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JP2022521754A - ケーン・ベースガラス光ファイバ予備成形品を形成する真空ベースの方法 - Google Patents

ケーン・ベースガラス光ファイバ予備成形品を形成する真空ベースの方法 Download PDF

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JP2022521754A JP2021549500A JP2021549500A JP2022521754A JP 2022521754 A JP2022521754 A JP 2022521754A JP 2021549500 A JP2021549500 A JP 2021549500A JP 2021549500 A JP2021549500 A JP 2021549500A JP 2022521754 A JP2022521754 A JP 2022521754A
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Abstract

光ファイバ予備成形品を形成する真空ベースの方法は、真空を予備成形品組立体に印加するステップを含む。予備成形品組立体は１つ以上の軸貫通孔と前記１つ以上の軸貫通孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備える。少なくとも１つのガラスクラッド部分の両端は蓋がされて実質的に封止された内部室を画定する。真空を実質的に封止された内部室に印加し真空で保持された予備成形品組立体を形成する。本方法はまた、真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップを含む。ケーン・ベースガラス予備成形品を引っ張ることで光ファイバが形成される。前記真空で保持された予備成形品を合体させるのに使用される同じ炉を光ファイバを引き出すのに使用できる。

Description

関連出願
本出願は、２０１９年２月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／８１１８４２号の優先権の利益を主張するものであり、その内容全体を本明細書に援用する。
本開示は光ファイバ、特にケーン（ガラス棒）ベース光ファイバ予備成形品を形成する真空ベースの方法及びそのケーン・ベース光ファイバ予備成形品を使用して光ファイバを形成する方法に関する。
空間多重送信のためのマルチコアファイバ技術が長距離通信とデータセンター及び高性能コンピュータ内で使用される短距離光ファイバ相互接続の両方のために考えられている。マルチコアファイバの接続は個々のコアの非常に正確な位置決めを必要とし、標準的な許容誤差は１マイクロメートルの何分の１かである。この重要な要件は、光ファイバ予備成形品を形成する時、材料及びプロセスの選択に影響する。
シングルコアファイバ及びマルチコアファイバは、当分野で全ガラスプロセスと呼ばれるプロセスを使って作製されたガラス予備成形品から製造されうる。全ガラスプロセスは、１つ以上の精密形成された軸孔であって、それぞれ予備成形品、従ってガラス予備成形品から形成される光ファイバのコアを成すケーンを収容するサイズを持つ軸孔を有するバルククラッドガラスを利用する。
全ガラスプロセスは、スート（酸化ガラス微粒子）層形成、スート圧縮及びスート穴あけ、焼結、及びスートをガラスに変える合体を含む蒸着ベースプロセス(例えば、アウトサイド真空蒸着（ＯＶＤ）プロセス) より好ましい。クラッドガラスの外面を選択した直径まで精密研削する能力及びクラッドガラスの精密穴あけを行う能力は、ガラス予備成形品の形成時に精密さと１つ以上の軸孔の様々な間隔、形状、及び配置を選択する柔軟性の両方を提供する。
残念ながら、全ガラスプロセスは比較的高価で時間がかかる。精密穴あけは時間がかかり、１つ以上のケーンは選択した屈折率プロファイルを持つように形成されクラッドガラスに挿入される必要があり、その構造体全体を、固形ガラス予備成形品を形成するために炉内で合体させる必要がある。十分な長さのガラス予備成形品を作るために、別々のガラスクラッド部分を軸に沿って結合する必要があり得、これは軸孔の正確な位置合わせを必要とする。合体プロセスは、合体炉内でガラスクラッド部分及びケーンを保持する特別な支持具と、そして得られた固形ガラス予備成形品を炉から取り出し、その支持具からガラス予備成形品を降ろし、次に線引きシステムの線引き炉においてそれを可動に支持して光ファイバを作ることとを通常必要とする。
本書に開示する方法の態様は、ケーン・ベースガラス予備成形品を形成しそのケーン・ベースガラス予備成形品を使用して光ファイバを引き出すことに向けられている。これらの方法はシングルコアケーン・ベースガラス予備成形品又はマルチコアケーン・ベースガラス予備成形品を形成するために使用されうる。本方法は１つ以上のガラスクラッド部分を使用し、各ガラスクラッド部分は外周リップによって画定された凹部を有する上端を有し１つ以上の精密軸孔が形成されている。複数のガラスクラッド部分を使用する場合、これらクラッド部分は軸孔が整列するように積み重ねられる。次にケーンが前記１つ以上の軸孔に挿入されてケーンクラッド組立体が形成される。
上蓋及び底蓋をケーンクラッド組立体の上端及び底端にそれぞれ取り付けて予備成形品組立体を形成する。上蓋はガラスクラッド部分の上端の凹部を閉じる。底蓋は隆起したリップと底蓋がケーンクラッド組立体の底端に整合された時に閉じられる凹部とを有しうる。閉じられた凹部と軸孔内のケーンによって形成された隙間とが実質的に封止された内部室を画定する。選択した洗浄気体（例えば、塩素）を内部室に繋がる底蓋の小さな通路を通って引き抜くことで、予備成形品組立体を乾燥させ浄化できる。真空を上蓋を通って印加して、内部室と周囲環境の間に圧力差を生成する。圧力差は予備成形品組立体の部品を一体に保つ。これは本書で真空で保持された予備成形品組立体と呼ばれる。真空で保持された予備成形品組立体は、本書で開示された方法を使って形成された予備成形品組立体製品を構成する。
真空で保持された予備成形品組立体を、炉内でガラス軟化点の直ぐ上まで加熱することで合体させると、ガラスクラッド部分、ケーン、上蓋、及び底蓋（全てガラスでできている）は互いに封止する。また、ガラスの流れは内部室を消滅させる。その結果、直ぐに引っ張ることができる（特に合体のために使用される炉が光ファイバを引き出すために使用される線引き炉である場合）固形ガラス予備成形品が得られる。ケーン・ベース予備成形品は、本書で開示された方法を使って形成された予備成形製品を構成する。
本開示の実施形態はケーン・ベース予備成形品を形成する方法である。この方法は、真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端及び底端は実質的に封止された内部室を画定するように蓋がされている、ステップと、真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はケーン・ベースガラス予備成形品を形成する方法である。この方法は、本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法である。この方法は、少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はマルチコア光ファイバを形成するためにケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法である。この方法は、複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はケーン・ベース予備成形製品である。この予備成形製品を形成するプロセスは、真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端に上蓋が前記底端に底蓋が取り付けられている、ステップと、真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はケーン・ベースガラス予備成形製品である。この予備成形製品を形成するプロセスは、本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
を含む。
本開示の別の実施形態はケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品である。この組立体製品を形成するプロセスは、少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップとを含む。
本開示の別の実施形態はマルチコア光ファイバを形成するためのケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品である、この組立体製品を形成するプロセスは、複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップとを含む。
本書に開示する方法は、精密シングルコア又はマルチコア予備成形品を製造するためのしっかりした費用対効果の良いプロセスを提供する。穴あけは精密さと頑健さを与える。軸に沿って整列され積み重ねられたガラスクラッド部分の封止は、短く太い精密穴あけされたガラスクラッド部分の使用を可能にする。実質的に封止された内部室の使用と真空で保持された予備成形品組立体を作る真空の印加は、予備成形品組立体を、合体させている間、保持する特別な固定具の必要を無くす。真空で保持された予備成形品組立体の様々なガラス部品の封止は同時に全方向に実現され、一方向（例えば、垂直）に封止し次に別の方向（例えば、水平）に封止する必要はない。ガラス軟化点の直ぐ上（従って、ガラス融点のかなり下）の温度の使用は、様々なガラス部品の表面が研磨仕上げでなく微細な研削仕上げがされるのを許す。しかし、もちろん研磨仕上げを使用できる。
追加の特徴と利点は下記の詳細な説明において記述され、その説明から当業者にとって明白となるか、又は下記の説明、請求項、及び添付図面に記載された実施形態を実施することにより認識されるであろう。上記概要説明と下記の詳細な説明の両方とも単に例示であり、請求項の特質及び特性を理解するための概観又は枠組みを提供するよう意図されていることは理解されるべきである。
添付図面は更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ一部をなしている。図面は１つ以上の実施形態を例示し、詳細な説明と共に様々な実施形態の原理と動作を説明する。即ち、本開示は添付の図と併せて下記の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
一例のガラスクラッド部分の斜め上から見た図であり、８つの軸ケーン孔を有する例を示す。 図１Ａのガラスクラッド部分のｘｚ断面図である。 図１Ａ及び１Ｂのガラスクラッド部分の上面図である。 図１Ａに類似し、ケーンクラッド組立体の展開図であり、８つのケーンがガラスクラッド部分の対応する軸ケーン孔に挿入されているのを示す。 図２Ａに類似し、８つのケーンが８つの軸ケーン孔内にそれぞれ存在しケーンクラッド組立体を形成することを示す。 図２Ｂのケーンクラッド組立体のｘｚ断面図である。 図２Ｂ及び２Ｃのケーンクラッド組立体の上面図である。 図２Ｄに類似するが、複数の軸孔及びケーンは同じ軸孔直径及びケーン直径を持っていない実施形態を示す。 円形断面の単一のケーンを支持する円形断面の単一の軸ケーン孔を有する一例のケーンクラッド組立体の上面図である。 楕円形断面の単一のケーンを支持する楕円形断面の単一の軸ケーン孔を有する一例のケーンクラッド組立体の上面図である。 楕円形断面の単一のケーンを支持する楕円形断面の単一の軸がずれたケーン孔を有する一例のケーンクラッド組立体の上面図である。 ガラスクラッド部分、ガラスクラッド部分の軸ケーン孔に挿入されたケーン（ケーンクラッド組立体を形成する）、円錐形底端蓋、及び貫通孔を有する平面端蓋を示す予備成形品組立体の部分展開図である。 図４Ａに類似し、予備成形品組立体は軸に沿って配列された２つのガラスクラッド部分を使用し、軸ケーン孔は整列され、ケーンはそれら２つのガラスクラッド部分の整列された軸ケーン孔を通って延在するサイズである例を示す。 予備成形品組立体を真空システムに動作可能に取り付けることで形成された一例の予備成形品システムの斜め上から見た図であり、真空システムは予備成形品組立体を機械的に支持しながら、真空を生成して予備成形品組立体のガラスクラッド部分と端蓋とを一体に保つ。 予備成形品組立体の上部分を斜め下から見た拡大部分展開図であり、上蓋が最も上のガラスクラッド部分の上端と整合する様子を例示する。 図５Ａの予備成形品組立体の上部分の断面図であり、ガラスクラッド部分の凹部によって画定された内部空洞と軸ケーン孔の内壁とケーン孔内のケーンの外面の間の隙間とを示す。空洞及び隙間は真空の連通を提供し予備成形品組立体を一体に保つ周囲環境との圧力差を生成する。 ２つのガラスクラッド部分から成る一例の予備成形品組立体の全断面図であり、それらガラスクラッド部分の２つの凹部によって画定された内部空洞、ケーンと軸孔によって画定された隙間、及び端蓋の凹部の例を示す。 ２つのガラスクラッド部分から成る一例の予備成形品組立体の全断面図であり、それらガラスクラッド部分の２つの凹部によって画定された内部空洞、ケーンと軸孔によって画定された隙間、及び端蓋の凹部の例を示す。図５Ｅの例はより長いケーンを示す。 図５Ｃに類似し予備成形品組立体の一例の構成を示し、ケーンが上蓋の底面に接触している。 図５Ｃ及び５Ｆに類似し、上蓋の底面が平らであり上内部室が最も上のクラッド部分の凹部によって画定される例を示す。 図５Ｅに類似し、ガラスクラッド部分がケーンを支持せず真空のためだけに使用される軸真空孔を含む例を示す。 図５Ａに類似し、合体プロセスを始めるために予備成形品組立体の底端部分が炉の内部内にあるのを示す。 部分的に合体したガラス予備成形品を示し、予備成形品組立体が炉で加熱される時、合体プロセスが底部から上部に向かって、また予備成形品組立体の外面から内方へ移動しながら（白い矢印で示される）、また予備成形品組立体は連続して下方へ炉内部を移動しながら（黒い矢印で示される）、ガラス予備成形品が合体していくのを示す。 図６Ｂに類似し、合体プロセス完了後に炉内部にある最終のガラス予備成形品を示す。 図６Ｃのガラス予備成形品を引っ張って光ファイバにするための一例の線引きシステムの概略図である。
図面の幾つかは斜め網掛けのある断面図を含み、斜め網掛けは本開示ではガラス材料を表す。
添付の図面にそれらの例が示された本開示の様々な実施形態を詳細に記述する。可能ならいつでも、同じ又は類似の部品を指すために同じ又は類似の符号を全図面に亘って使用する。図面は必ずしも一定の縮尺でなく、当業者は本開示の重要な側面を例示するために図面が簡略化されている箇所を認識するであろう。
添付の請求項は本詳細な説明に組み込まれその一部を成す。
デカルト座標が幾つかの図で参考のために示されているが、方向又は向きについて限定するように意図されていない。垂直方向はｚ軸に沿い、また－ｚ方向に働くと仮定される重力の方向に沿っている。
本書で使用される英語語句「comprises」は特別の場合として用語「consists of」を含み、例えば表現「A comprises B and C」は「A consists of B and C」の場合を含むと理解される。
上部、底部、側部、水平、垂直などの相対語は、便宜及び説明の容易さのために使用され、方向又は向きについて限定するように意図されていないが、用語「垂直」は例外で重力の方向に関するその特別の使用は説明の文脈から理解されるであろう。
記号「μｍ」はミクロン又はマイクロメートル、即ち１０－６メートルを表し、記号「ｎｍ」はナノメートル、即ち１０－９メートルを表す。
本書で使用される時、用語「合体される」は、互いに接着されていない別々のガラス部品から成る集合を取り上げ、この集合をガラス部品の軟化点の直ぐ上まで加熱してガラス部品が流れて互いに接着又は封止して統合されたガラス部品を形成しうることを意味し、統合されたガラス部品はガラス部品の大まかな全体構成を維持する、即ち、ガラス部品はそれらの基本形状をほぼ変えない。
用語「軸孔」は軸方向に平行に、即ち、中心軸又は中心線に平行に延びる孔を意味する。
本書で使用される用語「円筒形」は、２次元形状を考え、その２次元形状の平面に垂直な第３の次元に沿って２次元形状を投影することで形成される３次元形状を意味する。従って、本書で使用される時、円筒は円形以外の断面形状を有しうる。
ガラスクラッド部分
図１Ａは一例のガラスクラッド部分１０の斜め上から見た図である。図１Ｂは図１Ａのガラスクラッド部分１０のｘｚ断面図であり、図１Ｃは図１Ａ及び１Ｂのガラスクラッド部分の上面図である。
ガラスクラッド部分１０は、例えば純シリカ又はドープシリカなどのシリカを含むガラス材料でできた円筒形ガラス本体１１によって画定される。ガラスクラッド部分１０は中心軸又は中心線ＡＣ、上端１３にある上面１２、底端１５にある底面１４、及び外周１８を画定する外面１６を有する。ガラスクラッド部分１０は直径ＤＳ及び高さＨＳを有する。一例では、直径ＤＳは５０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲内であり、高さＨＳは５０ｍｍ～２００ｍｍの範囲内でありうる。本書の一例では、直径ＤＳは約７０ｍｍであり、高さＨＳは約１１０ｍｍである。本書に記載した方法の原理及び限界と合致するガラスクラッド部分１０の他の直径ＤＳ及び高さＨＳが効果的に使用されうることは当業者には明白であろう。正確な直径ＤＳを得るために、外面１６は研削後研磨されうる。ガラスクラッド部分１０の平らな上面１２及び底面１４も研磨されうる。一例では、平らな表面に亘って約２μｍの平坦度を得るために研磨は実行される。
ガラスクラッド部分１０は上端１３にある隆起したリップ２０を含む。隆起したリップ２０は外周１８の周りを回る。従って、隆起したリップ２０は隆起した外部リップ又は外周リップとも呼ばれうる。図１Ｂは隆起したリップ２０の断面図を示す拡大挿入図を含む。隆起したリップ２０は上面１２に平行な平らな表面を持つ。一例では、隆起したリップ２０は精細に研削又は研磨される。隆起したリップ２０は内壁２２を有する。内壁２２及び上面１２は上端１３にある凹部２４を画定する。隆起したリップ２０は幅ＷＬと高さＨＬを有する。一例では、幅ＷＬは２．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内（例えば、５ｍｍ）で、高さＨＬは０．２５ｍｍ～１ｍｍの範囲でありうる（例えば、０．５ｍｍ）。隆起したリップ２０及び凹部２４の目的をより詳細に下記に説明する。
７０ｍｍの直径ＤＳ、１００ｍｍの高さＤＨ、及び幅ＷＬが５ｍｍで高さＨＬが０．５ｍｍの隆起したリップ２０を有するガラスクラッド部分１０を考える。固形ガラスクラッド部分１０の体積ＶＳ（凹部２４も下記の軸孔もなしで）はＶＳ＝π[ＤＳ／２]２(ＨＳ)＝π[３５ｍｍ]２(１００ｍｍ)≒３．８×１０５ｍｍ３である。凹部２４の体積ＶＲはＶＲ＝π[{ＤＳ－２(ＷＬ)}／２]２(ＨＬ)＝１．４×１０３ｍｍ３である。固形ガラスクラッド部分１０の全体積と比較した凹部２４の相対サイズ（体積）はＶＲ／ＶＳ≒０．００４又は約０．４％である。
ガラスクラッド部分１０は直径ＤＨの１つ以上の貫通軸孔４０を含む。図１Ａ～１Ｃの一例のガラスクラッドは８つの軸孔４０を示す。各軸孔４０は円筒形で開上端４２、開底端４４、及びガラス本体１１の円筒形内面４６によって画定される。一例の軸孔４０は、例として円形断面形状と同じ直径ＤＨとを有するとして示されている。他の実施形態では、軸孔４０は異なるサイズ（直径）及び異なる断面形状を有しうる。１つ以上の軸孔４０は、精密穴あけ、例えばダイアモンド研磨コア穴あけ及び／又は超音波支援コア穴あけによって形成されうる。
より大きな直径のガラスクラッド部分１０の使用は、光ファイバ形成時の線引きプロセスの間の縮小率効果を考えると、軸孔のあまり厳しくない絶対許容範囲位置決めを可能にする。一例では、軸孔４０の中心位置間の相対許容範囲はガラスクラッド部分の直径ＤＳに対して約０．２％である。例として、これは、ガラスクラッド部分直径ＤＳ＝１２５ｍｍの場合、０．２５ｍｍ許容範囲になり、１２５μｍファイバ内の個々のコアの位置の０．２５μｍ許容範囲に相当する。当分野で知られた穴あけ技術を使った軸孔４０の精密穴あけは、この一例の精度目標に合致しうる。
ケーンクラッド組立体
図２Ａは図１Ａに類似し、ケーンクラッド組立体１２０を形成するプロセスにおけるガラスクラッド部分１０と８つの軸孔４０に対して動作可能に配置された８つのケーン５０とを示す展開図である。図２Ｂは一例の組み立てたケーンクラッド組立体１２０を示す。図２Ｃはｘｚ断面図であり、図２Ｄは一例のケーンクラッド組立体１２０の上面図である。
図２Ａは一例のケーン５０を示す拡大挿入図を含む。各ケーン５０はそのケーンの上端５２、底端５４、及び外面５６を画定するガラス体５１を有する。ケーン５０は軸長ＬＣを有す。ガラス体５１はコアセクション５１ｃとコアセクションを直接囲む内部クラッドセクション５１ｉとを含みうる。内部クラッドセクション５１ｉは異なる屈折率の１つ以上の内部クラッド部分を有しうる。ガラス体はまた、コアセクション５１ｃのみから成ってもよい。一例では、クラッドセクション５１ｉは１つ以上の非ドープ又は低ドープ内部クラッドセクションから成りうる。一般的に言えば、ケーン５０は、得られる光ファイバの所望の特性を適宜達成するために当分野で既知の技術を使って作られうるどんな屈折率プロファイルも持ちうる。
ケーン５０は、対応する軸孔４０に嵌合しうるようにその軸孔の直径ＤＨより僅かに小さい直径ＤＣを有する。一例では、ケーン５０の外面５６と軸孔の内面４６の間に隙間Ｇが存在し、隙間は隙間サイズδＧを有する（図５Ｃの拡大挿入図も参照）。一例では、隙間Ｇのサイズは、ケーン５０が軸孔４０にちょうど嵌合する、例えば嵌合はしっかり固定されるが締り嵌めではないようなサイズである。例えば、軸孔直径ＤＨは１０ｍｍで、ケーン直径ＤＣは９．９８ｍｍであり得、隙間サイズδＧ＝(ＤＨ－ＤＣ)／２＝０．０１ｍｍ又は１０μｍになる。一方、隙間サイズδＧは、下記の合体プロセスではガラスクラッド部分１０の内部の相対的に大きい隙間は潰れうるので、相対的に大きくてもよい。一例では、隙間サイズδＧは好ましくは約０．１ｍｍ以下（例えば、０＜δＧ≦０．１ｍｍ）であるので、合体プロセスの間にガラス予備成形品部分１０のガラス本体１１の大きな歪みはない。
下記により詳細に記載するように、隙間は、真空にする時に気体の流れを支持する環状通路を形成する。各軸孔４０は容積ＶＨ＝π[ＤＨ／２]２(ＨＳ)を有する。ＤＨ＝１０ｍｍでＨＳ＝１００ｍｍの場合、ＶＨ≒７８５０ｍｍ３である。一方、ケーン５０の体積ＶＣはＶＣ＝π[ＤＣ／２]２(ＨＳ)で与えられ、ＤＣ＝９．９８ｍｍの場合、ＶＣ＝７８１８ｍｍ３である。隙間容積はＶＧ＝ＶＨ－ＶＣであり、上記の例では３２ｍｍ３であり、軸孔容積の約０．４％である。上述したように、より大きな隙間サイズδＧ、従って、より大きな隙間容積ＶＧも使用できる。
図２Ｅは図２Ｄに類似し、軸孔４０の全てが同じ直径ＤＨを有しているわけではなく、ケーン５０もまた、全てが同じケーン直径ＤＣを有しているわけではない例を示す。図２Ｃに示した例では、ケーンクラッド組立体１２０が垂直姿勢にある間、底蓋９０を軸孔４０内のケーン５０を支持するのに使用しうる。底蓋９０の一例の構成を下記により詳細に説明する。
図３Ａ～３Ｃは図２Ｄの上面図に類似した上面図であるが、ガラスクラッド部分が単一のケーン５０を収容する単一の軸孔４０を有する例を示す。図３Ａは軸孔４０が丸い断面形状を有し、ガラスクラッド部分１０の中心線ＡＣと共軸である例を示す。図３Ｂは、軸孔４０及び対応するケーン５０が楕円断面形状を有する以外は図３Ａに類似する。図３Ｃは図３Ｂに類似し、単一の軸孔４０及び対応する単一のケーン５０が軸からずれている例を示す。
予備成形品組立体
図４Ａは図２Ｂのケーンクラッド組立体１２０を使用して形成された一例の予備成形品組立体１５０の部分展開図である。予備成形品組立体１５０は、ガラスクラッド部分１０の上端１３にある隆起したリップ２０と整合する上蓋７０を含む。予備成形品組立体１５０はまた、ガラスクラッド部分１０の底端１５と整合する上記の底蓋９０を含む。上蓋７０及び底蓋９０両方はガラス、例えばガラスクラッド部分１０と同じガラスから成る。
一例では、上蓋７０は本体７１、中心軸ＡＴ、上端７２、及び底端７５にある底面７４を有する。上蓋７０はまた、上端７２及び底端７４において開いた軸貫通孔７８を含む。一例では、軸孔７８は中心軸ＡＴと共軸である。
図４Ｂは図４Ａに類似し、予備成形品組立体１５０は軸に沿って配列された２つのガラスクラッド部分１０を使用し、それら２つの異なるガラスクラッド部分の軸ケーン孔４０が軸に沿って整列する。この例では、ケーン５０が２つの積み重ねられ整列したガラスクラッド部分１０の整列した軸ケーン孔４０を通って延在するようなケーン長さＬＣをケーン５０は有する。従って、この例では、２つのケーンクラッド組立体１２０は同じケーン５０を共有し、このケーンは一例では予備成形品組立体１５０の積み重なったガラスクラッド部分１０の軸長さＬＳと概ね同じであるケーン長さＬＣを有する。従って、幾つかの実施形態では、ケーン長さＬＣは単一のガラスクラッド部分１０の高さＨＳより大きい。他の例では、３つ以上のガラスクラッド部分１０が結合され、適切に長いケーン５０を使って予備成形品組立体１５０を形成する。予備成形品組立体１５０が積み重なったガラスクラッド部分１０から成る場合、上蓋７０を受け取る最上ガラスクラッド部分と底蓋９０を受け取る最下ガラスクラッド部分とが存在する。
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、一例では、底蓋９０はガラス（例えば、ガラスクラッド１０と同じガラス）でできており、光ファイバを引き出すための予備成形品の最終形状のためになる円錐形状を有する。底蓋９０は上端９３にある上面９２、外面９６の円錐部分９５、及び底端９４を含む。蓋９０は上端９３にある外周９８を有する。一例では、上端９３は平らな面９２から成りうる。図示された例では、上端９３は、上端９３の外周９８にある隆起したリップ１００を含む。隆起したリップは平らな研磨された面を有し、内壁１０２を画定する。内壁１０２と上面９２は凹部１０４を画定する。一例では、隆起したリップ１００は、凹部１０４を外面９６と接続する小さな通路１０１を随意に含む。任意選択の通路１０１の目的を下記に説明する。一例では、予備成形品組立体１５０の様々なガラス部品は組み立てる前に洗浄、例えば酸洗いされＤＩ水で水洗いされる。
予備成形品システム
図５Ａは予備成形品組立体１５０を使って形成された一例の予備成形品システム２００の斜め上から見た図である。図５Ａに示した一例の予備成形品組立体１５０は４つのケーンクラッド組立体１２０と適切に長いケーン５０（例えば、結合された４つのケーンクラッド組立体１２０の長さＬＳに近似した長さＬＣのケーン５０）とを使って形成される。予備成形品システム２００は真空システム２１０を含む。真空システム２１０は予備成形品組立体１５０に上蓋７０において真空導管２１６を介して空気連通接続されている。予備成形品システム２００は周囲空気環境２３０Ａの中にあるとして図示されている。予備成形品組立体１５０は上端部分１５２、中央部分１５３、及び底端部分１５４を有するとして図示されている。予備成形品システム２００は、本書で開示されたケーン・ベースガラス予備成形品を形成する真空ベース方法を実行するために使用される。なお、一例の予備成形品システム２００は真空システムに最も近い上端部分１５２及び反対側の端にある底端部分１５４を有する。
図５Ｂは予備成形品組立体１５０の上端部分１５２を斜め下から見た拡大部分展開図であり、上蓋７０が最上ケーンクラッド組立体１２０のガラスクラッド部分１０の上端１３のリップ２０と整合する様子を例示する。図５Ｃは予備成形品組立体１５０及びその上に動作可能に配置された上蓋７０の上部の拡大断面図である。一例では、真空導管２１６は固定する部材２２０を使用して上蓋７０の上端７２に取り付けられるので、真空導管は上蓋の軸孔７８と空気連通する。一例では、上蓋７０及び真空導管２１６は両方ともガラスから成り、固定する部材２２０は溶着ガラスから成る。一例では、真空導管２１６は、下記に説明するように、予備成形品組立体１５０がｚ方向に可動であるのを許しながら予備成形品組立体１５０を機械的に支持するように構成されている。
図５Ｂで最も良く分かる例では、上蓋７０は底端７５の外周にリップ８０を備えうる。リップ８０は底面７４と共に凹部８４を画定する内壁８２を画定する。一例では、上蓋７０のリップ８０は、予備成形品組立体１５０の最上ケーンクラッド組立体１２０のガラスクラッド部分１０のリップ２０と整合する。これらの平らで微細に研削された表面は、下記に説明するように真空に引くとほぼ気密になる。
図５Ｃの断面図と図５Ｄの全断面図で最も良く分かるように、予備成形品組立体１５０は最上ケーンクラッド組立体１２０のガラスクラッド部分１０の軸孔４０と最上ケーンクラッド組立体１２０のガラスクラッド部分１０の上端１３の凹部２４によって形成された内部空洞２５０を含む。内部空洞２５０はまた、上蓋７０の任意選択の凹部８４と底蓋９０の任意選択の凹部１０４によって部分的に画定されうる。内部空洞２５０は実際、隙間Ｇによって部分的に画定され、上述したように隙間Ｇはケーン５０の外面５６と軸孔４０の内面４６の間の隙間として画定される。従って、内部空洞２５０は比較的小さな隙間及び凹部で構成され、真空に引く時に有利である。図５Ｅは図５Ｄに示した例に類似した別の例を示し、ケーン５０が底蓋９０の上面９２及び上蓋７０の底面７４に接触するのに十分な長さを有しうる。
図５Ｄの全ｘｚ断面図は、２つのガラスクラッド部分１０からなる一例の予備成形品組立体１５０を示し、内部空洞２５０の例を示す。一例の内部空洞２５０はガラスクラッド部分１０の２つの凹部２４、ケーン５０及びケーンが入っている軸孔４０によって画定された隙間Ｇ、及び底蓋９０の凹部１０４によって画定される。内部空洞２５０は凹部２４と凹部８４の間の空気路を底蓋９０の上面９２か或いは底蓋９０の凹部１０４に提供するように構成されている。任意選択の通路１０１は底蓋９０に示されていない。接触する様々な面は十分に滑らかで内部空洞に真空が印加された時に圧力差を維持できるので、内部空洞２５０は概ね封止されていると言われる。ガラスクラッド部分１０の隆起したリップ２０及び底蓋９０の隆起したリップ１００は、隣接する表面と接触する表面積の量を減らし面積当りの力（即ち、圧力）を増加させることで封止を形成するのを助ける。
予備成形品組立体１５０は、真空システム２１０から内部空洞２５０に真空導管２１６及び上蓋７０の軸孔７８を介して真空を印加することで一体として保持される。真空は内部空洞２５０から図５Ａの空気流線２１８によって示されるように空気を引き抜く。内部空洞２５０は概ね封止されているので、真空に引くことは内部空洞２５０と周囲環境２３０Ａの間にかなりの圧力差ΔＰを生成する。この圧力差ΔＰは、垂直向きで重力に抗している時、底蓋９０、積み重ねられたケーンクラッド組立体１２０、及び予備成形品組立体１５０の上蓋７０を一体に押し締めるように働く。一例では、完全真空と海水面での通常周囲圧力との圧力差ΔＰは、９８ｋｇの軸方向圧縮力を１２２ｍｍの外径ＤＳ及び１１２ｍｍの内室直径を有する代表的な組立体に加える。より一般的には、圧力差はおよそ１００ｋｇであり得、正確な値は予備成形品組立体１５０の様々な部品の重さ及び内部室２５０の様々な部分のサイズに依存することは当業者には明らかであろう。従って、真空の印加は真空で一体として保持された（「真空で保持された」）予備成形品組立体１５０を形成する。下記のステップで処理されるのはこの真空で保持された予備成形品１５０である。
上述した真空導管２１６は、真空が印加された時、予備成形品組立体１５０を垂直向きに機械的に支持するのに十分な強度を有しうる。一例では、予備成形品システム２００は予備成形品組立体１５０が図５Ａに移動矢印ＡＲ‐Ｍで示されるように垂直に動きうるように構成される。これは、拡張可能な真空導管２１６を有すること、例えば、真空を維持しながら真空導管を伸縮するように制御されたやり方で互いに軸方向にスライドしうる入れ子にされ伸縮する真空パイプ（不図示）から成ることを含む当分野で既知の様々なやり方で可能にされうる。
図５Ａの例は底蓋９０の任意選択の通路１０１を示す。この細い通路は、真空に引く時、周囲空気環境２３０Ａ内の少量の空気が内部室２５０内に流れ込むのを許す。一例では、周囲環境は空気以外、例えば濾過された窒素又は他の不活性ガス又は塩素を含む不活性ガスであり得、内部室を乾燥させ内部室２５０から不純物を取り除き及び／又は不純物が内部室に入るのを防ぐ。
図５Ｆは図５Ｃに類似し、ケーン５０の上端５２が上蓋７０の底面７４に接触している予備成形品組立体１５０の一例の構成を示す。この実施形態は、真空量が軸孔４０からケーン５０を引き出すほど十分に強い場合に有用である。
図５Ｇは図５Ｃ及び５Ｆに類似し、上蓋７０の底面７４が平らであり（即ち、リップ８０が無い）内部室２５０の最上部分が最上ケーンクラッド組立体１２０のガラスクラッド部分１０の凹部２４によって画定される例を示す。図５Ｇはまた、上板７０の広がる軸孔７８の例を示す。軸孔７８のこのような形状は内部室２５０を通る真空導管２１６への空気（気体）の流れを助けうる。
図５Ｈは図５Ｅに類似し、ガラスクラッド部分１０が真空孔４０Ｖを含む例を示す。実際、真空孔４０Ｖの１つ以上は内部室２５０の一部を成し、真空を引くのを助け、従って所望の圧力差ΔＰを維持するのに使用されうる。少なくとも１つの真空孔４０Ｖが、隙間サイズδＧが十分に小さく及び／又はケーン５０を支える軸孔４０の数が小さく（例えば、１つか２つ）、内部室２５０の追加の容積がより強い真空を引くために望まれる場合に使用されうる。真空孔４０Ｖは、それらが空であり続け、下記に説明するように合体の間に内部室２５０の残りの領域と共に潰れるので精密形成される必要がない。一例では、真空孔４０Ｖは円筒形でガラスクラッド部分１０のガラス本体１１を通って軸方向に延びる。真空孔４０Ｖは、合体プロセス中に潰れた時、ガラスクラッド部分１０のガラス本体１１がほとんど歪まないように、どんな合理的な直径、形状、サイズなども有しうる。
予備成形品組立体からガラス予備成形品を形成する
図６Ａは図５Ａに類似し、上部開端３０２、底部開端３０４、及び熱３１０が生成され概ね封じ込められる内部３０６を有する炉３００に対して移動可能に配置された予備成形品システム２００を示す。炉内部３０６は適宜１つ以上の選ばれた気体を含みうる気体２３２の炉周囲雰囲気２３０Ｆを含む。
初めの構成の予備成形品システム２００が示されており、予備成形品組立体１５０の底端部分１５４が炉内部３０６内にあり、ガラス予備成形品を形成するために合体プロセスを開始する。底端部分１５４は予備成形品組立体１５０の様々なガラス部品を結合する温度まで加熱される。
通常、予備成形品組立体１５０が炉内部３０６の最も熱い部分に入ると、底蓋９０の整合されたリップ１００と隣接するガラスクラッド部分１０のリップ２０はガラスクラッド部分のそれぞれの底端１５に封止する。次に予備成形品組立体内の他の隣接する表面は徐々に外面から内方へ封止される。熱３１０が放射状に内方へ予備成形品組立体１５０の部品の厚みを通って拡散すると共に、隣接するケーンクラッド組立体１２０間の凹部２４と底蓋９０に関連する凹部１０４は閉じる。予備成形品組立体が下方へ移動すると共に、ケーン５０はその軸孔４０内で封止し上部凹部２４は上蓋７０に封止する。
一例では、予備成形品組立体１５０全体が約１１００℃の温度まで加熱され、炉周囲環境２３０Ｆの気体２３２は塩素ガスを含み、真空システム２１０の印加された真空によって内部室２５０を通って引き抜かれる。これは予備成形品組立体１５０を乾燥させ浄化するように働く。このステップでは、予備成形品組立体全体が炉内部３０６に挿入され、温度は約１１００℃の上記乾燥洗浄温度に制御される。
次に、温度をガラス軟化温度の直ぐ上へ上昇させる。軟化温度はシリカガラスの場合、約１４００℃～約１５００℃の範囲内である。或いは、予備成形品組立体１５０を炉内部３０６の約１４００℃～約１５００℃以上の範囲内の温度のより熱いゾーン３０６Ｈ内へ更に下げる。これは上述したように様々なガラス表面を封止するために行われる。このステップでは、気体２３２はヘリウム又は他の不活性ガス又は単に真空でありうる。上記温度範囲は例であり、当業者は研磨されたシリカ表面は６００℃ほどの低い温度で化学的に結合されうることを理解するであろう。約１５００℃で形成される結合は、かなり又は完全に硬化され、残留応力が実質的に無く、固形ガラスと同じ強度を有するので多くの場合有利でありうる。ガラス軟化温度又はその直ぐ上での合体の別の利点は、低い平坦度、研磨品質、比較的大きい隙間サイズ、及び／又は表面汚れに拘らず、予備成形品組立体１５０の研磨された表面が変形し接触するのを許すことである。
図６Ｂは図６Ａに類似し、炉内部３０６のより熱いゾーン３０６Ｈ内に更に挿入された予備成形品組立体１５０を示す。白い矢印ＡＲ‐Ｃは合体プロセスが時間と共に進む様子を概略的に例示する。特に、予備成形品組立体１５０が炉内部３０６を下方へ移動する時、合体プロセスは底端部分１５４から中央部分１５３へ次に続けて上端部分１５２へ上昇し、また予備成形品組立体の外面から内方へ移る。また、ガラス軟化温度の直ぐ上の温度でのガラス流は、上述したように合体前に予備成形品組立体１５０を一体に保つ圧力差ΔＰを生成するための真空路を提供するために使用される比較的小さい隙間及び凹部から成る内部室２５０を消滅させる。
図６Ｃは図６Ｂに類似し、合体プロセス完了後に炉内部３０６にある得られたケーン・ベースガラス予備成形品（「予備成形品」）４００を示す。ガラス予備成形品４００は１つ以上のケーン５０を含み形成されているので「ケーン・ベース」予備成形品と呼ばれる。ガラス予備成形品４００は予備成形品軸ＡＰを有する。
一体に保持された予備成形品組立体１５０の合体は単一のプロセスステップ、即ち、ガラス軟化温度近くでの又はその温度への又はその直ぐ上への予備成形品組立体の加熱で実行されることは注目されるべきである。この単一の加熱ステップは予備成形品組立体１５０の様々な部品の全てのガラス表面を封止する。
プロセスのこの時点で、ガラス予備成形品４００は炉３００から取り出されうる。或いは、下記のように、炉３００がファイバ線引きシステムの線引き炉を含む場合、ガラス予備成形品４００は直ちにファイバ線引きに使用されうる。なお、予備成形品組立体１５０を炉３００に投入し得られたガラス予備成形品４００を取り出すことは損傷を避けるために注意して実行されるのが好ましい。一例では炉温度を９００℃に下げ、投入及び取出しプロセスは損傷を防ぐために１時間まで取りうる。これは、合体プロセスを線引き炉で実行してガラス予備成形品４００を形成し、次にできた予備成形品を使ってファイバ線引きプロセスを始めるのが好ましいかも知れない多くの理由の１つである。
光ファイバを製造する
図７は上記のシステム及び方法を使って形成されたままのガラス予備成形品４００を引っ張って光ファイバ（「ファイバ」）６００にするための一例の光ファイバ線引きシステム（「線引きシステム」）５００の概略図である。ガラス予備成形品４００はシングルコア光ファイバ又はマルチコア光ファイバを形成するために使用されうる。図示の例では、８つのコアを持つマルチコア光ファイバの形成が例示として描かれている。
ファイバ６００は線引きシステム５００を使用する標準の光ファイバ製造線引き技術を使って作製されうる。一例の線引きシステム５００はガラス予備成形品４００をガラス溶融温度まで加熱するための線引き炉５０２を含む。一例では、線引き炉５０２は、予備成形品組立体１５０を合体させガラス予備成形品４００を形成するのに使用される炉３００と同じであり、ファイバ線引きプロセスを実行するためにガラス予備成形品４００を別の炉に移送する必要がない。一例では、ファイバ線引きプロセスは１８００℃～１９００℃の範囲内であるガラス溶融温度で実行される。
線引きシステム５００はまた、線引き炉５０２を出る、引き伸ばされた（裸の）ファイバ６００Ｂのサイズをサイズ（直径）制御のために測定するための非接触測定センサー５０４Ａ及び５０４Ｂを含む。冷却所５０６は測定センサー５０４Ａ及び５０４Ｂの下流に位置し裸のファイバ６００Ｂを冷却するように構成される。被覆所５０７は冷却所５０６の下流に位置し保護被覆材料５０７Ｍを裸のファイバ６００Ｂに蒸着し被覆されたファイバ６００を形成するように構成される。引張り機６２０は被覆所５０７の下流に位置する。引張り機６２０は被覆されたファイバ６００を引っ張る表面６２２を有する。１組の案内ホイール５３０が引張り機６２０の下流に位置し、それぞれ表面５３２を有する。案内ホイール５３０は被覆されたファイバ６００をファイバ巻取りスプール（「スプール」）５５０に導くように働き、被覆されたファイバ６００を収納する。
図７の拡大挿入図Ｉ１はガラス予備成形品４００の断面図を示す。ガラス予備成形品４００は、ガラス予備成形品４００を形成するために使用された１つ以上のガラスクラッド部分１０の本体１１によって形成された予備成形品外側クラッド４１０を含む。ガラス予備成形品４００はその中に埋め込まれ軸に沿って、即ち、予備成形品軸ＡＰに平行に延在するケーン５０を含む。拡大挿入図Ｉ２に示すように、ケーン５０は上記コア領域５０ｃ及び内側クラッド領域５０ｉを含む。ケーン５０の他の構成も使用されうる。予備成形品外側クラッド４１０はケーンの内側クラッド領域５０ｉに又は、内側クラッド領域がケーンに含まれない場合、コア領域５０ｃに直接隣接する外側クラッドとして働く。
拡大挿入図Ｉ３は、一例ではマルチコアファイバである被覆されたファイバ６００の断面図を示す。被覆されたファイバ６００は、コア６２０がその中に埋め込まれ軸に沿って、即ち、ファイバ中心軸ＡＦに平行に延在する、外側クラッド６１０を備える。拡大挿入図Ｉ４に示すように、コア６２０はガラス予備成形品４００のケーン５０によって形成され、対応するコア領域６２０ｃ及び内側クラッド６２０ｉを含みうる。コア６２０の他の構成も使用されうる。被覆されたファイバ６００は、被覆材料５０７Ｍでできた保護被覆６３０がその上に形成された外面６２６を有する。一例では、被覆材料５０７はポリマー又はアクリル酸塩などの非ガラス材料である。
開示の態様１は
ケーン・ベース予備成形品を形成する方法であって、
真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端及び底端は実質的に封止された内部室を画定するように蓋がされている、ステップと、
真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップと
を含む方法。
開示の態様２は
真空を印加する前記ステップの前に、前記予備成形品組立体を
前記少なくとも１つのガラスクラッド部分に穴あけして前記１つ以上の軸孔を形成することと、
前記１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔内に動作可能に配置することと
によって形成するステップを含み、
前記蓋をすることは、上ガラス蓋及び底ガラス蓋を前記少なくとも１つのガラスクラッド部分の前記上端及び底端にそれぞれ取り付けて実質的に封止された内部室を画定することを含む、態様１記載の方法。
開示の態様３は
前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は、積み重ねられそれらの前記軸孔が整列され１つの軸長を有する２つ以上のガラスクラッド部分と前記上端を画定する最も上のガラスクラッド部分と前記底端を画定する最も下のガラスクラッド部分とから成り、前記１つ以上のケーンはそれぞれ前記軸長に少なくとも実質的に等しいか又はより大きいケーン長を有する、態様１又は２記載の方法。
開示の態様４は
前記１つ以上のケーンのそれぞれはガラス内側クラッド領域で囲まれたガラスコア領域を備える、態様１～３のいずれかに記載の方法。
開示の態様５は
前記ガラスコア領域と前記ガラス内側クラッド領域のうち少なくとも一方はドープされたシリカガラスから成る、態様４記載の方法。
開示の態様６は
前記ガラス内側クラッド領域は１つ以上の非ドープ又は低ドープの内側クラッド部分から成る、態様４又は５記載の方法。
開示の態様７は
各ガラスクラッド部分の前記上端は隆起した外部リップによって画定された凹部を含む、態様１～６のいずれかに記載の方法。
開示の態様８は
前記底ガラス蓋は外面と前記実質的に封止された内部室の一部を構成する凹部を画定する外周リップとを有する、態様２～７のいずれかに記載の方法。
開示の態様９は
前記底ガラス蓋は 前記凹部から前記外面への通路を含み、前記通路は周囲環境からの気体が前記内部室を通って流れるのを許す、態様８記載の方法。
開示の態様１０は
前記周囲環境からの前記気体は塩素を含む、態様９記載の方法。
開示の態様１１は
前記真空を印加することは前記上ガラス蓋の軸孔を通って実行される、態様８～１０のいずれかに記載の方法。
開示の態様１２は
前記真空は真空システムから前記上ガラス蓋にガラス溶着された伸縮可能な真空導管を介して提供される、態様１１記載の方法。
開示の態様１３は
前記１つ以上の軸孔は単一の軸孔から成り、前記１つ以上のケーンは前記単一の軸孔内に存在する単一のケーンから成る、態様１～１２のいずれかに記載の方法。
開示の態様１４は
前記一体に保持された予備成形品組立体の加熱は炉を使って実行される、態様１～１３のいずれかに記載の方法。
開示の態様１５は
前記炉は光ファイバ線引き炉を含む、態様１４記載の方法。
開示の態様１６は
前記ケーン・ベース予備成形品を前記線引き炉から取り出すことなく、前記線引き炉を使用して前記ケーン・ベースガラス予備成形品から光ファイバを引き出すステップを更に含む態様１５記載の方法。
開示の態様１７は
前記実質的に封止された内部室は、前記実質的に封止された内部室の一部を画定する少なくとも１つの真空孔を備える、態様１～１６のいずれかに記載の方法。
開示の態様１８は
各ケーンはケーン直径ＤＣを有し、各軸孔は孔直径ＤＨ＞ＤＣを有し、前記実質的に封止された内部室は、軸孔ごとの前記孔直径と前記ケーン直径の差によって形成された隙間を含む、態様１～１７のいずれかに記載の方法。
開示の態様１９は
前記隙間は隙間サイズδＧ＝（ＤＨ－ＤＣ）／２を有し、隙間サイズδＧは０＜δＧ≦０．１ｍｍである、態様１８記載の方法。
開示の態様２０は
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む態様１～１９のいずれかに記載の方法。
開示の態様２１は
ケーン・ベースガラス予備成形品を形成する方法であって、
本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、
前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、
１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、
ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
を含む方法。
開示の態様２２は
各ケーンは、少なくとも前記積重ね長ＬＳと同じ位のケーン長ＬＣを有する、態様２１記載の方法。
開示の態様２３は
各ケーンはガラス内側クラッド領域で囲まれたガラスコア領域を備える、態様２１又は２２に記載の方法。
開示の態様２４は
前記ガラスコア領域と前記ガラス内側クラッド領域のうち少なくとも一方はドープされたシリカガラスから成る、態様２３記載の方法。
開示の態様２５は
前記ガラス内側クラッド領域は１つ以上の非ドープ又は低ドープの内側クラッド部分から成る、態様２３又は２４記載の方法。
開示の態様２６は
前記ガラス底蓋は外面と前記実質的に封止された内部室の一部を構成する凹部を画定する外周リップとを有する、態様２１～２５のいずれかに記載の方法。
開示の態様２７は
前記ガラス底蓋は 前記凹部から前記外面への通路を含み、前記通路は、前記圧力差を実質的に維持しながら周囲環境からの気体が前記内部室を通って流れるのを許す、態様２６記載の方法。
開示の態様２８は
前記周囲環境からの前記気体は塩素を含む、態様２７記載の方法。
開示の態様２９は
前記真空を印加することは前記上蓋の軸孔を通って実行される、態様２１～２８のいずれかに記載の方法。
開示の態様３０は
前記真空は真空システムから前記上蓋にガラス溶着され前記上蓋の前記軸孔と空気連通する伸縮可能な真空導管を介して提供される、態様２９記載の方法。
開示の態様３１は
前記１つ以上の軸孔は単一の軸孔から成り、前記１つ以上のケーンは前記単一の軸孔内に存在する単一のケーンから成る、態様２１～３０のいずれかに記載の方法。
開示の態様３２は
前記真空で保持された予備成形品組立体の加熱は炉を使って実行される、態様２１～３１のいずれかに記載の方法。
開示の態様３３は
前記炉は光ファイバ線引き炉を含む、態様３２記載の方法。
開示の態様３４は
前記ケーン・ベース予備成形品を前記線引き炉から取り出すことなく、前記線引き炉を使用して前記ケーン・ベースガラス予備成形品から光ファイバを引き出すステップを更に含む態様３３記載の方法。
開示の態様３５は
前記実質的に封止された内部室は、前記実質的に封止された内部室の一部を画定する少なくとも１つの真空孔を備える、態様２１～３４のいずれかに記載の方法。
開示の態様３６は
各ケーンはケーン直径ＤＣを有し、各軸孔は孔直径ＤＨ＞ＤＣを有し、前記内部室は、軸孔ごとの前記孔直径と前記ケーン直径の差によって形成された隙間を含む、態様２１～３５のいずれかに記載の方法。
開示の態様３７は
前記隙間は隙間サイズδＧ＝（ＤＨ－ＤＣ）／２を有し、隙間サイズδＧは０＜δＧ≦０．１ｍｍの範囲内である、態様３６記載の方法。
開示の態様３８は
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む態様２１～３７のいずれかに記載の方法。
開示の態様３９は
ケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法であって、
少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、
１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、
前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む方法。
開示の態様４０は
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップを更に含む態様３９記載の方法。
開示の態様４１は
マルチコア光ファイバを形成するためにケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法であって、
複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、
１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、
前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む方法。
開示の態様４２は
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱することで、前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップを更に含む態様４１記載の方法。
開示の態様４３は
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む態様４２記載の方法。
開示の態様４４は
前記合体させることは炉を使って実行され、前記引き出すことは前記炉を使って実行される、態様４３記載の方法。
開示の態様４５は
ケーン・ベース予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端に上蓋が前記底端に底蓋が取り付けられている、ステップと、
真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベース予備成形製品。
開示の態様４６は
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、
前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、
１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、
ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
開示の態様４７は
ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品であって、該組立体製品を形成するプロセスは
少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、
１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、
前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品。
開示の態様４８は
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
態様４７に記載のプロセスと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
開示の態様４９は
マルチコア光ファイバを形成するためのケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品であって、該組立体製品を形成するプロセスは
複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、
１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、
前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品。
開示の態様５０は
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
態様４９に記載のプロセスと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱することで、前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
添付の請求項に記載された開示の要旨と範囲から逸脱することなく、本明細書に記載した開示の好適な実施形態に様々な部分変更がなされうることは当業者には明らかであろう。従って、本開示はそれら部分変更及び変形を、添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内に入る場合、包含する。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
ケーン・ベース予備成形品を形成する方法であって、
真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端及び底端は実質的に封止された内部室を画定するように蓋がされている、ステップと、
真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップと
を含む方法。
実施形態２
真空を印加する前記ステップの前に、前記予備成形品組立体を
前記少なくとも１つのガラスクラッド部分に穴あけして前記１つ以上の軸孔を形成することと、
前記１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔内に動作可能に配置することと
によって形成するステップを含み、
前記蓋をすることは、上ガラス蓋及び底ガラス蓋を前記少なくとも１つのガラスクラッド部分の前記上端及び底端にそれぞれ取り付けて実質的に封止された内部室を画定することを含む、実施形態１記載の方法。
実施形態３
前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は、積み重ねられそれらの前記軸孔が整列され１つの軸長を有する２つ以上のガラスクラッド部分と前記上端を画定する最も上のガラスクラッド部分と前記底端を画定する最も下のガラスクラッド部分とから成り、前記１つ以上のケーンはそれぞれ前記軸長に少なくとも実質的に等しいか又はより大きいケーン長を有する、実施形態１又は２記載の方法。
実施形態４
前記１つ以上のケーンのそれぞれはガラス内側クラッド領域で囲まれたガラスコア領域を備える、実施形態１～３のいずれかに記載の方法。
実施形態５
前記ガラスコア領域と前記ガラス内側クラッド領域のうち少なくとも一方はドープされたシリカガラスから成る、実施形態４記載の方法。
実施形態６
前記ガラス内側クラッド領域は１つ以上の非ドープ又は低ドープの内側クラッド部分から成る、実施形態４又は５記載の方法。
実施形態７
各ガラスクラッド部分の前記上端は隆起した外部リップによって画定された凹部を含む、実施形態１～６のいずれかに記載の方法。
実施形態８
前記底ガラス蓋は外面と前記実質的に封止された内部室の一部を構成する凹部を画定する外周リップとを有する、実施形態２～７のいずれかに記載の方法。
実施形態９
前記底ガラス蓋は 前記凹部から前記外面への通路を含み、前記通路は周囲環境からの気体が前記内部室を通って流れるのを許す、実施形態８記載の方法。
実施形態１０
前記周囲環境からの前記気体は塩素を含む、実施形態９記載の方法。
実施形態１１
前記真空を印加することは前記上ガラス蓋の軸孔を通って実行される、実施形態８～１０のいずれかに記載の方法。
実施形態１２
前記真空は真空システムから前記上ガラス蓋にガラス溶着された伸縮可能な真空導管を介して提供される、実施形態１１記載の方法。
実施形態１３
前記１つ以上の軸孔は単一の軸孔から成り、前記１つ以上のケーンは前記単一の軸孔内に存在する単一のケーンから成る、実施形態１～１２のいずれかに記載の方法。
実施形態１４
前記一体に保持された予備成形品組立体の加熱は炉を使って実行される、実施形態１～１３のいずれかに記載の方法。
実施形態１５
前記炉は光ファイバ線引き炉を含む、実施形態１４記載の方法。
実施形態１６
前記ケーン・ベース予備成形品を前記線引き炉から取り出すことなく、前記線引き炉を使用して前記ケーン・ベースガラス予備成形品から光ファイバを引き出すステップを更に含む実施形態１５記載の方法。
実施形態１７
前記実質的に封止された内部室は、前記実質的に封止された内部室の一部を画定する少なくとも１つの真空孔を備える、実施形態１～１６のいずれかに記載の方法。
実施形態１８
各ケーンはケーン直径ＤＣを有し、各軸孔は孔直径ＤＨ＞ＤＣを有し、前記実質的に封止された内部室は、軸孔ごとの前記孔直径と前記ケーン直径の差によって形成された隙間を含む、実施形態１～１７のいずれかに記載の方法。
実施形態１９
前記隙間は隙間サイズδＧ＝（ＤＨ－ＤＣ）／２を有し、隙間サイズδＧは０＜δＧ≦０．１ｍｍである、実施形態１８記載の方法。
実施形態２０
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む実施形態１～１９のいずれかに記載の方法。
実施形態２１
ケーン・ベースガラス予備成形品を形成する方法であって、
本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、
前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、
１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、
ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
を含む方法。
実施形態２２
各ケーンは、少なくとも前記積重ね長ＬＳと同じ位のケーン長ＬＣを有する、実施形態２１記載の方法。
実施形態２３
各ケーンはガラス内側クラッド領域で囲まれたガラスコア領域を備える、実施形態２１又は２２に記載の方法。
実施形態２４
前記ガラスコア領域と前記ガラス内側クラッド領域のうち少なくとも一方はドープされたシリカガラスから成る、実施形態２３記載の方法。
実施形態２５
前記ガラス内側クラッド領域は１つ以上の非ドープ又は低ドープの内側クラッド部分から成る、実施形態２３又は２４記載の方法。
実施形態２６
前記ガラス底蓋は外面と前記実質的に封止された内部室の一部を構成する凹部を画定する外周リップとを有する、実施形態２１～２５のいずれかに記載の方法。
実施形態２７
前記ガラス底蓋は 前記凹部から前記外面への通路を含み、前記通路は、前記圧力差を実質的に維持しながら周囲環境からの気体が前記内部室を通って流れるのを許す、実施形態２６記載の方法。
実施形態２８
前記周囲環境からの前記気体は塩素を含む、実施形態２７記載の方法。
実施形態２９
前記真空を印加することは前記上蓋の軸孔を通って実行される、実施形態２１～２８のいずれかに記載の方法。
実施形態３０
前記真空は真空システムから前記上蓋にガラス溶着され前記上蓋の前記軸孔と空気連通する伸縮可能な真空導管を介して提供される、実施形態２９記載の方法。
実施形態３１
前記１つ以上の軸孔は単一の軸孔から成り、前記１つ以上のケーンは前記単一の軸孔内に存在する単一のケーンから成る、実施形態２１～３０のいずれかに記載の方法。
実施形態３２
前記真空で保持された予備成形品組立体の加熱は炉を使って実行される、実施形態２１～３１のいずれかに記載の方法。
実施形態３３
前記炉は光ファイバ線引き炉を含む、実施形態３２記載の方法。
実施形態３４
前記ケーン・ベース予備成形品を前記線引き炉から取り出すことなく、前記線引き炉を使用して前記ケーン・ベースガラス予備成形品から光ファイバを引き出すステップを更に含む実施形態３３記載の方法。
実施形態３５
前記実質的に封止された内部室は、前記実質的に封止された内部室の一部を画定する少なくとも１つの真空孔を備える、実施形態２１～３４のいずれかに記載の方法。
実施形態３６
各ケーンはケーン直径ＤＣを有し、各軸孔は孔直径ＤＨ＞ＤＣを有し、前記内部室は、軸孔ごとの前記孔直径と前記ケーン直径の差によって形成された隙間を含む、実施形態２１～３５のいずれかに記載の方法。
実施形態３７
前記隙間は隙間サイズδＧ＝（ＤＨ－ＤＣ）／２を有し、隙間サイズδＧは０＜δＧ≦０．１ｍｍの範囲内である、実施形態３６記載の方法。
実施形態３８
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む実施形態２１～３７のいずれかに記載の方法。
実施形態３９
ケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法であって、
少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、
１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、
前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む方法。
実施形態４０
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップを更に含む実施形態３９記載の方法。
実施形態４１
マルチコア光ファイバを形成するためにケーン・ベースガラス予備成形品組立体を形成する方法であって、
複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、
１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、
前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む方法。
実施形態４２
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱することで、前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップを更に含む実施形態４１記載の方法。
実施形態４３
前記ケーン・ベースガラス予備成形品を使って光ファイバを引き出すステップを更に含む実施形態４２記載の方法。
実施形態４４
前記合体させることは炉を使って実行され、前記引き出すことは前記炉を使って実行される、実施形態４３記載の方法。
実施形態４５
ケーン・ベース予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端に上蓋が前記底端に底蓋が取り付けられている、ステップと、
真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベース予備成形製品。
実施形態４６
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、
前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、
１つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、
ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
実施形態４７
ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品であって、該組立体製品を形成するプロセスは
少なくとも１つのガラスクラッド部分に１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は上端及び底端を有する、ステップと、
１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各軸孔は１つのケーンを含む、ステップと、
前記上端及び底端に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記上端及び底端を前記軸孔を通して空気連通接続する、ステップと、
前記実質的に封止された内部室に真空を印加して前記実質的に封止された内部室と周囲環境の圧力差を生成して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品。
実施形態４８
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
実施形態４７に記載のプロセスと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
実施形態４９
マルチコア光ファイバを形成するためのケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品であって、該組立体製品を形成するプロセスは
複数の軸孔をそれぞれ有する複数のガラスケーン部分を前記軸孔が整列するように積み重ねるステップであって、隣接するガラスケーン部分同士は内部空洞を形成する隆起したリップで接触し、最も上のガラスケーン部分及び最も下のガラスケーン部分が存在する、ステップと、
１つのケーンを前記各整列された軸孔に挿入し前記軸孔内に隙間を画定するステップであって、前記隙間は前記内部空洞間の空気連通を提供する、ステップと、
前記最も上の及び最も下のガラスケーン部分に蓋をして実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を形成するステップであって、前記内部室は前記内部空洞及び前記隙間を含む、ステップと、
前記実質的に封止された内部空洞に真空を印加して真空で保持された予備成形品組立体を形成するステップと
を含む、ケーン・ベースガラス予備成形品組立体製品。
実施形態５０
ケーン・ベースガラス予備成形製品であって、該予備成形製品を形成するプロセスは
実施形態４９に記載のプロセスと、
前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱することで、前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップとを含む、ケーン・ベースガラス予備成形製品。
１０ ガラスクラッド部分
１１ 円筒形ガラス本体
１２ 上面
１３ 上端
１４ 底面
１５ 底端
１６ 外面
１８ 外周
２０ リップ
２４ 凹部
４０ 軸孔
４２ 開上端
４４ 開底端
４６ 円筒形内面
５０ ケーン
５１ ガラス体
５１ｃ コアセクション
５１ｉ 内部クラッドセクション
５２ 上端
５４ 底端
５６ 外面
７０ 上蓋
７１ 本体
７２ 上端
７４ 底面
７５ 底端
９０ 底蓋
９２ 上面
９３ 上端
９４ 底端
９５ 円錐部分
９６ 外面
９８ 外周
１００ リップ
１０１ 通路
１０２ 内壁
１０４ 凹部
１２０ ケーンクラッド組立体
１５０ 予備成形品組立体
１５２ 上端部分
１５３ 中央部分
１５４ 底端部分
２００ 予備成形品システム
２１０ 真空システム
２１６ 真空導管
２３０Ａ 周囲空気環境
２３０Ｆ 炉周囲雰囲気
２５０ 内部空洞／内部室
３００ 炉
４００ ガラス予備成形品
６００ 光ファイバ

Claims (10)

  1. ケーン・ベース予備成形品を形成する方法であって、
    真空を予備成形品組立体に印加するステップであって、前記予備成形品組立体は１つ以上の軸孔と上端と底端と前記１つ以上の軸孔のそれぞれ内に存在するケーンとを有する少なくとも１つのガラスクラッド部分を備え、前記上端及び底端は実質的に封止された内部室を画定するように蓋がされている、ステップと、
    真空で保持された前記予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品を合体させてケーン・ベースガラス予備成形品を形成するステップと
    を含む方法。
  2. 真空を印加する前記ステップの前に、前記予備成形品組立体を
    前記少なくとも１つのガラスクラッド部分に穴あけして前記１つ以上の軸孔を形成することと、
    前記１つ以上のケーンを前記１つ以上の軸孔内に動作可能に配置することと
    によって形成するステップを含み、
    前記蓋をすることは、上ガラス蓋及び底ガラス蓋を前記少なくとも１つのガラスクラッド部分の前記上端及び底端にそれぞれ取り付けて実質的に封止された内部室を画定することを含む、請求項１記載の方法。
  3. 前記少なくとも１つのガラスクラッド部分は、積み重ねられそれらの前記軸孔が整列され１つの軸長を有する２つ以上のガラスクラッド部分と前記上端を画定する最も上のガラスクラッド部分と前記底端を画定する最も下のガラスクラッド部分とから成り、前記１つ以上のケーンはそれぞれ前記軸長に少なくとも実質的に等しいか又はより大きいケーン長を有する、請求項１又は２記載の方法。
  4. 前記１つ以上のケーンのそれぞれはガラス内側クラッド領域で囲まれたガラスコア領域を備える、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
  5. 各ガラスクラッド部分の前記上端は隆起した外部リップによって画定された凹部を含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記底ガラス蓋は外面と前記実質的に封止された内部室の一部を構成する凹部を画定する外周リップとを有する、請求項２～５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記底ガラス蓋は 前記凹部から前記外面への通路を含み、前記通路は周囲環境からの気体が前記内部室を通って流れるのを許す、請求項６記載の方法。
  8. 前記１つ以上の軸孔は単一の軸孔から成り、前記１つ以上のケーンは前記単一の軸孔内に存在する単一のケーンから成る、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
  9. 各ケーンはケーン直径ＤＣを有し、各軸孔は孔直径ＤＨ＞ＤＣを有し、前記実質的に封止された内部室は、軸孔ごとの前記孔直径と前記ケーン直径の差によって形成された隙間を含み、前記隙間は隙間サイズδＧ＝（ＤＨ－ＤＣ）／２を有し、隙間サイズδＧは０＜δＧ≦０．１ｍｍである、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
  10. ケーン・ベースガラス予備成形品を形成する方法であって、
    本体、上端、底端、及び外周をそれぞれ有する複数のガラスクラッド部分のそれぞれに１つ以上の軸孔を形成するステップであって、前記各上端は前記外周の周りに延在し上凹部を画定するリップを有し前記各軸孔は前記本体内の円筒形内面によって画定される、ステップと、
    前記複数のガラスクラッド部分を、前記各ガラスクラッド部分内に形成された前記軸孔が軸に沿って整列するように積み重ねるステップであって、前記積み重ねた複数のガラスクラッド部分は全体積重ね長ＬＳ、最も上のガラスクラッド部分、及び最も下のガラスクラッド部分を有する、ステップと、
    １つ以上のガラスケーンを前記複数のガラスクラッド部分の前記１つ以上の整列した軸孔にそれぞれ挿入するステップであって、そのため各ガラスケーンと該ガラスケーンが中に存在する前記軸孔の前記円筒形内面の間に隙間が有る、ステップと、
    ガラス上蓋を前記最も上のガラスクラッド部分の前記上端と整合させ、ガラス底蓋を前記最も下のガラスクラッド部分の前記底端と整合させて実質的に封止された内部室を有する予備成形品組立体を画定するステップであって、前記内部室は前記上凹部及び前記隙間を含む、ステップと、
    前記実質的に封止された内部室に前記ガラス上蓋を通って真空を印加して周囲環境に対して圧力差を生成するステップであって、前記圧力差は前記予備成形品組立体を一体に保持して真空で保持された予備成形品組立体を形成する、ステップと、
    前記真空で保持された予備成形品組立体をガラス軟化点の直ぐ上まで加熱して前記真空で保持された予備成形品組立体を合体させてガラス予備成形品を形成するステップと
    を含む方法。
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