JP2006220824A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光ファイバ中に残存するNBOHCの量に応じて重水素処理を行うことにより過不足なく重水素処理できる光ファイバの製造方法を提供する。
【解決手段】 光ファイバ2を収容した処理容器1a内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバ2を前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程を少なくとも備える光ファイバ2の製造方法であって、前記重水素処理工程を前記光ファイバの630nmにおける吸収損失を測定しながら行う光ファイバの製造方法を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】 光ファイバ2を収容した処理容器1a内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバ2を前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程を少なくとも備える光ファイバ2の製造方法であって、前記重水素処理工程を前記光ファイバの630nmにおける吸収損失を測定しながら行う光ファイバの製造方法を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光ファイバの製造方法に関するものであり、特に過不足なく重水素処理できる光ファイバの製造方法に関するものである。
一般に、光ファイバは、石英ガラスからなる光ファイバ母材を溶融、線引きして製造される。光ファイバの製造過程において、溶融された石英ガラスが中に非架橋酸素空孔(Non−Bridging Oxygen Hole Center、以下「NBOHC」と略すこともある。)が生成されることが知られている。光ファイバ中に存在するNBOHCは、光ファイバ中に残留した水素や表面保護用樹脂から発生した水素と結合し、Si−OH結合を生成する。水酸基(−OH)が生成すると、1383nm帯における水酸基に起因する吸収損失が増大し、光ファイバの伝送特性が劣化する。
従来、1383nm帯における水酸基に起因する吸収損失の増加を抑制する方法として、光ファイバをボビンに巻き取った状態で重水素を含有するガスの雰囲気に曝すことによって、光ファイバをなす石英ガラス中のNBOHCと重水素とを反応させて重水酸基とする重水素処理方法が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
NBOHCのない光ファイバの重水素処理時における重水素の拡散Cは、下記の式(1)で表すことができる(例えば、非特許文献1参照。)。
ここで、Bnは下記の式(2)で表される。J0は0次のBessel関数であり、jnはJ0(j)のn番目の零点、D[cm2/s]は重水素の拡散定数、t[s]は時間、T[K]は温度、r[cm]は光ファイバの径方向の位置、b[cm]は光ファイバの外半径、C0は光ファイバ中の重水素の溶解度をそれぞれ表している。
しかし、上記の式(1)に基づいて重水素処理条件を設定して重水素処理を行った場合には、重水素処理後にNBOHCが残ってしまう不都合が生じることが知られている。この不都合は、重水素処理中に光ファイバのクラッド部に存在するNBOHCが重水素と反応することにより、光ファイバのコア部の重水素濃度がNBOHCの消滅に必要な濃度となるまでの実際の時間が、上記の式(1)に基づく計算値よりも長くなることによって生じる。よって、上記の不都合を解決するためには、重水素処理条件を光ファイバ中のNBOHCの量を考慮して設定する必要がある。
特開2002−148450号公報
特開2003−137580号公報
小粥 幹夫、飯野 顕、松原 邦弘、「石英系光ファイバの水素による過渡的損失減少とその機構」、電子情報通信学会論文誌C−1、vol.J72−C−1、no.1、pp.45−52、Jan.1989
しかしながら、光ファイバ中に生成するNBOHCの量は、光ファイバ母材の製造条件や光ファイバの紡糸条件によってそれぞれ異なるため、特許文献1、特許文献2、非特許文献1に記載の技術を用いた場合、重水素処理条件が光ファイバ中のNBOHCの量に適さないことにより、重水素処理不足による不良が発生したり、重水素処理不足を防ぐために過剰に重水素処理を行って製造時間が増大して作業効率が低下したりするという問題があった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ中に残存するNBOHCの量に応じて重水素処理を行うことにより過不足なく重水素処理できる光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の光ファイバの製造方法は、光ファイバを収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバを前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程を少なくとも備える光ファイバの製造方法であって、前記重水素処理工程を前記光ファイバの630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の光ファイバの製造方法は、光ファイバの一部を収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバの一部の630nmにおける吸収損失を測定しながら前記光ファイバの一部を前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程と、光ファイバの残部を収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバの残部を前記重水素処理工程と同じ処理条件で前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す残部処理工程とを少なくとも備え、前記重水素処理工程に要した重水素処理時間に基づいて、残部処理工程における重水素処理時間を決定することを特徴とする。
上記の光ファイバの製造方法においては、前記重水素処理工程後の吸収損失を前記重水素処理工程前の吸収損失で除した値が0.8以下となるまで前記重水素処理工程を行う方法とすることができる。
また、上記の光ファイバの製造方法においては、前記重水素処理工程後に、前記光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する第1測定工程と、前記第1測定工程後に、前記処理容器内に水素含有ガスを導入して、前記光ファイバを前記水素含有ガスの雰囲気に曝す水素処理工程と、前記水素処理工程の後に、前記光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する第2測定工程と、前記第1測定工程における測定結果と前記第2測定工程における測定結果とを比較する比較工程とを備える方法とすることができる。
本発明の光ファイバの製造方法によれば、前記重水素処理工程を前記光ファイバの630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことにより、光ファイバ中に残存するNBOHCの量に応じて重水素処理を行うことができ、過不足なく重水素処理できる。したがって、重水素処理不足による不良の発生を防ぐことができる。また、重水素処理不足を防ぐために過剰に重水素処理を行うことはなく、効率よく製造できる。
以下、本発明を実施した光ファイバの製造方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る光ファイバの製造方法で用いられる光ファイバの処理装置の一例を示す概略構成図である。図1中、符号1は光ファイバの処理装置、1aは反応槽(処理容器)、1bはガス導入口、1cはガス導入用開閉バルブ、1dはガス供給用配管、1eは排気口、1fは排気用開閉バルブ、1gは排気用ポンプ、1hは差圧計、2は光ファイバ、3はボビンをそれぞれ示している。
図1は、本発明に係る光ファイバの製造方法で用いられる光ファイバの処理装置の一例を示す概略構成図である。図1中、符号1は光ファイバの処理装置、1aは反応槽(処理容器)、1bはガス導入口、1cはガス導入用開閉バルブ、1dはガス供給用配管、1eは排気口、1fは排気用開閉バルブ、1gは排気用ポンプ、1hは差圧計、2は光ファイバ、3はボビンをそれぞれ示している。
図1に示す光ファイバの処理装置1の反応槽1aは、内部に光ファイバ2を収容できる密閉可能な容器であり、0.1kPa程度の真空状態や、常圧〜250kPa以下の加圧状態に耐えられる耐圧性や密封性を有する。反応槽1aのガス導入口1bには、ガス導入用開閉バルブ1cを介してガス供給用配管1dが接続されており、このガス供給用配管1dから反応槽1a内に重水素を含有するガス(以下、「重水素含有ガス」と称する。)および水素を含有するガス(以下、「水素含有ガス」と称する。)が選択的に供給可能とされている。ここでの、重水素含有ガスとは、重水素ガス単独または重水素ガスを含有する混合ガスのことであり、水素含有ガスとは、水素ガス単独または水素ガスを含有する混合ガスのことである。
また、反応槽1aには、光ファイバ2の吸収損失を測定する損失測定装置10が設けられ、光ファイバ2の任意の波長における吸収損失が、光ファイバ2を反応槽1aから出すことなく随時測定できるようになっている。損失測定装置10には、反応槽1aに一体化され、反応槽1a内の光ファイバ2に一般的な光ファイバの接続方法によって接続されたダミーファイバ11が備えられ、光ファイバ2の任意の波長における吸収損失がダミーファイバ11を介して損失測定装置10に伝送されるようになっている。
反応槽1aの排気口1eには、排気用開閉バルブ1fを介して排気用ポンプ1gが接続されており、この排気用ポンプ1gによって反応槽1a内の重水素含有ガスなどを排気できるようになっている。また、反応槽1aには、差圧計1hが設けられ、反応槽1a内の圧力が測定できるようになっている。この差圧計1hの測定値に基づいて、重水素含有ガスや水素含有ガスの供給量を調整し、反応槽1a内を所定の圧力の重水素含有ガス雰囲気または水素含有ガス雰囲気としたり、あるいは、排気用ポンプ1gの始動、停止を行い、反応槽1a内を所定の圧力の減圧雰囲気とすることができるようになっている。
また、反応槽1aには、ヒータや冷却機構などの温度調整手段や、温度計、温度調整部を有し、内部温度を調整して反応槽1a内を40℃以下の恒温状態とすることができるようになっている。
なお、反応槽1aは、ガス導入用開閉バルブ1cの代わりに、ガス流量の調整が可能な電磁弁などが備えられ、反応槽1a内に供給する重水素含有ガスや水素含有ガスの供給量を調整できるものであってもよい。
なお、反応槽1aは、ガス導入用開閉バルブ1cの代わりに、ガス流量の調整が可能な電磁弁などが備えられ、反応槽1a内に供給する重水素含有ガスや水素含有ガスの供給量を調整できるものであってもよい。
次に、図1を参照して、本発明に係る光ファイバの製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態における光ファイバ2の処理では、まず、ボビン3に巻回された所定の長さの光ファイバ2を、処理装置1の反応槽1a内に静置する。光ファイバ2としては、石英ガラスなどからなるものであれば特に限定されず、いかなるものでも適用可能である。
本実施形態における光ファイバ2の処理では、まず、ボビン3に巻回された所定の長さの光ファイバ2を、処理装置1の反応槽1a内に静置する。光ファイバ2としては、石英ガラスなどからなるものであれば特に限定されず、いかなるものでも適用可能である。
次いで、排気用ポンプ1gを作動し、排気用開閉バルブ1fを開き、反応槽1a内の空気を排気して反応槽1a内を減圧雰囲気とし、排気用開閉バルブ1fを閉じた後、温度調整手段(図示略)や、温度計(図示略)、温度調整部(図示略)によって、反応槽1a内の温度を調整して40℃以下、好ましくは23℃以下の恒温状態とする。
次いで、ガス導入用開閉バルブ1cを開き、重水素含有ガスを反応槽1a内に、反応槽1a内が所定の圧力となるまで供給して、ガス導入用開閉バルブ1cを閉じ、反応槽1a内を密封する。次いで、反応槽1a内において、光ファイバ2を重水素含有ガス雰囲気に曝す重水素処理(重水素処理工程)を開始する。
この重水素処理において、光ファイバ2をなす石英ガラス中のNBOHCを、重水素(D2)と反応させて重水酸基(−OD)とすることにより、水酸基(−OH)の生成を阻止することができる。これにより、光ファイバ2の吸収波長帯域を、水酸基の吸収波長帯域である1383nm帯から、重水酸基の吸収波長帯域である1870nm帯、すなわち、光通信波長帯域以外に移動させることができる。ゆえに、石英ガラス中の水酸基に起因する吸収損失による光ファイバ2の伝送特性の劣化を抑制できる。
重水素処理は、光ファイバ2の吸収損失を測定しながら行う。ここでの光ファイバ2の吸収損失とは、光ファイバ2において光が伝播するコア部の吸収損失のことであり、損失測定装置10により測定された630nmの吸収損失からレイリー散乱損失を引いて算出した値のことである。
重水素処理中の光ファイバ2の630nmの吸収損失は、次のように変化する。まず、重水素処理開始時から一定時間経過するまでの間は変化しない。これは、光ファイバ2の吸収損失が、上述したようにコア部の吸収損失であるため、光ファイバ2のクラッド部におけるNBOHCが重水素と反応している間、すなわち、重水素が光ファイバ2のコア部に達するまでの間、重水素がコア部のNBOHCと反応することがなく、コア部のNBOHCが減少しないためである。
その後、クラッド部におけるNBOHCと重水素との反応が終了し、重水素がコア部に達すると、コア部におけるNBOHCが重水素と反応して減少するので、吸収損失が急激に減少する。そして、コア部におけるNBOHCと重水素との反応が終了すると、吸収損失が再びほぼ一定の値となる。
その後、クラッド部におけるNBOHCと重水素との反応が終了し、重水素がコア部に達すると、コア部におけるNBOHCが重水素と反応して減少するので、吸収損失が急激に減少する。そして、コア部におけるNBOHCと重水素との反応が終了すると、吸収損失が再びほぼ一定の値となる。
よって、光ファイバ2の吸収損失の変化から、光ファイバ2にNBOHCが残存しているか否かを知ることができる。このため、光ファイバ2の吸収損失を測定しながら重水素処理を行うことにより、重水素処理を終了するか継続するかを、光ファイバ2にNBOHCが残存しているか否かに基づいて決定でき、光ファイバ中に残存するNBOHCの量に応じて、過不足なく重水素処理を行うことができる。
なお、光ファイバ2の吸収損失の変化から、光ファイバ2のコア部に存在するNBOHCの残存量を求めることができるが、光ファイバ2のクラッド部におけるNBOHCの残存量を求めることはできない。よって、重水素処理前には、光ファイバ2に存在するNBOHCの総量を求めることはできず、重水素処理前に、過不足なく重水素処理できる重水素処理条件を決定することはできない。
また、本実施形態では、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、(B/A)≦0.8なる関係式を満たすまで重水素処理工程を行う。(B/A)が0.8を超えると、重水素処理不足による1383nm帯における水酸基に起因する吸収損失が0.01dB/kmを越える場合が生じ、光ファイバの伝送特性が劣化する虞がある。
また、光ファイバ2の吸収損失の測定は、あらかじめ決定された時間経過後に開始することが望ましく、吸収損失の測定を開始した後は終了時まで所定の時間毎に行うことが望ましい。
光ファイバ2の吸収損失は、上述したように、重水素処理開始時から一定時間経過するまでの間は変化しないため、吸収損失が減少し始める時点までのあらかじめ決定された時間経過後に測定を開始することで、測定回数を少なくし、測定の手間を省くことができる。また、測定を開始するまでの時間は、上記の式(1)に基づく計算値とすることができる。上記の式(1)に基づく計算値は、光ファイバ2のクラッド部にNBOHCが存在する場合には、重水素処理不足となる。このため、測定を開始するまでの時間を上記の式(1)に基づく計算値とした場合、吸収損失の測定を開始した時点で、コア部におけるNBOHCと重水素との反応が終了していて、過剰に重水素処理を行ってしまうという不都合が生じることはないし、光ファイバ2中のNBOHCと重水素との反応の大部分が終了しているので、測定回数を効果的に少なくすることができ、手間を省くことができる。
また、重水素処理時の温度や重水素濃度が低いほど、重水素が光ファイバ2のコア部に達するまでの時間が長くなるので、吸収損失の測定の開始時間は、重水素処理時の温度や重水素濃度に応じて適宜決定することが望ましい。
光ファイバ2の吸収損失は、上述したように、重水素処理開始時から一定時間経過するまでの間は変化しないため、吸収損失が減少し始める時点までのあらかじめ決定された時間経過後に測定を開始することで、測定回数を少なくし、測定の手間を省くことができる。また、測定を開始するまでの時間は、上記の式(1)に基づく計算値とすることができる。上記の式(1)に基づく計算値は、光ファイバ2のクラッド部にNBOHCが存在する場合には、重水素処理不足となる。このため、測定を開始するまでの時間を上記の式(1)に基づく計算値とした場合、吸収損失の測定を開始した時点で、コア部におけるNBOHCと重水素との反応が終了していて、過剰に重水素処理を行ってしまうという不都合が生じることはないし、光ファイバ2中のNBOHCと重水素との反応の大部分が終了しているので、測定回数を効果的に少なくすることができ、手間を省くことができる。
また、重水素処理時の温度や重水素濃度が低いほど、重水素が光ファイバ2のコア部に達するまでの時間が長くなるので、吸収損失の測定の開始時間は、重水素処理時の温度や重水素濃度に応じて適宜決定することが望ましい。
また、光ファイバ2の吸収損失の測定間隔は、重水素処理条件や光ファイバ2の太さなどによって適宜決定することができるが、例えば12〜24時間とすることが望ましい。測定間隔を12時間未満とするとNBOHCの経時変化を詳しく測定できるが、測定に手間がかかるため望ましくない。なお、測定を自動で行う場合には、測定間隔を12時間未満としても問題ない。また、測定間隔が24時間を越えると、NBOHCの経時変化が既に終了し、余分に重水素処理を行うことになる虞があるため望ましくない。
続いて、重水素処理工程後の光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する(第1測定工程)。
次いで、ガス導入用開閉バルブ1cを開き、水素含有ガスを反応槽1a内に、反応槽1a内が所定の圧力となるまで供給して、ガス導入用開閉バルブ1cを閉じ、反応槽1a内を密封する。次いで、反応槽1a内において、光ファイバ2を水素含有ガス雰囲気に曝す水素処理(水素処理工程)を開始する。この水素処理は、例えば、光ファイバ2の波長1240nmにおける損失が0.03dB/km以上に増加するまで水素ガスを1%含む雰囲気に室温で曝すIEC60794−3に規定されている水素試験方法に準じて行うことができる。
続いて、光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する(第2測定工程)。次いで、第1測定工程における測定結果と第2測定工程における測定結果とを比較する(比較工程)。光ファイバ中にNBOHCが存在していると、水素処理により1383nm帯における吸収損失が増大する。このため、第2測定工程における1383nmの吸収損失が、第1測定工程における1383nmの吸収損失よりも増大しているかを調べることで、重水素処理不足が生じているか否かを確認することができる。
本実施形態の光ファイバの製造方法によれば、重水素処理を光ファイバ2の630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことにより、光ファイバ2中に残存するNBOHCの量に応じて重水素処理を行うことができ、過不足なく重水素処理できる。したがって、重水素処理不足による不良の発生を防ぐことができる。また、重水素処理不足を防ぐために過剰に重水素処理を行うことはなく、効率よく製造できる。
また、本実施形態の光ファイバの製造方法において、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、(B/A)≦0.8なる関係式を満たすまで重水素処理工程を行うことで、重水素処理不足による不良の発生を効果的に防ぐことができる。
さらに、重水素処理工程後に第1測定工程と水素処理工程と第2測定工程と検証工程とを順次行うことで、重水素処理不足が生じているか否かを確認することができる。よって、例えば、重水素処理工程後の全部または一部の光ファイバに対して、水素処理工程と検証工程とを順次行う方法による品質検査が可能となり、高品質で信頼性の高い光ファイバの製造が可能となる。
また、本発明の光ファイバの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した重水素処理工程を光ファイバ2の全部に対して行わず、光ファイバ2の一部に対してのみ行った後、光ファイバ2の一部に対する重水素処理工程と同じ処理条件で、光ファイバ2の一部に対する重水素処理工程に要した重水素処理時間に基づいて決定された光ファイバ2の残部に対する重水素処理時間、光ファイバ2の残部に対して重水素処理を行う残部処理工程を行う方法とすることができる。
このような製造方法においては、光ファイバ2の一部に対する重水素処理を光ファイバ2の630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことにより、過不足なく重水素処理できる。したがって、前記重水素処理工程と同じ処理条件で、光ファイバ2の一部に対する重水素処理工程に要した重水素処理時間、光ファイバ2の残部に対して重水素処理を行うことで、光ファイバ2の残部に対しても過不足なく重水素処理できる。
よって、光ファイバ2の一部および光ファイバ2の残部における重水素処理不足による不良の発生を防ぐことができる。また、重水素処理不足を防ぐために、光ファイバ2の一部および光ファイバ2の残部に対し、過剰に重水素処理を行うことはなく、効率よく製造できる。
なお、残部処理工程は、630nmにおける吸収損失を測定しながら行わなくても良いが、630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことにより、光ファイバ2の残部に対する重水素処理不足による不良の発生をより確実に防ぐことができる。
よって、光ファイバ2の一部および光ファイバ2の残部における重水素処理不足による不良の発生を防ぐことができる。また、重水素処理不足を防ぐために、光ファイバ2の一部および光ファイバ2の残部に対し、過剰に重水素処理を行うことはなく、効率よく製造できる。
なお、残部処理工程は、630nmにおける吸収損失を測定しながら行わなくても良いが、630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことにより、光ファイバ2の残部に対する重水素処理不足による不良の発生をより確実に防ぐことができる。
以下、実験例を示して本発明をさらに具体的に説明する。
(実験例1)
石英からなる光ファイバ母材から紡糸線速1000m/minで100km紡糸し、ボビン3に巻回した外径250μm、クラッド径125μm、1000mの光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置した。次いで、光ファイバ2を減圧雰囲気とし、23℃の恒温状態とした後、重水素含有ガス雰囲気に曝す重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で48時間、重水素処理開始時から1時間毎に光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら行った。また、重水素処理工程後、光ファイバ2を大気中に放置した。なお、光ファイバ2の波長630nmの吸収損失は、重水素処理開始時から1時間毎に60時間後まで測定した。
石英からなる光ファイバ母材から紡糸線速1000m/minで100km紡糸し、ボビン3に巻回した外径250μm、クラッド径125μm、1000mの光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置した。次いで、光ファイバ2を減圧雰囲気とし、23℃の恒温状態とした後、重水素含有ガス雰囲気に曝す重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で48時間、重水素処理開始時から1時間毎に光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら行った。また、重水素処理工程後、光ファイバ2を大気中に放置した。なお、光ファイバ2の波長630nmの吸収損失は、重水素処理開始時から1時間毎に60時間後まで測定した。
(実験例2)
実験例1と同様の光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置し、実験例1と同様の重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で7時間、重水素処理開始時から1時間毎に光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら行った。また、重水素処理工程後、光ファイバ2を大気中に放置した。なお、光ファイバ2の波長630nmの吸収損失は、重水素処理開始時から1時間毎に60時間後まで測定した。
実験例1と同様の光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置し、実験例1と同様の重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で7時間、重水素処理開始時から1時間毎に光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら行った。また、重水素処理工程後、光ファイバ2を大気中に放置した。なお、光ファイバ2の波長630nmの吸収損失は、重水素処理開始時から1時間毎に60時間後まで測定した。
実験例1および実験例2の光ファイバ2における波長630nmの吸収損失と重水素処理開始からの経過時間との関係を図2に示す。図2において、符号△は、実験例1の結果であり、符号●は、実験例2の結果である。
図2に示すように、実験例1では、光ファイバ2の吸収損失は、重水素処理開始時から34時間経過するまでの間は変化せず、34時間経過後から42時間経過するまでの間に急激に減少し、42時間経過後から60時間後まで変化しなかった。重水素処理工程前の吸収損失Aを重水素処理工程後(48時間後)の吸収損失Bで除した値は、表1に示すように、(B/A)=0.73であった。
また、図2に示すように、実験例2では、光ファイバ2の吸収損失は、重水素処理開始時から60時間後まで変化しなかった。重水素処理工程前の吸収損失Aを重水素処理工程後(7時間後)の吸収損失Bで除した値は、表1に示すように、(B/A)=0.99であった。
図2に示すように、実験例1では、光ファイバ2の吸収損失は、重水素処理開始時から34時間経過するまでの間は変化せず、34時間経過後から42時間経過するまでの間に急激に減少し、42時間経過後から60時間後まで変化しなかった。重水素処理工程前の吸収損失Aを重水素処理工程後(48時間後)の吸収損失Bで除した値は、表1に示すように、(B/A)=0.73であった。
また、図2に示すように、実験例2では、光ファイバ2の吸収損失は、重水素処理開始時から60時間後まで変化しなかった。重水素処理工程前の吸収損失Aを重水素処理工程後(7時間後)の吸収損失Bで除した値は、表1に示すように、(B/A)=0.99であった。
また、図2より、実験例1では、34時間経過するまでの間は、光ファイバ2の吸収損失の測定を開始しなくても、過剰に重水素処理を行ってしまうことはないことが確認できた。また、上記の式(1)に基づいて実験例1および実験例2の光ファイバの重水素処理時間を算出すると、24時間となる。図2に示すように、実験例1における24時間経過後の吸収損失は、重水素処理開始時と同等であり、重水素処理を24時間行った時点では重水素処理不足である。よって、実施例1では、光ファイバ2の吸収損失の測定の開始は、上記の式(1)に基づいて算出した24時間からとすることができる。
また、重水素処理工程後に168時間大気中に放置した実験例1および実験例2の光ファイバ2の波長1000〜1600nmにおける損失を測定(第1測定工程)した。図3に、波長1300〜1500nmにおける損失の結果を点線(水素処理前)で示す。
さらに、重水素処理工程後に168時間大気中に放置した実験例1および実験例2の光ファイバ2に対し、波長1240nmにおける損失が0.03dB/km以上に増加するまで水素ガスを1%含む雰囲気に室温で曝すIEC60794−3に規定されている水素試験(水素処理工程)を行った。
そして、水素試験後に168時間大気中に放置した実験例1および実験例2の光ファイバ2の波長1000〜1600nmにおける損失を測定(第2測定工程)した。図3に、波長1300〜1500nmにおける損失の結果を実線(水素処理後)で示す。
さらに、重水素処理工程後に168時間大気中に放置した実験例1および実験例2の光ファイバ2に対し、波長1240nmにおける損失が0.03dB/km以上に増加するまで水素ガスを1%含む雰囲気に室温で曝すIEC60794−3に規定されている水素試験(水素処理工程)を行った。
そして、水素試験後に168時間大気中に放置した実験例1および実験例2の光ファイバ2の波長1000〜1600nmにおける損失を測定(第2測定工程)した。図3に、波長1300〜1500nmにおける損失の結果を実線(水素処理後)で示す。
次いで、第1測定工程における測定結果(水素処理前)と第2測定工程における測定結果(水素処理後)とを比較(比較工程)した。その結果、図3に示すように、実験例2では、水素処理によって波長1383nmにおける損失が増大している。これに対し、実験例1の光ファイバ2の波長1000〜1600nmにおける損失は、水素処理前と水素処理後とでほとんど差がなく、図3に示すように、波長1383nmにおける損失についても損失の増大は見られなかった。
このことより、実験例1では、重水素処理工程により、光ファイバ2中のNBOHCに起因する水酸基の生成が阻止され、重水素処理が十分に行われたことが確認できた。また、重水素処理工程後に第1測定工程と水素処理工程と第2測定工程と検証工程とを順次行うことで、重水素処理不足が生じているか否かを確認できることがわかった。
このことより、実験例1では、重水素処理工程により、光ファイバ2中のNBOHCに起因する水酸基の生成が阻止され、重水素処理が十分に行われたことが確認できた。また、重水素処理工程後に第1測定工程と水素処理工程と第2測定工程と検証工程とを順次行うことで、重水素処理不足が生じているか否かを確認できることがわかった。
(実験例3)
実験例1と同様の光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置し、実験例1と同様の重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら、表1に示すように、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、(B/A)=0.95なる関係式を満たすまで行った。
実験例1と同様の光ファイバ2を、図1に示す処理装置1の反応槽1a内に静置し、実験例1と同様の重水素処理工程を開始した。
重水素処理工程は、重水素濃度1%で光ファイバ2の波長630nmの吸収損失を測定しながら、表1に示すように、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、(B/A)=0.95なる関係式を満たすまで行った。
(実験例4〜実験例8)
重水素処理工程後に実験例1と同様の光ファイバ2を、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、表1に示すように、(B/A)=0.9、0.8、0.6、0.3、0.1なる関係式をそれぞれ満たすまで重水素処理工程を行ったこと以外は実験例3と同様にして重水素処理した。
重水素処理工程後に実験例1と同様の光ファイバ2を、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、表1に示すように、(B/A)=0.9、0.8、0.6、0.3、0.1なる関係式をそれぞれ満たすまで重水素処理工程を行ったこと以外は実験例3と同様にして重水素処理した。
重水素処理工程後、実験例3〜実験例8の光ファイバ2を実験例1および実験例2と同様にして、第1測定工程、水素処理工程、第2測定工程を行った。
そして、実験例1〜実験例8の第1測定工程における測定結果(水素処理前)と第2測定工程における測定結果(水素処理後)とを比較(比較工程)して、実験例1〜実験例8の波長1383nmにおける損失が、水素処理工程の前と後とで増分しているか否かを調べた。損失の増分判断は、実験例1〜実験例8それぞれについて、10個の試験体のうち、波長1383nmにおける損失の増分が0.01dB/km以下であるものの数がいくつあるかを判断した。その判断結果を表1に示す。
そして、実験例1〜実験例8の第1測定工程における測定結果(水素処理前)と第2測定工程における測定結果(水素処理後)とを比較(比較工程)して、実験例1〜実験例8の波長1383nmにおける損失が、水素処理工程の前と後とで増分しているか否かを調べた。損失の増分判断は、実験例1〜実験例8それぞれについて、10個の試験体のうち、波長1383nmにおける損失の増分が0.01dB/km以下であるものの数がいくつあるかを判断した。その判断結果を表1に示す。
表1より、重水素処理工程前の吸収損失をAとし、重水素処理工程後の吸収損失をBとしたときに、(B/A)≦0.9なる関係式を満たすまで重水素処理工程を行った実験例4では、波長1383nmにおける損失の増大が抑えられることがわかった。
また、(B/A)≦0.8なる関係式を満たすまで重水素処理工程を行った実験例1、実験例5〜実験例8では、波長1383nmにおける損失の増大がより効果的に抑えられることがわかった。
また、(B/A)が0.9を超える実験例2〜実験例3では、波長1383nmにおける損失の増大が顕著であることがわかった。
また、(B/A)≦0.8なる関係式を満たすまで重水素処理工程を行った実験例1、実験例5〜実験例8では、波長1383nmにおける損失の増大がより効果的に抑えられることがわかった。
また、(B/A)が0.9を超える実験例2〜実験例3では、波長1383nmにおける損失の増大が顕著であることがわかった。
1・・・処理装置、1a・・・反応槽(処理容器)、1b・・・ガス導入口、1c・・・ガス導入用開閉バルブ、1d・・・ガス供給用配管、1e・・・排気口、1f・・・排気用開閉バルブ、1g・・・排気用ポンプ、1h・・・差圧計、2・・・光ファイバ、3・・・ボビン
Claims (4)
- 光ファイバを収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバを前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程を少なくとも備える光ファイバの製造方法であって、
前記重水素処理工程を前記光ファイバの630nmにおける吸収損失を測定しながら行うことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 光ファイバの一部を収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバの一部の630nmにおける吸収損失を測定しながら前記光ファイバの一部を前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す重水素処理工程と、
光ファイバの残部を収容した処理容器内に重水素含有ガスを導入して、前記光ファイバの残部を前記重水素処理工程と同じ処理条件で前記重水素含有ガスの雰囲気に曝す残部処理工程とを少なくとも備え、
前記重水素処理工程に要した重水素処理時間に基づいて、残部処理工程における重水素処理時間を決定することを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 前記重水素処理工程後の吸収損失を前記重水素処理工程前の吸収損失で除した値が0.8以下となるまで前記重水素処理工程を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記重水素処理工程後に、前記光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する第1測定工程と、
前記第1測定工程後に、前記処理容器内に水素含有ガスを導入して、前記光ファイバを前記水素含有ガスの雰囲気に曝す水素処理工程と、
前記水素処理工程の後に、前記光ファイバの1383nmにおける吸収損失を測定する第2測定工程と、
前記第1測定工程における測定結果と前記第2測定工程における測定結果とを比較する比較工程とを備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光ファイバの製造方法。
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KR101559674B1 (ko) | 2014-06-25 | 2015-10-15 | 한국원자력연구원 | 광섬유 브래그 격자 제조 장치 및 제조 방법 |
WO2021187179A1 (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 古河電気工業株式会社 | マルチコアファイバ、マルチコアファイバリボン、マルチコアファイバの製造方法およびマルチコアファイバの処理方法 |
-
2005
- 2005-02-09 JP JP2005033036A patent/JP2006220824A/ja not_active Withdrawn
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