(57)【要約】  フォトニックバンドギャップファイバー等の光導波路のための微細構造を製造する方法が提供される。この方法には、実質的に同一寸法の毛細管のスタックを組み立てる工程と、スタックを、等しい直径の複数の平行な孔を有するプレフォームへと溶解および再線引きする工程と、直径を大きくするために、エッチング用の孔のパターンを選択する工程と、選択しなかった孔をプレフォームの一端で、加圧エッチング流体の流れに対して施栓する工程とが含まれる。選択しなかった孔のかかる栓は、ゲル状シーラントの層をプレフォームの端部に適用してから、シーラントを孔に押して、孔の全てにシーラント栓を形成することによりなされる。次に、シーラント栓を選択した孔から引き抜くことにより、シーラント栓を選択した孔から除去する。選択した孔を、エッチング流体の加圧流を、プレフォームの端部に通して、エッチング流体が、選択した孔のパターンを通してのみ流れるようにする。得られるプレフォームを、光導波路へと溶解および線引きすると、エッチングされた孔とエッチングされていない孔のパターンが、例えば、フォトニックバンドギャップ光ファイバーの微細構造を形成する。
2010523456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛細管のスタックを組み立てる工程と、
前記スタックを、複数の平行な孔を有するプレフォームへと溶解および再線引きする工程と、
エッチング流体の流れによるエッチングのために前記孔の少なくとも１つを選択する工程と、
少なくとも１つの選択しなかった孔を、エッチング流体の流れに対して施栓する工程と、
前記プレフォームの前記１つの端部を、エッチング流体の流れに露出して、前記エッチング流体の流れが、前記少なくとも１つの選択した孔にのみ入るように、前記少なくとも１つの選択した孔をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする微細構造を有する光導波路を製造する方法。
【請求項２】
前記施栓する工程が、前記プレフォームの両端で前記孔にシーラント化合物の層を適用することにより行われ、前記シーラントを、前記エッチング工程の前に前記少なくとも１つの選択した孔から除去して、前記エッチング流体の流れが入るようにすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シーラント化合物が、穿孔により、前記少なくとも１つの選択した孔から除去されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記毛細管のスタックは全て均一な直径で、得られるプレフォームの平行な孔が実質的に同直径となり、エッチングされる少なくとも１つの選択した孔は、選択した微細構造を画定するパターンに従って選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記シーラント化合物が、シリコーン化合物であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの選択した孔の直径を広げた量が、液体エッチング剤が前記少なくとも１つの選択した孔を通して流れる時間の量を制御することにより制御されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記毛細管のスタックが全て均一な直径でなく、前記得られるプレフォームの前記平行な孔の少なくとも１つが、他の平行な孔より小さな直径を有するようにし、液体エッチング剤を、前記少なくとも１つの小さな直径の孔に向けて、その直径を、前記他の孔より大きくすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プレフォームの直径が８ｍｍを超え、前記孔の直径が少なくとも１５０ミクロンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プレフォームの一端にある前記施栓された、選択した、施栓されていない孔の全てを、前記エッチング流体の流れに露出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
実質的に同一の毛細管のスタックを組み立てる工程と、
前記スタックを、複数の実質的に同一の平行な孔を有するプレフォームへと溶解および再線引きする工程と、
前記プレフォームの少なくとも１つの選択した孔をエッチングして、その直径を広げ、少なくとも１つの選択しなかった孔を、エッチング流体の流れに対して施栓し、施栓された孔と施栓されていない孔の両方を前記流れに露出して、前記エッチング流体の流れが、前記少なくとも１つの選択した孔にのみ入るようにする工程と、
前記エッチングしたプレフォームを線引きして、異なる直径の孔を含む微細構造を有する光ファイバーを形成する工程と
を含むことを特徴とする微細構造を有する光ファイバーを製造する方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの施栓された孔が、シーラント化合物の層を、前記プレフォームの両端に適用して、複数の孔を施栓することにより形成され、前記少なくとも１つの施栓されていない孔は、前記少なくとも１つの選択した孔からシーラント栓を除去することにより形成されて、前記エッチング流体の流れが入ることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの施栓された孔が、前記シーラント化合物の層に圧力を加えることにより形成されて、シーラントが、前記一端で全ての孔に押されて、前記孔のそれぞれにシーラント栓を形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの選択しなかった孔を、エッチング流体の流れに対して、前記プレフォームの第２の端部で、前記プレフォームの一端の前記少なくとも１つの選択しなかった孔の栓と同じパターンで施栓し、施栓された孔と施栓されていない孔の両方を前記両端で前記流れに露出して、前記エッチング流体の流れが、前記少なくとも１つの選択した孔にのみ入るようにする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
実質的に同一の毛細管のスタックを組み立てる工程と、
前記スタックを、複数の実質的に同一の平行な孔を有するプレフォームへと溶解および再線引きする工程と、
前記プレフォームの選択した孔のパターンをエッチングして、その直径を広げ、選択しなかった孔を全て、エッチング流体の流れに対して、前記プレフォームの両端で施栓し、施栓された孔と施栓されていない孔の両方を前記プレフォームの一端で前記流れに接続し、前記エッチング流体の流れが、前記少なくとも１つの選択した孔にのみ入るようにする工程と、
前記エッチングしたプレフォームを線引きして、異なる直径の孔を含む微細構造を有する光ファイバーを形成する工程と
により形成されることを特徴とする微細構造を有する光ファイバー。
【請求項１５】
前記エッチング工程が、前記孔の全てを施栓する工程と、前記選択した孔を施栓しない工程と、前記孔の全てを、前記エッチング流体の流れに露出して、前記選択した孔のみをエッチングする工程とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、フォトニックバンドギャップファイバー等の光導波路のための微細構造を形成する方法に関し、特に、様々な異なる微細構造を同じタイプのプレフォームから作製することのできる、プレフォームに選択したパターンの孔を選択的にエッチングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細構造光ファイバー導波路は、先行技術において周知である。かかる微細構造ファイバーのうち、非常に低い損失および非常に低い非直線性で光信号を送信することから、フォトニックバンドギャップファイバーが中でも最も重要である。屈折率の低いガラスのクラッドで囲まれた屈折率の高いガラスから形成されたコアを有し、光のビームを伝導するのに全反射（ＴＩＲ)のみに頼る従来の光ファイバーとは異なり、微細構造光ファイバーは、典型的に、低屈折率と高屈折率の材料の交互のパターンに囲まれた中空コアを有しており、中空コアを囲む微細構造を通して伝播できないある範囲の光波長に「禁制ゾーン」が課されることにより、光を伝導する。低屈折率と高屈折率の材料の交互のパターンは、コアを囲むガラスにおいて孔のパターンの形態を採るが、（ブラッグタイプのファイバーの場合には）コアを囲む高屈折率と低屈折率の材料の交互の同心円状の輪であってもよい。光のビームが、かかる微細構造を有するファイバーの中空コアに導入されると、「禁制ゾーン」内に波長を有する光がコア内にトラップされて、ファイバーを通して伝導され、一方、「禁制ゾーン」外の波長を有する光は、微細構造を通して、ファイバーの側部から伝播する。フォトニックバンドギャップファイバー（典型的に、空気充填された）の中空コアを通して伝導される光信号は、ほとんど吸収およびレイリー散乱せず、実質的に、より一般的なファイバーのガラスコアにより課される非直線性がないため、かかるファイバーの経済的な製造に関心が集まっている。
【０００３】
フォトニックバンドギャップファイバーに加えて、他のタイプの微細構造ファイバー導波路も着目されている。例えば、固体ガラスコアと、コア周囲のクラッド領域に配置された複数の孔を有する微細構造光ファイバーが構築されてきた。孔の配列、間隔およびサイズは、大きな負の値から大きな正の値のどこかに分散された微細構造光ファイバーが得られるように設計してよい。かかるファイバーは、例えば、分散補償に有用である。固体コア微細構造光ファイバーもまた、広い範囲の波長にわたって単一モードとなるように設計してよい。固体コア微細構造光ファイバーは、概して、全反射機構により光を導く。孔の低屈折率は、孔の配置されているクラッド領域の実効屈折率が下がるためと考えることができる。
【０００４】
微細構造光ファイバーは、全てのガラス光ファイバーの製造とほぼ同様の方法を用いて作製される。所望の配列の孔を有する構造化プレフォームを形成してから、熱および張力を用いてファイバーへと線引きする。微細構造光ファイバープレフォームを製造するスタックおよび線引き方法において、典型的に六面の中空ガラス管を一緒にスタックして、所望の格子構造を有する組立体を形成し、１つ以上の管を除去して、格子構造の中央にコア体積を形成する。格子構造を溶解および再線引きして、断面サイズを減少してから、コア欠陥ボイドを囲む格子状配列の孔を有する光ファイバーへとスリーブ付けおよび線引きする。スタックおよび線引きプロセスに従って作製されたプレフォームは、最密配列か非最密配列のいずれかに分類される。最密配列は、毛細管が相互に隣接した毛細管の配列である。非最密配列は、ジグまたはスペーサが毛細管間に配置されて、管の壁が所望の距離離れた毛細管の配列である。
【０００５】
残念ながら、微細構造を形成する、かかる従来の方法には、望ましくない制限が数多くある。例えば、コア体積は、組立体から１つ以上の管を除去することにより形成されるため、組立体の六面の管の形状の整数倍に制限された形状およびサイズを有する。さらに、各特定の微細構造パターン（すなわち、異なる空間および気孔の異なるピッチを有するもの、多数の中空コアを有するもの、ならびに異なるピッチおよびパターンの固体コアを有するもの）は、中空ガラス管の特別なスタッキングを必要とする特注のプレフォームを必要とする。場合によっては、互いに融合および相互に支持する六角形外壁を有する同一寸法の毛細管の単純な最密充填配列では、所望の微細構造は得られない。代わりに、特別なサイズのスペーサまたはジグを、配列に配置して、所望の距離離れた毛細管の壁間に空間を有する毛細管の非最密充填配列が必要である。最後に、それぞれの孔が異なる直径を有する微細構造のような従来の方法により製造できない場合、難しい潜在的に有用な微細構造設計が数多くある。同じタイプのプレフォームに異なるボイド充填割合を有する微細構造を形成することのできるエッチング技術は公知であるが、エッチング剤を、プレフォームの孔の全てに通して、孔の全ての直径を同じ量だけ大きくしなければならないため、かかる技術は部分的にのみしか上述した制限を克服していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
明らかに、異なる各微細構造設計について、特定のプレフォームを特別製造する必要のない新たな製造方法が必要とされている。かかる方法によって、広い範囲の異なる微細構造パターンを、製造プロセスを促進するために、単一の標準的な容易に製造されるプレフォームから製造できると理想的である。最後に、かかる方法によって、従来の製造技術では製造が実際的でないか、不可能であった微細構造パターンを製造できると望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概して、本発明は、先行技術に関連した上述の欠点を回避するフォトニックバンドギャップファイバー等の光導波路を製造する方法である。このために、本発明の方法は、毛細管のスタックを組み立てる工程と、スタックを、複数の平行な孔を有するプレフォームへと溶解および再線引きする工程と、エッチングのための孔のパターンを選択する工程と、選択しなかった孔を、好ましくはプレフォームの両端で施栓する工程と、エッチング流体の加圧流を、プレフォームの端部に通して、エッチング流体を、選択した孔のパターンを通してのみ流れるようにすることによって、選択した孔のパターンをエッチングする工程とを含む。得られるプレフォームを、光導波路へと線引きし、エッチングした孔およびエッチングしなかった孔のパターンが、例えば、フォトニックバンドギャップ光ファイバーの微細構造を形成する。
【０００８】
選択しなかった孔のみにエッチング剤の栓を提供する工程は３つの段階で行う。第１に、ゲル状シーラント化合物の層を、孔の全てをカバーするために、プレフォームの端部に適用する。これは、テープまたはその他接着シート材料でプレフォームの端部周囲を包んで、テープの端部がプレフォームの端部から３〜４ｍｍ出るようにすることによりなされる。シーラント化合物を、プレフォームの端部表面により画定される凹部およびテープの延在する端部の内側表面に適用する。第２に、シーラントのゲル状層を、延在するテープの上端に平板物体を配置して、押し下げて、全ての孔にシーラント栓を形成することにより、プレフォームの端部に押す。過剰のシーラントを除去し、各孔にシーラント栓を形成するために、全ての孔に押したシーラントを乾燥させる。第３に、エッチングのために選択した孔のシーラント栓を、機械的ツールのプロングで打ち抜いて、プレフォームに選択した施栓されていない孔、およびエッチング剤の流れに対してシーラントにより施栓された孔を与える。好ましい方法において、この施栓手順を、プレフォームの両端に適用して、選択しなかった孔を、両端で施栓し、エッチング流体が選択しなかった孔のいずれかの端部に入るのを防ぐ。
【０００９】
得られるプレフォームは、次に、孔の直径が所望の直径に広がるまで、エッチング剤を選択した施栓されていない孔を通して、エッチング剤の加圧流を通すノズルを有するエッチング剤循環装置に装着される。プレフォームの端部を切断して、孔の施栓された部分を全て除去する。完成したプレフォームを、光ファイバーへと線引きする。
【００１０】
シーラントは、ダウコーニングのＲＴＶ  Ｓｅａｌａｎｔ等のシリコーン系ガラスシーラントであってよく、エッチング剤は、二フッ化アンモニウムまたはフッ化水素酸等の液体フッ素化合物またはフッ化水素等のガス状フッ素化合物であってよい。
【００１１】
本方法は、異なる孔径の実質的に任意の組み合わせを有する広範囲の微細構造を、全て同寸法で、全て同直径の孔の均一な分布の毛細管の束から容易に製造される単一タイプのプレフォームから即時に製造することができ有利である。本発明の方法は、１つ以上の中空光伝導コアを有するフォトニックバンドギャップ光ファイバーの製造に特に有用であるが、全反射により操作される導波路をはじめとする微細構造を有する実質的に任意のタイプの光導波路の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の方法が有利に適用される標準化プレフォームの端面図および側断面図である。
【図１Ｂ】本発明の方法が有利に適用される標準化プレフォームの端面図および側断面図である。
【図２Ａ】微細構造の全ての孔をシーラントにより施栓する、本発明の方法の最初の工程を、図１Ａおよび１Ｂに示したプレフォームに適用するのを示す。
【図２Ｂ】微細構造の全ての孔をシーラントにより施栓する、本発明の方法の最初の工程を、図１Ａおよび１Ｂに示したプレフォームに適用するのを示す。
【図２Ｃ】微細構造の全ての孔をシーラントにより施栓する、本発明の方法の最初の工程を、図１Ａおよび１Ｂに示したプレフォームに適用するのを示す。
【図２Ｄ】図２Ａ〜２Ｃに示した本方法の工程から得られる施栓されたプレフォームの端面図である。
【図３Ａ】図２Ｄに示した施栓されたプレフォームの選択した孔からシーラント栓が除去される、本方法の次の工程を示す。
【図３Ｂ】図３Ａに示した方法の工程から得られる選択的に施栓されていないプレフォームの端面図および側断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示した方法の工程から得られる選択的に施栓されていないプレフォームの端面図および側断面図である。
【図４】本方法のエッチング工程を実施するのに有用なエッチング剤循環装置の概略図である。
【図５Ａ】エッチング工程から得られるエッチングされたプレフォームの端面図である。
【図５Ｂ】プレフォームの端部を除去して、完成したプレフォームを製造する方法を示す図５Ａに示したプレフォームの側断面図である。
【図６Ａ】本発明の方法を用いて、最初のプレフォームが、単一の非常に大きな孔を有するときと同直径までプレフォームの全ての孔の直径を調節する方法を示す。
【図６Ｂ】本発明の方法を用いて、最初のプレフォームが、単一の非常に大きな孔を有するときと同直径までプレフォームの全ての孔の直径を調節する方法を示す。
【図７Ａ】本方法を用いて、他の孔がそれぞれ広がった直径を有する複雑なプレフォーム微細構造を容易に形成する方法を示す。
【図７Ｂ】本方法を用いて、他の孔がそれぞれ広がった直径を有する複雑なプレフォーム微細構造を容易に形成する方法を示す。
【図８】光ネットワークに用いる、本発明に従って製造されたファイバーを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、いくつかの図面全てにおいて、同じ符号は同じ構成要素を指しており、本発明の方法は、円柱体２と平坦な端部３ａ、３ｂを有する標準ガラスプレフォーム１に適用されるのが好ましい。プレフォーム１は、同じピッチ（孔の中心間の距離と定義される）で均一な間隔の同直径を有する複数の孔５ａから形成された格子４を有する。かかるプレフォーム１は、同一寸法の六面の毛細管をスタックおよび線引きにより製造し易く、同直径の孔５ａの均一なパターンを、広範囲の異なる格子設計へと選択的エッチングにより容易に変えることができるという事実から好ましい。プレフォーム１の直径は、４ｍｍと小さくても、４００ｍｍと大きくてもよい。ただし、大きな寸法の格子４を与える方法が容易に実施されることから、１０ｍｍを超える直径が好ましい。典型的な直径は、１２〜２０ｍｍである。プレフォーム直径は、ファイバー線引き炉直径のほぼ４０％でなければならないため（プレフォーム直径を線引き炉直径の９９％まで大きくするオーバークラッド管にスリーブ付けする前）、直径１０ｍｍ以上のプレフォームに適合するファイバー線引き炉を選択しなければならない。後述する通り、孔５ａ、および孔５ａ間のガラス５ｂは、プレフォームをフォトニックバンドギャップファイバーへと線引きしても、ある範囲の波長を有する光の透過を防ぐ、低屈折率および高屈折率の微細構造構成要素を最終的に形成する。液体エッチング剤を用いるときは、エッチング前の孔径は、１００〜５００マイクロメートルであるのが好ましい。これより小さな孔径を、ガス状エッチング剤では用いてもよい。大きな孔を有する小さな直径のプレフォームを用いることができる。固定数の孔については、孔のサイズを大きくして、孔への接近を容易にし、本方法を実施できるプレフォーム直径まで広げることができる。
【００１４】
図２Ａ〜２Ｄに、本方法の初期施栓工程を示す。これらの工程は、プレフォーム１の一端３ａのみについて示されているが、これらの工程は、本発明の好ましい実施において、プレフォームの両端３ａ、３ｂで実際には実施されることに留意されたい。まず、図２Ａに示す通り、テープ６またはその他自己接着シート材料のストリップで、プレフォーム１の端部３ａ、３ｂ周囲を包み、外側端部７が、平坦な端部３ａ、３ｂ上に延在するようにする。この延在する外側端部７の長さＬは、変えてもよいが、本実施例においては約５ｍｍである。次に、プレフォームの平坦な端部３ａ、３ｂとテープ６の延在する外側端部７の内側表面により画定されるカップ形凹部を、ダウコーニングのＲＴＶ  Ｓｅａｌａｎｔ（部品番号７３２）等のゲル状シリコーンガラスシーラントで充填し、端部３ａ、３ｂ上にシーラントの層８を形成する。最後に、平坦な内壁１０および環形外壁１１を有する圧縮機部材９で、プレフォーム１の端部３ａか３ｂのいずれかをプレスして、シーラント層８を、好ましくは３〜５ｍｍの距離にわたって、格子４の全ての孔５ａへと押し込む。過剰のシーラントをプレフォームの端部３ａ、３ｂから拭き取り、シーラントを孔５ａ中で乾燥させる。乾燥には１０〜１２時間かかる。他のシーラントでは、異なる乾燥時間を必要とする。熱処理または紫外線への露光により硬化可能なエポキシ等の硬化の早い非シリコーン系シーラントを用いてもよい。ただし、孔を信頼性よくシールし、エッチング工程に用いるフッ素系化合物に抵抗性のあるものに限る。これらの初期施栓工程の最終結果として、長さ約３〜５ｍｍのシーラント栓１２が、図２Ｄに示す通り、孔５ａのそれぞれに形成される。
【００１５】
図３Ａ〜３Ｃに、エッチングのために選択した孔５ａの栓が除去される方法の工程を示す。図３Ａに示す通り、機械穿孔ツール１３を用いて、エッチングのために選択した孔に栓１２を打ち抜く。ツール１３は、エッチングされる特定の孔５ａに対応するテンプレート状パターンで配置された爪付き末端１４ｂを有する１つ以上のプロング１４ａを有していてよく、穿孔工程を、ツール１３の１回の往復により行う。かかる爪付き端部１４ｂは、シーラント栓１２を、施栓された孔１５からよりきれいに除去する傾向があるため好ましい。あるいは、ツール１３は、単一の往復により、各選択した孔をアン施栓する１つのみのプロング１４ａを有していてもよい。穿孔工程は、手動で実施しても、自動化してもよく、レーザーアブレーションまたは真空吸引等の機械的でない穿孔ツールを用いてもよい。本実施例において、選択した孔１６は、格子４の中央にある６つの孔であり、フォトニック結晶ファイバーの中空コアを最終的に形成する欠陥へとエッチング工程により膨張する。図３Ｂおよび３Ｃに、穿孔工程の結果を示す。ここでも、これらの工程を、プレフォームの一端３ａのみについて説明してあるが、本方法の好ましい実施においてプレフォームの両端３ａ、３ｂに適用して、選択した施栓されていない孔１６のそれぞれに、エッチング剤のための明確な流路を提供する。これらの工程の終わりに、プレフォーム１は、施栓された孔１５と施栓されていない孔１６の両方を有する。
【００１６】
図４に、本方法のエッチング工程を示す。この工程において、打ち抜いたプレフォーム１を、エッチング剤循環装置１７の一対の対向するノズル１８ａ、１８ｂ間に取り付ける。好ましくは、プレフォーム１を、支持部５２により、エッチングプロセス全体にほぼ垂直位置で固定する。下ノズル１８ａは、エッチング剤１９の加圧流を、プレフォーム１の端部３ａの施栓された孔１５と施栓されていない孔１６の両方に伝導し、上ノズル１８ｂは、再循環のために、施栓されていない孔１６を通して伝導されたエッチング剤を集める。ノズル１８ａおよび１８ｂは、エッチング剤１９がプレフォーム１の外側表面に作用しないようにして、プレフォーム１と係合する。
【００１７】
エッチング循環装置１７は、エッチング剤１９を、プレフォーム１の施栓されていない孔１６を通して通過させるための実質的に閉ループの送達回路２２を有する。エッチング剤循環装置１７はまた、プレフォーム１の施栓されていない孔１６のエッチングが完了した後、残渣エッチング剤１９を除去する、フラッシング剤２０のための送達および回収システム２４、２６も有する。典型的なフラッシング剤２０の一例は水である。
【００１８】
エッチング剤循環装置１７は、エッチング剤１９を保持するリザーバ２８を有する。本実施形態において、エッチング剤１９を選択して、効率的かつ予測可能な方法で、材料をプレフォームの施栓されていない孔１６から除去する。典型的に、エッチング剤１９はフッ素系酸である。シリカガラス製のプレフォーム１に用いるのに好適な酸としては、フッ化水素酸および二フッ化アンモニウムが例示される。特定のプレフォーム１に用いるために選択したエッチング剤１９は、エッチングされるプレフォーム１の化学組成に応じて異なる。ガラスエッチングの当業者であれば、特定のガラス組成を有するプレフォーム１のための特定のエッチング剤１９を容易に選択できるであろう。
【００１９】
リザーバ２８は、腐食性材料を取り扱うための市販のリザーバであってよい。かかるリザーバは市販されている。かかるリザーバ２８の一例は、Ｎ．Ｙ．ＲｏｃｈｅｓｔｅｒにあるＮａｌｇｅｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能な耐化学性容器である。
【００２０】
リザーバ２８は、ヒーター３０に熱的に結合されている。ヒーター３０は、予め選択された温度で、エッチング剤１９を熱的に安定化する。ヒーター３０は、例えば、リザーバ２８の一部を囲むヒートシンク浴であってよい。かかるヒートシンク浴は、市販の部品から組み立てられる。組み合わせて、ヒートシンク浴を形成する市販の部品としては、Ｓｃｈoｔｔ  Ｇｅｒａｔｅより市販のＣＴ０５０ポンプおよびＰｏｒｓｍｏｕｔｈ，Ｎｅｗ  ＨａｍｐｓｈｉｒｅにあるＮｅｓｌａｂ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔより市販のＧＰ−１００浴温制御装置が例示される。一実施形態において、二フッ化アンモニウムをエッチング剤１９として用い、プレフォーム１がシリカガラス製であるとき、ヒーター３０はエッチング剤１９を約５８℃の温度に維持する。
【００２１】
エッチング剤循環装置１７は、ポンプ３２をさらに有する。ポンプ３２は、吸入ポート３４と出口ポート３６とを有する。投入ポート３４は、投入ライン３８によりリザーバ２８に接続されている。ポンプ３２は、エッチング剤１９を、投入ライン３８を通して、リザーバ２８から引く。投入ライン３８は、エッチング剤１９の腐食作用に抵抗性のある材料でできているのが好ましい。吸入ポート３４に入ったエッチング剤１９は、出口ポート３６を通して、ポンプ３２を出る。ポンプ３２は、エッチング剤１９の動的圧力を増やして、エッチング剤１９が送達回路２２を通して循環されるようにする。ポンプ３２の出口ポート３６は、送達ライン４０に接続されている。送達ライン４０の他方の終端はバルブ４２に接続されている。
【００２２】
バルブ４２は、プレフォーム１を流れるエッチング剤１９の流れを制御するように構成されている。フラッシング剤２０のための送達システム２４もバルブ４２に接続されており、バルブ４２は少なくとも３つの設定を有するように構成されている。第１の設定により、ポンプ３２から来るエッチング剤１９をノズル１８ａに指向する。第２の設定により、フラッシング剤２０をノズル１８ａに指向し、第３の設定により、エッチング剤１９とフラッシング剤２０の両方が、ノズル１８ａに入るのを遮断する。
【００２３】
レセプタクル２６が、プレフォーム１の他端に接続されている。レセプタクル２６は、指向性バルブ４８を通して、フラッシング剤２０を集めるように構成されている。指向性バルブ４８は少なくとも２つの設定を有する。エッチング剤１９がプレフォーム１を流れるとき、指向性バルブ４８は、エッチング剤１９を戻りライン５０へ指向するように構成されている。エッチング剤１９は、戻りライン５０を流れ、リザーバ２８に再導入される。レセプタクル２６がフラッシング剤２０を集めるとき、指向性バルブ４８は、フラッシング剤２０をレセプタクル２６へ指向するように構成されている。
【００２４】
エッチング剤１９が、プレフォーム１を循環する時間は、孔５のプレエッチング寸法および孔の所望のポストエッチング直径により決まる。孔径とエッチング時間の環形は当該技術分野において公知であり、明細書全体が、本明細書に参考文献として特に援用されるコーニング社に付与された米国特許第６，４４４，１３３号明細書に詳細が説明されている。本実施例において、エッチング剤１９の流れは、プレフォームを光ファイバーへと線引きした後、得られる孔が互いに重なり、周囲の格子４の「禁制ゾーン」に対応する波長を有する光を伝導することのできる中央に位置する中空コア５９を形成するまで、６つの中央が施栓されていない孔１６を通して、直径が広がるのに十分な時間の量にわたって伝導される。
【００２５】
図５Ａおよび５Ｂに、本方法の最後の工程を示す。プレフォーム１をエッチング剤循環装置１７から取り出した後、シーラント栓１２は、施栓された孔１５の全てから除去されなければならない。これを行うのに最も早い方法は、図５Ｂに示す通り、プレフォーム１の端部を単に切断することである。これによって、栓１２を全て施栓された孔１５から打ち抜くという単調で時間のかかる作業が回避される。完成したプレフォーム６０を、光ファイバーへと線引きし、この場合には、フォトニックバンドギャップファイバーとなる。
【００２６】
図６Ａおよび６Ｂに、本発明の方法を用いて、プレフォームが非常に大きな孔を有するときに、同直径を有する孔へと全ての孔５のサイズをどのようにして合わせるか示す。これは、１つの大きな孔１５を施栓し、残りの孔１６を施栓されていないままとすることによりなされる。エッチング剤１９を、前述した方法で、施栓されていない孔１６に通して、非常に大きな孔１５と同直径の孔５７（図６Ｂに図示）を生成する。次に、１つの施栓孔１５の栓を、前述した通り、プロングツール１３を用いて打ち抜く。
【００２７】
図７Ａおよび７Ｂに、本発明の方法を用いて、比較的複雑な微細構造６３を有するプレフォームを、１つの微細構造６２からどのように生成するかを示す。このとき、他の孔１５はそれぞれ施栓され、他の孔１６はそれぞれ施栓されていないままとする。エッチング剤１９を、前述した方法で施栓されていない孔１６に通して、他の孔６４が、それぞれ施栓された孔１５より大きな直径を有する微細構造６３を生成する。施栓された孔を、前述した方法でプレフォームから除去する。
【００２８】
最後に、図８に、本発明の方法により作製されたフォトニックバンドギャップファイバー７０を示す。光ネットワークのトランスミッタ７２からレシーバ７４まで光信号が送信される。
【００２９】
本発明を、数多くの具体的な実施形態について記載してきたが、本発明の多くの変形、修正および追加は、当業者には明白であろう。例えば、シーラントを、選択しなかった孔にのみ配置し、エッチングする孔にはシーラントを入れなくてもよい。これは、エッチングする隣接した選択した孔が僅かしかないとき、隣接した孔を、シーラントの流入に対して、小片のシート材料により「マスキング」し、図２Ｄに示すシーラント施栓工程の最後にシート材料の片を除去して、図３Ａに示す孔の穿孔工程の必要性を排除ことにより行われる。本方法のかかる変形は、プレフォームの孔径が２００マイクロメートル超であることにより、さらにプレフォームの孔径が５００マイクロメートル超であることにより可能となる。さらに、３つ以上の異なる寸法を有する孔を備えた微細構造を形成するために、選択施栓工程およびエッチング工程を、プレフォームで繰り返してもよい。かかる変形、修正および追加は全て、本発明に含まれるものとし、添付の請求項およびその等価物にのみ限定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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