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技術 低減衰光ファイバ

出願人 コーニングインコーポレイテッド
発明者 ブックバインダー,ダナクレイグイ,ミン-ジョンレディング,ブルースウォーレンタンドン,プシュカー
出願日 2015年11月30日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2017-529355
公開日 2018年2月8日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2018-503580
状態 特許登録済
技術分野 ガラス繊維の製造、処理 光ファイバ、光ファイバ心線
主要キーワード 位置転換 フロー源 空気力学的抗力 テーパ状開口 テーパ状流路 各温度ゾーン 静止空気中 テーパ状領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月8日)のものです。
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図面 (14)

課題・解決手段

低い減衰を有する光ファイバが提供される。ファイバは、仮想温度を低下させる条件下で製造される。処理は、ファイバを、延長した時間、ガラス転移温度(Tg)、または、それに近い温度に維持する工程を含む。シリカ系ファイバについては、好適な温度は、1000℃と1700℃の間の温度である。連続したファイバ製造工程において、1000℃と1700℃の間の温度に維持された処理領域を通るファイバの経路長を増加させることによって、滞留時間を延長しうる。増加された経路長は、処理領域に1つ以上の流体担持装置を含めることによって実現される。処理領域での滞留時間が延長することにより、より完全にガラスファイバ構造緩和させ、平衡状態に、さらに近づくことを可能にする。ガラス構造緩和するにつれて、仮想温度が低くなり、低い減衰を有するファイバを提供する。

概要

背景

光ファイバの製造では、光学プリフォームが、ガラス軟化点より非常に高い温度まで加熱され、次に、大きなドローダウン比線引きされて、直径125μmの光ファイバを形成する。高い線引き温度、大きなドローダウン比、および、速い線引き速度により、ガラスは、平衡状態から大きく外れて、結果的に高い仮想温度を有するファイバになる。高い仮想温度は、信号減衰の増加と相関関係があることが知られているので、高い仮想温度は、光信号を送信するために使用されるファイバには望ましくない。伝送ファイバ内での信号の減衰を低下させるには、ファイバ処理条件を変更して、低い仮想温度を有するファイバを製造するのが望ましい。仮想温度を低下させるために、ファイバをゆっくりと冷却して、ファイバを平衡状態に近い状態で安定させることに重点がおかれてきた。ファイバのガラス転移領域内の臨界温度領域で、ファイバを長い時間をかけて冷却することは、ファイバの仮想温度を低下させるための戦略の一つである。しかしながら、既存のファイバ処理システムにおいては、臨界領域内の温度でのファイバの滞留時間が、ガラス構造を大きく緩和させうるには短すぎる(<0.2秒)ので、光ファイバ製造で用いられる線引き速度においてファイバの仮想温度を低下させうる度合いは限られている。滞留時間が短いので、ガラス構造は平衡状態から外れたままであり、仮想温度の小幅な低下が実現されるにすぎない。

概要

低い減衰を有する光ファイバが提供される。ファイバは、仮想温度を低下させる条件下で製造される。処理は、ファイバを、延長した時間、ガラス転移温度(Tg)、または、それに近い温度に維持する工程を含む。シリカ系ファイバについては、好適な温度は、1000℃と1700℃の間の温度である。連続したファイバ製造工程において、1000℃と1700℃の間の温度に維持された処理領域を通るファイバの経路長を増加させることによって、滞留時間を延長しうる。増加された経路長は、処理領域に1つ以上の流体担持装置を含めることによって実現される。処理領域での滞留時間が延長することにより、より完全にガラスファイバ構造緩和させ、平衡状態に、さらに近づくことを可能にする。ガラス構造が緩和するにつれて、仮想温度が低くなり、低い減衰を有するファイバを提供する。

目的

上記概略的な記載および以下の詳細な記載の両方が、単なる例示にすぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光ファイバ処理方法において、30m/秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、1000℃と1700℃の間に、少なくとも0.5秒間、維持する工程を含む、光ファイバの処理方法。

請求項2

前記光ファイバの温度が、1100℃と1500℃の間に、前記時間、維持される、請求項1記載の方法。

請求項3

前記時間が、少なくとも2.0秒である、請求項1または2記載の方法。

請求項4

前記光ファイバの処理が、前記光ファイバを、前記時間の第1の時間区間には第1の方向に、該時間の第2の時間区間には第2の方向に、搬送する工程を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。

請求項5

前記光ファイバを線引きする工程をさらに含み、前記線引きする工程が、ファイバプリフォームを加熱する工程を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。

請求項6

請求項1から5のいずれか1項に記載の方法によって製造された、光ファイバ。

請求項7

1550nmにおいて0.17dB/km未満減衰、および、1450℃未満の仮想温度を有する、請求項6記載の光ファイバ。

請求項8

光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含む前記処理領域、を有してなり、前記第1のゾーンは、前記光ファイバを、前記第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、前記第1の流体担持装置は、前記第1の搬送方向から前記第2の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置。

請求項9

前記処理領域は、前記光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第2の温度に維持するように構成された第2のゾーンをさらに含み、前記第2のゾーンは、前記光ファイバを、前記第2の搬送方向から第3の搬送方向に方向転換させるように構成された第2の流体担持装置を含み、前記第2の流体担持装置は、前記第2の搬送方向から前記第3の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、請求項8記載の装置。

請求項10

前記第1の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第1の流路を含み、第1の流体を、前記第1の流路に供給するものであり、前記第1の流体は、前記光ファイバと前記第1の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第1の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものであり、前記第1の流体が、前記第1の流路に、少なくとも1000℃の温度で供給される、請求項8または9記載の装置。

関連出願の相互参照

0001

本出願は、米国特許法第119条の下、2014年12月2日出願の米国仮特許出願第62/086,281号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野

0002

本開示は、低い減衰を有する光ファイバに関する。さらに、本開示は、低い減衰を有する光ファイバを製作する為の方法およびシステムにも関するものである。

背景技術

0003

光ファイバの製造では、光学プリフォームが、ガラス軟化点より非常に高い温度まで加熱され、次に、大きなドローダウン比線引きされて、直径125μmの光ファイバを形成する。高い線引き温度、大きなドローダウン比、および、速い線引き速度により、ガラスは、平衡状態から大きく外れて、結果的に高い仮想温度を有するファイバになる。高い仮想温度は、信号減衰の増加と相関関係があることが知られているので、高い仮想温度は、光信号を送信するために使用されるファイバには望ましくない。伝送ファイバ内での信号の減衰を低下させるには、ファイバ処理条件を変更して、低い仮想温度を有するファイバを製造するのが望ましい。仮想温度を低下させるために、ファイバをゆっくりと冷却して、ファイバを平衡状態に近い状態で安定させることに重点がおかれてきた。ファイバのガラス転移領域内の臨界温度領域で、ファイバを長い時間をかけて冷却することは、ファイバの仮想温度を低下させるための戦略の一つである。しかしながら、既存のファイバ処理システムにおいては、臨界領域内の温度でのファイバの滞留時間が、ガラス構造を大きく緩和させうるには短すぎる(<0.2秒)ので、光ファイバ製造で用いられる線引き速度においてファイバの仮想温度を低下させうる度合いは限られている。滞留時間が短いので、ガラス構造は平衡状態から外れたままであり、仮想温度の小幅な低下が実現されるにすぎない。

発明が解決しようとする課題

0004

低い仮想温度を有するファイバを製造しうる、ファイバ処理方法を開発することが望ましいであろう。

課題を解決するための手段

0005

本開示は、低い減衰を有する光ファイバを提供する。光ファイバは、ガラスファイバであり、より完全なガラスの構造緩和を促進する条件で処理される。構造緩和が完全になるほど、ファイバについて仮想温度が低下し、さらに、ファイバの減衰を低下させる。

0006

本開示は、光ファイバの処理方法において、30m/秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、1000℃と1700℃の間に、少なくとも0.5秒間、維持する工程を含む光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0007

本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、1450℃未満の仮想温度と、1550nmにおいて、0.18dB/km未満の減衰とを有する光ファイバにも及ぶものである。

0008

本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、1550nmにおいて、0.17dB/km未満の減衰を有する光ファイバにも及ぶものである。

0009

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含む処理領域を有してなり、第1のゾーンは、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、第1の流体担持装置は、第1の搬送方向から第2の搬送方向への方向転換を、光ファイバに接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0010

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含むものである処理領域を備え、第1のゾーンは、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、第1の流体担持装置は、第1の搬送方向から第2の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバが、第2の搬送方向に沿って、1000℃と1700℃の間の第2の温度に維持され、第2の温度が、第1の温度と異なるものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0011

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含むものである処理領域を備え、第1のゾーンは、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、第1の流体担持装置は、第1の搬送方向から第2の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバが、第2の搬送方向に沿って、1000℃と1700℃の間の第2の温度に維持され、第2の温度が、第1の温度と異なり、光ファイバが、第1の温度と第2の温度で、合わせて0.5秒より長い時間、維持されものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0012

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含むものである処理領域と、光ファイバに直に接触せずに、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向へ方向転換させるように構成された加熱された流体担持装置であって、500℃と1500℃の間の温度を有するものである加熱された流体担持装置と、を有する光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0013

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含むものである処理領域を備え、第1のゾーンは、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、第1の流体担持装置は、第1の搬送方向から第2の搬送方向への方向転換を、光ファイバに直に接触せずに実現するものであり、光ファイバは、第2の搬送方向に沿って、1000℃と1700℃に間の第2の温度に維持され、第1と第2の搬送方向に沿って、1000℃と1700℃の間の第1と第2の温度に維持される光ファイバの合計滞留時間が、0.5秒より長いものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0014

本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第1の構成に配置された1つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第1の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第1の経路に沿って処理領域を通る工程と、1つ以上の流体担持装置を、第2の構成に再配置する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第2の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第1の経路から第2の経路への光ファイバの方向転換を実現するものである工程と、を有してなる光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0015

本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第1の構成に配置された1つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第1の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第1の経路に沿って、処理領域を通る工程と、1つ以上の流体担持装置を、第2の構成に再配置する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第2の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第1の経路から第2の経路への光ファイバの方向転換を実現するものである工程とを有し、光ファイバが、第1の経路、第2の経路、並びに、第1の経路および第2の経路の組合せのうちの1つに沿って、1000℃と1700℃の間の温度で、0.5秒より長い滞留時間を有するものである、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0016

本開示は、ファイバを処理するための装置において、1000℃と1700℃の間の温度に維持される処理領域であって、1つ以上の流体担持装置を含む処理領域を有してなり、1つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0017

本開示は、光ファイバの処理方法において、30m/秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、1000℃と1500℃の間に、少なくとも0.5秒間、維持する工程を含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0018

本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバをプリフォームから30m/秒より速い速度で線引きする工程と、線引きされた光ファイバの温度を、少なくとも0.5秒間、1000℃と1700℃の間で維持する工程とを含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0019

本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバをプリフォームから30m/秒より速い速度で線引きする工程と、線引きされた光ファイバの温度を、少なくとも0.5秒間、1000℃と1500℃の間で維持する工程とを含む、光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0020

本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、1550nmにおいて、0.18dB/km未満の減衰を有する、光ファイバにも及ぶものである。いくつかの実施形態において、光ファイバは、1550nmにおいて、0.17dB/km未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、0.16dB/km未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、0.15dB/km未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、0.14dB/km未満の減衰を有する。さらに他の実施形態において、光ファイバは、0.12dB/km未満の減衰を有する。

0021

本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、1450℃未満の仮想温度を有する光ファイバにも及ぶものである。いくつかの実施形態において、光ファイバは、1400℃未満の仮想温度を有し、いくつかの他の実施形態において、光ファイバは、1300℃未満の仮想温度を有する。

0022

本開示は、シリカガラスを含む光ファイバであって、1450℃未満の仮想温度と、1550nmにおいて、0.18dB/km未満の減衰と、を有する光ファイバにも及ぶものである。

0023

本開示は、光ファイバを処理するための装置において、第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、光ファイバを、1000℃と1500℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含む処理領域を有してなり、第1のゾーンは、光ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、第1の流体担持装置は、第1の搬送方向から第2の搬送方向への方向転換を、光ファイバに接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0024

本開示は、ファイバを処理するための装置において、1000℃と1500℃の間の温度に維持される処理領域であって、1つ以上の流体担持装置を含む処理領域を有してなり、1つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、光ファイバを処理するための装置にも及ぶものである。

0025

本開示は、光ファイバの処理方法において、光ファイバを線引きする工程と、光ファイバを、第1の構成に配置された1つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第1の構成において、光ファイバに係合せず、光ファイバは、第1の経路に沿って処理領域を通る工程と、1つ以上の流体担持装置を、第2の構成に再配置する工程であって、1つ以上の流体担持装置は、第2の構成において、光ファイバに係合し、係合が、第1の経路から第2の経路への光ファイバの方向転換を実現すものである工程と、を有してなる光ファイバの処理方法にも及ぶものである。

0026

更なる特徴および利点は、以下の詳細な記載で示され、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、または、添付の図面に加えて、本明細書および請求項に記載された実施形態を実施することにより理解されるであろう。

0027

上記概略的な記載および以下の詳細な記載の両方が、単なる例示にすぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであると、理解されるべきである。

0028

添付の図面は、更なる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は、本開示の選ばれた態様を示し、明細書と共に、本開示によって包含される方法、製品、および、組成物原理および動作を説明する役割を果たす。図面に示された特徴は、本開示の選ばれた実施形態を示すものであり、必ずしも、適切な縮尺で描かれていない。

0029

本明細書は、記載された開示の主題を詳細に示し、明確に請求する請求項で締めくくられているが、以下の記載が添付の図面と共に読まれた場合に、本明細書は、さらによく理解されると思われる。

0030

図面に示された実施形態は、本来、例示的なものにすぎず、発明を実施するための形態または請求項の範囲を制限することを意図したものではない。全図面に亘って、同じまたは類似した物を指すには、可能な限り同じ参照番号が用いられる。

図面の簡単な説明

0031

光ファイバを製造する為のシステムを示す。
光ファイバ製造システムで使用するための流体担持装置を示す。
流体担持装置の側面図を示す。
ファイバの冷却速度を管理する流体担持装置を有するファイバ処理システムの実施形態を示す。
加熱された処理領域内に置かれた流体担持装置を有するファイバ処理システムの実施形態を示す。
流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
流体担持装置を光ファイバと係合させるための工程、および、処理領域の異なる部分を通る光ファイバの経路長の調節の実施形態を示す。
900℃から1300℃の範囲の一定温度で運転される炉を有する処理システムにおける、光ファイバの滞留時間(2秒まで)に対するシリカファイバの仮想温度の変化を示す。
900℃から1300℃の範囲の一定温度で運転される炉を有する処理システムにおける、光ファイバの滞留時間(10秒まで)に対するシリカファイバの仮想温度の変化を示す。
異なる仮想温度を有するシリカファイバについて、波長関数として減衰を示す。

実施例

0032

ここで、本開示の例示的な実施形態を詳細に記載する。

0033

本開示は、低い減衰を有する光ファイバを提供する。光ファイバは、ガラスファイバであり、より完全なガラス構造緩和を促進する条件下で処理される。構造緩和が完全になるほど、光ファイバの仮想温度が低くなり、ファイバの減衰を低下させる。

0034

従来のファイバ処理では、ガラスプリフォームを軟化点より高い温度まで加熱し、次に、大きなドローダウン比でファイバを線引きして望ましい直径を有する光ファイバを形成することによって、ファイバが形成される。シリカガラスファイバについては、プリフォームの直径は、約100から120mm程度以上としうるものであり、プリフォームから線引きされたガラスファイバは、典型的には、125μmの直径を有する。シリカガラスファイバを製造するには、シリカガラスプリフォームが、2000℃より高い温度まで加熱されて、次に、ファイバが、10m/秒以上の速度で線引きされる。高い線引き温度、大きなドローダウン比、および、速い線引き速度により、シリカガラスファイバのガラス構造は、平衡状態から外れる。理論によって拘束されることを望むわけではないが、シリカガラスの非平衡構造が、シリカガラスファイバにおける信号減衰の根本的な重要な理由だと思われる。したがって、光ファイバにおいて、処理条件を変更することによって、ガラス構造を安定させて平衡構造に近づけるほど、より低い減衰を実現しうると考えられる。

0035

本開示の目的のために、仮想温度を、ガラス構造の指標として用いるものとする。高い仮想温度を有するガラスは、低い仮想温度を有するガラスより、さらに平衡状態から外れる。処理条件が、ガラスの仮想温度を低下させるものであるほど、さらに平衡状態に近づく構造を有する光ファイバを製造する。低い仮想温度を有する光ファイバは、低い減衰を示すことが期待される。

0036

仮想温度は、ガラス構造が平衡状態の温度である。仮想温度は、例えば、D.L.KimおよびM.Tomozawa,“Fictive Temperature of Silica Glass Fiber,−Reexamination,”Journal of Non−Crystalline Solids,286,(2001)132−138に記載された方法を用いて、IR(赤外)線測定方法によって測定しうる。ここに記載されたように、仮想温度は、光ファイバの平均半径方向仮想温度である。

0037

本開示に従って、ファイバが、冷却中にガラス転移領域内の温度に曝される時間を延長するという処理条件が、ファイバの構造緩和を促進し、ファイバの仮想温度を低下させることが示される。シリカガラス光ファイバについて、ガラス転移領域は、概して、1200℃と1700℃の間の範囲である。1000℃と1200℃の間の温度に対応する、ガラス転移領域よりも低い温度(サブTg領域)で、ガラスの更なる緩和があるかもしれない。一実施形態において、冷却がガラスの構造緩和を促進して、低い仮想温度を有する光ファイバを提供する反応温度範囲は、1000℃から1700℃の範囲である。他の実施形態においては、反応温度範囲は、1050℃から1600℃の範囲である。さらに他の実施形態においては、反応温度範囲は、1100℃から1500℃の範囲である。

0038

概して、光ファイバは、空気中で線引きされる。ファイバが1000℃より高い温度の場合、線引き工程の間、空気中の冷却速度は、概して、12000℃/秒を超え、その結果、1550℃より高いガラスの仮想温度、および、光ファイバの減衰の増加となる。線引き時に、光ファイバが、1200℃と1700℃の間の温度を、0.1秒未満か、場合によっては、0.2秒未満の間、経験するように、加熱された炉に曝されるものである、光ファイバの線引きを開示した従来例が報告されている。本明細書は、光ファイバが、1000℃と1700℃の間の温度で、いくつかの実施形態では、0.5秒より長い時間か、他の実施形態では、1秒より長い時間か、また、さらに他の実施形態では、2秒より長い時間、維持されるものである、光ファイバの線引き方法を開示する。本方法は、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、光ファイバを、1000℃と1700℃の間の温度で、0.5秒より長い時間か、1秒より長い時間か、または、2秒より長い時間、維持しうる。

0039

図1は、従来例による典型的な光ファイバ製造システムを示している。システム108は、炉112内に置かれたファイバプリフォーム110を含んでいる。ファイバプリフォーム110は、シリカガラスなどのガラスで構成されており、異なる組成の領域を含んでいてもよい。例えば、プリフォーム110は、それから線引きされるファイバに望ましいコアおよびクラッドの組成に対応する組成を有する、改質および非改質シリカガラスの領域を含んでいてもよい。ファイバプリフォーム110は、炉112内で加熱されて、そこから、ファイバ114が線引きされる。ファイバ114は、処理ゾーン130に入り、冷却され始める。ファイバ114は、処理ゾーン130から出て、一連の流体担持装置116を含む冷却領域118を通るように導かれる。流体担持装置116は、ファイバをさらに冷却し、ファイバを、被覆部120に導き、そこで、被覆が行われて、被覆されたファイバ121を提供する。被覆された光ファイバ121が、被覆部120から出た後、システム内で公知の様々な他の処理工程(不図示)を通ってもよい。光ファイバが、システム108を通って線引きされる時に、光ファイバに張力を与えるのに線引き機構128が使用される。

0040

流体担持装置は、米国特許第7,937,971号の明細書に記載されており、その開示は、本明細書に参照により組み込まれる。次に、例示的な流体担持装置の構成および動作を、概略的に記載する。しかしながら、流体担持装置について、他の設計も可能であり、ここで開示される方法および装置によって達成しうる利点は、流体担持装置に関する特定の設計に限られたものではないと理解されるべきである。

0041

図2および図3は、流体担持装置について、典型的な設計を示している。図2の流体担持装置216は、第1の板230と、第2の板232と、内側部材236と、第1および第2の板の少なくとも1つに少なくとも1つの開口部234とを含んでいる。第1の板230および第2の板232は、金属で作製しうるものであり、弓形外側表面238、239を、それぞれ含んでいる。流体が流体担持装置216を通るように、第1の板230と第2の板232を連結させるために、板230、232は、固定具(例えば、ボルト240)によって接続されている。各板230、232の弓形外側表面238、239は、概して、各板230、232の円周に沿っている。第1の板230および第2の板232は、内面242、244、および、外面243、245を、それぞれ有し、板230、232の内面242、244は、互いに位置合わせされている。窪み部247は、第1の板230または第2の板232のいずれかの内面242、244の周りに少なくとも部分的に延伸して、流体フロープレナムを提供する。後述するように、他の実施形態では、窪み部は、ファイバ支持流路250に均一なフローを提供するように、様々な構成を含んでいてもよい。

0042

図2に示された実施形態では、第1の板230と第2の板232の弓形外側表面238、239は、ほぼ位置合わせされて、第1の板230と第2の板232の両方の外側表面238、239の間に領域を形成するのが好ましい。この領域は、流体担持装置を回転させずに、この領域に沿って光ファイバが進めるように光ファイバを受け付けるように構成される。このファイバ支持流路250は、図3に示された(後述の)実施形態に、よりはっきりと示されている。少なくとも1つの開口部234が、第1の板230および第2の板232の少なくとも1つを貫通している。図2に示されたように、第1の板230および第2の板232の開口部234は、流体(例えば、空気、ヘリウム、若しくは、他の望ましい気体または液体)が、開口部234から流体担持装置216を通って、第1の板230と第2の板232の間に形成されたファイバ支持流路250に供給されるのを可能にする。さらに以下で十分に記載するように、流路250に供給された流体は、ファイバと流路250の表面との間に高圧領域を生成する。流体は、線引きを駆動する張力と組み合わさって、流路250内でファイバを安定させ、ファイバを流路250の表面より高く位置させて、ファイバの流体担持装置との物理的接触を防ぐように作用する。ここでは、流体担持装置を通った流体を、浮遊流体と称してもよい。浮遊流体は、気体または液体であってもよい。代表的な浮遊流体は、空気、N2、および、不活性ガスを含む。

0043

さらに、流体担持装置216は、第1の板230と第2の板232の間に置かれた内側部材236を含んでいてもよい。内側部材236(例えば、シム237)は、浮遊流体が、特定のフロー方向を有するファイバ支持流路250から出るように、浮遊流体を、第1の板230と第2の板232の外側表面238、239の間の領域に導くのを助けるように構成されている。内側部材236は、第1の板230と第2の板232の間に置かれて、それらの間に空隙を提供する。必要に応じて、内側部材236は、非半径方向のフローを抑制することによって、流体フローをさらに制御する複数の指状突起(不図示)を、含みうる。さらに、内側部材236は、封止部として機能し、第1の板230と第2の板232を実質的に接触させる。さらに、内側部材は、光ファイバの出入りを容易にするように、切欠きも含んでいてもよい。

0044

図3に示されたように、第1の板230と第2の板232の外側表面238、239の間に形成されたファイバ支持流路250は、テーパ状であってもよく、浮遊流体は、第1の板230と第2の板232の間から出る。しかしながら、他の実施形態では、ファイバ支持流路250は、例えば、平行または逆テーパ状の形状を含んでいてもよい。さらに、テーパ状のファイバ支持流路250内の開口部260は、どこに光ファイバ214が位置されるかに応じて可変である。採用された特定の線引き張力および線引き速度、並びに、開口部260を通る浮遊流体の流速について、125μmという典型的な外径を有する光ファイバの場合には、光ファイバが、好ましくは、幅500μm未満か、より好ましくは、幅400μm未満か、さらに好ましくは、幅300μm未満か、および、最も好ましくは、幅200μm未満のファイバ支持流路250の一部に維持されるように、開口部260およびファイバ支持流路250は構成される。従って、ファイバは、好ましくは、ファイバの直径の1倍と2倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の1倍と1.75倍の間か、および、最も好ましくは、ファイバの直径の1倍と1.5倍の間の流路250の領域内に保持される。好ましくは、ファイバの外面と各壁面間の距離がファイバの直径の0.05倍と0.5倍の間になるように、ファイバは、流路の領域内に置かれる。

0045

図3に示された実施形態において、視認し易いように、テーパ状の角度は、ファイバ支持流路250に好ましいテーパ状開口部の角度よりも誇張されて示されている。実際には、支持流路250の互いに対する表面の少なくとも一方、および、好ましくは両方が、好ましくは、0°より大きく10°未満の角度で、より好ましくは、0.3°と7°の間の角度で、および、最も好ましくは、0.4°と3°の間の角度で、各々傾斜しており、その結果、ファイバ支持流路250の上部または外側部の幅260は、ファイバ支持流路250の底部または内側部237の幅260より広くなる。例えば、そのような実施形態では、その領域を形成する第1の板230および第2の板232が、各々、−0.6°および+0.6°の角度で傾斜していてもよい。若しくは、ファイバ支持流路250は、任意の深さ、幅、または、テーパ状角度を有していてもよい。テーパ状のファイバ支持流路250を利用すること、および、流体が、ファイバ支持流路250の幅が狭い内側部に入り、ファイバ支持流路250の幅が広い外側領域から出るように、ファイバ支持流路250によって形成されたスロットに流体を注入することによって、流路250を通して放出された浮遊流体の緩衝作用が、ファイバに、自身を流路250の深さ内に位置させるであろう。例えば、浮遊流体の所定の流速について、ファイバの線引き張力が高められると、ファイバ214は、ファイバ214と流路壁面間隙が十分狭くなるまで流路250内を下方に移動して、領域237内の圧力が、新たな高められた張力を正しく相殺するのに十分高くなるであろう。ファイバの線引き張力が下げられると、ファイバ214は、ファイバ214と流路壁面の間隙が十分広くなるまで流路250内を上方に移動して、領域237内の圧力が、新たな低下した張力を正しく相殺するのに十分低くなるであろう。従って、流路250をテーパ状にすることで、流路250が、さらに広い範囲の線引き張力において機能しうるようになる。そうではなく、示された流路250がテーパ状ではなく、線引き張力が減らされると、ファイバは上方に進み、ファイバ支持流路250から出てしまうかもしれない。

0046

ファイバは、好ましくは、ファイバの直径の約1倍と2倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の約1倍と1.75倍の間か、より好ましくは、ファイバの直径の約1倍と1.5倍の間の流路250の領域内に置かれる。流路250内のそのように相対的に狭い領域に、ファイバを置くことによって、ベルヌーイ効果により、動作中にファイバは中央に置かれることになる。例えば、ファイバが、流路250の互いに対する面のいずれかに近づくにつれて、浮遊流体の速度は、一方の面に最も近くでは増加し、他方の面に最も近くでは減少するであろう。ベルヌーイ効果により、圧力の減少と同時に、浮遊流体速度が速くなる。その結果、1つの表面の近くで減少された浮遊流体フローによって増加された圧力が、ファイバを、流路250の中央に押し戻す。したがって、好適な実施形態において、少なくとも実質的には、ファイバが線引きされる間に、ファイバの周りを通ってファイバ支持流路250から出る浮遊流体の流れによるベルヌーイ効果により、ファイバは、ファイバ支持流路250内の中央に置かれる。特に、ファイバに側面から衝突しうる浮遊流体フローを利用せずに、例えば、流路250の側壁から浮遊流体が射出されることなく、そのように中央に置かれることになる。スロットを通って進む浮遊流体の流れの速度は、好ましくは、ファイバがスロット250のテーパ状領域内に完全に置かれるように、ファイバを維持するように調節される。図3の実施形態では、ファイバが、ファイバの直径の約1倍と2倍の間の流路250の領域内に置かれるので、ファイバは、(ファイバを支持する空気力学的抗力も使用しうるが、むしろ、仮に選択されても、それに反して)ファイバ214の下方に存在する圧力差によって支持される。流体圧力差により、ファイバを流路250内で、支持または浮遊させることによって、ファイバを浮遊させるのに、仮に空気力学的抗力を用いた場合より、非常に低い流体フローを採用しうる。

0047

図3に示された実施形態において、流体の流れは、ファイバ支持流路250の幅が狭い内側部を通ってファイバ支持流路250に入り、ファイバ支持流路250の幅が広い外側の領域260から出るものである浮遊流体の1つの流れによって、提供されるのが好ましい。このように、ファイバは、スロットの最も狭い部分と最も広い部分の間で浮遊するように、ファイバ支持流路250によって形成されたスロット内に完全に置かれうる。テーパ状のファイバ支持流路250を採用すること、および、浮遊流体を、このように領域250に亘って注入することによって、ファイバを、ファイバ支持流路250によって形成されたスロットの領域に保持しうるようになり、スロットは、ファイバ支持流路250を通って導かれるファイバの直径より、10μmと150μmの間か、より好ましくは、15μmと100μmの間か、および、最も好ましくは、約24μmと70μmの間の長さだけ広い幅を有する。ファイバの線引き工程の間、ファイバ外面と各壁面の間の距離がファイバの直径の0.05倍と0.5倍の間になるように、ファイバが流路の領域内に保持されることも好ましい。

0048

いくつかの好適な実施形態では、ファイバ支持流路250に、ファイバが外側に移動して、浮遊流体のフロー源から離れるにつれて、ファイバ下方の圧力を低下させるための手段が備えられている。そのような圧力を解放するための手段は、上記のようなテーパ状流路設計形状で達成しうる。

0049

流体担持装置は、光ファイバと担持装置の実際の物理的接触を防ぐか、または、実質的に防ぐように、光ファイバが浮遊流体の緩衝領域に沿って進むのを可能にし、例えば、ファイバは、どちらの板230、232にも接触せずに、ファイバ支持流路250内を進む。さらに、その領域の大きさ、および、構成により、流体担持装置は、浮遊流体フローを能動制御することなく、線引き張力範囲に亘って、ファイバを物理的接触なく領域内に維持しうる。

0050

浮遊流体フローは、光ファイバ214が、ファイバ支持流路250の底部に向かって移動すること、および、シム237、または、ファイバ支持流路250の側面と接触するようになることを防ぐのに重要でありうる。これは、特に、光ファイバが、まだ被覆されていない時に、流体担持装置または流路250との接触によって、ファイバの品質が損なわれないようにするのに重要である。さらに、光ファイバ214が、ファイバ支持流路250の底部に近く位置するほど、ファイバ支持流路250内で、光ファイバ214を望ましい位置に維持するのに必要な圧力が高くなると考えられている。明らかなように、流路側面のテーパ形状は、流路側面とファイバの間の間隙を小さくさせ、この必要な圧力を高くするであろう。

0051

ファイバ支持流路250内のファイバの位置に影響を与える他の要因には、線引き張力が含まれる。例えば、同じ流体フローの場合に、200gの張力で引っ張られたファイバは、100gの張力で引っ張られたファイバより、ファイバ支持流路250内で下方に浮遊するであろう。したがって、採用された特定のファイバ線引き速度および線引き張力について、流体担持装置の領域から出る浮遊流体フローが、光ファイバを望ましい位置に維持するのに十分であることが重要である。

0052

例えば、板230と232の間の最も内側の部分では約127μmの幅を有し、最も外側の部分では、約380μmの幅を有するファイバ支持流路250を利用する実施形態においては、浮遊流体の流速は、約0.5L/秒から、5L/秒より速い速度でありうる。そのような構成および浮遊流体のフローは、結果的に、光ファイバの周りの局所的な流体速度を、800km/時以上まで高める。したがって、いくつかの実施形態では、ファイバ支持流路250で採用されたファイバの周りでの浮遊流体の最高速度は、100km/時より速いか、200km/時より速いか、400km/時より速いか、あるいは、600km/時より速い速度でもありうる。いくつかの実施形態では、ファイバ支持流路250で採用された、ファイバの周りでの浮遊流体の最高速度は、900km/時より速くてもよい。しかしながら、ここで開示された方法は、もちろん、これらの速度に限られたものではなく、実際には、好ましくは、ファイバが、ファイバ支持流路250内の望ましい位置に結果的に位置するように、線引き条件(例えば、線引き速度、線引き張力など)および流体担持設計に応じて選択されうる。他の実施形態では、浮遊流体の流速は、約3L/秒から、約4L/秒でありうる。もちろん、光ファイバを、所定の線引き張力において、望ましい位置に維持するのに十分な浮遊流体の任意の速度を利用しうる。

0053

いくつかの実施形態において、光ファイバが線引きされる速度は、10m/秒より速く、他の実施形態においては、20m/秒より速く、また、他の実施形態においては、30m/秒より速く、また、他の実施形態においては、40m/秒より速く、また、他の実施形態においては、50m/秒より速く、また、さらに他の実施形態においては、60m/秒より速い速度である。

0054

図1に示されたようなシステム108の欠点の一つは、製造において望ましい速い線引き速度を用いた場合、ファイバの冷却速度が速くなるということである。光ファイバを製造するのに典型的に使用される条件下、つまり、ファイバが1000℃より高い時の線引き処理中に、12,000℃/秒以上の冷却速度となってしまう。速い冷却速度は、高い仮想温度(1500℃まで)および高い減衰を有するファイバにつながる。

0055

冷却速度を低下させるためにとりうる戦略には、処理ゾーン130の温度を上昇させて、ファイバが処理ゾーン130に入る時のファイバの温度に一致するように、さらに近づけることが含まれる。処理ゾーン130と炉112の温度差が小さいほど、ファイバの冷却速度を低下させるであろう。原則的には、ファイバの1000℃から1700℃の範囲での滞留時間を十分に長くして、ここに記載したように仮想温度を下げるのに必要とされる構造緩和を実現するように、処理ゾーン130は、ファイバが入った時の温度(1500℃以上)から低い温度へと徐々に冷却されうる温度勾配を有しうる。若しくは、ファイバ処理システムは、徐々に低下する温度で運転して、ファイバの好適な反応温度範囲である1000℃から1700℃での滞留時間を延長しながら、ファイバを冷却する、多数の処理ゾーンを含んでいてもよい。

0056

ファイバの冷却を、処理ゾーン130の条件の調節を含めて制御するという戦略は、概念的には実現可能でも、実用化は難しい。ファイバの冷却を、低い仮想温度を実現するのに必要な構造緩和を最も促進するように制御するには、ファイバの温度が、ここで認められている好適な反応温度範囲である1000℃から1700℃である時間を、最長にする必要がある。図1に示された従来のファイバ処理システムは、工業上の線引き速度で運転され、ファイバの温度が1200℃から1700℃の反応温度範囲である時間は、0.2秒までに限られている。ガラスの重要な構造緩和を可能にし、それにより、システムから製造されたファイバの仮想温度を高くする(1500℃まで)には、この時間は、短すぎる。1000℃と1700℃の間での滞留時間を増加させるには、処理ゾーン130の温度を制御して冷却速度を低下させる必要がある。上記のように、温度を適切に制御するには、ファイバの温度を、もっと徐々に低下させて、1000℃から1700℃の反応温度範囲でのファイバの適切な滞留時間を確保することが必要である。しかしながら、温度の低下が徐々になるほど、処理ゾーン130の長さが増加する。工業上の線引き速度において、徐々に低下するように制御された冷却を確立して、ファイバの仮想温度を有意に1500℃未満に低下させるのに必要な処理ゾーン130の長さは、ほとんどの製造施設において利用しうる垂直方向の空間(床から天井まで)を超えうる。既存の施設改修して、垂直方向に、より大きな空間を提供すると、製造コスト過度に上昇させるであろう。既存の空間の垂直方向の制限内で、線引き速度を低下させるという他のアプローチも、製造スループットの低下により、コストを上昇させるので望ましくない。

0057

流体担持装置をファイバ処理システムに組み込むことは、処理中に、ファイバを水平方向または他の非垂直方向に方向転換しうるようにするので、有利である。流体担持装置をシステムに組み込むことによって、施設の垂直方向の空間を増加させる必要なく、ファイバ処理に使用しうる経路長を長くしうる。図1に示されたシステム108では、流体担持装置116は、被覆されていないファイバ114が処理ゾーン130から出る時に、被覆されていないファイバ114を、垂直方向から略水平方向に方向転換させている。図1に示された構成では、流体担持装置116は、被覆されていないファイバ114を被覆部120に供給する。他の構成で、冷却速度を十分に低下させて低い仮想温度を有するファイバを製造する試みにおいて、ファイバ処理システムは、処理ゾーン130に平行な第2の処理ゾーンを含むように変更され、ファイバ担持装置は、ファイバを、垂直に上方に方向転換して第2の処理ゾーンに供給し、冷却経路をさらに延長しうるかもしれない。

0058

しかしながら、図1システム構成においては、流体担持装置116は、低い仮想温度を有するファイバを実現するには逆効果である。低速に制御された冷却を可能にするのではなく、図1に置かれているような流体担持装置116は、ファイバの急冷を促進する。光ファイバ114が、流体担持装置116を通して運ばれると、各流体担持装置116上の浮遊流体の緩衝領域が、光ファイバ114を冷却するように作用する。ファイバを支持および固定するように、流体担持装置によって採用された浮遊流体フローは動いているので、光ファイバは、室温の静止空気中での冷却よりも、高速で冷却される。流体担持部内の光ファイバと浮遊流体の温度差が大きくなるほど、浮遊流体担持部の光ファイバ114を冷却する能力が高まる。図1の配置では、流体担持部116に供給された浮遊流体は、室温の空気または不活性ガスである。上記のように、ファイバの流体担持装置との物理的接触を避けるように、ファイバを支持して浮遊させるために、流路250に供給される浮遊流体の速度は速い。そのように高速の浮遊流体フローを使用することで、対流作用により冷却速度が大きく高められる。ファイバの温度と流体担持装置によって供給されている浮遊流体の温度差が大きいほど、および、浮遊流体フローの速度が高まるほど、ファイバの冷却速度が高まる。

0059

従来のファイバ処理システムにおいて、流体担持装置によって供給された浮遊流体は室温であり、処理ゾーンから出て流体担持装置の構成に入るファイバは、典型的には500℃以上の温度であり、より典型的には、1000℃以上の温度である。典型的なファイバ線引き速度、および、流体担持装置を通る浮遊流体の典型的速度において、ファイバが流体担持装置を通るにつれて、ファイバの温度は、1から2mの長さに亘って、数百から1000℃超、低下されうる。従来例で配置されたような流体担持装置によって提供された高速のファイバ冷却速度は、ヘリウム冷却装置を不要とすることによって、処理システムを簡略化しうるので、利点があると見なされてきた。

0060

従来例は、流体担持装置を用いたファイバの急冷には利点があるとわかっていたが、本開示では、そのようなファイバ冷却時間が、低いファイバ仮想温度を実現して低い減衰を有するファイバを製造するのに必要な構造緩和を促進するのに必要な時間より、ずっと短いことがわかった。本開示は、低い仮想温度を有するファイバを提供するように設計された新しい処理システムを提供する。システムは、処理システムを通るファイバの経路を変更するための流体担持装置を含み、1000℃から1700℃の範囲の温度でのファイバの滞留時間を、いくつかの実施形態では、0.5秒を超え、他のいくつかの実施形態では、1秒を超え、さらに他の実施形態では、2秒を超え、さらに他の実施形態では、5秒を超え、更なる実施形態においては、10秒を超えて、延長するように設計されている。延長した滞留時間は、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒以上、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度において、実現されるかもしれない。

0061

本システムは、図1に示された従来のシステムの、低い仮想温度を有するファイバを実現するには不利な2つの点を克服するものである。第1に、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度が、ファイバが流体担持装置に係合する時のファイバの温度より、ずっと低い。第2に、流体担持装置が、加熱処理ゾーン外の室温環境に置かれる。両方の要因が、流体担持装置とファイバの大きな温度差により、ファイバの急冷につながる。

0062

本システムの一実施形態において、流体担持装置に供給された浮遊流体は、浮遊流体とファイバの温度差が減少するように加熱される。他の実施形態では、流体担持装置は、高温で維持されるように、炉または他の加熱された処理領域内に置かれる。これらの2つの実施形態が組み合わされてもよい。全ての実施形態は、ファイバの冷却温度を管理して、ファイバのガラス転移領域における、ファイバの適切な滞留時間を確保することを目的とする。シリカ系ファイバの場合には、好適な反応温度範囲は、1000℃から1700℃の範囲か、1050℃から1600℃の範囲か、1100℃から1500℃の範囲か、または、1100℃から1400℃の範囲である。処理システムを、適切な時間、好適な反応温度範囲の温度にファイバが曝されるように構成することによって、冷却速度を制御して、より完全にファイバ構造が緩和するのを促進するようにしうる。ファイバ構造は、平衡構造にさらに近づき、ファイバの仮想温度が低下される。

0063

図4は、線引き炉に動作自在に接続された複数の流体担持装置を含むファイバ処理システムの一部を示している。システム308は、ファイバプリフォーム328を有する線引き炉318を含む。ファイバ338が、プリフォーム328から線引きされて、一連の流体担持装置340〜350を通って搬送される。搬送は、線引き機構(不図示)によって提供される張力によって駆動される。ここでは、搬送中にファイバの動く方向を、ファイバの搬送方向と称してもよい。ファイバの搬送方向は、処理システムを通るファイバの経路に沿って変化してもよい。流体担持装置は、ファイバを、1つの搬送方向から他の搬送方向に方向転換させてもよい。

0064

流体担持装置は、図2および3に示された設計を有していてもよく、加熱された浮遊流体が、流体担持装置に提供される。浮遊流体の加熱は、ファイバと浮遊流体の温度差を減少させる。図4からわかるように、一連の流体担持装置340〜350は、異なる温度の浮遊流体が供給された流体担持装置を含む。図4で、各流体担持装置の隣に列挙された温度は、ファイバが流体担持装置を通る時のファイバのおよその温度に対応する。浮遊流体の温度は、ファイバの温度と異なってもよく、処理システム内の特定の位置で望ましいファイバの温度を提供するように調節される。異なる流体担持装置でのファイバの温度は、ファイバの冷却速度を制御して、構造緩和を促進し、低い仮想温度のファイバを得るように設計される。

0065

図4に示された温度は、例示的なものにすぎず、隣接した流体担持装置の温度差が30℃で、ファイバの温度が段階的に低下するのを示している。ファイバ338は、1650℃より高い温度で、線引き炉318から出てもよく、次に、ファイバを1350℃まで冷却するように構成された流体担持装置340に導かれる。流体担持装置340は、ファイバ338を、ファイバをさらに1320℃に冷却する流体担持装置341に導く。工程は継続され、ファイバは、制御自在に漸進的に冷却されて、流体担持装置350で1050℃の温度になる。流体担持装置350から出た後、ファイバは、更なる制御された冷却のための更なる流体担持装置に、または、他の処理部(例えば、被覆部、検査部、または、巻取り部)に導かれてもよい。

0066

本開示は、隣接した流体担持装置の特定の温度差に限定されるものではなく、概して、一連の流体担持装置に亘る任意の温度変化にも及ぶものである。一実施形態において、一連の流体担持装置に亘る温度変化は、ファイバの線引き方向に低下する。隣接した流体担持装置の温度差は、一定または可変であってもよい。隣接した流体担持装置の一定または可変の温度差は、5℃から100℃の範囲、10℃から80℃の範囲、15℃から60℃の範囲、または、20℃から40℃の範囲であってもよい。

0067

ファイバ処理システム内の加熱された浮遊流体を供給する流体担持装置の数は、2つ以上、4つ以上、6以上、8以上、または、10以上であってもよい。

0068

流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が1000℃から1700℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1000℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも0.5秒である。他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1000℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも1.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1000℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも2.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1000℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも5.0秒である。更なる実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1000℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも10.0秒である。

0069

流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が1100℃から1700℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1100℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも0.5秒である。他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1100℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも1.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1100℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも2.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1100℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも5.0秒である。更なる実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1100℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも10.0秒である。

0070

流体担持装置の数、位置、および、浮遊流体の温度が制御されて、継続した製造工程での所定の線引き速度について、ファイバ線引き中にファイバの温度が1200℃から1700℃の反応温度範囲内である時間が制御されてもよい。一実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも0.5秒である。他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも0.5秒である。他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも1.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも2.0秒である。さらに他の実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも5.0秒である。更なる実施形態において、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度について、ファイバ温度が1200℃から1700℃の範囲である時間は、少なくとも10.0秒である。

0071

図5は、線引き炉に動作自在に接続された複数の流体担持装置を含むファイバ処理システムの一部を示している。システム408は、ファイバプリフォーム428を有する線引き炉418を含む。ファイバ438が、プリフォーム428から線引きされて、一連の流体担持装置440〜450を通っては搬送される。搬送は、線引き機構(不図示)によって提供される張力によって駆動される。図5の実施形態において、流体担持装置は、処理経路の加熱された領域455内に収容されて、加熱された流体担持装置になる。加熱された領域は、境界453、457によって画定されている。一実施形態において、加熱された領域455は、炉内の領域である。

0072

流体担持装置440〜450は、図2および3に示された設計を有していてもよく、スチール、または、高温環境で機能する公知の金属で構成されてもよい。加熱された領域455に流体担持装置440〜450を置くことで、高められた温度に流体担持装置440〜450を維持し、ファイバ438が線引き炉418から離れるように処理経路に沿って進むにつれて、ファイバ438の制御された冷却を可能にする。1つ以上の流体担持装置に提供された浮遊流体は、更なるファイバの温度制御を提供するように、任意で加熱されてもよい。任意の流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域455の温度と同じであっても、または、異なっていてもよい。ある実施形態においては、少なくとも1つの流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域455の温度より高い。流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、線引き炉418から出る時のファイバ438の温度より高くてもよい。他の実施形態においては、少なくとも1つの流体担持装置に供給された浮遊流体の温度は、流体担持装置の近傍の加熱された領域455の温度より低い。

0073

加熱された領域455は、線引き炉418から出る時のファイバ438の温度より低い温度に維持され、ファイバ438が処理経路に沿って搬送されるにつれて、ファイバ438の制御された冷却を可能にする。加熱された領域455の温度は、1500℃未満か、1450℃未満か、1400℃未満か、1350℃未満か、1300℃未満か、1250℃未満か、1200℃未満か、1150℃未満か、1100℃未満か、または、1050℃未満である。加熱された領域455の温度は、均一または非均一であってもよい。一実施形態において、加熱された領域455は、温度勾配を含む。温度は、ファイバ438が流体担持装置440に入る点において最も高くてもよく、次に、流体担持装置450の方向に連続して低下してもよい。温度勾配は、流体担持装置440の近傍で最も高い温度を有し、流体担持装置450の近傍で最も低い温度を有していてもよい。最も高い温度は、1250℃より高いか、1300℃より高いか、1350℃より高いか、1400℃より高いか、1450℃より高いか、1250℃と1500℃の間か、または、1300℃と1450℃の間であってもよい。最も低い温度は、1000℃より高いか、1050℃より高いか、1100℃より高いか、1150℃より高いか、1200℃より高いか、1000℃と1300℃の間か、1050℃と1250℃の間か、または、1100℃と1200℃の間であってもよい。

0074

加熱された領域455内の流体担持装置の数は、2つ以上か、4つ以上か、6つ以上か、8つ以上か、または、10以上であってもよい。

0075

加熱された領域455は、複数の温度ゾーンを含んでいてもよく、各ゾーンは、異なる温度であるか、または、異なる範囲の温度を含む。異なるゾーンの温度範囲は、重複していてもよい。各ゾーンは、1つ以上の流体担持装置を含んでいてもよい。一実施形態において、加熱された領域455は、2つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。他の実施形態において、加熱された領域455は、4つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。さらに他の実施形態において、加熱された領域455は、6つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。さらに他の実施形態において、加熱された領域455は、8つ以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。更なる実施形態において、加熱された領域455は、10以上の温度ゾーンを含み、各温度ゾーンは、流体担持装置を含んでいる。

0076

隣接したゾーンの温度差は、均一または非均一であってもよい。隣接したゾーンの温度差は、100℃未満か、80℃未満か、60℃未満か、40℃未満か、または、20℃未満であってもよい。

0077

流体担持装置450から出た後、ファイバは、制御された冷却がさらに行われるように更なる流体担持装置に、または、他の処理部(例えば、被覆部、検査部、または、巻取り部)に導かれてもよい。

0078

加熱された流体担持装置の温度は、加熱された領域の温度、または、加熱された流体担持装置が置かれる温度ゾーンに対応していてもよい。加熱された流体担持装置の温度は、少なくとも500℃か、少なくとも750℃か、少なくとも1000℃か、少なくとも1250℃か、500℃から1500℃の範囲か、750℃から1250℃の範囲か、または、850℃から1150℃の範囲であってもよい。

0079

ここに記載されたような流体担持装置の配置は、ファイバの冷却速度をさらに制御することを可能にする。冷却速度が、従来のシステム(図1に示されたシステムなど)についての冷却速度より遅くなるように調節しうると共に、冷却速度が遅くなるにつれて、従来のシステムで可能な仮想温度より低い仮想温度を有するファイバの製造を可能にする。冷却速度は、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度、流体担持装置を処理経路の加熱された領域に直接置くことにより流体担持装置自体の温度、または、それらの組合せを、制御することによって、調節しうる。

0080

流体担持装置は、処理システムを通るファイバの経路も変更する。特に、経路は、ファイバが特定の温度であるか、若しくは、処理システムの特定の温度領域またはゾーン内にある時間を延長するように変更しうる。従来のシステムにおいて、処理システムを通るファイバの搬送方向は、熱処理ゾーン(例えば、図1の処理ゾーン130)を通る垂直方向であり、線引き炉の出口での約1550℃以上の温度から、約1000℃の温度へ、線引き炉の直後の垂直の経路に沿って冷却される。一定の線引き速度について、垂直方向の処理経路は、ファイバの温度が1000℃より高い温度範囲にある時間を最小にする。典型的な製造における線引き速度において、1000℃から1700℃の温度範囲でのファイバの滞留時間は、0.2秒以下である。短い滞留時間は、ファイバの急冷につながり、高い仮想温度を有するファイバを製造する。

0081

本開示は、ファイバの1000℃から1700℃の温度範囲での滞留時間を延長することの利点を確認したものである。加熱された浮遊流体を備えて、および/または、処理システムの加熱された領域内で、運転される流体担持装置を配置することは、ファイバの特定の温度領域での滞留時間を延長することを可能にする。流体担持装置は、ファイバを、1つの搬送方向から他の搬送方向に、処理経路に沿って方向転換しうる。図5に示された実施形態において、例えば、流体担持装置440は、ファイバ438を、垂直搬送方向(ファイバ438が線引き炉418から出る時)から、水平搬送方向(ファイバ438が流体担持装置441に入る時)に方向転換する。流体担持装置441は、第1の水平搬送方向のファイバ438を受け付けて、それを、第2の水平搬送方向に方向転換させる。第1の水平搬送方向は、流体担持装置440の出口から流体担持装置441の入口に延びる水平方向であり、第2の水平搬送方向は、流体担持装置441の出口から流体担持装置442の入口に延びる水平方向である。第2の水平搬送方向は、第1の水平搬送方向に平行であるが、同一線上にはない。流体担持装置441と442間の間隔を制御することによって、加熱された領域455の上側部分での温度にファイバが滞留する時間だけではなく、第2の水平方向に沿った処理経路長も制御しうる。延長した時間は、第2の水平搬送方向についての温度で、より完全にファイバを構造緩和させることを可能にし、さらに、システム408から製造されるファイバの仮想温度を低下させるという目的の実現を可能にする。加熱された領域455内の後続の流体担持装置は、同様に、ファイバ438を、1つの搬送方向から他の搬送方向に方向転換し、同様に、各流体担持装置の近傍の加熱された領域455の温度での、ファイバのさらに長い滞留時間を提供する。2つ以上の搬送方向を有する工程における1000℃から1700℃の範囲の温度でのファイバの滞留時間は、任意の1つの搬送方向、および/または、2つ以上の搬送方向の任意の組合せに沿って、合わせて少なくとも0.5秒か、少なくとも1.0秒か、少なくとも2.0秒か、少なくとも4.0秒か、少なくとも6.0秒か、少なくとも8.0秒か、または、少なくとも10.0秒であってもよい。

0082

温度が制御された一連の1つ以上の加熱された領域に亘る処理経路長が長いほど、所定の線引き速度において、従来例で利用できる垂直方向の処理経路と比べて、ファイバの冷却速度が遅くしうる。冷却速度が遅くなるほど、より完全にファイバが構造緩和するのを促進し、低い仮想温度を有するファイバの製造につながる。経路長、加熱された領域における温度プロファイル、流体担持装置の数および間隔、および/または、流体担持装置に供給される浮遊流体の温度は、所定の線引き速度において、ファイバの温度が、1000℃から1700℃の範囲、1050℃から1600℃の範囲、1100℃から1550℃の範囲、または、1100℃から1500℃の範囲である時間を制御するように構成しうる。上記の温度範囲のうち任意の温度範囲について、所定の線引き速度において、時間は、少なくとも0.5秒か、少なくとも1.0秒か、少なくとも2.0秒か、少なくとも4.0秒か、少なくとも6.0秒か、少なくとも8.0秒か、または、少なくとも10.0秒であってもよい。ここで特定した温度範囲に亘って、ここで特定した時間は、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度において実現しうる。

0083

図5に示された実施形態は、ファイバについて、垂直および水平搬送方向を示しているが、例示的なものにすぎず、本開示は、非水平、非垂直、および/または、製造設備の床に対して任意の角度を含む任意の搬送方向にも及ぶものである。流体担持装置は、ファイバを、第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換してもよく、第1と第2の搬送方向間の角度は、任意の角度である。

0084

本開示は、さらに、流体担持装置を処理システムに配置するための方法にも及ぶ。その方法は、例えば、処理を開始する時、または、処理を調節する時に有用でありうる。図6a〜6eは、流体担持装置を配置すると共に、処理領域の異なる部分に亘ってファイバの経路長を調節する実施形態を示している。図6aから6eに示されたシステムの構成要素は、図4および5に示されたものに対応し、線引き炉、ファイバプリフォーム、流体担持装置、および、光ファイバを含んでいる。線引き機構(不図示)も存在している。図6aは、光ファイバが線引き、または、垂直方向に搬送されるシステムの初期状態を示している。流体担持装置は、光ファイバから離れて置かれ、光ファイバと係合されていない。図6bでは、流体担持装置が、光ファイバと係合するように、位置を移動されている。流体担持装置の移動は、浮遊流体が光ファイバの位置に影響を与えうるように、流体担持装置を平行移動することを含む。図6cでは、流体担持装置がさらに平行移動し、光ファイバの経路が、垂直の搬送方向から、示されたような様々な搬送方向を有する多数の区分を含むように方向転換される。図6dおよび図6eには、流体担持装置の更なる動作、および、流体担持装置間の処理経路長の調節が、示されている。

0085

図7は、本開示によるファイバ線引きシステムで処理されるシリカファイバについて、ファイバの仮想温度のモデル化された変化を、様々な温度に設定された炉内での滞留時間の関数として示している。特定の温度または温度範囲での滞留時間は、ここに記載したように、流体担持装置の配置、間隔、および、数によって制御しうる。望ましい滞留時間を実現するために、多数の可能なシステム構成をとりうる。モデルにおいて、ファイバは、時間t=0.02秒に、線引き炉から出て、0.03秒に、炉内に入るようにされた(破線10で示された)。ファイバが、炉に入った時のファイバの温度は、約1650℃であった。モデルにおいて、炉の加熱された領域は、一定温度に維持された。軌跡30、40、50、60、および、70は、ファイバの仮想温度の変化を、炉内での時間の関数として、各々、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、および、1300℃の一定温度で運転された炉について示している。その結果は、炉内での時間が増加するにつれて、ファイバの仮想温度が低下することを示している。破線20は、各一定の運転温度に設定された炉内での約0.2秒の滞留時間を示す。約0.2秒の滞留時間は、従来のファイバ処理システムで典型的なものである。図7に示されたデータは、炉内での滞留時間が0.2秒を超えて増加すると、ファイバの仮想温度が低下し続けることを示している。2秒の滞留時間について、ファイバの仮想温度は、0.2秒の滞留時間において観察されるファイバの仮想温度より、100℃以上低い。図8は、図7に示されたデータを、各炉の温度について、10秒までの滞留時間に延長したものである。図8に示されたデータ曲線およびラベルは、図7のものに対応する。

0086

図9は、本開示により処理されたシリカファイバについて、レイリー散乱の減衰への寄与を、波長の関数として示している。光ファイバは、900℃から1400℃の範囲で、50℃刻みで増加する仮想温度を有していた。従来のファイバ処理システムと一致する仮想温度(1550℃および1500℃)を有するファイバについての比較データ曲線が示されている。個々のデータ曲線にはラベルが付与されていないが、凡例に示されたように、仮想温度が降順に示されている。データは、ファイバの仮想温度が低下するにつれて、減衰が低下することを示している。900℃の仮想温度を有するファイバで、最も低い減衰が観察され、1550℃の仮想温度を有するファイバで、最も高い減衰が観察された。900℃と1500℃の間の仮想温度を有するファイバで、中間レベルの減衰が観察された。ファイバの仮想温度が低下するにつれて、示された波長範囲に亘って、絶えず減衰が低下するのが観察された。

0087

本開示の方法によって用意されたシリカファイバの仮想温度は、1450℃未満か、1400℃未満か、1350℃未満か、1300℃未満か、1250℃未満か、1200℃未満か、1150℃未満か、または、1100℃未満かもしれない。本開示の方法により用意されたシリカファイバの1550nmでの減衰は、0.18dB/km未満か、0.17dB/km未満か、0.16dB/km未満か、0.15dB/km未満か、0.14dB/km未満か、0.13dB/km未満か、または、0.12dB/km未満かもしれない。一実施形態において、ファイバは、1450℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.18dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1400℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.17dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1350℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.168dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1300℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.15dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1250℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.14dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1250℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.13dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1250℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.12dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1250℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.12dB/km未満の減衰を有する。一実施形態において、ファイバは、1250℃未満の仮想温度、および、1550nmにおいて、0.10dB/km未満の減衰を有する。ファイバの仮想温度、および/または、減衰値は、ここに記載された方法で、10m/秒より速いか、20m/秒より速いか、30m/秒より速いか、40m/秒より速いか、50m/秒より速いか、または、60m/秒より速い線引き速度において、取得してもよい。

0088

本開示は、ここに記載された任意の工程で製作された光ファイバに及ぶものである。

0089

明らかな断りのない限りは、ここに示され任意の方法が、その工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることを意図したものではない。したがって、方法の請求項が、工程の従う順序を実際に記載していないか、若しくは、請求項または明細書中で、工程が特定の順序に限定されると特段に記載されていなければ、特定の順序が推定されることを意図したものではない。

0090

当業者には、例示された実施形態の精神または範囲を逸脱することなく、様々な変更および変形が可能であることが明らかであろう。例示された実施形態の精神および実体が組み込まれたものである、開示された実施形態の変更、組合せ、部分的な組合せ、および、変形は、当業者が行いうるものなので、本明細書は、添付の請求項およびその等価物の範囲内の全てを含むものであると解釈されるべきである。

0091

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

0092

実施形態1
光ファイバの処理方法において、
30m/秒より速い線引き速度において、光ファイバの温度を、1000℃と1700℃の間に、少なくとも0.5秒間、維持する工程
を含む、ファイバの処理方法。

0093

実施形態2
前記光ファイバの温度が、1100℃と1500℃の間に、前記時間、維持される、実施形態1記載の方法。

0094

実施形態3
前記時間が、少なくとも1.0秒である、実施形態1または2記載の方法。

0095

実施形態4
前記時間が、少なくとも2.0秒である、実施形態1または2記載の方法。

0096

実施形態5
前記時間が、少なくとも5.0秒である、実施形態1または2記載の方法。

0097

実施形態6
前記時間が、少なくとも10.0秒である、実施形態1または2記載の方法。

0098

実施形態7
前記光ファイバの処理が、前記光ファイバを、前記時間の第1の時間区間には第1の方向に、該時間の第2の時間区間には第2の方向に、搬送する工程を含む、実施形態1から6のいずれか1つに記載の方法。

0099

実施形態8
前記光ファイバの温度が、前記第1の時間区間と前記第2の時間区間で異なる、実施形態7記載の方法。

0100

実施形態9
前記光ファイバを、前記時間の第3の時間区間には、第3の方向に搬送する工程をさらに含む、実施形態7または8記載の方法。

0101

実施形態10
前記光ファイバを線引きする工程をさらに含み、前記線引きする工程が、ファイバプリフォームを加熱する工程を含む、実施形態1から9のいずれか1つに記載の方法。

0102

実施形態11
前記光ファイバを、処理領域に供給する工程をさらに含み、前記処理領域が、前記1000℃と1700℃の間の温度を提供する、実施形態10記載の方法。

0103

実施形態12
前記光ファイバが、少なくとも1500℃の温度の前記処理領域に供給される、実施形態11記載の方法。

0104

実施形態13
前記線引き速度が40m/秒より速い、実施形態1から12のいずれか1つに記載の方法。

0105

実施形態14
実施形態1から13のいずれか1つに記載の方法によって製造された、光ファイバ。

0106

実施形態15
1550nmにおいて、0.17dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0107

実施形態16
1550nmにおいて、0.16dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0108

実施形態17
1550nmにおいて、0.14dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0109

実施形態18
1550nmにおいて、0.12dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0110

実施形態19
1550nmにおいて、0.11dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0111

実施形態20
1550nmにおいて、0.10dB/km未満の減衰を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0112

実施形態21
1450℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0113

実施形態22
1400℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0114

実施形態23
1300℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0115

実施形態24
1200℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0116

実施形態25
1100℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0117

実施形態26
1000℃未満の仮想温度を有する、実施形態14記載の光ファイバ。

0118

実施形態27
シリカガラスを含む光ファイバであって、
1450℃未満の仮想温度と、
1550nmにおいて、0.18dB/km未満の減衰と、
を有する光ファイバ。

0119

実施形態28
1400℃未満の仮想温度を有する、実施形態27記載の光ファイバ。

0120

実施形態29
1300℃未満の仮想温度を有する、実施形態27記載の光ファイバ。

0121

実施形態30
1200℃未満の仮想温度を有する、実施形態27記載の光ファイバ。

0122

実施形態31
1100℃未満の仮想温度を有する、実施形態27記載の光ファイバ。

0123

実施形態32
1000℃未満の仮想温度を有する、実施形態27記載の光ファイバ。

0124

実施形態33
シリカガラスを含む光ファイバであって、
1550nmにおいて、0.17dB/km未満の減衰を有する、
光ファイバ。

0125

実施形態34
1550nmにおいて、0.16dB/km未満の減衰を有する、実施形態33記載光ファイバ。

0126

実施形態35
1550nmにおいて、0.14dB/km未満の減衰を有する、実施形態33記載の光ファイバ。

0127

実施形態36
1550nmにおいて、0.12dB/km未満の減衰を有する、実施形態33記載の光ファイバ。

0128

実施形態37
1550nmにおいて、0.11dB/km未満の減衰を有する、実施形態33記載の光ファイバ。

0129

実施形態38
1550nmにおいて、0.10dB/km未満の減衰を有する、実施形態33記載の光ファイバ。

0130

実施形態39
1450℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0131

実施形態40
1400℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0132

実施形態41
1300℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0133

実施形態42
1200℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0134

実施形態43
1100℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0135

実施形態44
1000℃未満の仮想温度を有する、実施形態33から38のいずれか1つに記載の光ファイバ。

0136

実施形態45
光ファイバを処理するための装置において、
第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含む前記処理領域、
を有してなり、
前記第1のゾーンは、前記光ファイバを、前記第1の搬送方向から第2の搬送方向に方向転換させるように構成された第1の流体担持装置を含み、前記第1の流体担持装置は、前記第1の搬送方向から前記第2の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現するものである、光ファイバを処理するための装置。

0137

実施形態46
前記第1の温度が、1100℃と1500℃の間である、実施形態45記載の装置。

0138

実施形態47
前記第2の搬送方向が、前記第1の搬送方向と平行ではあるが同一線上にはない、実施形態45または46記載の装置。

0139

実施形態48
前記処理領域は、前記光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第2の温度に維持するように構成された第2のゾーンをさらに含み、前記第2のゾーンは、前記光ファイバを、前記第2の搬送方向から第3の搬送方向に方向転換させるように構成された第2の流体担持装置を含み、前記第2の流体担持装置は、前記第2の搬送方向から前記第3の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、実施形態45から47のいずれか1つに記載の装置。

0140

実施形態49
前記第3の搬送方向が、前記第1の搬送方向と、または、前記第2の搬送方向と、平行ではあるが同一線上にはない、実施形態48記載の装置。

0141

実施形態50
前記第1の温度が、1400℃超で、前記第2の温度が、1300℃と1400℃の間の温度である、実施形態48または49記載の装置。

0142

実施形態51
前記処理領域は、前記光ファイバを1000℃と1500℃の間の第3の温度に維持するように構成された第3のゾーンをさらに含み、前記第3のゾーンは、前記光ファイバを、前記第3の搬送方向から第4の搬送方向に方向転換させるように構成された第3の流体担持装置を含み、前記第3の流体担持装置は、前記第3の搬送方向から前記第4の搬送方向への前記方向転換を、前記光ファイバに直に接触せずに実現する、実施形態48から50のいずれか1つに記載の装置。

0143

実施形態52
前記第4の搬送方向が、前記第1の搬送方向、前記第2の搬送方向、または、前記第3の搬送方向と、平行ではあるが同一線上にはない、実施形態51記載の装置。

0144

実施形態53
前記第1の温度は、1400℃超であり、前記第2の温度は、1300℃と1400℃の間の温度であり、前記第3の温度は、1200℃と1300℃の間の温度である、実施形態51または52記載の装置。

0145

実施形態54
前記処理領域が炉の内部にある、実施形態45から53のいずれか1つに記載の装置。

0146

実施形態55
前記第1の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第1の流路を含み、第1の流体を、前記第1の流路に供給するものであり、前記第1の流体は、前記光ファイバと前記第1の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第1の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものである、実施形態45から54のいずれか1つに記載の装置。

0147

実施形態56
前記第1の流体が、前記第1の流路に、少なくとも1000℃の温度で供給される、実施形態55記載の装置。

0148

実施形態57
前記第1の流体が、前記第1の流路に、少なくとも1200℃の温度で供給される、実施形態55記載の装置。

0149

実施形態58
前記第1の流体が、前記第1の流路に、少なくとも1350℃の温度で供給される、実施形態55記載の装置。

0150

実施形態59
前記第1の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第1の流路を含み、第1の流体を、前記第1の流路に供給し、前記第1の流体は、前記光ファイバと前記第1の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第1の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぎ、前記第2の流体担持装置は、前記光ファイバを受け付けるための第2の流路を含み、第2の流体を、前記第2の流路に供給し、前記第2の流体は、前記光ファイバと前記第2の流路の表面との間隙を維持するのに十分な圧力を有し、前記間隙は、前記光ファイバが、前記第2の流体担持装置と直に物理的接触するのを防ぐものである、実施形態48から58のいずれか1つに記載の装置。

0151

実施形態60
前記第1の流体が、前記第1の流路に、少なくとも1350℃の温度で供給され、前記第2の流体が、前記第2の流路に、1200℃と1350℃の間の温度で供給される、実施形態59記載の装置。

0152

実施形態61
前記光ファイバが、少なくとも0.5秒間、前記第1のゾーンに維持される、実施形態45から60のいずれか1つに記載の装置。

0153

実施形態62
前記光ファイバが、少なくとも1.0秒間、前記第1のゾーンに維持される、実施形態45から60のいずれか1つに記載の装置。

0154

実施形態63
前記光ファイバが、前記第2の搬送方向に沿って、1000℃と1700℃の間の第2の温度に維持され、前記第2の温度が、前記第1の温度と異なる、実施形態45から60のいずれか1つに記載の装置。

0155

実施形態64
前記光ファイバが、前記第1の温度と前記第2の温度で、合わせて0.5秒より長い時間、維持される、実施形態63記載の装置。

0156

実施形態65
光ファイバを処理するための装置において、
1000℃と1700℃の間の温度に維持される処理領域であって、1つ以上の流体担持装置を含む前記処理領域
を有してなり、
前記1つ以上の流体担持装置が、光ファイバを受け付けて搬送するように構成されたものである、光ファイバを処理するための装置。

0157

実施形態66
前記処理領域が、2つ以上の流体担持装置を含む、実施形態65記載の装置。

0158

実施形態67
前記処理領域が、4つ以上の流体担持装置を含む、実施形態65記載の装置。

0159

実施形態68
前記処理領域が、少なくとも1400℃の温度に維持される第1のゾーンと、1300℃と1400℃の間の温度に維持される第2のゾーンとを含み、前記第1のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第1装置を含み、前記第2のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第2装置を含み、前記流体担持装置のうちの前記第2装置が、該流体担持装置のうちの前記第1装置から、前記光ファイバを受け付けるように構成された、実施形態65から67のいずれか1つに記載の装置。

0160

実施形態69
前記処理領域が、1200℃と1300℃の間の温度に維持される第3のゾーンをさらに含み、前記第3のゾーンが、前記流体担持装置のうちの第3装置を含み、前記流体担持装置のうちの前記第3装置が、前記光ファイバを、該流体担持装置のうちの前記第2装置から受け付けるように構成された、実施形態68記載の装置。

0161

実施形態70
前記処理領域が炉の内部にある、実施形態65から69のいずれか1つに記載の装置。

0162

実施形態71
光ファイバの処理方法において、
光ファイバを線引きする工程と、
前記光ファイバを、第1の構成に配置された1つ以上の流体担持装置を含む処理領域に供給する工程であって、前記1つ以上の流体担持装置は、前記第1の構成において、前記光ファイバに係合せず、該光ファイバは、第1の経路に沿って前記処理領域を通る工程と、
前記1つ以上の流体担持装置を、第2の構成に再配置する工程であって、前記1つ以上の流体担持装置は、前記第2の構成において、前記光ファイバに係合し、前記係合が、前記第1の経路から第2の経路への前記光ファイバの方向転換を実現するものである工程と、
を有してなる光ファイバの処理方法。

0163

実施形態72
前記処理領域が、前記光ファイバの温度を、1000℃と1700℃の間で維持するように構成された、実施形態71記載の方法。

0164

実施形態73
前記方向転換が、流体を、前記1つ以上の流体担持装置に供給する工程を含み、前記流体が、前記1つ以上の流体担持装置を通って、前記光ファイバに接触して、前記方向転換を実現する、実施形態71または72記載の方法。

0165

実施形態74
前記流体が、少なくとも1000℃の温度まで加熱される、実施形態73記載の方法。

0166

実施形態75
前記方向転換が、前記1つ以上の流体担持装置を平行移動させる工程を含む、実施形態73または74記載の方法。

0167

実施形態76
前記第2の経路が、前記第1の経路より長い、実施形態71から75のいずれか1つに記載の方法。

0168

実施形態77
前記第2の経路が、前記第1の経路の少なくとも2倍の長さである、実施形態71から76のいずれか1つに記載の方法。

0169

実施形態78
前記処理領域が、前記流体担持装置のうちの2つ以上の流体担持装置を含み、各前記2つ以上の流体担持装置が、前記第2の構成において、前記光ファイバに係合する、実施形態71から77のいずれか1つに記載の方法。

0170

実施形態79
前記位置転換が、各前記2つ以上の流体担持装置を平行移動させる工程を含む、実施形態78記載の方法。

0171

実施形態80
光ファイバを処理するための装置において、
第1の搬送方向に搬送されている光ファイバを受け付けるように構成された処理領域であって、前記光ファイバを、1000℃と1700℃の間の第1の温度に維持するように構成された第1のゾーンを含むものである前記処理領域と、
前記光ファイバに直に接触せずに、該光ファイバを、前記第1の搬送方向から第2の搬送方向へ方向転換させるように構成された加熱された流体担持装置であって、500℃と1500℃の間の温度を有するものである前記加熱された流体担持装置と、
を有する光ファイバを処理するための装置。

0172

214光ファイバ
216流体担持装置
230 第1の板
232 第2の板
236内側部材
250ファイバ支持流路
318、418 炉
340〜350、440〜450 流体担持装置

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