撚りが全く施されない状態で線引きされた。このことは、線引き作業中にファイバまたはプリフォームに対して撚りが施されなかったことを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コアケインの作成に用いられる延伸作業における真空引きによって形成された中空コア断面の中心輪郭の概略図
【図２】光導波路ファイバの部分的斜視図
【図３】ガラス光ファイバの部分的斜視図
【図４】スートコアブランクを作成するための外付け気相堆積法を示す概略図
【図５】固結炉内に配置されたスートコアブランクの縦断面図
【図６】ガラスコアケインに延伸されたスートコアブランクの縦断面図
【図７】ガラスコアブランクから切断されたコアケインの縦断面図
【図８】固結・線引き炉内に配置された、追加スートで覆われたコアケインの縦断面図
【図９】概略的に示された線引き機内に配置された、完全に固結されたガラス光ファイバプリフォームの縦断面図
【図１０】図９に示されたガラス光ファイバプリフォームの拡大部分断面図
【図１１】ガラスプリフォームの曲りタブに整列せしめられた破断用タブを備えた内側ハンドルが外側ハンドルの内部に配置された状態を示す、図１０のXI−XI線に沿った断面図
【図１２】内側ハンドルの破断用タブがガラスプリフォームの曲りタブに当接した状態を示す、図１１と同一の平面に沿った断面図
【図１３】ガラスプリフォームの曲りタブが破断された状態で線引き炉内に配置されたガラスプリフォームの拡大部分断面図
【図１４】内側ハンドルが外側ハンドルから取り外された状態で線引き炉内に配置されたガラスプリフォームの拡大部分断面図
【図１５】本発明の方法の各工程を示すフローチャート
【図１６】本発明により作成された導波路ファイバの、実質的に対称的な円形輪郭を示す概略図
【図１７】本発明の光ファイバを用いた光ファイバ通信システムの概略図
【符号の説明】
１０，２０    中心輪郭
１２，２２    中心点
１４，２４    ガラス層
３０    光導波路ファイバ
３２    中心コア領域
５２    一体ハンドル
５５    ガラスコアブランク
５７    コアケイン
５８    スートコアブランク
６０    中心孔
６８    曲りタブ
７０    ガラスプリフォーム
７２    外側ハンドル
７６    内側ハンドル
８０    破断用タブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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