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技術 2種類以上のハロゲンが共ドープされたコアを有する低損失の光ファイバ

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,ダナクレイグドーズ,スティーヴンブルースリー,ミン-ジュンタンドン,プシュカル
出願日 2018年11月20日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2020-527083
公開日 2021年2月12日 (5ヶ月経過) 公開番号 2021-503630
状態 未査定
技術分野 ガラス組成物(第三版) 光ファイバ、光ファイバ心線 ガラス繊維の製造、処理
主要キーワード 下方駆動 応力緩和領域 mケーブル 合計総量 ピーク量 牽引機 アクリル酸ウレタン 脱水ステップ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題・解決手段

1550nmの波長で約0.17dB/km未満減衰を有する、共ドープされた光ファイバが提供される。ファイバは、5よりも大きいアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアを、当該ファイバ内に含む。ファイバはさらに、コアを取り囲んでいるクラッドも、当該ファイバ内に含み、コアは、2種類以上のハロゲン、例えば塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、コア内の2種類のハロゲンの濃度は、不均一である。コアケインを作製する方法であって、スート体に塩素および/または臭素をドープするステップと、次いで、ドープされたスート体にフッ素をドープするステップとを含む方法も、提供される。

概要

背景

減衰(例えば、0.17dB/km以下の減衰値を有するファイバ)は、データを効率的に伝送するように構成された光ファイバの重要な特徴である。

ファイバの非線形性も、高速長距離伝送用途に使用される光ファイバの性能を制限する1つの要因である。一般に、ファイバの非線形性は、ファイバの実効断面積を増加させることによって低下させることができる。なぜなら、出力密度が実効断面積に反比例するからである。シングルモード動作のために構成されたファイバ設計のいくつかは、実効断面積の増加に焦点を当ててきたが、これらの設計により達成される実効断面積は、マイクロ曲げ損失およびマクロ曲げ損失によって制限されてきた。デジタル信号処理(DSP)における最近の進歩に伴い、伝送システムに対する線形障害(例えば、色分散および偏波モード分散(PMD))は、重大な問題ではなくなっている。

光ファイバにおける減衰特性および損失特性には、複数のメカニズムが寄与している可能性がある。これらのメカニズムには、レイリー散乱小角散乱、金属および不純物に関連する吸収効果、ならびにその他のUVおよびIRに関連する効果が含まれる場合がある。

概要

1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する、共ドープされた光ファイバが提供される。ファイバは、5よりも大きいアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアを、当該ファイバ内に含む。ファイバはさらに、コアを取り囲んでいるクラッドも、当該ファイバ内に含み、コアは、2種類以上のハロゲン、例えば塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、コア内の2種類のハロゲンの濃度は、不均一である。コアケインを作製する方法であって、スート体に塩素および/または臭素をドープするステップと、次いで、ドープされたスート体にフッ素をドープするステップとを含む方法も、提供される。

目的

前述した一般的な説明と、以下の詳細な説明とは、両方とも単なる例示に過ぎず、各請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する

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

シングルモード光ファイバであって、当該シングルモード光ファイバは、5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、クラッドとを含み、前記クラッドは、低減されたクラッド領域と、前記低減されたクラッド領域に接触していて、前記低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、前記コアは、前記外側クラッド領域の相対屈折率と比較して+0.25%よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、第1のハロゲンおよび第2のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記第1のハロゲンの濃度と、前記第2のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、(a)前記コア内の前記第1のハロゲンの最大濃度最小濃度との比が、少なくとも3であり、(b)前記コア内の前記第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも3であり、(c)前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、(d)前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、前記ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満減衰を有する、シングルモード光ファイバ。

請求項2

前記第1のハロゲンは、ClまたはBrであり、前記第2のハロゲンは、Fである、請求項1記載のシングルモード光ファイバ。

請求項3

シングルモード光ファイバであって、当該シングルモード光ファイバは、5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、前記コアを取り囲んでいるクラッドとを含み、前記クラッドは、モートと、外側クラッド領域とを含み、前記コアは、純粋なシリカと比較して+0.05%よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記フッ素の濃度と、前記塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、(a)前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.4質量%であり、(b)前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.45質量%であり、(c)前記コア内の前記塩素の最大量が、少なくとも0.7質量%であり、(d)前記コア内の前記フッ素の最大量が、少なくとも0.75質量%であり、前記ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する、シングルモード光ファイバ。

請求項4

前記クラッドは、低減された領域を含み、前記低減された領域は、前記コアの最大相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載のファイバ。

請求項5

(1)前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも3である、または(2)前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5である、のうちのいずれかである、請求項2または3記載のファイバ。

請求項6

前記コアの中心における前記フッ素に対する前記塩素の濃度の比は、3〜1000である、請求項2または3記載のファイバ。

請求項7

前記コア内の最大相対屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大相対屈折率との間の相対屈折率の差は、0.2%〜0.6%である、請求項2または3記載のファイバ。

請求項8

コアケインを作製する方法であって、当該方法は、(i)Clおよび/またはBrがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、900℃〜1350℃の温度で、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つに曝すテップと、(ii)共ドープされたプリフォームを作製するために、Clおよび/またはBrがドープされた前記スートプリフォームを、1275℃〜1450℃の温度で、0.1atm(10132.5Pa)よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、(iii)前記共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、前記共ドープされたプリフォームを、1400℃を超える温度に曝すステップとを含む、方法。

請求項9

(1)前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、1atm(101325Pa)よりも大きい、または(2)前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい、のうちのいずれかである、請求項8記載の方法。

請求項10

前記焼結されたコアプリフォームは、Cl、Br、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、(a)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素または前記臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.4質量%であり、(b)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.45質量%であり、(c)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素の最大量は、少なくとも0.7質量%であり、(d)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大量は、少なくとも0.75質量%である、請求項8または9記載の方法。

関連出願

0001

本願は、米国特許法第119条の下で、2017年11月20日に出願された米国仮出願第62/588594号明細書に基づく優先権の利益を主張し、その内容全体は、参照することにより本明細書に援用される。

技術分野

0002

本開示は、一般に、データ伝送のための低コストで低減衰光ファイバに関し、より詳細には、共ドープされたコアを有するファイバ設計に関する。

背景技術

0003

低減衰(例えば、0.17dB/km以下の減衰値を有するファイバ)は、データを効率的に伝送するように構成された光ファイバの重要な特徴である。

0004

ファイバの非線形性も、高速長距離伝送用途に使用される光ファイバの性能を制限する1つの要因である。一般に、ファイバの非線形性は、ファイバの実効断面積を増加させることによって低下させることができる。なぜなら、出力密度が実効断面積に反比例するからである。シングルモード動作のために構成されたファイバ設計のいくつかは、実効断面積の増加に焦点を当ててきたが、これらの設計により達成される実効断面積は、マイクロ曲げ損失およびマクロ曲げ損失によって制限されてきた。デジタル信号処理(DSP)における最近の進歩に伴い、伝送システムに対する線形障害(例えば、色分散および偏波モード分散(PMD))は、重大な問題ではなくなっている。

0005

光ファイバにおける減衰特性および損失特性には、複数のメカニズムが寄与している可能性がある。これらのメカニズムには、レイリー散乱小角散乱、金属および不純物に関連する吸収効果、ならびにその他のUVおよびIRに関連する効果が含まれる場合がある。

0006

1つの実施形態によれば、シングルモード光ファイバは、
5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
コアを取り囲んでいるクラッド
を含み、
クラッドは、低減されたクラッド領域と、低減されたクラッド領域に接触していて、低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、
コアは、外側クラッド領域の相対屈折率と比較して+0.25%よりも大きい相対屈折率を有し、コアは、第1のハロゲンおよび第2のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、コア内の第1のハロゲンの濃度と、第2のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
(a)コア内の第1のハロゲンの最大濃度最小濃度との比が、少なくとも3であり、
(b)コア内の第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも3であり、
(c)コアの中心からの距離が増加するにつれて、コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、
(d)中心からの距離が増加するにつれて、コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、
(e)ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する。

0007

いくつかの実施形態によれば、コア内の第1のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である。いくつかの実施形態によれば、コア内の第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である。

0008

いくつかの実施形態によれば、コア内の第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である。

0009

いくつかの実施形態によれば、第1のハロゲンは、塩素(Cl)または臭素(Br)であり、第2のハロゲンは、フッ素(F)である。

0010

いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素(または臭素)の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも3、例えば少なくとも10である。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素(または臭素)の最大濃度と最小濃度との比は、1000未満である。

0011

いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5、例えば少なくとも10である。いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、1000未満である。いくつかの実施形態によれば、コアの中心におけるフッ素に対する塩素(または臭素)の濃度の比は、3〜1000である。

0012

本開示の1つの態様は、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有するシングルモード光ファイバに関する。当該ファイバは、約5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアを、当該ファイバ内に含む。当該ファイバは、コアを取り囲んでいるクラッドも、当該ファイバ内に含む。さらに、いくつかの実施形態によれば、コアは、シリカと比較して0.05%よりも大きい(例えば、0.3%〜0.55%の)最大相対屈折率Δ1MAXを有する。さらに、コアは、当該コア内のフッ素の濃度と、塩素の濃度とが、以下のようにして不均一となるように共ドープされたシリカを含み、すなわち、
(a)コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.4質量%であり、
(b)コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.45質量%であり、
(c)コア内の塩素の最大量が、少なくとも0.7質量%であり、
(d)コア内のフッ素の最大量が、少なくとも0.75質量%である
ように共ドープされたシリカを含む。

0013

本開示の別の態様は、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有するファイバを含む、シングルモード光ファイバに関する。当該ファイバは、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含む、ファイバ内のコアと、コアの領域を取り囲んでいるクラッドとを含む。さらに、コアは、5未満、例えば1.8〜3または1.8〜2.2のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有する。さらに、クラッドは、屈折率が低減されたクラッド領域(本明細書では、低減されたクラッド領域とも称する)を含み、屈折率が低減されたクラッド領域は、コアの相対屈折率と、外側クラッド領域の相対屈折率とよりも低い相対屈折率を有する。

0014

前述した光ファイバの特定の実施形態では、クラッドは、低減された領域を含み、低減された領域は、コアの相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する。例えば、いくつかの実施形態では、低減された領域の相対屈折率は、コアの最大相対屈折率よりも少なくとも0.4%小さい。1つの態様によれば、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差は、0.3%〜0.5%である。いくつかの他の実施形態では、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差は、0.3%〜0.65%である。

0015

いくつかの実施形態によれば、クラッドは、低減された領域を含み、低減された領域は、コアの最大相対屈折率よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。さらに、ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する。

0016

本開示のさらなる態様では、共ドープされたコアを有する光ファイバは、約0.16dB/km未満の減衰を示すことができ、これらのファイバの一部は、1550nmの波長で測定したときに約0.15dB/km以下の減衰レベルさえも有する。

0017

本開示の特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、以下のようにしてフッ素および塩素が共ドープされたシリカコアを有し、すなわち、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも1質量%(例えば、少なくとも2質量%または少なくとも3質量%)であり、かつ/またはコア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも3(例えば、少なくとも10、またはさらには100、3〜1000、5〜1000、または5〜100)であるように共ドープされたシリカコアを有する。

0018

本開示の特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、以下のようにしてフッ素および塩素が共ドープされたシリカコアを有し、すなわち、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも1質量%(例えば、少なくとも2質量%または少なくとも3質量%)であり、かつ/またはコア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも5(例えば、少なくとも10、少なくとも100、または3〜1000、5〜1000、または5〜100)であるように共ドープされたシリカコアを有する。

0019

1つの実施形態によれば、シングルモード光ファイバは、
5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、
コアは、純粋なシリカと比較して+0.05%よりも大きい相対屈折率を有し、コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、コア内のフッ素の濃度と、塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
(a)コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.4質量%であり、
(b)コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.45質量%であり、
(c)コア内の塩素の最大量が、少なくとも0.7質量%であり、
(d)コア内のフッ素の最大量が、少なくとも0.75質量%であり、
ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する。

0020

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、一部は、この説明から当業者に容易に明らかであるか、または以下の詳細な説明と、特許請求の範囲と、添付の図面とを含む、本明細書に記載された実施形態を実施することによって認識されるであろう。

0021

前述した一般的な説明と、以下の詳細な説明とは、両方とも単なる例示に過ぎず、各請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することを意図したものであることを理解すべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に包含され、かつ本明細書の一部を構成する。図面は、1つ以上の実施形態を図示しており、その描写と共に、種々の実施形態の原理および動作を説明するために役立つ。

図面の簡単な説明

0022

共ドープされたコアと、クラッドとを有する光ファイバに関する、ファイバ半径に応じた屈折率を示す概略図である。
図1に示された光ファイバの断面図である。
共ドープされた光ファイバへと線引きするために適したコアケイン内の、半径方向距離関数としてのドーパント濃度プロットである。
図2に関連するファイバケインら線引きされた光学系に関する、ファイバ半径の関数としての、ファイバコア屈折率デルタを示すプロットである。

0023

以下、現在のところ好ましい実施形態を詳細に参照する。添付の図面には、これらの実施形態の例が示されている。可能である限り、同じまたは同様の部分を指すために、全ての図面を通して同じ参照符号を使用する。

0024

「屈折率分布」は、屈折率または相対屈折率と、ファイバ半径との間の関係である。

0025

「μm」および「マイクロメートル」という用語は、本明細書では互換的に使用される。

0026

「相対屈折率百分率」は、以下の式(1):
Δ%=100×(ni2−nc2)/2ni2 (1)
として定義され、ただし、ncは、未ドープのシリカの屈折率であり、niは、光ファイバの特定の領域内の点iにおける平均屈折率である。

0027

本明細書でさらに使用する相対屈折率は、Δによって表され、その値は、特に指定しない限り「%」を単位として記載される。本明細書におけるΔ、%Δ、Δ%、デルタ指数、百分率指数、百分率デルタ指数、および%という用語は、互換的に使用可能である。ある領域の屈折率が、未ドープのシリカの屈折率よりも低い場合には、相対屈折率百分率は、負であり、低減された領域または低減された屈折率を有すると表現される。屈折率が、未ドープのシリカの屈折率よりも高い場合には、相対屈折率百分率は、正である。本明細書における「アップドーパント」とは、純粋な未ドープのシリカに対して相対的に屈折率を上昇させる傾向を有するドーパントであると見なされる。本明細書における「ダウンドーパント」とは、純粋な未ドープのシリカに対して相対的に屈折率を低下させる傾向を有するドーパントであると見なされる。アップドーパントの例には、GeO2、Al2O3、P2O5、TiO2、Cl、およびBrが含まれる。ダウンドーパントの例には、FおよびBが含まれる。

0028

光ファイバの、本明細書では特に明記しない限り「分散」と称する「色分散」は、材料分散と、導波路分散との合計である。ゼロ分散波長は、分散がゼロの値を有するところの波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。

0029

「実効断面積」は、以下の式(2):
Aeff=2π[(∫f2rdr)2/(∫f4rdr)] (2)
として定義され、ただし、積分限界は、0〜∞であり、fは、導波路(すなわち、光ファイバ)内を伝搬する光に関連する電界横方向成分であり、rは、ファイバの半径である。本明細書で使用する「実効断面積」または「Aeff」は、特に明記しない限り、1550nmの波長(すなわち、基本モード)での光学的な実効断面積を意味している。

0030

「アルファ」または「α分布」という用語は、Δ(r)の観点において表現された相対屈折率分布を意味している。Δ(r)は、「%」を単位としており、ただし、rは、半径であり、Δ(r)は、以下の式(3):
Δ(r)=Δ1max[1−(r/r1)α] (3)
のとおりであり、ただし、Δ1maxは、ファイバの中心におけるピーク屈折率変化(つまり、コアデルタ)であり、r1は、コア半径である。本明細書で報告されるアルファは、1550nmにおいて測定されている。α=1は、三角形の相対屈折率分布に対応し、1.5<α<5のαは、顕著なグレーデッド型の屈折率分布に対応し、α=2は、放物線状の分布を表し、α>12は、ステップ型の屈折率(すなわち、本明細書で使用する「ステップ様の屈折率分布」)に近似する分布に対応する。モードフィールド直径MFD)は、本開示の分野で理解されているような、以下の式(4):
MFD=2w かつ
w2=2[(∫f2rdr)/{∫(df/dr)2rdr}] (4)
によるペーターマンII法を使用して測定され、ただし、wは、モードフィールド半径であり、積分限界は、0〜∞である。特に明記しない限り、1310nmでのMFDは、本開示によって共ドープされたG.652およびG.654の光ファイバ構成の場合、それぞれ約8.2μm〜約9.5μmおよび約9.0μm〜約12μmである。1550nmでのMFDは、本開示によって共ドープされたG.652およびG.654の光ファイバ構成の場合、それぞれ約9.0μm〜約11μmおよび約9.0μm〜約14μmである。

0031

V3は、以下の関係式

0032

0033

によって定義される、モート(moat)領域の体積であり、ただし、Δ3−4は、内側クラッド領域の相対屈折率と、外側クラッド領域の相対屈折率との間の差である。

0034

所与のモードにおける「理論上のファイバカットオフ波長」、「理論上のファイバカットオフ」、または「理論上のカットオフ」とは、その波長を超えると、導波された光がそのモードにおいて伝搬できなくなるような波長である。数学的な定義は、Single Mode Fiber Optics,Jeunhomme,pp.39−44,Marcel Dekker,New York,1990において見出すことが可能であり、そこでは、理論上のファイバカットオフを、モード伝搬定数外側クラッド内の平面波伝搬定数に等しくなる波長として説明している。この理論的な波長は、直径の変動を有していない無限長の完全に真っ直ぐなファイバである場合には適切である。

0035

ファイバカットオフは、「2mファイバカットオフ」または「測定カットオフ」としても知られる「ファイバカットオフ波長」を得るための、規格化された2mファイバカットオフ試験であるFOTP−80(EIA−TIA−455−80)によって測定される。FOTP−80規格試験は、制御された曲げの量を使用して高次モードを除去するため、またはファイバのスペクトル応答マルチモードファイバのスペクトル応答に対して正規化するために実施される。

0036

本明細書で使用する「ケーブルカットオフ測定」は、EIA−455−170 Cable Cutoff Wavelength of Single−mode Fiber by Transmitted Powerまたは「FOTP−170」に記載されている規格化された22m試験を使用して実施される。

0037

本明細書において特に明記しない限り、(分散、減衰などのような)光学特性は、LP01モードに関しての報告である。

0038

群屈折率」(ngeff)としても知られる「実効群屈折率」は、以下の式(5):
ngeff=c/vg (5)
によって示しているように、群速度vgに対する光速cの比である。電磁界、屈折率、波長、および伝搬定数に関するファイバ内の導波モードのvgのための数式表現は、マクスウェル方程式から、またはより具体的には、スカラー波動方程式から導出される。群速度vgは、以下の式(6):
vg=∂ω/∂β (6)
において定義され、ただし、ωは、波の角周波数、βは、導波モードの伝搬定数である。実効屈折率とも呼ばれる伝搬定数βは、電磁界の伝搬速度に関連する電磁界パラメータであり、選択された導波路のためのスカラーの波動方程式を解くことによって求められる。βは、導波路の幾何形状に依存しているので、導波路を曲げることによってβが変化すると予期することができる。例えば、米国特許第6134367号明細書の第3欄の第14〜29行目が参照され、同明細書を参照することによって本開示に援用する。

0039

光ファイバコア(例えば、シリカベースガラス組成物を含むコア)へのドープは、一般に、ガラス仮想温度を低下させる。なぜなら、コア内に個々に導入される適切なドーパントは、ガラスの粘度を低下させる傾向があるからである。ガラスの仮想温度を低下させるドーパントの多くは、コア内の濃度変動を増加させる傾向もあり、このことは、レイリー散乱効果の増加に寄与する。したがって、濃度変動を顕著に引き起こすことなくガラスの仮想温度を低下させて、これにより、ドープされた光ファイバのために正味のより低い減衰が得られるようにするためには、ごく僅かなドーパントだけを使用することができる。

0040

本開示において概説している光ファイバ設計は、2種類以上のハロゲンが共ドープされたコアを有するように、かつ(5以下のコアアルファを有する)グレーデッド型の屈折率分布を有するように構成されており、この結果、これに限定するわけではないがレイリー散乱効果を含む、前述した原理および考慮事項に鑑みて、低損失の光ファイバがもたらされる。本明細書で使用する「共ドープ」は、光ファイバのコア内に2種類以上のハロゲンドーパントを導入することを意味している。いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。共ドープされたコアを有する光ファイバ構成と、こうした共ドープされたコアを開発するための方法とによって、コアの粘度と、レイリー散乱効果と、最終的にはファイバ減衰とが大幅に低下される。

0041

本開示の態様による共ドープされたファイバによって、低い減衰レベルを得ることができる。特に、これらのファイバのコアに共ドープすることによって、1550nmで約0.18dB/km未満の減衰レベル、いくつかの実施形態では約0.17dB/km未満の減衰レベルを得ることができる。共ドープされたファイバのいくつかの実施形態によれば、約0.16dB/km未満および約0.15dB/km未満のさらに低い減衰レベルを得ることができる。コア内にフッ素および塩素の両方を共ドープすることにより、そのコア内の粘度レベルが低くなる。このような低い粘度レベルは、コア内の仮想温度および密度変動の低下に寄与し、これによりレイリー散乱効果が低下される。さらに、ファイバに塩素およびフッ素のドーパントを添加すると、これらのファイバのコア内での濃度変動の増加が最小になり、これらの光ファイバにおいて観察される低い減衰レベルにさらに寄与することとなる。

0042

いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。本開示において概説される共ドープされた光ファイバ設計は、以下のようなコア、すなわち、GeO2が制限されたSiO2コアまたはGeO2を含まないコアであって、かつ少なくとも2種類のハロゲンが共ドープされていて、5以下のコアアルファを有するグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するコアを設けることによっても、低減衰性能のために最適化可能である。光ファイバ内のゲルマニアが制限されたコアまたはゲルマニアを含まないコアは、レイリー散乱の影響を低下させることによって、光ファイバの減衰性能を改善することができる。本明細書で使用する「GeO2が制限されたSiO2コア」は、ファイバが、GeO2またはGeOを単独でまたは組み合わせて約1.0質量%未満しか含有しないことを意味する。好ましくは、本明細書に開示している共ドープされたファイバは、GeO2またはGeOを単独でまたは組み合わせて約0.5質量%未満、より好ましくは約0.1質量%未満しか含有しない。特定の共ドープされた光ファイバの実施形態では、GeO2および/またはGeOの濃度は、ゼロに近似可能であるか、またはゼロに設定可能である。

0043

いくつかの実施形態では、光ファイバの共ドープされたコアは、フッ素および塩素がドープされたシリカを含む。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素およびフッ素である。本明細書に開示しているファイバのコアは、酸化カリウムおよび五酸化リンのうちの1つ以上を追加的に含むことができる。それぞれのコア内に少量のGeO2およびGeOを有するこのようなファイバは、レイリー散乱の寄与がより少ないことによって、さらに低い減衰レベルを示すことができる。GeO2が制限されたSiO2コア内のフッ素および塩素のドーパント分布を最適化することによって、減衰のさらなる改善を実現することが可能である。

0044

本開示の共ドープされたファイバは、約80マイクロメートル〜約150マイクロメートルの間の外側クラッド直径を有することが好ましい。いくつかの態様では、共ドープされたファイバは、約120マイクロメートル〜約130マイクロメートルの外側クラッド直径を有することができる。特定の好ましい実施形態のファイバは、約125マイクロメートルの外側クラッド直径を有する。

0045

好ましくは、これらのファイバの共ドープされたコアは、5未満のアルファ、または場合によっては約3未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有することができる。5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率のコアは、小角散乱による光ファイバ減衰への寄与を低下させるために役立つ。グレーデッド型の屈折率のコアにより、より少ない工程数と、より少ない製造コストとによって光ファイバを製造することが可能となる。グレーデッド型の屈折率分布のコアの場合には、工程数および製造コストの削減が達成され、内側クラッドが光ファイバコアに隣接している場合であっても、光ファイバは、G.652に準拠した分散特性(ゼロ分散波長)を満たす。いくつかの実施形態では、これらのファイバの共ドープされたコア(2種類以上のそれぞれ異なるハロゲンドーパント)は、1.5〜3、例えば1.8〜3、1.5〜2.5、または1.8〜2.3のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有することができる。いくつかの実施形態によれば、ファイバは、グレーデッド型の屈折率を提供するために、GeO2が制限されたコア内にドープされたフッ素および塩素を含む。オプションで、追加の光学的性能の利益を得るために、K2Oおよび/またはP2O5のドーパントをコアに導入してもよい。

0046

例示的な実施形態のファイバは、コアの内部での、およびコアとクラッドと間での、熱膨張係数に関連する(CTE)不一致を減少させ、これによって、コアの内部応力を低下させることができ、より良好なファイバ減衰特性をもたらすことができる。

0047

共ドープされたコアのグレーデッド型の屈折率のコアにおけるアルファ分布は、種々の方法を使用して達成可能である。1つの手法は、グレーデッド型の屈折率でフッ素をドープするための不均一固結技術に基づく。不均一固結技術は、外付け(OVD)法および気相軸付け(VAD)法に基づく。第2の手法は、内付け気相成長MCVD)手法に基づく。第3の手法は、プラズマ支援化学気相成長(PCVD)手法に基づく。MCVDおよびPCVD手法では、光ファイバのコアは、層毎のガラス堆積により作製され、それぞれの層をドープするために使用されるプロセスは、独立して制御可能である。

0048

いくつかの実施形態によれば、OVDまたはVADのスート・ツー・ガラス(soot to glass)プロセスにおいて、光ファイバのプリフォーム製造のプリフォーム固結工程中および/またはドープ工程中に少なくとも2種類のハロゲンをドープすることによって、グレーデッドインデックス型の屈折率分布が達成される。シリカスートコアプリフォームは、例えば、OVDまたはVADシリカスート堆積プロセスを使用して作製される。しかしながら、光ファイバを作製するためのスートプリフォームを、他の方法によって製造してもよい。

0049

本明細書で開示される共ドープされた光ファイバを作製するための方法の特定の態様では、SiCl4を使用してコアをドープするために、大きい表面積のスートプリフォーム(すなわち、従来の光ファイバ処理において使用されるプリフォームの表面積と比較して)を採用することができる。いくつかの実施形態では、スートプリフォームの表面積は、10m2/gmよりも大きく、20m2/gmよりも大きく、25m2/gmよりも大きく、またはさらに50m2/gmよりも大きい。特定の他の実施形態では、スートプリフォームの表面積は、90m2/gmより大きくてもよい。本明細書に記載される実施形態では、スートは、シリカスートである。スートプリフォームの表面積は、本開示の適用分野で理解されているような、ブルナウアー・エメットテラー(BET)法による表面積評価技術を使用して測定可能である。1つの実施形態によれば、スートプリフォームは、約0.5g/cm3(例えば、0.4〜0.6g/cm3)の密度を有し、シリカハンドルを含む直径10mmの取り外し可能なアルミナ製回転ベイトロッド上にシリカスートを火炎堆積させることによって旋盤内で調製される。

0050

コアスートプリフォームは、その後、固結炉または焼結炉内に入れられ、4つのステップを含むプロセスを使用して、プリフォームへの塩素およびフッ素(または臭素およびフッ素、または臭素、塩素およびフッ素)の共ドープが達成される。

0051

少なくとも2種類のハロゲンが共ドープされた光学プリフォームを作製する第1のステップでは、シリカスートプリフォームが、脱水剤(例えば、塩素、SOCl2、SiCl4、またはCO)によって処理されて、水および金属不純物が除去される。脱水ステップは、プリフォームを900℃〜1300℃の温度に曝すことによって実施される。

0052

シリカスートプリフォームに2種類のハロゲンを共ドープする第2のステップでは、プリフォームが900℃〜1350℃の温度で塩素ドーパント前駆体および/または臭素ドーパント前駆体(例えば、SiCl4、SiBr4)に曝され、なお、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体の分圧は、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい。いくつかの実施形態では、プリフォームに共ドープする第2のステップは、塩素ドーパント前駆体が1atm(101325Pa)よりも大きい条件下において実施される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第2のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が2atm(202650Pa)よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに少なくとも2種類のそれぞれ異なるハロゲンを共ドープする第2のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が5atm(506625Pa)よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第2のステップは、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体が10atm(1013250Pa)よりも大きい条件下において実施される。

0053

プリフォームに少なくとも2種類のハロゲンを共ドープする第3のステップでは、プリフォームが1275℃〜1450℃の温度でフッ素ドーパント前駆体(例えば、SiF4)に曝され、なお、フッ素ドーパント前駆体の分圧は、0.1atm(10132.5Pa)よりも大きい。いくつかの実施形態では、プリフォームは、1300℃よりも高い温度でフッ素ドーパント前駆体に曝される。他のいくつかの実施形態では、プリフォームは、1350℃よりも高い温度でフッ素ドーパント前駆体に曝される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第3のステップは、フッ素ドーパント前駆体が0.2atm(20265Pa)よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第3のステップは、フッ素ドーパント前駆体が0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい条件下において実施される。さらに他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第3のステップは、フッ素ドーパント前駆体が1atm(101325Pa)よりも大きい条件下において実施される。いくつかの他の実施形態では、プリフォームに共ドープする第3のステップは、フッ素ドーパント前駆体が2atm(202650Pa)よりも大きい条件下において実施される。

0054

少なくとも2種類のハロゲンを含む、共ドープされたプリフォームを作製する第4のステップでは、共ドープされたプリフォームが1400℃を超える温度に曝され、完全に焼結されて透明になり、これによって、種のない透明なガラス製の共ドープされたプリフォームが得られる。いくつかの実施形態では、少なくとも2種類のハロゲンを含む、共ドープされたプリフォームを作製する第4のステップは、フッ素ドーパント前駆体(例えば、SiF4)の存在下において実施される。

0055

いくつかの実施形態によれば、コアケインを作製するための方法は、
(i)Clおよび/またはBrがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、900℃〜1350℃の温度で、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体、臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つに曝すステップと、
(ii)Clおよび/またはBrと、Fとを含む、共ドープされたプリフォームを作製するために、Clおよび/またはBrがドープされたスートプリフォームを、1275℃〜1450℃の温度で、0.1atm(10132.5Pa)よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、
(iii)共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、共ドープされたプリフォームを、1400℃を超える温度に曝すステップと
を含む。

0056

ガスの混合物中では、それぞれのガスが分圧を有しており、この分圧は、そのガスが元々の混合物の体積全体を同じ温度において単独で占めていた場合における、そのガスの仮想的な圧力である。理想的なガス混合物全圧は、混合物中の複数のガスの分圧の合計である。ガスの分圧が、ガス混合物中の1種類のガスのモル分率(または体積分率)と、全圧との積であることに留意すべきである。

0057

いくつかの実施形態によれば、コアケインを作製するための方法は、コアケインを形成するために、焼結されたコアプリフォームを再び線引きするステップをさらに含む。

0058

本方法のいくつかの実施形態によれば、塩素ドーパント前駆体または臭素ドーパント前駆体の分圧は、1atm(101325Pa)よりも大きく、2atm(202650Pa)よりも大きく、5atm(506625Pa)よりも大きく、またはさらに10atm(1013250Pa)よりも大きく、かつ例えば、50atm(5066250Pa)よりも小さい。

0059

本方法のいくつかの実施形態によれば、フッ素ドーパント前駆体の分圧は、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きく、1atm(101325Pa)よりも大きく、またはさらに2atm(202650Pa)よりも大きく、かつ例えば、20atm(2026500Pa)よりも小さい。

0060

いくつかの実施形態によれば、焼結されたコアプリフォームは、Cl、Br、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
(a)焼結されたコアプリフォーム内の塩素または臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.4質量%であり、
(b)焼結されたコアプリフォーム内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.45質量%であり、
(c)焼結されたコアプリフォーム内の塩素の最大量は、少なくとも0.7質量%であり、
(d)焼結されたコアプリフォーム内のフッ素の最大量は、少なくとも0.75質量%である。

0061

いくつかの実施形態によれば、コアケインは、Cl、Br、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
(a)コアケイン内の塩素または臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.4質量%であり、
(b)コアケインプリフォーム内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.45質量%であり、
(c)コアケイン内の塩素の最大量は、少なくとも0.7質量%であり、
(d)コアケイン内のフッ素の最大量は、少なくとも0.75質量%である。

0062

いくつかの実施形態によれば、本開示における例示的なファイバの実施形態のコアは、Fドーパントと、Clドーパントとの両方(例えば、フッ素Fおよび塩素Cl)を含有するので、塩素の濃度と、フッ素の濃度との両方が、コアの中心からコアの外半径までの半径方向距離に応じて変化することが有利であり得る。例えば、塩素の濃度を、コアの中心または中心付近において最も高くし、コアの外半径までの半径方向距離に応じて減少させることができ、その一方で、フッ素の濃度を、コアの端部(例えば、コアの外半径)において最も高くし、コアの中心または中心付近において最も低くすることができる。塩素ドーパントを、不均一なグレーデッド様の屈折率分布でコアに導入し、フッ素も、不均一な分布でコアに導入することも有利であり得る。特に、塩素の濃度を、コアの中心において最も高くし、コアの外半径においてより低くすることができ、その場合のドープ分布は、フッ素ドーパントによって達成されるグレーデッド型のドープ分布とはほぼ逆である。したがって、コアの中心におけるフッ素ドーパントの濃度を、より低くすることができるが、グレーデッド型の屈折率分布が形成されるように、コアの外半径に向かって増加させることができる。これらの種々の共ドープされたグレーデッド型の屈折率分布は、コアの焼結段階中、または下方駆動炉内のスートが堆積されたコアの乾燥段階中に、またはMCVDもしくはPCVD処理技術によって形成可能である。塩素ドーパントのための供給源前駆体として、Cl2またはSiCl4を使用することができる。臭素ドーパントのための供給源前駆体として、Brガス、Br2、またはSiBr4を使用することができる。フッ素ドーパントのための供給源前駆体として、SiF4を使用することができる。

0063

いくつかの実施形態によれば、ファイバコア内の塩素の最大量(ピーク量)は、少なくとも1質量%、例えば少なくとも2質量%、少なくとも3質量%、例えば1質量%〜4質量%である。いくつかの実施形態によれば、ファイバコア内のフッ素の最大量(ピーク量)は、少なくとも1質量%、例えば少なくとも2質量%、少なくとも3質量%、例えば1質量%〜4質量%である。

0064

これらの実施形態によれば、コア内の塩素の最大量は、コアの内側3分の1以内(すなわち、コアの外半径の1/3以内)に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素の最大量は、コアの内側4分の1以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最小量は、コアの内側3分の1以内(すなわち、コアの外半径の1/3以内)に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最小量は、コアの内側4分の1以内に位置する。

0065

いくつかの実施形態によれば、コア内に存在する塩素の最小量は、コアの外側4分の1以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在する塩素の最小量は、コアの外側縁部内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも1質量%、例えば少なくとも2質量%、またはさらに少なくとも3質量%である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、1質量%〜4質量%である。例えば、いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5、少なくとも7、またはさらに少なくとも10である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、10〜1000(例えば、10〜100)である。

0066

いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最大量は、コアの外側4分の1以内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内に存在するフッ素の最大量は、コアの外側縁部内に位置する。いくつかの実施形態によれば、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも1質量%、例えば少なくとも2質量%、少なくとも3質量%である。いくつかの実施形態では、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、1質量%〜4質量%である。いくつかの実施形態では、コア内のフッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5、少なくとも7、またはさらに少なくとも10である。いくつかの実施形態では、コア内の塩素の最大濃度と最小濃度との比は、5〜1000(例えば、7.5〜100)である。

0067

本開示の特定の態様によれば、コア内のClの濃度は、(半径が増加するにつれて)0.7質量%超から0.25質量%未満まで半径方向に減少する。いくつかの実施形態によれば、コア内のClの濃度は、0.7質量%超から0.15質量%未満まで半径方向に減少する。例えば、いくつかの実施形態によれば、コア内のClの濃度は、(コア半径の内側1/3以内の位置での)0.7質量%超から、コアの縁部での0.05質量%未満まで半径方向に減少する。

0068

所望の低い減衰特性を達成するためには、クラッドの組成もまた重要であり得る。コアの屈折率よりも屈折率を低くするために、クラッドにフッ素をドープすることができる。共ドープされたファイバの特定の態様では、(例えば、フッ素をドープすることによって達成される)クラッド内の低減された領域の相対屈折率を、コアの最大相対屈折率よりも少なくとも0.25%低くすることができる。同様に、いくつかの実施形態では、コアと外側クラッド領域との間の相対屈折率の差を、0.2%〜0.5%とすることができる。オプションで、三酸化ホウ素および塩素のうちの1つ以上を、クラッドにさらにドープしてもよい。

0069

オプションで、塩素および/またはB2O3を、クラッド内のドーパントとして単独で使用してもよいし、またはクラッド内に既に存在するフッ素ドーパントへの追加として使用してもよい。

0070

本開示における光ファイバ設計のいくつかの実施形態では、コアおよびクラッドは、他のアルカリ元素(例えば、カリウム)の存在を最小化または排除するように構成可能である。比較すると、アルカリドープは、他のドーパントのために使用されるドーププロセス(例えば、フッ素ドープ)よりも高コストである。したがって、本明細書で開示される共ドープされた無アルカリの光ファイバ設計は、処理コストおよび製造コストを削減するために特に最適化されている。

0071

図1は、それぞれ本開示の態様による、ハロゲンが共ドープされた光ファイバ310の例示的な実施形態に関する、ファイバ半径の関数としての相対屈折率分布を示す。この相対屈折率分布は、外側クラッド領域に対して相対的に(すなわち、屈折率デルタΔ4%に対して相対的に)プロットされている。例示的な光ファイバ310は、1550nmでのシングルモードSM)である。図1Aには、これらのファイバの顕著な特徴をさらに説明するために、ファイバ310の断面も示されている。

0072

図1に示しているように、光ファイバ310はコア101を有する。コア101は、グレーデッド型の相対屈折率分布1を形成するために、約1.5〜約5のα値を有するアルファ分布を有することができる。好ましくは、コア101は、3未満、例えば1.5〜3または1.8〜2.5、より好ましくは1.9〜2.3のα値を有するアルファ分布を示す。コア101の相対屈折率Δ1は、ファイバ半径(r)に応じて変化し、最大相対屈折率Δ1MAXを有する。コア101は、コア半径100(本明細書ではr1とも呼ばれる)を有する。いくつかの実施形態によれば、コア101は、その中心からその半径100(r1)まで、FおよびClがドープされたSiO2を主に含有する。他の実施形態によれば、コア101は、その中心からその半径100(r1)まで、FおよびBrがドープされたSiO2を主に含有する。オプションで、コア101には、K2Oおよび/またはP2O5をさらにドープしてもよい。これらのドーパントは、OVD、VAD、MCVD、およびPCVD処理方法によってSiO2コア101に導入可能である。いくつかの実施形態では、コアは、ゲルマニアを含まず、少なくとも2種類のハロゲンドーパントを含む。いくつかの実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、フッ素および塩素である。いくつかの他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、塩素および臭素である。さらに他の実施形態では、コア内に共ドープされるハロゲンは、臭素およびフッ素である。

0073

共ドープされたファイバ310は、クラッド141(図1および図1A)を有し、このクラッド141は、2つのクラッド領域または3つのクラッド領域を含む。全てのクラッド領域は、FがドープされたSiO2を主に含むことができる。オプションで、Fドーパントに加えてClおよび/またはB2O3を、種々のクラッド領域のドーパントとして使用してもよい。

0074

図1および図1Aを再び参照すると、共ドープされた光ファイバ310は、厚さ200を有するクラッド141を有する。クラッド141は、少なくとも2つのクラッド領域、すなわち、相対屈折率分布3(Δ3minを含み、本明細書ではモートと呼ばれる)および外半径110(r3)を有する低減されたクラッド領域と、相対屈折率分布4および外半径(r4)を有する外側クラッド領域とを含む。外半径r4は、図1では120として示されている(ただし、これは、オプションの最外側領域が存在しない場合であり、オプションの最外側クラッド領域が存在する場合には、150として示される)。

0075

いくつかの実施形態では、クラッド141は、相対屈折率分布2(図1には図示せず)を有する追加的な(オプションの)領域を含み、この追加的な(オプションの)領域は、屈折率が低減されたクラッド領域の相対屈折率分布3と、コアとの間に位置する。この実施形態では、この追加的なオプションのクラッド領域は、r3よりも小さい外半径r2を有する。いくつかの実施形態では、クラッド141の相対屈折率4(Δ4)は、好ましくは、外半径120,150(r4)を出るまで実質的に一定である。いくつかの実施形態では、クラッド141の相対屈折率4は、ステップ型の分布を有する。

0076

いくつかの実施形態では、クラッド141は、相対屈折率分布5および最大屈折率Δ5を有する(応力緩和領域)を有するオプションの最外側クラッド領域を含む。この領域は、例えば図1に(破線で)示されている。この実施形態では、最外側クラッド領域は、外側クラッド領域を取り囲んでおり、外側クラッド領域に接触している(最外側クラッド領域は、例えば、純粋なSiO2である)。

0077

これらのクラッド領域の各々は、コア101を取り囲んでいる。図1に示しているように、低減されたクラッド領域は、外側クラッド領域の相対屈折率分布4よりも低い屈折率デルタを有する相対屈折率分布3を有する。これらのクラッド領域は、合わせて1つの合計厚さ200を有し、この合計厚さ200は、クラッド141の厚さに対応する。クラッド141内の相対屈折率分布3および4は、それぞれステップ型の分布を有することができる。

0078

図1にも示しているように、共ドープされたファイバ310内の低減されたクラッド領域3の相対屈折率分布は、Δ3minにほぼ等しい値を有することができる。図1では、低減されたクラッド領域の相対屈折率分布3は、幅m1のモートを示し、その相対屈折率(Δ3)は、コア101の相対屈折率よりも低くなっており、かつ相対屈折率分布4に対応する隣接する外側クラッド領域の相対屈折率(Δ4)よりも低くなっている。図1に示しているように、相対屈折率分布3を有する低減されたクラッド領域は、(本明細書ではr3とも呼ばれる)半径110まで延在する。相対屈折率分布4に対応する外側クラッド領域に対して、幅m1のモートを形成することを容易にするために、Brおよび/またはFおよび/またはCl、またはそれらの組み合わせを、低減されたクラッド領域内の屈折率変更ドーパントとして含むことができることに留意すべきである。外側クラッドの相対屈折率4(Δ4)は、好ましくは、外側クラッドの外半径(r4)150,120を出るまで実質的に一定である。

0079

シングルモード動作のために構成されている場合、共ドープされた光ファイバ310は、5未満、例えば、約1.5〜4.5のアルファを有することができる。アルファ値を、約1.7〜約3の範囲内で設定してもよい。さらに、ファイバ310のコア101は、外側クラッド領域に対して相対的に、約0.2%Δ〜約+0.65%(例えば、0.3〜0.5%)のピーク相対屈折率デルタΔ1maxを有することができる。コアのピーク(最大)相対屈折率デルタΔ1maxは、(外側クラッドに対して相対的に)約+0.25%〜0.45%の範囲であってもよい。さらに、ファイバ310のコア101は、シングルモード動作のために構成されており、約4〜12マイクロメートルのコア半径100(r1)を有することができる。コア101の実効断面積Aeffは、約60μm2〜約150μm2の範囲であり得る。

0080

シングルモード動作のために構成された、共ドープされた光ファイバ310は、ゲルマニアを含むその他のドーパントオプションに比べて比較的低コストであるフッ素ドーパントおよび塩素ドーパントを含む。それでもなお、これらの共ドープされた光ファイバ設計は、波長1550nmで約0.17dB/km未満という非典型的に低い減衰を有する。特定の態様では、共ドープされた光ファイバは、約0.16dB/km未満、さらに約0.15dB/km未満の、非常に低い減衰レベルを示すことができる。ファイバ310は、1550nmでのシングルモード動作のために構成されており、G.652およびG.654の光ファイバ用途のために特に適している。このような共ドープされたファイバ310は、例えば、1530nm未満、より好ましくは1500nm未満、さらにより好ましくは1260nm未満のケーブルカットオフと、1300nm〜1324nmのゼロ分散波長とを示すことができる。G.652またはG.657用途の場合には、1550nmで約22ps/nm/km以下の分散を有するように、ファイバを構成することができる。

0081

フッ素および塩素がドープされた、低減衰の共ドープされた光ファイバ310は、依然として「応力光学」効果を受けやすい場合がある。特に、これらのファイバは、グレーデッドインデックス型のコアを使用しているにもかかわらず、ファイバの製造に関連する高い内部応力を受けやすい場合があり、これによって、光学的性能が低下する可能性がある。特に、これらのファイバの製造中に発生する内部応力は、屈折率分布に対して影響を及ぼし、光透過特性を損ねる可能性がある。オプションの最外側クラッド領域は、内部応力を低下させ、光ファイバの減衰性能を改善する。

0082

本明細書に記載される共ドープされた光ファイバは、約90g未満の線引き張力を有する線引きプロセスによって製造可能である。線引き張力は、好ましくは約45g未満に設定され、より好ましくは約30g〜約45gに設定される。これらの処理パラメータによって作製されたファイバは、導波路の伝搬性能を含むファイバの光伝送特性に対して悪影響を及ぼす可能性のある、線引きに起因する応力の影響をさらに受けにくくなる。前述したことに従って処理および構成されている場合、共ドープされた光ファイバは、1550nmの動作波長で約0.17dB/km未満、約0.16dB/km未満、さらには約0.15dB/km未満の減衰を有することが推定される。

0083

ファイバ310の特定の実施形態では、例えば、図1では相対屈折率分布5を有する最外側クラッド領域として示されている、クラッド141内(すなわち、r5とr4との間)の堅い最外側クラッド領域(すなわち、応力緩和層)は、純粋なシリカガラス組成を有する。他の態様では、堅い最外側クラッド領域は、酸窒化ケイ素ガラス組成を有する。特定の実現形態によれば、クラッド141の堅い最外側クラッド領域の組成は、コア101の組成中のClおよびFの合計総量(例えば、ClおよびFの総モル数)よりも少ないF(例えば、より少ないモル数のF)を含む。クラッド141の堅い最外側クラッド領域は、コア101内のClおよびFの合計総モル数よりも少ないモル数のClおよびFを有することもできる。追加的な実施形態では、堅い最外側クラッド部分は、コア101内のClおよびFの合計総モル数よりも少ないモル数のClを有する。いくつかの実施形態では、最外側クラッド領域の相対屈折率は、コア101の相対屈折率よりも大きい。

0084

シングルモード動作のために構成された、共ドープされた光ファイバ310は、低い曲げ損失を有することもできる。本明細書で使用する「曲げ損失」は、1550nmで測定されたときの、dB/turnの単位での、光ファイバのマクロ曲げ損失の値を意味している。いくつかの実施形態では、ファイバ310として構成された光ファイバ設計は、直径15mmのマンドレル上で5dB/turn以下のマクロ曲げ損失を有することができる。特定の実施形態によれば、ファイバのマクロ曲げ損失は、直径15mmのマンドレル上で2dB/turn以下であり、直径20mmのマンドレル上で1.5dB/turn以下であり、直径20mmのマンドレル上で0.5dB/turn以下であり、直径30mmのマンドレル上で0.025dB/turn以下であり、直径30mmのマンドレル上で0.01dB/turn以下である。いくつかの実施形態では、ファイバ310として構成された光ファイバ設計は、直径10mmのマンドレル上で1.5dB/turn以下、直径10mmのマンドレル上で1dB/turn以下、直径15mmのマンドレル上で1.5dB/turn以下、直径15mmのマンドレル上で1dB/turn以下、直径15mmのマンドレル上で0.5dB/turn以下、直径20mmのマンドレル上で0.5dB/turn以下、直径20mmのマンドレル上で0.2dB/turn以下、直径20mmのマンドレル上で0.1dB/turn以下、直径30mmのマンドレル上で0.025dB/turn以下、直径30mmのマンドレル上で0.01dB/turn以下のマクロ曲げ損失を示すことができる。

0085

ファイバ310を含む、本明細書に開示しているファイバは、従来の製造技術を使用して作製された光ファイバプリフォームから、例えば、米国特許第7565820号明細書、米国特許第5410567号明細書、米国特許第7832675号明細書、および米国特許第6027062号明細書に開示されているような、公知のファイバ線引き方法および装置を使用して線引き可能であり、なお、上記の明細書は、参照することにより本明細書に援用される。特に、共ドープされた光ファイバ310 600を、線引き炉内牽引機により光ファイバプリフォームの基部から引き出すことができる。線引き炉を出た後、むき出しの光ファイバは、直径モニタ(D)に到達し、この直径モニタ(D)は、牽引機の速度を調整してファイバ直径を一定に維持するために、フィードバック制御ループにおいて使用される信号を供給する。このむき出しの光ファイバは、次に、ファイバ張力測定装置(T)を通過し、このファイバ張力測定装置(T)は、プリフォームからファイバを引き出すことにより生じる光ファイバの張力を測定する。この張力は、ファイバ線引きの速度、プリフォームの基部の温度および粘度などに応じて増加し得る。ファイバ張力測定装置の一例は、欧州特許出願公開第0479120号明細書に開示されており、同明細書は、参照することにより本明細書に援用される。ファイバ300,310,320,および600を含む、本明細書に開示している光ファイバは、こうしたプリフォームから線引きして、標準的な一次および二次アクリル酸ウレタン被覆によって被覆することができる。

0086

本明細書に開示しているファイバ310の共ドープされたコア101は、オプションで、ある程度のレベルのアルカリを含有してもよいが、本明細書に開示している実施形態は、アルカリを実質的に含まないコアを利用してもよく、多くの実施形態において、コアは、好ましくはアルカリを全く含有しない。

0087

図1を再び参照すると、光ファイバ310の共ドープされたコアの各々は、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を示すように構成可能である。これらの共ドープされたファイバ(すなわち、共ドープされたコアを有するファイバ)は、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含むコア101を、ファイバ内に含む。ファイバは、コア101を取り囲んでいるクラッド141も、ファイバ内に含む。さらに、コア101は、外側クラッド領域の実効屈折率と比較して、少なくとも0.25%の実効屈折率を有する。いくつかの実施形態では、コア101は、外側クラッドと比較して、少なくとも+0.35%の実効屈折率を有する。他の実施形態では、コア101は、純粋なシリカと比較して、少なくとも0.4%の実効屈折率を有する。さらに、クラッド141は、低減された領域(本明細書ではモートとも呼ばれる)を含むことができ、この低減された領域は、コア101の相対屈折率分布1よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。例えば、図1に示されている共ドープされたファイバ310の相対屈折率分布3が、こうした低減された領域に相当する。

0088

図1に示されている、少なくとも2種類のハロゲンが共ドープされたコアを有するファイバ310は、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を示すように構成可能である。これらの共ドープされたファイバは、フッ素および塩素が共ドープされたシリカを含むコア101を、ファイバ内に含む。ファイバは、コア101を取り囲んでいるクラッド141も、ファイバ内に含む。さらに、図1に示されているコア101は、5未満、例えば、1.5〜5のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有する。さらに、上述したように、クラッド141は、屈折率が低減された領域(本明細書では、低減された領域、低減されたクラッド領域、またはモートとも呼ばれる)を含み、この屈折率が低減された領域は、外側クラッド領域の相対屈折率分布(なお、外側クラッド領域は、図1に示されている相対屈折率分布Δ4を有する)よりも低い、実質的に一定の相対屈折率を有する。本明細書に開示している共ドープされたファイバ310は、これらの実施形態に即した他の共ドープされた光ファイバと共に、約0.7質量%以上(例えば、1質量%以上)のピーク(最大)塩素濃度を利用しており、このピーク(最大)塩素濃度は、いくつかの従来の光ファイバにおいて利用されている塩素レベルよりも著しく高い塩素濃度レベルを反映している。クラッド141は、モートおよび外側クラッド領域を取り囲んでいるオプションの最外側クラッド領域を含むことができ、この最外側クラッド領域は、外側クラッド領域の粘度よりも低い粘度を有する。いくつかの実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、1650℃での外側クラッド領域の粘度よりも少なくとも1.5倍高い。他の実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、1650℃での外側クラッド領域の粘度よりも少なくとも2倍高い。さらに他の実施形態では、最外側クラッド領域の粘度は、1650℃での外側クラッド領域の粘度よりも1.5〜10倍高い。

0089

図2を参照すると、本開示の態様による共ドープされた光ファイバ(例えば、ファイバ310)のコア(例えば、コア101)へと線引きするために適した、共ドープされたコアケイン内において測定されたドーパント濃度(質量%)が、半径方向距離(μm)の関数としてプロットされている。このコアケインは、本明細書に記載したものと同様の条件に従って処理およびドープしたものである。

0090

図2に示されているように、質量%のClおよびFのドーパント濃度レベルが、コアケインの中心から、約7000μmの外半径まで示されている。この実施形態では、Cl濃度レベルは、約0.9質量%(コアの中心付近)から約0.15質量%(縁部付近)へと変化し、F濃度レベルは、約0.9質量%(最大濃度、縁部付近)から約0.1質量%(中心付近または中心)へと変化する。コアケインの半径方向距離の関数としてのこれらの濃度レベルがグレーデッド型のアルファ分布を示しており、アルファが1.5〜5であることも明白である。上記のようなコアケインのドープ濃度では、ファイバのシングルモード動作に適した効果的な導波路挙動にとって、コアと外側クラッドとの間の相対屈折率の差(デルタ差)が0.35%であることが好ましいであろうと予測される。この特定の実験では、コアスートプリフォームは、83%のSiCl4と17%のHeとからなる混合物を含む環境において、1175℃の温度で90分間ドープされ、その後、1325℃で15分間、9%のSiF4と91%のHeとからなるガス混合物に曝された。その後、このスートプリフォームは、温度を1450℃超に上昇させることにより、ボイドのないガラスプリフォームへと焼結された。

0091

図3は、図2のコアケインから作製されたファイバコアの、測定された相対屈折率分布を示す。図示されているように、共ドープされたコアは、5未満の複合コアアルファを有する(いくつかの実施形態では、コアアルファは、3未満である)。いくつかの実施形態によれば、コア内の最大相対屈折率と最小相対屈折率との間の差は、0.25%〜0.55%である。例えば、図3は、図2に対応するコアケインから作製されたファイバの相対屈折率を示す。より具体的には、図3は、この実施形態におけるファイバコアが、約0.3%の相対勾配屈折率の差(最大−最小)を有するグレーデッド型の屈折率分布を有することを示す。

0092

前述したファイバの種々の実施形態は、モデル化されたファイバの以下の例によってさらに明らかになるであろう。本開示の思想または範囲から逸脱することなく、種々の修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。以下に列挙した全ての例は、62.5マイクロメートルの外側クラッド半径と、125マイクロメートルのファイバクラッド直径とを有する。さらに、モデル化されたファイバに関して以下に提供する全ての光学的パラメータは、特に明記しない限り、1550nmで、LP01モードにおけるものである。

0093

本開示の前述した態様に関して説明した1つ以上の共ドープされたファイバ310に即している、モデル化されたシリカベースのハロゲン(例えば、塩素およびフッ素、または臭素およびフッ素)が共ドープされたコアとフッ素がドープされたクラッドとのシングルモード(SM)の光ファイバの例と、その特性とが、下記の表1A〜表2Bに示されている。より具体的には、下記の表1A〜表2Bには、種々の共ドープされたSMファイバに関する以下のパラメータおよびファイバ寸法が示されている:コアのΔ1max(%)、コアアルファ、ハロゲンコアのドーパント濃度(例えば、ClおよびF、またはBrおよびF)(質量%)、コアの半径100(r1)、モートの外半径110(r3,μm)、クラッドの外半径120(r4,μm)、モートのデルタΔ3(%)、外側クラッドのデルタΔ4(%)、22mケーブルカットオフ波長(nm)、1310nmでのモードフィールド直径MFD(μm)、1310nmでの実効断面積Aeff(μm2)、1310nmでの分散(ps/nm/km)および分散勾配(ps/nm2/km)、ゼロ分散波長、ラムダゼロ(nm)、1550nmでのモードフィールド直径MFD(μm)、1550nmでの実効断面積Aeff(μm2)、1550nmでの分散(ps/nm/km)および分散勾配(ps/nm2/km)、1310nmおよび1550nmでの減衰(dB/km)。表1A〜表2Bには、直径20mmのマンドレルに関する、dB/turnで表された1550nmでの曲げ損失の値も含まれている。例示的な実施形態のモートの体積V3は、30%平方マイクロメートル〜70%平方マイクロメートルである。

0094

最後に、「N/A」という表記は、そのパラメータが特定のファイバの例には適用できないことを示す。

0095

下記の表1Aは、ClおよびFが共ドープされたコアを有するSM光ファイバ(例えば、図1の共ドープされたファイバ310)の特性を列挙している。

0096

0097

下記の表1Bは、表1Aのファイバと同様の光ファイバのパラメータを示しているが、表1Bのファイバのハロゲンは、BrおよびFである。

0098

0099

下記の表2Aは、ClおよびFが共ドープされたコアを有するSM光ファイバの特性を列挙している。

0100

0101

表2Aは、ClおよびFが共ドープされたコアと、モートまたは屈折率が低減された領域と、外側クラッド領域とを含む、SMの他の光ファイバの特性を示している。これらのファイバは、G.652の推奨基準に準拠する光学的性能と、15mmのマンドレル直径での0.5dB/turn未満の曲げ損失と、1300nm〜1324nmのゼロ分散波長とを有する。図1に示されており、かつ表1A〜表2Bに開示されている相対屈折率分布は、外側クラッド領域の最小屈折率に対して相対的である。

0102

下記の表2Bは、BrおよびFが共ドープされたコアを有するSM光ファイバ(例えば、図1の共ドープされたファイバ310)の特性を列挙している。

0103

0104

表1〜表2Bにおけるシングルモード(SM)光ファイバの光学的特性は、低い減衰と、優れた曲げ性能と、G.657,G.652,G.654の仕様に準拠する他の特性とを示す。本明細書に記載されるシングルモードファイバの光学的特性は、低い減衰と、優れた曲げ性能とを示す。

0105

塩素およびフッ素が共ドープされたコアケインに関する製造条件および処理条件の例と、その特性とが、以下に示されている。これらのコアケインは、これに限定するわけではないが、共ドープされた光ファイバ310を含む、本開示の態様による共ドープされた光ファイバを線引きするために適している。

0106

前述したことは、単なる例示に過ぎず、特許請求の範囲によって定義されるファイバの性質および特徴を理解するための概要を提供することを意図したものであることを理解すべきである。添付の図面は、好ましい実施形態のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に包含され、かつ本明細書の一部を構成する。図面は、種々の特徴および実施形態を図示しており、その描写と共に、原理および動作を説明するために役立つ。特許請求の範囲の思想または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載した好ましい実施形態に対して種々の修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。

0107

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

0108

実施形態1
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
クラッドと
を含み、前記クラッドは、低減されたクラッド領域と、前記低減されたクラッド領域に接触していて、前記低減されたクラッド領域を取り囲んでいる外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、前記外側クラッド領域の相対屈折率と比較して+0.25%よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、第1のハロゲンおよび第2のハロゲンが共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記第1のハロゲンの濃度と、前記第2のハロゲンの濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
(a)前記コア内の前記第1のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも3であり、
(b)前記コア内の前記第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比が、少なくとも3であり、
(c)前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の一方のハロゲンの濃度が増加し、
(d)前記コアの中心からの距離が増加するにつれて、前記コア内の他方のハロゲンの濃度が減少し、
前記ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。

0109

実施形態2
前記コア内の前記第1のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である、
実施形態1記載のシングルモード光ファイバ。

0110

実施形態3
前記コア内の前記第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である、
実施形態2記載のシングルモード光ファイバ。

0111

実施形態4
前記コア内の前記第2のハロゲンの最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である、
実施形態1または2記載のシングルモード光ファイバ。

0112

実施形態5
前記第1のハロゲンは、ClまたはBrであり、
前記第2のハロゲンは、Fである、
実施形態1から4までのいずれか1つに記載のシングルモード光ファイバ。

0113

実施形態6
シングルモード光ファイバであって、
当該シングルモード光ファイバは、
5未満のアルファを有するグレーデッド型の屈折率分布を有するコアと、
前記コアを取り囲んでいるクラッドと
を含み、前記クラッドは、モートと、外側クラッド領域とを含み、
前記コアは、純粋なシリカと比較して+0.05%よりも大きい相対屈折率を有し、前記コアは、塩素およびフッ素が共ドープされたシリカを含み、前記コア内の前記フッ素の濃度と、前記塩素の濃度とは、以下のように不均一であり、すなわち、
(a)前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.4質量%であり、
(b)前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差が、少なくとも0.45質量%であり、
(c)前記コア内の前記塩素の最大量が、少なくとも0.7質量%であり、
(d)前記コア内の前記フッ素の最大量が、少なくとも0.75質量%であり、
前記ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する、
シングルモード光ファイバ。

0114

実施形態7
前記クラッドは、低減された領域を含み、
前記低減された領域は、前記コアの最大相対屈折率よりも低い相対屈折率を有する、
実施形態1、5、または6記載のファイバ。

0115

実施形態8
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも1質量%である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0116

実施形態9
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも2質量%である、
実施形態8記載のファイバ。

0117

実施形態10
前記コア内の前記塩素の最大量は、少なくとも3質量%である、
実施形態9記載のファイバ。

0118

実施形態11
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも1質量%である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0119

実施形態12
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも2質量%である、
実施形態11記載のファイバ。

0120

実施形態13
前記コア内の前記フッ素の最大量は、少なくとも3質量%である、
実施形態12記載のファイバ。

0121

実施形態14
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも1質量%である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0122

実施形態15
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも2質量%である、
実施形態14記載のファイバ。

0123

実施形態16
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも1質量%である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0124

実施形態17
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも2質量%である、
実施形態16記載のファイバ。

0125

実施形態18
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも3である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0126

実施形態19
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である、
実施形態18記載のファイバ。

0127

実施形態20
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、1000未満である、
実施形態19記載のファイバ。

0128

実施形態21
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0129

実施形態22
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも10である、
実施形態21記載のファイバ。

0130

実施形態23
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、1000未満である、
実施形態21または22記載のファイバ。

0131

実施形態24
前記コア内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との比は、少なくとも5である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0132

実施形態25
前記コアの中心における前記フッ素に対する前記塩素の濃度の比は、3〜1000である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0133

実施形態26
前記コア内の前記塩素の最大濃度と最小濃度との比は、1000未満である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0134

実施形態27
前記コア内の最大相対屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大相対屈折率との間の相対屈折率の差は、0.2%〜0.6%である、
実施形態5または6記載のファイバ。

0135

実施形態28
前記コア内の最大屈折率と、前記外側クラッド領域内の最大屈折率との間の相対屈折率の差は、0.3%〜0.5%である、
実施形態1から27までのいずれか1つに記載のファイバ。

0136

実施形態29
前記ファイバはさらに、1530nm未満の22mケーブルカットオフ波長を有することによって特徴づけられている、
実施形態1から28までのいずれか1つに記載のファイバ。

0137

実施形態30
前記ファイバはさらに、1260nm未満の22mケーブルカットオフ波長を有することによって特徴づけられている、
実施形態1から29までのいずれか1つに記載のファイバ。

0138

実施形態31
前記ファイバは、1550nmの波長で約0.17dB/km未満の減衰を有する、
実施形態1から30までのいずれか1つに記載のファイバ。

0139

実施形態32
コアケインを作製する方法であって、
当該方法は、
(i)Clおよび/またはBrがドープされたスートプリフォームを作製するために、シリカスートプリフォームを、900℃〜1350℃の温度で、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい分圧を有する塩素ドーパント前駆体、臭素ドーパント前駆体、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つに曝すステップと、
(ii)共ドープされたプリフォームを作製するために、Clおよび/またはBrがドープされた前記スートプリフォームを、1275℃〜1450℃の温度で、0.1atm(10132.5Pa)よりも大きい分圧を有するフッ素ドーパント前駆体に曝すステップと、
(iii)前記共ドープされたプリフォームを完全に焼結して、焼結されたコアプリフォームを作製するために、前記共ドープされたプリフォームを、1400℃を超える温度に曝すステップと
を含む、方法。

0140

実施形態33
コアケインを形成するために、前記焼結されたコアプリフォームを再び線引きするステップをさらに含む、
実施形態32記載の方法。

0141

実施形態34
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、1atm(101325Pa)よりも大きい、
実施形態32または33記載の方法。

0142

実施形態35
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、2atm(202650Pa)よりも大きい、
実施形態34記載の方法。

0143

実施形態36
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、5atm(506625Pa)よりも大きい、
実施形態35記載の方法。

0144

実施形態37
前記塩素ドーパント前駆体または前記臭素ドーパント前駆体の分圧は、10atm(1013250Pa)よりも大きい、
実施形態36記載の方法。

0145

実施形態38
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、0.5atm(50662.5Pa)よりも大きい、
実施形態32または33記載の方法。

0146

実施形態39
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、1atm(101325Pa)よりも大きい、
実施形態38記載の方法。

0147

実施形態40
前記フッ素ドーパント前駆体の分圧は、2atm(202650Pa)よりも大きい、
実施形態39記載の方法。

実施例

0148

実施形態41
前記焼結されたコアプリフォームは、Cl、Br、またはそれらの組み合わせを含み、さらにフッ素を含み、
(a)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素または前記臭素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.4質量%であり、
(b)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大濃度と最小濃度との間の差は、少なくとも0.45質量%であり、
(c)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記塩素の最大量は、少なくとも0.7質量%であり、
(d)前記焼結されたコアプリフォーム内の前記フッ素の最大量は、少なくとも0.75質量%である、
実施形態32から40までのいずれか1つに記載の方法。

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