JP2005134469A - 光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバ - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも重水素を含有するガスによる光ファイバの処理をモニタし、処理の終了を同時的に検知することのできる光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバを提供する。
【解決手段】 光ファイバをガス処理する装置であって、処理容器が光ファイバを出し入れする扉以外に、ガス導入口、ガス排出口及びサンプリング・ファイバ取し出し口を備えていることを特徴とし、サンプリング・ファイバ取し出し口から引き出された光ファイバと接続される光源及び吸収損失を測定する光パワーメータを備えている。なお、ガス処理の終了を判断するために、光パワーメータの値をモニタし、その値の変化から判断する機構を設けるのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバのガス処理、特には、少なくとも重水素を含むガスによって行われる光ファイバのガス処理に使用される光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバに関する。

光ファイバを用いた伝送路で最も多く使用されているのは、ゼロ分散波長を１３１０ｎｍ付近に持つシングルモード光ファイバである。従来、この光ファイバは、１３１０ｎｍの信号光の伝送に使用されていたが、最近になって、分散補償技術の進歩などにより、他の波長の信号光を伝送するためにも利用されるようになってきた。

近年、要求される伝送容量の増加に低コストで応じるために、ＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing；低密度波長分割多重）技術が開発されてきた。この伝送技術では、波長間隔を２０ｎｍ程度に広くすることで、安価な光源を使用しても、各信号波長間での混信が起こらないようにされている。この技術で多くの信号光を光ファイバで伝送するには、使用可能な波長域が広いことが望まれるが、従来のシングルモード光ファイバには、１３８３ｎｍ付近に光ファイバ中のＯＨ基に起因する吸収損失ピークがあり、この波長域を利用できなかった。これを使用可能とするため、低水分光ファイバが開発され、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ６５２ table Ｃ，Ｄ でも国際規格として定められている。

このような光ファイバでは、初期の吸収損失ピークが小さいことに加えて、水素によるエージングを行った後でもその吸収損失ピークが小さいことが要求される。このため、光ファイバの水素耐性を向上させる一つの方法として、光ファイバを重水素で処理するという方法がある。この方法は、重水素Ｄが光ファイバ中の欠陥と、水素Ｈと同じように反応するにもかかわらず、反応でできるＯＤ基がＯＨ基とは異なり、信号光として使用される波長領域に問題となるような吸収損失ピークを形成しない、という特徴があることを利用した方法である（特許文献１〜３，５参照）。

このような重水素による光ファイバの処理は、光ファイバを密閉可能な容器に入れ、容器内を重水素含有雰囲気として、所定の時間放置することで行われる。重水素は、水素と同様に可燃性ガスであるため、重水素含有雰囲気で満たす前に、容器内の雰囲気を窒素などの不活性ガスなどで危険のない程度に置換する必要がある。

このように重水素による光ファイバの処理は、密閉容器中で行なわれるため、重水素処理が終了したことを同時的に検知することができなかった。そのため従来は、経験的に必要とされる時間、重水素含有雰囲気に曝した後、光ファイバを処理装置から取り出し、サンプリングして水素耐性が向上していることを確認するか、あるいは重水素処理前後での損失スペクトルを測定して、６３０ｎｍ付近の欠陥に起因する吸収損失ピークの消滅を確認するかして、処理の終了を確認していた（特許文献４参照）。

特開昭６０−９０８５２号公報 特開平７−２７７７７０号公報 特開２０００−１４８４５０号公報 特開２００３−７５２９３号公報 特開２００３−１３７５８０号公報

上記したように重水素処理後、水素耐性を測定したり、あるいは損失スペクトルを測定したりして、重水素処理の終了を確認していたため、重水素処理に必要以上の時間をかけすぎていたり、処理が不十分な場合には再処理が必要となり、加えて、サンプリングに使用した光ファイバが無駄になる、等の問題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、少なくとも重水素を含有するガスによる光ファイバの処理をモニタし、処理の終了を同時的に検知することのできる光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバを提供することを目的としている。

本発明の光ファイバ処理装置は、光ファイバをガス処理する装置であって、処理容器が光ファイバを出し入れする扉以外に、ガス導入口、ガス排出口及びサンプリング・ファイバ取し出し口を備えていることを特徴とし、サンプリング・ファイバ取し出し口から引き出された光ファイバと接続される光源及び吸収損失を測定する光パワーメータを備えている。なお、ガス処理の終了を判断するために、光パワーメータの値をモニタし、その値の変化から判断する機構を設けるのが好ましい。

光源は、ガス処理により光ファイバの吸収損失が変化する波長領域の光を放射するものとし、その波長は、光ファイバの吸収損失ピーク波長あるいはその周辺の波長とする。ガス処理には、重水素又は重水素を含有するガスを使用し、このときの光源には、波長が６３０ｎｍ付近の光を放射するものがよい。

本発明の光ファイバ処理方法は、光ファイバをガス処理する方法であって、光ファイバを処理容器に納め、該容器内を処理ガスで満たし、該容器に設けられたサンプリング・ファイバ取出し口から光ファイバを引き出して光源と光パワーメータに接続し、ガス処理中、光ファイバの吸収損失をモニタし、該吸収損失の変化からガス処理の終了を同時的に判断することを特徴とし、ガス処理の終了は、所定の波長における光量が設定光量に達したとき終了と判断する。

本発明によれば、光ファイバの水素耐性が向上し、かつ１３８３ｎｍ付近におけるＯＨ基に起因する吸収損失ピークが大きく低減ないし消滅し、極めて優れたシングルモード光ファイバが得られる。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、光ファイバの重水素処理には次ぎのような特徴があることを見出した。
例えば、重水素１％、窒素１％の常圧の混合ガスを処理ガスとして使用した場合、３日半程度で処理が終了する。この間、処理がゆっくりと時間に比例して進むのではなく、３日強の間、吸収損失に何も変化が見られない期間が続いた後、その後の数時間で処理が急激に進み、終了する。この変化は、６３０ｎｍにピークをもつＮＢＯＨＣ(非架橋酸素ホールセンター)の吸収損失ピークの消滅で確認できる。

そこで、処理装置の容器に光ファイバ取り出し用の口を設け、そこから処理を行う光ファイバの両端を引き出し、その一端からガス処理により光ファイバの吸収損失が変化する波長領域の光を導入し、もう一方の端で透過してくる光の強度を、ガス処理中モニタすることにより、すなわち、ガス処理の終了を同時的に捉えることができ、本発明を達成した。

なお、ガス処理の終了は、所定の波長における光量が設定光量に達したとき終了と判断する。例えば、処理ガスには重水素を含有するガスを、光源には波長が６３０ｎｍ付近の光を放射するものを使用し、透過光量（吸収損失）の変化をモニタする。

本発明のガス処理装置の一例を図１に示した。
この処理装置は、ガス処理しようとする光ファイバのボビンを収容可能な容積を有する密閉可能な容器を備え、該容器には、ボビンを出し入れするための扉以外にガス導入口とガス排出口、さらに光ファイバ取り出し口が設けられている。
光ファイバ取り出し口は交換可能な構造とされ、光ファイバを引き出した後、エポキシ樹脂で口を塞いで容器の密閉性を確保する。ガス導入口とガス排出口にはそれぞれバルブが設けられ、容器内が十分に求められる雰囲気になったところで、バルブを閉め容器を封止する。
ガス導入口には、さらに窒素ラインと処理ガスラインが切り替え可能に設けられ、容器内のパージと処理ガスの導入が同じガス導入口から行える。

処理装置は、さらに光ファイバにモニタ光を導入する光源と光パワーメータを備えている。処理ガスは重水素を含むガスを使用し、光源には波長６２５ｎｍのＬＥＤを使用した。光パワーメータからの出力はコンピュータに取り込まれ、その値が常にモニタされる。コンピュータには、この値の変化の速度があらかじめ設定した閾値を越えた後、変化が落ち着いたところでガス処理が終了したことを告知するシステムが、組み込まれている。また、光パワーメータの出力値の変化率が一度大きくなった後に小さくなり、変化が落ち着いたところでガス処理が終了したことを告知するシステムとしてもよい。

図２は、この処理装置を用いてガス処理した結果を示すグラフであり、横軸に処理時間が、縦軸に透過光量（光パワー）の変化がとられ、ある時間経過したところで急激に透過光量が増し、矢印Ｂ点ではガス処理が終了したことを示しており、この様子はコンピュータにモニタされている。
ガス処理の終了を検知して、矢印Ｂのところで取り出した光ファイバに対して水素試験を行ったが、吸収損失ピークの上昇が見られることはなく、システムが目的どおり機能することが確認された。
なお、矢印Ａのところで取り出した光ファイバは、水素試験で吸収損失ピークの上昇が認められた。

ガス処理の終了を同時的に検知することができ、光ファイバの各種ガス処理に利用できる。

本発明の光ファイバ処理装置の一例を概略的に示す図である。 ガス処理中、処理時間と透過光量の変化の様子を示すグラフである。

Claims (14)

1. 光ファイバをガス処理する装置であって、処理容器が光ファイバを出し入れする扉以外に、ガス導入口、ガス排出口及びサンプリング・ファイバ取し出し口を備えていることを特徴とする光ファイバ処理装置。
2. 該サンプリング・ファイバ取し出し口から引き出された光ファイバと接続される光源及び吸収損失を測定する光パワーメータを備えている請求項1に記載の光ファイバ処理装置。
3. 光パワーメータの値をモニタし、その値の変化からガス処理の終了を判断する機構を備えている請求項１又は２に記載の光ファイバ処理装置。
4. 該光源は、ガス処理により光ファイバの吸収損失が変化する波長領域の光を放射するものである請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ処理装置。
5. 該光源が放射する光の波長が、光ファイバの吸収損失ピーク波長あるいはその周辺の波長である請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ処理装置。
6. 該処理に使用するガスが、重水素又は重水素を含有するガスである請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ処理装置。
7. 該光源光の波長が６３０ｎｍ付近にある請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ処理装置。
8. 光ファイバをガス処理する方法であって、光ファイバを処理容器に納め、該容器内を処理ガスで満たし、該容器に設けられたサンプリング・ファイバ取出し口から光ファイバを引き出して光源と光パワーメータに接続し、ガス処理中、光ファイバの吸収損失をモニタし、該吸収損失の変化からガス処理の終了を同時的に判断することを特徴とする光ファイバ処理方法。
9. 該ガス処理の終了を、所定の波長における光量が設定光量に達したとき終了と判断する請求項８に記載の光ファイバ処理方法。
10. 該光源は、ガス処理により光ファイバの吸収損失が変化する波長領域の光を放射するものである請求項８又は９に記載の光ファイバ処理方法。
11. 該光源が放射する光の波長が、光ファイバの吸収損失ピーク波長あるいはその周辺の波長である請求項８乃至１０のいずれかに記載の光ファイバ処理方法。
12. 該ガス処理に使用するガスが重水素を含有するガスである請求項８乃至１１のいずれかに記載の記載の光ファイバ処理方法。
13. 該光源光の波長が６３０ｎｍ付近にある請求項８乃至１２のいずれかに記載の記載の光ファイバ処理方法。
14. 請求項８乃至１３のいずれかに記載の光ファイバ処理方法を用いてガス処理されてなることを特徴とする光ファイバ。
    
    
    

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