(57)【要約】少なくとも１つのハロゲン分子及び少なくとも１つの還元剤を含む乾燥剤が用いられる、スートプリフォーム乾燥方法。還元剤は、ハロゲン分子と水との反応、あるいはハロゲン分子とプリフォーム内の不純物との反応の副生成物である酸素と反応するであろう化合物を含むことが好ましい。方法は、スートプリフォームを炉に入れる工程、ハロゲン分子及び還元剤を含む乾燥剤で炉を満たす工程、及び炉に熱を与える工程を含む。好ましい乾燥剤と還元剤の組合せは、Ｃｌ２＋ＣＯまたはＣｌ２＋ＣＯ／ＣＯ２である。光ファイバ及びフォトマスク基板をプリフォームから作成することができる。
2004509829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スートプリフォームの乾燥方法において：
前記スートプリフォームを炉の中に配置する工程；
少なくとも１つのハロゲン分子及び少なくとも１つの還元剤を含む乾燥剤で前記炉を満たす工程；及び
前記炉を加熱する工程；
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記還元剤が、以下の化学方程式：
ａＭｘＯｙ ＋ ｂＸ２ → ｃＭｉＸｊ ＋ ｄＯ２
の副生成物である酸素と優先的に反応するであろう化合物を含み；
ここで、“ａ”は還元したい化合物の化学量論係数；Ｍは金属、水素、またはアルカリ金属；“ｂ”はハロゲン分子Ｘ２の化学量論係数；“ｃ”は前記ハロゲン分子Ｘ２のハロゲン元素Ｘと前記Ｍの反応の反応生成物の化学量論係数；“ｄ”は反応副生成物である酸素の化学量論係数；ｘ，ｙ，ｉ及びｊは０より大きい；
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記還元剤が一般式Ｉ，ＩＩ，またはＩＩＩ：
（Ｉ） 　Ｒ；
（ＩＩ） 　ＲＯ；または
（ＩＩＩ）　ＳＯ２
からなり；
ここでＲはＣ及びＰからなる群から選ばれる元素である；
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記乾燥剤が、ＣＯＸｎ，ＳＯ２Ｘｎ，ＰＸｎ，ＰＯＸｎ，及びこれらの混合物からなる群から選ばれる化合物であり；
ここで、Ｘは、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，及びこれらの混合物からなる群から選ばれるハロゲン元素であり、ｎは１〜５の範囲の整数である；
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記還元剤が、Ｃ，Ｐ，ＣＯ，ＣＯ／ＣＯ２，及びこれらの混合物からなる群から選ばれる還元剤であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記スートプリフォームがドーパントを含有し、前記還元剤と前記副生成物酸素との間の反応が前記ドーパントと前記還元剤との間の反応より負の−Ｇ緩和（緩和自由エネルギー）を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記乾燥剤が、Ｃｌ２＋ＣＯ，Ｃｌ２＋ＣＯ／ＣＯ２，またはこれらの混合物からなる群から選ばれる乾燥剤であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ハロゲン分子が塩素ガス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】
前記還元剤がＣＯを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法にしたがって作成されたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１１】
前記光ファイバが約１３００ｎｍから約１５５０ｎｍの間の動作波長において約０．２１ｄＢ／ｋｍより低い減衰をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
前記減衰が約０．１９５ｄＢ／ｋｍないしこれより低いことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法にしたがって作成されたことを特徴とするフォトマスクガラス。
【請求項１４】
前記還元剤がＣＯ／ＣＯ２を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
プリフォームの処理方法において：
コアケーンの外表面上にスートを堆積し、よってオーバークラッドコアケーンを形成する工程；
前記オーバークラッドコアケーンを炉の中に配置する工程；
少なくとも１つのハロゲン分子及び少なくとも１つの還元剤を含む混合気で前記炉を満たす工程；及び
前記炉を加熱する工程；
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記還元剤が、以下の化学方程式：
ａＭｘＯｙ ＋ ｂＸ２ → ｃＭｉＸｊ ＋ ｄＯ２
の副生成物である酸素と優先的に反応するであろう化合物を含み；
ここで、“ａ”は還元したい化合物の化学量論係数；Ｍは金属、水素、またはアルカリ金属；“ｂ”はハロゲン分子Ｘ２の化学量論係数；“ｃ”は前記ハロゲン分子Ｘ２のハロゲン元素Ｘと前記Ｍの反応の反応生成物の化学量論係数；“ｄ”は反応副生成物である酸素の化学量論係数；ｘ，ｙ，ｉ及びｊは０より大きい；
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は全般的にはスートプリフォームの製造に関し、特にスートプリフォーム用乾燥剤及びスートプリフォームを乾燥するための方法に関する。
【０００２】
２．技術的背景
光ファイバ（以降“ファイバ”と称する）及びスートプリフォームから作成することができるその他の製品の製造においては、プリフォームが多量の不純物を有していると最終製品に様々な欠陥が生じ得る。例えば、水の含有量が過度に多いファイバでは減衰が大きくなるであろう。さらに、Ｈ，Ｏ，ＯＨまたはこれらの組合せのようなその他の元素または分子が存在すれば、最終製品内での水の形成がおこり、この結果、減衰の大きいファイバが生じ得る。
【０００３】
水または水を生じる元素をプリフォームから除去するための作業において、プリフォームが乾燥される。従来、プリフォームは、固結の前に乾燥炉に入れられる。塩素ガス（Ｃｌ２）をほぼ２％含むヘリウムガス流で炉が満たされる。炉は、最長で約２時間にわたり、ほぼ１０００℃の温度に加熱される。以下の反応：
Ｈ２Ｏ ＋ Ｃｌ２ → ２ＨＣｌ ＋ １／２Ｏ２
にしたがって、塩素が水分子中の水素と反応して塩酸を形成し、酸素が副生成物として形成される。次いでプリフォームが固結され、光ファイバに線引きされるかまたは別の製品につくられる。
【０００４】
塩素ガスへの曝露は、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化チタン等のような金属酸化物不純物をスートプリフォームから除去する点でも有益である。塩素は以下の反応：
ＺｒＯ２ ＋ ２Ｃｌ２ → ＺｒＣｌ４ ＋ Ｏ２
にしたがって、金属酸化物分子中の金属と反応して金属塩化物を形成し、酸素が副生成物として形成される。次いでプリフォームが固結され、光ファイバに線引きされる。
【０００５】
発明の概要
本発明の一実施形態は、スートプリフォーム乾燥剤である。乾燥剤は少なくとも１つのハロゲン分子及び少なくとも１つの還元剤を含む。還元剤は、ハロゲン分子と水との反応またはハロゲン分子とプリフォーム内の別の不純物との反応の副生成物である酸素と反応するであろう化合物または元素を含むことが好ましい。
【０００６】
別の実施形態において、本発明はスートプリフォームの乾燥方法を含む。本方法はスートプリフォームを炉に入れる工程を含む。炉は、ハロゲン分子及び還元剤を含む乾燥剤で満たされる。次いで、熱が炉に与えられる。
【０００７】
本発明の実施により、水または不純物とハロゲン分子との化学反応平衡を調節して、ハロゲン分子だけの乾燥剤の場合よりも多くの、水または不純物をスートプリフォームから除去するという利点が得られるであろう。本発明の実施の別の利点は、本発明の乾燥剤は、プリフォームの従来の塩素処理よりも広い温度範囲にわたってスートプリフォームを処理するために用い得ることである。これらの利点は、光ファイバを線引きするかまたは別の製品を製造するための、より乾燥したプリフォームの作成に対応するであろう。
【０００８】
本発明の実施のさらなる利点は、水、水素、酸素、ヒドロキシル基、金属酸化物及びアルカリ金属酸化物のような不純物がスートプリフォームから除去されることである。スートプリフォームからの不純物の除去により、不純物の存在が原因で生じるファイバ破損が排除されるであろう。ファイバ破損が少なくなるだけでなく、より乾燥したプリフォームからファイバが線引きされることになろう。より乾燥したプリフォームからファイバを線引きすることにより、減衰が低減された光ファイバが得られるであろう。
【０００９】
本発明の実施のさらに別の利点は、本発明の乾燥剤と還元されるべき化合物との間の反応のいかなる量の残留反応生成物も、線引きされたファイバ製品内で化学的にも光学的にも不活性な安定化合物となることである。さらに、本発明は、多成分ファイバ組成、例えばＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３を含むファイバ組成を乾燥するために用い得るという利点を有する。
【００１０】
本発明は、改善された１５７ｎｍ用フォトマスク板の作成に対して優れた適性を有する。強化された乾燥法をスートプリフォームから水及び不純物を除去するために用いることができ、このスートプリフォームを、フォトマスク板の製造に用いることができる。得られるフォトマスク板は低レベルの水含有量及び低レベルの金属含有量を示すであろう。
【００１１】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者には説明から容易に明らかであろうし、あるいは、添付図面とともに特許請求の範囲をともなう、詳細な説明を含む本明細書に説明されるように本発明を実施することにより容易に認められるであろう。
【００１２】
上述の一般的説明及び以下の詳細な説明はいずれも本発明の例示に過ぎず、特許請求される本発明の本質及び特徴を理解するための概観または枠組の提供を目的としていることは当然である。添付図面は本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本発明の様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。
【００１３】
発明の詳細な説明
それらの例が添付図面に示される、本発明の現在好ましい実施形態をここで詳細に参照する。可能であればどこでも、同じまたは同様の要素を参照するために同じ参照数字を全図面で用いる。本発明のスートプリフォーム乾燥方法及び乾燥剤の例示的実施形態が図１に示され、全体として参照数字１０で示される。
【００１４】
本発明にしたがえば、本発明のスートプリフォーム乾燥剤は少なくとも１つのハロゲン分子及び還元剤を含む。還元剤は、水または他の不純物と反応して水または他の不純物よりも安定な１つまた複数の化合物を形成するであろう、化合物または化合物の組合せであることが好ましい。本発明は上記の定義に限定されない。還元剤は、化学反応：
ａＭｘＯｙ ＋ ｂＸ２ → ｃＭｉＸｊ ＋ ｄＯ２
の副生成物である酸素と優先的に反応するであろう化合物を含むことが好ましい。係数“ａ”は還元したい化合物ＭｘＯｙの化学量論係数である。記号“Ｍ”は、金属、水素またはアルカリ金属を示すために用いられる。スートプリフォーム中に不純物として見られるであろう代表的な金属には、鉄、クロム、ジルコニウム、ニッケル及びチタンがあるが、これらには限定されない。アルカリ金属には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、及びセシウムがある。ハロゲン分子が金属またはアルカリ金属と反応する場合には、乾燥剤は剥離剤または清浄剤としても知られる。係数“ｂ”はハロゲン分子“Ｘ２”の化学量論係数である。乾燥剤の一部となり得る好ましいハロゲン分子には、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス及びヨウ素ガスがある。係数“ｃ”はハロゲン元素“Ｘ”と“Ｍ”との反応の反応生成物の化学量論係数である。係数“ｄ”は反応の副生成物である酸素の化学量論係数である。文字ｘ，ｙ，ｉ及びｊは約ゼロより大きい。還元剤はハロゲン分子ではないことも好ましい。Ｍが金属である場合、乾燥剤は剥離剤とも称される。
【００１５】
乾燥剤の一実施形態において、ハロゲン元素は還元剤と化合して単一の化合物を形成することができる。必要に応じて、乾燥剤は、１つの化合物はハロゲン元素を含み、第２の化合物は還元剤を含む、少なくとも２つの個別の化合物の混合物からなることができる。乾燥剤が２つまたはそれより多くの化合物からなる場合には、乾燥剤が、先に述べたように、ハロゲン元素ＸをＸ２の形態で含むことが好ましい。二化合物乾燥剤の別の適する実施形態は、少なくとも１つのハロゲン元素を含有する化合物及び乾燥剤含有化合物を含む。適するハロゲン元素含有化合物の例はＣＯＣｌ２である。必要に応じて、乾燥剤は少なくとも１つの不活性ガス、例えばＨｅ，ＡｒまたはＮ２を含むこともできる。
【００１６】
還元剤は以下の一般式Ｉ，ＩＩまたはＩＩＩ：
（Ｉ）　 Ｒ；
（ＩＩ）　 ＲＯ；または
（ＩＩＩ）　ＳＯ２；
の内の１つを含む化合物である。“Ｒ”はＣ及びＰからなる群から選ばれる元素である。
【００１７】
好ましい還元剤には、ＣＯ，ＣＯＸｎ，ＳＯ２Ｘｎ，ＰＸｎ及びＰＯＸｎからなる群から選ばれる化合物がある。“Ｘ”はＦ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉまたはこれらの混合物からなる群から選ばれるハロゲン元素である。記号“ｎ”は、１〜５の範囲の整数である。より好ましい還元剤は混合気Ｃｌ２＋ＣＯ，Ｃｌ２＋ＣＯ／ＣＯ２、またはこれらの混合気である。Ｃｌ２，ＣＯ及びＣＯ／ＣＯ２ガスは米国ペンシルバニア州ラドナー（Ｒａｄｎｏｒ）のエアガス（Ａｉｒｇａｓ）社から入手できる。ＣＯ／ＣＯ２は一酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ２）の混合気である。ＣＯ／ＣＯ２の場合には、ＣＯ２の存在量はリネゲードＯ２の存在量より多いことが好ましい。リネゲードＯ２は、乾燥剤ガスまたは不活性ガス中に微量材料として含有されるＯ２，リークにより炉内に入るＯ２、及び炉内環境条件に存在するＯ２の総和である。好ましい実施形態において、ＣＯ２に対するＣＯのモル比は少なくとも約１００：１である。
【００１８】
本発明の一実施形態において、スートは少なくとも１つのドーパントを含有することができる。好ましいドーパントには、屈折率上昇ドーパント、例えばゲルマニウムまたはチタン、あるいは屈折率降下ドーパント、例えばフッ素またはホウ素がある。本発明は上述した４つの有効なドーパントに限定されない。ドーパントは還元剤と酸素との生成物より安定であることが好ましい。例えば、ドーパントがＧｅＯ２であり、還元剤がＣＯ２であれば、反応：
ＧｅＯ２（固） ＋ ＣＯ ←→ ＧｅＯ（固） ＋ ＣＯ２
の平衡が正の−Ｇ緩和（緩和自由エネルギー）を有することが好ましい。または、還元剤と酸素との間の反応が、ドーパントと還元剤との間の反応の−Ｇ緩和より負の−Ｇ緩和を有するべきである。
【００１９】
化学反応速度を比較すれば、ドーパントと乾燥剤との間の反応の反応速度が、乾燥剤と還元したい化合物との間の反応速度より遅いことが望ましい。したがって乾燥剤は、ドーパントではなく、還元したい化合物と優先的に反応することが望ましい。
【００２０】
スートがドーパントを含有する場合には、プリフォームを乾燥するために用いられる乾燥剤の量が制御されることが好ましい。過剰な乾燥剤はプリフォームの酸化ドーパント化合物と、先に述べたＣＯとＧｅＯ２との反応のように、反応することができる。ドーパントと乾燥剤との間の反応は好ましくない。乾燥剤は、ドーパントと乾燥剤との間の反応を促進しない態様で、製造に導入されることが好ましい。
【００２１】
乾燥剤は、１モル毎のハロゲン分子に対して、約１モルまでの還元剤を含むことが好ましい。乾燥剤は、いかなるモル分量のハロゲン分子に対しても、約１モルよりも少ない還元剤を含むことがさらに好ましい。
【００２２】
本明細書に具現化され、図１に示されるように、本発明はスートプリフォーム１２の乾燥方法を含む。スートプリフォーム１２はスート体から既知のいずれかの技法により形成することができる。これらの技法には、外付けＣＶＤ（ＯＶＤ）法、軸付けＣＶＤ（ＶＡＤ）法、内付けＣＶＤ（ＭＣＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）法、または、ゾル−ゲル法のような、その他のいずれかの既知の技法があるが、これらには限定されない。
【００２３】
プリフォーム１２はコア１４及びクラッド１６を有する。必要に応じて、プリフォーム１２はニアクラッド（図示せず）を有することができる。コア１４は一般にドープトシリカからなる。コア１４には、コア１４の屈折率を高めるために、ゲルマニウムがドープされることが好ましい。必要に応じて、コア１４はフッ素のような第２のドーパントを含有することもでき、環状フッ素ドープ領域を有することがさらに好ましい。コア１４は中心内腔１８を有する。クラッド１６はコア１４のまわりに配される。クラッド１６は一般にシリカである。クラッド１６はコア１４の屈折率より低い屈折率を有するであろう。本発明は、上述したコア１４及びクラッド１６構成材料に限定されない。
【００２４】
図１に示されるプリフォーム１２は、プリフォームを延伸してコアケーンにし得ることを意味する、コアケーンプリフォームである。本発明はコアケーンプリフォームに限定されず、本発明はスートクラッドコアケーンからなるプリフォームに実施することもできる。スートクラッドコアケーンは、オーバークラッドプリフォームまたはオーバークラッドコアケーンとしても知られる。
【００２５】
プリフォーム１２は、標準的な玉継手ハンドル２２に融着されるハンドル２０を有することが好ましい。毛管２６を必要に応じて備えるプラグ２４が、ハンドル２０に対向するコア１４の末端に配される。
【００２６】
プリフォーム１２は炉３０内に釣り下げられる。炉３０は矢印３２の向きに流れるガスで満たされる。ガスは乾燥剤を含む。乾燥剤はハロゲン分子及び還元剤を含むガスである。ガスは、ヘリウム、窒素、アルゴンまたはこれらの混合気のような不活性材料を含むことが好ましい。本発明は上掲の不活性材料だけに限定されない。ハロゲン元素は、純粋な形態で、または化合物の要素として、乾燥剤内に存在することができる。しかし、ハロゲン元素が化合物の形態で存在する場合は、ハロゲン元素と水または不純物との間の反応が有利でなければならない。同様に、還元剤は、純粋な形態で、またはハロゲン元素と同じことが要請される化合物の要素として、乾燥剤内に存在することができる。例えば、ハロゲン元素は塩酸または四塩化ゲルマニウムの形態で存在することができる。四塩化ゲルマニウムの水との反応は有利な反応であるが、一方、塩酸と水との反応は有利な反応ではない：
ＧｅＣｌ４ ＋ ２Ｈ２Ｏ → ４ＨＣｌ ＋ ＧｅＯ２
ＨＣｌ ＋ Ｈ２Ｏ → ＨＣｌ ＋ Ｈ２Ｏ
有利な反応とは負の−Ｇ緩和を有する反応であり、あるいは、反応が競合する場合には、−Ｇ緩和がより負の反応が有利な反応である。
【００２７】
プリフォーム１２の乾燥作業の間またはプリフォーム１２の固結の間、ガスで炉３０を満たすことができる。炉３０が乾燥段階中に満たされる場合には、プリフォーム１２が炉３０内で約１０００℃から約１２００℃の乾燥温度に加熱される。プリフォーム１２は、約１１００℃から約１２００℃に加熱されることが好ましい。プリフォーム１２は、約１時間から約４時間にわたり乾燥温度に維持される。炉３０は約４時間にわたり乾燥温度に維持されることが好ましい。本発明の実施により、ファイバを線引きすることができる、より乾燥したプリフォーム（別名：ブランク）が得られるであろう。プリフォームから水を除去するための特定の温度の選択においては、気相−固相反応速度は緩慢であるが、気相−気相反応速度（すなわち乾燥反応）は高速である温度が選ばれることが好ましい。
【００２８】
乾燥プロセスの間、ハロゲン元素は単体水素あるいは水分子またはヒドロキシル分子に含まれる水素と反応するであろう。ハロゲン元素は、スート内に存在する金属酸化物の金属イオンまたはスート内に存在するアルカリ金属酸化物のアルカリ金属イオンとも反応できる。還元剤はハロゲン元素との反応の副生成物である酸素と反応するであろう。還元剤と副生成物の酸素との間の反応は、望まれる通りに、ハロゲン元素がより多くの水素イオン、金属イオンまたはアルカリ金属イオンと反応するように、ハロゲン化反応の化学平衡をシフトさせるであろう。したがって、従来の乾燥法より多くの水またはその他の不純物が反応してスートプリフォームから除去される。この化学平衡シフトは、ハロゲン元素と還元されるべき化合物との間の反応における酸素分圧の減少として言い表すこともできる。
【００２９】
上述の乾燥剤の使用は１０００℃より高い温度に限定されない。乾燥剤は１０００℃より低い温度で使用することができる。本発明の乾燥剤は、好ましくは７００℃以下の、約２００℃という低温でも、プリフォームから不純物を除去するために用いることができる。最低乾燥温度の選択において吟味されなければならない要因の１つは、プロセス時間である。一般に乾燥温度が低くなるほど、乾燥プロセスに必要な時間は長くなる。温度に関してはさらに、本発明の乾燥剤は、約１６００℃より高い温度で焼結されるようなガラス組成に対して、約１６００℃より高い温度でプリフォームを乾燥するために用いることができる。
【００３０】
より低温で乾燥することには潜在的な利点がある。一例は、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）がドープされたシリカ（ＳｉＯ２）の乾燥である。高温で乾燥すると、少なくとも高温ではゲルマニウム（Ｇｅ）がハロゲン元素と反応して揮発することができるという理由のために、ドーパントのかなりの喪失が生じ得る。本発明にしたがえば、低温になるほどＧｅとハロゲン元素との気相−固相反応が緩慢になる。したがって、Ｇｅが揮発する可能性が低められる。
【００３１】
プリフォーム１２の乾燥後、必要に応じて中心内腔１８が閉じられ、プリフォームが固結される。内腔１８を閉じるための技法の１つは、中心内腔１８を真空にすることである。プリフォーム１２を固結するため、乾燥剤が炉３０から排出され、炉３０が約１４００℃から約１６００℃の温度に加熱される。固結はヘリウムのような不活性雰囲気内で行われることが好ましい。プリフォーム１２が固結するに適する時間は約１時間から６時間である。好ましい実施形態において、固結時間は４時間から６時間である。しかし、固結時間は、固結温度、プリフォームの大きさ及び密度、並びにプリフォームの化学組成に依存して変わり得る。固結は乾燥と同じ炉内または別の炉内で行うことができる。
【００３２】
実施形態が参照数字４０で示される、図２に示されるように、固結プリフォーム４２をファイバ４４に線引きすることができる。固結プリフォーム４２は、約１８００℃ないしこれより高い温度に加熱され、ファイバに線引きされる。固結プリフォーム４２は、プリフォーム４２をファイバに線引きする線引き炉に移されることが好ましい。固結炉の出口にマッフル４６が配されることが好ましい。ファイバ４４はトラクター５０により引っ張られて、スプール５２上に収納される。トラクター５０は矢印５４の向きに回転する。スプール５２は軸Ａのまわりを矢印５６の向きに回転する。一般的な線引き速度は２０ｍ／秒ないしそれ以上である。
【００３３】
別の実施形態において、乾燥は固結中に行うことができる。本実施形態では、炉３０は乾燥ガスで満たされて、上述の固結温度範囲に加熱される。
【００３４】
本発明の別の実施形態は、コアケーン上にスートを堆積させる工程を含む。コアケーン上に堆積されるスートは、好ましくは、コアケーンのコア領域の屈折率以下の屈折率を有するべきである。スートの屈折率はコアケーンのコア領域の屈折率より低いことが好ましい。コアケーン上に堆積される好ましい材料の例は、シリカ（ＳｉＯ２）である。屈折率上昇ドーパントまたは屈折率下降ドーパントをシリカにドープすることができる。スート被覆コアケーンはオーバークラッドコアケーンまたはオーバークラッドプリフォームと称されることもある。
【００３５】
オーバークラッドプリフォーム６２が、実施形態が全体として参照数字６０で示される、図３に示される。オーバークラッドプリフォーム６２は、コアケーン６４及びスート６６からなる。プリフォーム６２は、炉３０内で、約７００℃から約１６００℃の温度で約１時間から約６時間にわたり、上述した雰囲気３２にさらされる。
【００３６】
線引きブランクは焼結前に混合気にさらされることが好ましい。好ましい反応パラメータの組合せの１つに、約１０重量％までのＣＯ及び約１０重量％までのＣｌ２を含む混合気がある。線引きブランクは、炉内に入れて光ファイバに線引きすることができるプリフォームを記述することを目的として本明細書で用いられる。炉は、好ましくは約９００℃から約１２００℃の間の温度、さらに好ましくは約１１２５℃の温度に加熱される。線引きブランクは、好ましくは約１時間から約４時間にわたり、混合気で処理される。必要に応じて、混合気が炉から排出される。次いでオーバークラッドコアケーンが線引きブランクに焼結される。線引きブランクは、線引き炉に移されて、光ファイバに線引きされることが好ましい。
【００３７】
本発明は線引きされたファイバへの熱老化の効果も最小限に抑えるであろう。固結中の炉内の過剰な酸素（Ｏ２）の存在は、ＧｅＯ２ドープＳｉＯ２ファイバの熱老化に寄与する。本発明の実施により、プリフォーム内、したがって固結ガラス内の酸素量が低減されるであろう。これは、少なくとも、乾燥反応中に形成される副生成物のＯ２と乾燥ガスが乾燥プロセス中に反応して光学的及び化学的に不活性な化合物を形成するであろうという理由のためである。したがって、固結中のＯ２の存在量が少なくなることで、線引きされたファイバは改善された熱老化を示すであろう。
【００３８】
本発明にしたがって作成された光ファイバは、線引き後、低損失ファイバとなることができる。ファイバは約１３００ｎｍから約１３２０ｎｍの間の与えられた動作波長、好ましくは約１３１０ｎｍにおいて、約０．３４ｄＢ／ｋｍより低い減衰を有することができる。ファイバは約１３００ｎｍから約１６００ｎｍの間の動作波長、特に約１５５０ｎｍの波長において、約０．２１ｄＢ／ｋｍより低い減衰を有することが好ましい。ファイバは、０．１９５ｄＢ／ｋｍないしこれより低い減衰を有することがさらに好ましい。
【００３９】
ファイバは水ピークにおいて改善された減衰も有する。ファイバは、約１３７５ｎｍから約１３９０ｎｍの間の与えられた波長において、約０．４より低い実証された減衰を有する。さらに好ましくは、ファイバは約０．３５より低い実証された減衰を有する。
【００４０】
本発明は光ファイバ用プリフォームの作成に限定されない。本発明はフォトマスクプリフォーム、特に、１９３ｎｍないしこれより短い真空紫外光波長、好ましくは１５７ｎｍ領域の波長を利用できるフォトマスクの製造にも優れた適性を有する。
【００４１】
光ファイバと同様に、フォトマスク基板はスートプリフォームから作成することができる。フォトマスクプリフォームと光ファイバプリフォームとの間の差異は、フォトマスクプリフォームがチューブであることである。フォトマスクプリフォームは既に述べた化学的気相成長（ＣＶＤ）法のいずれかにより形成することができる。フォトマスクプリフォームは、光ファイバプリフォームと同様の態様でさらに乾燥され、固結される。フォトマスクガラス及びそのようなガラスの作成に関する背景情報を補足するため、許可済の、１９９９年９月１６日に出願された米国特許出願第０９／３９７，５７７号、１９９９年９月１６日に出願された米国特許出願第０９／３９７，５７３号、及び１９９９年９月１６日に出願された米国特許出願第０９／３９７，５７２号の明細書の全体が、本明細書に参照として含まれる。
【００４２】
フォトマスクプリフォームの場合は、固結前にプリフォームから水及びその他のいかなる金属不純物も除去することが有利である。本発明の乾燥剤の使用は、フォトマスクプリフォームの乾燥を改善するための技法である。光ファイバプリフォームと同様に、フォトマスクプリフォームは本発明の乾燥剤の雰囲気において、好ましくは約７００℃と約１４００℃より低温との間、さらに好ましくは約１０００℃と１２００℃との間の温度で炉内乾燥される。プリフォームは、乾燥行程中、最長でほぼ４時間、好ましくは１時間から３時間にわたり加熱される。乾燥済フォトマスクプリフォームは、約１４００℃から約１６００℃、好ましくは１４００℃から１５００℃の温度で、緻密なガラスチューブに固結される。プリフォームは１時間から６時間、好ましくは４時間から６時間にわたり加熱される。固結中に、フッ素をプリフォームにドープすることができる。固結プリフォームはフォトマスク基板の形にされる。固結プリフォームをフォトマスク基板の形にするプロセスは、許可された、米国特許出願第０９／３９７，５５５号及び第０９／３９７，５７２号の明細書に開示され、これらの明細書は本明細書に参照として含まれる。
【００４３】
実施例
本発明の例示を目的とする以下の実施例により、本発明をさらに説明する。
【００４４】
本実施例では、ハロゲン分子及び２００ｐｐｍのＣＯを含む雰囲気内で乾燥したプリフォームから線引きしたファイバが示す減衰を、ＣＯを含まない雰囲気内で乾燥したプリフォームから線引きしたファイバが示す減衰と比較した。２つのプリフォームは１０５０℃の温度で乾燥した。乾燥時間は４時間とした。試験用に光ファイバをプリフォームから線引きした。線引きしたファイバは、米国ニューヨーク州コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）のコーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ， Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から入手できる、ＳＭＦ−２８である。
【００４５】
ＣＯを含有する雰囲気内で乾燥したプリフォームから線引きしたファイバは、ほぼ２０％の、減衰の相当な低下を示した。試験結果を図４及び５に示す。１３１０ｎｍの波長において試験ファイバは約０．３５ｄＢ／ｋｍないしこれより低い減衰を示した。対照ファイバは１３１０ｎｍの波長において約０．４２ｄＢ／ｋｍないしこれより高い減衰を示した。１５５０ｎｍの波長において試験ファイバは約０．２１ｄＢ／ｋｍより低く，好ましくも約０．１９５ｄＢ／ｋｍより低い減衰を示した。対照ファイバは１５５０ｎｍの波長で０．２１５ｄＢ／ｋｍより高い減衰を示した。
【００４６】
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなされる得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が特許請求項及びそれらの等価物の範囲に入れば、本発明はそれらの改変及び変形を包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にしたがう炉内のプリフォームの断面の略図である
【図２】
光ファイバに線引きされている固結プリフォームの断面の一部の略図である
【図３】
本発明にしたがう炉内のスート被覆コアケーンの断面の一部の略図である
【図４】
本発明にしたがって作成されたファイバ及び対照ファイバにより示される、１３１０ｎｍの波長における減衰対線引き張力のグラフである
【図５】
本発明にしたがって作成されたファイバ及び対照ファイバにより示される、１５５０ｎｍの波長における減衰対線引き張力のグラフである
【符号の説明】
１２　　スートプリフォーム
１４　　コア
１６　　クラッド
３０　　炉
４２　　固結プリフォーム
４４　　ファイバ
【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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