JP3291062B2 - ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 - Google Patents
ハーメチック被覆光ファイバの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
- C03C25/22—Deposition from the vapour phase
- C03C25/223—Deposition from the vapour phase by chemical vapour deposition or pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C25/106—Single coatings
- C03C25/1061—Inorganic coatings
- C03C25/1062—Carbon
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長期信頼性を保証でき
るハーメチック被覆光ファイバの製造方法に関するもの
である。
るハーメチック被覆光ファイバの製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】石英ガラス等からなる光ファイバの表面
に炭素や炭化物などの無機材料被膜を設けたハーメチッ
ク被覆光ファイバは、外部から光ファイバ内への水や水
素の侵入を防止できるため、光ファイバの機械的強度や
伝送特性などの長期信頼性が各段に向上することが知ら
れている。
に炭素や炭化物などの無機材料被膜を設けたハーメチッ
ク被覆光ファイバは、外部から光ファイバ内への水や水
素の侵入を防止できるため、光ファイバの機械的強度や
伝送特性などの長期信頼性が各段に向上することが知ら
れている。
【０００３】炭素や炭化物などの無機材料被膜は一般
に、線引直後の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法により形成
される。しかし熱ＣＶＤ法では、反応温度や原料濃度な
どの微妙な製造条件で、無機材料被膜の厚さや結晶構造
が変化するため、得られるハーメチック被覆光ファイバ
の特性はロット毎でも、また長手方向でも大きく変化す
る。このためハーメチック被覆光ファイバの製造に当た
っては、無機材料被膜の良否を評価する手段が必要とな
る。
に、線引直後の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法により形成
される。しかし熱ＣＶＤ法では、反応温度や原料濃度な
どの微妙な製造条件で、無機材料被膜の厚さや結晶構造
が変化するため、得られるハーメチック被覆光ファイバ
の特性はロット毎でも、また長手方向でも大きく変化す
る。このためハーメチック被覆光ファイバの製造に当た
っては、無機材料被膜の良否を評価する手段が必要とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これまでに、無機材料
被膜の厚さについては、光の透過量や電気抵抗値を測定
すること等によって、およその膜厚が推定できるように
なっている（特開平３−１６７４１７号公報）。しかし
伝送特性の長期信頼性を決定する水素透過防止特性は、
膜厚より無機材料被膜の結晶構造によって大きく左右さ
れるため、膜厚を測定する方法では無機材料被膜の良否
を正確に評価することができない。
被膜の厚さについては、光の透過量や電気抵抗値を測定
すること等によって、およその膜厚が推定できるように
なっている（特開平３−１６７４１７号公報）。しかし
伝送特性の長期信頼性を決定する水素透過防止特性は、
膜厚より無機材料被膜の結晶構造によって大きく左右さ
れるため、膜厚を測定する方法では無機材料被膜の良否
を正確に評価することができない。
【０００５】したがってハーメチック被覆光ファイバの
高い信頼性を確保するためには、無機材料被膜の不良部
分を確実に検出して除去できるようなスクリーニング試
験を含めた製造方法の確立が必要である。
高い信頼性を確保するためには、無機材料被膜の不良部
分を確実に検出して除去できるようなスクリーニング試
験を含めた製造方法の確立が必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するため次のような手段を採用した。すなわ
ち、線引中の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法により炭素や
炭化物などの無機材料被膜を形成した後、直ちにその光
ファイバを水素または重水素雰囲気中に一定時間さら
す。その後、必要に応じ樹脂被覆を施す。このようにし
て製造した光ファイバについて、ＯＴＤＲなどを用いて
長手方向のロス分布を測定する（スクリーニング試
験）。この測定により、水素または重水素の侵入により
ロス増が発生した不良部分を検出し、除去する。
課題を解決するため次のような手段を採用した。すなわ
ち、線引中の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法により炭素や
炭化物などの無機材料被膜を形成した後、直ちにその光
ファイバを水素または重水素雰囲気中に一定時間さら
す。その後、必要に応じ樹脂被覆を施す。このようにし
て製造した光ファイバについて、ＯＴＤＲなどを用いて
長手方向のロス分布を測定する（スクリーニング試
験）。この測定により、水素または重水素の侵入により
ロス増が発生した不良部分を検出し、除去する。
【０００７】ロス分布の測定には水素や重水素の吸収ピ
ークが最も大きい波長の光を使用することが望ましい。
また高温においてはＨ2 やＤ2 がＯＨ基やＯＤ基に、ま
たＳｉ−ＨやＳｉ−Ｄへも一部変化するので、その吸収
ピークで補正または評価するようにしてもよい。なおＨ
2 を用いた場合は、光ファイバ自体がもつＯＨ基と、Ｈ
2 の拡散によって生成したＯＨ基とが区別できないた
め、むしろ吸収波長の異なるＤ2 を用いた方が検出精度
が高い場合もある。
ークが最も大きい波長の光を使用することが望ましい。
また高温においてはＨ2 やＤ2 がＯＨ基やＯＤ基に、ま
たＳｉ−ＨやＳｉ−Ｄへも一部変化するので、その吸収
ピークで補正または評価するようにしてもよい。なおＨ
2 を用いた場合は、光ファイバ自体がもつＯＨ基と、Ｈ
2 の拡散によって生成したＯＨ基とが区別できないた
め、むしろ吸収波長の異なるＤ2 を用いた方が検出精度
が高い場合もある。
【０００８】
【作用】表面に無機材料被膜を形成した光ファイバを水
素または重水素雰囲気にさらすと、無機材料被膜に欠陥
があれば、そこから水素または重水素が光ファイバ内に
拡散し、ロス増を生じさせる。したがってその後に、光
ファイバ長手方向のロス分布を測定すれば、無機材料被
膜の不良部分を検出できる。不良部分が検出されたとき
はその部分を除去すれば、水素透過防止特性の良好な部
分だけとなるから、ハーメチック被覆光ファイバの長期
信頼性を全長にわたって保証することができる。
素または重水素雰囲気にさらすと、無機材料被膜に欠陥
があれば、そこから水素または重水素が光ファイバ内に
拡散し、ロス増を生じさせる。したがってその後に、光
ファイバ長手方向のロス分布を測定すれば、無機材料被
膜の不良部分を検出できる。不良部分が検出されたとき
はその部分を除去すれば、水素透過防止特性の良好な部
分だけとなるから、ハーメチック被覆光ファイバの長期
信頼性を全長にわたって保証することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１に本発明の製造方法の実験に使用した
ハーメチック被覆光ファイバの製造装置を示す。１は光
ファイバ用プリフォーム、２は線引炉、３Ａは線引され
た光ファイバ、４は光ファイバ外径測定器、５は熱ＣＶ
Ｄ反応炉、６は加熱用ヒーター、７はアセチレンガス導
入口、３Ｂはカーボンハーメチック被覆光ファイバ、８
は水素処理炉、９は水素ガス導入口、１０は加熱用ヒー
ター、１１は樹脂被覆用ダイス、１２は紫外線硬化炉、
１３は巻き取り機である。
に説明する。図１に本発明の製造方法の実験に使用した
ハーメチック被覆光ファイバの製造装置を示す。１は光
ファイバ用プリフォーム、２は線引炉、３Ａは線引され
た光ファイバ、４は光ファイバ外径測定器、５は熱ＣＶ
Ｄ反応炉、６は加熱用ヒーター、７はアセチレンガス導
入口、３Ｂはカーボンハーメチック被覆光ファイバ、８
は水素処理炉、９は水素ガス導入口、１０は加熱用ヒー
ター、１１は樹脂被覆用ダイス、１２は紫外線硬化炉、
１３は巻き取り機である。
【００１０】図１の装置を用いて、シングルモード光フ
ァイバ用プリフォーム１を線引しながら、熱ＣＶＤ反応
炉５内で光ファイバ３Ａの表面にカーボン被膜を形成し
た。カーボン被膜の原料としてはアセチレンガスを用
い、膜厚約５００Åのカーボン被膜を形成した。長さ５
ｋｍを製造するごとにカーボン被膜の製造条件を４水準
に振って、連続で全長２０ｋｍのカーボンハーメチック
被覆光ファイバを製造した。
ァイバ用プリフォーム１を線引しながら、熱ＣＶＤ反応
炉５内で光ファイバ３Ａの表面にカーボン被膜を形成し
た。カーボン被膜の原料としてはアセチレンガスを用
い、膜厚約５００Åのカーボン被膜を形成した。長さ５
ｋｍを製造するごとにカーボン被膜の製造条件を４水準
に振って、連続で全長２０ｋｍのカーボンハーメチック
被覆光ファイバを製造した。
【００１１】熱ＣＶＤ反応炉５内で表面にカーボン被膜
を形成した光ファイバ３Ｂは、その直後に水素を満たし
た水素処理炉８を通過する。光ファイバ上のカーボン被
膜に欠陥があると、その部分から水素が光ファイバ内部
に急速に拡散して行き、Ｓｉ−Ｏと結合して−ＯＨ基を
作る。また一部はＨ2 のまま光ファイバ内部に凍結され
る。緻密で良好なカーボン被膜が施された部分からはＨ
2 の侵入は全く起こらない。
を形成した光ファイバ３Ｂは、その直後に水素を満たし
た水素処理炉８を通過する。光ファイバ上のカーボン被
膜に欠陥があると、その部分から水素が光ファイバ内部
に急速に拡散して行き、Ｓｉ−Ｏと結合して−ＯＨ基を
作る。また一部はＨ2 のまま光ファイバ内部に凍結され
る。緻密で良好なカーボン被膜が施された部分からはＨ
2 の侵入は全く起こらない。
【００１２】水素の拡散速度や反応速度は光ファイバが
高温であるほど速い。したがって短時間で水素処理を行
うには高温にする必要がある。そのためには線引中で、
樹脂を被覆する前の、光ファイバが高温のうちが最も効
率がよい。水素処理炉８は必要に応じヒーター１０によ
り加熱してもよいが、実験では光ファイバ３Ｂのもつ熱
だけで十分であったので、ヒーター１０による加熱は行
わなかった。このときの水素処理炉８の入口での光ファ
イバ３Ｂの温度は７００℃、出口での温度は２００℃で
あり、光ファイバ３Ｂの炉内滞在時間は０．５秒であ
る。水素処理後、ダイス１１で外径２５０μｍの紫外線
硬化型樹脂を被覆し、硬化炉１２で硬化させて、巻き取
り機１３で巻き取った。
高温であるほど速い。したがって短時間で水素処理を行
うには高温にする必要がある。そのためには線引中で、
樹脂を被覆する前の、光ファイバが高温のうちが最も効
率がよい。水素処理炉８は必要に応じヒーター１０によ
り加熱してもよいが、実験では光ファイバ３Ｂのもつ熱
だけで十分であったので、ヒーター１０による加熱は行
わなかった。このときの水素処理炉８の入口での光ファ
イバ３Ｂの温度は７００℃、出口での温度は２００℃で
あり、光ファイバ３Ｂの炉内滞在時間は０．５秒であ
る。水素処理後、ダイス１１で外径２５０μｍの紫外線
硬化型樹脂を被覆し、硬化炉１２で硬化させて、巻き取
り機１３で巻き取った。
【００１３】巻き取ったカーボンハーメチック被覆光フ
ァイバは、ＯＴＤＲを用いて長手方向のロス分布の測定
を行った。測定波長はＨ2 による吸収がある１．２４μ
ｍとした。その結果を図２に示す。これより製造条件２
と４の部分でロスが大きくなっていることが分かった。
ァイバは、ＯＴＤＲを用いて長手方向のロス分布の測定
を行った。測定波長はＨ2 による吸収がある１．２４μ
ｍとした。その結果を図２に示す。これより製造条件２
と４の部分でロスが大きくなっていることが分かった。
【００１４】そこで製造条件１〜４の光ファイバの中央
部を２ｋｍずつサンプリングし、水素１気圧、８０℃、
４８時間の加速試験を行い耐水素性を評価した。加速試
験後の１．２４μｍにおけるロス増加分は、製造条件２
と４のサンプルでそれぞれ２ｄＢ／ｋｍと１ｄＢ／ｋｍ
であり、この部分は通信ケーブルに要求される２０年間
使用に十分な水素透過防止特性を有していないことが分
かった。これに対し製造条件１と３のサンプルでは水素
によるロス増加は全くなかった。
部を２ｋｍずつサンプリングし、水素１気圧、８０℃、
４８時間の加速試験を行い耐水素性を評価した。加速試
験後の１．２４μｍにおけるロス増加分は、製造条件２
と４のサンプルでそれぞれ２ｄＢ／ｋｍと１ｄＢ／ｋｍ
であり、この部分は通信ケーブルに要求される２０年間
使用に十分な水素透過防止特性を有していないことが分
かった。これに対し製造条件１と３のサンプルでは水素
によるロス増加は全くなかった。
【００１５】したがって本発明の製造方法を採用すれ
ば、カーボン被膜の不良部分を確実に検出すること（ス
クリーニング）が可能であるから、不良部分を除去し
て、ハーメチック被覆光ファイバの長期信頼性を保証す
ることができる。
ば、カーボン被膜の不良部分を確実に検出すること（ス
クリーニング）が可能であるから、不良部分を除去し
て、ハーメチック被覆光ファイバの長期信頼性を保証す
ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、線
引中の光ファイバに無機材料を被覆した後、樹脂被覆を
施す前に水素または重水素にさらす処理を行い、後にロ
ス分布の測定を行うことにより、無機材料被膜の不良部
分を確実に検出して除去することができる。したがって
無機材料被膜に不良部分のないハーメチック被覆光ファ
イバを得ることができ、ハーメチック被覆光ファイバの
長期信頼性を全長にわたって保証することができる。
引中の光ファイバに無機材料を被覆した後、樹脂被覆を
施す前に水素または重水素にさらす処理を行い、後にロ
ス分布の測定を行うことにより、無機材料被膜の不良部
分を確実に検出して除去することができる。したがって
無機材料被膜に不良部分のないハーメチック被覆光ファ
イバを得ることができ、ハーメチック被覆光ファイバの
長期信頼性を全長にわたって保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例で使用したハーメチック被覆
光ファイバの製造装置を示すライン構成図。
光ファイバの製造装置を示すライン構成図。
【図２】 本発明の実施例で製造したハーメチック被覆
光ファイバのロス分布の測定結果を示すグラフ。
光ファイバのロス分布の測定結果を示すグラフ。
３Ａ：光ファイバ ３Ｂ：カーボンハーメチック被覆光ファイバ ５：熱ＣＶＤ反応炉 ８：水素処理炉 １１：樹脂被覆用ダイス １３：巻き取り機
Claims (1)
- 【請求項１】線引中の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法によ
り炭素や炭化物などの無機材料被膜を形成した後、その
光ファイバを水素または重水素雰囲気中にさらし、その
後、長手方向のロス分布の測定を行って水素または重水
素によりロス増が発生した不良部分を検出し除去するこ
とを特徴とするハーメチック被覆光ファイバの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05799293A JP3291062B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05799293A JP3291062B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06247749A JPH06247749A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3291062B2 true JP3291062B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=13071509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05799293A Expired - Fee Related JP3291062B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291062B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP05799293A patent/JP3291062B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06247749A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |