特表 2024-544516 低損失光ファイバを製造するための方法

(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】2024-12-03

(54)【発明の名称】低損失光ファイバを製造するための方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/018 20060101AFI20241126BHJP

   C03B 37/012 20060101ALI20241126BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20241126BHJP

   G02B 6/036 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

C03B37/018 C

C03B37/012 Z

G02B6/02 356A

G02B6/036

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527342

(86)(22)【出願日】2022-11-16

(85)【翻訳文提出日】2024-07-05

(86)【国際出願番号】 US2022050096

(87)【国際公開番号】W WO2023096799

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】63/283,604

(32)【優先日】2021-11-29

(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】マシューズ，ヘイゼル ベントン ザ サード

(72)【発明者】

【氏名】タンドン，プシュカル

【テーマコード（参考）】

2H250

4G021

【Ｆターム（参考）】

2H250AB09

2H250AB10

2H250AB15

2H250AB18

2H250AD14

2H250AD42

2H250AE15

2H250AE16

2H250AE25

2H250AE26

2H250AE39

2H250AE47

2H250AE63

4G021BA03

4G021BA04

4G021EA03

4G021EB05

4G021EB13

4G021EB19

4G021EB24

(57)【要約】

光ファイバは、アルカリ金属酸化物でドープされたシリカガラスのコア領域、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含む屈折率低下クラッド領域を含む。屈折率低下クラッド領域は、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する。外側クラッド領域は、より少ないフッ素、およびΔ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％である相対屈折率Δ_４を有する。光ファイバは、低い水素エージング値を有する。光ファイバは、０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する。光ファイバを作製する方法は、アルカリドープされたコアケーンにシリカスートクラッドを添加し、スートクラッドをフッ素前駆体に曝露し、フッ素ドープされたクラッドを緻密化するステップを含み、曝露するステップまたは緻密化するステップは、ＳｉＣｌ_４を使用することを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバのプリフォームを製造する方法であって、前記光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有し、前記方法が、
シリカスートをコアケーン上に堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップであって、前記コアケーンが、前記光ファイバの前記コア領域の少なくとも一部に対応する組成を有するコア部分を含み、前記コアケーンのコア部分におけるアルカリ金属酸化物の濃度が、０．１質量％～１．５質量％である、形成するステップと、
前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、前記フッ素ドーピング前駆体が、前記多孔質クラッドスートブランクをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成し、前記曝露するステップが、前記フッ素ドーピング前駆体の流れを前記多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む、曝露するステップと、
緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の存在下または不在下で緻密化するステップであって、前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、緻密化するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンに、フッ素ドープされたシリカガラス外側クラッド層を適用して、光ファイバプリフォームを形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の不在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、前記光ファイバの前記クラッド領域に対応する組成を有するクラッド部分を含む前記プリフォームを形成するステップと
をさらに含む、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記クラッド部分が、前記コア部分を囲む屈折率低下クラッド部分と、前記屈折率低下クラッド部分を囲む外側クラッド部分とを含み、前記屈折率低下クラッド部分が、第１のフッ素濃度を有し、前記外側クラッド部分が、第２のフッ素濃度を有し、前記第２のフッ素濃度が、前記第１のフッ素濃度よりも低い、請求項３記載の方法。

【請求項5】

前記屈折率低下クラッド部分が、第１の塩素濃度を含み、前記外側クラッド部分が、第２の塩素濃度を含み、前記第２の塩素濃度が、前記第１の塩素濃度よりも低い、請求項４記載の方法。

【請求項6】

光ファイバを製造する方法であって、前記光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有し、前記方法が、
前記光ファイバの前記コア領域の少なくとも一部に対応する組成を有する部分を含むアルカリドープされたコアケーンを形成するステップと、
前記アルカリドープされたコアケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、前記フッ素ドーピング前駆体が、前記シリカスートをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成し、前記曝露するステップが、前記フッ素ドーピング前駆体の流れを前記多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む、曝露するステップと、
前記光ファイバの前記クラッド領域に対応する組成を有する部分を有するフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを前記フッ素ドーピング前駆体の前記流れの不在下または存在下で緻密化するステップと
を含み、
前記曝露するステップが、前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含むか、または前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、
方法。

【請求項7】

前記曝露するステップが、前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含み、前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、請求項６記載の方法。

【請求項8】

前記フッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する外側クラッド領域を形成して、多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、プリフォームを形成するステップと、
１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する前記光ファイバを前記プリフォームから線引きするステップと
をさらに含む、請求項６または７記載の方法。

【請求項9】

光ファイバであって、
アルカリ金属酸化物でドープされたシリカガラスを含むコア領域と、
前記コア領域を囲んでいて、前記コア領域に直接隣接しているクラッド領域と
を含み、
前記クラッド領域が、
前記コア領域を囲む屈折率低下クラッド領域であって、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含み、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する、屈折率低下クラッド領域と
前記屈折率低下クラッド領域を囲んでいて、前記屈折率低下クラッド領域に直接隣接している外側クラッド領域であって、第１のフッ素濃度よりも低い第２のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含み、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する、外側クラッド領域と
を含み、
前記光ファイバが、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有しかつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むガス雰囲気への前記光ファイバの曝露時に、２３℃で１００時間未満のピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有し、
前記光ファイバが、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し、前記減衰が、約１５７０ｎｍ～約１６００ｎｍで単調に増加する、
光ファイバ。

【請求項10】

前記光ファイバが、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する、請求項９記載の光ファイバ。

【請求項11】

請求項９または１０記載の光ファイバへと線引きされるように構成された、プリフォーム。

【発明の詳細な説明】

【優先権】

【0001】

この出願は、２０２１年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／２８３，６０４号の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その全体を参照により本明細書に援用するものとする。

【技術分野】

【0002】

本開示は、光ファイバに関する。より詳細には、本開示は、ＣバンドおよびＬバンド伝送のための低い水ピーク（low water peak）および低い減衰を有する低損失光ファイバを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

光ファイバは、様々な通信用途で利用されている。光ファイバを生成するための製造プロセスは、典型的には、光ファイバを、加熱されたガラスプリフォームから線引き炉内で線引きし、線引きされた光ファイバを冷却し、光ファイバをコーティングすることを含む。

【発明の概要】

【0004】

本開示の一態様によれば、光ファイバのプリフォームを製造する方法であって、光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有する、方法は、シリカスートをコアケーン上に堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップを含む。コアケーンは、光ファイバのコア領域の少なくとも一部に対応する組成を有するコア部分を含み、コアケーンのコア部分におけるアルカリ金属酸化物の濃度は、０．１質量％～１．５質量％である。方法は、多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、フッ素ドーピング前駆体が、多孔質クラッドスートブランクをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成する、曝露するステップを含む。曝露するステップは、フッ素ドーピング前駆体の流れを多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む。方法は、緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の存在下または不在下で緻密化するステップであって、緻密化するステップが、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、緻密化するステップを含む。

【0005】

本開示の別の態様によれば、光ファイバを製造する方法であって、光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有する、方法は、アルカリドープされたコアケーンを形成するステップを含む。アルカリドープされたコアケーンは、光ファイバのコア領域の少なくとも一部に対応する組成を有する部分を含む。方法は、アルカリドープされたコアケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップと、多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップとを含む。フッ素ドーピング前駆体は、シリカスートをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成する。曝露するステップは、フッ素ドーピング前駆体の流れを多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む。方法は、光ファイバのクラッド領域に対応する組成を有する部分を有するフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の流れの不在下または存在下で緻密化するステップを含む。曝露するステップは、多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含むか、または緻密化するステップは、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む。

【0006】

本開示の別の態様によれば、光ファイバは、アルカリ金属酸化物でドープされたシリカガラスを含むコア領域を含む。クラッド領域は、コア領域を囲んでいて、コア領域に直接隣接している。クラッド領域は、コア領域を囲む屈折率低下クラッド領域を含む。屈折率低下クラッド領域は、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含む。屈折率低下クラッド領域は、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する。クラッド領域は、屈折率低下クラッド領域を囲んでいて、屈折率低下クラッド領域に直接隣接している外側クラッド領域を含む。外側クラッド領域は、第１のフッ素濃度よりも低い第２のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含む。外側クラッド領域は、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する。光ファイバは、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有しかつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むガス雰囲気への前記光ファイバの曝露時に、２３℃で１００時間未満のピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。光ファイバは、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し、減衰が、約１５７０ｎｍ～約１６００ｎｍで単調に増加する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

以下は、添付図面における図の説明である。これらの図は、必ずしも縮尺通りではなく、明確性および簡潔性の観点から、図のある特定の特徴およびある特定の視点が、スケールまたは概略図において誇張して示され得る。

【図1】本開示による光ファイバの概略断面図である。

【図2】本開示による光ファイバの半径に伴って変化するアルカリ金属酸化物濃度を有する光ファイバの例示的なステップインデックス屈折率プロファイルである。

【図3】本開示による光ファイバの例示的なＫ_２Ｏ濃度プロファイルである。

【図4】本開示による光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルである。

【図5】本開示による光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルである。

【図6】本開示による光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルである。

【図7A】本開示による光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルである。

【図7B】本開示による光ファイバの例示的な相対屈折率プロファイルである。

【図8】本開示による、ガラススートを堆積させるためのプロセスを図示する概略図である。

【図9】本開示による、ガラス管をアルカリ金属酸化物でドープするための方法の概略図である。

【図10】本開示による、アルカリ金属ドープされた光ファイバを製造するための方法のフロー図である。

【図11】本開示による、アルカリドープされた光ファイバを製造するための方法のフロー図である。

【図12】本開示による、一酸化炭素を還元剤として使用した場合の光ファイバの減衰と、非炭素還元剤を還元剤として使用した場合の光ファイバの減衰とを比較したグラフである。

【図13】本開示による光ファイバに拡散された例示的なアルカリ金属酸化物の拡散を図示する。

【図14】本開示による、ガラスロッドを再線引きするためのプロセスの概略図である。

【図15】本開示による光ファイバをプリフォームから線引きするプロセスの概略図である。

【図16】本開示による、非炭素還元剤を製造プロセスで利用したコアケーンの例示的な屈折率プロファイルである。

【図17】本開示による、非炭素還元剤を製造プロセスで利用した光ファイバの例示的な屈折率プロファイルである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、この説明から当業者に明らかとなるか、または特許請求の範囲および添付図面と一緒に以下の説明で説明されているように実施形態を実践することによって認識されるであろう。

【0009】

本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、２つ以上の項目の一覧で使用される場合、列挙されている項目のうちのいずれか１つをそれ自体で用いることができるか、または列挙されている項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせを用いることができることを意味する。例えば、組成物が、成分Ａ、Ｂ、および／またはＣを含有すると説明されている場合、この組成物は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢの組み合わせ、ＡおよびＣの組み合わせ、ＢおよびＣの組み合わせ、またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせを含有し得る。

【0010】

この文書において、第１および第２、上部および下部などの関係語は、あるエンティティまたは行為を別のエンティティまたは行為と区別するためにのみ使用され、そのようなエンティティまた行為間の実際のそのような関係または順序を必ずしも必要とするものまたは示唆するものではない。

【0011】

開示の修正は、当業者および開示を作成または使用する者であれば思い浮かぶであろう。したがって、図面に示されている上記の実施形態は、単に例示目的であり、均等論を含む特許法の原則に従って解釈されるように、以下の特許請求の範囲によって定義される開示の範囲を限定することを意図したものではないと理解される。

【0012】

本開示の目的では、「結合された」（その形態の全て：結合、結合する、結合されたなど）という用語は、一般に、２つの成分を直接的または間接的に互いに接合することを意味する。そのような接合は、本質的に固定であり得るか、または本質的に可動であり得る。そのような接合は、２つの成分および任意の追加の中間部材が、互いにまたは２つの成分と一緒に単一の一体物として統合的に形成されることで達成することができる。特に言及されない限り、そのような接合は、本質的に永続的であり得るか、または本質的に取り外し可能もしくは解放可能であり得る。

【0013】

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、ならびに他の量および特徴が正確ではなく、また正確である必要がなく、必要に応じて、許容誤差、変換率、四捨五入、測定誤差など、および当業者に知られている他の要素を反映して、近似値であってよいこと、および／またはそれより大きくてよいか、もしくはそれより小さくてよいことを意味する。「約」という用語が範囲の値または終点を表す際に使用される場合、本開示は、言及される特定の値または終点を含むと理解されるべきである。本明細書における範囲の数値または終点に「約」が用いられているかどうかにかかわらず、範囲の数値または終点は、２つの実施形態を含むことを意図しており、すなわち、１つは「約」で修飾されたものであり、もう１つは「約」で修飾されていないものである。さらに、各範囲の終点は、他の終点との関係でも、また他の終点とは無関係でも、有意であると理解されるであろう。

【0014】

本明細書で使用される場合、「実質的な」、「実質的に」という用語、およびそれらの変形語は、説明される特徴が値または説明と等しいまたはほぼ等しいことを述べることを意図している。例えば、「実質的に平らな」表面は、平らなまたはほぼ平らな表面を示すことを意図している。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいまたはほぼ等しいことを示すことを意図している。幾つかの実施形態において、「実質的に」は、互いに約１０％以内、例えば、互いに約５％以内、または互いに約２％以内の値を示し得る。

【0015】

本明細書で使用される場合、「the」、「a」、または「an」という用語は、「少なくとも１つ」を意味し、明示的に反対のことが示されていない限り、「１つのみ」に限定されるべきではない。したがって、例えば、「成分」への言及は、文脈から明らかに別のことが示されていない限り、２つ以上のそのような成分を有する実施形態を含む。

【0016】

本明細書で使用される場合、方向の用語、例えば、上方、下方、右、左、前方、後方、上部、底部は、描かれた図面に関してのみ用いられ、絶対的な向きを示唆することを意図していない。

【0017】

「半径方向位置」、「半径方向距離」、または半径方向座標「ｒ」は、光ファイバにおけるコアの中心線（ｒ＝０）に対する半径方向位置を指す。長さの寸法「μｍ」は、本明細書では、μｍまたはマイクロメートルと称され得る。

【0018】

「屈折率プロファイル」は、屈折率または相対屈折率と、コアの中心線からの半径方向距離ｒとの間の関係である。隣接しているクラッド領域間にステップ境界を有するものとして本明細書で示されている相対屈折率プロファイルの場合、プロセス条件における通常の変化は、隣接している領域の界面で急峻なステップ境界を得ることを妨げ得る。屈折率プロファイルの境界は、本明細書では屈折率のステップ変化として示され得るが、実際の境界は、丸みを帯びていてよいか、または他の場合には、完全なステップ関数特性から逸脱していてよいと理解されたい。さらに、相対屈折率の値は、コア領域および／またはいずれかのクラッド領域内の半径方向位置に伴って変化し得ると理解される。

【0019】

相対屈折率が、ファイバの特定の領域（コア領域および／またはいずれかのクラッド領域）における半径方向位置に伴って変化する場合、これは、実際のもしくは近似的な関数依存性の点で、または領域に適用可能な平均値の点で表現され得る。特に明記しない限り、ある領域（コア領域および／またはいずれかのクラッド領域）の相対屈折率が、単一の値として表現される場合、この領域内の相対屈折率は、一定もしくはほぼ一定であり、かつこの単一の値に対応すると理解されるか、またはこの単一の値は、この領域における半径方向位置に依存する一定ではない相対屈折率の平均値を表すと理解される。設計によるものであれ、または通常の製造のばらつきの結果によるものであれ、半径方向位置に対する相対屈折率の依存性は、傾斜であり得るか、曲線であり得るか、または他の場合には、非一定であり得る。

【0020】

光ファイバおよび光ファイバのファイバコアに関して本明細書で使用される場合、「相対屈折率」または「相対屈折率パーセント」は、以下のように定義される：

【0021】

【数1】

【0022】

式中、ｎ（ｒ）は、特に明記しない限り、１５５０ｎｍの波長におけるコアの中心線からの半径方向距離ｒにおける屈折率であり、ｎ_ｃは、約１．４４４であり、これは、１５５０ｎｍの波長におけるドープされていないシリカガラスの屈折率である。本明細書で使用される場合、相対屈折率は、Δ（もしくは「デルタ」）またはΔ％（もしくは「デルタ％」）で表され、その値は、特に明記しない限り、「％」の単位で与えられる。相対屈折率は、Δ（ｒ）またはΔ（ｒ）％として表現される場合もある。ある領域の屈折率が基準屈折率ｎ_ｃ未満である場合、相対屈折率は、負であり、屈折率が低下した領域、トレンチ、またはモートと称され得る。ある領域の屈折率が基準屈折率ｎ_ｃ超である場合、相対屈折率は、正であり、この領域は、上昇している、または正の屈折率を有すると言うことができる。

【0023】

さらに、「アルファプロファイル」とも称される「α－プロファイル」という用語は、以下の関数形式を有する相対屈折率プロファイルΔ（ｒ）を指す：

【0024】

【数2】

【0025】

式中、ｒ_ｏは、Δ（ｒ）が最大である点であり、ｒ_１は、Δ（ｒ）がゼロである点であり、ｒは、ｒ_ｉ≦ｒ≦ｒ_ｆの範囲であり、ｒ_ｉは、α－プロファイルの初期点であり、ｒ_ｆは、α－プロファイルの点であり、αは、実数である。幾つかの実施形態において、本明細書で示されている例は、１≦α≦１００のコアアルファを有し得る。実際には、ターゲットプロファイルがアルファプロファイルであっても、理想的な構成からのある程度の逸脱が生じ得る。したがって、光ファイバのアルファパラメータは、当技術分野で知られているように、測定された屈折率プロファイルの最良あてはめから得ることができる。

【0026】

本明細書の開示は、光ファイバプリフォーム（本明細書では、「プリフォーム」とも称される）またはその製作に使用される要素、例えば、ケーン、ロッド、スートブランク、または堆積管（deposition tube）などに関する。コアケーンまたはコアロッドは、プリフォームから線引きされた光ファイバのコアまたはコア領域の少なくとも一部に対応する組成を有する緻密化ガラス体である。光ファイバプリフォームは、光ファイバへの線引きに適切な緻密化ガラス物品である。光ファイバプリフォームは、１つ以上のクラッド領域によって囲まれた中央コア領域を含み、コア領域およびクラッド領域の屈折率は、完成した光ファイバプリフォームから線引きされた光ファイバが、１５５０ｎｍの波長を有する光の導波路として機能するように構成されている。さらに、本明細書で使用される場合、「ケーン」、「コア領域」または「コア」、「クラッド領域」または「クラッド」、および他の類似した用語は、緻密化ガラスを意味する。幾つかの実施形態において、緻密化ガラスは、スート（例えば、シリカまたはドープされたシリカを含むスート粒子）を堆積させて、多孔質体（例えば、多孔質コアスートブランクを形成するためのコアスート、または多孔質クラッドスートブランクを形成するためのクラッドスート）を形成し、スートを緻密化することによって調製される。幾つかの実施形態において、多孔質体は、緻密化ガラス上に形成される（例えば、クラッドスートをコアケーン上に堆積させて、多孔質クラッドスートブランクを形成する）。

【0027】

本明細書で使用される場合、「ｐｐｍ（１０^－６％）」は、特に述べられていない限り、質量での百万分率、または「質量でのｐｐｍ（１０^－６％）」、または「Ｗｔでのｐｐｍ（１０^－６％）」を指し、質量パーセント（質量％）での測定値は、１０，０００倍することによってｐｐｍ（１０^－６％）に変換することができる。

【0028】

図１および２を参照すると、本明細書で開示されている光ファイバ１０は、コア領域またはコア１２と、コア１２を囲むクラッド領域またはクラッド１４とを含む。コア１２は、光ファイバ１０の一部を指し、これは、一般に、クラッド１４に比べて上昇した屈折率を有し、そのため、導波光の伝送される光パワーは、主にコア１２を通じて伝播する。コア１２は、一般に、クラッド１４に比べて負でない相対屈折率を有する。コア１２は、１つ以上の領域を含み得る。個々のコア領域は、純粋なシリカより大きな、純粋なシリカに等しい、または純粋なシリカより小さな屈折率を有し得る。クラッド１４は、コア１２を囲んでおり、かつこれに直接隣接している、環状リングであり得る。コア１２は、約２μｍ～約８μｍ、約３μｍ～約６μｍ、または約３．５μｍ～約４．５μｍの半径ｒを有し得る。コア１２は、図示されているように単一のコア領域を含んでいてよいか、または代替的には、コア半径内に複数のコア領域を含んでいてよい。

【0029】

ドーパントは、コア１２およびクラッド１４の相対屈折率を増加または減少させるために利用され得る。アップドーパントは、純粋なドープされていないシリカに比べて相対屈折率を増加させるドーパントを指すために使用される。非限定的なアップドーパントは、例えば、塩素を含む。ダウンドーパントは、ドープされていない純粋なシリカに比べて相対屈折率を減少させるドーパントを指すために使用される。ダウンドーパントの非限定的な例は、例えば、フッ素およびホウ素を含む。

【0030】

図２を参照すると、図示されている光ファイバ１０の実施形態は、約０μｍ～約４μｍに延在するシリカベースのコア１２を含む。クラッドは、フッ素ドープされたシリカであり、フッ素ドープされたシリカクラッド１４は、コア１２を囲んでいる。コア１２は、本明細書でさらに論じられるようなアルカリ金属酸化物を含み、平均濃度は、質量で約５０ｐｐｍ（約５０×１０^－６％）～約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）である。コア１２は、塩素および／またはフッ素も含み得る。コア１２における塩素およびフッ素の平均量は、アルカリ金属酸化物の量より多くてよい。

【0031】

図示されている例において、コア１２は、コア１２の中心線１８に沿って位置している、約１μｍまで延在する中心コア領域１６を含む。中心コア領域１６は、中心コア領域１６の周囲でコア１２の約１μｍ～約４μｍに延在する外側コア領域２０に含有されているよりも低い平均濃度の塩素を含有している。中心コア領域１６に存在する塩素の平均濃度は、約１００ｐｐｍ（約１００×１０^－６％）未満または約５０ｐｐｍ（約５０×１０^－６％）未満であり得る。外側コア領域２０における塩素の平均濃度は、約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）超、約７５０ｐｐｍ（約７５０×１０^－６％）超、約１０００ｐｐｍ（約１０００×１０^－６％）超、または約１５００ｐｐｍ（約１５００×１０^－６％）超であり得る。コア１２における塩素のピーク濃度は、一般に、約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）超、約１０００ｐｐｍ（約１０００×１０^－６％）超、または約１５００ｐｐｍ（約１５００×１０^－６％）超である。

【0032】

中心コア領域１６に存在するフッ素の平均濃度は、一般に、約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）超、約７５０ｐｐｍ（約７５０×１０^－６％）超、または約１０００ｐｐｍ（約１０００×１０^－６％）超である。外側コア領域２０におけるフッ素の平均濃度も同様に、約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）超、約７５０ｐｐｍ（約７５０×１０^－６％）超、または約１０００ｐｐｍ（約１０００×１０^－６％）超である。コア１２全体にわたるフッ素の平均濃度は、一般に、約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）超かつ約４０００ｐｐｍ（約４０００×１０^－６％）未満である。コア１２におけるフッ素の濃度は、一般に、約０．１５質量％～約０．２５質量％である。コア１２中のフッ素のレベルは低く、コア１２は、コア１２中のカリウムを理由に、わずかに正のデルタを有する。

【0033】

光ファイバ１０は、アルカリ金属酸化物も含む。アルカリ金属酸化物は、一般に、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｒｂ、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つの酸化物である。アルカリ金属酸化物は、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＬｉＯ_２、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み得る。一般に、コア領域１２におけるアルカリ金属酸化物の濃度は、０．１質量％～１．５質量％である。ある特定の態様において、アルカリ金属酸化物は、ＫＩおよびＯ_２から形成され得る。

【0034】

ドーパントについての例示的な濃度プロファイルは、図３に図示されている。光ファイバ１０は、コア１２と、コア１２を囲むクラッド１４とを含む。一般に、アルカリ金属の濃度は、半径ｒの関数として変化する。アルカリ金属酸化物の濃度は、半径ｒが光ファイバ１０の中心線１８から光ファイバ半径ｒの少なくとも一部に沿って増加するにつれて減少し得る。コア１２の相対屈折率プロファイルは、ステップ型、丸型、アルファ型、または三角形の形状を有し得る。図示されている図３のＫ_２Ｏプロファイルは、ＴｏＦ－ＳＩＭＳで測定した。

【0035】

様々な例において、開示されているプロセスによって形成された光ファイバ１０は、コア１２にゲルマニウムを含有しないか、またはほとんど含有しない。そのような例において、光ファイバ１０のシリカガラスコア１２およびクラッド１４は、本開示の範囲内の相対屈折率プロファイルを形成するのに十分な濃度のアップドーパントおよび／またはダウンドーパントを含む。クラッド１４の相対屈折率は、コア１２未満である。本明細書で論じられるように、クラッド１４における使用のための屈折率を減少させるドーパント（ダウンドーパント）は、一般に、フッ素である。

【0036】

図４に示されているような、相対屈折率プロファイル２２を有する光ファイバ１０は、一般に、約１２８０ｎｍ～約１３４０ｎｍのゼロ分散波長λ_０、約０．０７ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ未満の約１５５０ｎｍにおける分散勾配、および約１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ～約２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの１５５０ｎｍにおける総分散を有するシングルモード光ファイバ１０である。しかしながら、他の相対屈折率プロファイル２２を使用して、これらの同じまたは類似した特性を達成することができるであろう。光ファイバ１０は、一般に、約１３００ｎｍ以下のカットオフ波長を有する。光ファイバ１０は、１５５０ｎｍにおいて約７０μｍ^２超の有効面積を有し得る。光ファイバ１０は、約３μｍ超の、または約３μｍ～５μｍのコア半径ｒを有し得る。さらに、光ファイバ１０は、１５５０ｎｍにおいて、約９μｍ超の、約９．５μｍ～約１１μｍの、または約１０μｍ～約１１μｍのモードフィールド径を有し得る。

【0037】

明細書に開示されているプロセスによって生成され得る例示的な相対屈折率プロファイル２２は、図４に図示されている。コア１２は、負ではない相対屈折率Δ_１を有する。クラッド領域１４は、負の相対屈折率を有する。クラッド領域１４は、相対屈折率Δ_２を有する内側クラッド領域２４、相対屈折率Δ_３を有する屈折率低下クラッド領域またはモート２６、および相対屈折率Δ_４を有する外側クラッド領域２８を含む。モート２６は、相対屈折率Δ_３を有し、最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎは、－０．３０％未満である。ある特定の態様において、モート２６は、相対屈折率Δ_３を有し、最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎは、約－０．８０％～約－０．３０％の範囲である。様々な態様において、外側クラッド領域２８は、相対屈折率Δ_４を有し、Δ_４とΔ_３ｍｉｎとの間の差は、０．０５％超であり（例えば、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％）、Δ_４は、ゼロ超であってよいか、ゼロに等しくてよいか、またはゼロ未満であってよい。光ファイバ１０へと線引きされるプリフォーム５０も、同じまたは類似した範囲の屈折率値を有し得る。

【0038】

負の相対屈折率は、フッ素などのダウンドーパントを使用して形成され得る。様々な例において、モート２６は、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスであり、外側クラッド領域２８は、第２のフッ素濃度でドープされたシリカガラスである。第２のフッ素濃度は、第１のフッ素濃度よりも低く、結果として、モート２６における相対屈折率がより低くなる。一般に、約１質量％のＣｌドーピングは、Δを約０．１％増加させ、約１質量％のＦは、Δを約０．３％減少させる。ＣｌおよびＦが両方存在する場合、Δに対するＣｌおよびＦそれぞれの効果は、独立的であり、濃度は、差し引きして、本明細書で開示されているΔをもたらす。

【0039】

塩素の相対濃度も、モート２６と外側クラッド領域２８との間で異なり得る。様々な例において、モート２６は、第１の塩素濃度を有し、外側クラッド領域２８は、第２の塩素濃度を有する。第２の塩素濃度は、第１の塩素濃度よりも低くてよい。

【0040】

図５～７Ｂを参照すると、例示的な屈折率プロファイル２２が図示されている。ＣｌおよびＦは、差し引きして、開示されている屈折率プロファイル２２を形成する。図５において、モート２６におけるフッ素の最大濃度は、フッ素約１質量％であり、外側クラッド領域２８におけるフッ素の最大濃度は、フッ素約０．９質量％である。幾つかの例において、モート２６における塩素の濃度は、２００ｐｐｍ（２００×１０^－６％）超である。他の例において、モート２６における塩素の濃度は、５００ｐｐｍ（５００×１０^－６％）超である。追加の非限定的な例において、モート２６における塩素の濃度は、１０００ｐｐｍ（１０００×１０^－６％）超である。様々な例において、外側クラッド領域２８における塩素の濃度は、２００ｐｐｍ（２００×１０^－６％）未満であり、他の例において、外側クラッド領域２８における塩素の濃度は、１００ｐｐｍ（１００×１０^－６％）未満である。

【0041】

図６において、モート２６におけるフッ素の最大濃度は、フッ素約１．２５質量％であり、外側クラッド領域２８におけるフッ素の最大濃度は、フッ素約１質量％である。様々な例において、モート２６における塩素の濃度は、２００ｐｐｍ（２００×１０^－６％）超であり、他の例においては、５００ｐｐｍ（５００×１０^－６％）超である。追加の非限定的な例において、モート２６における塩素の濃度は、１０００ｐｐｍ（１０００×１０^－６％）超である。幾つかの例において、外側クラッド領域２８における塩素の濃度は、２００ｐｐｍ（２００×１０^－６％）未満または１００ｐｐｍ（１００×１０^－６％）未満である。

【0042】

図７Ａおよび７Ｂを参照すると、追加の例示的な屈折率プロファイル２２が図示されている。フッ素濃度は、一般に、－％デルタ屈折率／０．３に等しい。図７Ａおよび７Ｂに開示されている特定のΔは、ＣｌによるアップドーピングとＦによるダウンドーピングとの間の差から生成される。

【0043】

図８～１１を参照すると、アルカリドープされたコア１２および低減された減衰を有する光ファイバ１０は、プリフォーム５０を形成するための４つの段階４２，４４，４６，４８、続いて、プリフォーム５０を光ファイバ１０へと線引きする最終線引きで一般に行われる、製造方法４０によって生成される。最初の２つの段階４２，４４は、内側または中心コア領域１６（第１の段階４２）および外側コア領域２０（第２の段階４４）を形成することを伴う。本明細書でさらに説明されているように、第１の段階４２は、中心コア領域１６を形成するためのステップ６０～７２を含み、第２の段階４６は、外側コア領域２０を形成するためのステップ７４～８２を含む。次の２つの段階４６，４８は、内側クラッド領域２４（存在する場合）、モート２６（第３の段階４６）、および外側クラッド２８（第４の段階４８）を含むクラッド領域１４を形成する。第３の段階４６は、内側クラッド領域２４および／またはモート領域２６を形成するためのステップ８４～９２を含み、第４の段階は、外側クラッド領域２８を形成するためのステップ９４～１００を含む。方法４０の４つの段階４２，４４，４６，４８が完了した後に、プリフォーム５０が形成され、光ファイバ１０へと線引きする準備が整う（ステップ１０２）。

【0044】

本明細書で説明されているように、光ファイバ１０における様々な位置は、「領域」として説明されている。例えば、内側コア領域１６、外側コア領域２０、およびクラッド領域１４（内側クラッド領域２４、モート領域２６、および外側クラッド領域２８を含む）。プリフォーム５０における対応する位置は、「部分」と説明され得る。例えば、内側コア領域１６に対応する内側コア部分、外側コア領域２４に対応する外側コア部分、およびクラッド領域１４に対応するクラッド部分１４。さらに、内側クラッド部分は、内側クラッド領域２４に対応し、モート部分または屈折率低下クラッド部分は、モート領域２６に対応し、外側クラッド領域は、外側クラッド領域２８に対応する。

【0045】

プリフォーム５０を形成するために、スートバーナ１１２を介して、複数層のシリカスートをマンドレル１１４上に堆積させて、初期またはコアシリカスート管１１０を形成する（ステップ６０）。スート管１１０は、スート管１１０の長手方向に沿って延在する中央通路１１６を画定する。得られたスート管１１０を、塩素乾燥技術（例えば、Ｃｌ_２への曝露）を使用して乾燥させる（ステップ６２）。次いで、乾燥ステップ（例えば、ステップ６２）から残留した塩素の大部分または全てを除去するのに十分な時間および温度で多孔質スート管１１０をフッ素含有雰囲気（例えば、ＳｉＦ_４などのフッ素ドーピング前駆体によるフッ素掃引）に曝露することによって、スート管１１０をフッ素で処理する（ステップ６４）。スート管１１０のフッ素処理の意図は、塩素との相互作用がガラスの失透に寄与しないように塩素を除去することである。フッ素含有雰囲気への曝露は、スート管１１０を高レベルのフッ素でドープすることを回避するために、１１００℃未満の温度で完遂され得る。しかしながら、フッ素処理は、低レベルのフッ素をスート管１１０に導入し得る。少ないレベルのフッ素はまた、レイリー散乱への濃度変動寄与に悪影響を与えることなくガラスの仮想温度を下げることを助け得る。

【0046】

次いで、フッ素ドープされたスート管１１０を焼結および緻密化して緻密化管１１８にする（ステップ６６）。様々な例において、スート管１１０は、緻密化後に、約０．１質量％～約０．４質量％のフッ素を含む。ある特定の態様において、緻密化管１１８は、一連のより小さな緻密化管１１８へと線引きされ得る。緻密化管１１８または得られたより小さな管１１８は、ハンドル１２０でそれぞれ組み立てられ、マンドレル１１４から、熱源１２２の近くに位置している回転旋盤に移送される。回転旋盤は、ガラス加工旋盤または修正化学蒸着（ＭＣＶＤ）ガラス成形旋盤であり得る。ハンドル１２０は、プリフォーム５０の一体部分となるガラスハンドル１２０であり得る。ハンドル１２０は、後の処理ステップのための支持構造を提供する。ハンドル１２０は、旋盤に結合されており、ハンドル１２０、および結果的に、緻密化管１１８は、スートバーナ１１２に対して回転および移動させられる。

【0047】

緻密化管１１８は、アルカリ金属ドーピング材料１３２を収容するための環状リザーバ１３０を画定する。この材料は、酸素（Ｏ_２）およびアルカリ塩から形成されており、この材料は、環状リザーバ１３０に導入される。アルカリ金属源化合物１３２は、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｂｒ、Ｉ、およびＦのうちの少なくとも１つを含む。アルカリ金属源化合物１３２は、ＫＢｒ、ＫＩ、およびＫＮＯ_３のうちの少なくとも１つであり得る。緻密化管１１８内に拡散されるアルカリ金属酸化物は、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＬｉＯ_２、Ｒｂ_２Ｏ、およびＣｓ_２Ｏであり得る。環状リザーバ１３０は、火炎加工によって、または環状リザーバ１３０を緻密化管１１８に溶接することによって、緻密化管１１８の壁に、２つの環状のネックのような変形部を鍛造することで、緻密化管１１８の一方の端部の近くに形成される。緻密化管１１８は、スート管１１０の長さに沿った拡散を可能にするための中央通路１１６を有する。

【0048】

アルカリ金属源化合物１３２を、リザーバ１３０において緻密化管１１８の中央通路１１６に導入し、緻密化管１１８が旋盤において回転するにつれて熱源１２２によって加熱して、蒸気を形成する（ステップ６８）。アルカリハロゲン化物前駆体は、蒸発し、緻密化管１１８（例えば、基材管）を通流する。酸素（Ｏ_２）などのキャリアガスは、回転シール１３６を通って、緻密化管１１８の入口１３４に流入する。図８において、ハンドル１２０は、入口１３２と比較して、緻密化管１１８の反対側の端部において、右（ページ外）に位置していると考えられる。ガスは、入口１３４から、下流部分１３８と称される、緻密化管１１８の反対側の端部に向かって進む。緻密化管１１８の下流部分１３８を加熱して、緻密化管１１８の内面１４０へのアルカリ金属酸化物またはアルカリ金属の拡散を促進する。

【0049】

ある特定の態様において、ドーパントは、Ｋ_２Ｏであり得る。Ｏ_２は、ＫＩの上方を流れることができ、ガス相Ｋ_２Ｏが形成し得、これは、緻密化管１１８をドーピングするために、下流に運ばれる。より好ましくは、Ｋがドーパントであり、Ｋは、緻密化管１１８に堆積および拡散される。このプロセスは、Ｋ_２Ｏの堆積よりも速い場合があり、したがって、緻密化管１１８を選択されたアルカリ質量パーセントでドーピングするための好ましい方法であり得る。緻密化管１１８の下流部分１３８は、内面１４０へのアルカリ金属酸化物またはアルカリ金属の急速な拡散を促進し、かつ緻密化管１１８の失透を防止するのに十分な温度に加熱されるべきである。例えば、緻密化管１１８の下流部分１３８は、約１５００℃～約２０００℃の温度に加熱され得る。

【0050】

熱源１２２を緻密化管１１８の長さに沿って横断させて、可動式ホットスポットを形成して、緻密化管１１８にアルカリ金属酸化物を拡散させる。アルカリ金属酸化物は、内面１４０から約１００μｍ～５００μｍの深さまで拡散し、アルカリドープされた緻密化管１５０を形成することができる。拡散したアルカリ金属酸化物ドーパントの濃度は、一般に、半径状に変化し、内側半分１５２では濃度（質量％）がより高く、外側半分１５４では濃度がより低い。アルカリドープされた緻密化管１５０に真空を引き、熱を増加させて、アルカリドープされた管１５０を緩和または部分的にコラプスする。アルカリドープされた緻密化管１５０は、更なる処理のためにベース材料インゴット１５６に切断してもよい。

【0051】

アルカリ金属またはアルカリハロゲン化物（例えば、ＫＣｌ）の結晶化を防止するために、アルカリドープされた緻密化管１５０およびその上に堆積される任意の追加のスートが実質的に塩素不含であることが有利であり得る。実質的に塩素不含とは、一般に、十分に低い塩素含有量を呈し、そのため、アルカリ塩素を理由とした光学的損失が一般に回避されることを意味する。例えば、アルカリドープされた緻密化管１５０における塩素含有量は、質量で約５００ｐｐｍ（約５００×１０^－６％）未満、約１００ｐｐｍ（約１００×１０^－６％）未満、または約５０ｐｐｍ（約５０×１０^－６％）未満であり得る。結晶相は、シリカ相であるクリスタボライトであり得、アルカリ金属は、粘度を下げることで結晶形成を助ける。しかしながら、本明細書の教示から逸脱することなく他の結晶化が形成する場合もある。

【0052】

アルカリドープされた緻密化管１５０およびその上に堆積される任意の追加のスートが実質的に「水」不含であることが有利であり得る。本明細書で説明されるように、「水」はヒドロキシル基ＯＨを指す。水は、一般に、約１３８３ｎｍまたはその付近を中心とする水ピーク（すなわち、ヒドロキシル基による吸収ピーク）に関与している。この吸収ピークは、光ファイバ１０の動作波長領域（例えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍ）まで及ぶことがあるため、光ファイバ１０の減衰に対して負の効果を有し得る。一般に、ガラスのＯＨ含有量を減少させることによって水ピークを低減することが有利である。例えば、アルカリドープされた緻密化管１５０は、質量で約１００ｐｐｍ（約１００×１０^－６％）未満のＯＨを含有し得る。緻密化管１５０から「水」を除去するために、塩素乾燥技術が利用され得る。

【0053】

アルカリドープされた緻密化管１５０を水性ＨＦ溶液などのエッチング剤でエッチングしてよい（ステップ７０）。エッチング剤は、アルカリドープされた緻密化管１５０の内面からある深さのシリカを除去して、アルカリドーピングおよび／または緻密化中に緻密化管１５０の内面を通して拡散した可能性のある不純物を除去または低減することができる。ＣＦ_４、ＳＦ_４、ＮＦ_３、Ｃ_２Ｆ_６などのフッ素ガス、またはそれらの組み合わせをエッチング剤として使用することも考えられる。シリカ除去の深さは、拡散およびコラプスプロセス中の処理条件に依存し得る。アルカリ金属酸化物の全拡散深さの約５％の深さまで除去することが有利であり得る。

【0054】

エッチング処理が完了したら、アルカリドープされた緻密化管１５０をさらに加熱して、アルカリ金属源化合物１３２の下流で、アルカリドープされた緻密化管１５０を完全にコラプスして、中央通路１１６を閉じて、本明細書でコアロッド１６０と称されるガラスの円筒を形成する（ステップ７２）。コアロッド１６０は、固体のアルカリドープされたガラス体であり、これは、環状リザーバ１３０を含むアルカリドープされた緻密化管１５０の部分から分離されている。コアロッド１６０は、プリフォーム５０の中心コア部分を少なくとも部分的に形成しており、これは、プリフォーム５０を線引きした後に得られる生じた光ファイバ１０における中心コア領域１６に対応する。コアロッド１６０は、再線引きによってサイズ調整され得る。さらに、コアロッド１６０は、コラプスプロセス中に熱源（例えば、トーチ）によって形成されたと思われる水和ガラスまたはヒドロキシル基の一部または全てを除去するためにエッチングされ得る。しかしながら、誘導または抵抗加熱器、プラズマトーチ、または非水素含有燃料（例えば、ＣＯ）を使用する乾燥熱源などの乾燥熱源をコラプスプロセスに使用する場合、追加のエッチングは必要ない場合がある。乾燥熱源は、Ｈ_２、ＯＨ、またはＨ_２Ｏを供給または生成することなく、緻密化管１５０の再湿潤（例えば、ＯＨの再吸収および／または拡散）を最小限に抑えて、減衰を低減することができる。

【0055】

コアロッド１６０は、一般に、製造方法４０の第１の段階４２の最終製品である。次いで、コアロッド１６０は、外側コア領域２０に対応する、プリフォーム５０の外側コア部分を形成する第２の段階４４の初期製品として利用される。スートバーナ１１２を使用して、複数層の多孔質シリカスートをコアロッド１６０上に堆積させて、多孔質コアスートブランク１６２を形成する（ステップ７４）。スートは、外部蒸着（ＯＶＤ）法を使用してコアロッド１６０上に堆積させることができる。一般に、火炎がスートバーナ１１２から放出される。シリカ前駆体ガス－蒸気混合物を火炎内で酸化または燃焼させて、コアロッド１６０に向かうシリカ含有スート流を形成する。

【0056】

コアロッド１６０をスートバーナ１１２に対して複数回移動させて、シリカスート含有層の層蓄積を引き起こして、スートコーティングを形成することによって多孔質コアスートブランク１６２を形成する。並進運動は、一般に、スートバーナ１１２をコアロッド１６０に対して動かすことによって達成されるが、コアロッド１６０を、本明細書の教示から逸脱することなく、スートバーナ１１２に対して動かしてよい。あるいは、スートバーナ１１２およびコアロッド１６０の両方を動かしてよい。スートコーティングは、コア１２の少なくとも一部（例えば、内側コア領域１６または外側コア領域２０の外側半径部分）を形成し、プリフォーム５０から線引きされた光ファイバ１０のクラッド１４の一部（例えば、内側クラッド領域２４）も含んでいてよく、純粋なシリカから実質的に形成され得る。

【0057】

多孔質コアスートブランク１６２を、塩素乾燥技術および熱を使用して乾燥させる（ステップ７６）。次いで、乾燥ステップ（例えば、ステップ７６）から残留した塩素の大部分または全てを除去するのに十分な時間および温度で多孔質コアスートブランク１６２をフッ素含有雰囲気に曝露することによって、多孔質コアスートブランク１６２をフッ素で処理する（ステップ７８）。フッ素含有雰囲気は、ＳｉＦ_４またはＣＦ_４などのフッ素ドーピング前駆体を含む場合があり、低レベルのフッ素をドーパントとして多孔質コアスートブランク１６２の多孔質領域に導入し得る。

【0058】

次いで、フッ素処理されたスートブランク１６２を加熱によって焼結および緻密化して、コアケーン１６４を形成する（ステップ８０）。このプロセスは、一般に、プリフォーム５０から線引きされた光ファイバ１０の中心コア領域１６および外側コア領域２０の両方を有するコア１２を形成するプリフォーム５０のコア部分を形成する。コアケーン１６４を、再線引きし（加熱し、より小さな直径にサイズ調整）、必要に応じて切断して、第３の段階４６における処理のためのコアケーン１６６（ステップ８２）を形成する。本明細書の教示から逸脱することなく、追加のコア層を追加して、少なくとも１つのコア領域および少なくとも１つのクラッド領域を含むコアケーン１６４／１６６の３つ以上のコア領域を有するコアケーン１６４／１６６を生成することができる。

【0059】

方法４０の第３の段階４６は、クラッド領域１４のトレンチまたはモート２６を形成するプリフォーム５０のモート部分を形成し、また、プリフォーム５０から線引きされた光ファイバのクラッド領域１４の内側クラッド領域２４を任意選択的に生成することができる。方法４０の第２の段階４４で生成されたコアケーン１６６は、方法４０の第３の段階４６の初期製品として利用される。コアケーン１６６をさらに加工して、追加のガラス層を追加し、それによって、屈折率低下クラッド領域またはモート２６を最終的に形成する（ステップ８４）。スートバーナ１１２を利用して、複数層のスートをコアケーン１６６上に堆積させて、後続の多孔質クラッドスートブランク１７０を形成する。得られた多孔質クラッドスートブランク１７０を、塩素乾燥技術を使用して乾燥させる（ステップ８６）。多孔質クラッドスートブランク１７０を、好ましくは、ＳｉＦ_４またはＣＦ_４などのフッ素ドーピング前駆体を含有するクラッドドーピング雰囲気において、モートの低下のためのダウンドーパントでドーピングする（ステップ８８）。様々な例において、多孔質クラッドスートブランク１７０は、約１２２５℃で約６０分間～１２０分間、フッ素ドーピング前駆体に曝露される。ある特定の態様において、クラッドドーピング雰囲気は、ＳｉＣｌ_４も含み、これは、本明細書でさらに論じられるように、得られる光ファイバ１０の減衰を低下させるのに有利であり得る。

【0060】

次いで、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランク１７０を、約７～１０ｍｍ／分で約１４５０℃～約１５００℃の高温ゾーンを通して下流に送ることによって焼結および緻密化して、クラッドケーン１７２を形成する（ステップ９０）。緻密化は、ＳｉＣｌ_４などの非炭素還元剤の存在下で行われ得る。様々な例において、還元剤ＳｉＣｌ_４は、プリフォーム５０が完全な多孔性になる場合、緻密化プロセス全体で存在する。あるいは、ＳｉＣｌ_４は、緻密化状態についての最小密度（例えば、１．６ｇ／ｃｍ^３、１．７ｇ／ｃｍ^３、１．８ｇ／ｃｍ^３、または１．９ｇ／ｃｍ^３の密度まで）まで存在してよく、その後、ＳｉＣｌ_４の存在は、任意選択的であり得る。クラッドケーン１７２の緻密化は、一般に、クラッド領域１４にモート２６を形成するために使用されるフッ素ドーピング前駆体の不在下で、またはその最小限のレベルで行われる。

【0061】

ある特定の態様において、フッ素ドーピング前駆体は、環境から能動的に排出され得る。あるいは、フッ素ドーピング前駆体の供給が停止され得る。フッ素ドーピング前駆体は、クラッドケーン１７２の緻密化中に最小限または痕跡量のレベルまで減少させられる。

【0062】

還元剤を、多孔質クラッドスートブランク１７０をフッ素ドーピング前駆体に曝露する場合（ステップ８８）、多孔質クラッドスートブランク１７０をクラッドケーン１７２に緻密化する場合（ステップ９０）、または両方のステップを含む、製造プロセス中の１つまたは２つのステップで利用することができる。多孔質クラッドスートブランク１７０および／またはクラッドケーン１７２を非炭素還元剤（例えば、ＳｉＣｌ_４）に曝露して、酸化状態を制御する。ＳｉＣｌ_４は、所定の濃度の非炭素還元剤を有する還元ガス環境に含まれている。様々な例において、非炭素還元剤の濃度は、これらのプロセス中の還元ガス環境全体の約０．１体積％～約１５体積％の範囲である。追加の例において、非炭素還元剤の濃度は、ガス環境の約０．５体積％～約１０体積％の範囲である。ＳｉＣｌ_４は、フッ素ドーピングプロセス（ステップ８８）中、焼結プロセス（ステップ９０）中、またはフッ素ドーピングプロセスおよび焼結プロセスの両方（ステップ８８，９０）でガス環境に導入され得る。ある特定の態様において、プリフォーム５０が完全な多孔性になる場合、ＳｉＣｌ_４による処理が焼結プロセス９０中により効果的であり得る。クラッドケーン１７２を、本明細書でさらに論じられるように、好ましくは、オーバークラッドおよび製造方法４０の第４の段階４８における使用のために、所定の直径で再線引きして、クラッドケーン１７４にする（ステップ９２）。

【0063】

第３の段階４６における還元剤ＳｉＣｌ_４の使用は、モート２６を形成するガラスの酸化状態を制御することを補助する。しかしながら、モート形成中のＳｉＣｌ_４の使用は、ドーパントとして組み込まれると、Ｃｌが、アップドーパントとして機能し、Ｆの屈折率減少効果を打ち消すため、フッ素によるダウンドーピングに逆効果となる可能性がある。ＳｉＣｌ_４が第３の段階４６において使用される条件は、ドーパントとしてのＣｌを実質的に導入せず、したがって、得られる光ファイバ１０の相対屈折率プロファイルに影響を与えることなく、ＳｉＣｌ_４が（還元剤として機能することによって）酸化状態を制御するように制御される。ある特定の態様において、焼結プロセス（ステップ９０）中のガス環境におけるＳｉＣｌ_４の濃度は、約０．２５モル％～約６モル％である。追加の例において、焼結プロセス（ステップ９０）中のガス環境におけるＳｉＣｌ_４の濃度は、約０．２５モル％～約４モル％である。更なる例において、焼結プロセス（ステップ９０）中のガス環境におけるＳｉＣｌ_４の濃度は、約１モル％～約３モル％である。

【0064】

図５および６、ならびに図９をさらに参照すると、製造プロセスの第３の段階４６におけるモート形成は、得られる光ファイバ１０の様々な特性を変更する欠陥を導入し得る。ある特定の動作条件下では、導波光信号の強度分布がモート２６に延在しており、モート２６における欠陥が光信号と相互作用して、導波光信号の減衰を増加させ得る。モート２６における欠陥の存在はまた、光ファイバの配備環境に存在する構成要素（例えば、周囲のコーティングもしくはケーブル、または外部雰囲気）と経時的に相互作用し、光信号の減衰において時間変化をもたらし得る（本明細書では、「エージング」と称される）。

【0065】

光ファイバの配備環境に存在することが知られている一般的な構成要素は、水素である。アルカリドープされたコアを有する光ファイバ１０は、光信号のそれらの本質的に低い減衰を理由に、地上系および海底ネットワークで利用されている。しかしながら、現場における使用中に、経時的に、そのような光ファイバ１０は、酸素リッチな水素エージング欠陥がファイバ処理中に形成される場合、水素エージングを起こしやすくなり得る。水素エージングは、水素が酸素リッチな水素エージング欠陥と相互作用して欠陥（例えば、ヒドロキシル基）を形成し、それによって、特定の波長の光が吸収され、したがって、それらの波長における光ファイバ１０の減衰が増加するときに生じる。典型的には、既知の酸素リッチな水素エージング欠陥は、ｈｙｄｒｏ－Ｉ応答の特性を有し、すなわち、酸素リッチな水素エージング欠陥の濃度は、ｌｏｇ（時間）のスケーリング係数で時間に伴って拡大し続ける。光ファイバ１０の酸化状態を変化させて、光ファイバ１０における酸素リッチな水素エージング欠陥の濃度を著しく低下させ、それによって、光ファイバ１０の酸素リッチな水素エージング欠陥の蔓延および水素エージング感応性を低減するか、または光ファイバ１０の水素エージング不感応性を創出することが有利である。

【0066】

光ファイバ１０を定期的に水素エージングについて試験する。本明細書で使用される水素エージング試験では、光ファイバ１０を、所定の期間にわたって、２３℃で、Ｈ_２を含有するガス雰囲気に曝露する。ガス雰囲気は、不活性ガスの存在下でＨ_２を含む。本開示における水素エージングを試験する目的で、Ｈ_２含有ガス雰囲気は、１．０ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧であり、０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）の水素（Ｈ_２）ガス分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）の窒素（Ｎ_２）ガス分圧を含む。水素エージング試験中に、様々な波長の光を、光ファイバ１０に導入し、Ｈ_２含有ガス雰囲気への曝露前の光ファイバ１０の初期減衰に対するＨ_２含有ガス雰囲気への曝露時間の関数としての減衰の変化について監視する。

【0067】

例えば、通信用途にとって興味深い１つの波長は、１３８３ｎｍである。本明細書に開示されている水素エージング試験では、この波長が監視される。本明細書では、光ファイバ１０をＨ_２含有ガスに曝露してから１３８３ｎｍにおける吸収の増加の開始が起こる時間までの経過時間を、１３８３ｎｍ「ピーク到達時間」（または「Time-to-Peak」）値（本明細書では、ＴＴＰと省略され得る）と称する。この測定の重要性は、本明細書で説明されているように、１週間などの長期間にわたってＨ_２に曝露した場合に、光ファイバ１０における酸素リッチな水素エージング欠陥の反応性酸素中心が、水素と反応して、－ＯＨ種（例えば、シラノール基）を形成することであり、この－ＯＨ種は、一般的な通信波長で光を吸収し、吸光度が約１３８３ｎｍで最大である。経時的な水素ガスへのファイバの曝露時の吸収性－ＯＨ種の形成は、本明細書で水素エージングと称されるプロセスである。

【0068】

１つの試験例において、１２５μｍの直径を有する４つのシングルモード光ファイバを、異なるプリフォームから各ファイバを形成および線引きすることによって製造して、水素エージングを試験した。各プリフォームを、コアケーンを形成し、クラッドスートをコアケーン上に形成し、クラッドスートを緻密化することによって形成した。クラッドスートの緻密化は、約１１５０℃の温度で約２４０分間にわたってＣｌ_２を含有する第１の処理ガスにクラッドスートを曝露してクラッドスートを乾燥させる等温段階である第１の段階と、約１１５０℃～約１５００℃の温度で約６時間にわたって第２の処理ガスにクラッドスートを曝露する第２の段階とを含んでいた。４つのファイバを線引きした４つのプリフォームは、４つのプリフォームそれぞれの第１および第２の段階のための処理ガスが、以下の表１に示されているように異なる濃度のＣｌ_２およびＣＯ（残りのガスはヘリウムを含む）を含有していた点を除いて、実質的に同じ手法で製造した。表１のファイバはそれぞれ、ゲルマニアドープされたコア、シリカ内側クラッド、フッ素ドープされたトレンチ、および塩素ドープされた外側クラッドを含む。比較すると、本開示の光ファイバ１０の各層は、コア１２の内側の約３０％を除いてフッ素でドープされており、ファイバ１０は、アルカリドープされている。表１のファイバは、構造が類似しているが、組成が本ファイバ１０とは異なる。

【0069】

【表1】

【0070】

４つのファイバをそれぞれ、２３℃で、０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含む１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧のガス雰囲気に曝露した。これらの条件下で水素がファイバクラッドを通してファイバコアに拡散する時間を各ファイバについてのＴＴＰの観点で測定した。ＴＴＰは、１３８３ｎｍの波長を有する光信号の減衰の時間依存性に基づいて測定し、ファイバをＨ_２含有ガスに曝露した後の時間に対応し、この時間において、減衰における急激な増加が観察された。ＴＴＰ未満の曝露時間では、１３８３ｎｍにおいて、減衰における変化は本質的に観察されなかった。ＴＴＰに等しい曝露時間では、１３８３ｎｍにおいて、減衰における増加の開始が観察された。ＴＴＰ超の曝露時間では、１３８３ｎｍにおいて、減衰における顕著な増加が観察された。プリフォーム＃１から線引きされたファイバは、１３８３ｎｍにおいて約１０５時間の平均ＴＴＰを有していた。プリフォーム＃２から線引きされたファイバは、１３８３ｎｍにおいて約７６時間の平均ＴＴＰを有していた。プリフォーム＃３から線引きされたファイバは、１３８３ｎｍにおいて約５８時間の平均ＴＴＰを有していた。プリフォーム＃４から線引きされたファイバは、１３８３ｎｍにおいて約４０時間の平均ＴＴＰを有していた。この試験方法は、ＳｉＣｌ_４などの非炭素還元剤を使用して、本明細書に開示されているファイバ１０を含むファイバのＴＴＰを決定するために使用することができる。

【0071】

低いＴＴＰ値（短いＴＴＰ時間）は、光ファイバのクラッド領域における酸素リッチな水素エージング欠陥の濃度が低いことを意味する。ガス雰囲気からの水素は、外面において光ファイバに接触し、クラッドを通してコアまで、半径状で内側方向に拡散する。水素が、これが拡散するときにクラッドにおける酸素リッチな欠陥に遭遇する場合、水素は、この欠陥と反応して、ヒドロキシル基を形成し、拡散が停止する。光ファイバの外面に最も近い酸素リッチな水素エージング欠陥は、初期曝露時間でヒドロキシル基に変換される。ヒドロキシル基の形成時に、酸素リッチな水素エージング欠陥が中和され、Ｈ_２含有ガス雰囲気への光ファイバのその後の曝露によって、表面からより離れてコアのより近くに位置している酸素リッチな水素エージング欠陥への水素の拡散が可能になる。曝露時間が増加するほど、ヒドロキシル基は、コアのさらにより近くに形成する。短い曝露時間では、ヒドロキシル基は、コアから離され過ぎるため、光信号と相互作用することができず、減衰における増加は観察されない。十分に長い曝露時間では、ＯＨ基が、コア領域の十分近く（例えば、コア領域自体、またはコア領域に十分近いクラッド領域の一部）に形成して、（例えば、吸収によって）光信号と相互作用して、光信号の減衰を引き起こす。ＴＴＰは、形成するＯＨ基が、コアに十分近づいて、光信号と相互作用し始める曝露時間を示す。低いＴＴＰは、ＯＨ基がコアの十分近くに形成して光信号と相互作用する時間が短いことを示唆しており、これは、コア領域における酸素リッチな欠陥の濃度が低いことと一致する。

【0072】

伝送信号強度の低下をもたらすそのようなエージングおよび吸収を防止するために、光ファイバを還元剤で処理して、エージングおよび吸収を低減することができる。１つの従来のアプローチは、光ファイバを重水素ガスで処理して、ファイバに存在する酸素リッチな水素エージング欠陥などの反応性酸素中心から－ＯＤ種を形成することである。－ＯＨとは異なり、－ＯＤは、１３８３ｎｍにおいて吸収しない。重水素ガスを使用する場合、酸素の漏れも、得られるファイバの線引きプロセス中に厳密に制御される。Ｄ_２処理は、線引きプロセスの完了後にファイバに対して行われ、線引き自体においては実施されない。しかしながら、重水素ガスは高価であり、水素エージングを改善するための他の方法を特定することが望ましい。

【0073】

酸素リッチな水素エージング欠陥を低減するための第２の従来の方法は、表１に関連する先の例に図示されているように、緻密化（またはドーピング）中に光ファイバのプリフォームを還元剤としての一酸化炭素（ＣＯ）に曝露するステップを含む。しかしながら、一酸化炭素は、通信スペクトルのＬバンド部分において、一般に１５８３ｎｍまたはその付近の波長において吸収ピークをもたらし、程度はより低いものの、通信スペクトルのＣバンド部分において、一般に１５４７ｎｍまたはその付近の波長において吸収ピークをもたらす。ＣバンドスペクトルおよびＬバンドスペクトルにおける吸収波長は、特にＬバンドスペクトルにおいて、光ファイバ１０の性能に悪影響を及ぼす。ＣＯを還元剤として使用する場合、ＣＯ_２がファイバ内で形成し、減衰に影響を及ぼし得る。１５８３ｎｍにおける吸収ピークは、ＣＯを還元剤として使用する場合に発生し、ＣＯから、または炭素もしくはＣＯによって引き起こされるシリカにおける他の構造的効果から生じ得る。１５８３ｎｍにおける吸収ピークは、得られるファイバの全体的な性能に影響を及ぼす。

【0074】

本明細書に開示されている方法４０は、製造プロセスのモート形成中に非炭素ベースの還元剤を利用して、光ファイバ１０における酸素リッチな水素エージング欠陥を低減する。非炭素ベースの還元剤は、ＳｉＣｌ_４である。非炭素ベースの還元剤の使用によって、（１）水ピーク、一般に約１３８３ｎｍの波長における減衰、（２）Ｃバンドスペクトル内、一般に約１５４７ｎｍの波長における減衰、および（３）Ｌバンドスペクトル内、一般に約１５８３ｎｍの波長における減衰が低減される。非炭素ベースの還元剤を使用すると、二酸化炭素ＣＯ_２を形成することなく、酸素リッチな水素エージング欠陥が低減または回避され、それによって、Ｌバンドおよび／またはＣバンドにおける望ましくない吸収ピークが低減または排除される。さらに、本明細書の方法４０を介して生成された光ファイバ１０は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有し、かつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むＨ_２含有ガス雰囲気への曝露時に、２３℃で１００時間未満の１３８３ｎｍにおけるＴＴＰを有する。ＴＴＰは、表１に関連して本明細書に記載されている方法を使用して決定される。先に述べられているように、低いＴＴＰ値は、光ファイバのクラッド領域における酸素リッチな水素エージング欠陥の濃度が低いことを意味する。

【0075】

前に述べられているように、製造プロセスの第３の段階４６は、多孔質クラッドスートブランク１７０をフッ素でドープして、光ファイバ１０のプロファイルのトレンチ内側クラッド領域（例えば、モート２６）を形成すること（例えば、ステップ１３６）を伴う。一般に、モート屈折率は、コア１２の屈折率よりも低い。トレンチ領域またはモート２６には十分なパワーがあり、そのため、モート２６における欠陥は、一般に、光ファイバ１０のエージング挙動に寄与する。光ファイバ１０を水素に曝露するとき、還元剤を使用しない場合、１３８３ｎｍおよび１５５０ｎｍまたはそれらの付近の吸収ピークが形成される。酸素リッチな水素エージング欠陥を低減するためにＣＯを使用する従来の方法は、ＣＯ_２形成、または光ファイバ１０における他の汚染効果もしくは構造的効果をもたらし、吸収ピークを、図９に図示されているように、Ｌバンドでは約１５８３ｎｍまたはその付近で、Ｃバンドではより低い程度で約１５４７ｎｍまたはその付近で生じさせ得る。

【0076】

本明細書に開示されているプロセスにおいて、ＳｉＣｌ_４は、多孔質クラッドスートブランク１７０と相互作用して、光ファイバ１０において、二酸化炭素ＣＯ_２またはＣＯに関連する他の残留汚染効果もしくは構造的効果を形成することなく、酸素リッチな水素エージング欠陥を低減または排除する。結果として、１５８３ｎｍまたはその付近の吸収ピークが回避され、結果的に、Ｌバンド伝送スペクトル内の減衰が低減される。ＳｉＣｌ_４は、光ファイバ１０を水素エージングに対して不感応性にするか、または水素エージング感応性を少なくとも低減し、その一方で、ＣＯを還元剤として使用する場合に生じることが知られているＣバンドおよびＬバンドにおける吸収ピークを同時に低減または排除する。

【0077】

炭素ベースの還元剤ではなくＳｉＣｌ_４を還元剤として使用すると、ＣバンドおよびＬバンドにおいて吸収ピークは形成されない。さらに、ＳｉＣｌ_４は、光ファイバ１０内で、水、すなわちＳｉＯＨの減少も補助する。ＳｉＣｌ_４の使用によって、約１５８３ｎｍおよび１５４７ｎｍまたはそれらの付近の吸収ピークが排除され、約１３８３ｎｍまたはその付近の水ピークが低減される。

【0078】

処理中のＳｉＣｌ_４の使用によって、１３８３ｎｍ、１５４７ｎｍ、および１５８３ｎｍそれぞれまたはそれらの付近において低い減衰を有する光ファイバ１０が生成される。モート２６の形成中のＳｉＣｌ_４への曝露を理由に、光ファイバ１０は、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分ピークまたは減衰を呈する。ある特定の態様において、光ファイバ１０は、ＣＯ_２吸収を理由に、１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈し得る。ベースラインは、１５８３ｎｍ付近を中心とする波長範囲を除くＣバンドおよびＬバンドにわたる最良あてはめ減衰である。減衰の最良あてはめは、約１５７０ｎｍ～約１５９０ｎｍの範囲を除く、約１５３０ｎｍ（例えば、Ｃバンドの下限）～約１６２５ｎｍ（例えば、Ｌバンドの上限）の波長の関数である。ベースラインは、１５８３ｎｍにおいて吸収がないと考慮し、標準的な分光測定に従って、１５５０ｎｍ～１６２５ｎｍの波長にわたって滑らかな曲線を生成する。

【0079】

さらに、減衰は、約１５７０ｎｍ～約１６００ｎｍで単調に増加し得るか、または約１５７０ｎｍ～約１５９０ｎｍで単調に増加し得る。単調に増加する減衰は、比較ＣＯ処理光ファイバには存在しない、ＳｉＣｌ_４処理光ファイバ１０の特性である。さらにまたはあるいは、光ファイバ１０は、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈し得る。さらに、光ファイバ１０は、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する。

【0080】

モートを形成する、製造プロセスの第３の段階４６は、得られる光ファイバ１０の全体的な性能に影響を及ぼす。非炭素還元剤への曝露によって、光ファイバ１０の減衰が低減されて、光ファイバ１０の性能が改善される。ＳｉＣｌ_４を使用することによって、ＣバンドおよびＬバンドのスペクトルの両方における減衰が低減され、それによって、これらの領域それぞれを通した光伝送および全体的な性能が改善される。

【0081】

再び図５および６、ならびに図１０を参照すると、クラッドケーン１７４をプリフォーム５０に組み込む場合、プリフォーム５０の線引きプロセスにおいて行われる加熱によって、アルカリ濃度が、クラッドケーン１７４内のより深い部分まで拡散する。アルカリ金属酸化物の拡散は、ドープされるガラスの温度に少なくとも部分的に依存する。アルカリ金属酸化物の拡散は、線引きプロセスによって制御され得る。線引き条件（例えば、光ファイバ１０をプリフォーム５０から線引きするために使用される温度）を変化させることによって、アルカリ金属酸化物の濃度を所定の濃度プロファイルでプリフォーム５０内に分布させることができる。様々な例において、半径ｒとアルカリ金属濃度との間の関係は、一般に、直線的である。したがって、選択された温度にプリフォーム５０が留まる時間の量は、アルカリ金属酸化物の拡散と、光ファイバ１０のコア領域およびクラッド領域におけるアルカリ金属酸化物の濃度プロファイルとにおいて１つの要因となる。最終的なプリフォーム５０から線引きされたクラッドケーン１７４および得られた光ファイバ１０が線引きプロセス中に曝露される時間および温度は、線引き炉の線引き速度および温度を制御することによって線引きプロセスを変化させることによって制御される。例えば、線引き速度を増加させると、線引き炉１８０における光ファイバ１０の特定の部分の時間が減少し（図１１）、結果的に、アルカリ金属酸化物ドーパントがプリフォーム５０のコア領域および／またはクラッド領域内で拡散する距離が減少する。これによって、クラッド１４に拡散するアルカリ金属酸化物がより少なくなり、したがって、プリフォーム５０を線引きすることによって形成される光ファイバ１０のコア１２におけるアルカリ金属酸化物の濃度がより高くなり得る。

【0082】

逆に、線引き速度を減少させると、この時間が増加し、それによって、アルカリ金属酸化物が光ファイバ１０のクラッド１４にさらに拡散するため、光ファイバ１０のコア１２におけるアルカリ金属酸化物の濃度が減少し得る。さらに、線引き炉の温度を増加させると、拡散レートを増加させることができ、コア１２におけるアルカリ金属酸化物の濃度が減少し、クラッドにおけるアルカリ金属酸化物の濃度が増加する。

【0083】

再び図５および６を参照すると、屈折率低下クラッド領域２６が製造の第３の段階４６において形成された後に、外側クラッド領域２８が第４の段階４８において形成される。スートバーナ１１２を利用して、スート層をクラッドケーン１７４上に敷いて、多孔質オーバークラッドスートブランク１９０を形成する（ステップ９４）。得られた多孔質オーバークラッドスートブランク１９０を、塩素乾燥技術を使用して乾燥させる（ステップ９６）。屈折率低下クラッド領域を含むように、多孔質オーバークラッドスートブランク１９０をＳｉＦ_４などのフッ素ドーピング前駆体でドープする（ステップ９８）。ＳｉＣｌ_４の使用は、一般に、フッ素によるダウンドーピングに逆効果となるため、多孔質オーバークラッドスートブランク１９０を、還元剤ＳｉＣｌ_４の不存在下で、またはその最小限のレベルで、フッ素ドーピング前駆体に曝露する。

【0084】

外側クラッド領域２８は、一般に、コア１２よりも低く、かつモート２６よりも高い屈折率を有する。様々な例において、外側クラッド領域２８のドーピングは、例えば約０．３％～約０．４％の、コア１２の最大値とクラッド１４の最小値との間の相対屈折率デルタ％を達成するのに十分である。最外クラッド層（例えば、外側クラッド領域２８）において、フッ素の質量％は、好ましい範囲内の相対屈折率を達成し、光ファイバをプリフォーム５０から線引きするときに生じる応力の効果を最小限に抑えるために、わずかにより少なくてよく、約０．１質量％～約０．５質量％であり得る。次いで、フッ素ドープされた多孔質オーバークラッドスートブランク１９０を焼結および緻密化して、プリフォーム５０を形成する（ステップ１００）。

【0085】

様々な段階４２，４４，４６，４８によって創出されたプリフォーム５０を、選択された寸法および特性を有するように、光ファイバ１０へと線引きする（ステップ１０２）。本明細書に記載されている方法４０は、２３℃での１週間にわたる１体積％のＨ_２および９９体積％のＮ_２を含有するＨ_２含有雰囲気への曝露後の１５８３ｎｍにおける減衰が０．１６ｄＢ／ｋｍ未満であり、かつ１５８３ｎｍにおけるベースラインを上回る増分減衰が０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満である、また１５４７ｎｍにおける減衰が０．１６ｄＢ／ｋｍ未満であり、かつ１５４７ｎｍにおけるベースラインを上回る増分減衰が０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満である、アルカリドープされたシリカ光ファイバ１０を形成する。さらに、方法４０から形成されたプリフォーム５０を線引きすることから得られる光ファイバ１０は、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する。

【0086】

さらに図５、ならびに図１１および１２を参照すると、本明細書に記載されている再線引きプロセスは、線引きシステム２００によって行われ得る。ハンドル１２０は、本明細書に記載されているステップによって、ケーン１６４，１７２に取り付けられる。製造プロセスの段階に応じて、コアケーン１６４またはクラッドケーン１７２は、線引き炉１８０の上方の可動式ダウンフィード支持体に取り付けられる。炉１８０は、一般に、加熱要素２０２、および選択された温度に加熱されるマッフル２０４を含む。犠牲ガラスロッド２０６を、ケーン１６４，１７２の端部に結合してよく、モーター駆動の牽引機２０８によって引っ張って、ケーン１６４，１７２を選択されたレートで線引きしてよい。線引き速度または線引きレートは、ケーン１６４，１７２の直径ｄを測定するセンサ２１０に基づいて調整され得る。ケーン１６４，１７２は、ケーン１６４，１７２が選択された直径になるまで、より小さな直径ｄに線引きされる。

【0087】

プリフォーム５０を光ファイバ１０へと線引きする最終的な線引きプロセス（ステップ１０２）も、類似した手法で行われる（図１２）。プリフォーム５０は、線引き炉１８０内でほぼ垂直に配置されている。マッフル２０４は、約１７００℃～約２１００℃の範囲に加熱される。光ファイバ１０は、加熱されたプリフォーム５０から、裸の光ファイバ１０（例えば、ポリマーベースの材料でコーティングされていない）の形態で線引きされる。マッフル２０４を離れた後に、光ファイバ１０は、直径ｄを監視するためのセンサ２１４に遭遇し得る。センサ２１４は、牽引機２０８の速度を調整して光ファイバ１０の直径ｄを実質的に一定に維持するためのフィードバック制御ループのために、フィードバックをコントローラ２１２に提供することができる。また、光ファイバ１０の張力を監視するために、光ファイバ１０を張力監視デバイス２１６によって線引きすることが可能であると考えられる。張力監視デバイス２１６は、コントローラ２１２と通信して、光ファイバ１０の線引き張力を調整することもできる。

【0088】

線引きシステム２００は、冷却システム２１８を含み得る。光ファイバ１０をプリフォーム５０から線引きしたら、光ファイバ１０を冷却管または別のデバイスにおいて冷却してよい。冷却システム２１８は、炉１８０の出口に結合されていてよいか、または代替的には、それから離間されていてよい。その後、光ファイバ１０をコーティングシステム２２０によってコーティングしてよく、それによって、ポリマーベースのコーティング材料を光ファイバ１０の外面に適用することができる。また、コーティングされた光ファイバ１０がコーティングシステム２２０内のコーティング硬化装置を通過してよいと考えられる。コーティングされた光ファイバ１０は、リールまたはスプール２２２上に巻き取られ得る。

【0089】

線引きシステム２００は、コントローラ２１２を有するものと図示されており、コントローラ２１２は、マイクロプロセッサまたはプロセッサ２２４、メモリ２２６、および他の制御回路を有し得る。メモリ２２６は、プロセッサ２２４によって実行可能な命令２２８を記憶することができる。任意のデジタルおよび／またはアナログ処理回路ならびにメモリ記憶媒体が用いられ得ると考えられる。

【0090】

コントローラ２１２は、例えば、線引きシステム２００の線引き速度を調整すること、炉１８０の温度を修正すること、および／または光ファイバ１０に適用される線引き張力を修正することなどによって、製造プロセスを修正することができる。線引きシステム２００は、光ファイバ１０が線引きシステム２００によって線引きされるときに、様々な線引き機構および／または滑車を利用して、選択された線引き張力を光ファイバ１０に提供することができる。

【0091】

図１３および１４を参照すると、本明細書に開示されている方法４０は、異なる特性を有する異なるアルカリドープされた光ファイバ１０に最終的に線引きされるコア１２を創出するために使用され得る。図１３に図示されているような屈折率プロファイル２４０は、最終的な線引きの前の第１のケーンプロファイルであり、図１４に図示されているような屈折率プロファイル２４２は、最終的な線引きの前に測定された第２のケーンプロファイルである。さらに、図１４における屈折率プロファイル２４２は、ファイバ１０の外半径が約６２．５μｍであるファイバ空間にある。正規化された（例えば、最大外半径に正規化された）半径空間におけるプロファイル２４２は、アルカリ拡散および応力光学効果を理由とした多少の変動があるものの、プリフォーム５０およびファイバ空間において概ね類似している。本明細書に開示されている方法４０を使用して、異なる特性を有する異なる製品であるプリフォーム５０および光ファイバ１０の両方を形成することができる。

【0092】

図１～図１４を参照すると、本明細書に開示されている方法４０は、様々な波長における減衰の低減、選択されたＴＴＰ、および選択された相対屈折率などの選択された特性を有する光ファイバ１０を生成する。光ファイバ１０は、アルカリ金属酸化物でドープされたコア１２を含む。コア１２は、０．５質量％～１．５質量％のアルカリ金属酸化物濃度を有する。クラッド１４は、コア１２を囲んでおり、モート２６および外側クラッド領域２８を含む。モート２６は、第１のフッ素濃度を有し、第１の塩素濃度を有し得る。モート２６は、相対屈折率Δ_３を有し、最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎは、約－０．８０％～約－０．３０％の範囲である。この濃度差によって、一般に、モート２６は、外側クラッド２８よりも低い相対屈折率を有する。外側クラッド領域２８は、第２のフッ素濃度を有し、これは、一般に、第１のフッ素濃度よりも低い。外側クラッド領域２８は、第１の塩素濃度よりも低くてよい第２の塩素濃度を有し得る。外側クラッド領域２８は、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する。外側クラッド２８におけるより低い塩素濃度は、一般に、モート形成プロセス中のＳｉＣｌ_４の使用から生じるが、外側クラッド領域２８は、ＳｉＣｌ_４に曝露されない。

【0093】

さらに、光ファイバ１０は、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有し、かつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むＨ_２含有ガス雰囲気への２３℃での曝露時に、１００時間未満のＴＴＰ水素エージング値を有する。さらに、モート２６の形成中のＳｉＣｌ_４への曝露を理由に、光ファイバ１０は、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する。さらにまたはあるいは、光ファイバ１０は、１５４７ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５４７ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈し得る。例えば、光ファイバ１０は、１５４７ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、および１５４７ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する。さらに、光ファイバ１０は、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し得る。プリフォーム５０が方法４０で作製されたかどうかを判断するために、カソードルミネッセンスまたは２４０ｎｍ吸収測定プロセスを利用することができると考えられる。

【0094】

現在、光ファイバ１０は、約１５５０ｎｍおよび／または約１５８０ｎｍの波長で伝送することができる。通信技術では、波長分割多重化が使用される場合があり、複数の波長チャネルが同じ光ファイバ１０において位置することが可能になる。そのような構成において、Ｃバンド伝送スペクトルおよびＬバンド伝送スペクトルの両方を利用することができる。Ｌバンドスペクトルからの吸収ピークの除去によって、Ｌバンドにおける減衰が低下し、結果的に、光ファイバ１０の性能が向上する。本明細書に開示されている方法４０は、１５４７ｎｍおよび１５８３ｎｍまたはそれらの付近の吸収ピーク、ならびに１３８３ｎｍまたはその付近の水ピークを緩和しながら、減衰を低下させる。

【0095】

開示されているプロセスの使用は様々な利点をもたらす。例えば、非炭素還元剤は、光ファイバ１０の炭素含有還元剤に関連する水（ＯＨ）形成および汚染物質または構造欠陥を低減する。さらに、非炭素還元剤は、光ファイバ１０におけるＳｉＯＨの形成を低減し、それによって、水ピークを低下させるＳｉＣｌ_４であり得る。さらに、ＳｉＣｌ_４の使用によって、約１５４７ｎｍまたはその付近のＣバンドおよび約１５８３ｎｍまたはその付近のＬバンドにおける吸収ピークが低減または回避される。さらに、ＳｉＣｌ_４の使用によって減衰が低下し、このことは、光ファイバ１０の性能に良好な影響を及ぼす。さらに、非炭素還元剤は、光ファイバ１０における酸素リッチな水素エージング欠陥を低減または排除し、それによって、減衰が低下する。追加の利益または利点が実現および／または達成されることがある。

【0096】

本明細書に開示されているデバイスおよび方法は、以下の段落でさらに要約されており、本明細書に記載されている様々な態様のうちのいずれかおよび全ての組み合わせによってさらに特徴付けられる。

【0097】

第１の態様によれば、光ファイバのプリフォームを製造する方法であって、光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有する、方法は、シリカスートをコアケーン上に堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップを含む。コアケーンは、光ファイバのコア領域の少なくとも一部に対応する組成を有するコア部分を含み、コアケーンのコア部分におけるアルカリ金属酸化物の濃度は、０．１質量％～１．５質量％である。方法は、多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、フッ素ドーピング前駆体が、多孔質クラッドスートブランクをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成する、曝露するステップを含む。曝露するステップは、フッ素ドーピング前駆体の流れを多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む。方法は、緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の存在下または不在下で緻密化するステップであって、緻密化するステップは、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、緻密化するステップを含む。コアケーンのコア部分の組成は、アルカリ金属酸化物でドープされたシリカを含む。

【0098】

第２の態様によれば、方法は、緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンに、フッ素ドープされたシリカガラス外側クラッド層を適用して、光ファイバプリフォームを形成するステップを含む。

【0099】

第３の態様によれば、ＳｉＣｌ_４が、緻密化するステップにおいて、約１．６ｇ／ｃｍ^３の最小密度まで存在する。

【0100】

第４の態様によれば、方法は、緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップと、多孔質オーバークラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の不在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップと、多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、光ファイバのクラッド領域に対応する組成を有するクラッド部分を含むプリフォームを形成するステップとを含む。

【0101】

第５の態様によれば、クラッド部分が、コア部分を囲む屈折率低下クラッド部分と、屈折率低下クラッド部分を囲む外側クラッド部分とを含み、屈折率低下クラッド部分が、第１のフッ素濃度を有し、外側クラッド部分が、第２のフッ素濃度を有し、第２のフッ素濃度が、第１のフッ素濃度よりも低い。

【0102】

第６の態様によれば、屈折率低下クラッド部分が、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有し、外側クラッド部分が、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する。

【0103】

第７の態様によれば、屈折率低下クラッド部分が、第１の塩素濃度を含み、外側クラッド部分が、第２の塩素濃度を含み、第２の塩素濃度が、第１の塩素濃度よりも低い。

【0104】

第８の態様によれば、光ファイバを製造する方法であって、光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有する、方法は、アルカリドープされたコアケーンを形成するステップを含む。アルカリドープされたコアケーンは、光ファイバのコア領域の少なくとも一部に対応する組成を有する部分を含む。方法は、アルカリドープされたコアケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップと、多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップとを含む。フッ素ドーピング前駆体は、シリカスートをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成する。曝露するステップは、フッ素ドーピング前駆体の流れを多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む。方法は、光ファイバのクラッド領域に対応する組成を有する部分を有するフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の流れの不在下または存在下で緻密化するステップを含む。曝露するステップは、多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含むか、または緻密化するステップは、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む。

【0105】

第９の態様によれば、曝露するステップが、多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含み、緻密化するステップが、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む。

【0106】

第１０の態様によれば、方法は、光ファイバを、フッ素ドープされたクラッドケーンを含むプリフォームから線引きするステップを含む。光ファイバは、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する。減衰は、約１５７０ｎｍ～約１５９０ｎｍで単調に増加する。

【0107】

第１１の態様によれば、アルカリドープされたコアケーンを形成するステップが、アルカリハロゲン化物前駆体を蒸発させ、これを基材管に通流させるステップと、基材管の内部でアルカリをドープすることを可能にする管を通流しかつ管壁を通じて拡散するアルカリハロゲン化物蒸気を有する基材管の外部で加熱バーナを横断させるステップと、基材管をコラプスして、コアケーンの一部を形成するステップとを含む。コアケーンの部分は、０．１質量％～１．５質量％のアルカリ濃度を有する組成を有する。

【0108】

第１２の態様によれば、光ファイバのクラッド領域に対応する組成を有する部分が、－０．３０％未満の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する。

【0109】

第１３の態様によれば、方法は、フッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって、外側クラッド領域を形成して、多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップを含む。外側クラッド領域は、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する。方法は、多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、プリフォームを形成するステップと、光ファイバをプリフォームから線引きするステップとを含む。光ファイバは、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する。

【0110】

第１４の態様によれば、多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化するステップが、多孔質オーバークラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の不在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含む。

【0111】

第１５の態様によれば、曝露するステップまたは緻密化するステップにおいて存在する場合、ＳｉＣｌ_４が、ガス雰囲気に供給され、ガス雰囲気におけるＳｉＣｌ_４の濃度が、０．１体積％～１５体積％である。

【0112】

第１６の態様によれば、光ファイバは、アルカリ金属酸化物でドープされたシリカガラスを含むコア領域を含む。クラッド領域は、コア領域を囲んでいて、コア領域に直接隣接している。クラッド領域は、コア領域を囲む屈折率低下クラッド領域を含む。屈折率低下クラッド領域は、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含む。屈折率低下クラッド領域は、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する。クラッド領域は、屈折率低下クラッド領域を囲んでいて、屈折率低下クラッド領域に直接隣接している外側クラッド領域を含む。外側クラッド領域は、第１のフッ素濃度よりも低い第２のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含む。外側クラッド領域は、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する。光ファイバは、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有しかつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むガス雰囲気への光ファイバの曝露時に、２３℃で１００時間未満のピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有する。光ファイバは、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し、減衰が、約１５７０ｎｍ～約１６００ｎｍで単調に増加する。

【0113】

第１７の態様によれば、コア領域が、０．５質量％～１．５質量％のアルカリ金属酸化物濃度を有する。

【0114】

第１８の態様によれば、アルカリ金属酸化物は、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＬｉＯ_２、Ｒｂ_２ＯおよびＣｓ_２Ｏのうち少なくとも１つを含む。

【0115】

第１９の態様によれば、光ファイバが、１５４７ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰および１５４７ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する。

【0116】

第２０の態様によれば、光ファイバが、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する。

【0117】

第２１の態様によれば、プリフォームは、第１６の態様から第２０の態様までのいずれか１つ記載の光ファイバへと線引きされるように構成されている。

【0118】

例示的な実施形態および例を例示の目的で記載してきたが、前述の説明は、開示の範囲および添付の特許請求の範囲を限定することを決して意図するものではない。したがって、本開示の趣旨および様々な原則から実質的に逸脱することなく、上記の実施形態および例に変形および修正を加えてよい。そのような修正および変形は全て、ここで本開示の範囲内に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護されることを意図している。

【0119】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0120】

実施形態１
光ファイバのプリフォームを製造する方法であって、前記光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有し、前記方法が、
シリカスートをコアケーン上に堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップであって、前記コアケーンが、前記光ファイバの前記コア領域の少なくとも一部に対応する組成を有するコア部分を含み、前記コアケーンのコア部分におけるアルカリ金属酸化物の濃度が、０．１質量％～１．５質量％である、形成するステップと、
前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下でフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、前記フッ素ドーピング前駆体が、前記多孔質クラッドスートブランクをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成し、前記曝露するステップが、前記フッ素ドーピング前駆体の流れを前記多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む、曝露するステップと、
緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体の存在下または不在下で緻密化するステップであって、前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、緻密化するステップと
を含む、方法。

【0121】

実施形態２
前記緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーンに、フッ素ドープされたシリカガラス外側クラッド層を適用して、光ファイバプリフォームを形成するステップをさらに含む、実施形態１記載の方法。

【0122】

実施形態３
前記ＳｉＣｌ_４が、前記緻密化するステップにおいて、約１．６ｇ／ｃｍ^３の最小密度まで存在する、実施形態１または２記載の方法。

【0123】

実施形態４
前記緻密化したフッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の不在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、前記光ファイバの前記クラッド領域に対応する組成を有するクラッド部分を含む前記プリフォームを形成するステップと
をさらに含む、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の方法。

【0124】

実施形態５
前記クラッド部分が、前記コア部分を囲む屈折率低下クラッド部分と、前記屈折率低下クラッド部分を囲む外側クラッド部分とを含み、前記屈折率低下クラッド部分が、第１のフッ素濃度を有し、前記外側クラッド部分が、第２のフッ素濃度を有し、前記第２のフッ素濃度が、前記第１のフッ素濃度よりも低い、実施形態４記載の方法。

【0125】

実施形態６
前記屈折率低下クラッド部分が、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有し、前記外側クラッド部分が、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する、実施形態５記載の方法。

【0126】

実施形態７
前記屈折率低下クラッド部分が、第１の塩素濃度を含み、前記外側クラッド部分が、第２の塩素濃度を含み、前記第２の塩素濃度が、前記第１の塩素濃度よりも低い、実施形態５または６記載の方法。

【0127】

実施形態８
光ファイバを製造する方法であって、前記光ファイバが、コア領域およびクラッド領域を有し、前記方法が、
前記光ファイバの前記コア領域の少なくとも一部に対応する組成を有する部分を含むアルカリドープされたコアケーンを形成するステップと、
前記アルカリドープされたコアケーン上にシリカスートを堆積させることによって多孔質クラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質クラッドスートブランクをフッ素ドーピング前駆体に曝露するステップであって、前記フッ素ドーピング前駆体が、前記シリカスートをフッ素でドーピングして、フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを形成し、前記曝露するステップが、前記フッ素ドーピング前駆体の流れを前記多孔質クラッドスートブランクに供給するステップを含む、曝露するステップと、
前記光ファイバの前記クラッド領域に対応する組成を有する部分を有するフッ素ドープされたクラッドケーンを形成するために、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクを前記フッ素ドーピング前駆体の前記流れの不在下または存在下で緻密化するステップと
を含み、
前記曝露するステップが、前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含むか、または前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、
方法。

【0128】

実施形態９
前記曝露するステップが、前記多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の存在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含み、前記緻密化するステップが、前記フッ素ドープされた多孔質クラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４に曝露するステップを含む、実施形態８記載の方法。

【0129】

実施形態１０
前記光ファイバを、前記フッ素ドープされたクラッドケーンを含むプリフォームから線引きするステップをさらに含み、前記光ファイバが、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し、前記減衰が、約１５７０ｎｍ～約１５９０ｎｍで単調に増加する、実施形態８または９記載の方法。

【0130】

実施形態１１
前記アルカリドープされたコアケーンを形成するステップが、
アルカリハロゲン化物前駆体を蒸発させ、これを基材管に通流させるステップと、
前記基材管の内部でアルカリをドープすることを可能にする前記管を通流しかつ管壁を通じて拡散するアルカリハロゲン化物蒸気を有する前記基材管の外部で加熱バーナを横断させるステップと、
前記基材管をコラプスして、前記コアケーンの一部を形成するステップと
を含み、
前記コアケーンの部分が、０．１質量％～１．５質量％のアルカリ濃度を有する組成を有する、
実施形態８から１０までのいずれか１つ記載の方法。

【0131】

実施形態１２
前記光ファイバの前記クラッド領域に対応する組成を有する前記部分が、－０．３０％未満の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する、実施形態８から１１までのいずれか１つ記載の方法。

【0132】

実施形態１３
前記フッ素ドープされたクラッドケーン上にシリカスートを堆積させることによって、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する外側クラッド領域を形成して、多孔質オーバークラッドスートブランクを形成するステップと、
前記多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化して、プリフォームを形成するステップと、
１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰および１５８３ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００５ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する前記光ファイバを前記プリフォームから線引きするステップと
をさらに含む、実施形態８から１２までのいずれか１つ記載の方法。

【0133】

実施形態１４
前記多孔質オーバークラッドスートブランクを緻密化するステップが、前記多孔質オーバークラッドスートブランクをＳｉＣｌ_４の不在下で前記フッ素ドーピング前駆体に曝露するステップを含む、実施形態１３記載の方法。

【0134】

実施形態１５
前記曝露するステップまたは前記緻密化するステップにおいて存在する場合、前記ＳｉＣｌ_４が、ガス雰囲気に供給され、前記ガス雰囲気における前記ＳｉＣｌ_４の濃度が、０．１体積％～１５体積％である、実施形態８から１４までのいずれか１つ記載の方法。

【0135】

実施形態１６
光ファイバであって、
アルカリ金属酸化物でドープされたシリカガラスを含むコア領域と、
前記コア領域を囲んでいて、前記コア領域に直接隣接しているクラッド領域と
を含み、
前記クラッド領域が、
前記コア領域を囲む屈折率低下クラッド領域であって、第１のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含み、－０．８０％～－０．３０％の範囲の最小相対屈折率Δ_３ｍｉｎを有する相対屈折率Δ_３を有する、屈折率低下クラッド領域と
前記屈折率低下クラッド領域を囲んでいて、前記屈折率低下クラッド領域に直接隣接している外側クラッド領域であって、第１のフッ素濃度よりも低い第２のフッ素濃度でドープされたシリカガラスを含み、Δ_４－Δ_３ｍｉｎ＞０．０５％となるような相対屈折率Δ_４を有する、外側クラッド領域と
を含み、
前記光ファイバが、１ａｔｍ（１０１３２５Ｐａ）の全圧を有しかつ０．０１ａｔｍ（１０１３．２５Ｐａ）のＨ_２分圧および０．９９ａｔｍ（１００３１１．８Ｐａ）のＮ_２分圧を含むガス雰囲気への前記光ファイバの曝露時に、２３℃で１００時間未満のピーク到達時間（ＴＴＰ）水素エージング値を有し、
前記光ファイバが、１５８３ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈し、前記減衰が、約１５７０ｎｍ～約１６００ｎｍで単調に増加する、
光ファイバ。

【0136】

実施形態１７
前記コア領域が、０．５質量％～１．５質量％のアルカリ金属酸化物濃度を有する、実施形態１６記載の光ファイバ。

【0137】

実施形態１８
前記光ファイバが、１５４７ｎｍにおいて０．１６ｄＢ／ｋｍ未満の減衰および１５４７ｎｍにおいてベースラインを上回る０．０００３ｄＢ／ｋｍ未満の増分減衰を呈する、実施形態１６または１７記載の光ファイバ。

【0138】

実施形態１９
前記光ファイバが、１３８３ｎｍにおいて０．５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を呈する、実施形態１６から１８までのいずれか１つ記載の光ファイバ。

【0139】

実施形態２０
実施形態１６から１９までのいずれか１つ記載の光ファイバへと線引きされるように構成された、プリフォーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】