(57)【要約】低い減衰を有する光ファイバが提供される。ファイバは、仮想温度を低下させる条件下で製造される。処理は、ファイバを、延長した時間、ガラス転移温度（Ｔｇ）、または、それに近い温度に維持する工程を含む。シリカ系ファイバについては、好適な温度は、１０００℃と１７００℃の間の温度である。連続したファイバ製造工程において、１０００℃と１７００℃の間の温度に維持された処理領域を通るファイバの経路長を増加させることによって、滞留時間を延長しうる。増加された経路長は、処理領域に１つ以上の流体担持装置を含めることによって実現される。処理領域での滞留時間が延長することにより、より完全にガラスファイバを構造緩和させ、平衡状態に、さらに近づくことを可能にする。ガラス構造が緩和するにつれて、仮想温度が低くなり、低い減衰を有するファイバを提供する。
2018503580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの処理方法において、
３０ｍ／秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、１０００℃と１７００℃の間に、少なくとも０．５秒間、維持する工程
を含む、光ファイバの処理方法。
【請求項２】
前記光ファイバの温度が、１１００℃と１５００℃の間に、前記時間、維持される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記時間が、少なくとも２．０秒である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記光ファイバの処理が、前記光ファイバを、前記時間の第１の時間区間には第１の方向に、該時間の第２の時間区間には第２の方向に、搬送する工程を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記光ファイバを線引きする工程をさらに含み、前記線引きする工程が、ファイバプリフォームを加熱する工程を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法によって製造された、光ファイバ。
【請求項７】
１５５０ｎｍにおいて０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および、１４５０℃未満の仮想温度を有する、請求項６記載の光ファイバ。
【請求項８】
光ファイバを処理するための装置において、
第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含む前記処理領域、
を有してなり、
前記第１のゾーンは、前記光ファイバを、前記第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、前記第１の流体担持装置は、前記第１の搬送方向から前記第２の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置。
【請求項９】
前記処理領域は、前記光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第２の温度に維持するように構成された第２のゾーンをさらに含み、前記第２のゾーンは、前記光ファイバを、前記第２の搬送方向から第３の搬送方向に方向転換させるように構成された第２の流体担持装置を含み、前記第２の流体担持装置は、前記第２の搬送方向から前記第３の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第１の流路を含み、第１の流体を、前記第１の流路に供給するものであり、前記第１の流体は、前記光ファイバと前記第１の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第１の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものであり、前記第１の流体が、前記第１の流路に、少なくとも１０００℃の温度で供給される、請求項８または９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１４年１２月２日出願の米国仮特許出願第６２／０８６，２８１号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、低い減衰を有する光ファイバに関する。さらに、本開示は、低い減衰を有する光ファイバを製作する為の方法およびシステムにも関するものである。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバの製造では、光学プリフォームが、ガラスの軟化点より非常に高い温度まで加熱され、次に、大きなドローダウン比で線引きされて、直径１２５μｍの光ファイバを形成する。高い線引き温度、大きなドローダウン比、および、速い線引き速度により、ガラスは、平衡状態から大きく外れて、結果的に高い仮想温度を有するファイバになる。高い仮想温度は、信号減衰の増加と相関関係があることが知られているので、高い仮想温度は、光信号を送信するために使用されるファイバには望ましくない。伝送ファイバ内での信号の減衰を低下させるには、ファイバ処理条件を変更して、低い仮想温度を有するファイバを製造するのが望ましい。仮想温度を低下させるために、ファイバをゆっくりと冷却して、ファイバを平衡状態に近い状態で安定させることに重点がおかれてきた。ファイバのガラス転移領域内の臨界温度領域で、ファイバを長い時間をかけて冷却することは、ファイバの仮想温度を低下させるための戦略の一つである。しかしながら、既存のファイバ処理システムにおいては、臨界領域内の温度でのファイバの滞留時間が、ガラス構造を大きく緩和させうるには短すぎる（＜０．２秒）ので、光ファイバ製造で用いられる線引き速度においてファイバの仮想温度を低下させうる度合いは限られている。滞留時間が短いので、ガラス構造は平衡状態から外れたままであり、仮想温度の小幅な低下が実現されるにすぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
低い仮想温度を有するファイバを製造しうる、ファイバ処理方法を開発することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、低い減衰を有する光ファイバを提供する。光ファイバは、ガラスファイバであり、より完全なガラスの構造緩和を促進する条件で処理される。構造緩和が完全になるほど、ファイバについて仮想温度が低下し、さらに、ファイバの減衰を低下させる。
【０００６】
本開示は、光ファイバの処理方法において、３０ｍ／秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、１０００℃と１７００℃の間に、少なくとも０．５秒間、維持する工程を含む光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【０００７】
本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、１４５０℃未満の仮想温度と、１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰とを有する光ファイバにも及ぶものである。
【０００８】
本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、１５５０ｎｍにおいて、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する光ファイバにも及ぶものである。
【０００９】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含む処理領域を有してなり、第１のゾーンは、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、第１の流体担持装置は、第１の搬送方向から第２の搬送方向への方向転換を、光ファイバに接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１０】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含むものである処理領域を備え、第１のゾーンは、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、第１の流体担持装置は、第１の搬送方向から第２の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバが、第２の搬送方向に沿って、１０００℃と１７００℃の間の第２の温度に維持され、第２の温度が、第１の温度と異なるものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１１】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含むものである処理領域を備え、第１のゾーンは、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、第１の流体担持装置は、第１の搬送方向から第２の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバが、第２の搬送方向に沿って、１０００℃と１７００℃の間の第２の温度に維持され、第２の温度が、第１の温度と異なり、光ファイバが、第１の温度と第２の温度で、合わせて０．５秒より長い時間、維持されものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１２】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含むものである処理領域と、光ファイバに直に接触せずに、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向へ方向転換させるように構成された加熱された流体担持装置であって、５００℃と１５００℃の間の温度を有するものである加熱された流体担持装置と、を有する光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１３】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含むものである処理領域を備え、第１のゾーンは、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、第１の流体担持装置は、第１の搬送方向から第２の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバは、第２の搬送方向に沿って、１０００℃と１７００℃に間の第２の温度に維持され、第１と第２の搬送方向に沿って、１０００℃と１７００℃の間の第１と第２の温度に維持される光ファイバの合計滞留時間が、０．５秒より長いものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１４】
本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第１の構成に配置された１つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第１の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第１の経路に沿って処理領域を通る工程と、１つ以上の流体担持装置を、第２の構成に再配置する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第２の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第１の経路から第２の経路への光ファイバの方向転換を実現するものである工程と、を有してなる光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００１５】
本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第１の構成に配置された１つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第１の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第１の経路に沿って、処理領域を通る工程と、１つ以上の流体担持装置を、第２の構成に再配置する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第２の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第１の経路から第２の経路への光ファイバの方向転換を実現するものである工程とを有し、光ファイバが、第１の経路、第２の経路、並びに、第１の経路および第２の経路の組合せのうちの１つに沿って、１０００℃と１７００℃の間の温度で、０．５秒より長い滞留時間を有するものである、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００１６】
本開示は、ファイバを処理するための装置において、１０００℃と１７００℃の間の温度に維持される処理領域であって、１つ以上の流体担持装置を含む処理領域を有してなり、１つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００１７】
本開示は、光ファイバの処理方法において、３０ｍ／秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、１０００℃と１５００℃の間に、少なくとも０．５秒間、維持する工程を含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００１８】
本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバをプリフォームから３０ｍ／秒より速い速度で線引きする工程と、線引きされた光ファイバの温度を、少なくとも０．５秒間、１０００℃と１７００℃の間で維持する工程とを含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００１９】
本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバをプリフォームから３０ｍ／秒より速い速度で線引きする工程と、線引きされた光ファイバの温度を、少なくとも０．５秒間、１０００℃と１５００℃の間で維持する工程とを含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００２０】
本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、光ファイバにも及ぶものである。いくつかの実施形態において、光ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、０．１５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、０．１４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。
【００２１】
本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、１４５０℃未満の仮想温度を有する光ファイバにも及ぶものである。いくつかの実施形態において、光ファイバは、１４００℃未満の仮想温度を有し、いくつかの他の実施形態において、光ファイバは、１３００℃未満の仮想温度を有する。
【００２２】
本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、１４５０℃未満の仮想温度と、１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、を有する光ファイバにも及ぶものである。
【００２３】
本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、１０００℃と１５００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含む処理領域を有してなり、第１のゾーンは、光ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、第１の流体担持装置は、第１の搬送方向から第２の搬送方向への方向転換を、光ファイバに接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００２４】
本開示は、ファイバを処理するための装置において、１０００℃と１５００℃の間の温度に維持される処理領域であって、１つ以上の流体担持装置を含む処理領域を有してなり、１つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。
【００２５】
本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第１の構成に配置された１つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第１の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第１の経路に沿って処理領域を通る工程と、１つ以上の流体担持装置を、第２の構成に再配置する工程であって、１つ以上の流体担持装置は、第２の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第１の経路から第２の経路への光ファイバの方向転換を実現すものである工程と、を有してなる光ファイバの処理方法にも及ぶものである。
【００２６】
更なる特徴および利点は、以下の詳細な記載で示され、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、または、添付の図面に加えて、本明細書および請求項に記載された実施形態を実施することにより理解されるであろう。
【００２７】
上記概略的な記載および以下の詳細な記載の両方が、単なる例示にすぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであると、理解されるべきである。
【００２８】
添付の図面は、更なる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は、本開示の選ばれた態様を示し、明細書と共に、本開示によって包含される方法、製品、および、組成物の原理および動作を説明する役割を果たす。図面に示された特徴は、本開示の選ばれた実施形態を示すものであり、必ずしも、適切な縮尺で描かれていない。
【００２９】
本明細書は、記載された開示の主題を詳細に示し、明確に請求する請求項で締めくくられているが、以下の記載が添付の図面と共に読まれた場合に、本明細書は、さらによく理解されると思われる。
【００３０】
図面に示された実施形態は、本来、例示的なものにすぎず、発明を実施するための形態または請求項の範囲を制限することを意図したものではない。全図面に亘って、同じまたは類似した物を指すには、可能な限り同じ参照番号が用いられる。 
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光ファイバを製造する為のシステムを示す。
【図２】光ファイバ製造システムで使用するための流体担持装置を示す。
【図３】流体担持装置の側面図を示す。
【図４】ファイバの冷却速度を管理する流体担持装置を有するファイバ処理システムの実施形態を示す。
【図５】加熱された処理領域内に置かれた流体担持装置を有するファイバ処理システムの実施形態を示す。
【図６ａ】流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
【図６ｂ】流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
【図６ｃ】流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
【図６ｄ】流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
【図６ｅ】流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
【図７】９００℃から１３００℃の範囲の一定温度で運転される炉を有する処理システムにおける、光ファイバの滞留時間（２秒まで）に対するシリカファイバの仮想温度の変化を示す。
【図８】９００℃から１３００℃の範囲の一定温度で運転される炉を有する処理システムにおける、光ファイバの滞留時間（１０秒まで）に対するシリカファイバの仮想温度の変化を示す。
【図９】異なる仮想温度を有するシリカファイバについて、波長の関数として減衰を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
ここで、本開示の例示的な実施形態を詳細に記載する。
【００３３】
本開示は、低い減衰を有する光ファイバを提供する。光ファイバは、ガラスファイバであり、より完全なガラス構造緩和を促進する条件下で処理される。構造緩和が完全になるほど、光ファイバの仮想温度が低くなり、ファイバの減衰を低下させる。
【００３４】
従来のファイバ処理では、ガラスプリフォームを軟化点より高い温度まで加熱し、次に、大きなドローダウン比でファイバを線引きして望ましい直径を有する光ファイバを形成することによって、ファイバが形成される。シリカガラスファイバについては、プリフォームの直径は、約１００から１２０ｍｍ程度以上としうるものであり、プリフォームから線引きされたガラスファイバは、典型的には、１２５μｍの直径を有する。シリカガラスファイバを製造するには、シリカガラスプリフォームが、２０００℃より高い温度まで加熱されて、次に、ファイバが、１０ｍ／秒以上の速度で線引きされる。高い線引き温度、大きなドローダウン比、および、速い線引き速度により、シリカガラスファイバのガラス構造は、平衡状態から外れる。理論によって拘束されることを望むわけではないが、シリカガラスの非平衡構造が、シリカガラスファイバにおける信号減衰の根本的な重要な理由だと思われる。したがって、光ファイバにおいて、処理条件を変更することによって、ガラス構造を安定させて平衡構造に近づけるほど、より低い減衰を実現しうると考えられる。
【００３５】
本開示の目的のために、仮想温度を、ガラス構造の指標として用いるものとする。高い仮想温度を有するガラスは、低い仮想温度を有するガラスより、さらに平衡状態から外れる。処理条件が、ガラスの仮想温度を低下させるものであるほど、さらに平衡状態に近づく構造を有する光ファイバを製造する。低い仮想温度を有する光ファイバは、低い減衰を示すことが期待される。
【００３６】
仮想温度は、ガラス構造が平衡状態の温度である。仮想温度は、例えば、Ｄ．Ｌ．ＫｉｍおよびＭ．Ｔｏｍｏｚａｗａ，“Ｆｉｃｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ，−Ｒｅｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ，２８６，（２００１）１３２−１３８に記載された方法を用いて、ＩＲ（赤外）線測定方法によって測定しうる。ここに記載されたように、仮想温度は、光ファイバの平均半径方向仮想温度である。
【００３７】
本開示に従って、ファイバが、冷却中にガラス転移領域内の温度に曝される時間を延長するという処理条件が、ファイバの構造緩和を促進し、ファイバの仮想温度を低下させることが示される。シリカガラス光ファイバについて、ガラス転移領域は、概して、１２００℃と１７００℃の間の範囲である。１０００℃と１２００℃の間の温度に対応する、ガラス転移領域よりも低い温度（サブＴｇ領域）で、ガラスの更なる緩和があるかもしれない。一実施形態において、冷却がガラスの構造緩和を促進して、低い仮想温度を有する光ファイバを提供する反応温度範囲は、１０００℃から１７００℃の範囲である。他の実施形態においては、反応温度範囲は、１０５０℃から１６００℃の範囲である。さらに他の実施形態においては、反応温度範囲は、１１００℃から１５００℃の範囲である。
【００３８】
概して、光ファイバは、空気中で線引きされる。ファイバが１０００℃より高い温度の場合、線引き工程の間、空気中の冷却速度は、概して、１２０００℃／秒を超え、その結果、１５５０℃より高いガラスの仮想温度、および、光ファイバの減衰の増加となる。線引き時に、光ファイバが、１２００℃と１７００℃の間の温度を、０．１秒未満か、場合によっては、０．２秒未満の間、経験するように、加熱された炉に曝されるものである、光ファイバの線引きを開示した従来例が報告されている。本明細書は、光ファイバが、１０００℃と１７００℃の間の温度で、いくつかの実施形態では、０．５秒より長い時間か、他の実施形態では、１秒より長い時間か、また、さらに他の実施形態では、２秒より長い時間、維持されるものである、光ファイバの線引き方法を開示する。本方法は、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の温度で、０．５秒より長い時間か、１秒より長い時間か、または、２秒より長い時間、維持しうる。
【００３９】
図１は、従来例による典型的な光ファイバ製造システムを示している。システム１０８は、炉１１２内に置かれたファイバプリフォーム１１０を含んでいる。ファイバプリフォーム１１０は、シリカガラスなどのガラスで構成されており、異なる組成の領域を含んでいてもよい。例えば、プリフォーム１１０は、それから線引きされるファイバに望ましいコアおよびクラッドの組成に対応する組成を有する、改質および非改質シリカガラスの領域を含んでいてもよい。ファイバプリフォーム１１０は、炉１１２内で加熱されて、そこから、ファイバ１１４が線引きされる。ファイバ１１４は、処理ゾーン１３０に入り、冷却され始める。ファイバ１１４は、処理ゾーン１３０から出て、一連の流体担持装置１１６を含む冷却領域１１８を通るように導かれる。流体担持装置１１６は、ファイバをさらに冷却し、ファイバを、被覆部１２０に導き、そこで、被覆が行われて、被覆されたファイバ１２１を提供する。被覆された光ファイバ１２１が、被覆部１２０から出た後、システム内で公知の様々な他の処理工程（不図示）を通ってもよい。光ファイバが、システム１０８を通って線引きされる時に、光ファイバに張力を与えるのに線引き機構１２８が使用される。
【００４０】
流体担持装置は、米国特許第７，９３７，９７１号の明細書に記載されており、その開示は、本明細書に参照により組み込まれる。次に、例示的な流体担持装置の構成および動作を、概略的に記載する。しかしながら、流体担持装置について、他の設計も可能であり、ここで開示される方法および装置によって達成しうる利点は、流体担持装置に関する特定の設計に限られたものではないと理解されるべきである。
【００４１】
図２および図３は、流体担持装置について、典型的な設計を示している。図２の流体担持装置２１６は、第１の板２３０と、第２の板２３２と、内側部材２３６と、第１および第２の板の少なくとも１つに少なくとも１つの開口部２３４とを含んでいる。第１の板２３０および第２の板２３２は、金属で作製しうるものであり、弓形外側表面２３８、２３９を、それぞれ含んでいる。流体が流体担持装置２１６を通るように、第１の板２３０と第２の板２３２を連結させるために、板２３０、２３２は、固定具（例えば、ボルト２４０）によって接続されている。各板２３０、２３２の弓形外側表面２３８、２３９は、概して、各板２３０、２３２の円周に沿っている。第１の板２３０および第２の板２３２は、内面２４２、２４４、および、外面２４３、２４５を、それぞれ有し、板２３０、２３２の内面２４２、２４４は、互いに位置合わせされている。窪み部２４７は、第１の板２３０または第２の板２３２のいずれかの内面２４２、２４４の周りに少なくとも部分的に延伸して、流体フローにプレナムを提供する。後述するように、他の実施形態では、窪み部は、ファイバ支持流路２５０に均一なフローを提供するように、様々な構成を含んでいてもよい。
【００４２】
図２に示された実施形態では、第１の板２３０と第２の板２３２の弓形外側表面２３８、２３９は、ほぼ位置合わせされて、第１の板２３０と第２の板２３２の両方の外側表面２３８、２３９の間に領域を形成するのが好ましい。この領域は、流体担持装置を回転させずに、この領域に沿って光ファイバが進めるように光ファイバを受け付けるように構成される。このファイバ支持流路２５０は、図３に示された（後述の）実施形態に、よりはっきりと示されている。少なくとも１つの開口部２３４が、第１の板２３０および第２の板２３２の少なくとも１つを貫通している。図２に示されたように、第１の板２３０および第２の板２３２の開口部２３４は、流体（例えば、空気、ヘリウム、若しくは、他の望ましい気体または液体）が、開口部２３４から流体担持装置２１６を通って、第１の板２３０と第２の板２３２の間に形成されたファイバ支持流路２５０に供給されるのを可能にする。さらに以下で十分に記載するように、流路２５０に供給された流体は、ファイバと流路２５０の表面との間に高圧領域を生成する。流体は、線引きを駆動する張力と組み合わさって、流路２５０内でファイバを安定させ、ファイバを流路２５０の表面より高く位置させて、ファイバの流体担持装置との物理的接触を防ぐように作用する。ここでは、流体担持装置を通った流体を、浮遊流体と称してもよい。浮遊流体は、気体または液体であってもよい。代表的な浮遊流体は、空気、Ｎ２、および、不活性ガスを含む。
【００４３】
さらに、流体担持装置２１６は、第１の板２３０と第２の板２３２の間に置かれた内側部材２３６を含んでいてもよい。内側部材２３６（例えば、シム２３７）は、浮遊流体が、特定のフロー方向を有するファイバ支持流路２５０から出るように、浮遊流体を、第１の板２３０と第２の板２３２の外側表面２３８、２３９の間の領域に導くのを助けるように構成されている。内側部材２３６は、第１の板２３０と第２の板２３２の間に置かれて、それらの間に空隙を提供する。必要に応じて、内側部材２３６は、非半径方向のフローを抑制することによって、流体フローをさらに制御する複数の指状突起（不図示）を、含みうる。さらに、内側部材２３６は、封止部として機能し、第１の板２３０と第２の板２３２を実質的に接触させる。さらに、内側部材は、光ファイバの出入りを容易にするように、切欠きも含んでいてもよい。
【００４４】
図３に示されたように、第１の板２３０と第２の板２３２の外側表面２３８、２３９の間に形成されたファイバ支持流路２５０は、テーパ状であってもよく、浮遊流体は、第１の板２３０と第２の板２３２の間から出る。しかしながら、他の実施形態では、ファイバ支持流路２５０は、例えば、平行または逆テーパ状の形状を含んでいてもよい。さらに、テーパ状のファイバ支持流路２５０内の開口部２６０は、どこに光ファイバ２１４が位置されるかに応じて可変である。採用された特定の線引き張力および線引き速度、並びに、開口部２６０を通る浮遊流体の流速について、１２５μｍという典型的な外径を有する光ファイバの場合には、光ファイバが、好ましくは、幅５００μｍ未満か、より好ましくは、幅４００μｍ未満か、さらに好ましくは、幅３００μｍ未満か、および、最も好ましくは、幅２００μｍ未満のファイバ支持流路２５０の一部に維持されるように、開口部２６０およびファイバ支持流路２５０は構成される。従って、ファイバは、好ましくは、ファイバの直径の１倍と２倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の１倍と１．７５倍の間か、および、最も好ましくは、ファイバの直径の１倍と１．５倍の間の流路２５０の領域内に保持される。好ましくは、ファイバの外面と各壁面間の距離がファイバの直径の０．０５倍と０．５倍の間になるように、ファイバは、流路の領域内に置かれる。
【００４５】
図３に示された実施形態において、視認し易いように、テーパ状の角度は、ファイバ支持流路２５０に好ましいテーパ状開口部の角度よりも誇張されて示されている。実際には、支持流路２５０の互いに対する表面の少なくとも一方、および、好ましくは両方が、好ましくは、０°より大きく１０°未満の角度で、より好ましくは、０．３°と７°の間の角度で、および、最も好ましくは、０．４°と３°の間の角度で、各々傾斜しており、その結果、ファイバ支持流路２５０の上部または外側部の幅２６０は、ファイバ支持流路２５０の底部または内側部２３７の幅２６０より広くなる。例えば、そのような実施形態では、その領域を形成する第１の板２３０および第２の板２３２が、各々、−０．６°および＋０．６°の角度で傾斜していてもよい。若しくは、ファイバ支持流路２５０は、任意の深さ、幅、または、テーパ状角度を有していてもよい。テーパ状のファイバ支持流路２５０を利用すること、および、流体が、ファイバ支持流路２５０の幅が狭い内側部に入り、ファイバ支持流路２５０の幅が広い外側領域から出るように、ファイバ支持流路２５０によって形成されたスロットに流体を注入することによって、流路２５０を通して放出された浮遊流体の緩衝作用が、ファイバに、自身を流路２５０の深さ内に位置させるであろう。例えば、浮遊流体の所定の流速について、ファイバの線引き張力が高められると、ファイバ２１４は、ファイバ２１４と流路壁面の間隙が十分狭くなるまで流路２５０内を下方に移動して、領域２３７内の圧力が、新たな高められた張力を正しく相殺するのに十分高くなるであろう。ファイバの線引き張力が下げられると、ファイバ２１４は、ファイバ２１４と流路壁面の間隙が十分広くなるまで流路２５０内を上方に移動して、領域２３７内の圧力が、新たな低下した張力を正しく相殺するのに十分低くなるであろう。従って、流路２５０をテーパ状にすることで、流路２５０が、さらに広い範囲の線引き張力において機能しうるようになる。そうではなく、示された流路２５０がテーパ状ではなく、線引き張力が減らされると、ファイバは上方に進み、ファイバ支持流路２５０から出てしまうかもしれない。
【００４６】
ファイバは、好ましくは、ファイバの直径の約１倍と２倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の約１倍と１．７５倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の約１倍と１．５倍の間の流路２５０の領域内に置かれる。流路２５０内のそのように相対的に狭い領域に、ファイバを置くことによって、ベルヌーイ効果により、動作中にファイバは中央に置かれることになる。例えば、ファイバが、流路２５０の互いに対する面のいずれかに近づくにつれて、浮遊流体の速度は、一方の面に最も近くでは増加し、他方の面に最も近くでは減少するであろう。ベルヌーイ効果により、圧力の減少と同時に、浮遊流体速度が速くなる。その結果、１つの表面の近くで減少された浮遊流体フローによって増加された圧力が、ファイバを、流路２５０の中央に押し戻す。したがって、好適な実施形態において、少なくとも実質的には、ファイバが線引きされる間に、ファイバの周りを通ってファイバ支持流路２５０から出る浮遊流体の流れによるベルヌーイ効果により、ファイバは、ファイバ支持流路２５０内の中央に置かれる。特に、ファイバに側面から衝突しうる浮遊流体フローを利用せずに、例えば、流路２５０の側壁から浮遊流体が射出されることなく、そのように中央に置かれることになる。スロットを通って進む浮遊流体の流れの速度は、好ましくは、ファイバがスロット２５０のテーパ状領域内に完全に置かれるように、ファイバを維持するように調節される。図３の実施形態では、ファイバが、ファイバの直径の約１倍と２倍の間の流路２５０の領域内に置かれるので、ファイバは、（ファイバを支持する空気力学的抗力も使用しうるが、むしろ、仮に選択されても、それに反して）ファイバ２１４の下方に存在する圧力差によって支持される。流体圧力差により、ファイバを流路２５０内で、支持または浮遊させることによって、ファイバを浮遊させるのに、仮に空気力学的抗力を用いた場合より、非常に低い流体フローを採用しうる。
【００４７】
図３に示された実施形態において、流体の流れは、ファイバ支持流路２５０の幅が狭い内側部を通ってファイバ支持流路２５０に入り、ファイバ支持流路２５０の幅が広い外側の領域２６０から出るものである浮遊流体の１つの流れによって、提供されるのが好ましい。このように、ファイバは、スロットの最も狭い部分と最も広い部分の間で浮遊するように、ファイバ支持流路２５０によって形成されたスロット内に完全に置かれうる。テーパ状のファイバ支持流路２５０を採用すること、および、浮遊流体を、このように領域２５０に亘って注入することによって、ファイバを、ファイバ支持流路２５０によって形成されたスロットの領域に保持しうるようになり、スロットは、ファイバ支持流路２５０を通って導かれるファイバの直径より、１０μｍと１５０μｍの間か、より好ましくは、１５μｍと１００μｍの間か、および、最も好ましくは、約２４μｍと７０μｍの間の長さだけ広い幅を有する。ファイバの線引き工程の間、ファイバ外面と各壁面の間の距離がファイバの直径の０．０５倍と０．５倍の間になるように、ファイバが流路の領域内に保持されることも好ましい。
【００４８】
いくつかの好適な実施形態では、ファイバ支持流路２５０に、ファイバが外側に移動して、浮遊流体のフロー源から離れるにつれて、ファイバ下方の圧力を低下させるための手段が備えられている。そのような圧力を解放するための手段は、上記のようなテーパ状流路設計形状で達成しうる。
【００４９】
流体担持装置は、光ファイバと担持装置の実際の物理的接触を防ぐか、または、実質的に防ぐように、光ファイバが浮遊流体の緩衝領域に沿って進むのを可能にし、例えば、ファイバは、どちらの板２３０、２３２にも接触せずに、ファイバ支持流路２５０内を進む。さらに、その領域の大きさ、および、構成により、流体担持装置は、浮遊流体フローを能動制御することなく、線引き張力範囲に亘って、ファイバを物理的接触なく領域内に維持しうる。
【００５０】
浮遊流体フローは、光ファイバ２１４が、ファイバ支持流路２５０の底部に向かって移動すること、および、シム２３７、または、ファイバ支持流路２５０の側面と接触するようになることを防ぐのに重要でありうる。これは、特に、光ファイバが、まだ被覆されていない時に、流体担持装置または流路２５０との接触によって、ファイバの品質が損なわれないようにするのに重要である。さらに、光ファイバ２１４が、ファイバ支持流路２５０の底部に近く位置するほど、ファイバ支持流路２５０内で、光ファイバ２１４を望ましい位置に維持するのに必要な圧力が高くなると考えられている。明らかなように、流路側面のテーパ形状は、流路側面とファイバの間の間隙を小さくさせ、この必要な圧力を高くするであろう。
【００５１】
ファイバ支持流路２５０内のファイバの位置に影響を与える他の要因には、線引き張力が含まれる。例えば、同じ流体フローの場合に、２００ｇの張力で引っ張られたファイバは、１００ｇの張力で引っ張られたファイバより、ファイバ支持流路２５０内で下方に浮遊するであろう。したがって、採用された特定のファイバ線引き速度および線引き張力について、流体担持装置の領域から出る浮遊流体フローが、光ファイバを望ましい位置に維持するのに十分であることが重要である。
【００５２】
例えば、板２３０と２３２の間の最も内側の部分では約１２７μｍの幅を有し、最も外側の部分では、約３８０μｍの幅を有するファイバ支持流路２５０を利用する実施形態においては、浮遊流体の流速は、約０．５Ｌ／秒から、５Ｌ／秒より速い速度でありうる。そのような構成および浮遊流体のフローは、結果的に、光ファイバの周りの局所的な流体速度を、８００ｋｍ／時以上まで高める。したがって、いくつかの実施形態では、ファイバ支持流路２５０で採用されたファイバの周りでの浮遊流体の最高速度は、１００ｋｍ／時より速いか、２００ｋｍ／時より速いか、４００ｋｍ／時より速いか、あるいは、６００ｋｍ／時より速い速度でもありうる。いくつかの実施形態では、ファイバ支持流路２５０で採用された、ファイバの周りでの浮遊流体の最高速度は、９００ｋｍ／時より速くてもよい。しかしながら、ここで開示された方法は、もちろん、これらの速度に限られたものではなく、実際には、好ましくは、ファイバが、ファイバ支持流路２５０内の望ましい位置に結果的に位置するように、線引き条件（例えば、線引き速度、線引き張力など）および流体担持設計に応じて選択されうる。他の実施形態では、浮遊流体の流速は、約３Ｌ／秒から、約４Ｌ／秒でありうる。もちろん、光ファイバを、所定の線引き張力において、望ましい位置に維持するのに十分な浮遊流体の任意の速度を利用しうる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、光ファイバが線引きされる速度は、１０ｍ／秒より速く、他の実施形態においては、２０ｍ／秒より速く、また、他の実施形態においては、３０ｍ／秒より速く、また、他の実施形態においては、４０ｍ／秒より速く、また、他の実施形態においては、５０ｍ／秒より速く、また、さらに他の実施形態においては、６０ｍ／秒より速い速度である。
【００５４】
図１に示されたようなシステム１０８の欠点の一つは、製造において望ましい速い線引き速度を用いた場合、ファイバの冷却速度が速くなるということである。光ファイバを製造するのに典型的に使用される条件下、つまり、ファイバが１０００℃より高い時の線引き処理中に、１２，０００℃／秒以上の冷却速度となってしまう。速い冷却速度は、高い仮想温度（１５００℃まで）および高い減衰を有するファイバにつながる。
【００５５】
冷却速度を低下させるためにとりうる戦略には、処理ゾーン１３０の温度を上昇させて、ファイバが処理ゾーン１３０に入る時のファイバの温度に一致するように、さらに近づけることが含まれる。処理ゾーン１３０と炉１１２の温度差が小さいほど、ファイバの冷却速度を低下させるであろう。原則的には、ファイバの１０００℃から１７００℃の範囲での滞留時間を十分に長くして、ここに記載したように仮想温度を下げるのに必要とされる構造緩和を実現するように、処理ゾーン１３０は、ファイバが入った時の温度（１５００℃以上）から低い温度へと徐々に冷却されうる温度勾配を有しうる。若しくは、ファイバ処理システムは、徐々に低下する温度で運転して、ファイバの好適な反応温度範囲である１０００℃から１７００℃での滞留時間を延長しながら、ファイバを冷却する、多数の処理ゾーンを含んでいてもよい。
【００５６】
ファイバの冷却を、処理ゾーン１３０の条件の調節を含めて制御するという戦略は、概念的には実現可能でも、実用化は難しい。ファイバの冷却を、低い仮想温度を実現するのに必要な構造緩和を最も促進するように制御するには、ファイバの温度が、ここで認められている好適な反応温度範囲である１０００℃から１７００℃である時間を、最長にする必要がある。図１に示された従来のファイバ処理システムは、工業上の線引き速度で運転され、ファイバの温度が１２００℃から１７００℃の反応温度範囲である時間は、０．２秒までに限られている。ガラスの重要な構造緩和を可能にし、それにより、システムから製造されたファイバの仮想温度を高くする（１５００℃まで）には、この時間は、短すぎる。１０００℃と１７００℃の間での滞留時間を増加させるには、処理ゾーン１３０の温度を制御して冷却速度を低下させる必要がある。上記のように、温度を適切に制御するには、ファイバの温度を、もっと徐々に低下させて、１０００℃から１７００℃の反応温度範囲でのファイバの適切な滞留時間を確保することが必要である。しかしながら、温度の低下が徐々になるほど、処理ゾーン１３０の長さが増加する。工業上の線引き速度において、徐々に低下するように制御された冷却を確立して、ファイバの仮想温度を有意に１５００℃未満に低下させるのに必要な処理ゾーン１３０の長さは、ほとんどの製造施設において利用しうる垂直方向の空間（床から天井まで）を超えうる。既存の施設を改修して、垂直方向に、より大きな空間を提供すると、製造コストを過度に上昇させるであろう。既存の空間の垂直方向の制限内で、線引き速度を低下させるという他のアプローチも、製造スループットの低下により、コストを上昇させるので望ましくない。
【００５７】
流体担持装置をファイバ処理システムに組み込むことは、処理中に、ファイバを水平方向または他の非垂直方向に方向転換しうるようにするので、有利である。流体担持装置をシステムに組み込むことによって、施設の垂直方向の空間を増加させる必要なく、ファイバ処理に使用しうる経路長を長くしうる。図１に示されたシステム１０８では、流体担持装置１１６は、被覆されていないファイバ１１４が処理ゾーン１３０から出る時に、被覆されていないファイバ１１４を、垂直方向から略水平方向に方向転換させている。図１に示された構成では、流体担持装置１１６は、被覆されていないファイバ１１４を被覆部１２０に供給する。他の構成で、冷却速度を十分に低下させて低い仮想温度を有するファイバを製造する試みにおいて、ファイバ処理システムは、処理ゾーン１３０に平行な第２の処理ゾーンを含むように変更され、ファイバ担持装置は、ファイバを、垂直に上方に方向転換して第２の処理ゾーンに供給し、冷却経路をさらに延長しうるかもしれない。
【００５８】
しかしながら、図１のシステム構成においては、流体担持装置１１６は、低い仮想温度を有するファイバを実現するには逆効果である。低速に制御された冷却を可能にするのではなく、図１に置かれているような流体担持装置１１６は、ファイバの急冷を促進する。光ファイバ１１４が、流体担持装置１１６を通して運ばれると、各流体担持装置１１６上の浮遊流体の緩衝領域が、光ファイバ１１４を冷却するように作用する。ファイバを支持および固定するように、流体担持装置によって採用された浮遊流体フローは動いているので、光ファイバは、室温の静止空気中での冷却よりも、高速で冷却される。流体担持部内の光ファイバと浮遊流体の温度差が大きくなるほど、浮遊流体担持部の光ファイバ１１４を冷却する能力が高まる。図１の配置では、流体担持部１１６に供給された浮遊流体は、室温の空気または不活性ガスである。上記のように、ファイバの流体担持装置との物理的接触を避けるように、ファイバを支持して浮遊させるために、流路２５０に供給される浮遊流体の速度は速い。そのように高速の浮遊流体フローを使用することで、対流作用により冷却速度が大きく高められる。ファイバの温度と流体担持装置によって供給されている浮遊流体の温度差が大きいほど、および、浮遊流体フローの速度が高まるほど、ファイバの冷却速度が高まる。
【００５９】
従来のファイバ処理システムにおいて、流体担持装置によって供給された浮遊流体は室温であり、処理ゾーンから出て流体担持装置の構成に入るファイバは、典型的には５００℃以上の温度であり、より典型的には、１０００℃以上の温度である。典型的なファイバ線引き速度、および、流体担持装置を通る浮遊流体の典型的速度において、ファイバが流体担持装置を通るにつれて、ファイバの温度は、１から２ｍの長さに亘って、数百から１０００℃超、低下されうる。従来例で配置されたような流体担持装置によって提供された高速のファイバ冷却速度は、ヘリウム冷却装置を不要とすることによって、処理システムを簡略化しうるので、利点があると見なされてきた。
【００６０】
従来例は、流体担持装置を用いたファイバの急冷には利点があるとわかっていたが、本開示では、そのようなファイバ冷却時間が、低いファイバ仮想温度を実現して低い減衰を有するファイバを製造するのに必要な構造緩和を促進するのに必要な時間より、ずっと短いことがわかった。本開示は、低い仮想温度を有するファイバを提供するように設計された新しい処理システムを提供する。システムは、処理システムを通るファイバの経路を変更するための流体担持装置を含み、１０００℃から１７００℃の範囲の温度でのファイバの滞留時間を、いくつかの実施形態では、０．５秒を超え、他のいくつかの実施形態では、１秒を超え、さらに他の実施形態では、２秒を超え、さらに他の実施形態では、５秒を超え、更なる実施形態においては、１０秒を超えて、延長するように設計されている。延長した滞留時間は、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒以上、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度において、実現されるかもしれない。
【００６１】
本システムは、図１に示された従来のシステムの、低い仮想温度を有するファイバを実現するには不利な２つの点を克服するものである。第１に、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度が、ファイバが流体担持装置に係合する時のファイバの温度より、ずっと低い。第２に、流体担持装置が、加熱処理ゾーン外の室温環境に置かれる。両方の要因が、流体担持装置とファイバの大きな温度差により、ファイバの急冷につながる。
【００６２】
本システムの一実施形態において、流体担持装置に供給された浮遊流体は、浮遊流体とファイバの温度差が減少するように加熱される。他の実施形態では、流体担持装置は、高温で維持されるように、炉または他の加熱された処理領域内に置かれる。これらの２つの実施形態が組み合わされてもよい。全ての実施形態は、ファイバの冷却温度を管理して、ファイバのガラス転移領域における、ファイバの適切な滞留時間を確保することを目的とする。シリカ系ファイバの場合には、好適な反応温度範囲は、１０００℃から１７００℃の範囲か、１０５０℃から１６００℃の範囲か、１１００℃から１５００℃の範囲か、または、１１００℃から１４００℃の範囲である。処理システムを、適切な時間、好適な反応温度範囲の温度にファイバが曝されるように構成することによって、冷却速度を制御して、より完全にファイバ構造が緩和するのを促進するようにしうる。ファイバ構造は、平衡構造にさらに近づき、ファイバの仮想温度が低下される。
【００６３】
図４は、線引き炉に動作自在に接続された複数の流体担持装置を含むファイバ処理システムの一部を示している。システム３０８は、ファイバプリフォーム３２８を有する線引き炉３１８を含む。ファイバ３３８が、プリフォーム３２８から線引きされて、一連の流体担持装置３４０〜３５０を通って搬送される。搬送は、線引き機構（不図示）によって提供される張力によって駆動される。ここでは、搬送中にファイバの動く方向を、ファイバの搬送方向と称してもよい。ファイバの搬送方向は、処理システムを通るファイバの経路に沿って変化してもよい。流体担持装置は、ファイバを、１つの搬送方向から他の搬送方向に方向転換させてもよい。
【００６４】
流体担持装置は、図２および３に示された設計を有していてもよく、加熱された浮遊流体が、流体担持装置に提供される。浮遊流体の加熱は、ファイバと浮遊流体の温度差を減少させる。図４からわかるように、一連の流体担持装置３４０〜３５０は、異なる温度の浮遊流体が供給された流体担持装置を含む。図４で、各流体担持装置の隣に列挙された温度は、ファイバが流体担持装置を通る時のファイバのおよその温度に対応する。浮遊流体の温度は、ファイバの温度と異なってもよく、処理システム内の特定の位置で望ましいファイバの温度を提供するように調節される。異なる流体担持装置でのファイバの温度は、ファイバの冷却速度を制御して、構造緩和を促進し、低い仮想温度のファイバを得るように設計される。
【００６５】
図４に示された温度は、例示的なものにすぎず、隣接した流体担持装置の温度差が３０℃で、ファイバの温度が段階的に低下するのを示している。ファイバ３３８は、１６５０℃より高い温度で、線引き炉３１８から出てもよく、次に、ファイバを１３５０℃まで冷却するように構成された流体担持装置３４０に導かれる。流体担持装置３４０は、ファイバ３３８を、ファイバをさらに１３２０℃に冷却する流体担持装置３４１に導く。工程は継続され、ファイバは、制御自在に漸進的に冷却されて、流体担持装置３５０で１０５０℃の温度になる。流体担持装置３５０から出た後、ファイバは、更なる制御された冷却のための更なる流体担持装置に、または、他の処理部（例えば、被覆部、検査部、または、巻取り部）に導かれてもよい。
【００６６】
本開示は、隣接した流体担持装置の特定の温度差に限定されるものではなく、概して、一連の流体担持装置に亘る任意の温度変化にも及ぶものである。一実施形態において、一連の流体担持装置に亘る温度変化は、ファイバの線引き方向に低下する。隣接した流体担持装置の温度差は、一定または可変であってもよい。隣接した流体担持装置の一定または可変の温度差は、５℃から１００℃の範囲、１０℃から８０℃の範囲、１５℃から６０℃の範囲、または、２０℃から４０℃の範囲であってもよい。
【００６７】
ファイバ処理システム内の加熱された浮遊流体を供給する流体担持装置の数は、２つ以上、４つ以上、６以上、８以上、または、１０以上であってもよい。
【００６８】
流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が１０００℃から１７００℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１０００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも０．５秒である。他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１０００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１０００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも２．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１０００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも５．０秒である。更なる実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１０００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１０．０秒である。
【００６９】
流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が１１００℃から１７００℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１１００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも０．５秒である。他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１１００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１１００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも２．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１１００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも５．０秒である。更なる実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１１００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１０．０秒である。
【００７０】
流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が１２００℃から１７００℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも０．５秒である。他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも０．５秒である。他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも２．０秒である。さらに他の実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも５．０秒である。更なる実施形態において、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が１２００℃から１７００℃の範囲である時間は、少なくとも１０．０秒である。
【００７１】
図５は、線引き炉に動作自在に接続された複数の流体担持装置を含むファイバ処理システムの一部を示している。システム４０８は、ファイバプリフォーム４２８を有する線引き炉４１８を含む。ファイバ４３８が、プリフォーム４２８から線引きされて、一連の流体担持装置４４０〜４５０を通っては搬送される。搬送は、線引き機構（不図示）によって提供される張力によって駆動される。図５の実施形態において、流体担持装置は、処理経路の加熱された領域４５５内に収容されて、加熱された流体担持装置になる。加熱された領域は、境界４５３、４５７によって画定されている。一実施形態において、加熱された領域４５５は、炉内の領域である。
【００７２】
流体担持装置４４０〜４５０は、図２および３に示された設計を有していてもよく、スチール、または、高温環境で機能する公知の金属で構成されてもよい。加熱された領域４５５に流体担持装置４４０〜４５０を置くことで、高められた温度に流体担持装置４４０〜４５０を維持し、ファイバ４３８が線引き炉４１８から離れるように処理経路に沿って進むにつれて、ファイバ４３８の制御された冷却を可能にする。１つ以上の流体担持装置に提供された浮遊流体は、更なるファイバの温度制御を提供するように、任意で加熱されてもよい。任意の流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域４５５の温度と同じであっても、または、異なっていてもよい。ある実施形態においては、少なくとも１つの流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域４５５の温度より高い。流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、線引き炉４１８から出る時のファイバ４３８の温度より高くてもよい。他の実施形態においては、少なくとも１つの流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域４５５の温度より低い。
【００７３】
加熱された領域４５５は、線引き炉４１８から出る時のファイバ４３８の温度より低い温度に維持され、ファイバ４３８が処理経路に沿って搬送されるにつれて、ファイバ４３８の制御された冷却を可能にする。加熱された領域４５５の温度は、１５００℃未満か、１４５０℃未満か、１４００℃未満か、１３５０℃未満か、１３００℃未満か、１２５０℃未満か、１２００℃未満か、１１５０℃未満か、１１００℃未満か、または、１０５０℃未満である。加熱された領域４５５の温度は、均一または非均一であってもよい。一実施形態において、加熱された領域４５５は、温度勾配を含む。温度は、ファイバ４３８が流体担持装置４４０に入る点において最も高くてもよく、次に、流体担持装置４５０の方向に連続して低下してもよい。温度勾配は、流体担持装置４４０の近傍で最も高い温度を有し、流体担持装置４５０の近傍で最も低い温度を有していてもよい。最も高い温度は、１２５０℃より高いか、１３００℃より高いか、１３５０℃より高いか、１４００℃より高いか、１４５０℃より高いか、１２５０℃と１５００℃の間か、または、１３００℃と１４５０℃の間であってもよい。最も低い温度は、１０００℃より高いか、１０５０℃より高いか、１１００℃より高いか、１１５０℃より高いか、１２００℃より高いか、１０００℃と１３００℃の間か、１０５０℃と１２５０℃の間か、または、１１００℃と１２００℃の間であってもよい。
【００７４】
加熱された領域４５５内の流体担持装置の数は、２つ以上か、４つ以上か、６つ以上か、８つ以上か、または、１０以上であってもよい。
【００７５】
加熱された領域４５５は、複数の温度ゾーンを含んでいてもよく、各ゾーンは、異なる温度であるか、または、異なる範囲の温度を含む。異なるゾーンの温度範囲は、重複していてもよい。各ゾーンは、１つ以上の流体担持装置を含んでいてもよい。一実施形態において、加熱された領域４５５は、２つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。他の実施形態において、加熱された領域４５５は、４つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。さらに他の実施形態において、加熱された領域４５５は、６つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。さらに他の実施形態において、加熱された領域４５５は、８つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。更なる実施形態において、加熱された領域４５５は、１０以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。
【００７６】
隣接したゾーンの温度差は、均一または非均一であってもよい。隣接したゾーンの温度差は、１００℃未満か、８０℃未満か、６０℃未満か、４０℃未満か、または、２０℃未満であってもよい。
【００７７】
流体担持装置４５０から出た後、ファイバは、制御された冷却がさらに行われるように更なる流体担持装置に、または、他の処理部（例えば、被覆部、検査部、または、巻取り部）に導かれてもよい。
【００７８】
加熱された流体担持装置の温度は、加熱された領域の温度、または、加熱された流体担持装置が置かれる温度ゾーンに対応していてもよい。加熱された流体担持装置の温度は、少なくとも５００℃か、少なくとも７５０℃か、少なくとも１０００℃か、少なくとも１２５０℃か、５００℃から１５００℃の範囲か、７５０℃から１２５０℃の範囲か、または、８５０℃から１１５０℃の範囲であってもよい。
【００７９】
ここに記載されたような流体担持装置の配置は、ファイバの冷却速度をさらに制御することを可能にする。冷却速度が、従来のシステム（図１に示されたシステムなど）についての冷却速度より遅くなるように調節しうると共に、冷却速度が遅くなるにつれて、従来のシステムで可能な仮想温度より低い仮想温度を有するファイバの製造を可能にする。冷却速度は、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度、流体担持装置を処理経路の加熱された領域に直接置くことにより流体担持装置自体の温度、または、それらの組合せを、制御することによって、調節しうる。
【００８０】
流体担持装置は、処理システムを通るファイバの経路も変更する。特に、経路は、ファイバが特定の温度であるか、若しくは、処理システムの特定の温度領域またはゾーン内にある時間を延長するように変更しうる。従来のシステムにおいて、処理システムを通るファイバの搬送方向は、熱処理ゾーン（例えば、図１の処理ゾーン１３０）を通る垂直方向であり、線引き炉の出口での約１５５０℃以上の温度から、約１０００℃の温度へ、線引き炉の直後の垂直の経路に沿って冷却される。一定の線引き速度について、垂直方向の処理経路は、ファイバの温度が１０００℃より高い温度範囲にある時間を最小にする。典型的な製造における線引き速度において、１０００℃から１７００℃の温度範囲でのファイバの滞留時間は、０．２秒以下である。短い滞留時間は、ファイバの急冷につながり、高い仮想温度を有するファイバを製造する。
【００８１】
本開示は、ファイバの１０００℃から１７００℃の温度範囲での滞留時間を延長することの利点を確認したものである。加熱された浮遊流体を備えて、および／または、処理システムの加熱された領域内で、運転される流体担持装置を配置することは、ファイバの特定の温度領域での滞留時間を延長することを可能にする。流体担持装置は、ファイバを、１つの搬送方向から他の搬送方向に、処理経路に沿って方向転換しうる。図５に示された実施形態において、例えば、流体担持装置４４０は、ファイバ４３８を、垂直搬送方向（ファイバ４３８が線引き炉４１８から出る時）から、水平搬送方向（ファイバ４３８が流体担持装置４４１に入る時）に方向転換する。流体担持装置４４１は、第１の水平搬送方向のファイバ４３８を受け付けて、それを、第２の水平搬送方向に方向転換させる。第１の水平搬送方向は、流体担持装置４４０の出口から流体担持装置４４１の入口に延びる水平方向であり、第２の水平搬送方向は、流体担持装置４４１の出口から流体担持装置４４２の入口に延びる水平方向である。第２の水平搬送方向は、第１の水平搬送方向に平行であるが、同一線上にはない。流体担持装置４４１と４４２間の間隔を制御することによって、加熱された領域４５５の上側部分での温度にファイバが滞留する時間だけではなく、第２の水平方向に沿った処理経路長も制御しうる。延長した時間は、第２の水平搬送方向についての温度で、より完全にファイバを構造緩和させることを可能にし、さらに、システム４０８から製造されるファイバの仮想温度を低下させるという目的の実現を可能にする。加熱された領域４５５内の後続の流体担持装置は、同様に、ファイバ４３８を、１つの搬送方向から他の搬送方向に方向転換し、同様に、各流体担持装置の近傍の加熱された領域４５５の温度での、ファイバのさらに長い滞留時間を提供する。２つ以上の搬送方向を有する工程における１０００℃から１７００℃の範囲の温度でのファイバの滞留時間は、任意の１つの搬送方向、および／または、２つ以上の搬送方向の任意の組合せに沿って、合わせて少なくとも０．５秒か、少なくとも１．０秒か、少なくとも２．０秒か、少なくとも４．０秒か、少なくとも６．０秒か、少なくとも８．０秒か、または、少なくとも１０．０秒であってもよい。
【００８２】
温度が制御された一連の１つ以上の加熱された領域に亘る処理経路長が長いほど、所定の線引き速度において、従来例で利用できる垂直方向の処理経路と比べて、ファイバの冷却速度が遅くしうる。冷却速度が遅くなるほど、より完全にファイバが構造緩和するのを促進し、低い仮想温度を有するファイバの製造につながる。経路長、加熱された領域における温度プロファイル、流体担持装置の数および間隔、および／または、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度は、所定の線引き速度において、ファイバの温度が、１０００℃から１７００℃の範囲、１０５０℃から１６００℃の範囲、１１００℃から１５５０℃の範囲、または、１１００℃から１５００℃の範囲である時間を制御するように構成しうる。上記の温度範囲のうち任意の温度範囲について、所定の線引き速度において、時間は、少なくとも０．５秒か、少なくとも１．０秒か、少なくとも２．０秒か、少なくとも４．０秒か、少なくとも６．０秒か、少なくとも８．０秒か、または、少なくとも１０．０秒であってもよい。ここで特定した温度範囲に亘って、ここで特定した時間は、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度において実現しうる。
【００８３】
図５に示された実施形態は、ファイバについて、垂直および水平搬送方向を示しているが、例示的なものにすぎず、本開示は、非水平、非垂直、および／または、製造設備の床に対して任意の角度を含む任意の搬送方向にも及ぶものである。流体担持装置は、ファイバを、第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換してもよく、第１と第２の搬送方向間の角度は、任意の角度である。
【００８４】
本開示は、さらに、流体担持装置を処理システムに配置するための方法にも及ぶ。その方法は、例えば、処理を開始する時、または、処理を調節する時に有用でありうる。図６ａ〜６ｅは、流体担持装置を配置すると共に、処理領域の異なる部分に亘ってファイバの経路長を調節する実施形態を示している。図６ａから６ｅに示されたシステムの構成要素は、図４および５に示されたものに対応し、線引き炉、ファイバプリフォーム、流体担持装置、および、光ファイバを含んでいる。線引き機構（不図示）も存在している。図６ａは、光ファイバが線引き、または、垂直方向に搬送されるシステムの初期状態を示している。流体担持装置は、光ファイバから離れて置かれ、光ファイバと係合されていない。図６ｂでは、流体担持装置が、光ファイバと係合するように、位置を移動されている。流体担持装置の移動は、浮遊流体が光ファイバの位置に影響を与えうるように、流体担持装置を平行移動することを含む。図６ｃでは、流体担持装置がさらに平行移動し、光ファイバの経路が、垂直の搬送方向から、示されたような様々な搬送方向を有する多数の区分を含むように方向転換される。図６ｄおよび図６ｅには、流体担持装置の更なる動作、および、流体担持装置間の処理経路長の調節が、示されている。
【００８５】
図７は、本開示によるファイバ線引きシステムで処理されるシリカファイバについて、ファイバの仮想温度のモデル化された変化を、様々な温度に設定された炉内での滞留時間の関数として示している。特定の温度または温度範囲での滞留時間は、ここに記載したように、流体担持装置の配置、間隔、および、数によって制御しうる。望ましい滞留時間を実現するために、多数の可能なシステム構成をとりうる。モデルにおいて、ファイバは、時間ｔ＝０．０２秒に、線引き炉から出て、０．０３秒に、炉内に入るようにされた（破線１０で示された）。ファイバが、炉に入った時のファイバの温度は、約１６５０℃であった。モデルにおいて、炉の加熱された領域は、一定温度に維持された。軌跡３０、４０、５０、６０、および、７０は、ファイバの仮想温度の変化を、炉内での時間の関数として、各々、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、および、１３００℃の一定温度で運転された炉について示している。その結果は、炉内での時間が増加するにつれて、ファイバの仮想温度が低下することを示している。破線２０は、各一定の運転温度に設定された炉内での約０．２秒の滞留時間を示す。約０．２秒の滞留時間は、従来のファイバ処理システムで典型的なものである。図７に示されたデータは、炉内での滞留時間が０．２秒を超えて増加すると、ファイバの仮想温度が低下し続けることを示している。２秒の滞留時間について、ファイバの仮想温度は、０．２秒の滞留時間において観察されるファイバの仮想温度より、１００℃以上低い。図８は、図７に示されたデータを、各炉の温度について、１０秒までの滞留時間に延長したものである。図８に示されたデータ曲線およびラベルは、図７のものに対応する。
【００８６】
図９は、本開示により処理されたシリカファイバについて、レイリー散乱の減衰への寄与を、波長の関数として示している。光ファイバは、９００℃から１４００℃の範囲で、５０℃刻みで増加する仮想温度を有していた。従来のファイバ処理システムと一致する仮想温度（１５５０℃および１５００℃）を有するファイバについての比較データ曲線が示されている。個々のデータ曲線にはラベルが付与されていないが、凡例に示されたように、仮想温度が降順に示されている。データは、ファイバの仮想温度が低下するにつれて、減衰が低下することを示している。９００℃の仮想温度を有するファイバで、最も低い減衰が観察され、１５５０℃の仮想温度を有するファイバで、最も高い減衰が観察された。９００℃と１５００℃の間の仮想温度を有するファイバで、中間レベルの減衰が観察された。ファイバの仮想温度が低下するにつれて、示された波長範囲に亘って、絶えず減衰が低下するのが観察された。
【００８７】
本開示の方法によって用意されたシリカファイバの仮想温度は、１４５０℃未満か、１４００℃未満か、１３５０℃未満か、１３００℃未満か、１２５０℃未満か、１２００℃未満か、１１５０℃未満か、または、１１００℃未満かもしれない。本開示の方法により用意されたシリカファイバの１５５０ｎｍでの減衰は、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満か、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満か、０．１６ｄＢ／ｋｍ未満か、０．１５ｄＢ／ｋｍ未満か、０．１４ｄＢ／ｋｍ未満か、０．１３ｄＢ／ｋｍ未満か、または、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満かもしれない。一実施形態において、ファイバは、１４５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１４００℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１３５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１６８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１３００℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１２５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１２５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１３ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１２５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１２５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、１２５０℃未満の仮想温度、および、１５５０ｎｍにおいて、０．１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する。ファイバの仮想温度、および／または、減衰値は、ここに記載された方法で、１０ｍ／秒より速いか、２０ｍ／秒より速いか、３０ｍ／秒より速いか、４０ｍ／秒より速いか、５０ｍ／秒より速いか、または、６０ｍ／秒より速い線引き速度において、取得してもよい。
【００８８】
本開示は、ここに記載された任意の工程で製作された光ファイバに及ぶものである。
【００８９】
明らかな断りのない限りは、ここに示され任意の方法が、その工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることを意図したものではない。したがって、方法の請求項が、工程の従う順序を実際に記載していないか、若しくは、請求項または明細書中で、工程が特定の順序に限定されると特段に記載されていなければ、特定の順序が推定されることを意図したものではない。
【００９０】
当業者には、例示された実施形態の精神または範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形が可能であることが明らかであろう。例示された実施形態の精神および実体が組み込まれたものである、開示された実施形態の変更、組合せ、部分的な組合せ、および、変形は、当業者が行いうるものなので、本明細書は、添付の請求項およびその等価物の範囲内の全てを含むものであると解釈されるべきである。
【００９１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９２】
実施形態１  
光ファイバの処理方法において、
３０ｍ／秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、１０００℃と１７００℃の間に、少なくとも０．５秒間、維持する工程
を含む、ファイバの処理方法。
【００９３】
実施形態２  
前記光ファイバの温度が、１１００℃と１５００℃の間に、前記時間、維持される、実施形態１記載の方法。
【００９４】
実施形態３  
前記時間が、少なくとも１．０秒である、実施形態１または２記載の方法。
【００９５】
実施形態４  
前記時間が、少なくとも２．０秒である、実施形態１または２記載の方法。
【００９６】
実施形態５  
前記時間が、少なくとも５．０秒である、実施形態１または２記載の方法。
【００９７】
実施形態６  
前記時間が、少なくとも１０．０秒である、実施形態１または２記載の方法。
【００９８】
実施形態７  
前記光ファイバの処理が、前記光ファイバを、前記時間の第１の時間区間には第１の方向に、該時間の第２の時間区間には第２の方向に、搬送する工程を含む、実施形態１から６のいずれか１つに記載の方法。
【００９９】
実施形態８  
前記光ファイバの温度が、前記第１の時間区間と前記第２の時間区間で異なる、実施形態７記載の方法。
【０１００】
実施形態９  
前記光ファイバを、前記時間の第３の時間区間には、第３の方向に搬送する工程をさらに含む、実施形態７または８記載の方法。
【０１０１】
実施形態１０  
前記光ファイバを線引きする工程をさらに含み、前記線引きする工程が、ファイバプリフォームを加熱する工程を含む、実施形態１から９のいずれか１つに記載の方法。
【０１０２】
実施形態１１  
前記光ファイバを、処理領域に供給する工程をさらに含み、前記処理領域が、前記１０００℃と１７００℃の間の温度を提供する、実施形態１０記載の方法。
【０１０３】
実施形態１２  
前記光ファイバが、少なくとも１５００℃の温度の前記処理領域に供給される、実施形態１１記載の方法。
【０１０４】
実施形態１３  
前記線引き速度が４０ｍ／秒より速い、実施形態１から１２のいずれか１つに記載の方法。
【０１０５】
実施形態１４  
実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法によって製造された、光ファイバ。
【０１０６】
実施形態１５  
１５５０ｎｍにおいて、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１０７】
実施形態１６  
１５５０ｎｍにおいて、０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１０８】
実施形態１７  
１５５０ｎｍにおいて、０．１４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１０９】
実施形態１８  
１５５０ｎｍにおいて、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１０】
実施形態１９  
１５５０ｎｍにおいて、０．１１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１１】
実施形態２０  
１５５０ｎｍにおいて、０．１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１２】
実施形態２１  
１４５０℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１３】
実施形態２２  
１４００℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１４】
実施形態２３  
１３００℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１５】
実施形態２４  
１２００℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１６】
実施形態２５  
１１００℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１７】
実施形態２６  
１０００℃未満の仮想温度を有する、実施形態１４記載の光ファイバ。
【０１１８】
実施形態２７  
シリカガラスを含む光ファイバであって、
１４５０℃未満の仮想温度と、
１５５０ｎｍにおいて、０．１８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰と、
を有する光ファイバ。
【０１１９】
実施形態２８  
１４００℃未満の仮想温度を有する、実施形態２７記載の光ファイバ。
【０１２０】
実施形態２９  
１３００℃未満の仮想温度を有する、実施形態２７記載の光ファイバ。
【０１２１】
実施形態３０  
１２００℃未満の仮想温度を有する、実施形態２７記載の光ファイバ。
【０１２２】
実施形態３１  
１１００℃未満の仮想温度を有する、実施形態２７記載の光ファイバ。
【０１２３】
実施形態３２  
１０００℃未満の仮想温度を有する、実施形態２７記載の光ファイバ。
【０１２４】
実施形態３３  
シリカガラスを含む光ファイバであって、
１５５０ｎｍにおいて、０．１７ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、
光ファイバ。
【０１２５】
実施形態３４  
１５５０ｎｍにおいて、０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態３３記載光ファイバ。
【０１２６】
実施形態３５  
１５５０ｎｍにおいて、０．１４ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態３３記載の光ファイバ。
【０１２７】
実施形態３６  
１５５０ｎｍにおいて、０．１２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態３３記載の光ファイバ。
【０１２８】
実施形態３７  
１５５０ｎｍにおいて、０．１１ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態３３記載の光ファイバ。
【０１２９】
実施形態３８  
１５５０ｎｍにおいて、０．１０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有する、実施形態３３記載の光ファイバ。
【０１３０】
実施形態３９  
１４５０℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３１】
実施形態４０  
１４００℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３２】
実施形態４１  
１３００℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３３】
実施形態４２  
１２００℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３４】
実施形態４３  
１１００℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３５】
実施形態４４  
１０００℃未満の仮想温度を有する、実施形態３３から３８のいずれか１つに記載の光ファイバ。
【０１３６】
実施形態４５  
光ファイバを処理するための装置において、
第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含む前記処理領域、
を有してなり、
前記第１のゾーンは、前記光ファイバを、前記第１の搬送方向から第２の搬送方向に方向転換させるように構成された第１の流体担持装置を含み、前記第１の流体担持装置は、前記第１の搬送方向から前記第２の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置。
【０１３７】
実施形態４６  
前記第１の温度が、１１００℃と１５００℃の間である、実施形態４５記載の装置。
【０１３８】
実施形態４７  
前記第２の搬送方向が、前記第１の搬送方向と平行ではあるが同一線上にはない、実施形態４５または４６記載の装置。
【０１３９】
実施形態４８  
前記処理領域は、前記光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第２の温度に維持するように構成された第２のゾーンをさらに含み、前記第２のゾーンは、前記光ファイバを、前記第２の搬送方向から第３の搬送方向に方向転換させるように構成された第２の流体担持装置を含み、前記第２の流体担持装置は、前記第２の搬送方向から前記第３の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、実施形態４５から４７のいずれか１つに記載の装置。
【０１４０】
実施形態４９  
前記第３の搬送方向が、前記第１の搬送方向と、または、前記第２の搬送方向と、平行ではあるが同一線上にはない、実施形態４８記載の装置。
【０１４１】
実施形態５０  
前記第１の温度が、１４００℃超で、前記第２の温度が、１３００℃と１４００℃の間の温度である、実施形態４８または４９記載の装置。
【０１４２】
実施形態５１  
前記処理領域は、前記光ファイバを１０００℃と１５００℃の間の第３の温度に維持するように構成された第３のゾーンをさらに含み、前記第３のゾーンは、前記光ファイバを、前記第３の搬送方向から第４の搬送方向に方向転換させるように構成された第３の流体担持装置を含み、前記第３の流体担持装置は、前記第３の搬送方向から前記第４の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、実施形態４８から５０のいずれか１つに記載の装置。
【０１４３】
実施形態５２  
前記第４の搬送方向が、前記第１の搬送方向、前記第２の搬送方向、または、前記第３の搬送方向と、平行ではあるが同一線上にはない、実施形態５１記載の装置。
【０１４４】
実施形態５３  
前記第１の温度は、１４００℃超であり、前記第２の温度は、１３００℃と１４００℃の間の温度であり、前記第３の温度は、１２００℃と１３００℃の間の温度である、実施形態５１または５２記載の装置。
【０１４５】
実施形態５４  
前記処理領域が炉の内部にある、実施形態４５から５３のいずれか１つに記載の装置。
【０１４６】
実施形態５５  
前記第１の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第１の流路を含み、第１の流体を、前記第１の流路に供給するものであり、前記第１の流体は、前記光ファイバと前記第１の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第１の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものである、実施形態４５から５４のいずれか１つに記載の装置。
【０１４７】
実施形態５６  
前記第１の流体が、前記第１の流路に、少なくとも１０００℃の温度で供給される、実施形態５５記載の装置。
【０１４８】
実施形態５７  
前記第１の流体が、前記第１の流路に、少なくとも１２００℃の温度で供給される、実施形態５５記載の装置。
【０１４９】
実施形態５８  
前記第１の流体が、前記第１の流路に、少なくとも１３５０℃の温度で供給される、実施形態５５記載の装置。
【０１５０】
実施形態５９  
前記第１の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第１の流路を含み、第１の流体を、前記第１の流路に供給し、前記第１の流体は、前記光ファイバと前記第１の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第１の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぎ、前記第２の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第２の流路を含み、第２の流体を、前記第２の流路に供給し、前記第２の流体は、前記光ファイバと前記第２の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第２の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものである、実施形態４８から５８のいずれか１つに記載の装置。
【０１５１】
実施形態６０  
前記第１の流体が、前記第１の流路に、少なくとも１３５０℃の温度で供給され、前記第２の流体が、前記第２の流路に、１２００℃と１３５０℃の間の温度で供給される、実施形態５９記載の装置。
【０１５２】
実施形態６１  
前記光ファイバが、少なくとも０．５秒間、前記第１のゾーンに維持される、実施形態４５から６０のいずれか１つに記載の装置。
【０１５３】
実施形態６２  
前記光ファイバが、少なくとも１．０秒間、前記第１のゾーンに維持される、実施形態４５から６０のいずれか１つに記載の装置。
【０１５４】
実施形態６３  
前記光ファイバが、前記第２の搬送方向に沿って、１０００℃と１７００℃の間の第２の温度に維持され、前記第２の温度が、前記第１の温度と異なる、実施形態４５から６０のいずれか１つに記載の装置。
【０１５５】
実施形態６４  
前記光ファイバが、前記第１の温度と前記第２の温度で、合わせて０．５秒より長い時間、維持される、実施形態６３記載の装置。
【０１５６】
実施形態６５  
光ファイバを処理するための装置において、
１０００℃と１７００℃の間の温度に維持される処理領域であって、１つ以上の流体担持装置を含む前記処理領域
を有してなり、
前記１つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、光ファイバを処理するための装置。
【０１５７】
実施形態６６  
前記処理領域が、２つ以上の流体担持装置を含む、実施形態６５記載の装置。
【０１５８】
実施形態６７  
前記処理領域が、４つ以上の流体担持装置を含む、実施形態６５記載の装置。
【０１５９】
実施形態６８  
前記処理領域が、少なくとも１４００℃の温度に維持される第１のゾーンと、１３００℃と１４００℃の間の温度に維持される第２のゾーンとを含み、前記第１のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第１装置を含み、前記第２のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第２装置を含み、前記流体担持装置のうちの前記第２装置が、該流体担持装置のうちの前記第１装置から、前記光ファイバを受け付けるように構成された、実施形態６５から６７のいずれか１つに記載の装置。
【０１６０】
実施形態６９  
前記処理領域が、１２００℃と１３００℃の間の温度に維持される第３のゾーンをさらに含み、前記第３のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第３装置を含み、前記流体担持装置のうちの前記第３装置が、前記光ファイバを、該流体担持装置のうちの前記第２装置から受け付けるように構成された、実施形態６８記載の装置。
【０１６１】
実施形態７０  
前記処理領域が炉の内部にある、実施形態６５から６９のいずれか１つに記載の装置。
【０１６２】
実施形態７１  
光ファイバの処理方法において、
光ファイバを線引きする工程と、
前記光ファイバを、第１の構成に配置された１つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、前記１つ以上の流体担持装置は、前記第１の構成において、前記光ファイバに係合せず、該光ファイバは、第１の経路に沿って前記処理領域を通る工程と、
前記１つ以上の流体担持装置を、第２の構成に再配置する工程であって、前記１つ以上の流体担持装置は、前記第２の構成において、前記光ファイバに係合し、前記係合が、前記第１の経路から第２の経路への前記光ファイバの方向転換を実現するものである工程と、
を有してなる光ファイバの処理方法。
【０１６３】
実施形態７２  
前記処理領域が、前記光ファイバの温度を、１０００℃と１７００℃の間で維持するように構成された、実施形態７１記載の方法。
【０１６４】
実施形態７３  
前記方向転換が、流体を、前記１つ以上の流体担持装置に供給する工程を含み、前記流体が、前記１つ以上の流体担持装置を通って、前記光ファイバに接触して、前記方向転換を実現する、実施形態７１または７２記載の方法。
【０１６５】
実施形態７４  
前記流体が、少なくとも１０００℃の温度まで加熱される、実施形態７３記載の方法。
【０１６６】
実施形態７５  
前記方向転換が、前記１つ以上の流体担持装置を平行移動させる工程を含む、実施形態７３または７４記載の方法。
【０１６７】
実施形態７６  
前記第２の経路が、前記第１の経路より長い、実施形態７１から７５のいずれか１つに記載の方法。
【０１６８】
実施形態７７  
前記第２の経路が、前記第１の経路の少なくとも２倍の長さである、実施形態７１から７６のいずれか１つに記載の方法。
【０１６９】
実施形態７８  
前記処理領域が、前記流体担持装置のうちの２つ以上の流体担持装置を含み、各前記２つ以上の流体担持装置が、前記第２の構成において、前記光ファイバに係合する、実施形態７１から７７のいずれか１つに記載の方法。
【０１７０】
実施形態７９  
前記位置転換が、各前記２つ以上の流体担持装置を平行移動させる工程を含む、実施形態７８記載の方法。
【０１７１】
実施形態８０  
光ファイバを処理するための装置において、
第１の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、１０００℃と１７００℃の間の第１の温度に維持するように構成された第１のゾーンを含むものである前記処理領域と、
前記光ファイバに直に接触せずに、該光ファイバを、前記第１の搬送方向から第２の搬送方向へ方向転換させるように構成された加熱された流体担持装置であって、５００℃と１５００℃の間の温度を有するものである前記加熱された流体担持装置と、
を有する光ファイバを処理するための装置。
【符号の説明】
【０１７２】
２１４  光ファイバ
２１６  流体担持装置
２３０  第１の板
２３２  第２の板
２３６  内側部材
２５０  ファイバ支持流路
３１８、４１８  炉
３４０〜３５０、４４０〜４５０  流体担持装置
【図１】
2018503580.tif 000003
【図２】
2018503580.tif 000004
【図３】
2018503580.tif 000005
【図４】
2018503580.tif 000006
【図５】
2018503580.tif 000007
【図６ａ】
2018503580.tif 000008
【図６ｂ】
2018503580.tif 000009
【図６ｃ】
2018503580.tif 000010
【図６ｄ】
2018503580.tif 000011
【図６ｅ】
2018503580.tif 000012
【図７】
2018503580.tif 000013
【図８】
2018503580.tif 000014
【図９】
2018503580.tif 000015
【国際調査報告】
2018503580.tif 000016
2018503580.tif 000017
2018503580.tif 000018
2018503580.tif 000019
2018503580.tif 000020
2018503580.tif 000021