DE60114342T2 - Optische Faser und Verfahren zu ihrer Herstellung aus einer Vorform - Google Patents

Optische Faser und Verfahren zu ihrer Herstellung aus einer Vorform Download PDF

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Kiichiro Yokohama-shi Kawasaki
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtwellenleiter zum Übertragen von Licht, ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters.
  • Stand der Technik
  • Bei Lichtübertragungen unter Verwendung eines Lichtwellenleiters werden Übertragungsdämpfung wie Rayleigh-Streuungsdämpfung, die durch Rayleigh-Streuung innerhalb des Lichtwellenleiters verursacht wird, Strukturasymmetriedämpfung, die durch Störung im Strukturaufbau des Lichtwellenleiters verursacht werden und Ähnliches problematisch.
  • Diese Arten von Übertragungsdämpfung werden stark durch die Spannung beeinflusst, die auf den Lichtwellenleiter einwirkt, wenn der Lichtwellenleiter durch Ziehen einer Lichtwellenleiter-Vorform auf ein Heizen hin erstellt wird. Wenn nämlich die Spannung, die auf den Lichtwellenleiter einwirkt, zu niedrig oder zu hoch in Bezug auf den als bevorzugt zum Zeitpunkt des Ziehens betrachteten Spannungsbereich ist, dann nehmen Rayleigh-Streuungsdämpfung, Strukturasymmetriedämpfung und Ähnliches innerhalb des Lichtwellenleiters gegebenenfalls zu. Spezieller nimmt die Strukturasymmetriedämpfung bei einer niedrigeren Spannung zu. Bei einer höheren Spannung nehmen andererseits die Rayleigh-Streuungsdämpfung und die Strukturasymmetriedämpfung zu. Eine solche Spannung zum Zeitpunkt des Ziehens beeinflusst auch die Übertragungseigenschaften des Lichtwellenleiters, die von seiner Übertragungsdämpfung abweichen, seine Strukturen, seine mechanische Festigkeit und Ähnliches.
  • Die auf den Lichtwellenleiter einwirkende Spannung zum Zeitpunkt des Ziehens ändert sich gewöhnlich mit der Zeit, zu der die Lichtwellenleiter-Vorform auf ein Heizen hin gezogen wird. Wenn folglich die Lichtwellenleiter-Vorform unverändert gezogen wird, kann die auf den Lichtwellenleiter einwirkende Spannung über die gesamte Länge davon stark variieren, es hierdurch schwierig machend, einen langen Lichtwellenleiter zu erstellen, der eine geringe Übertragungsdämpfung erzielt. Demnach ist eine Spannungssteuerung zum Halten der Spannung innerhalb eines bevorzugten Spannungsbereichs erforderlich bei dem Schritt des Ziehens des Lichtwellenleiters.
  • RESÜMEE DER ERFINDUNG
  • Der oben erwähnte bevorzugte Spannungsbereich zum Zeitpunkt des Ziehens eines Lichtwellenleiters kann abhängig von der Struktur und dem Material einer Lichtwellenleiter-Vorform, seiner spezifischen Zieh-Bedingung und Ähnlichem variieren. Wenn hier der als eine Ziehbedingung zum Erzielen eines bevorzugten Lichtwellenleiters zulässige Spannungsbereich eng ist, dann wird es sehr schwer, eine Zugspannungssteuerung mit einer ausreichenden Genauigkeit über die gesamte Länge der Lichtwellenleiter-Vorform auszuführen.
  • Beispielsweise erzielt in einem Lichtwellenleiter (Lichtwellenleiter-Vorform) mit einem aus purem SiO2 bzw. purem Siliziumoxid hergestellten Kern seine Kernzone eine Viskosität, die höher ist als in seiner Mantelzone, die dotiert wird mit F oder Ähnlichem (siehe beispielsweise "Hanawa et al., the Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1989/3, Bd. J72-C-I, Nr. 3, Seiten 167–176"). Daher wird zum Zeitpunkt des Ziehens der Lichtwellenleiter-Vorform die Belastung innerhalb des Lichtwellenleiters im Kern konzentriert sein, hierdurch ein Erhöhen der Übertragungsdämpfung verursachend. Für ein Verhindern des Auftretens der Übertragungsdämpfung bedingt durch die Spannungskonzentration im Kern ist in einem solchen Fall eine ernsthafte Spannungssteuerung mit hoher Exaktheit erforderlich oder es kann problematisch werden dahingehend, dass eine Spannungssteuerung in solcher Weise, wie sie ausreichend wäre zum Verringern der Übertragungsdämpfung und so weiter nicht möglich ist.
  • Auch offenbart "Sakaguchi, the Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2000/1, Bd. J83-C, Nr. 1, Seiten 30–36", dass das Tempern eines Lichtwellenleiters nach dem Ziehen die Rayleigh-Streuung innerhalb des Lichtwellenleiters reduziert. Die Rayleigh-Streuungsintensität innerhalb von Glas ist nämlich nicht konstant fixiert durch die Materialien davon, sondern hängt von einer fiktiven Temperatur Tf ab, die eine virtuelle Temperatur ist, die indikativ ist in Bezug auf die Zufälligkeit des Zustands der Anordnung der Atome innerhalb des Glases. Speziell nimmt die Rayleigh-Streuungsintensität zu, wenn die fiktive Temperatur Tf innerhalb des Glases höher ist (die Zufälligkeit größer ist).
  • Wenn diesbezüglich eine Lichtwellenleiter-Vorform auf das Heizen hin gezogen wird, ist ein Wärmeofen stromabwärts zu einem Ziehofen installiert und wird derart beheizt, dass der gezogene Lichtwellenleiter eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs erhält, wenn er durch den Wärmeofen geführt wird. Als eine Folge verhindert das Heizen durch die Verwendung des Wärmeofens, dass der gezogene Lichtwellenleiter drastisch abkühlt, wodurch der Lichtwellenleiter getempert wird. Hier nimmt bedingt durch die durch die Neuanordnung der Atome verursachte strukturelle Entspannung des Glases die fiktive Temperatur innerhalb des Lichtwellenleiters ab, wodurch die Rayleigh- Streuungsintensität innerhalb des Lichtwellenleiters unterdrückt wird.
  • Jedoch hat der Erfinder herausgefunden, dass selbst wenn ein solches Herstellungsverfahren verwendet wird, das eine Wirkung des Verringerns der Rayleigh-Streuungsdämpfung erzielt, wenn die Spannung zum Zeitpunkt des Ziehens der Lichtwellenleiter-Vorform nicht innerhalb des bevorzugten Spannungsbereichs liegt, die Strukturasymmetriedämpfung bedingt durch die Belastungskonzentration im Kern und so weiter zunimmt, wodurch die Übertragungsdämpfung nicht als Ganzes reduziert werden kann.
  • EP-A-0 851 247 offenbart einen Lichtwellenleiter, der einen Kernbereich umfasst und einen Mantelbereich, der an einem äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen ist und mit zwei mit Fluor dotierten Ummantelungsschichten, welches einen Brechungsindex herabsetzt. Die äußerste der Ummantelungsschichten ist derart konfiguriert, dass Fluor sukzessive die Dotierungsmenge davon in einem äußeren Randteil einschließlich eines äußeren Randes davon bis zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge verringert, welche die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist. Die Mantelzone umfasst zwei Ummantelungsschichten, die aus einer inneren Ummantelungsschicht zusammengesetzt sind, die an dem äußeren Rand des Kernbereichs angeordnet ist und einer äußeren Ummantelungsschicht, die an einem äußeren Rand der inneren Ummantelungsschicht vorgesehen ist, um die äußerste Ummantelungsschicht zu werden, und eine durchschnittliche Dotierungsmenge von Fluor in der äußeren Ummantelungsschicht ist geringer als die in der inneren Ummantelungsschicht. Die äußere Ummantelungsschicht mag gegebenenfalls eine durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δ in einem Bereich von (0,1 bis 0,2)% – (0,15 bis 0,05)% haben, wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % in Bezug auf den Brechungsindex von reinem SiO2. In der äußeren Ummantelungsschicht ist die Dotierungsmenge von Fluor nahe bei einem inneren Rand davon niedriger als die maximale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Ummantelungsschicht. In der äußeren Ummantelungsschicht erfüllen die maximale relative Brechungsindexdifferenz Δna in einem mit der minimalen Dotiermenge von Fluor innerhalb des äußeren Randbereichs dotierten Bereich und die minimale relative Brechungsindex Δnb in einem mit der maximalen Dotierungsmenge von Fluor auf der Innenseite des äußeren Randbereichs dotierte Bereich die Bedingung von Δ(aus) ≥ Δ(ein) + 0,05%, wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % in Bezug auf den Brechungsindex in purem SiO2. Die äußerste Ummantelungsschicht kann gegebenenfalls derart konfiguriert sein, dass die Dotierungsmenge von Fluor ist bei der minimalen Dotierungsmenge in einem vorbestimmten Bereich an der Außenwandseite innerhalb des äußeren Randteils im Wesentlichen konstant. Der Kernbereich kann mit Fluor derart dotiert sein, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn0 davon die Bedingung von 0,1% ≤ ΔSiO2 ≤ 0,2% erfüllt, wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % in Bezug auf den Brechungsindex in reinem SiO2.
  • EP-A-0 851 247 offenbart ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform, die umfasst: Einen Synthetisierungsschritt des Abscheidens eines Glasfeinpartikels auf einem äußeren Rand einer Kern-Vorform einschließlich mindestens einer Kernzone, um eine Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren, dass sie die äußerste Mantelschicht in einer oder mehreren von Mantelschichten in einem Mantelbereich wird, der an einem äußeren Rand des Kernbereichs angeordnet ist; einen Dehydrierungsschritt des Dehydrierens der synthetisierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin; und einen Konsolidierungsschritt des Konsolidierens der dehydrierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin, um die äußerste Mantelschicht zu bilden, derart eine Lichtwellenleiter-Vorform ausbildend mit der Kernzone und der Mantelzone mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten; wobei die Glasfeinpartikelschicht in dem Synthetisierungsschritt derart synthetisiert wird, dass die Glasfeinpartikelschicht mit Fluor unter Verwendung eines Materialgases dotiert wird, das Fluor enthält, während das Materialgas, das Fluor enthält, derart abgestimmt wird, dass die Dotierungsmenge von Fluor innerhalb des äußeren Randteils einschließlich eines äußeren Randes davon sukzessive abnimmt.
  • US-A-4,664,474 offenbart einen Lichtwellenleiter, der eine Kernzone umfasst und eine Mantelzone, die an dem äußeren Rand der Kernzone angeordnet ist und zwei Ummantelungsschichten hat, welche mit Fluor dotiert sind, das einen Brechungsindex verringert. Die äußerste der Ummantelungsschichten ist derart konfiguriert, dass der Fluorinhalt graduell in radialer Richtung abnimmt.
  • US-A-4,372,647 offenbart einen Lichtwellenleiter, der einen Kernbereich umfasst und einen Mantelbereich, der an dem äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen ist und zwei Ummantelungsschichten hat, welche mit Fluor dotiert sind, das einen Brechungsindex verringert. Die äußerste der Ummantelungsschichten ist derart konfiguriert, dass der Brechungsindex davon in einem äußeren Randteil einschließlich einem Außenrand davon höher ist als in dem inneren Teil der Ummantelung. In einem solchen Lichtwellenleiter kann die Übertragungsdämpfung 0,5 dB/km oder geringer sein bei einer Wellenlänge im Bereich zwischen 1,32 und 1,69 μm.
  • US-A-5,802,235 offenbart einen Lichtwellenleiter, der einen Kernbereich umfasst und einen Ummantelungsbereich, der am äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen ist und zwei Ummantelungsschichten hat, deren innere mit Fluor dotiert ist, welches einen Brechungsindex verringert.
  • Um die vorangehenden Probleme auszuräumen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Lichtwellenleiter, ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters bereitzustellen, die die Spannungssteuerung zum Zeitpunkt des Ziehens erleichtern. Zum Lösen eines solchen Problems umfasst der Lichtwellenleiter gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kernbereich und einen Mantelbereich, der am äußeren Rand des Kernbereichs angeordnet ist, mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten mit Fluor dotiert, welches einen Brechungsindex verringert, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor in einem äußeren Randteil einschließlich einem äußeren Rand davon sukzessive abnimmt bis zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist.
  • Erfindungsgemäß ist der Kernbereich mit Chlor derart dotiert, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn0 davon die Bedingung von 0,01% ≤ Δn0 ≤ 0,08% erfüllt, wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % bezogen auf den Brechungsindex in reinem SiO2.
  • In dem oben erwähnten Lichtwellenleiter ist neben den Ummantelungsschichten, die als mit F (Fluor) dotiert ausgebildet sind, die äußerste Ummantelungsschicht konfiguriert, um eine solche F-Dotierungsmengenverteilung zu erzielen, dass die Dotierungsmenge von F graduell von der inneren Seite zur äußeren Seite innerhalb des äußeren Randteils (des Außenrandes und seiner Umgebung) in der äußersten Ummantelungsschicht abnimmt. Hier wird die Viskosität in dem äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht höher, in welchem die Dotierungsmenge von F kleiner ist, wodurch die auf die Innenseite des Lichtwellenleiters angewendete Spannung in den äußeren Randbereich der äußersten Ummantelungsschicht verteilt wird, was die Spannungskonzentration im Kern unterdrückt. Auch ermöglicht dieses Spannungsverteilen ein Ausweiten des bevorzugten Spannungsbereichs, der zum Zeitpunkt des Ziehens des Lichtwellenleiters zulässig ist.
  • Als eine Folge hiervon wird der Lichtwellenleiter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Lichtwellenleiter mit einem Aufbau, der die Spannungssteuerung zum Zeitpunkt des Ziehens vereinfacht. Gleichzeitig werden das Auftreten der Zunahme der Übertragungsdämpfung und der durch die übermäßige Spannungskonzentration im Kern bedingte Verschlechterung der Übertragungseigenschaften und Ähnliches vermieden, was einen Lichtwellenleiter mit stabilen Übertragungseigenschaften über seine gesamte Länge realisert.
  • Da die die die Dotierungsmenge von F reduzierende Zone der äußere Randteil der äußersten Ummantelungsschicht ist, hat die F-Dotierungsmengenverteilung keinen Einfluss auf das durch den Kernbereich und den Randbereich in der Nähe davon übertragene Licht. Daher kann sie während des vorteilhaften Beibehaltens von Übertragungseigenschaften und Ähnlichem des Lichtwellenleiters die Spannungssteuerung oder die Reduzierung der Übertragungsdämpfung hierdurch erleichtern.
  • Das Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für die Fasern der vorliegenden Erfindung umfasst: (1) einen Synthetisierungsschritt des Abscheidens von Glasfeinpartikeln auf einem äußeren Rand einer Kern-Vorform einschließlich mindestens eines Kernbereichs, um eine Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren, damit sie die äußerste Ummantelungsschicht in einer oder mehreren Ummantelungsschichten in einem Ummantelungsbereich wird, der an einem äußeren Rand des Kernbereichs angeordnet ist; (2) einen Dehydrierungsschritt des Dehydrierens der synthetisierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin; und (3) einen Konsolidierungsschritt des Konsolidierens der dehydrierten Glasfeinpartikelschicht auf das Erwärmen hin, um die äußerste Ummantelungsschicht zu bilden und hierdurch eine Lichtwellenleiter-Vorform mit einem Kernbereich und dem Mantelbereich mit der einen oder den mehreren Ummantelungsschichten zu bilden; wobei (4) vor dem Konsolidieren der Glasfeinpartikelschicht auf das Erwärmen hin ein Dotieren der Glasfeinpartikelschicht mit Fluor und ein Eliminieren eines Teils dotierten Fluors von dem äußeren, einen Außenrand davon einschließenden Randbereich, ausgeführt wird.
  • Das Ziehen der durch ein solches Verfahren des Herstellens einer Lichtwellenleiter-Vorform erhaltenen Lichtwellenleiter-Vorform ermöglicht das Erzielen eines Lichtwellenleiters, der dotiert ist mit oder befreit ist von F derart, dass die Dotierungsmenge von F innerhalb des äußeren Randbereichs in der äußersten Ummantelungsschicht in den Ummantelungsschichten der Mantelzone sukzessive abnimmt zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von F innerhalb der Schicht ist.
  • Alternativ umfasst das Verfahren des Herstellens einer Lichtwellenleiter-Vorform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für die Fasern der vorliegenden Erfindung: (1) einen Synthetisierungsschritt des Abscheidens von Glasfeinpartikeln auf einem äußeren Rand einer Kern-Vorform einschließlich mindestens eines Kernbereichs, um eine Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren, damit sie die äußerste Ummantelungsschicht in einer oder einer Vielzahl von Schichten eines Mantels in einem an einem äußeren Rand des Kernbereichs angeordneten Mantelbereich werden; (2) einen Dehydrationsschritt des Dehydrierees der synthetisierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin; wobei (4) die Glasfeinpartikelschicht in dem Synthetisierungsschritt derart synthetisiert wird, dass die Glasfeinpartikelschicht mit Fluor unter Verwendung eines Fluor enthaltenden Materialgases dotiert wird, während das Fluor enthaltende Materialgas derart abgestimmt wird, dass die Dotierungsmenge von Fluor innerhalb eines einen äußeren Rand davon einschließenden äußeren Randbereichs sukzessive abnimmt.
  • Das Ziehen der Lichtwellenleiter-Vorform, die durch solches Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform erhalten wird, ermöglicht es in ähnlicher Weise, einen Lichtwellenleiter zu erzielen, der mit F derart dotiert ist, dass die Dotierungsmenge von F innerhalb des äußeren Randteils in der äußersten Ummantelungsschicht sukzessive abnimmt zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von F innerhalb der Schicht ist.
  • Das Verfahren des Herstellens eines Lichtwellenleiters der vorliegenden Erfindung umfasst das Vorbereiten einer Lichtwellenleiter-Vorform, die einen Kernbereich umfasst und einen an einem Außenrand des Kernbereichs vorgesehenen Mantelbereich mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten, mit Fluor dotiert, das einen Brechungsindex verringert, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor in einem den Außenrand davon einschließenden Außenrandbereichs sukzessive abnimmt zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge hin, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist und, wenn die Lichtwellenleiter-Vorform auf das Erwärmen hin bezogen wird, die Lichtwellenleiter-Vorform mit einer Spannung innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,20 N gezogen wird.
  • Da die Lichtwellenleiter-Vorform (optische Faser bzw. Lichtwellenleiter) einen derartigen Aufbau hat, dass die Belastung in dem äußeren Randbereich der äußeren Ummantelungsschicht verlagert wird, wohingegen die Spannungssteuerung derart ausgeführt wird, dass die Spannung zu der Zeit des Ziehens innerhalb des bevorzugten Spannungsbereichs von 0,05 bis 0,20 N liegt, ein Lichtwellenleiter mit bevorzugten Übertragungseigenschaften über die gesamte Länge davon erhalten werden kann.
  • Alternativ umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters der vorliegenden Erfindung das Vorbereiten einer Lichtwellenleiter-Vorform, die einen Kernbereich umfasst und einen Mantelbereich, der an einem äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen ist, mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten mit Fluor dotiert, welches den Brechungsindex herabsetzt, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass Fluor sukzessive die Dotierungsmenge davon in einem äußeren Randbereich einschließlich einem äußeren Rand davon herabsetzt auf eine vorbestimmte Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist; und, wenn die Lichtwellenleiter-Vorform auf das Aufheizen hin gezogen wird, Verursachen eines stromabwärts von einem Ziehofen angeordneten Wärmeofens, den durch den Ziehofen gezogenen Lichtwellenleiter auf eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs zu erwärmen.
  • Während die oben erwähnte Struktur die Spannungskonzentration unterdrückt und die Übertragungsdämpfung reduziert, verringert demnach das Tempern des Lichtwellenleiters durch Verwenden des stromabwärts von dem Ziehofen angeordneten Wärmeofens die fiktive Temperatur Tf innerhalb des Lichtwellenleiters, was es ermöglicht, die Rayleigh-Streuungsdämpfung zu reduzieren.
  • Wenn ein Kunstharzummantelungsabschnitt zum Ummanteln des gezogenen Lichtwellenleiters mit einem Kunstharz in dem oben erwähnten Verfahren des Herstellens eines Lichtwellenleiters vorliegt, wird vorgezogen, dass der Wärmeofen, der stromabwärts von dem Ziehofen angeordnet ist, zwischen dem Ziehofen und dem Kunstharzummantelungsabschnitt angeordnet ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung verstanden, die nachstehend wiedergeben wird, und den beiliegenden Zeichnungen, die nur erläuternd wiedergegeben werden, und demnach nicht als die vorliegende Erfindung in irgendeiner Weise einschränkend betrachtet werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 eine schematische Ansicht der Querschnittsstruktur und des Brechungsindexprofils einer ersten Ausführungsform des Lichtwellenleiters;
  • 2 eine schematische Ansicht der Querschnittsstruktur und des Brechungsindexprofils einer zweiten Ausführungsform des Lichtwellenleiters;
  • 3 ein Ablaufdiagramm zum schematischen Zeigen des Verfahrens des Herstellens eines Lichtwellenleiters;
  • 4 eine schematische Ansicht des Verfahrens des Herstellens eines Lichtwellenleiters und einer Ausführungsform der zum Herstellen des Lichtwellenleiters verwendeten Zieheinrichtung;
  • 5 ein Diagramm des Brechungsindexprofils in einem ersten Vergleichsbeispiel des Lichtwellenleiters;
  • 6 ein Diagramm des Brechungsindexprofils in einem zweiten Vergleichsbeispiel des Lichtwellenleiters;
  • 7 eine Graphik zum Zeigen der Abhängigkeit von Übertragungsdämpfung gegenüber dem Druck in Lichtwellenleitern;
  • 8 eine Graphik der Abhängigkeit von Übertragungsdämpfung gegenüber dem Druck in Lichtwellenleiter; und
  • 9 eine Graphik der Abhängigkeit von Übertragungsdämpfung gegenüber dem Biegedurchmesser in Lichtwellenleitern.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Lichtwellenleiters, Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Erläuterungen der Zeichnungen werden Bestandteile, die identisch sind mit anderen, mit zueinander identischen Bezugszeichen versehen ohne Wiederholung ihrer überlappenden Beschreibungen. Auch entsprechen die Größenverhältnisse in den Zeichnungen nicht immer den erläuterten.
  • Im Folgenden wird die relative Brechungsindexdifferenz, die den Wert des Brechungsindex in jedem Teil anzeigt, als durch die Brechungsindexdifferenz von reinem SiO2 (reinem Siliziumoxid) in % ausgedrückt, während der Brechungsindex von reinem SiO2 als eine Referenz genommen wird (relative Brechungsindexdifferenz = 0). Die durchschnittliche Dotierungsmenge von F oder die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz in jedem Bereich oder jeder Schicht wird durch den Wert definiert, der die F-Dotierungsmenge oder die gewichtete relativen Brechungsindexdifferenzen in Übereinstimmung mit ihren entsprechenden Zonen innerhalb des Bereichs (innerhalb der Schicht) mittelt.
  • Als Erstes wird der Aufbau des Lichtwellenleiters erläutert. 1 ist eine Ansicht zum schematischen Zeigen der Querschnittsstruktur einer ersten Ausführungsform des Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und seines Brechungsindexprofils in der Faserdurchmesserrichtung (Richtung, die durch die Linie L in der Zeichnung angedeutet ist). Obwohl unterschiedlich im Maßstab, entspricht die Abszisse des Brechungsindexprofils (relative Brechungsindexdifferenzverteilung), die in 1 gezeigt ist, individuellen Positionen in einem sich entlang der Linie L erstreckenden Querschnitt quer zu der Mittelachse des Lichtwellenleiters, die in dem Querschnittsaufbau der Zeichnung gezeigt ist.
  • Dieser Lichtwellenleiter ist eine optische Faser des SiO2-Glas-Typs bzw. Siliziumoxidglastyps; und umfasst einen Kernbereich 100, der eine Mittelachse des Lichtwellenleiters einschließt, und einen Mantelbereich 200, der am äußeren Rand des Kernbereichs 100 vorgesehen ist. In einem solchen Aufbau wird durch den Lichtwellenleiter gesendetes Licht durch den Kernbereich 100 und dem Teil des Mantelbereichs 200 an der Innenrandseite davon in der Nähe des Kernbereichs 100 übertragen.
  • Der Kernbereich 100 ist derart ausgebildet, dass sein äußerer Rand ein Radius von r0 hat. Im Kernbereich 100 wird reines SiO2-Glas mit einer vorbestimmten Menge von Cl (Chlor) als einem Additiv zum Anheben des Brechungsindex dotiert. Als Folge hiervon ist die durchschnittliche Brechungsindexdifferenz innerhalb des Kernbereichs 100 Δn0 (wobei Δn0 > 0 gilt). Wie in 1 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform der Kernbereich 100 ausgebildet, um eine abgestufte Brechungsindexverteilung zu haben, in welcher die Dotierungsmenge von Cl und die relative Brechungsindexdifferenz in der Nähe der Mittelachse des Lichtwellenleiters maximiert sind.
  • Andererseits ist in dieser Ausführungsform der Ummantelungsbereich konstruiert, um eine einzelne Ummantelungsschicht 201 zu haben. Die Ummantelungsschicht 101 ist derart ausgebildet, dass ihr äußerer Rand einen Radius von r1 hat. In der Ummantelungsschicht 201 wird reines SiO2-Glas mit einer vorbestimmten Menge an F (Fluor) als einem Additiv zum Verringern des Brechungsindex dotiert. Als eine Folge hiervon ist die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz innerhalb der Ummantelungsschicht 201 Δn1 (wobei Δn1 < 0 gilt).
  • In dem Aufbau dieser Ausführungsform ist die Ummantelungsschicht 201 die äußerste Ummantelungsschicht innerhalb des Mantelbereichs 200. In seinem Bereich einschließlich des äußeren Rands (des Teils, der am Radius von r1 angeordnet ist), ist ein regionaler Bereich, dessen Radius von ra bis r1 reicht (wobei r0 < ra < r1 gilt), definiert als ein äußerer Randteil 205, welcher derart konfiguriert ist, dass die F-Dotierungsmenge und die relative Brechungsindexdifferenz dazwischen eine vorbestimmte Verteilung erhalten.
  • In der Ummantelungsschicht 201, die die äußerste Ummantelungsschicht ist, ist nämlich der regionale Bereich, dessen Radius von r0 bis ra auf der Innenseite des äußeren Randteils 205 reicht, mit einer im Wesentlichen konstanten Menge an F dotiert, welches die maximale Dotierungsmenge von F innerhalb der Ummantelungsschicht ist. Als eine Folge davon erhält der Teil der Innenseite des äußeren Randteils 205 eine relative Brechungsindexdifferenz von Δnb, welches die minimale relative Brechungsindexdifferenz von F (entsprechend dem maximalen F-Dotierungsbetrag und mit dem maximalen absoluten Wert) innerhalb der Schicht ist.
  • Andererseits wird der äußere Randteil 205 mit F derart dotiert, dass die F-Dotierungsmenge sukzessive von der Innenseite zu der Außenseite von der oben erwähnten maximalen Dotierungsmenge von F zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge hin abnimmt, welches die minimale F-Dotierungsmenge innerhalb der Schicht ist. Als eine Folge davon ist der äußere Randteil 205 derart konfiguriert, dass seine relative Brechungsindexdifferenz sich von der Innenseite zu der Außenseite von der oben erwähnten minimalen relativen Brechungsindexdifferenz von Δnb bis Δn0 ändert, welches die maximale relative Brechungsindexdifferenz ist (in Entsprechung zu der minimalen F-Dotierungsmenge und mit dem minimalen Absolutwert) innerhalb der Schicht.
  • In dem Lichtwellenleiter dieser Ausführungsform ist wie oben erwähnt die F-Dotierungsmengenverteilung innerhalb der Ummantelungsschicht 201, die als äußerste Ummantelungsschicht der Ummantelungszone 200 dient, derart konfiguriert, dass die F-Dotierungsmenge in ihrem äußeren peripheren Teil 205 graduell abnimmt, wie in Fig. Gezeigt.
  • Der Kernbereich 100 des Lichtwellenleiters ist aus Cl-dotiertem SiO2-Kern hergestellt. Obwohl geringfügig verringert durch die Cl-Dotierung ist die Viskosität des Kernbereichs 100 bedingt durch die Dotierungsmenge und Ähnliches höher als die des Randbereichs 200. Daher wird die Spannung übermäßig im Kern konzentriert, wenn die Ummantelungsschicht 201 eine normale Konfiguration hat, welche mit einer im Wesentlichen konstanten Dotierungsmenge von F dotiert ist.
  • Wenn die F-Dotierungsmenge in dem äußeren Randteil 205 der Ummantelungsschicht 201, wie oben erwähnt, verringert wird, wird demgegenüber die Viskosität des äußeren Randteils 205 höher, so dass die Spannung in den äußeren Randteil 205 verteilt wird, wodurch die Spannungskonzentration im Kern unterdrückt wird.
  • Da die Spannungskonzentration im Kern als solche unterdrückt wird, lässt der bevorzugte Spannungsbereich, der zum Zeitpunkt des Ziehens des Lichtwellenleiters zulässig ist, breiter, hierdurch die Spannungssteuerung zum Zeitpunkt des Ziehens unterstützend. Auch wird das übermäßige Konzentrieren der Spannung im Kern verhindert und die Erhöhung in der Übertragungsdämpfung und die Verschlechterung in den Übertragungseigenschaften bedingt durch unzureichende Spannungssteuerung und Ähnliches werden daran gehindert, aufzutreten, wodurch eine optische Faser bzw. ein Lichtwellenleiter mit stabilen Übertragungseigenschaften über seine gesamte Länge realisiert wird.
  • Vorzugsweise ist in Bezug auf die minimale relative Brechungsindexdifferenz Δnb in dem Teil der Innenseite des äußeren Randteils 205 und die maximale relative Brechungsindexdifferenz Δna in der Nähe des Außenrandes des äußeren Randteils 205 die relative Brechungsindexdifferenz Δna um mindestens 0,5% (Δna ≥ Δnb + 0,05%) höher als Δnb. Noch vorzugsweiser ist der frühere um mindestens 0,1% höher als der letztere (Δna ≥ Δnb + 0,1%).
  • Wenn die Menge der Abnahme in der F-Dotierungsmenge im äußeren Randteil 205 der Ummantelungsschicht 201 mindestens 0,05% oder mindestens 0,1% ist bezogen auf die relative Brechungsindexdifferenz, kann die Viskosität der Umgebung des äußeren Randes des äußeren Randteils 205 in Übereinstimmung gebracht werden mit beispielsweise der des Kernbereichs 100, wodurch die Wirkung des Verteilens der Spannung in den äußeren Randteil 205 in vollem Umfang verbessert werden kann.
  • Bezüglich der Dotierung des Kernbereichs 100 mit Tl ist vorzuziehen, dass die durchschnittliche relative Brechungs-Indexdifferenz in den Bereich von 0,01% ≤ Δnb ≤ 0,12% fällt, um die Wirkung des Beschränkens von Licht auf den Kernbereich und Ähnlichem vollständig sicherzustellen. Da diese Cl-Dotierung weniger Einfluss nehmend ist auf die Übertragungsdämpfung und Ähnliches, kann der CL-dotierte Kern in ähnlicher Weise wie der reine SiO2-Kern gehandhabt werden.
  • Die Cl-Dotierung ist auch wirksam in Bezug auf das Herabsetzen der Viskosität des Kernbereichs 100. Im Kernbereich 100 kann eine abgestufte Brechungsindex-Verteilung, wie in 1 gezeigt, oder eine im wesentlichen konstante Brechungsindexverteilung vorherrschen.
  • Zum Unterdrücken der Spannungskonzentration in dem Kern oder um die Übertragungsdämpfung bedingt durch die Unterstützung der Spannungssteuerung zum Zeitpunkt der Herstellung (zum Zeitpunkt des Ziehens) bedingten Übertragungsdämpfung wird insbesondere vorgezogen, dass der Rayleigh-Streuungskoeffizient A 0,81 dB/km·μm4 oder geringer ist, oder die Übertragungsdämpfung α1,00 bei einer Wellenlänge von 1,00 μm einen Wert von 0,82 dB/km oder weniger annimmt.
  • In einem Lichtwellenleiter mit einem Kern aus reinem SiO2 (oder einem Cl-dotierten SiO2-Kern ähnlich dem des reinen SiO2-Kerns) mit einem normalen Aufbau sind der Rayleigh-Streuungskoeffizient A und die Übertragungsdämpfung α1,00 etwa 0,85 dB/km·μm4 bzw. 0,86 db/km (Grenzwerte).
  • Demgegenüber kann der Lichtwellenleiter in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform den Rayleigh-Streuungskoeffizienten A und die Übertragungsdämpfung α1,00 in ihren jeweiligen oben erwähnten Bereich fallen lassen, welcher um etwa 5% gegenüber ihren jeweiligen Referenzwerten reduziert ist.
  • Eine solche Reduzierung des Rayleigh-Streuungskoeffizienten oder der Übertragungsdämpfung α1,00 wird durch den oben erwähnten Aufbau des Lichtwellenleiters realisiert oder durch eine Kombination aus diesem Aufbau und einem Herstellungsverfahren, das die durch Rayleigh-Streuungsdämpfung und Ähnliches bedingte Übertragungsdämpfung reduzieren kann. Die Reduzierung in der Übertragungsdämpfung, die durch das Herstellungsverfahren bewirkt wird, wird später erläutert.
  • Der Rayleigh-Streuungskoeffizient A wird hier erläutert. Der Rayleigh-Streuungskoeffizient A ist ein Betrag, der als ein Index der in der Übertragungsdämpfung des Lichtwellenleiters enthaltenen Rayleigh-Streuungsdämpfung agiert. Im Allgemeinen wird die Übertragungsdämpfung αλ (dB/km) des Lichtwellenleiters bei einer Wellenlänge λ dargestellt durch den folgenden Ausdruck: αλ = A/λ4 + B + C(λ)gemäss einer Rayleigh-Streuungsdämpfung und anderer Übertragungsdämpfungskomponenten wie Strukturasymmetriedämpfung. In diesem Ausdruck zeigt der erste Term A/λ4 (dB/km) die Rayleigh-Streuungsdämpfung an und ihr Koeffizient A ist der Rayleigh-Streuungskoeffizient (dB/km·μm4). Wie aus dem obigen Ausdruck zu ersehen ist, steht die Rayleigh-Streuungsdämpfung in Proportion zu dem Rayleigh-Streuungskoeffizienten A, wodurch der Rayleigh-Streuungskoeffizient A als ein Index des Reduzierens der Rayleigh-Streuungsdämpfung verwendet werden kann. Im Hinblick auf den oben erwähnten Ausdruck kann der Rayleigh-Streuungskoeffizient A aus Daten in Bezug auf die Abhängigkeit der Übertragungsdämpfung (zum Beispiel den Gradienten in einem 1/λ4-Ausdruck (plot)) über die Wellenlänge bestimmt werden.
  • In Bezug auf die Übertragungsdämpfung in dem Lichtwellenleiter der vorliegenden Erfindung wird ein numerischer Bereich für die Übertragungsdämpfung α1,00 bei einer Wellenlänge von 1,00 μm in der erwähnten Bedingung verliehen. Dies ist bedingt durch die Tatsache, dass der Wert der Übertragungsdämpfung bei einer Wellenlänge von 1,00 μm größer ist als der in dem 1,55-μm-Band, das für die optische Übertragung oder Ähnliches verwendet wird, und mit einer ausreichenden Genauigkeit kann in einer relativ kurzen Lichtwellenleiterprobe mit einer Länge von etwa 1 bis 10 km evaluiert werden.
  • Auch entsprechen die Übertragungsdämpfung α1,00 bei einer Wellenlänge von 1,00 μm und die Übertragungsdämpfung α1,55 bei einer Wellenlänge von 1,55 μm einander in Bezug auf einen vorbestimmten Zusammenhang dazwischen. Daher kann, wenn die Übertragungsdämpfung α1,00 reduziert wird, die Reduzierung in ähnlicher Weise betrachtet werden in Bezug auf die Übertragungsdämpfung α1,55. Speziell von dem oben erwähnten Ausdruck wird die Übertragungsdämpfung α1,00 und α1,55 α1,00 = A + B + C(1,00),und α1,55 = A × 0,17325 + B + C(1,55),hierdurch den Zusammenhang dazwischen erzielend α1,00 – α1,55 + A × 0,82675 + C(1,00) – (1,55)
  • 2 ist eine schematische Ansicht zum Zeigen der Querschnittsstruktur einer zweiten Ausführungsform des Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und seines Brechungsindexprofils in der Faserdurchmesserrichtung. Bei der ersten Ausführungsform ist dieser Lichtwellenleiter ein Lichtwellenleiter vom SiO2-Glastyp (Siliziumoxidglaslichtwellenleiter); und umfasst einen Kernbereich 100 einschließlich der Mittelachse der optischen Faser, und einen Randbereich 200, der an dem äußeren Rand des Kernbereichs 100 vorgesehen ist. Hier ist der Aufbau des Kernbereichs 100 im Wesentlichen derselbe wie der des Kernbereichs 100 in dem Lichtwellenleiter, der in 1 gezeigt ist.
  • Andererseits umfasst der Ummantelungsbereich 200 in dieser Ausführungsform zwei Ummantelungsschichten, d.h., eine innere Ummantelungsschicht 201, die an dem äußeren Rand des Kernbereichs 100 angeordnet ist, und eine äußere Ummantelungsschicht 202, die ferner an dem Außenrand der inneren Ummantelungsschicht 201 bereitgestellt wird.
  • Die innere Ummantelungsschicht 201 wird derart ausgebildet, dass ihr äußerer Rand einen Radius von R1 hat. In der inneren Ummantelungsschicht 201 wird reines SiO2-Glas mit einer vorbestimmten Menge an F (Fluor) als einem Additiv zum Verringern des Brechungsindex dotiert. Als eine Folge davon ist die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz innerhalb der inneren Ummantelungsschicht 201 Δn1 (wobei Δn1 < 0 gilt).
  • Die äußere Ummantelungsschicht 202 wird derart ausgebildet, dass ihr äußerer Rand einen Radius von r2 hat. In der äußeren Ummantelungsschicht 202 wird reines SiO2-Glas mit einer vorbestimmten Menge an F (Fluor) dotiert. Als eine Folge hiervon ist die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz innerhalb der äußeren Ummantelungsschicht 202 Δn2 (wobei Δn2 < 0 gilt). Jedoch ist der durchschnittliche F-Dotierungsbetrag in der äußeren Randschicht 202 kleiner als der in der inneren Randschicht 201, wodurch die mittlere relative Brechungsindexdifferenzen von Ummantelungsbereichen 201 und 202 einen Zusammenhang von 0 > Δn2 > Δn1 haben.
  • In der Konfiguration dieser Ausführungsform ist die äußere Ummantelungsschicht 202 die äußerste Ummantelungsschicht in dem Mantelbereich 200. In seinem Bereich, der den äußeren Rand einschließt, ist ein regionaler Bereich, dessen Radius von ra bis r2 reicht (wobei r1 < ra < r2 gilt) definiert als äußerer Randteil 205, welcher derart konfiguriert ist, dass die F-Dotierungsmenge und die relative Brechungsindexdifferenz darin eine vorbestimmte Verteilung erreichen.
  • In der äußeren Ummantelungsschicht 202, die die äußerste Ummantelungsschicht ist, ist nämlich der regionale Bereich, dessen Radius von r1 bis ra an der Innenseite des äußeren Ummantelungsteils 205 reicht mit einer im Wesentlichen konstanten Menge von F dotiert, welches die maximale Dotierungsmenge von F ist. Als eine Folge davon erhält der Teil an der Innenseite des äußeren Ummantelungsteils 205 eine relative Brechungsindexdifferenz von Δnb, die die minimale relative Brechungsindexdifferenz innerhalb der Schicht ist.
  • Andererseits wird der äußere Randteil 205 mit F derart dotiert, dass die F-Dotierungsmenge sukzessive von der Innenseite zur Außenseite von dem oben erwähnten maximalen Dotierungsbetrag von F zu einem vorbestimmten Dotierungsbetrag, der der minimale F-Dotierungsbetrag innerhalb der Schicht ist, abnimmt. Als eine Folge davon ist der äußere Randteil 205 derart konfiguriert, dass seine relative Brechungsindexdifferenz sich von der Innenseite zur Außenseite von der oben erwähnten minimalen relativen Brechungsindexdifferenz von Δnb zu Δna ändert, welches die maximale relative Brechungsindexdifferenz ist.
  • In dem Lichtwellenleiter dieser Ausführungsform ist wie in der ersten Ausführungsform die F-Dotierungsmengenverteilung innerhalb der als äußerste Schicht des Ummantelungsbereichs 200 dienenden Ummantelungsschicht 205 derart konfiguriert, dass die F-Dotierungsmenge in ihrem äußeren Randteil 205 graduell abnimmt. Daher nimmt die Viskosität des äußeren Randteils 205 so sehr zu, dass die Spannung in den äußeren Randteil 205 verteilt wird, wodurch die Spannungskonzentration im Kern unterdrückt wird.
  • Da die Spannungskonzentration im Kern als solches unterdrückt wird, wird der bevorzugte Spannungsbereich, der zulässig ist zum Zeitpunkt des Ziehens des Lichtwellenleiters, breiter, hierdurch die Spannungssteuerung zur Zeit des Ziehens erleichternd. Auch wird verhindert, dass die Spannung sich im Kern im Übermaß konzentriert und die durch unzureichende Spannungssteuerung und Ähnliches bedingte Zunahme der Übertragungsdämpfung und Verschlechterung in den Übertragungseigenschaften werden davon abgehalten, aufzutreten, wodurch ein Lichtwellenleiter mit stabilen Übertragungseigenschaften über seine gesamte Länge realisiert wird.
  • Während der Ummantelungsbereich 200 in dem Lichtwellenleiter der ersten Ausführungsform sich aus einer einzelnen Ummantelungsschicht 201 bildet, umfasst der Mantelbereich 200 in dem Lichtwellenleiter der zweiten Ausführungsform zwei Schichten, d.h., die innere Ummantelungsschicht 201 mit einer größeren F-Dotierungsmenge (kleinere relative Brechungsindexdifferenz) und der äußeren Ummantelungsschicht 202 mit einer kleineren F-Dotierungsmenge (größere relative Brechungsindexdifferenz).
  • In dem Randbereich 200 mit einer solchen Zweischichtenstruktur kann die innere Ummantelungsschicht 201, die am äußeren Rand des Kernbereichs 100 angeordnet ist, wirksam das übertragene Licht in den Kernbereich 100 und seine nähere Umgebung beschränken. Andererseits ist die äußere Ummantelungsschicht 202 wirksam beim Einstellen der Übertragungseigenschaften des Lichtwellenleiters, beim Reduzieren der Spannungskonzentration im Kern und so weiter. Die Konfigurationen der äußeren Ummantelungsschicht 202 und des äußeren peripheren Teils 205 können hierdurch zuverlässig die Spannungskonzentration im Kernbereich 100 unterdrücken.
  • Vorzugsweise wird zum vollständigen Erhalten der Wirkung der Unterdrückung der Spannungskonzentration im Kernbereich 100 die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn2 der äußeren Ummantelungsschicht 202 so festgelegt, dass sie Δn2 ≥ –0,26% erfüllt. Noch bevorzugter wird festgelegt, um Δn2 ≥ –0,22% zu erfüllen.
  • Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und eines Lichtwellenleiters werden nun erläutert. 3 ist ein Ablaufdiagramm zum schematischen Zeigen eines Verfahrens zum Herstellen eines Lichtwellenleiters einschließlich eines Verfahrens zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform, durch welche die Lichtwellenleiter-Vorform und der Lichtwellenleiter mit dem oben erwähnten Aufbau erhalten werden.
  • In dem in 3 gezeigten Herstellungsverfahren wird eine Lichtwellenleiter-Vorform vorbereitet mit einem Aufbau, in welchem die F-Dotierungsmenge sukzessive abnimmt (die relative Brechungsindexdifferenz zunimmt) innerhalb des äußeren Randteils 205 der äußersten Ummantelungsschicht bis zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von F innerhalb der äußersten Ummantelungsschicht ist, wie beispielhaft durch den Lichtwellenleiter in Übereinstimmung mit den ersten und zweiten Ausführungsformen dargelegt (Schritt S100 einschließlich Schritten S101 bis S106). Dann wird die derart erhaltene Lichtwellenleiter-Vorform auf ein Erwärmen hin gezogen (S107), um einen Lichtwellenleiter zu erzielen, der konfiguriert ist wie in 1 und 2 gezeigt (S108).
  • Als Erstes wird das Vorbereiten der Lichtwellenleiter-Vorform (S100) erläutert werden. Zu Beginn wird eine Kern-Vorform einschließlich mindestens einem Kernbereich vorbereitet (S101). Als Kern-Vorform kann eine konventionelle Kern-Vorform verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vorform verwendet werden, die gebildet wird mit einem Kernbereich oder ferner mit einem Teil eines Ummantelungsbereichs und sich in einer vorbestimmten Länge erstreckt. Der Kernbereich kann ein reiner SiO2-Kern sein oder beispielsweise ein Cl-dotierter SiO2-Kern.
  • Beim Ausbilden der Kern-Vorform (langgestreckter Kernkörper) mit einem Teil des Mantelbereichs in einer Konfiguration mit einer einzelnen Ummantelungsschicht 201, wie in 1 gezeigt, gibt es ein Verfahren zum Ausbilden eines Teils davon aus der Kern-Vorform. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, dass die Kern-Vorform frei ist von mindestens einem regionalen Bereich einschließlich dem äußeren Randteil 205. In einer Konfiguration mit zwei Ummantelungsschichten 201, 202, wie in 2, gibt es ein Verfahren zum Ausbilden der inneren Ummantelungsschicht 201 aus der Kern-Vorform. Der Teil des Kernbereichs, der in der Kern-Vorform ausgebildet ist, kann durch Synthese, Dehydrierung und Konsolidierung ausgebildet werden, wie in der äußersten Ummantelungsschicht, welche später erläutert werden wird, oder durch ein Rod-in-Collaps-Verfahren ausgebildet werden.
  • In Bezug auf eine solche Kern-Vorform wird ein Synthetisierverfahren wie ein VAD-Verfahren oder ein OVD-Verfahren verwendet, um eine Glasfeinpartikelschicht auf ihrem äußeren Rand auszubilden (S102; Synthetisierungsschritt). Speziell werden Feinpartikel aus Glas durch eine Flamme von einem Glassynthetisierungsbrenner erzeugt, zu welchem ein Materialgas mit einer vorbestimmten Gaszusammensetzung zugeführt wird, und diese Feinpartikel aus Glas werden an dem äußeren Rand der Kern-Vorform abgeschieden, um die Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren. Diese Glasfeinpartikelschicht ist eine Schicht, um die äußerste Randschicht zu werden, oder ein vorbestimmter Teil einer Außenseite der äußersten Ummantelungsschicht einschließlich mindestens dem Außenrandteil davon) nach dem Konsolidieren auf ein Erwärmen hin.
  • Darauf folgend wird eine derart synthetisierte Glasfeinpartikelschicht auf ein Erwärmen hin dehydriert (S103; Dehydrationsschritt), und demnach wird eine dehydrierte Glasfeinpartikelschicht auf ein Erwärmen hin konsolidiert (S105; Konsolidierungsschritt), um eine Lichtwellenleiter-Vorform zu erstellen mit der äußersten Mantelschicht ausgebildet aus der Glasfeinpartikelschicht (S106).
  • Wenn erforderlich, kann die Glasfeinpartikelschicht dotiert werden mit F durch Eintauchen (S104; Eintauchschritt) bei einem Schritt zwischen dem Dehydrationsschritt (S102) und dem Konsolidierungsschritt (S105). Bei dem Eintauchschritt wird die Atmosphäre in dem Konsolidierungsofen als eine Gasatmosphäre festgelegt, die eine vorbestimmte Konzentration an F enthält und die Glasfeinpartikelschicht mit F durch Eintauchen in diese Gasatmosphäre dotiert.
  • In einem solchen Verfahren des Herstellens einer Lichtwellenleiter-Vorform ist ein Verfahren zum Erzielen der F-Dotierungsmengenverteilung, die derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge graduell in dem äußeren Randteil der Glasfeinpartikelschicht abnimmt (der äußeren Ummantelungsschicht), wie in 1 und 2 gezeigt, beispielsweise eines, bei dem die Glasfeinpartikelschicht mit F dotiert wird, bevor die Glasfeinpartikelschicht auf das Erwärmen hin konsolidiert wird, und dann, nach dem Dotieren, ein Teil dieses hinzugefügten F eliminiert wird aus dem äußeren Randteil der Glasfeinpartikelschicht (entsprechend im äußeren Randteil der äußersten Mantelschicht) einschließlich des äußeren Randes davon.
  • Speziell wird beispielsweise eine aus SiO2 erstellte Glasfeinpartikelschicht als eine Hüllenschicht (Verrußung; Synthetisierungsschritt) an dem Außenrand der Kern-Vorform synthetisiert. Daraufhin wird sie durch Erwärmen bei 1200°C in einer SiCl4-Atmosphäre dehydriert (Dehydrationsschritt) und dann wird sie mit F durch Eintauchen auf Erwärmen bei 1200°C in einer SiF4-Atmosphäre dotiert (Eintauchschritt).
  • Daraufhin wird die Glasfeinpartikelschicht (Glasfeinpartikelkörper) auf das Erwärmen bei 1500°C hin konsolidiert (Konsolidierungsschritt). Hier wird F (SiF4) von der zur Zeit der Konsolidierung auf das Erwärmen hin verwendeten Gasatmosphäre eliminiert oder seine Konzentration wird auf einen Pegel eingestellt (z.B. eine geringe Konzentration), die niedriger ist als die zum Zeitpunkt des Eintauchens. In diesem Fall wird ein Teil des hinzugefügten F aus dem äußeren Randteil der Glasfeinpartikelschicht (der äußersten Ummantelungsschicht), die in Kontakt ist mit der oben erwähnten Gasatmosphäre während der Konsolidierung auf das Erwärmen hin eliminiert, um eine solche Dotierungsmengenverteilung auszubilden, dass die F-Dotierungsmenge graduell in dem äußeren Randteil abnimmt.
  • Ein Verfahren, in welchem ein Teil von F im äußeren Randteil derart eliminiert wird nach dem Dotieren mit F kann F zu dem Zeitpunkt der Konsolidierung auf das Erwärmen hin eliminieren, wie in dem oben erwähnten Beispiel, hierdurch in der Lage seiend, eine solche Dotierungsmengenverteilung zu erzielen, dass die F-Dotierungsmenge graduell abnimmt in dem äußeren Randteil ohne das Hinzufügen eines neuen Schrittes. Daher kann ein Lichtwellenleiter mit der oben erwähnten Konfiguration erhalten werden ohne das Erhöhen der Herstellungskosten.
  • Ohne davon abhängig zu sein, wie F hinzugefügt wird, ist ein solches Verfahren in ähnlicher Weise anwendbar auf einen Fall, bei dem F zu der Glasfeinpartikelschicht zu der Zeit der Synthese hinzugefügt wird, beispielsweise ohne das Eintauchen in F. Ohne auf ein Verfahren beschränkt zu sein, bei dem F in dem Konsolidierungsschritt eliminiert wird, kann das Eliminieren von F auch durch verschiedene Verfahren realisiert werden, die Kombinationen von dem Einstellen der Temperatur, der Gaszusammensetzung, der Gasstromrate, der Verarbeitungszeit und Ähnlichem Verwenden in jedem von dem Dehydrationsschritt, dem Eintauchschritt und dem Konsolidierungsschritt. Das Festlegen dieser Bedingungen kann auch die Menge des Eliminierens von F abgleichen, den Gradienten der Verringerung in der Dotierungsmengenverteilung und Ähnliches.
  • In ähnlicher Weise, wie ein Verfahren zum Erzielen einer F-Dotierungsmengenverteilung, in welcher die Dotierungsmenge graduell in dem äußeren Randteil in der Glasfeinpartikelschicht (der äußersten Ummantelungsschicht) abnimmt, ist ein Verfahren anwendbar, in dem ohne das F nach der Dotierung eliminiert wird, die F-Dotierungsmenge graduell verringert wird zur Zeit der Dotierung der Glasfeinpartikelschicht mit F.
  • Speziell beim Synthetisieren der Glasfeinpartikelschicht als eine Hüllenschicht an dem äußeren Rand der Kern-Vorform (Synthetisierungsschritt) wird beispielsweise ein Materialgas, das F enthält, dem Glassynthetisierungsbrenner zugeführt, um das Abscheiden von Feinpartikeln von Glas mit F zu dotieren. Wenn die Menge von F, die in dem zugeführten Materialgas enthalten ist, verringert wird, wenn die Feinpartikel des Glases zu dieser Zeit abgeschieden werden, kann eine Dotierungsmengenverteilung, bei der die F-Dotierungsmenge graduell in dem äußeren Randteil abnimmt, ausgebildet werden.
  • Nachdem die Glasfeinpartikelschicht mit Cl zur Zeit der Synthese dotiert worden ist, kann Cl durch F ersetzt werden. In diesem Fall wird es ausreichend sein, wenn die Menge an Cl, die in dem Materialgas enthalten ist, in ähnlicher Weise verringert wird.
  • Das Ziehen auf das Erwärmen einer derart vorbereiteten Lichtwellenleiter-Vorform hin (Schritt S107 in 3) wird nun erläutert. 4 ist ein Diagramm, das schematisch ein Verfahren des Herstellens eines Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt, und eine Ausführungsform der Zieh-Einrichtung, die verwendet wird zum Herstellen der optischen Faser bzw. des Lichtwellenleiters.
  • Die Zieheinrichtung 1, die in 4 gezeigt ist, ist eine Zieheinrichtung zum Ziehen eines Lichtwellenleiters vom Typ des Siliziumoxidglases und hat einen Ziehofen 11, einen Wärmeofen 21 zum Tempern und eine Kunstharzvernetzungs- bzw. Aushärteeinheit 31. Der Ziehofen 11, der Wärmeofen 21 und die Kunstharzaushärteeinheit 31 sind nacheinander in dieser Reihenfolge in der Richtung des Ziehens einer Lichtwellenleiter-Vorform 2 angeordnet (in der Richtung von der Oberseite zu der Unterseite in 4).
  • Zuerst wird die Lichtwellenleiter-Vorform 2, die von einer Vorformzufuhreinrichtung gehalten wird (nicht dargestellt) dem Ziehofen 11 zugeführt, das untere Ende der Lichtwellenleiter-Vorform 2 wird durch einen Heizer 12 innerhalb des Ziehofens 11 erwärmt, damit es erweicht, und eine optische Faser 3 wird gezogen. Ein Inertgaszufuhrdurchlass 15 von einer Inertgaszufuhreinheit 14 ist mit einem Muffelrohr 13 des Ziehofens 11 verbunden, wodurch eine Inertgasatmosphäre innerhalb des Muffelrohrs 13 des Ziehofens 11 erreicht wird.
  • Hier wird als die Lichtwellenleiter-Vorform 2, die von der Vorformzufuhreinrichtung zugeführt wird, eine derartig vorbereitete verwendet, dass der F-Dotierungsbetrag sukzessive innerhalb des äußeren Randteils der äußersten Ummantelungsschicht abnimmt zu einem vorbestimmten Dotierungsbetrag, der der minimale Dotierungsbetrag von F innerhalb der äußersten Ummantelungsschicht ist, wie oben erwähnt.
  • Die erwärmte und gezogene optische Faser 3 wird drastisch abgekühlt auf 1700°C durch das Inertgas innerhalb des Muffelrohrs 13. Daraufhin wird die optische Faser 3 von dem unteren Teil des Muffelrohrs 13 aus dem Ziehofen 11 genommen und wird mit Luft zwischen dem Ziehofen 11 und dem Wärmeofen 21 gekühlt. Als das Inertgas kann beispielsweise N2-Gas verwendet werden. Der Heizleitkoeffizient λ von N2-Gas (T = 300 K) ist 26 mW/(m·K). Der Heizleitkoeffizient λ von Luft (D = 300 K) ist 26 mW/(m·K).
  • Daraufhin wird die luftgekühlte optische Faser 3 dem Wärmeofen 21 zum Tempern zugeführt, der stromabwärts vom Ziehofen 11 und zwischen dem Ziehofen 11 und der Kunstharzaushärteeinheit 31 angeordnet ist. Dann wird ein vorbestimmtes Segment der optischen Faser bzw. des Lichtwellenleiters 3 erwärmt, um eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs zu erlangen und wird in einer vorbestimmten Kühlrate getempert. Der Wärmeofen 21 hat ein Muffelroh 23, durch welches der Lichtwellenleiter 3 hindurchgeführt wird. Vorzugsweise ist das Muffelrohr 23 eingestellt, um eine Gesamtlänge L2 (m) zu haben, die die Gleichung erfüllt L2 ≥ V/8in der Ziehrichtung der Lichtwellenleiter-Vorform 2 (der Vertikalrichtung der 4). Hier ist V die Ziehrate (m/s).
  • Vorzugsweise ist das Muffelrohr 23 in dem Wärmeofen 21 an einer Position angeordnet, wo die Temperatur des Lichtwellenleiters 3 unmittelbar, bevor er in das Muffelrohr 23 eintritt (die Eintrittstemperatur) in den Bereich von 1400°C bis 1800°C fällt und L1 ≤ 0,2 × Verfüllt wird in Bezug auf den Ziehofen 11. Hier ist L1 der Abstand (m) von dem unteren Ende des Heizers 12 des Ziehofens 11 zu dem oberen Ende des Muffelrohrs 23, wohingegen V die Ziehrate (m/s) ist. Die Temperatur des Heizers 22 im Wärmeofen 21 ist derart festgelegt, dass das Ofenzentrum (der Teil, den die optische Faser 3 durchläuft) eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 1100°C bis 1600°C, vorzugsweise 1200°C bis 1600°C, 1250°C bis 1500°C, insbesondere noch bevorzugter 1300°C bis 1500°C erhält.
  • Gemäss den oben erwähnten Einstellungen der Position und Länge des Wärmeofens 21 (Muffelrohr 23), wird der erwärmte und gezogene Lichtwellenleiter 3 in dem Wärmeofen 21 erwärmt zum Tempern, um eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 1100°C bis 1700°C, vorzugsweise 1200°C bis 1700°C zu erhalten. Speziell wird ein Teil, der eine Temperatur von 1100°C bis 1700°C in der optischen Faser 3 erhält, ein Segment, bei dem die optische Faser 3 eine Temperaturdifferenz von 50°C oder größer erzielt, z.B. ein Teil, bei dem die Temperatur der optischen Faser 3 im Bereich von 1250°C bis 1500°C liegt, noch eher vorgezogen von 1300°C bis 1500°C (das Segment, das eine Temperaturdifferenz von 200°C erzielt), bei einer Kühlrate von 1000°C/Sekunden oder weniger getempert.
  • Wenn die Ofenmitte auf eine Temperatur innerhalb eines Bereichs von 1100°C bis 1600°C, vorzugsweise 1200°C bis 1600°C eingestellt ist, wird ein Segment, das eine Temperaturdifferenz von 50°C oder mehr erhält in dem Teil der erwärmten und gezogenen optischen Faser 3, welcher eine Temperatur von 1100°C bis 1700°C, vorzugsweise 1200°C bis 1700°C erzielt, bei einer Kühlrate von 1000°C/Sekunden oder weniger getempert.
  • Ein N2-Gaszufuhrdurchlass 25 von einer N2-Gaszufuhreinheit 24 ist mit dem Muffelrohr 23 des Wärmeofens 21 verbunden, wobei eine N2-Gasatmosphäre innerhalb des Muffelrohrs 23 des Wärmeofens 21 erhalten wird. Ein Gas mit einem relativ großen Molekurlargewicht wie Luft oder Ar und Ähnliches können ebenfalls statt des N2-Gases verwendet werden. Wenn ein Karbonheizer verwendet wird, ist es jedoch erforderlich, ein Inertgas zu verwenden.
  • Der Außendurchmesser des Auslasses des Lichtwellenleiters 3 des Wärmeofens 21 wird während des laufenden Betriebs durch einen Außendurchmesser 41 gemessen, der als Außendurchmessermessvorrichtung dient, und demnach wird der gemessene Wert zu einem Antriebsmotor 43 rückgemeldet, um eine Trommel 42 zum Drehen anzutreiben, wodurch der Außendurchmesser gesteuert wird, um konstant zu sein. Das Ausgangssignal von dem Ausgangsdurchmessermesser 41 wird einer Steuereinheit 44 zugeführt, die als Steuervorrichtung dient, wobei die Drehgeschwindigkeit der Trommel 42 (des Antriebsmotors 43) durch eine arithmetische Operation derart bestimmt wird, dass der Außendurchmesser der optischen Faser 3 einen vorbestimmten Wert erhält, der zuvor festgelegt worden ist.
  • Ein in Bezug auf die durch die arithmetische Operation bestimmte Drehgeschwindigkeit der Trommel 42 (des Antriebsmotors 43) indikatives Ausgangssignal wird von der Steuereinheit 44 ausgegeben, um den Motortreiber (nicht dargestellt) anzutreiben, wodurch der Antriebsmotortreiber die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 43 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von der Steuereinheit 44 steuert.
  • Daraufhin wird die optische Faser 3 mit einem UV-Kunstharz 52 durch eine Abdeckungsform 51 beschichtet. Der aufgebrachte W-Kunstharz 52 wird durch eine UV-Lampe 32 in der Kunstharzaushärteeinheit 31 ausgehärtet, wodurch eine beschichtete optische Faser 4 ausgebildet wird. Daraufhin wird mit Hilfe einer Führungsrolle 61 die beschichtete optische Faser 4 durch die Trommel 42 aufgenommen. Die Trommel 42 wird von einer Drehantriebswelle 45 unterstützt und ein Endteil von dieser ist mit dem Antriebsmotor 43 verbunden.
  • In dieser Ausführungsform bilden die Abdeckungsform 51 und die Kunstharzaushärteeinheit 31 einen Kunstharz- Beschichtungsabschnitt zum Beschichten der optischen Faser mit einem Kunstharz. Ohne auf die oben erwähnte Konfiguration beschränkt zu sein, kann der Kunstharzbeschichtungsabschnitt derart konfiguriert sein, dass die optische Faser mit einem wärmehärtbaren Kunstharz abgedeckt wird, welcher dann durch den Wärmeofen ausgehärtet wird.
  • Wie oben erwähnt, ist der Inertgaszufuhrdurchlass 15 von der Inertgaszufuhreinheit 14 mit dem Muffelrohr 13 des Ziehofens 11 verbunden, wodurch eine Inertgasatmosphäre innerhalb des Muffelrohrs 13 des Ziehofens 11 erhalten wird. Jedoch kann eine N2-Gaszufuhreinheit als Inertgaszufuhreinheit 14 vorgesehen sein, um N2-Gas in das Muffelrohr 13 einzuführen und eine N2-Gasatmosphähre zu erhalten.
  • In dem Fall, in dem die Ziehrate langsam ist, z.B. 100 m/min, kann die optische Faser 3 auf etwa 1000°C innerhalb des Ziehofens 11 (Muffelrohr 13) in einer He-Gasatmosphäre abgekühlt werden. In diesem Fall wird vorgezogen, dass eine N2-Gasatmosphäre innerhalb des Muffelrohrs 13 vorgesehen ist, so dass die optische Faser 3 eine Temperatur von etwa 1700°C am Ausgang des Ziehofens 11 (Muffelrohr 13) erhält. Auch können eine HE-Gaszufuhreinheit und eine N2-Gaszufuhreinheit vorgesehen sein, um HE-Gas oder N2-Gas in das Muffelrohr 13 in Übereinstimmung mit der Ziehrate einzufügen. In der Praxis ist eine strukturelle Entspannung möglich durch Neuaufheizen auf 1100°C bis 1700°C, vorzugsweise 1200°C bis 1700°C nach dem temporären Abkühlen. In diesem Fall tritt jedoch ein Heizerlängenverlust auf das Neuaufheizen hin auf.
  • Als Lichtwellenleiter-Vorform 2 in dem oben beschriebenen Verfahren des Herstellens eines Lichtwellenleiters ist eine optische Lichtwellenleiter-Vorform so vorbereitet worden, dass sie eine Konfiguration hat, in der die F-Dotierungsmenge im äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht sukzessive verringert. Die optische Faser-Vorform und die optische Faser mit einer solchen Konfiguration unterdrücken die Spannungskonzentration im Kern durch Umleiten der Spannung in den äußeren Randteil. Zu dieser Zeit wird bei der Spannungssteuerung in Bezug auf das Ziehen auf das Aufheizen im Ziehofen 11 hin der Spannungsbereich, der zulässig ist für das Erzielen einer bevorzugten optischen Faser, breiter und die Spannungssteuerung wird erleichtert. Auch kann die optische Faser, die nach dem Ziehen erhalten wird, eine optische Faser sein, die in ihrer Übertragungsdämpfung und in ihren Übertragungseigenschaften exzellent ist (z.B. niedrige Übertragungsdämpfung).
  • Wenn die Spannung zum Zeitpunkt des Ziehens von dem bevorzugten Spannungsbereich abweicht, wird die Strukturasymmetriedämpfung bei einer niedrigen Spannung zunehmen, wohingegen die Rayleigh-Streuungsdämpfung bei einer hohen Spannung zunehmen wird, hierdurch ein Erhöhen der Übertragungsdämpfung der optischen Faser verursachend. Das Herstellungsverfahren, bei dem die Spannungssteuerung wie oben erwähnt erleichtert wird, verringert demgegenüber die Abhängigkeit der Übertragungsdämpfung von der Spannung, hierdurch die durch eine Änderung in der Spannung verursachte Zunahme in der Übertragungsdämpfung und die von der Übertragungsdämpfung und Ähnlichem abweichende Verschlechterung der Übertragungseigenschaften unterdrücken. Da keine hohe Genauigkeit erforderlich ist für die Spannungssteuerung wird der Herstellungsschritt auch erleichtert und sein Herstellungsergebnis wird besser. Vorzugsweise wird die Spannungssteuerung derart ausgeführt, dass die Spannung innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,20 N (5 bis 20 gw) fällt.
  • Da die Zone zum Verringern des F-Dotierungsbetrags der äußere Randteil der äußersten Ummantelungsschicht ist, beeinflusst die F-Dotierungsbetragsverteilung nicht die Übertragungseigenschaften von durch den Kernbereich und seiner näheren Umgebung übertragenem Licht. Während eines winzigen Beibehaltens von Übertragungseigenschaften und Ähnlichem des Lichtwellenleiters kann daher die Vereinfachung der Spannungssteuerung erreicht werden.
  • In dem Herstellungsverfahren und der Zieheinrichtung 1, die in 4 gezeigt ist, wird die optische Faser 3, nachdem die Lichtwellenleiter-Vorform 2 gezogen worden ist, durch Verwenden des zum Tempern stromabwärts von dem Ziehofen 11 angeordneten Wärmeofens 21 getempert. Als eine Folge kann die fiktive Temperatur Tf innerhalb der optischen Faser verringert werden, um die Rayleigh-Streuungsdämpfung zu reduzieren.
  • Selbst wenn ein Herstellungsverfahren, das beim Reduzieren der Rayleigh-Streuungsdämpfung wirksam ist, als solches verwendet wird, kann die Übertragungsdämpfung nicht immer als Ganzes reduziert werden. Es wird angenommen, dass dies bedingt ist durch die Tatsache, dass während die Rayleigh-Streuungsdämpfung reduziert wird, eine übermäßige Konzentration von Spannung im Kern die anderen Übertragungsdämpfungskomponenten erhöht wie die Strukturasymmetriedämpfung, wodurch die Wirkung des Reduzierens der Übertragungsdämpfung nicht als Ganzes erhalten wird. Auch besteht eine Möglichkeit, dass die Wirkung des Reduzierens der Rayleigh-Streuungsdämpfung nicht vollständig erhalten wird, wenn die Strukturasymmetrie-Dämpfung und Ähnliches davon abgehalten werden, aufzutreten.
  • Wenn die Lichtwellenleiter-Vorform und der Lichtwellenleiter, wie oben erwähnt derart konfiguriert sind, dass die F-Dotierungsmenge im äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht abnehmen, verwendet werden, wird demgegenüber die Rayleigh-Streuungsdämpfung reduziert (z.B. derart, dass der Rayleigh-Streuungsdämpfungskoeffizient A 0,81 dB/km·μm4 oder geringer ist), und das Auftreten Strukturasymmetriedämpfung und Ähnliches, die durch die Spannungskonzentration im Kern verursacht werden, wird gleichzeitig unterdrückt, was es ermöglicht, einen Lichtwellenleiter mit einer niedrigen Gesamtübertragungsdämpfung zu realisieren (z.B. Übertragungsdämpfung α1,00 von 0,82 dB/km oder weniger bei einer Wellenlänge von 1,00 μm).
  • In Bezug auf den oben erwähnten Lichtwellenleiter und das Verfahren zum Herstellen von diesem werden spezifische Beispiele und Vergleichsbeispiele gezeigt. Die Lichtwellenleiter in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden sowohl durch Herstellungsverfahren mit als auch ohne Tempern im Wärmeofen 51, der in 4 gezeigt ist, hergestellt. Die Heizbedingung im Wärmeofen 21 für das Tempern wurde auf eine Temperatur von etwa 1300°C eingestellt, eine Lineargeschwindigkeit von 25 m/min und eine Ofenlänge von etwa 1,5 m.
  • Der Lichtwellenleiter, der das erste Beispiel wird, wurde in Übereinstimmung mit dem in 1 gezeigten Brechungsindexprofil hergestellt. Die Radien r0, ra und r1 wurden derart festgelegt, dass 2r0 = 10 μm, gilt, 2ra = 110 μm bzw. 2r1 = 125 μm.
  • In Bezug auf die Brechungsindizes in individuellen Bereichen wurde der Kernbereich 100 mit Cl derart dotiert, dass die mittlere relative Brechungsindexdifferenz Δn0 = 0,08% ist. Andererseits wurde die Ummantelungsschicht 201 des Mantelbereichs 200 mit F derart dotiert, dass eine solche Dotierungsmengenverteilung erzielt wurde, dass die minimale relative Brechungsindexdifferenz Δnb = –0,25% gilt, wohingegen die maximale relative Brechungsindexdifferenz Δna = etwa –0,05% im äußeren Randbereich 205 ist. Hier ist im Mittel Δn1 = etwa –0,28.
  • Der Lichtwellenleiter, der das zweite Beispiel werden sollte, wurde in Übereinstimmung mit dem in 2 gezeigten Brechungsindexprofil hergestellt. Die Radien r0, r1, ra und r2 wurden derart festgelegt, dass jeweils 2r0 = 10 μm, 2r1 = 55 μm, 2ra = 110 μm und 2r2 = 125 μm gilt.
  • In Bezug auf die Brechungsindizes in individuellen Bereichen wurde der Kernbereich 100 mit Cl derart dotiert, dass die mittlere relative Brechungsindexdifferenz Δn0 = +0,08% gilt. Andererseits wurde die innere Ummantelungsschicht 201 des Mantelbereichs 200 mit F derart dotiert, dass die mittlere relative Brechungsindexdifferenz Δn1 = –0,28% gilt. Die äußere Ummantelungsschicht 202 wurde mit F dotiert, während die Menge von SiF4 in dem F-Eintauchschritt reduziert wurde auf 1/3, um eine solche Dotierungsmengenverteilung zu erzielen, dass die minimale Brechungsindexdifferenz Δnb = –0,20% gilt, wohingegen die maximale Brechungsindexdifferenz Δna = etwa –0.05% in dem äußeren Randteil 205 gilt.
  • Ferner wurde als das dritte Beispiel des Lichtwellenleiters der Lichtwellenleiter mit demselben Aufbau wie dem des zweiten Beispiels hergestellt, während die Heizbedingung in dem Wärmeofen für das Tempern eingestellt wurde auf eine Temperatur von 1100°c.
  • 5 ist ein Diagramm zum Zeigen des Brechungsindexprofils des ersten Vergleichsbeispiels des Lichtwellenleiters. Der Aufbau des Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit diesem Vergleichsbeispiel ist derselbe wie der des oben erwähnten ersten Beispiels mit der Ausnahme, dass kein äußerer. Randteil ausgebildet ist, in welchem die f-Dotierungsmenge abnimmt. Die Radien r0 und r1 seiner Kernzone 300 und Ummantelungsschicht 401 in seiner Ummantelungszone 400 waren derart, dass 2r0 = 10 μm bzw. 2r1 = 125 μm gelten.
  • In Bezug auf die Brechungsindizes in individuellen Bereichen wurde die Kernzone 300 mit Cl derart dotiert, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn0 = + 0,08% ist. Andererseits wurde die Ummantelungsschicht 201 der Mantelzone 200 mit F derart dotiert, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn1 = –0,35% gilt.
  • 6 ist ein Diagramm zum Zeigen des Brechungsindexprofils des zweiten Vergleichsbeispiels des Lichtwellenleiters. Der Aufbau des Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit diesem Vergleichsbeispiel ist derselbe wie der des oben erwähnten zweiten Beispiels mit der Ausnahme, dass kein äußerer Randteil ausgebildet ist, indem die F-Dotierungsmenge abnimmt. Die Radien r0, r1 und r3 seines Kernbereichs 300 und der äußeren Ummantelungsschichten 401 und 402 in seinem Mantelbereich 400 waren derart, dass 2r0 = 10 μm, 2r1 = 55 μm bzw. 2r2 = 125 μm gilt.
  • In Bezug auf den Brechungsindex in individuellen Bereichen wurde der Kernbereich 300 mit Cl derart dotiert, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn0 = 0,08% ist. Andererseits wurde die innere Ummantelungsschicht 401 des Ummantelungsbereichs 400 mit F derart dotiert, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn1 = –0,28% gilt. Die äußere Ummantelungsschicht 402 wurde mit F dotiert, während die Menge an SiF4 in dem F-Eintauchschritt auf 1/3 reduziert worden ist derart, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz derart, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn2 = –0,20% ist.
  • 7 zeigt die Abhängigkeit der Übertragungsdämpfung α1,55 bei einer Wellenlänge von 1,55 μm auf die Spannung in dem Fall, in dem das Zeichnen durch eines der Herstellungsverfahren ausgeführt wird ohne Tempern durch den Wärmeofen bezüglich der vorangehenden ersten und zweiten Vergleichsbeispiele. Es kann aus dieser Graphik gesehen werden, dass wenn die Abhängigkeit der Sendedämpfung α1,55 auf die Spannung hin verglichen wird zwischen dem ersten Beispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel in der Konfiguration mit einer einzelnen Ummantelungsschicht, und zwischen dem zweiten Beispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel in der Konfiguration mit zwei Ummantelungsschichten, der Wert der Sendedämpfung reduziert wird und seine Abhängigkeit von der Spannung in den ersten und zweiten Beispielen verringert wird, die mit dem äußeren Peripherieteil bereitgestellt wurden, wobei die F-Dotierungsmenge zunimmt.
  • 8 zeigt die Abhängigkeit der Übertragungsdämpfung α1,55 auf die Spannung in dem Fall hin, in dem das Ziehen durch ein Herstellungsverfahren ausgeführt wird mit einem Tempern durch den Wärmeofen. Es kann aus dieser Graphik gesehen werden, dass wenn die Abhängigkeit von Sendedämpfung α1,55 auf die Spannung hin verglichen wird zwischen dem ersten Beispiel und dem ersten Vergleichsbeispiel in der Konfiguration mit einer einzelnen Ummantelungsschicht, und zwischen dem zweiten Beispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel in der Konfiguration mit zwei Ummantelungsschichten der Wert der Übertragungsdämpfung reduziert wird und seine Abhängigkeit von der Spannung in den ersten und zweiten beispielhaft bereitgestellten Beispielen, die mit dem äußeren Randteil bereitgestellt wurden, bei dem die kF-Dotierungsmenge wie in dem Fall ohne Tempern in 7 gezeigt, abnimmt.
  • Wenn der Wert der Übertragungsdämpfung α1,55 bei einer Spannung von 0,10 N verglichen wird in dem Fall, in dem beispielsweise das erste Vergleichsbeispiel 0,161 dB/km in dem Fall der einzelnen Ummantelungsschicht zeigt. In dem Fall von zwei Ummantelungsschichten zeigt das zweite Vergleichsbeispiel 0,160 dB/km, wohingegen das zweite Beispiel 0,158 dB/km zeigt.
  • Während die optische Faser bei einem Ziehen von 0,10 N in Bezug auf das dritte Beispiel konfiguriert war, ist das Reduzieren der Übertragungsdämpfung α1,55 in dem Beispiel verglichen mit dem Vergleichsbeispiel größer als das in der Graphik der 7. Es wird angenommen, dass dies auftritt wegen der Temper-Wirkung, die durch den Wärmeofen bewirkt wird.
  • Nämlich, selbst in dem Fall des Temperns verwendet ein Lichtwellenleiter mit einer Konfiguration ohne Randteil, wo die F-Dotierungsmenge herabgesetzt wird zum Reduzieren der Rayleigh-Streuungsdämpfung auf das Tempern hin, aber die Strukturasymmetriedämpfung erhöht, die bedingt ist durch die Spannungskonzentration im Kern, wodurch der Zeitschlitz nicht vollständig reduziert werden kann als Ganzes. Wenn eine optische Faser konfiguriert ist, um mit einem äußeren Peripherieteil versehen zu werden, wobei die F-Dotierungsmenge verringert wird während das Tempern ausgeführt wird, wird zum Kontrast die Rayleigh-Streuungsdämpfung reduziert und der Strukturasymmetrieverlust wird von dem Auftreten bedingt durch die Spannungskonzentration im Kern eingeschränkt, wodurch ein Lichtwellenleiter mit einer niedrigen Übertragungsdämpfung als Ganzes erhalten werden kann.
  • Wenn das erste Beispiel mit einer einzelnen Ummantelungsschicht und das zweite Beispiel mit zwei Ummantelungsschichten miteinander verglichen werden, ist die Übertragungsdämpfung in dem zweiten Beispiel niedriger. Dies ist wegen der Tatsache, dass die äußere Ummantelungsschicht der Außenseite der beiden Ummantelungsschichten eine relativ geringe F-Dotierungsmenge hat, wohingegen die äußere Ummantelungsschicht selbst zu einem gewissen Umfang eine Spannungs- und Lenkfunktion hat.
  • Wenn der Wert des Rayleigh-Streuungskoeffizienten A und der Übertragungsdämpfung α1,00 bei einer Wellenlänge von 1,00 μm für jede der optischen Fasern bestimmt worden ist in Übereinstimmung mit den ersten, zweiten und dritten Beispielen bei einer Spannung von 0,10 N, wurde jeder Fall als eine Rayleigh-Streuungsdämpfung A von 0,81 dB/km·μm4 oder weniger und eine Übertragungsdämpfung α1,00 von 0,82 dB/km oder weniger zeigend erkannt.
  • Im Hinblick auf das Vorangehende unterdrückt die Konfiguration, in der die Konfiguration, in der die F-Dotierungsmenge im äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht verringert wird, die Spannungskonzentration im Kern, hierdurch die Spannungssteuerung zum Zeitpunkt des Ziehens erleichternd und ein Realisieren einer optischen Faser bzw. eines Lichtwellenleiters, in welchem die Übertragungsdämpfung stabil über die gesamte Länge davon reduziert wird, erleichternd.
  • In dem Fall der Konfiguration mit zwei Ummantelungsschichten der inneren und äußeren Ummantelungsschichten, wobei in einer von ihnen die F-Dotierungsmenge in der äußeren Ummantelungsschicht (die in 2 gezeigte äußere Ummantelungsschicht 202) als Ganzes kleiner gemacht wird, kann die Spannungskonzentration im Kern durch Umlenken der Spannung in die äußere Ummantelungsschicht unterdrücken. Während jedoch der Fall, in dem der F-Dotierungs-Gesamtbetrag in der äußeren Ummantelungsschicht verringert wird, beim Umlenken der Spannung wirksam ist, beeinflusst er auch die Übertragungseigenschaften des Lichtwellenleiters.
  • 9 zeigt Ergebnisse des Bestimmens der Biegeigenschaften in Bezug auf Lichtwellenleiter in Übereinstimmung mit den Beispielen und Vergleichsbeispielen in dem Fall ohne Tempern. Es kann aus dieser Graphik ersehen werden, dass der Wert des Biegeverlustes stark zwischen dem ersten Beispiel (oder dem ersten Vergleichsbeispiel) mit einer einzelnen Ummantelungsschicht und dem zweiten Beispiel (oder dem zweiten Vergleichsbeispiel) mit zwei Ummantelungsschichten variiert.
  • Wenn das erste Beispiel und das erste Vergleichsbeispiel (oder das zweite Beispiel und das zweite Vergleichsbeispiel) mit demselben Aufbau abgesehen von dem äußeren Randteil miteinander verglichen werden, variieren jedoch ihre Biegeeigenschaften kaum zueinander. Ähnliche Tendenzen werden in Lichtwellenleitern der Beispiele und Vergleichsbeispiele in dem Fall mit Tempern gesehen.
  • Wenn die F-Dotierungsmenge in der Ummantelungsschicht als Ganzes verringert wird, werden sich nämlich die oben erwähnten Biegeeigenschaften und andere verschiedenartige Eigenschaften wie die Grenzwellenlänge und die Streuungseigenschaften ändern. Demgegenüber wird eine Konfiguration, in der die F-Dotierungsmenge nur im äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht verringert wird, die Spannungskonzentration im Kern wirksam unterdrücken, ohne das Verschlechtern der Übertragungseigenschaften des Lichtwellenleiters.
  • Für eine Spannungsverteilung in den äußeren Randteil der Ummantelungszone kann eine Schicht mit einer hohen Viskosität, aus reinem SiO2 und Ähnlichem hergestellt, an der äußersten Seite des Ummantelungsbereich ausgebildet werden (siehe z.B. japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. SHO 64-87528, und Nr. HEI-2-113205). Eine solche Konfiguration erfordert jedoch ferner einen Synthetisierungs-, einen Dehydrations- und einen Konsolidierungsschritt zum Ausbilden einer neuen reinen SiO2-Schicht als äußerste Schicht, hierdurch den Herstellungsprozess verkomplizierend und die Herstellungskosten anhebend.
  • Demgegenüber kann die Konfiguration der vorliegenden Erfindung, in welcher ein Teil mit hoher Viskosität innerhalb der äußersten Ummantelungsschicht durch eine Dotierungsmengenverteilung, die die F-Dotierungsmenge nur in einem äußeren Randteil der äußeren Ummantelungsschicht verringert, eine Lichtwellenleiter-Vorform und einen Lichtwellenleiter realisieren, die konfiguriert sind, um die Spannungskonzentration im Kern zu unterdrücken, ohne irgendwelche neuen Schritte des Herstellungsprozesses hinzuzufügen.
  • Ohne auf die oben erwähnten Ausführungsformen und Beispiele beschränkt zu sein, können der Lichtwellenleiter, das Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verschiedenen Modifikationen und Konfigurationsänderungen unterzogen werden. Beispielsweise kann der Ummantelungsbereich verschiedenartige Konfigurationen verwenden, ohne auf die Konfigurationsbeispiele beschränkt zu sein, die in 1 und 2 gezeigt sind. Obwohl der Kernbereich in 1 und 2 eine Konfiguration hat, die mit Cl dotiert ist, kann er auch aus reinem SiO2 hergestellt sein.
  • Die F-Dotierungsmengenverteilung in dem äußeren Randteil der äußersten Ummantelungsschicht kann von den in 1 und 2 gezeigten Konfigurationen abweichen abhängig von dem Herstellungsverfahren und ähnlichem. Beispielsweise kann sie derart konfiguriert sein, dass die F-Dotierungsmenge im Wesentlichen bei der minimalen Dotierungsmenge konstant ist in einem vorbestimmten Bereich auf der äußeren Randseite innerhalb des äußeren Randteils und sich auf der Innenseite davon ändern (auf der inneren Randseite innerhalb des äußeren Randteils). Wenn ein Bereich, in dem die F-Dotierungsmenge im Wesentlichen konstant ist bei der minimalen Dotierungsmenge und demnach der näheren Umgebung des äußeren Randes, welcher ein äußerer Abschnitt in dem äußeren Randteil ist, die Viskosität innerhalb des Bereichs höher gemacht werden, so dass die Spannungsverteilung in dem äußeren Randteil effizienter realisiert werden kann.
  • In der äußersten Ummantelungsschicht wie der äußeren Ummantelungsschicht kann die F-Dotierungsmenge in der Nähe seines inneren Randes kleiner sein als die maximale F- Dotierungsmenge innerhalb der Schicht. Beim Ausbilden der äußersten Ummantelungsschicht gibt es einen Fall, in dem die F-Dotierungsmenge geringfügig in der Nähe des inneren Randes davon abnimmt. Selbst in dem Fall solch einer Dotierungsmengenverteilung kann die oben erwähnte Lichtwellenleiterkonfiguration die Spannungsverteilung in den äußeren Randteil realisieren.
  • Wie vorangehend detailliert erläutert, erzielen der Lichtwellenleiter, das Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform und das Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen. In dem einen Kernbereich und einen an dem äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen Ummantelungsbereich umfassenden Lichtwellenleiter ist die äußerste Ummantelungsschicht des Mantelbereichs derart konfiguriert, dass die F-Dotierungsmenge innerhalb des äußeren Randteils davon sukzessive abnimmt, wodurch die Viskosität des äußeren Randteils zunimmt, so dass die Spannung sich in den äußeren Randteil verteilt, hierdurch die Spannungskonzentration im Kern unterdrücken.
  • Da die Spannungskonzentration im Kern als solches unterdrückt wird, wird der bevorzugte Spannungsbereich, der zum Zeitpunkt des Ziehens des Lichtwellenleiters zulässig ist, weiter, hierdurch die Spannungssteuerung zum Zeitpunkt des Ziehens erleichternd. Auch wird die Konzentration der Spannung im Kern im Übermaß unterdrückt und die Zunahme in der Übertragungsdämpfung und die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften bedingt durch unzureichende Spannungssteuerung und Ähnliches werden davon abgehalten, aufzutreten, wodurch ein Lichtwellenleiter mit stabilen Übertragungseigenschaften über seine gesamte Länge realisiert wird.
  • Wenn ein durch den Ziehofen gezogener Lichtwellenleiter erwärmt wird, um in einen vorbestimmten Temperaturbereich zu fallen durch den stromabwärts vom Ziehofen angeordneten Wärmeofen, hat der reduzierende Lichtwellenleiter exzellente Übertragungseigenschaften wie eine sehr geringe Übertragungsdämpfung. Wenn in einem optischen Langstreckenübertragungssystem verwendet, ist es demnach möglich, ein effizientes optisches Übertragungssystem zu konstruieren, dass imstande ist, die Anzahl an Zwischenstationen zu reduzieren, in welchem optische Verstärker und Ähnliches installiert sind.

Claims (15)

  1. Lichtwellenleiter, einen Kernbereich umfassend und einen Mantelbereich am äußeren Rand des Kernbereichs und mit einer oder mehreren mit einen Brechungsindex verringerndem Fluor dotierten Ummantelungsschichten, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor sukzessive abnimmt in einem äußeren peripheren Teil einschließlich einem äußeren Rand davon bis zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Kernbereich aus reinem SiO2 besteht oder der Kernbereich mit Chlor derart dotiert ist, dass die durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn0 davon die Bedingung erfüllt 0,01%≤ Δn0≤ 0,08%wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als in % ausgedrückt bezogen auf den Brechungsindex von reinem SiO2.
  2. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Mantelbereich zwei Ummantelungsschichten umfasst, die sich aus einer inneren Ummantelungsschicht zusammensetzen, die am äußeren Rand des Kernbereichs vorgesehen ist und einer äußeren Ummantelungsschicht, die am äußeren Rand der inneren Ummantelungsschicht als äußerste Ummantelungsschicht vorgesehen ist; und wobei die durchschnittliche Dotierungsmenge von Fluor in der äußeren Ummantelungsschicht geringer ist als in der inneren Ummantelungsschicht.
  3. Lichtwellenleiter nach Anspruch 2, wobei die äußere Ummantelungsschicht eine durchschnittliche relative Brechungsindexdifferenz Δn2 hat, die die Bedingung erfüllt Δn2 ≥ –0,26%wobei die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % bezogen auf den Brechungsindex in reinem SiO2.
  4. Lichtwellenleiter nach Anspruch 2, wobei in der äußeren Ummantelungsschicht die Dotierungsmenge von Fluor nahe einem inneren Rand davon niedriger ist als die maximale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht.
  5. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei in der äußersten Ummantelungsschicht die maximale relative Brechungsindexdifferenz Δna in einem mit der minimalen Dotierungsmenge von Fluor innerhalb des äußeren Randteils und die minimale relative Brechungsindexdifferenz Δnb in einem mit der maximalen Dotierungsmenge von Fluor dotierten Bereichs auf der Innenseite des äußeren Randteils die Bedingung erfüllt Δna ≥ Δnb + 0,05% wenn die relative Brechungsindexdifferenz in jedem Teil definiert ist als ausgedrückt in % bezogen auf den Brechungsindex in reinem SiO2.
  6. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei die äußerste Ummantelungsschicht derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor im wesentlichen konstant bei der minimalen Dotierungsmenge in einem vorbestimmten Bereich an der Außenrandseite innerhalb des äußeren Randteils ist.
  7. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Kernbereich eine abgestufte Brechungsindexverteilung innerhalb des Bereichs hat.
  8. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Kernbereich aus reinem SiO2 erstellt ist.
  9. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, wobei der Lichtwellenleiter einen Rayleigh-Streuungskoeffizienten A von 0,81 dB/km·μm4 oder weniger hat, oder eine Durchlassdämpfung α1,00 von 0,82 dB/km oder weniger bei einer Wellenlänge von 1,00 μm.
  10. Ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform für Lichtwellenleiter gemäß Anspruch 1, umfassend: einen Synthetisierschritt des Abscheidens von Glasfeinpartikeln auf einem äußeren Rand einer Kern-Vorform einschließlich mindestens eines Kernbereichs, um eine Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren damit sie die äußerste Ummantelungsschicht in einer oder einer Vielzahl von Schichten eines Mantels in einem an einem äußeren Rand des Kernbereich angeordneten Mantelbereich werden; einen Dehydrationsschritt des Dehydrierens der synthetisierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin; und einen Konsolidierungsschritt des Konsolidierens der dehydrierten Glasfeinpartikelschicht auf das Erwärmen hin, um die äußerste Ummantelungsschicht zu bilden, hierdurch eine Lichtwellenleiter-Vorform bildend mit dem Kernbereich und dem Mantelbereich mit der einen oder den mehreren Ummantelungsschichten; wobei vor dem Konsolidieren der Glasfeinpartikelschicht auf das Erwärmen hin Dotieren der Glasfeinpartikelschicht mit Fluor und Eliminieren eines Teils dotierten Fluors von dem äußeren, einen Außenrand davon einschließenden Randbereich ausgeführt wird.
  11. Verfahren zum Herstellen eine Lichtwellenleiter-Vorform gemäß Anspruch 10, ferner zwischen dem Hydrationsschritt und dem Konsolidierungsschritt einen Eintauchschritt umfassend zum Dotieren der Glasfeinpartikelschicht mit Fluor durch Eintauchen in eine eine vorbestimmte Fluorkonzentration enthaltende Gasatmosphäre; wobei in dem Konsolidierungsschritt die Konzentration von in der Gasatmosphäre enthaltenem Fluor während der Konsolidierung auf das Erwärmen hin niedriger gemacht wird als die vorbestimmte Konzentration während des Eintauchens, um einen Teil des dotierten Fluors von dem äußeren Randbereich der Glasfeinpartikelschicht zu entfernen.
  12. Verfahren zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Vorform für Lichtwellenleiter gemäß Anspruch 1, umfassend: einen Synthetisierschritt des Abscheidens von Glasfeinpartikeln auf einen äußeren Rand einer Kern- Vorform einschließlich mindestens eines Kernbereichs, um eine Glasfeinpartikelschicht zu synthetisieren damit sie die äußerste Ummantelungsschicht in einer oder einer Vielzahl von Schichten eines Mantels in einem an einem äußeren Rand des Kernbereichs angeordneten Mantelbereich werden; einen Dehydrationsschritt des Dehydrierens der synthetisierten Glasfeinpartikelschicht auf Erwärmen hin; wobei die Glasfeinpartikelschicht in dem Synthetisierungsschritt derart synthetisiert wird, dass die Glasfeinpartikelschicht mit Chlor unter Verwendung eines Chlor enthaltenden Materialgases dotiert wird während das Chlor enthaltende Materialgas derart abgestimmt wird, dass die Dotierungsmenge von Chlor innerhalb eines einen äußeren Rand davon einschließenden äußeren Randbereichs sukzessive abnimmt, und dann derart dotiertes Chlor ersetzt wird durch Fluor.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 1, umfassend: Vorbereiten einer Lichtwellenleiter-Vorform, die einen Kernbereich umfasst und einen an einem Außenrand des Kernbereichs vorgesehenen Mantelbereich mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten, dotiert mit Fluor, das einen Brechungsindex verringert, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor in einem den Außenrand davon einschließenden Außenrandbereich zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge hin sukzessive abnimmt, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist; und Ziehen der Lichtwellenleiter-Vorform auf Erwärmen hin bei einer Zugkraft innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 0,20 N.
  14. Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 1, umfassend: Vorbereiten einer Lichtwellenleiter-Vorform, die einen Kernbereich umfasst und einen an einem Außenrand des Kernbereichs vorgesehenen Mantelbereich mit einer oder mehreren Ummantelungsschichten, dotiert mit Fluor, das einen Brechungsindex verringert, wobei die äußerste Ummantelungsschicht der einen oder mehreren Ummantelungsschichten derart konfiguriert ist, dass die Dotierungsmenge von Fluor in einem den Außenrand davon einschließenden Außenrandbereich sukzessive abnimmt zu einer vorbestimmten Dotierungsmenge, die die minimale Dotierungsmenge von Fluor innerhalb der Schicht ist; und Ziehen der Lichtwellenleiter-Vorform auf Erwärmen hin; und Erwärmen des aus einem Ziehofen gezogenen Lichtwellenleiters auf eine Temperatur innerhalb des vorgeschriebenen Temperaturbereichs unter Verwendung eines Wärmeofens, der stromabwärts von dem Ziehofen angeordnet ist.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Lichtwellenleiters gemäß Anspruch 14, wobei der Wärmeofen den gezogenen Lichtwellenleiter derart erwärmt, dass der Lichtwellenleiter eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 1100°C bis 1700°C erreicht.
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