(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-08
(54)【発明の名称】ケーンを用いた多芯光ファイバおよびその形成方法
(51)【国際特許分類】
C03B 37/012 20060101AFI20240426BHJP
C03B 37/027 20060101ALI20240426BHJP
G02B 6/02 20060101ALI20240426BHJP
【ＦＩ】
C03B37/012 A
C03B37/027 A
G02B6/02 356A
G02B6/02 466
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023571599
(86)(22)【出願日】2022-05-13
(85)【翻訳文提出日】2024-01-15
(86)【国際出願番号】 US2022029104
(87)【国際公開番号】W WO2022245636
(87)【国際公開日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】63/191,543
(32)【優先日】2021-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100224775
【弁理士】
【氏名又は名称】南 毅
(72)【発明者】
【氏名】クラプコ，ロスティスラフ ラディエヴィッチ
(72)【発明者】
【氏名】マクダーモット，マーク アラン
(72)【発明者】
【氏名】タグル，マシュー アルトゥス
(72)【発明者】
【氏名】ヤウ フローレス，レネ
【テーマコード（参考）】
2H250
4G021
【Ｆターム（参考）】
2H250AA53
2H250AB02
2H250AC64
2H250AC83
2H250AC94
2H250AC95
4G021BA02
4G021BA03
4G021BA04
4G021HA04
(57)【要約】
光ファイバを製造する方法は、選択的エッチング装置内にガラススリーブを取り付ける工程を含む。そのスリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備え、エッチング装置は、中心開口が中を通って配置された第１の端部キャップを含み、その第１の端部キャップはスリーブの第一面に取り付けられている。この方法は、第一面の第１の部分が酸性溶液に曝露され、第一面の第２の部分が酸性溶液に曝露されないようにスリーブを酸性溶液に曝露する工程をさらに含む。第１の部分は、スリーブが選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、中心開口に隣接しており、第２の部分は、スリーブが選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、第１の端部キャップで覆われている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバを製造する方法において、選択的エッチング装置内にガラススリーブを取り付ける工程であって、
前記スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備え、
前記エッチング装置は、中心開口が中を通って配置された第１の端部キャップを含み、該第１の端部キャップは前記スリーブの第一面に取り付けられている、工程と、
前記第一面の第１の部分が酸性溶液に曝露され、該第一面の第２の部分が該酸性溶液に曝露されないように前記スリーブを該酸性溶液に曝露する工程であって、
前記第１の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記中心開口に隣接しており、
前記第２の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記第１の端部キャップで覆われている、工程と、
を有してなる方法。
【請求項2】
前記スリーブを前記酸性溶液に曝露する工程により、該スリーブの前記第１の部分に凹部が形成される、請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記凹部が、前記スリーブ１００の隆起縁で囲まれており、該隆起縁は該スリーブの前記第２の部分である、請求項２記載の方法。
【請求項4】
前記１つ以上の軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程をさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項5】
前記ケーンコアと前記軸方向貫通孔との間に、直径約１ｍｍ以下の間隙がある、請求項４記載の方法。
【請求項6】
その中を通って前記ケーンコアが挿入された前記スリーブを、ガラスハンドルとガラスノーズコーンに取り付けて、アセンブリを形成する工程をさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項7】
前記アセンブリが、前記凹部により形成された内部通路を含む、請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記アセンブリを、真空システムにより前記通路に真空吸引が生じる真空封止過程に施す工程をさらに含む、請求項７記載の方法。
【請求項9】
前記真空封止過程が線引き塔炉内で行われる、請求項８記載の方法。
【請求項10】
前記アセンブリを前記真空封止過程に施しながら、該アセンブリから光ファイバを同時に線引きする工程をさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項11】
前記凹部が凹形窪みである、請求項２から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項12】
前記凹部が、約４０マイクロメートルから約５ｍｍの範囲の深さを有する、請求項２から１０いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【0001】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０２１年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６３／１９１５４３号に優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【0002】
本開示は、広く、ケーンを用いた多芯光ファイバに関し、より詳しくは、真空に基づく方法を使用してケーンを用いた多芯光ファイバを形成する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
多芯光ファイバにおける通信システムの伝送容量は、単芯光ファイバを上回って増加している。多芯光ファイバでは、複数のコアが、各コアを光が伝搬するように単一クラッドで囲まれている。多芯光ファイバを製造するために、全ガラス過程(all-glass process)を使用することができ、多芯光ファイバでは、１つ以上の精密に形成された軸孔を備えたバルククラッドガラスが使用される。その孔の各々はケーンを収容し、そのケーンは多芯光ファイバのコアを形成する。
【0004】
全ガラス過程は、スート層の形成、焼結、およびスートをガラスに転化させるための固化を含む堆積系過程（例えば、外付け（ＯＶＤ）法）よりも好ましいことがある。全ガラス過程では、クラッドガラスを、選択した直径に精密に研削することができ、これにより、ガラスプリフォームを形成するときに、様々な間隔、形状、および１つ以上の軸孔の配列を選択する精度と融通性の両方が与えられる。
【0005】
しかしながら、全ガラス過程は、比較的費用が高くつき、時間がかかる。精密孔開けには時間がかかり、１つ以上のケーンは、選択された屈折率プロファイルを規定するように形成され、次いでクラッドガラスに加えられる必要があり、構造全体は、固体ガラスプリフォームを形成するために炉内で固結される必要がある。十分な長さのガラスプリフォームを製造するために、別々のガラスクラッドセクションを軸方向に結合する必要があることがあり、これには軸孔の精密アライメントを伴う。固結過程には、典型的に、結果として得られる固体ガラスプリフォームを形成するために、固結炉内にガラスクラッドセクションとケーンを保持するための専用の支持固定具が必要とされる。次に、固体ガラスプリフォームは、固結炉から、プリフォームを光ファイバに線引きするための線引き炉に動かせるように、支持固定具から取り外さなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の全ガラス過程は、完成するまでに著しい数の資源を使用するだけでなく、非常に時間がかかる。より詳しくは、クラッドガラスが各工程間で完全に冷えるために、全過程に約二日を要する。そして、この過程には、相当な数の工程が含まれる。本開示の実施の形態は、クラッドガラスから光ファイバを製造するために含まれる工程と資源の数を減少させる。例えば、本開示の実施の形態は、全過程を一日で行えるように、工程数を減少させる。そして、本開示の実施の形態には、別々の固結炉と線引き塔炉が必要ない。それゆえ、本開示の実施の形態は、従来の過程から光ファイバを製造するためのより経済的かつ資源に富んだ過程を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題を解決するための例示の手法が、独立請求項に記載されている。様々な実施の形態が、従属請求項で定義されている。
【0008】
本開示の態様は、光ファイバを製造する方法を含む。その方法は、選択的エッチング装置内にガラススリーブを取り付ける工程を含み、そのスリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備え、エッチング装置は、中心開口が中を通って配置された第１の端部キャップを含み、その第１の端部キャップはスリーブの第一面に取り付けられている。この方法は、第一面の第１の部分が酸性溶液に曝露され、第一面の第２の部分が酸性溶液に曝露されないようにスリーブを酸性溶液に曝露する工程をさらに含む。第１の部分は、スリーブが選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、中心開口に隣接しており、第２の部分は、スリーブが選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、第１の端部キャップで覆われている。
【0009】
本開示の態様は、光ファイバを製造する方法を含む。その方法は、ガラススリーブの第一面に凹形窪みを形成する工程を含み、その凹形窪みはスリーブの隆起縁で囲まれており、スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備える。この方法は、軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程、およびスリーブを１つ以上の追加のガラス部品で真空封止して、アセンブリを形成する工程をさらに含む。
【0010】
本開示の態様は、光ファイバを製造する方法を含む。その方法は、ガラススリーブの軸方向貫通孔にガラスケーンコアを挿入すると同時に、１つ以上の追加のガラス部品でスリーブを真空封止して、アセンブリを形成しつつ、そのアセンブリを線引きして、光ファイバを形成する工程を含む。
【0011】
多くの異なる実施の形態が列挙されているが、実施の形態は、個別に存在しても、可能な限り、どの組合せで存在してもよい。以後、例示の実施の形態を示し、説明する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の実施の形態による、多芯光ファイバを製造する過程を示す流れ図
【図2】本開示の実施の形態による、１つ以上の軸方向貫通孔を備えたスリーブを示す図
【図3】本開示の実施の形態による、選択的エッチング装置を示す図
【図7】本開示の実施の形態による、選択的エッチング過程の前、最中、および後のスリーブを示す模式図
【図8】選択的エッチング過程後の選択的エッチング装置に取り付けられたスリーブを示す図
【図9】本開示の実施の形態による、選択的エッチング過程の別の実施の形態を示す図
【図10A】本開示の実施の形態による、ケーンコアをスリーブに挿入する過程を示す図
【図10B】本開示の実施の形態による、ケーンコアをスリーブに挿入する過程を示す図
【図10C】ケーンコアの断面図
【図10D】ケーンコアが中に挿入されたスリーブの断面図
【図11】本開示の実施の形態による、線引き塔炉内にあり、真空システムに接続されたケーン・クラッドアセンブリの断面図
【図12】本開示の実施の形態による、ケーン・クラッドアセンブリの内部通路を示す図
【図13】例示の線引きシステムを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、その説明から当業者に明白となるか、または特許請求の範囲および添付図面と共に、以下の詳細な説明に記載されたように本開示を実施することによって、認識されるであろう。
【0014】
ここに用いられているように、「および／または」という用語は、２つ以上の項目のリストに使用された場合、列挙された項目のいずれか１つをそれ自体で使用しても差し支えない、または列挙された項目の２つ以上のどの組合せを使用しても差し支えないことを意味する。例えば、組成物が、成分Ａ、Ｂ、および／またはＣを含有すると記載されている場合、その組成物は、Ａだけ；Ｂだけ；Ｃだけ；組合せでＡとＢ；組合せでＡとＣ；組合せでＢとＣ；または組合せでＡとＢとＣを含有し得る。
【0015】
この文書では、第１と第２、上部と底部などの関係語は、ある実体または作用を別の実体または作用から、そのような実体または作用の間のどの実際のそのような関係または順序も必ずしも必要とせずに、または暗示せずに、区別するためだけに使用される。
【0016】
ここに用いられている「含む(comprises)」という表現は、特別な場合として「からなる(consists of)」という用語を含み、よって、例えば、「ＡはＢとＣを含む」という表現は、「ＡはＢとＣからなる」場合を含むと理解される。
【0017】
ここに用いられている「固結された」という用語は、互いに結合されていない異なるガラス部品から作られたアセンブリを提供し、ガラス部品が流動し、互いに結合または封止して、ガラス部品の全体的構造を維持する統合ガラス部品を形成できるように、すなわち、ガラス部品がその基本形を実質的に変えないように、アセンブリをガラス部品の軟化点よりちょっと高く加熱することを意味する。
【0018】
「軸孔(axial hole)」または「軸方向貫通孔(axial through-hole)」という用語は、軸方向に平行に、すなわち、中心軸または中心線に平行に延在する孔を意味する。
【0019】
ここに用いられている「円柱」という用語は、二次元形状を取り、その二次元形状の面に垂直な第３次元にそれを投射することによって形成された三次元形状を意味する。それゆえ、ここに用いられた円柱は、円形以外の断面形状を有し得る。
【0020】
記載された開示の構造、および他の部品は、どの特定の材料にも限定されないことが当業者に理解されるであろう。ここに開示された本開示の他の例示の実施の形態は、特に明記のない限り、多種多様な材料から形成されてもよい。
【0021】
例示の実施の形態に示されたような、本開示の要素の構造および配列は、説明に役立つだけであることに留意することも重要である。本開示にいくつかの実施の形態しか詳しく記載されていないが、本開示を検討した当業者には、列挙された主題の新規と非自明の教示および利点から著しくは逸脱せずに、多くの改変（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状および比率、パラメータの値、取付配列、材料の使用、色、向きなどの改変）が可能であることが容易に認識されるであろう。例えば、一体成形されたのが示されている要素は、多数の部品から構成されてもよく、または多数の部品として示された要素は、一体成形されてもよく、インターフェースの操作が、逆転されても、または他に変えられてもよく、構造、および／またはシステムの部材、またはコネクタ、または他の要素の長さまたは幅が、変えられてもよく、複数の要素の間に設けられた調節位置の性質または数が変えられてもよい。システムの要素および／またはアセンブリは、多種多様な色、テクスチャ、および組合せのいずれで、十分な強度または耐久性を与える多種多様な材料のいずれから構成されてもよいことに留意すべきである。したがって、そのような改変の全ては、本開示の範囲に含まれることが意図されている。本開示の精神から逸脱せずに、所望と他の例示の実施の形態の設計、操作条件、および配列に、他の置換、改変、変更、および省略を行ってもよい。
【0022】
ここで、その例が添付図面に示されている、本開示の現在好ましい実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を称するために、図面に亘り同じ参照番号が使用される。
【0023】
ここで図１を参照すると、本開示の実施の形態による例示の過程１が示されている。過程１は、多芯光ファイバを製造するためのシステムである。しかしながら、過程１は、単芯光ファイバを製造するために使用されてもよいと考えられる。図１から分かるように、過程１の工程１０は、ガラススリーブに孔を形成する工程を含む。孔の各々は、ケーンコアを収容するようなサイズである。次に、工程２０で、スリーブに選択的エッチング過程が行われ、これにより、スリーブのいずれかの端部に窪み領域が作られる。この窪み領域は、後で、真空封止過程の最中に使用されて、多数のガラス部品を互いに封止し、プリフォームアセンブリを提供する。次いで、工程３０で、ケーンコアが孔に挿入される。工程４０で、真空封止過程が、線引き過程と共に行われる。過程１の工程４０で、真空封止過程が線引き過程と同時に行われることが都合よい。過程１の工程の各々は、後でより詳しく述べられている。
【0024】
図２に示されるように、過程１の工程１０で、スリーブ１００に孔１１０が形成される。いくつかの実施の形態において、孔１１０は、例えば、ダイヤモンド研磨材コアドリル加工および／または超音波援用コアドリル加工などの精密ドリル加工により形成される。スリーブ１００は、上面１０２および底面１０４を有する円柱ガラス体である。さらに、スリーブ１００は、シリカ（例えば、純粋シリカまたはドープシリカ）からなる。図２に示されるように、スリーブ１００は、直径Ｄｓおよび高さＨｓを有する。いくつかの実施の形態において、直径Ｄｓは、約２５ｍｍから約２００ｍｍまたは約５０ｍｍから約１２５ｍｍの範囲にあり、高さＨｓは、約５０ｍｍから約２ｍまたは約７５ｍｍから約１ｍの範囲にある。１つの例示の実施の形態において、直径Ｄｓは約７０ｍｍであり、高さＨｓは約１１０ｍｍである。当業者に認識されるように、他の直径と高さも考えられる。
【0025】
孔１１０の各々は、スリーブ１００の内部体積内に形成された軸方向貫通孔である。図２には４つの孔１１０が示されているが、スリーブ１００は、それより多いか少ない孔１１０を備えてもよいと考えられる。例えば、スリーブ１００は、１つ以上の孔、２つ以上の孔、４つ以上の孔、６つ以上の孔、８つ以上の孔、１０以上の孔、または１２以上の孔を備えることがある。さらに、孔１１０は、図２に示されたような、円形断面形状を有することがある。孔１１０は、他の断面形状を有してもよく、１つ以上の孔が、１つ以上の他の孔と異なる断面形状を有してもよいと考えられる。
【0026】
孔１１０は、スリーブ１００の上面１０２に開いた上端およびスリーブ１００の底面１０４に開いた下端を有する。それゆえ、孔１１０の各々は、上面１０２から底面１０４まで連続開口部を形成する。いくつかの実施の形態において、孔１１０は、約２ｍｍから約６０ｍｍ、または約５ｍｍから約４５ｍｍ、または約１０ｍｍから約３０ｍｍの直径を有する。１つ以上の孔１１０が、１つ以上の他の孔と異なる直径を有することも考えられる。
【0027】
孔１１０は、互いから等距離に間隔が空けられることがある。さらに、孔１１０は、当該技術分野に公知のどの配置とレイアウトで配列されてもよい。
【0028】
過程１の工程２０で、スリーブ１００に選択的エッチング過程が行われる。この選択的エッチング過程の前に、スリーブ１００の１つ以上の表面を研磨するまたは精巧に研削することができる。例えば、スリーブ１００の外面を、精密な直径Ｄｓおよび／または精密な高さＨｓを得るために、研磨するまたは精巧に研削することができる。それに加え、またはそれに代えて、孔１１０の内面を、研磨しても、または精巧に研削してもよい。精密な平面度を得るために、上面１０２および／または底面１０４を研磨するまたは精巧に研削することも考えられる。いくつかの実施の形態において、約２マイクロメートル以下、または約１マイクロメートル以下の表面粗さ（ＲＭＳ）を得るために、上面と底面１０２、１０４が精巧に研削される。
【0029】
選択的エッチング過程は、スリーブ１００の一部のみをエッチングして、スリーブ１００の上面１０２および／または底面１０４に窪み領域を提供する。下記にさらに述べるように、これらの窪み領域が真空封止工程で使用される。選択的エッチング過程について、最初に、スリーブ１００にエッチング装置２００が固定される。この時点で、スリーブ１００は、平らで均一な上面と底面１０２、１０４を備えた円柱部材である。それゆえ、この時点で、スリーブ１００は、窪み領域をまだ備えていない。図３に示されるように、スリーブ１００は、エッチング装置２００内に取り付けれたときに、装置２００の第１の端部キャップ２１０と第２の端部キャップ２２０との間にしっかりと固定される。第１の端部キャップ２１０はスリーブ１００の上面１０２に接続され、第２の端部キャップ２２０はスリーブ１００の底面１０４に接続されている。下記にさらに述べるように、複数のロッド２３０が第１の端部キャップ２１０から第２の端部キャップ２２０に延在して、エッチング装置２００をスリーブ１００上でその周りにしっかりと固定している。
【0030】
第１と第２の端部キャップ２１０、２２０の各々は、スリーブ１００とエッチング装置２００との間の接続を確実に保持するのを支援するフランジ部材であることがある。端部キャップ２１０、２２０は、端部キャップの上面から底面まで延在する中心開口を備えた円柱形状部材であることがある。それゆえ、端部キャップ２１０、２２０は、ドーナツ型であることがある。
【0031】
図４Ａは第１の端部キャップ２１０の斜視図を示し、図４Ｂは、図４Ａの線Ａ－Ａを通る端部キャップ２１０の断面図を示す。端部キャップ２１０は、スリーブ１００とのアライメントをとるための中心開口２１２を備える。それに加え、端部キャップ２１０は、複数の外側開口２１４を備え、これらの各々は、下記にさらに述べるように、ロッド２３０を収容するようなサイズである。中心開口２１２と外側開口２１４の全ては、第１の端部キャップ２１０の第一面２１１から第二面２１３までこの端部キャップ２１０の全長に亘る。中心開口２１２は、約３０ｍｍから約６０ｍｍ、または約４０ｍｍから約５０ｍｍ、または約４２ｍｍから約４８ｍｍに及ぶ直径を有する。中心開口２１２は、スリーブ１００の直径Ｄｓより小さい直径を有する。いくつかの実施の形態において、中心開口２１２の直径は、スリーブ１００の直径Ｄｓより約５ｍｍから約１０ｍｍ小さい。
【0032】
さらに、中心開口２１２は、外側開口２１４の各々の直径より大きい直径を有し、この外側開口２１４の各々は、約１０ｍｍから約３０ｍｍ、または約１５ｍｍから約２５ｍｍ、または約１８ｍｍから約２２ｍｍに及ぶ、または約２０ｍｍの直径を有する。しかしながら、外側開口２１４の直径は、ロッド２３０のサイズに応じて、様々であろう。外側開口２１４は、中心開口２１２の周りに均一に間隔が空けられることがあり、よって、外側開口２１４は、中心開口２１２の半径方向外側にある。
【0033】
第１の端部キャップ２１０の全外径ＤＦＥＣは、約１２０ｍｍから約１６０ｍｍ、または約１３０ｍｍから約１５０ｍｍに及ぶ、または約１４０ｍｍであることがある。それに加え、第１の端部キャップ２１０は、約３０ｍｍから約５０ｍｍ、または約３５ｍｍから約４５ｍｍ、または約３７ｍｍから約３９ｍｍの範囲、または約３９ｍｍの高さＨＦＥＣ（第一面２１１から第二面２１３まで）を有することがある。第１の端部キャップ２１０は、第一面２１１から半径方向外側に広がる突出部２１５も備えることがある。図４Ｃは、突出部２１５が示されている、図４Ｂの区域Ｂの拡大図を示す。突出部２１５は、第一面２１１から、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ、または約０．７５ｍｍから約１．２５ｍｍ、または約１ｍｍの長さだけ延在することがある。それゆえ、第１の端部キャップ２１０の高さは、第二面２１３から突出部２１５までの長さ（ＨＦＥＣに突出部２１５の長さを加えたもの）である。図４Ｃに示されるように、突出部２１５は、中心開口２１２を縁取る。下記にさらに述べるように、スリーブ１００を第１の端部キャップ２１０にしっかりと固定するために、突出部２１５の周りにガスケットが配置されることがある。
【0034】
図５Ａおよび５Ｂは、第２の端部キャップ２２０の第１と第２の斜視図を示す。そして、図５Ｃは、図５Ａの線Ｃ－Ｃを通る第２の端部キャップ２２０の断面図を示す。第２の端部キャップ２２０は、第１の端部キャップ２１０と同様に、スリーブ１００とのアライメントをとるための中心開口２２２を備える。それに加え、第２の端部キャップ２２０は、複数の外側開口２２４も備え、それらの各々は、下記にさらに述べるように、ロッド２３０を収容するようなサイズである。中心開口２２２と外側開口２２４の全ては、第２の端部キャップ２２０の第一面２２１から第二面２２３までこの端部キャップ２２０の全長に亘る。図５Ａは端部キャップ２２０の第一面２２１上の開口２２２、２２４の開放端を示し、図５Ｂは端部キャップ２２０の第二面２２３上の開口２２２、２２４の開放端を示す。
【0035】
第１の端部キャップ２１０と同様に、第２の端部キャップ２２０の中心開口２２２は、約３０ｍｍから約６０ｍｍ、または約４０ｍｍから約５０ｍｍ、または約４２ｍｍから約４８ｍｍに及ぶ直径を有する。中心開口２２２は、スリーブ１００の直径Ｄｓより小さい直径を有する。いくつかの実施の形態において、中心開口２２２の直径は、スリーブ１００の直径Ｄｓより約５ｍｍから約１０ｍｍ小さい。
【0036】
さらに、中心開口２２２は、外側開口２２４の各々の直径より大きい直径を有し、この外側開口２２４の各々は、約１０ｍｍから約３０ｍｍ、または約１５ｍｍから約２５ｍｍ、または約１８ｍｍから約２２ｍｍに及ぶ、または約２０ｍｍの直径を有する。しかしながら、外側開口２２４の直径は、ロッド２３０のサイズに応じて、様々であろう。外側開口２２４は、中心開口２２２の周りに均一に間隔が空けられることがあり、よって、外側開口２２４は、中心開口２２２の半径方向外側にある。
【0037】
第２の端部キャップ２２０の第二面２２３は複数の陥凹部２２７を備えることがあり、よって、各外側開口２２４は陥凹部２２７内の中心にある。よって、各外側開口２２４の開口は、陥凹部２２７上に形成されている。下記にさらに述べるように、陥凹部２２７は、エッチング装置２００上にロッド２３０をしっかりと固定するのに役立つ。
【0038】
第２の端部キャップ２２０の全直径ＤＳＥＣは、約１２０ｍｍから約１６０ｍｍ、または約１３０ｍｍから約１５０ｍｍに及ぶ、または約１４０ｍｍであることがある。それゆえ、第１と第２の端部キャップ２１０、２２０は同じ全直径を有することがある。それに加え、第２の端部キャップ２２０は、約４０ｍｍから約６０ｍｍ、または約４５ｍｍから約５５ｍｍの範囲、または約５０ｍｍの高さＨＳＥＣ（第一面２２１から第二面２２３まで）を有することがある。それゆえ、第２の端部キャップ２２０は、第１の端部キャップ２１０の高さＨＦＥＣより大きい高さＨＳＥＣを有することがある。
【0039】
第２の端部キャップ２２０は、第一面２２１から半径方向外側に広がる突出部２２５も備えることがある。図５Ｄは、突出部２２５が示されている、図５Ｃの区域Ｄの拡大図を示す。突出部２２５は、第一面２２１から、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ、または約０．７５ｍｍから約１．２５ｍｍ、または約１ｍｍの長さだけ延在することがある。それゆえ、第２の端部キャップの高さは、第二面２２３から突出部２２５までの長さ（ＨＳＥＣに突出部２２５の長さを加えたもの）である。図５Ｄに示されるように、突出部２２５は、中心開口２２２を縁取る。スリーブ１００を第２の端部キャップ２２０にしっかりと固定するために、突出部２２５の周りにガスケット２４０が配置されることがある。図５Ａは、第２の端部キャップ２２０の第一面２２１にしっかりと固定されたガスケット２４０を示す。突出部２２５は、第一面２２１上にしっかりと留められたガスケット２４０を維持するのに役立つ。いくつかの実施の形態において、突出部２２５は、ガスケット２４０と圧入ばめを形成する。図４Ａには示されていないが、端部キャップ２２０に関して記載されたのと同じやり方で、第１の端部キャップ２１０の第一面２１１にもガスケット２４０が取り付けられることがある。
【0040】
図６は、スリーブ１００と第１の端部キャップ２１０との間の接合を提供するガスケット２４０を示す。スリーブ１００がエッチング装置２００に固定されるときに、第１の端部キャップ２１０とスリーブ１００との間にガスケット２４０が配置される。それゆえ、ガスケット２４０は、第１の端部キャップ２１０がスリーブ１００と直接接触しないようなクリアランスを提供する。このことは、第１の端部キャップ２１０がスリーブ１００に圧力を加えるのを防ぐのに有利に役立つ。図６に示されるように、ガスケット２４０は、約１ｍｍ以下、または約０．５ｍｍ以下、または約０．２５ｍｍ以下の長さに亘りスリーブ１００の半径方向の幅方向にスリーブ１００と重複する。ガスケット２４０は、第１の端部キャップ２１０について図６に関してここに開示されているが、ガスケット２４０は、第２の端部キャップ２２０についても同じように機能する。
【0041】
再び図３を参照すると、ロッド２３０が、外側開口２１４、２２４内にその中に延在することによって、第１と第２の端部キャップ２１０、２２０にしっかりと固定されている。それゆえ、エッチング装置２００が組み立てられたときに、ロッド２３０は、第１の端部キャップ２１０の第一面と第二面２１１、２１３の両方から外側に突出し、第２の端部キャップ２２０の第一面と第二面２２１、２２３の両方から外側に突出するように開口２１４、２２４内に延在する。各ロッド２３０をエッチング装置２００上の適所に維持するために、各ロッド２３０の突出端部の周りに、ナット２３２が締め付けられることがある。さらに、第２の端部キャップ２２０上の陥凹部２２７が、ロッド２３０にナット２３２をしっかりと固定するためのさらなる手段を提供する。より詳しくは、陥凹部２２７は、ロッド２３０と端部キャップ２１０、２２０との間のどのような相対的なずれも減少させることがある。スリーブ１００は、第１と第２の端部キャップ２１０、２２０を、それらが互いに近づけないように適所に維持することにも留意されたい。
【0042】
代わりの実施の形態において、第２の端部キャップ２２０は、ロッド２３０をその端部キャップにしっかりと固定するためにナット２３２を使用しない。その代わりに、この実施の形態では、ロッド２３０が第２の端部キャップ２２０に溶接される。したがって、ロッド２３０と第２の端部キャップ２２０は、１つの一体部材を形成する。他の実施の形態において、第１と第２の端部キャップ２１０、２２０は、摩擦のみによって、ロッド上に維持され、しっかりと固定される。
【0043】
エッチング装置２００が組み立てられ、スリーブ１００に取り付けられたときに、ロッド２３０は、スリーブ１００から半径方向に間隔が空けられている。例えば、ロッド２３０は、スリーブ１００の外径から約１５ｍｍの距離だけ間隔が空けられている。それに加え、ロッド２３０は、図３に示されるように、隣接するロッドから半径方向に間隔が空けられることがある。各ロッド２３０間の距離は、約３６ｍｍであることがある。
【0044】
これも図３に示されるように、エッチング装置２００は留め具２５０をさらに備え、この留め具は、フックに吊り下げるためのＵ字形部材を形成することがある。留め具２５０は、エッチング槽内のフックにエッチング装置２００を吊り下げるために使用される。留め具２５０が、図３に示されたものではない他の形状および構造を有してよいことも考えられる。
【0045】
一旦、スリーブ１００がエッチング装置２００内に取り付けられ、この装置がエッチング槽内に置かれたら、スリーブ１００は、酸性溶液に曝露され、エッチングされる。いくつかの実施の形態において、その酸性溶液はフッ化水素酸（ＨＦ）を含み、これは、脱イオン水で希釈されることがある。それに加え、またはそれに代えて、酸性溶液は、硝酸（ＨＮＯ３）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を含む。例示の酸性溶液は、（ｉ）１０体積％のフッ化水素酸と１５体積％の硝酸、（ｉｉ）５体積％のフッ化水素酸と７．５体積％の硝酸、または（ｉｉｉ）２．５体積％のフッ化水素酸と３．７５体積％の硝酸を含む。
【0046】
いくつかの実施の形態において、界面活性剤が酸性溶液に添加される。その界面活性剤は、酸性溶液に溶け、酸性溶液中の酸と反応しない、どの適切な界面活性剤であっても差し支えない。例えば、界面活性剤は、Ｃａｐｓｔｏｎｅ（登録商標）ＦＳ－５０または「Ｃａｐｓｔｏｎｅ」ＦＳ－５４などのフッ素系界面活性剤であることがある。酸性溶液中の界面活性剤の濃度（酸性溶液１Ｌに対する界面活性剤のｍＬを単位とする）は、約１、約１．１、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、または約２以上であり得る。
【0047】
スリーブ１００は、約１０時間から約５分、または約１５分から約３０分の合計時間（すなわち、全エッチング時間）に亘り酸性溶液に曝露されることがある。スリーブ１００が酸性溶液に曝露されるときに、その溶液は、約２５℃から約３５℃の温度であることがある。いくつかの実施の形態において、酸性溶液は、スリーブ１００が酸性溶液に曝露されているときに、超音波撹拌される。
【0048】
選択的エッチング過程中、スリーブ１００がエッチング装置２００に取り付けられ、酸性溶液に曝露されているときに、その酸性溶液は、スリーブ１００の特定部分だけに接触することができる。より詳しくは、第１の端部キャップ２１０を参照すると、酸性溶液は、中心開口２１２内を流れ、スリーブの上面１０２の一部分に接触することができる。この一部分は、上面１０２の全体より小さい。さらに、先に述べたように、第１の端部キャップ２１０の中心開口２１２は、スリーブ１００の直径Ｄｓよりも小さい直径を有する。したがって、スリーブ１００の上面１０２の少なくとも一部分が第１の端部キャップ２１０で覆われる。より詳しくは、図７に示されるように、上面１０２の半径方向外側の部分が、エッチング過程中に第１の端部キャップ２１０で覆われる。したがって、酸性溶液はエッチング過程中にスリーブ１００のこの半径方向外側の部分と接触せず、よって、この半径方向外側の部分は、エッチング過程中に酸性溶液によりエッチングされない。上面１０２の中央部分（中心開口２１２により露出された上面１０２の部分）のみが、エッチング過程中にエッチングされる。これもまた図７に示されるように、これにより、エッチング過程後に隆起縁１３０で囲まれた凹部１２０が上面１０２に形成される。上面１０２の中央部分（中心開口２１２により露出された上面１０２の部分）が、エッチング過程後に凹部１２０を形成し、上面１０２の半径方向外側の部分（第１の端部キャップ２１０で覆われた部分）が、エッチング過程後に隆起縁１３０を形成する。
【0049】
さらに、上述した選択的エッチング過程を第２の端部キャップ２２０にも適用する。エッチング過程中、酸性溶液は、第２の端部キャップ２２０の中心開口２２２内を流れ、スリーブの底面１０４の一部分と接触する。この一部分は、底面１０４の全体より小さい。第２の端部キャップ２２０の中心開口２２２は、第１の端部キャップ２１０と同様に、スリーブ１００の直径Ｄｓよりも小さい直径を有する。したがって、スリーブ１００の底面１０４の少なくとも一部分が第２の端部キャップ２２０で覆われる。底面１０４の半径方向外側の部分が第２の端部キャップ２２０で覆われている。したがって、酸性溶液は、エッチング過程中にスリーブ１００の半径方向外側の部分と接触せず、よって、この半径方向外側の部分は、エッチング過程中に酸性溶液によりエッチングされない。したがって、底面１０４の中央部分（中心開口２２２により露出された底面１０４の部分）のみが、エッチング過程中にエッチングされる。これにより、エッチング過程後に隆起縁１３０で囲まれた凹部１２０が底面に形成される（第１の端部キャップ２１０に関して先に記載されたものと同様に）。
【0050】
したがって、上述したエッチング過程は、上面１０２の第１の部分が酸性溶液に曝露され、上面１０２の第２の部分が酸性溶液に曝露されないように、スリーブ１００の上面１０２（第一面）を酸性溶液に曝露する。同様に、上述したエッチング過程は、底面１０４の第１の部分が酸性溶液に曝露され、底面１０４の第２の部分が酸性溶液に曝露されないように、スリーブ１００の底面１０４（第二面）を酸性溶液に曝露する。図７では、第１の端部キャップ２１０が、明確にするために、部分的に切り取られた状態で示されていることに留意されたい。
【0051】
凹部１２０の形状と寸法は、酸性溶液のエッチング時間に依存する。いくつかの実施の形態において、凹部１２０（スリーブ１００の上面１０２および／または底面１０４の上の）は、約２０マイクロメートル以上、または約４０マイクロメートル以上、または約６０マイクロメートル以上、または約８０マイクロメートル以上、または約１００マイクロメートル以上の最大深さを有する。それに加え、またはそれに代えて、凹部１２０は、約１０ｍｍ以下、または約７ｍｍ以下、または約５ｍｍ以下、または約４ｍｍ以下、または約３ｍｍ以下、または約２ｍｍ以下、または約１ｍｍ以下の最大深さを有する。いくつかの実施の形態において、凹部１２０の最大深さは、約４０マイクロメートルから約５ｍｍ、または約６マイクロメートルから約４ｍｍの範囲にある。
【0052】
さらに、凹部１２０は、約３０ｍｍから約６０ｍｍ、または約４０ｍｍから約５０ｍｍ、または約４２ｍｍから約４８ｍｍの範囲の直径を有する。いくつかの実施の形態において、凹部１２０の直径は、開口２１２および／または開口２２２の直径と同じである。したがって、隆起縁１３０は、約２．５ｍｍから約１０ｍｍ、または約３ｍｍから約５ｍｍの範囲にある、スリーブ１００の幅方向の長さを有する。図８に示されるような、いくつかの実施の形態において、凹部１２０（スリーブ１００の上面１０２および／または底面１０４の上の）は、凹形状を有する。下記にさらに述べるように、この凹形状は、真空封止過程中に利点を与える。凹形状は、例えば、球状または楕円状であり得る。図７および８は、凹部１２０を、円形断面形状を有するものと示しているが、凹部１２０は、例えば、正方形や長方形などの他の断面形状を有し得ることも考えられる。
【0053】
先に述べたように、隆起縁１３０は、選択的エッチング過程中にエッチングされなかった。したがって、隆起縁１３０は、スリーブ１００の上面１０２および／または底面１０４の研磨面を形成する。
【0054】
過程１の選択的エッチング過程２０中に、スリーブ１００が選択的にエッチングされて、凹部１２０を生じる。それに加え、選択的エッチング過程は、スリーブ１００上の汚染物質を除去し、スリーブ１００の表面を研磨する酸洗浄を都合よく与える。それゆえ、別々の酸洗浄工程と研磨工程が必要ない。その代わりに、ここに開示された過程に関して、選択的エッチング過程は、これらの工程を一工程に纏める。スリーブ１００全体がエッチングされる（第１と第２の端部キャップ２１０、２２０で覆われたスリーブ１００の部分を除いて）場合よりも、上面１０２と底面１０４のみがエッチングされる場合、より長いエッチング時間（先に述べたような）を使用してもよいことに留意のこと。
【0055】
図９に示されるように、組み立てられたプリフォームアセンブリ３００は、各々がガラスから形成されている、ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０を含む。下記にさらに述べるように、これらの部品は、真空封止過程中に互いに封止される。先に記載された選択的エッチング過程は、スリーブ１００の上面１０２と底面１０４が選択的にエッチングされて、スリーブ１００上に凹部１２０と隆起縁１３０を形成することを開示している。しかしながら、代わりの実施の形態において、ハンドル３１０の底面とノーズコーン３２０の上面が選択的にエッチングされる。これらの実施の形態において、スリーブ１００は、選択的にエッチングされない。したがって、凹部と隆起縁は、スリーブ１００ではなく、ハンドル３１０とノーズコーン３２０に形成される。いくつかの実施の形態において、ハンドル３１０および／またはノーズコーン３２０に形成された凹部は、凹形状を有する（先に述べたように）。ハンドル３１０およびノーズコーン３２０がエッチングされている、これらの実施の形態において、例えば、約１０時間など、より長いエッチング時間が使用されることがある。追加の実施の形態において、ハンドル３１０およびノーズコーン３２０の一方のみが選択的にエッチングされることも考えられる。したがって、この実施の形態において、スリーブ１００の上面１０２および底面１０４の一方もエッチングされる。
【0056】
再び図１を参照すると、選択的エッチング過程の完了後、過程１の工程３０で、スリーブ１００の孔１１０にケーンコアが挿入される。図１０Ａは、ケーン・クラッドアセンブリ１５０を形成する過程で、スリーブ１００の孔１１０に対して操作可能に配置されるケーン１４０を示す。図１０Ｂは、例示の組み立てられたケーン・クラッドアセンブリ１５０を示し、図１０Ｃは、１つのケーン１４０の断面図を示す。各ケーン１４０はガラス体から形成され、そのガラス体は、コアセクション１４２およびそのコアセクション１４２を取り囲む内側クラッドセクション１４４を含む。さらに、内側クラッドセクション１４４は、異なる屈折率を有する１つ以上の内側クラッド部分を含み得る。いくつかの実施の形態において、ケーン１４０のガラス体がコアセクション１４２だけからなる（クラッドセクションを含まない）ことも考えられる。ケーン・クラッドアセンブリ１５０がプリフォームに形成され、次いで、光ファイバに線引きされるときに、スリーブ１００が各ケーン１４０を取り囲む。それゆえ、スリーブ１００は、線引きされた光ファイバにおける外側クラッドセクションを形成する。
【0057】
図１０Ｄは、図１０Ｂのケーン・クラッドアセンブリ１５０の断面図である。図１０Ｄに示されるように、いくつかの実施の形態において、各ケーン１４０は、ケーン１４０が中に挿入される対応する孔１１０の直径ＤＨよりもわずかに小さい直径ＤＣを有する。したがって、間隙Ｇがケーン１４０と孔１１０との間に設けられ、それにより、ケーン１４０が孔１１０内で容易に摺動することができる。より詳しくは、間隙Ｇが、ケーン１４０の外面と孔１１０の内面との間に設けられる。いくつかの実施の形態において、間隙Ｇは、約２ｍｍ以下、または約１．５ｍｍ以下、または約１ｍｍ以下、または約０．７５ｍｍ以下、または約０．５ｍｍ以下、または約０．２５ｍｍ以下の長さを有する。それに加え、またはそれに代えて、間隙Ｇの長さは、約０．１ｍｍ以上、または約０．２ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下、または約０．６ｍｍ以下、または約０．８ｍｍ以下、または約１ｍｍ以上である。いくつかの実施の形態において、間隙Ｇの長さは、約０．１ｍｍから約１ｍｍ、または約０．２ｍｍから約０．８ｍｍの範囲にある。間隙Ｇの長さがスリーブ１００のサイズの関数であることにさらに留意のこと。より小さい直径ＤＳを有するより小さいスリーブ１００には、より小さい間隙Ｇの長さが必要とされる。
【0058】
次に、図１の過程１において、ケーン１４０がスリーブ１００に挿入されて、ケーン・クラッドアセンブリ１５０が形成された後、工程４０で、真空封止および線引き過程が行われる。この真空封止および線引き過程は、プリフォームを製造し、そのプリフォームを光ファイバに線引きするために行われる。最初に、ハンドル３１０、スリーブ１００（中にケーン１４０が挿入されている）、およびノーズコーン３２０が積層構造に組み立てられる。積層構造になったときに、ハンドル３１０はスリーブ１００の上に垂直に配置され、スリーブ１００は、ノーズコーン３２０の上に垂直に配置される。いくつかの実施の形態において、積層構造が複数のスリーブを含むことも考えられる。図１１は、ハンドル３１０とノーズコーン３２０との間に４つのスリーブ１００が配置された例示の積層構造を示す。この実施の形態において、ケーン１４０の各々が、４つのスリーブ１００の全てを通じて配置されている。それゆえ、４つのスリーブは全て、同じケーン１４０を共有している。図１１に示されるように、積層構造において、ハンドル３１０は、最上部のスリーブ１００と直接接触しており、各スリーブ１００は、隣接するスリーブ１００と直接接触している。さらに、最下部のスリーブ１００はノーズコーン３２０と直接接触している。ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０は、積層構造に組み立てられる前に、洗浄される（例えば、酸洗浄され、次いで、脱イオン水で濯がれる）ことも考えられる。
【0059】
これもまた図１１に示されるように、この積層構造は真空システム４００に接続され、よって、積層構造と真空システム４００は共にプリフォームシステム５００を構成する。真空システム４００は、積層構造を支持する導管４１０をさらに備え、真空システム４００と積層構造との間に空気流接続を提供する。下記にさらに述べるように、真空システム４００は、積層構造にあるときに、ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０を共に封止するために空気圧を使用する。
【0060】
図１２は、２つのスリーブ１００が積層構造にあるのが示されている、図１１のプリフォームシステム５００の部分Ａの部分断面図を示す。上部スリーブ１００がハンドル３１０に接続されている。ノーズコーン３２０がこの部分図に示されていないことに留意されたい。図１２に示されるように、最上部のスリーブ１００の底面にある第１の凹部１２０が、隣接するスリーブ１００の上面にある第２の凹部１２０に接続されている。さらに、複数のスリーブ１００の凹部１２０の全てが、間隙Ｇ（スリーブ１００とケーン１４０の間）により形成された空間と共に接続され、導管４１０を通る通路と接続されて、連続した内部通路４２０を形成している。この通路４２０は、ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０の十分に滑らかなガラス面の間の接触のために、実質的に密封されている。図１２には示されていないが、通路４２０は、積層構造全体を通りノーズコーン３２０まで延在している。さらに、通路４２０は、真空システム４００に接続されて、空気流路を提供する。
【0061】
真空システム４００は、稼働されると、図１２の空気流ラインＢで示されるように、通路４２０から真空システム４００中に空気を引き込む。通路４２０は実質的に密封されているので、真空吸引により、通路４２０と、プリフォームシステム５００を取り囲む周囲環境４３０との間に相当な圧力差ΔＰが生じる。この圧力差ΔＰにより、ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０は、積層構造で垂直に配向されたときに、圧縮され、互いに封止される。それゆえ、これらの部品は、圧縮され、重力に対して互いに封止される。一例において、真空システム４００と、海面位での普通の周囲圧力との間の圧力差ΔＰは、スリーブ１００が１２２ｍｍの直径Ｄｓを有し、通路が１１２ｍｍの最大直径を有する典型的なアセンブリに、９８．５ｋｇの軸方向圧縮力を提供する。他の実施の形態において、圧力差ΔＰは約１００ｋｇ程度であり得、正確な値は、当業者に明白なように、プリフォームシステム５００の様々な部品の質量および通路４２０の様々なセクションのサイズに依存する。
【0062】
真空システム４００の真空吸引により、真空で互いに保持された（「真空保持された」）ケーン・クラッドアセンブリ１５０が形成される。それゆえ、ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０は、圧縮され、互いに封止され、通路４２０がなくなる。ハンドル３１０、スリーブ１００、およびノーズコーン３２０が圧縮され、互いに封止されたときに、凹部１２０（図８の凹形状を有する場合）は、ガラス部品を、凹部１２０の中央部分の前に、凹部１２０の半径方向外側の部分に最初に封止することによって、変形する。それゆえ、ガラス部品（ハンドル３１０、スリーブ１００、および／またはノーズコーン３２０）の封止は、凹部１２０の半径方向外側の部分で始まり、次いで、ガラス部品が互いに封止されるまで、半径方向内側に移動する。これにより、非凹形状の凹部１２０が使用される場合よりも強力な結合がガラス部品間に生じる。対照的に、非凹形状の凹部１２０を使用する場合、ガラス部品は、凹部の半径方向外側の部分と中央部分で同時に、互いに封止される。
【0063】
いくつかの実施の形態において、凹部１２０は、図９に関して先に述べたように、スリーブ１００ではなく、ハンドル３１０および／またはノーズコーン３２０に形成されることも留意されたい。これらの実施の形態において、図１２に関して先に述べたのと同様に、通路４２０は、ハンドル３１０および／またはノーズコーンの凹部１２０により形成され、それらの部品は互いに封止される。
【0064】
従来の封止および線引き過程では、ケーン・クラッドアセンブリは、最初に真空封止され、次に、約１１００℃の温度および塩素雰囲気において固結炉内で固結される。この固結工程により、ケーン・クラッドアセンブリのガラス部品が互いに結合される。固結工程後、このアセンブリは、約１４００℃から約１５００℃の温度でアニールされる。アニール工程が完了した後、アセンブリは今やプリフォームであり、これは、固結炉から、プリフォームを光ファイバに線引きするための線引き塔炉に移動させられる。したがって、従来の過程では、プリフォームアセンブリは、光ファイバに線引きするための線引き塔炉に移動される前に、最初に真空封止される。本開示の実施の形態は、線引き工程中にアセンブリを同時に真空封止することによって、これら２つの工程を纏めている。さらに、本開示の実施の形態は、従来の過程におけるような別々の固結工程とアニール工程を持たない。したがって、本開示の実施の形態は、工程の総数を減少させ、これにより、時間が短くなり、費用が節約される。さらに、従来の過程では、ガラスアセンブリは、工程（アニール工程と線引き工程など）の間で冷却し、緩和させなければならない。各冷却工程は、大型のガラス片の不均一な加熱や冷却から生じる固有の応力のために、破損する可能性をもたらす。本開示の実施の形態は、工程の総数を減少させ、したがって、ガラス中の固有の応力のそのような可能性を減少させる。さらに、本開示の実施の形態は、プリフォームを固結炉から線引き塔炉に動かす（その最中に、プリフォームに引っかき傷が付いたり、欠けが生じたりし得る）ことを必要としない。そして、本開示の実施の形態は、２つの別々の固結炉と線引き塔炉を必要としない。
【0065】
先に述べたように、本開示の実施の形態は、真空封止過程と線引き過程を同時に行う。したがって、先に述べた真空封止過程中、ケーン・クラッドアセンブリ１５０は線引き塔炉５２０内に配置され、この炉は下部ヒータ５１０で加熱される。図１１に示されるように、下部ヒータ５１０は、炉内に、約１５００℃以上、または約１６００℃以上、または約１７００℃以上、または約１８００℃以上、または約１９００℃以上、または約２０００℃以上の範囲内の温度を有する高温区域５１５を作り出す。いくつかの実施の形態において、高温区域５１５の温度は、約１６００℃から約２２００℃、または約１８００℃から約２１００℃の範囲にある。高温区域５１５の温度は、ケーン・クラッドアセンブリ１５０を固結し（ガラス部品を互いに結合する）、ケーン・クラッドアセンブリ１５０をそのガラス溶融温度に加熱する（線引き工程のために）のに十分である。高温区域５１５の温度は、先に述べたように、従来の固結炉の温度より高いことに留意されたい。
【0066】
ケーン・クラッドアセンブリ１５０は、炉５２０内に配置されたときに、ケーン・クラッドアセンブリ１５０が消費され、光ファイバに線引きされるときに、下部ヒータ５１０に向けてゆっくりと降下する。さらに、先に開示された真空封止過程は、ケーン・クラッドアセンブリ１５０が下部ヒータ５１０に向けてゆっくりと加工するのと同時に行われる。したがって、真空システム４００からの真空吸引は、ケーン・クラッドアセンブリ１５０が消費され、光ファイバに線引きされている間に行われる。炉５２０は、ケーン・クラッドアセンブリ１５０に加え、１種類以上の不活性ガスを含むことがある。
【0067】
図１３は、ここに開示された実施の形態による、光ファイバを線引きするための線引きシステム６００を示す。例示の線引きシステム６００は、先に述べたような炉５２０を備える。さらに、線引きシステム６００は、炉５２０から出た線引きされた（むき出しの）ファイバ６２０のサイズを測定する（例えば、直径制御）ための非接触測定センサ６１０、６１５を備える。冷却ステーション６３０が、測定センサ６１０、６１５の下流に存在し、むき出しのファイバ６２０を冷却するように作られている。被覆ステーション６４０が、冷却ステーション６３０の下流に存在し、むき出しのファイバ６２０上に保護被覆材料６４５を堆積させて、被覆ファイバ６２５を形成するように作られている。テンショナ(tensioner)６５０が、被覆ステーション６４０の下流に存在する。テンショナ６５０は、被覆ファイバ６２５を引っ張る（線引きする）表面６５５を有する。それぞれの表面６６５を有する一組のガイドホイール６６０がテンショナ６５０の下流に存在する。ガイドホイール６６０は、被覆ファイバ６２５をファイバ巻取スプール（「スプール」）６７０に案内して、被覆ファイバ６２５を貯蔵する働きをする。本開示の実施の形態は、単芯光ファイバまたは多芯光ファイバを形成するために使用することができる。
【0068】
様々な実施の形態をここに記載してきたが、それらの実施の形態は、限定ではなく、例としてのみ提示されたものである。本明細書に提示された教示と指針に基づいて、適応および改変は、開示された実施の形態の等価物の意味と範囲内にあることが意図されているのが明白なはずである。したがって、本開示の精神と範囲から逸脱せずに、ここに開示された実施の形態に形態と詳細の様々な変更を行うることが、当業者に明白となるであろう。ここに提示された実施の形態の要素は、必ずしも、相互排他的ではなく、当業者に認識されるであろうように、様々な必要に応えるために代替されることがある。
【0069】
ここに使用された表現や専門用語は、制限ではなく、説明の目的であることを理解すべきである。本開示の広さと範囲は、先に述べた例示の実施の形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその等価物にしたがってのみ定義されるべきである。
【0070】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0071】
実施形態１
光ファイバを製造する方法において、
選択的エッチング装置内にガラススリーブを取り付ける工程であって、
前記スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備え、
前記エッチング装置は、中心開口が中を通って配置された第１の端部キャップを含み、該第１の端部キャップは前記スリーブの第一面に取り付けられている、工程と、
前記第一面の第１の部分が酸性溶液に曝露され、該第一面の第２の部分が該酸性溶液に曝露されないように前記スリーブを該酸性溶液に曝露する工程であって、
前記第１の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記中心開口に隣接しており、
前記第２の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記第１の端部キャップで覆われている、工程と、
を有してなる方法。
光ファイバを製造する方法において、
選択的エッチング装置内にガラススリーブを取り付ける工程であって、
前記スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備え、
前記エッチング装置は、中心開口が中を通って配置された第１の端部キャップを含み、該第１の端部キャップは前記スリーブの第一面に取り付けられている、工程と、
前記第一面の第１の部分が酸性溶液に曝露され、該第一面の第２の部分が該酸性溶液に曝露されないように前記スリーブを該酸性溶液に曝露する工程であって、
前記第１の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記中心開口に隣接しており、
前記第２の部分は、前記スリーブが前記選択的エッチング装置内に取り付けられたときに、前記第１の端部キャップで覆われている、工程と、
を有してなる方法。
【0072】
実施形態２
前記スリーブを前記酸性溶液に曝露する工程により、該スリーブの前記第１の部分に凹部が形成される、実施形態１に記載の方法。
前記スリーブを前記酸性溶液に曝露する工程により、該スリーブの前記第１の部分に凹部が形成される、実施形態１に記載の方法。
【0073】
実施形態３
前記凹部が、前記スリーブ１００の隆起縁で囲まれており、該隆起縁は該スリーブの前記第２の部分である、実施形態２に記載の方法。
前記凹部が、前記スリーブ１００の隆起縁で囲まれており、該隆起縁は該スリーブの前記第２の部分である、実施形態２に記載の方法。
【0074】
実施形態４
前記１つ以上の軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程をさらに含む、実施形態２または３に記載の方法。
前記１つ以上の軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程をさらに含む、実施形態２または３に記載の方法。
【0075】
実施形態５
前記ケーンコアと前記軸方向貫通孔との間に、直径約１ｍｍ以下の間隙がある、実施形態４に記載の方法。
前記ケーンコアと前記軸方向貫通孔との間に、直径約１ｍｍ以下の間隙がある、実施形態４に記載の方法。
【0076】
実施形態６
その中を通って前記ケーンコアが挿入された前記スリーブを、ガラスハンドルとガラスノーズコーンに取り付けて、アセンブリを形成する工程をさらに含む、実施形態４に記載の方法。
その中を通って前記ケーンコアが挿入された前記スリーブを、ガラスハンドルとガラスノーズコーンに取り付けて、アセンブリを形成する工程をさらに含む、実施形態４に記載の方法。
【0077】
実施形態７
前記アセンブリが、前記凹部により形成された内部通路を含む、実施形態６に記載の方法。
前記アセンブリが、前記凹部により形成された内部通路を含む、実施形態６に記載の方法。
【0078】
実施形態８
前記アセンブリを、真空システムにより前記通路に真空吸引が生じる真空封止過程に施す工程をさらに含む、実施形態７に記載の方法。
前記アセンブリを、真空システムにより前記通路に真空吸引が生じる真空封止過程に施す工程をさらに含む、実施形態７に記載の方法。
【0079】
実施形態９
前記真空封止過程が線引き塔炉内で行われる、実施形態８に記載の方法。
前記真空封止過程が線引き塔炉内で行われる、実施形態８に記載の方法。
【0080】
実施形態１０
前記アセンブリを前記真空封止過程に施しながら、該アセンブリから光ファイバを同時に線引きする工程をさらに含む、実施形態８に記載の方法。
前記アセンブリを前記真空封止過程に施しながら、該アセンブリから光ファイバを同時に線引きする工程をさらに含む、実施形態８に記載の方法。
【0081】
実施形態１１
前記凹部が凹形窪みである、実施形態２から１０のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が凹形窪みである、実施形態２から１０のいずれか１つに記載の方法。
【0082】
実施形態１２
前記凹部が、約４０マイクロメートル以上の深さを有する、実施形態２から１１のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約４０マイクロメートル以上の深さを有する、実施形態２から１１のいずれか１つに記載の方法。
【0083】
実施形態１３
前記凹部が、約１０ｍｍ以下の深さを有する、実施形態２から１２のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約１０ｍｍ以下の深さを有する、実施形態２から１２のいずれか１つに記載の方法。
【0084】
実施形態１４
前記凹部が、約４０マイクロメートルから約５ｍｍの範囲の深さを有する、実施形態２から１１のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約４０マイクロメートルから約５ｍｍの範囲の深さを有する、実施形態２から１１のいずれか１つに記載の方法。
【0085】
実施形態１５
前記スリーブの第二面に第２の凹部を形成する工程をさらに含む、実施形態２から１４のいずれか１つに記載の方法。
前記スリーブの第二面に第２の凹部を形成する工程をさらに含む、実施形態２から１４のいずれか１つに記載の方法。
【0086】
実施形態１６
前記酸性溶液がフッ化水素酸を含む、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の方法。
前記酸性溶液がフッ化水素酸を含む、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の方法。
【0087】
実施形態１７
光ファイバを製造する方法において、
ガラススリーブの第一面に凹形窪みを形成する工程であって、該凹形窪みは該スリーブの隆起縁で囲まれており、該スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備える、工程、
前記軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程、および
前記スリーブを１つ以上の追加のガラス部品で真空封止して、アセンブリを形成する工程、
を有してなる方法。
光ファイバを製造する方法において、
ガラススリーブの第一面に凹形窪みを形成する工程であって、該凹形窪みは該スリーブの隆起縁で囲まれており、該スリーブは１つ以上の軸方向貫通孔を備える、工程、
前記軸方向貫通孔の各々にガラスケーンコアを挿入する工程、および
前記スリーブを１つ以上の追加のガラス部品で真空封止して、アセンブリを形成する工程、
を有してなる方法。
【0088】
実施形態１８
前記スリーブを真空封止して前記アセンブリを形成すると同時に、該アセンブリを線引きして、光ファイバを形成する工程をさらに含む、実施形態１７に記載の方法。
前記スリーブを真空封止して前記アセンブリを形成すると同時に、該アセンブリを線引きして、光ファイバを形成する工程をさらに含む、実施形態１７に記載の方法。
【0089】
実施形態１９
前記スリーブを線引き塔炉内で真空封止する工程をさらに含む、実施形態１７または１８に記載の方法。
前記スリーブを線引き塔炉内で真空封止する工程をさらに含む、実施形態１７または１８に記載の方法。
【0090】
実施形態２０
前記凹部が、約４０マイクロメートル以上の深さを有する、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約４０マイクロメートル以上の深さを有する、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。
【0091】
実施形態２１
前記凹部が、約１０ｍｍ以下の深さを有する、実施形態１７から２０のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約１０ｍｍ以下の深さを有する、実施形態１７から２０のいずれか１つに記載の方法。
【0092】
実施形態２２
前記凹部が、約４０マイクロメートルから約５ｍｍの範囲の深さを有する、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。
前記凹部が、約４０マイクロメートルから約５ｍｍの範囲の深さを有する、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。
【0093】
実施形態２３
前記スリーブの第二面に第２の凹形窪みを形成する工程をさらに含む、実施形態１７から２２のいずれか１つに記載の方法。
前記スリーブの第二面に第２の凹形窪みを形成する工程をさらに含む、実施形態１７から２２のいずれか１つに記載の方法。
【0094】
実施形態２４
前記ケーンコアと前記軸方向貫通孔との間に、直径約１ｍｍ以下の間隙がある、実施形態１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
前記ケーンコアと前記軸方向貫通孔との間に、直径約１ｍｍ以下の間隙がある、実施形態１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
【0095】
実施形態２５
光ファイバを製造する方法において、
ガラススリーブの軸方向貫通孔にガラスケーンコアを挿入すると同時に、１つ以上の追加のガラス部品で前記スリーブを真空封止して、アセンブリを形成しつつ、該アセンブリを線引きして、光ファイバを形成する工程、
を有してなる方法。
光ファイバを製造する方法において、
ガラススリーブの軸方向貫通孔にガラスケーンコアを挿入すると同時に、１つ以上の追加のガラス部品で前記スリーブを真空封止して、アセンブリを形成しつつ、該アセンブリを線引きして、光ファイバを形成する工程、
を有してなる方法。
【0096】
実施形態２６
前記スリーブを線引き塔炉内で真空封止する工程をさらに含む、実施形態２５に記載の方法。
前記スリーブを線引き塔炉内で真空封止する工程をさらに含む、実施形態２５に記載の方法。
【0097】
実施形態２７
前記アセンブリが、前記スリーブ、ガラスハンドル、およびガラスノーズコーンを含む、実施形態２５または２６に記載の方法。
前記アセンブリが、前記スリーブ、ガラスハンドル、およびガラスノーズコーンを含む、実施形態２５または２６に記載の方法。
【0098】
実施形態２８
前記アセンブリが内部通路を備え、前記真空封止する工程により、該内部通路を通じて真空吸引が生じる、実施形態２７に記載の方法。
前記アセンブリが内部通路を備え、前記真空封止する工程により、該内部通路を通じて真空吸引が生じる、実施形態２７に記載の方法。
【0099】
実施形態２９
前記内部通路が、前記スリーブ、前記ハンドル、および前記ノーズコーンの間に内部接続を形成する、実施形態２８に記載の方法。
前記内部通路が、前記スリーブ、前記ハンドル、および前記ノーズコーンの間に内部接続を形成する、実施形態２８に記載の方法。
【符号の説明】
【0100】
１００ スリーブ
１０２ 上面
１０４ 底面
１１０ 孔
１２０ 凹部
１３０ 隆起縁
１４０ ケーン
１４２ コアセクション
１４４ 内側クラッドセクション
１５０ ケーン・クラッドアセンブリ
２００ エッチング装置
２１０ 第１の端部キャップ
２１１ 第１の端部キャップの第一面
２１２ 第１の端部キャップの中心開口
２１３ 第１の端部キャップの第二面
２１４ 第１の端部キャップの外側開口
２１５ 第１の端部キャップの突出部
２２０ 第２の端部キャップ
２２１ 第２の端部キャップの第一面
２２２ 第２の端部キャップの中心開口
２２３ 第２の端部キャップの第二面
２２４ 第２の端部キャップの外側開口
２２５ 第２の端部キャップの突出部
２２７ 陥凹部
２３０ 複数のロッド
２３２ ナット
２５０ 留め具
３００ 組み立てられたプリフォームアセンブリ
３１０ ハンドル
３２０ ノーズコーン
４００ 真空システム
４１０ 導管
４２０ 内部通路
４３０ 周囲環境
５００ プリフォームシステム
５１０ 下部ヒータ
５１５ 高温区域
５２０ 線引き塔炉
６００ 線引きシステム
６１０、６１５ 非接触測定センサ
６２０ むき出しのファイバ
６２５ 被覆ファイバ
６３０ 冷却ステーション
６４０ 被覆ステーション
６５０ テンショナ
６６０ ガイドホイール
６７０ ファイバ巻取スプール
１０２ 上面
１０４ 底面
１１０ 孔
１２０ 凹部
１３０ 隆起縁
１４０ ケーン
１４２ コアセクション
１４４ 内側クラッドセクション
１５０ ケーン・クラッドアセンブリ
２００ エッチング装置
２１０ 第１の端部キャップ
２１１ 第１の端部キャップの第一面
２１２ 第１の端部キャップの中心開口
２１３ 第１の端部キャップの第二面
２１４ 第１の端部キャップの外側開口
２１５ 第１の端部キャップの突出部
２２０ 第２の端部キャップ
２２１ 第２の端部キャップの第一面
２２２ 第２の端部キャップの中心開口
２２３ 第２の端部キャップの第二面
２２４ 第２の端部キャップの外側開口
２２５ 第２の端部キャップの突出部
２２７ 陥凹部
２３０ 複数のロッド
２３２ ナット
２５０ 留め具
３００ 組み立てられたプリフォームアセンブリ
３１０ ハンドル
３２０ ノーズコーン
４００ 真空システム
４１０ 導管
４２０ 内部通路
４３０ 周囲環境
５００ プリフォームシステム
５１０ 下部ヒータ
５１５ 高温区域
５２０ 線引き塔炉
６００ 線引きシステム
６１０、６１５ 非接触測定センサ
６２０ むき出しのファイバ
６２５ 被覆ファイバ
６３０ 冷却ステーション
６４０ 被覆ステーション
６５０ テンショナ
６６０ ガイドホイール
６７０ ファイバ巻取スプール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】