JPH04260634A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
光ファイバの製造方法Info
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- JPH04260634A JPH04260634A JP3266822A JP26682291A JPH04260634A JP H04260634 A JPH04260634 A JP H04260634A JP 3266822 A JP3266822 A JP 3266822A JP 26682291 A JP26682291 A JP 26682291A JP H04260634 A JPH04260634 A JP H04260634A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素に対する感応度を低
下した光ファイバを作成する方法に関する。さらに詳細
には、本発明は１２７０〜１３３０ ｎｍおよび１５２
０〜１５８０ ｎｍの波長範囲の動作ウインドウで水素
減衰効果を減少したガラス光ファイバを作成する方法に
関する。
下した光ファイバを作成する方法に関する。さらに詳細
には、本発明は１２７０〜１３３０ ｎｍおよび１５２
０〜１５８０ ｎｍの波長範囲の動作ウインドウで水素
減衰効果を減少したガラス光ファイバを作成する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの低減衰および分散特性は長
距離にわたって中継器を必要としないリンクを形成する
ために有利に用いられている。ある種の場合には、低損
失ファイバによって実現可能な損失許容範囲の大部分を
用いることが望ましく、そのため安全係数が非常に小さ
くなる。もしファイバの延伸後に伝送波長で十分な減衰
が生ずれば、システムの動作が中断されることになりう
る。
距離にわたって中継器を必要としないリンクを形成する
ために有利に用いられている。ある種の場合には、低損
失ファイバによって実現可能な損失許容範囲の大部分を
用いることが望ましく、そのため安全係数が非常に小さ
くなる。もしファイバの延伸後に伝送波長で十分な減衰
が生ずれば、システムの動作が中断されることになりう
る。
【０００３】種々の単一モ−ドおよびマルチモ−ド光フ
ァイバが敷設された後にその光ファイバ内に水素ガスが
浸透することによって生ずる可逆的な減衰増大を呈する
ことが認められた。低損失ファイバと水素との相互作用
に基因する減衰増加は数年間存在することが知られてい
る。（１）水素の分圧に直接比例しかつ可逆性の格子間
水素、（２）低濃度（０．１％以下）を除きＰ２Ｏ５を
ド−パントとして使用することを排除する水酸化リン吸
収の増加（１３００ − ２０００ ｎｍ）、（３）高
温で長時間Ｈ２に露呈された状態では、可視光領域を通
り赤外線領域内に延長した大規模なテ−ルを有する短い
波長での大きい吸収が生ずる、（４）Ｈ２がファイバの
コア領域に最初に達したときに１５３０、１３３０、１
３８０、および１４４０ ｎｍで最も顕著をピ−クを伴
う過渡的吸収を生ずるというような幾つかの水素誘起減
衰効果が知られている。過渡的水素感応減衰現象と本明
細書で呼ばれている上記（４）の効果が本発明の方法に
よって指定される。ファイバが受ける温度および水素分
圧に応じて、そのファイバの製造後数時間から何日もの
間、遅延した水素感応減衰が生じ得る。減衰増加は、最
大値に達した直後に、ベ−スレベルに対する最大減衰増
加の約１５％である残留値まで減少し始める。減衰増加
は光ファイバが敷設された後で生じ、それによってシス
テムが少なくとも一時的に非動作状態になる可能性を生
じうる。
ァイバが敷設された後にその光ファイバ内に水素ガスが
浸透することによって生ずる可逆的な減衰増大を呈する
ことが認められた。低損失ファイバと水素との相互作用
に基因する減衰増加は数年間存在することが知られてい
る。（１）水素の分圧に直接比例しかつ可逆性の格子間
水素、（２）低濃度（０．１％以下）を除きＰ２Ｏ５を
ド−パントとして使用することを排除する水酸化リン吸
収の増加（１３００ − ２０００ ｎｍ）、（３）高
温で長時間Ｈ２に露呈された状態では、可視光領域を通
り赤外線領域内に延長した大規模なテ−ルを有する短い
波長での大きい吸収が生ずる、（４）Ｈ２がファイバの
コア領域に最初に達したときに１５３０、１３３０、１
３８０、および１４４０ ｎｍで最も顕著をピ−クを伴
う過渡的吸収を生ずるというような幾つかの水素誘起減
衰効果が知られている。過渡的水素感応減衰現象と本明
細書で呼ばれている上記（４）の効果が本発明の方法に
よって指定される。ファイバが受ける温度および水素分
圧に応じて、そのファイバの製造後数時間から何日もの
間、遅延した水素感応減衰が生じ得る。減衰増加は、最
大値に達した直後に、ベ−スレベルに対する最大減衰増
加の約１５％である残留値まで減少し始める。減衰増加
は光ファイバが敷設された後で生じ、それによってシス
テムが少なくとも一時的に非動作状態になる可能性を生
じうる。
【０００４】水素で生ずる減衰増加についての論述が下
記の文献に見られる。 （ａ）エイ．イイノ外の「シリカをベ−スとした光ファ
イバにおける水素に誘起される損失のメカニズム」（”
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｈｕｄｒｏｇｅｎ−Ｉｎ
ｄｕｃｅｄ Ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃａ Ｂａ
ｓｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”） ＯＦＣ
’９０， ＴＵＢ３，（ｂ）ワイ．ヨコマチ外の「赤外
線領域におけるシリカコアファイバの水素誘起吸収帯域
」（”Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ａｂｓｏｒ
ｐｔｉｏｎ Ｂａｎｄｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒ
ｅ Ｆｉｂｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ
Ｒｅｇｉｏｎ”） ＯＦＣ ’８９ ＷＱ１２，（ｃ）
エイチ．カジオカ外の「分散シフト単一モ−ド光ファイ
バにおける線引によって誘起される応力および損失メカ
ニズムの分析」（”Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｒａｗ
ｉｎｇ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ Ｌｏ
ｓｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｏｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”） ＯＦＣ ’８８， Ｗ
１３，（ｄ）エム．ジ−．ブランケンシップ外 （Ｍ．
Ｇ． Ｂｌａｎｋｅｎｓｈｉｐ ｅｔ ａｌ．） の
「水素による単一モ−ド光ファイバにおける短期過渡的
減衰」（”Ｓｈｏｒｔ Ｔｅｒｍ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ
Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏ
ｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ Ｄｕｅ ｔｏ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ”） ＷＡ３， ＯＦＣ／Ｉ００Ｃ
’８７，（ｅ）ケイ．ナガサワ外の「純粋シリカコアフ
ァイバにおける２−ｅＶ光吸収に対するクラッド材料の
影響およびその吸収を抑制する方法」、応用物理学会誌
、Ｖ．２６、Ｎｏ．１、１９８７年１月号、１４８ −
１５１ペ−ジ（ｆ）エイチ．ボ−ク外 （Ｈ． Ｂａ
ｕｃｈ ｅｔ ａｌ．）の「純粋なＳｉＯ２コアを有す
るＰＩＣＶＤファイバの特性：プリフォ−ム・コラップ
ス処理の影響」 （”Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐ
ＩＣＶＤ−Ｆｉｂｅｒｓ ｗｉｔｈ Ｐｕｒｅ ＳｉＯ
２−Ｃｏｒｅ： Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ
ｔｈｅ Ｐｒｅｆｏｒｍ Ｃｏｌｌａｐｓｅ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ”、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖ．８ （１９８７）
Ｎｏ． ４、１４０ − １４２ペ−ジ、（ｇ）ピ−．
ジェイ．ルメ−ル外 （Ｐ．Ｊ． ＬｅＭａｉｒｅ ｅ
ｔ ａｌ．）の「水素に露呈されたシリカコア光ファイ
バの光スペクトル」 （”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｐｅｃｔ
ｒａ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒｅ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｆｉｂｅｒｓ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｈｙｄｒｏｇ
ｅｎ”） Ｍａｔ． Ｒｅｓ． Ｃｏ． Ｓｙｍｐ．
Ｐｒｏｃ．， Ｖｏｌ． ８８、 （ｈ）ケイ．ナガサワ外の「純粋シリカコアファイバに
おける欠陥形成に対する酸素含有量の影響」 （”Ｅｆ
ｆｅｃｔ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ
Ｄｅｆｅｃｔ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｕｒｅ
−Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒｓ”）、応用物
理学会誌、ｖｏｌ． ２６、Ｎｏ． ５、１９８７年５
月号、Ｌ５５４−Ｌ５５７ペ−ジ（ｉ）ケイ．ノグチ外
の「水素雰囲気に露呈された光ファイバの場合の損失増
加」 （”Ｌｏｓｓ Ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｆｏｒ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｈ
ｙｄｒｏｇｅｎ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ”）、ジャ−ナ
ル、オブ、ライトウエ−ブ、テクノロジ−、ｖｏｌ．
Ｌｔ−３、Ｎｏ． ２、１９８５年４号、および（ｊ）
ケイ．ナガサワ外の「光ファイバにおいて水素処理によ
って誘起される１．５２ μｍ吸収帯域」 （”Ｔｈｅ
１．５２ μｍ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｂａｎｄ
Ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”）
ＯＦＣ／ＩＯＯＣ １９７８， ＷＡ４
記の文献に見られる。 （ａ）エイ．イイノ外の「シリカをベ−スとした光ファ
イバにおける水素に誘起される損失のメカニズム」（”
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｈｕｄｒｏｇｅｎ−Ｉｎ
ｄｕｃｅｄ Ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃａ Ｂａ
ｓｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”） ＯＦＣ
’９０， ＴＵＢ３，（ｂ）ワイ．ヨコマチ外の「赤外
線領域におけるシリカコアファイバの水素誘起吸収帯域
」（”Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ａｂｓｏｒ
ｐｔｉｏｎ Ｂａｎｄｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒ
ｅ Ｆｉｂｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ
Ｒｅｇｉｏｎ”） ＯＦＣ ’８９ ＷＱ１２，（ｃ）
エイチ．カジオカ外の「分散シフト単一モ−ド光ファイ
バにおける線引によって誘起される応力および損失メカ
ニズムの分析」（”Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｒａｗ
ｉｎｇ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ Ｌｏ
ｓｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｏｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”） ＯＦＣ ’８８， Ｗ
１３，（ｄ）エム．ジ−．ブランケンシップ外 （Ｍ．
Ｇ． Ｂｌａｎｋｅｎｓｈｉｐ ｅｔ ａｌ．） の
「水素による単一モ−ド光ファイバにおける短期過渡的
減衰」（”Ｓｈｏｒｔ Ｔｅｒｍ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ
Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏ
ｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ Ｄｕｅ ｔｏ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ”） ＷＡ３， ＯＦＣ／Ｉ００Ｃ
’８７，（ｅ）ケイ．ナガサワ外の「純粋シリカコアフ
ァイバにおける２−ｅＶ光吸収に対するクラッド材料の
影響およびその吸収を抑制する方法」、応用物理学会誌
、Ｖ．２６、Ｎｏ．１、１９８７年１月号、１４８ −
１５１ペ−ジ（ｆ）エイチ．ボ−ク外 （Ｈ． Ｂａ
ｕｃｈ ｅｔ ａｌ．）の「純粋なＳｉＯ２コアを有す
るＰＩＣＶＤファイバの特性：プリフォ−ム・コラップ
ス処理の影響」 （”Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐ
ＩＣＶＤ−Ｆｉｂｅｒｓ ｗｉｔｈ Ｐｕｒｅ ＳｉＯ
２−Ｃｏｒｅ： Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ
ｔｈｅ Ｐｒｅｆｏｒｍ Ｃｏｌｌａｐｓｅ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ”、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖ．８ （１９８７）
Ｎｏ． ４、１４０ − １４２ペ−ジ、（ｇ）ピ−．
ジェイ．ルメ−ル外 （Ｐ．Ｊ． ＬｅＭａｉｒｅ ｅ
ｔ ａｌ．）の「水素に露呈されたシリカコア光ファイ
バの光スペクトル」 （”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｐｅｃｔ
ｒａ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒｅ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｆｉｂｅｒｓ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｈｙｄｒｏｇ
ｅｎ”） Ｍａｔ． Ｒｅｓ． Ｃｏ． Ｓｙｍｐ．
Ｐｒｏｃ．， Ｖｏｌ． ８８、 （ｈ）ケイ．ナガサワ外の「純粋シリカコアファイバに
おける欠陥形成に対する酸素含有量の影響」 （”Ｅｆ
ｆｅｃｔ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ
Ｄｅｆｅｃｔ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｕｒｅ
−Ｓｉｌｉｃａ Ｃｏｒｅ Ｆｉｂｅｒｓ”）、応用物
理学会誌、ｖｏｌ． ２６、Ｎｏ． ５、１９８７年５
月号、Ｌ５５４−Ｌ５５７ペ−ジ（ｉ）ケイ．ノグチ外
の「水素雰囲気に露呈された光ファイバの場合の損失増
加」 （”Ｌｏｓｓ Ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｆｏｒ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ Ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｈ
ｙｄｒｏｇｅｎ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ”）、ジャ−ナ
ル、オブ、ライトウエ−ブ、テクノロジ−、ｖｏｌ．
Ｌｔ−３、Ｎｏ． ２、１９８５年４号、および（ｊ）
ケイ．ナガサワ外の「光ファイバにおいて水素処理によ
って誘起される１．５２ μｍ吸収帯域」 （”Ｔｈｅ
１．５２ μｍ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｂａｎｄ
Ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ”）
ＯＦＣ／ＩＯＯＣ １９７８， ＷＡ４
【０００５】過
渡的水素感応減現象についてグラフで示すために特定の
光ファイバに対する水素の効果について説明する。Ｇｅ
Ｏ２（０．９６％ｄｅｒｕｔａデルタ）を２０％ド−プ
されたシリカのコアを有する単一モ−ドファイバについ
て、過渡的水素感応減衰現象を特徴づけるために研究さ
れた。１．１ ｋｍ の長さのファイバが、１０−４大
気水素から１．０大気水素を含む室温チャンバ内に配置
された。ファイバが受ける水素分圧に応じて、ファイバ
が作成された後数時間から何日もの間まで遅延した水素
感応減衰増加が生じた。影響を受けたファイバの光伝搬
領域への水素の拡散が減衰増加を開始するから、温度も
１つの要因となる。図１は水素に比較的感応しやすいフ
ァイバのスペクトル減衰曲線を示している。曲線１０は
ファイバが延伸された直後のそのファイバのスペクトル
減衰を示している。曲線１１で示されているように、フ
ァイバは０．１％水素に２５日間露呈された後で１３３
０ ｎｍ、１４４０ ｎｍおよび１５３０ ｎｍにおい
て減衰増加を受けた。１５３０ ｎｍにおいて減衰が０
．２ ｄＢ／ｋｍからほとんど１ ｄＢ／ｋｍまで増加
した。曲線１２は１５３日後に、減衰がそれの最大値か
ら減少したが、１５３０ ｎｍではそれの線引値までは
減少しないことを示している。その波長における残留値
は約０．３ｄＢ／ｋｍである。
渡的水素感応減現象についてグラフで示すために特定の
光ファイバに対する水素の効果について説明する。Ｇｅ
Ｏ２（０．９６％ｄｅｒｕｔａデルタ）を２０％ド−プ
されたシリカのコアを有する単一モ−ドファイバについ
て、過渡的水素感応減衰現象を特徴づけるために研究さ
れた。１．１ ｋｍ の長さのファイバが、１０−４大
気水素から１．０大気水素を含む室温チャンバ内に配置
された。ファイバが受ける水素分圧に応じて、ファイバ
が作成された後数時間から何日もの間まで遅延した水素
感応減衰増加が生じた。影響を受けたファイバの光伝搬
領域への水素の拡散が減衰増加を開始するから、温度も
１つの要因となる。図１は水素に比較的感応しやすいフ
ァイバのスペクトル減衰曲線を示している。曲線１０は
ファイバが延伸された直後のそのファイバのスペクトル
減衰を示している。曲線１１で示されているように、フ
ァイバは０．１％水素に２５日間露呈された後で１３３
０ ｎｍ、１４４０ ｎｍおよび１５３０ ｎｍにおい
て減衰増加を受けた。１５３０ ｎｍにおいて減衰が０
．２ ｄＢ／ｋｍからほとんど１ ｄＢ／ｋｍまで増加
した。曲線１２は１５３日後に、減衰がそれの最大値か
ら減少したが、１５３０ ｎｍではそれの線引値までは
減少しないことを示している。その波長における残留値
は約０．３ｄＢ／ｋｍである。
【０００６】図２の曲線１６および１７は影響を受ける
波長のうちの２つ、１５３０ ｎｍおよび１３８０ｎｍ
におけるこの種のファイバにおいて減衰が時間に関して
増加する態様を示している。このファイバは時間ｔ０
で延伸される。時間ｔ０およびｔｄ間でＡｉのベ−ス値
より高い非常に小さい減衰増加が生ずる。時間ｔｄおよ
びｔｍ間では減衰が迅速に増加し、その時に最大減衰Ａ
ｍが生ずる。例えば、項Ａｍ（１５３０）は１５３０
ｎｍにおける最大減衰を意味する。その後で、減衰は時
間ｔｒにおいて残留時間まで減少する。残留減衰はＡｒ
は最大減衰増加Ａｍの約１５％である。
波長のうちの２つ、１５３０ ｎｍおよび１３８０ｎｍ
におけるこの種のファイバにおいて減衰が時間に関して
増加する態様を示している。このファイバは時間ｔ０
で延伸される。時間ｔ０およびｔｄ間でＡｉのベ−ス値
より高い非常に小さい減衰増加が生ずる。時間ｔｄおよ
びｔｍ間では減衰が迅速に増加し、その時に最大減衰Ａ
ｍが生ずる。例えば、項Ａｍ（１５３０）は１５３０
ｎｍにおける最大減衰を意味する。その後で、減衰は時
間ｔｒにおいて残留時間まで減少する。残留減衰はＡｒ
は最大減衰増加Ａｍの約１５％である。
【０００７】この過渡的減衰増加メカニズムは、水素濃
度と周囲温度に応じて、数日から数百日までの拡散期間
と見えるものを有している。この拡散期間は下記の式で
与えられる。ｔｄ ＝ ４．４ ｘ １０−８ ｘ （
１ ＋ ０．０１５／Ｐ） ｘ ｅ（５２３４／Ｔ）た
だしｔは時間（日）、Ｐは雰囲気における水素の分圧、
Ｔは温度（絶対温度）である。
度と周囲温度に応じて、数日から数百日までの拡散期間
と見えるものを有している。この拡散期間は下記の式で
与えられる。ｔｄ ＝ ４．４ ｘ １０−８ ｘ （
１ ＋ ０．０１５／Ｐ） ｘ ｅ（５２３４／Ｔ）た
だしｔは時間（日）、Ｐは雰囲気における水素の分圧、
Ｔは温度（絶対温度）である。
【０００８】図３はファイバ２０の断面内での水素拡散
／反応プロセスの発生を概略的に示いている。欠陥場所
２１、２１’はコア２２、クラッド２３またはその両方
に位置付けられ得る。これらの欠陥場所はある延伸条件
下で形成されると仮定される。水素と反応する実験用ガ
ラスファイバサンプル内の欠陥場所の濃度は通常は１０
０ ｐｐｂより低い。
／反応プロセスの発生を概略的に示いている。欠陥場所
２１、２１’はコア２２、クラッド２３またはその両方
に位置付けられ得る。これらの欠陥場所はある延伸条件
下で形成されると仮定される。水素と反応する実験用ガ
ラスファイバサンプル内の欠陥場所の濃度は通常は１０
０ ｐｐｂより低い。
【０００９】敷設された光ファイバはそのファイバを包
囲する空気または他の雰囲気のような水素源に露呈され
る。水素分子２４はクラッド２３の外の水素源２５から
内報に拡散する。分子２４がクラッド表面から内方に拡
散し始めると、それらの分子が欠陥場所と反応して反応
した場所２１’を形成し、その反応した場所２１’が破
線２６で示されたある半径の外に位置付けられる。図２
の遅延ｔｄは、水素がフィアバの光伝播領域に水素が達
するまでクラッド内の反応性の欠陥場所における水素分
子の反応による消耗とともに水素分子の拡散時間から生
ずる。水素分子がファイバの光伝播領域を超えた半径の
場所における本質的に全ての欠陥場所と反応下後に、そ
れらが光伝播領域に位置付けられた場所と反応し始め、
それによって減衰増加を生ずる。
囲する空気または他の雰囲気のような水素源に露呈され
る。水素分子２４はクラッド２３の外の水素源２５から
内報に拡散する。分子２４がクラッド表面から内方に拡
散し始めると、それらの分子が欠陥場所と反応して反応
した場所２１’を形成し、その反応した場所２１’が破
線２６で示されたある半径の外に位置付けられる。図２
の遅延ｔｄは、水素がフィアバの光伝播領域に水素が達
するまでクラッド内の反応性の欠陥場所における水素分
子の反応による消耗とともに水素分子の拡散時間から生
ずる。水素分子がファイバの光伝播領域を超えた半径の
場所における本質的に全ての欠陥場所と反応下後に、そ
れらが光伝播領域に位置付けられた場所と反応し始め、
それによって減衰増加を生ずる。
【００１０】ファイバの光伝播領域内の欠陥の数に関係
しているように見える減衰増加の大きさは、１５３０
ｎｍにおいて約０．２ ｄＢ／ｋｍより小さいベ−ス値
から１．０ ｄＢ／ｋｍより大きい値まで減衰を増加さ
せるものとして知られている。最大過渡減衰は室温で数
時間持続する。前記ナガサワ外のＯＦＣ−／ＩＯＯＣ
’８７の文献は、減衰増加は、水素結合がペロキシ基を
形成されている場合には弱められたＨ−Ｈ結合によるも
のであることを示唆している。従って、本発明の方法は
ゲルマネ−トガラスとシリケ−トガラスにおける減衰を
減少させる作用を有していなければならない。なぜなら
、これらのガラスは両方ともペロキシ基（ｐｅｒｏｘｙ
ｒａｄｉｃａｌｓ）を含んでいるからである。
しているように見える減衰増加の大きさは、１５３０
ｎｍにおいて約０．２ ｄＢ／ｋｍより小さいベ−ス値
から１．０ ｄＢ／ｋｍより大きい値まで減衰を増加さ
せるものとして知られている。最大過渡減衰は室温で数
時間持続する。前記ナガサワ外のＯＦＣ−／ＩＯＯＣ
’８７の文献は、減衰増加は、水素結合がペロキシ基を
形成されている場合には弱められたＨ−Ｈ結合によるも
のであることを示唆している。従って、本発明の方法は
ゲルマネ−トガラスとシリケ−トガラスにおける減衰を
減少させる作用を有していなければならない。なぜなら
、これらのガラスは両方ともペロキシ基（ｐｅｒｏｘｙ
ｒａｄｉｃａｌｓ）を含んでいるからである。
【００１１】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は水素
がコア内に拡散することに基因する一時的な減衰増加が
実用的な意味を有しない程度にまで減少される光ファイ
バを作成する方法を提供することである。他の目的は、
残留減衰を減少した光ファイバを製造する方法を提供す
ることである。
がコア内に拡散することに基因する一時的な減衰増加が
実用的な意味を有しない程度にまで減少される光ファイ
バを作成する方法を提供することである。他の目的は、
残留減衰を減少した光ファイバを製造する方法を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】簡単に述べると、本発明
は水素に基因する潜在的な減衰増加から少なくとも部分
的に保護される光ファイバを製造する方法に関する。延
伸される光ファイバは線引用炉および／またはその炉に
隣接したチュ−ブ内に存在しうる水素を含有したガスに
露呈される。このガスは、延伸後に水素に露呈されたと
きに１５３０ ｎｍにおいてほとんど減衰増加を受けな
い光ファイバを形成するのに十分は量の水素を含んでい
る。また、延伸されるファイバの減衰は６００ − ８
００ ｎｍの波長範囲で改善される。延伸用ガスは効果
的であるためには少なくとも０．１容量パ−セントの水
素を含んでいなければならない。
は水素に基因する潜在的な減衰増加から少なくとも部分
的に保護される光ファイバを製造する方法に関する。延
伸される光ファイバは線引用炉および／またはその炉に
隣接したチュ−ブ内に存在しうる水素を含有したガスに
露呈される。このガスは、延伸後に水素に露呈されたと
きに１５３０ ｎｍにおいてほとんど減衰増加を受けな
い光ファイバを形成するのに十分は量の水素を含んでい
る。また、延伸されるファイバの減衰は６００ − ８
００ ｎｍの波長範囲で改善される。延伸用ガスは効果
的であるためには少なくとも０．１容量パ−セントの水
素を含んでいなければならない。
【００１３】従来の線引用炉では、延伸用ガス中の水素
の最大濃度は炉から出て来るガス中の残留水素を周囲の
雰囲気内の酸素と激しく反応させるのには不十分な値に
制限されなければならない。従って、延伸用ガスは特別
な注意事項を有する延伸用炉を用いないで約１２容量パ
−セントまでの水素を含むことができる。このような注
意事項が設計によって延伸用炉に組込まれているとする
と、延伸用ガスは１００パ−セントまでの水素を含むこ
とができる。例えば、炉はその炉から延伸用ガスを排出
するための手段と、炉内に空気が流入するのを防止する
ための手段を含んでいてもよい。
の最大濃度は炉から出て来るガス中の残留水素を周囲の
雰囲気内の酸素と激しく反応させるのには不十分な値に
制限されなければならない。従って、延伸用ガスは特別
な注意事項を有する延伸用炉を用いないで約１２容量パ
−セントまでの水素を含むことができる。このような注
意事項が設計によって延伸用炉に組込まれているとする
と、延伸用ガスは１００パ−セントまでの水素を含むこ
とができる。例えば、炉はその炉から延伸用ガスを排出
するための手段と、炉内に空気が流入するのを防止する
ための手段を含んでいてもよい。
【００１４】
【実施例】本発明によれば、水素を含んだ雰囲気内でフ
ァイバを延伸することによって、過渡的水素感応性減衰
現象が除去されるか、あるいは実質的に、すなわち実際
上問題のない程度まで軽減され得る。図４は本発明の方
法を実施するために用いることができる延伸用炉の要部
を示している。絶縁体３０と高周波コイル３１が、ジル
コニアのようなサセプタ材料で作成されたマッフル３２
の一部分を包囲している。破線３３はそのマッフル内で
発生される最高温度のゾ−ンを示している。
ァイバを延伸することによって、過渡的水素感応性減衰
現象が除去されるか、あるいは実質的に、すなわち実際
上問題のない程度まで軽減され得る。図４は本発明の方
法を実施するために用いることができる延伸用炉の要部
を示している。絶縁体３０と高周波コイル３１が、ジル
コニアのようなサセプタ材料で作成されたマッフル３２
の一部分を包囲している。破線３３はそのマッフル内で
発生される最高温度のゾ−ンを示している。
【００１５】マッフル３２にガスを供給するためのパイ
プ３４はマッフル３２の頂部に配置された環状部材３６
を通じて延長している。部材３６に封着されたエンドキ
ャップ３８はスリ−ブ４０を具備しており、このスリ−
ブ４０を通じてブランク支持ロッド４２が延長している
。金属箔等よりなるシ−リング部材４４がスリ−ブ４０
とロッド４２の隣接部分を包囲し、その隣接部分にＯリ
ング４３によってシ−ルされている。ファイバ４６が延
伸されるマッフル３２の端部にはアイリス手段３９ａ、
３９ｂが設けられ得る。このアイリス手段における開孔
は最初は大きいが、ファイバ延伸処理が始ると狭くなさ
れる。
プ３４はマッフル３２の頂部に配置された環状部材３６
を通じて延長している。部材３６に封着されたエンドキ
ャップ３８はスリ−ブ４０を具備しており、このスリ−
ブ４０を通じてブランク支持ロッド４２が延長している
。金属箔等よりなるシ−リング部材４４がスリ−ブ４０
とロッド４２の隣接部分を包囲し、その隣接部分にＯリ
ング４３によってシ−ルされている。ファイバ４６が延
伸されるマッフル３２の端部にはアイリス手段３９ａ、
３９ｂが設けられ得る。このアイリス手段における開孔
は最初は大きいが、ファイバ延伸処理が始ると狭くなさ
れる。
【００１６】延伸用ブランク４１は修正化学気相沈積法
（ＭＣＶＤ）、気相軸付け法（ＶＡＤ）、および外付け
法のような公知の技術によって作成され得る。これらの
方法で作成されたブランクから延伸されたファイバは過
渡的な水素感応減衰現象の影響を受け得る。ブランク４
１はスロット付きハンドル４５のような公知の手段によ
ってロッド４２に固着される。光導波路ファイバ４６を
延伸する工程時には、ロッド４２が、ファイバ４６の付
け根部分とブランク４１のテ−パ部分を延伸に適した温
度に維持するために、マッフル３２中をゆっくりと下降
する。延伸温度はブランクの組成に依存し、２０５０℃
と２１５０℃の間の温度が高シリカ含有ブランクの場合
には一般的である。
（ＭＣＶＤ）、気相軸付け法（ＶＡＤ）、および外付け
法のような公知の技術によって作成され得る。これらの
方法で作成されたブランクから延伸されたファイバは過
渡的な水素感応減衰現象の影響を受け得る。ブランク４
１はスロット付きハンドル４５のような公知の手段によ
ってロッド４２に固着される。光導波路ファイバ４６を
延伸する工程時には、ロッド４２が、ファイバ４６の付
け根部分とブランク４１のテ−パ部分を延伸に適した温
度に維持するために、マッフル３２中をゆっくりと下降
する。延伸温度はブランクの組成に依存し、２０５０℃
と２１５０℃の間の温度が高シリカ含有ブランクの場合
には一般的である。
【００１７】（ａ）ファイバの直径変化を最小限に抑え
る、（ｂ）ファイバ４６中の汚染物の酸化を確実にする
、（ｃ）加熱されたマッフル中を上方に流動する傾向の
ある空気の上向き通気をコントロ−ルまたは除去する、
および（ｄ）加熱されたブランクおよびマッフルから出
て来る物質をフラッシュアウトすることのうちの１つ以
上を達成するために延伸工程時にプリフォ−ムまたは延
伸用ブランク上に不活性ガスおよび／または酸素と一緒
にヘリウムを流すことが従来から行なわれてきた。 カ−ボン加熱要素の酸化を防止するためにある種の炉で
はアルゴンを用いることが推奨される。図４の炉では、
これらのガスがパイプ３４を通じて部材３６内に導入さ
れ、そしてマッフルのこの端部は部材３６、３８、４０
および４４によってシ−ルされているから、それらのガ
スはマッフルを通りブランクを通過して下方に流動し、
そしてマッフルの底で排出される。ガスはマッフルに沿
った他の場所、例えば底または加熱要素の領域に導入さ
れた。
る、（ｂ）ファイバ４６中の汚染物の酸化を確実にする
、（ｃ）加熱されたマッフル中を上方に流動する傾向の
ある空気の上向き通気をコントロ−ルまたは除去する、
および（ｄ）加熱されたブランクおよびマッフルから出
て来る物質をフラッシュアウトすることのうちの１つ以
上を達成するために延伸工程時にプリフォ−ムまたは延
伸用ブランク上に不活性ガスおよび／または酸素と一緒
にヘリウムを流すことが従来から行なわれてきた。 カ−ボン加熱要素の酸化を防止するためにある種の炉で
はアルゴンを用いることが推奨される。図４の炉では、
これらのガスがパイプ３４を通じて部材３６内に導入さ
れ、そしてマッフルのこの端部は部材３６、３８、４０
および４４によってシ−ルされているから、それらのガ
スはマッフルを通りブランクを通過して下方に流動し、
そしてマッフルの底で排出される。ガスはマッフルに沿
った他の場所、例えば底または加熱要素の領域に導入さ
れた。
【００１８】本発明によれば、ファイバ延伸工程時に延
伸用ブランク上に流れる延伸用ガスは爾後の水素減衰増
加に対してファイバを安定化するのに十分な量の水素を
含んでいる。延伸用ガス混合物は効果を有するためには
少なくとも０．１容量パ−セントの水素を含んでいなけ
ればならない。その延伸用ガス混合物の残部はヘリウム
、アルゴン、窒素等のような不活性ガスであってもよく
、ファイバの組成に応じて空気や酸素等のような反応性
のガスを含んでいてもよい。好ましい延伸用ガスはヘリ
ウムと水素の混合物よりなる。水素は酸素に対し非常に
反応性が強いから延伸用炉内の水素の最大濃度は、炉が
空気または酸素Ｋを排除するための手段を有していない
場合には、約１２容量パ−セントでなければならない。 高温延伸用炉内に存在する水素はファイバ内に拡散し、
そこでファイバの冷却に伴って本質的にそこに捕捉され
欠陥場所と反応する。
伸用ブランク上に流れる延伸用ガスは爾後の水素減衰増
加に対してファイバを安定化するのに十分な量の水素を
含んでいる。延伸用ガス混合物は効果を有するためには
少なくとも０．１容量パ−セントの水素を含んでいなけ
ればならない。その延伸用ガス混合物の残部はヘリウム
、アルゴン、窒素等のような不活性ガスであってもよく
、ファイバの組成に応じて空気や酸素等のような反応性
のガスを含んでいてもよい。好ましい延伸用ガスはヘリ
ウムと水素の混合物よりなる。水素は酸素に対し非常に
反応性が強いから延伸用炉内の水素の最大濃度は、炉が
空気または酸素Ｋを排除するための手段を有していない
場合には、約１２容量パ−セントでなければならない。 高温延伸用炉内に存在する水素はファイバ内に拡散し、
そこでファイバの冷却に伴って本質的にそこに捕捉され
欠陥場所と反応する。
【００１９】炉が空気を排除するための十分な注意をも
って設計されている場合には、水素の量は１００パ−セ
ントまでの濃度まで増加されうる。このような実施例が
図４ａに示されており、図４に示された要素と類似した
要素はダッシを付けた数字で示されている。延伸動作が
開始された後で、ガスチャンバセクション４７ａおよび
４７ｂが接合され、不活性ガスが供給されるガスロック
を形成する。ファイバ延伸作業時に、その不活性ガスが
チャンバ４７ａ、４７ｂの頂部および底部の開孔を通っ
てながれる。底部のガスチャンバ開孔からの不活性ガス
の流れが炉からの空気を排除する。水素延伸用ガスがチ
ャンバ４７ａ、４７ｂからの不活性ガスの残部と一緒に
開孔４８と排気マニホルド４９を通じて通気される。
って設計されている場合には、水素の量は１００パ−セ
ントまでの濃度まで増加されうる。このような実施例が
図４ａに示されており、図４に示された要素と類似した
要素はダッシを付けた数字で示されている。延伸動作が
開始された後で、ガスチャンバセクション４７ａおよび
４７ｂが接合され、不活性ガスが供給されるガスロック
を形成する。ファイバ延伸作業時に、その不活性ガスが
チャンバ４７ａ、４７ｂの頂部および底部の開孔を通っ
てながれる。底部のガスチャンバ開孔からの不活性ガス
の流れが炉からの空気を排除する。水素延伸用ガスがチ
ャンバ４７ａ、４７ｂからの不活性ガスの残部と一緒に
開孔４８と排気マニホルド４９を通じて通気される。
【００２０】所定のファイバ直径に対して、過渡的水素
感応性減衰増加を殆ど呈示しない光ファイバを形成する
ことになる温度、滞在時間および水素濃度の最適条件を
実験的に決定することができる。滞在時間は延伸速度を
低くすることによって増大され得る。所定の延伸速度で
は、ファイバの滞在時間は炉に拡張部分を付設すること
によって増大することができる。
感応性減衰増加を殆ど呈示しない光ファイバを形成する
ことになる温度、滞在時間および水素濃度の最適条件を
実験的に決定することができる。滞在時間は延伸速度を
低くすることによって増大され得る。所定の延伸速度で
は、ファイバの滞在時間は炉に拡張部分を付設すること
によって増大することができる。
【００２１】図４ｂに示された装置を用いることによっ
ても滞在時間を増大させることができる。なお、この図
でも図４に対応する部分はダッシを付けた数字でしめさ
れている。加熱手段５５はファイバ４６’が炉マッフル
３２’を出た後で通る炉の拡張部分５４を包囲している
。ファイバは拡張部分５４を通るときに高温に露呈され
る。水素がマッフルからその拡張部分を通って流れるか
ら、ファイバが高温で水素に露呈される時間が増大する
。
ても滞在時間を増大させることができる。なお、この図
でも図４に対応する部分はダッシを付けた数字でしめさ
れている。加熱手段５５はファイバ４６’が炉マッフル
３２’を出た後で通る炉の拡張部分５４を包囲している
。ファイバは拡張部分５４を通るときに高温に露呈され
る。水素がマッフルからその拡張部分を通って流れるか
ら、ファイバが高温で水素に露呈される時間が増大する
。
【００２２】下記の特定の実施例は水素に基因する潜在
的な減衰増加を生ずる種類の欠陥の数が少ない光ファイ
バを作成するために本発明の方法が用いられ得る態様を
示している。それらの実施例の両方ともに対する光ファ
イバ延伸用ブランクは米国特許第４４８６２１２号に開
示されているのと同様の方法によって形成された。
的な減衰増加を生ずる種類の欠陥の数が少ない光ファイ
バを作成するために本発明の方法が用いられ得る態様を
示している。それらの実施例の両方ともに対する光ファ
イバ延伸用ブランクは米国特許第４４８６２１２号に開
示されているのと同様の方法によって形成された。
【００２３】図５を参照すると、アルミナマンドレル５
０の大径端部が***５２を有するガラスチュ−ブ５１に
挿入された。そのマンドレルの外径はそれの１０７ｃｍ
の長さにわたって５．５ｍｍから６．５ｍｍまでテ−パ
している。マンドレル５０の端部が旋盤に装着され、そ
こで回転と直線往復運動をなされた。
０の大径端部が***５２を有するガラスチュ−ブ５１に
挿入された。そのマンドレルの外径はそれの１０７ｃｍ
の長さにわたって５．５ｍｍから６．５ｍｍまでテ−パ
している。マンドレル５０の端部が旋盤に装着され、そ
こで回転と直線往復運動をなされた。
【００２４】バ−ナ５３はマンドレル５０から１３．７
ｃｍのところに位置決めされた。バ−ナフェ−ス５７（
図６）の中央に配置されたオリフィス５６はオリフィス
５８、５９および６０の同心状のリングによって包囲さ
れている。反応物化合物はオリフィス５６から出て来る
が、そこでオリフィスからの燃料ガスと酸素のよって生
じた炎によって加熱された。その反応物化合物は炎中で
酸化してガラス粒子の流れ６２を形成し、その流れがマ
ンドレル５０に向けて送られる。酸素の「インナ−シ−
ルド」がオリフィス５８から出てバ−ナフェ−スでの反
応物化合物の反応を防止する。酸素の「アウタ−シ−ル
ド」がオリフィス６０から出る。このバ−ナの設計は米
国特許第３６９８９３６号に開示されたものと幾分類似
しているが、その米国特許ではインナ−シ−ルド流れを
与えるための環状スロットを設けている点およびオウタ
−シ−ルド用のオリフィスを有していない点で異なって
いる。バ−ナ５３のオリフィスはすべて上記米国特許に
教示されているのと同様の態様でマニホルドによって供
給される。オリフィス５８、５９、６０の軸線は若干傾
斜しているかあるいは集束されていて、それらから出る
ガスがオリフィス５６から出る反応化合物に向けて送ら
れるようになされている。
ｃｍのところに位置決めされた。バ−ナフェ−ス５７（
図６）の中央に配置されたオリフィス５６はオリフィス
５８、５９および６０の同心状のリングによって包囲さ
れている。反応物化合物はオリフィス５６から出て来る
が、そこでオリフィスからの燃料ガスと酸素のよって生
じた炎によって加熱された。その反応物化合物は炎中で
酸化してガラス粒子の流れ６２を形成し、その流れがマ
ンドレル５０に向けて送られる。酸素の「インナ−シ−
ルド」がオリフィス５８から出てバ−ナフェ−スでの反
応物化合物の反応を防止する。酸素の「アウタ−シ−ル
ド」がオリフィス６０から出る。このバ−ナの設計は米
国特許第３６９８９３６号に開示されたものと幾分類似
しているが、その米国特許ではインナ−シ−ルド流れを
与えるための環状スロットを設けている点およびオウタ
−シ−ルド用のオリフィスを有していない点で異なって
いる。バ−ナ５３のオリフィスはすべて上記米国特許に
教示されているのと同様の態様でマニホルドによって供
給される。オリフィス５８、５９、６０の軸線は若干傾
斜しているかあるいは集束されていて、それらから出る
ガスがオリフィス５６から出る反応化合物に向けて送ら
れるようになされている。
【００２５】補助バ−ナ６３は沈積時に多孔質ガラスプ
リフォ−ムの端部に向けて炎を送った。補助バ−ナを用
いることは米国特許第４８１０２７６号に教示されてい
る。
リフォ−ムの端部に向けて炎を送った。補助バ−ナを用
いることは米国特許第４８１０２７６号に教示されてい
る。
【００２６】ガス・蒸気混合物をバ−ナに送る装置は米
国特許第４３１４８３７号に開示されたものと類似して
いる。 第１の容器では液体ＳｉＣｌ４が７９℃に維持され、第
２の容器では液体ＧｅＣｌ４が１００℃に維持されて、
約２０ｐｓｉの蒸気を発生した。被覆６８〜７１（図７
）の沈積時に、第１および第２の容器からの蒸気が計測
され、バ−ナオリフィス５６に供給される前に酸素と予
備混合された。バ−ナは３０秒でマンドレルの７０ｃｍ
の部分を移動した。
国特許第４３１４８３７号に開示されたものと類似して
いる。 第１の容器では液体ＳｉＣｌ４が７９℃に維持され、第
２の容器では液体ＧｅＣｌ４が１００℃に維持されて、
約２０ｐｓｉの蒸気を発生した。被覆６８〜７１（図７
）の沈積時に、第１および第２の容器からの蒸気が計測
され、バ−ナオリフィス５６に供給される前に酸素と予
備混合された。バ−ナは３０秒でマンドレルの７０ｃｍ
の部分を移動した。
【００２７】多孔質プリフォ−ムの除去を容易にするた
めに、バ−ナが１回通過する間にマンドレル上に炭素粒
子を沈積させるためにバ−ナ上に支持されたアセチレン
ト−チがまず用いられた。マンドレル５０に沿って４０
０分間バ−ナ５３を移動させることによって多孔質ガラ
スコアプリフォ−ム７２が形成された。バ−ナ５３に対
してマンドレルを多数回移動させてガラス粒子の多数の
層を堆積させることによって各被覆が形成された。バ−
ナはチュ−ブとプリフォ−ムとの間の接着を強めるため
に***５２の近傍でさらに通過を行なった。プリフォ−
ム７２の沈積時に、最初の２７４分のあいだにＳｉＣｌ
４ が２．６ｓｌｐｍから４ｓｌｐｍに増加された、そ
してその稼働の残りの期間では一定に保持された。被覆
６８の形成時に、ＧｅＣｌ４が最初に０．４ｓｌｐｍの
速度でバ−ナに流れ、そして最初の１０８分のあいだに
０．１ｓｌｐｍまで直線的に減少した。さらに次の１１
分のあいだに、このＧｅＣｌ４はゼロにまで減少した。 被覆６９は次の８４分のあいだ、ＳｉＣｌ４だけをバ−
ナに流すことによって形成された。被覆７０の形成時に
、ＳｉＣｌ４が８分でゼロから０．２ｓｌｐｍまで増加
され、約１０分間一定に保持され、そして次の１１分の
あいだに直線的にゼロに傾斜された。この稼働の最後の
１６８分のあいだバ−ナにＳｉＣｌ４だけを流すことに
よってＳｉＯ２の他の被覆が形成された。
めに、バ−ナが１回通過する間にマンドレル上に炭素粒
子を沈積させるためにバ−ナ上に支持されたアセチレン
ト−チがまず用いられた。マンドレル５０に沿って４０
０分間バ−ナ５３を移動させることによって多孔質ガラ
スコアプリフォ−ム７２が形成された。バ−ナ５３に対
してマンドレルを多数回移動させてガラス粒子の多数の
層を堆積させることによって各被覆が形成された。バ−
ナはチュ−ブとプリフォ−ムとの間の接着を強めるため
に***５２の近傍でさらに通過を行なった。プリフォ−
ム７２の沈積時に、最初の２７４分のあいだにＳｉＣｌ
４ が２．６ｓｌｐｍから４ｓｌｐｍに増加された、そ
してその稼働の残りの期間では一定に保持された。被覆
６８の形成時に、ＧｅＣｌ４が最初に０．４ｓｌｐｍの
速度でバ−ナに流れ、そして最初の１０８分のあいだに
０．１ｓｌｐｍまで直線的に減少した。さらに次の１１
分のあいだに、このＧｅＣｌ４はゼロにまで減少した。 被覆６９は次の８４分のあいだ、ＳｉＣｌ４だけをバ−
ナに流すことによって形成された。被覆７０の形成時に
、ＳｉＣｌ４が８分でゼロから０．２ｓｌｐｍまで増加
され、約１０分間一定に保持され、そして次の１１分の
あいだに直線的にゼロに傾斜された。この稼働の最後の
１６８分のあいだバ−ナにＳｉＣｌ４だけを流すことに
よってＳｉＯ２の他の被覆が形成された。
【００２８】プリフォ−ムが旋盤から取外され、そして
マンドレルがチュ−ブ５１を通じて除去され、これによ
って多孔質プリフォ−ムに長手方向の孔が形成された。 ***５２がチュ−ブ５１をプリフォ−ムに接着させ、そ
のチュ−ブはプリフォ−ムの端部に留って爾後の処理に
対する支持を与える。次にプリフォ−ムが米国特許第４
１２５３８８号の教示に従って乾燥されそしてコンソリ
デ−トされた。塩素５容量パ−セントおよびヘリウム９
５容量パ−セントよりなる乾燥ガスがチュ−ブ５１を通
じてプリフォ−ムの孔に流入された。ヘリウムフラッシ
ングガスがマッフルを通って上方に流れた。プリフォ−
ムがコンソリデ−ション用炉のマッフル内に徐々に下降
され、それによってコンソリデ−トされたプリフォ−ム
７５が形成された。
マンドレルがチュ−ブ５１を通じて除去され、これによ
って多孔質プリフォ−ムに長手方向の孔が形成された。 ***５２がチュ−ブ５１をプリフォ−ムに接着させ、そ
のチュ−ブはプリフォ−ムの端部に留って爾後の処理に
対する支持を与える。次にプリフォ−ムが米国特許第４
１２５３８８号の教示に従って乾燥されそしてコンソリ
デ−トされた。塩素５容量パ−セントおよびヘリウム９
５容量パ−セントよりなる乾燥ガスがチュ−ブ５１を通
じてプリフォ−ムの孔に流入された。ヘリウムフラッシ
ングガスがマッフルを通って上方に流れた。プリフォ−
ムがコンソリデ−ション用炉のマッフル内に徐々に下降
され、それによってコンソリデ−トされたプリフォ−ム
７５が形成された。
【００２９】コンソリデ−トされたプリフォ−ム７５の
コア領域とクラッド領域との熱膨張係数の差は、もしこ
のプリフォ−ムが室温まで冷却されれば破壊が生ずるの
に十分なだけ大きかった。この問題はプリフォ−ムを、
それの温度が臨界的に低い温度まで低下する前に、延伸
することによって克服された。
コア領域とクラッド領域との熱膨張係数の差は、もしこ
のプリフォ−ムが室温まで冷却されれば破壊が生ずるの
に十分なだけ大きかった。この問題はプリフォ−ムを、
それの温度が臨界的に低い温度まで低下する前に、延伸
することによって克服された。
【００３０】コンソリデ−トされたプリフォ−ム７５は
、このプリフォ−ム７５の先端部が手段７７によって１
９００℃まで加熱される従来の延伸用炉である図８の装
置に挿入された。プリフォ−ムの上端部に真空接続が固
着された。シリカロッド７８の一端部ガプリフォ−ムの
下端部に融着され、このロッドの他端部にはモ−タによ
って駆動されるトラクタが係合され、それによってロッ
ド８０がプリフォ−ムから延伸された。プリフォ−ム７
２の端部が延伸されて孔７６が非常に細くなるかあるい
は完全に閉塞された後で、そおの孔が脱気された。プリ
フォ−ムの下端部が約１５ｃｍ／分の速度で下方に引張
られるにつれて、そしてそれの直径が減少するにつれて
、脱気された孔がコラップス（ｃｏｌｌａｐｓｅｄ）し
た。このようにして得られたロッドの直径は７ｍｍであ
った。
、このプリフォ−ム７５の先端部が手段７７によって１
９００℃まで加熱される従来の延伸用炉である図８の装
置に挿入された。プリフォ−ムの上端部に真空接続が固
着された。シリカロッド７８の一端部ガプリフォ−ムの
下端部に融着され、このロッドの他端部にはモ−タによ
って駆動されるトラクタが係合され、それによってロッ
ド８０がプリフォ−ムから延伸された。プリフォ−ム７
２の端部が延伸されて孔７６が非常に細くなるかあるい
は完全に閉塞された後で、そおの孔が脱気された。プリ
フォ−ムの下端部が約１５ｃｍ／分の速度で下方に引張
られるにつれて、そしてそれの直径が減少するにつれて
、脱気された孔がコラップス（ｃｏｌｌａｐｓｅｄ）し
た。このようにして得られたロッドの直径は７ｍｍであ
った。
【００３１】ロッド７８から複数の９０ｃｍ部分が切断
され、そして各部分が旋盤に支持され、そこでそれらの
部分は付加的なクラッドガラス粒子の沈積のためのマン
ドレルとして機能した（図９）。外側クラッド被覆８４
の沈積時に、約４００分のあいだ、ＳｉＣｌ４蒸気の流
れが２．５ｓｌｐｍから４．５ｓｌｐｍまで直線的に増
加された。この沈積シ−ケンス時に、バ−ナ５３が約ｃ
ｍ／秒の速度でロッド８３に沿って移動された。このオ
−バ−クラッド処理は、６００ｍｍの外径を有するＳｉ
Ｏ２粒子の被覆が沈積されて複合プリフォ−ム８５を形
成するまで続けられた。各プリフォ−ムがコンソリデ−
ション用炉のマッフル内に徐々に挿入され、そこでヘリ
ウム９８．７５容量パ−セントおよび塩素１．２５容量
パ−セントの混合物がそのマッフルを通って上方に流れ
ている状態で、そのプリフォ−ムが１４５０℃の最高温
度でコンソリデ−トされた。それぞれ約３５ｍｍの直径
を有する延伸用ブランクＡおよびＢを含む複数の光ファ
イバが単一のコンソリデ−トされたコアプリフォ−ム７
５から形成された。
され、そして各部分が旋盤に支持され、そこでそれらの
部分は付加的なクラッドガラス粒子の沈積のためのマン
ドレルとして機能した（図９）。外側クラッド被覆８４
の沈積時に、約４００分のあいだ、ＳｉＣｌ４蒸気の流
れが２．５ｓｌｐｍから４．５ｓｌｐｍまで直線的に増
加された。この沈積シ−ケンス時に、バ−ナ５３が約ｃ
ｍ／秒の速度でロッド８３に沿って移動された。このオ
−バ−クラッド処理は、６００ｍｍの外径を有するＳｉ
Ｏ２粒子の被覆が沈積されて複合プリフォ−ム８５を形
成するまで続けられた。各プリフォ−ムがコンソリデ−
ション用炉のマッフル内に徐々に挿入され、そこでヘリ
ウム９８．７５容量パ−セントおよび塩素１．２５容量
パ−セントの混合物がそのマッフルを通って上方に流れ
ている状態で、そのプリフォ−ムが１４５０℃の最高温
度でコンソリデ−トされた。それぞれ約３５ｍｍの直径
を有する延伸用ブランクＡおよびＢを含む複数の光ファ
イバが単一のコンソリデ−トされたコアプリフォ−ム７
５から形成された。
【００３２】実施例１
図４に示されたものと類似した延伸用炉に延伸用ブラン
クＡが挿入された。炉マッフルの内径は６６ｍｍであり
、ライン３３における最高温度は２０５０℃であった。 外径１２５μｍを有する単一モ−ドファイバの複数の５
ｋｍ長が毎秒２．５メ−トルの速度で延伸された。
クＡが挿入された。炉マッフルの内径は６６ｍｍであり
、ライン３３における最高温度は２０５０℃であった。 外径１２５μｍを有する単一モ−ドファイバの複数の５
ｋｍ長が毎秒２．５メ−トルの速度で延伸された。
【００３３】延伸用ブランクの下半分からファイバを延
伸しているときに、ヘリウム２．０ｓｌｐｍおよび水素
０．２５ｓｌｐｍよりなる混合物がパイプ３４に流入さ
れ、そしてブランク上を下方に流された。延伸用ガス混
合物は１１．１容量パ−セントの水素を含んでいた。こ
れらのファイバの１つがファイバＡと表示されている。
伸しているときに、ヘリウム２．０ｓｌｐｍおよび水素
０．２５ｓｌｐｍよりなる混合物がパイプ３４に流入さ
れ、そしてブランク上を下方に流された。延伸用ガス混
合物は１１．１容量パ−セントの水素を含んでいた。こ
れらのファイバの１つがファイバＡと表示されている。
【００３４】比較の目的のために、延伸用ブランクの第
２の半分が、２．０ｌｐｍのヘリウムよりなる延伸用ガ
スがパイプ３４に流入したことを除き同様の条件で延伸
された。これらのファイバの１つがファイバＢと表示さ
れている。
２の半分が、２．０ｌｐｍのヘリウムよりなる延伸用ガ
スがパイプ３４に流入したことを除き同様の条件で延伸
された。これらのファイバの１つがファイバＢと表示さ
れている。
【００３５】ファイバＡおよびＢの屈折率分布が図１０
に示されている。内側コア領域内のＧｅＯ２の最大濃度
は約２０重量％であり、それによってシリカクラッドに
対して０．９６％のデルタ値が与えられた。ｒ２とｒ３
の間の屈折率の増加したリング状部分は約４．６重量％
のＧｅＯ２濃度を有し、かつクラッドに対して約０．２
２％のデルタ値を呈示した。半径ｒ１、ｒ２、ｒ３およ
びｒ４はそれぞれ４．３μｍ、８μｍ、９．６μｍおよ
び１２５μｍであった。
に示されている。内側コア領域内のＧｅＯ２の最大濃度
は約２０重量％であり、それによってシリカクラッドに
対して０．９６％のデルタ値が与えられた。ｒ２とｒ３
の間の屈折率の増加したリング状部分は約４．６重量％
のＧｅＯ２濃度を有し、かつクラッドに対して約０．２
２％のデルタ値を呈示した。半径ｒ１、ｒ２、ｒ３およ
びｒ４はそれぞれ４．３μｍ、８μｍ、９．６μｍおよ
び１２５μｍであった。
【００３６】１３８０ｎｍでの測定はファイバＡおよび
Ｂがそれぞれ水分２４ｐｐｂおよび２７ｐｐｂを含んで
いることを示し、水素中でファイバを延伸してもファイ
バの水分含有量は増加しないことを示している。
Ｂがそれぞれ水分２４ｐｐｂおよび２７ｐｐｂを含んで
いることを示し、水素中でファイバを延伸してもファイ
バの水分含有量は増加しないことを示している。
【００３７】ファイバＡおよびＢはそれぞれ６３０ｎｍ
で７．５３ｄＢ／ｋｍおよび９．５６ｄＢ／ｋｍの延伸
時減衰を呈示した。レイリ−散乱による６３０ｎｍでの
減衰は６．３ｄＢ／ｋｍであり、６．３ｄＢ／ｋｍより
大きい減衰は６３０ｎｍ過剰減衰と呼ばれる。測定され
た６３０ｎｍ過剰減衰は、延伸されるファイバにおける
欠陥場所の数の表示を与えるためおよび過渡的水素経年
変化現象に基因して１５３０ｎｍおよび１３８０ｎｍに
おいて生ずる最大減衰増加を予測する手段を提供するた
めに用いることができる。ファイバＡおよびＢの６３０
ｎｍ過剰減衰はそれぞれ１．２３ｄＢ／ｋｍおよび３．
２６ｄＢ／ｋｍであった。この減衰の差は水素処理され
たファイバＡはファイバびょうりも破壊されたケイ素−
酸素結合が少なく、ペロキシ基が少なくかつ水素経年変
化に基因する増大した減衰に対する耐性が大きいことを
明確に示している。本発明の方法は６３０ｎｍにおける
減衰が８ｄＢ／ｋｎ以下であるシリケ−ト光ファイバを
常に作成することができなければならない。
で７．５３ｄＢ／ｋｍおよび９．５６ｄＢ／ｋｍの延伸
時減衰を呈示した。レイリ−散乱による６３０ｎｍでの
減衰は６．３ｄＢ／ｋｍであり、６．３ｄＢ／ｋｍより
大きい減衰は６３０ｎｍ過剰減衰と呼ばれる。測定され
た６３０ｎｍ過剰減衰は、延伸されるファイバにおける
欠陥場所の数の表示を与えるためおよび過渡的水素経年
変化現象に基因して１５３０ｎｍおよび１３８０ｎｍに
おいて生ずる最大減衰増加を予測する手段を提供するた
めに用いることができる。ファイバＡおよびＢの６３０
ｎｍ過剰減衰はそれぞれ１．２３ｄＢ／ｋｍおよび３．
２６ｄＢ／ｋｍであった。この減衰の差は水素処理され
たファイバＡはファイバびょうりも破壊されたケイ素−
酸素結合が少なく、ペロキシ基が少なくかつ水素経年変
化に基因する増大した減衰に対する耐性が大きいことを
明確に示している。本発明の方法は６３０ｎｍにおける
減衰が８ｄＢ／ｋｎ以下であるシリケ−ト光ファイバを
常に作成することができなければならない。
【００３８】ファイバＡおよびＢは延伸時に１５３０ｎ
ｍにおいて約０．２ｄＢ／ｋｍの減衰を呈示した。ファ
イバＡ（水素混合物を用いて延伸された）の１５３０ｎ
ｍ減衰は１％水素雰囲気に３５時間露呈された後で０．
００６ｄＢ／ｋｍだけ増加した。ファイバＢ（水素なし
で延伸された）の減衰は７９時間後には０．１１２ｄＢ
／ｋｍだけ増加した。最大減衰にファイバＡが達するた
めに必要とされる１５３０ｎｍ減衰増加がより小さくか
つ時間がはるかに短いことは、このファイバＡの方がフ
ァイバＢより水素反応性の欠陥場所がはるかに少ないこ
とを示している。
ｍにおいて約０．２ｄＢ／ｋｍの減衰を呈示した。ファ
イバＡ（水素混合物を用いて延伸された）の１５３０ｎ
ｍ減衰は１％水素雰囲気に３５時間露呈された後で０．
００６ｄＢ／ｋｍだけ増加した。ファイバＢ（水素なし
で延伸された）の減衰は７９時間後には０．１１２ｄＢ
／ｋｍだけ増加した。最大減衰にファイバＡが達するた
めに必要とされる１５３０ｎｍ減衰増加がより小さくか
つ時間がはるかに短いことは、このファイバＡの方がフ
ァイバＢより水素反応性の欠陥場所がはるかに少ないこ
とを示している。
【００３９】実施例２
延伸用ブランクＢは実施例１のファイバを延伸するため
に用いられた炉内において１０ｍ／秒の早い速度で延伸
されて光ファイバとなされた。この延伸用ブランクの下
半分からファイバを延伸しているときに、２．０ｓｌｐ
ｍのヘリウムがパイプ３４内に流入されそしてブランク
上を下方に流された。このブランクの最初半分から作成
された５ｋｍ長のファイバの１つがファイバＣと表示さ
れている。この延伸ブランクの第２の半分が、ヘリウム
９６．１容量パ−セントおよび水素３．９容量パ−セン
トよりなるガス混合物がパイプ３４に２．０ｓｌｐｍの
速度で流入されそしてブランク上を下方に流されたこと
を除き同様の条件で延伸された。これらの５ｋｍ長ファ
イバの１つがフィアバＤと表示されている。これらのフ
ァイバＣおよびＤの寸法および屈折率分布はファイバＡ
およびＢと同一であった。
に用いられた炉内において１０ｍ／秒の早い速度で延伸
されて光ファイバとなされた。この延伸用ブランクの下
半分からファイバを延伸しているときに、２．０ｓｌｐ
ｍのヘリウムがパイプ３４内に流入されそしてブランク
上を下方に流された。このブランクの最初半分から作成
された５ｋｍ長のファイバの１つがファイバＣと表示さ
れている。この延伸ブランクの第２の半分が、ヘリウム
９６．１容量パ−セントおよび水素３．９容量パ−セン
トよりなるガス混合物がパイプ３４に２．０ｓｌｐｍの
速度で流入されそしてブランク上を下方に流されたこと
を除き同様の条件で延伸された。これらの５ｋｍ長ファ
イバの１つがフィアバＤと表示されている。これらのフ
ァイバＣおよびＤの寸法および屈折率分布はファイバＡ
およびＢと同一であった。
【００４０】ファイバＣは８９時間後に１５３０ｎｍに
おいて０．２９０ｄＢ／ｋｍの減衰増加を呈示した。水
素処理されたファイバＤは５８時間後に１５３０ｎｍで
０．００７ｄＢ／ｋｍの減衰増加を呈示した。この実施
例は延伸時におけるファイバの水素処理が比較的高い延
伸速度および低い水素濃度において過渡的水素減衰現象
を軽減する作用があることを示している。
おいて０．２９０ｄＢ／ｋｍの減衰増加を呈示した。水
素処理されたファイバＤは５８時間後に１５３０ｎｍで
０．００７ｄＢ／ｋｍの減衰増加を呈示した。この実施
例は延伸時におけるファイバの水素処理が比較的高い延
伸速度および低い水素濃度において過渡的水素減衰現象
を軽減する作用があることを示している。
【図１】延伸時および２５日と１５３日のあいだ０．１
％の水素に露呈された後の光ファイバのスペクトル減衰
を示すグラフである。
％の水素に露呈された後の光ファイバのスペクトル減衰
を示すグラフである。
【図２】１５３０および１３８０ ｎｍにおける時間に
対する減衰増加を示している。
対する減衰増加を示している。
【図３】光ファイバ内への水素の拡散の概略図である。
【図４】光ファイバ延伸用炉の概略図である。
【図４ａ】図４の炉の修正例を概略的に示している。
【図４ｂ】図４の炉の修正例を概略的に示している。
【図５】マンドレルに対してガラス粒子の一連の被覆を
添着している状態を示している。
添着している状態を示している。
【図６】従来の炎加水分解バ−ナの断片的な断面図であ
る。
る。
【図７】マンドレルに対してガラス粒子の付加的な被覆
を添着している状態を示している。コンソリデ−トされ
たプリフォ−ムからロッドを延伸している状態を示す概
略図である。
を添着している状態を示している。コンソリデ−トされ
たプリフォ−ムからロッドを延伸している状態を示す概
略図である。
【図９】図８の方法によって作成されたロッドにクラッ
ドガラス粒子の被覆を添着している状態を示している。
ドガラス粒子の被覆を添着している状態を示している。
【図１０】本発明によって得られたファイバの屈折率分
布である。
布である。
３２： マッフル
４６： 光ファイバ
５０： マンドレル
５５： 加熱手段
５３： バ−ナ
Claims (10)
- 【請求項１】水素による潜在的な減衰増加から少なくと
も部分的に保護されるシリカをベ−スとした光ファイバ
を製造する方法において、延伸用炉内に水素を含んだガ
スが存在する状態で延伸用ブランクから光ファイバを延
伸することよりなり、この場合、前記ガスが光ファイバ
が延伸後に水素に露呈された場合に１５３０ｎｍにおい
て殆ど減衰増加を受けない光ファイバを作成するのに十
分な量の水素を含んでいる光ファイバの製造方法。 - 【請求項２】細長い延伸用ブランクから光ファイバを延
伸する方法において、前記延伸用ブランクの一端部をそ
のブランクの材料の延伸温度まで加熱し、前記ブランク
から光ファイバを延伸し、少なくとも０．１容量パ−セ
ントの水素を含んだガスを新しく形成されるファイバ上
に流すことよりなる光ファイバの製造方法。 - 【請求項３】ケイ酸塩光ファイバの製造方法において、
延伸用ブランクを延伸用炉内でファイバ延伸温度に加熱
し、この場合、前記延伸用ブランクはケイ酸塩コアガラ
ス領域Ｋとケイ酸塩クラッドガラス領域を有しており、
前記コアおよびクラッド領域のうちの１つが前記コア領
域の屈折率を前記クラッド領域の屈折率より大きくする
ド−パントを含んでおり、前記延伸用ブランクを延伸し
てそれの直径を減少させかつ光ファイバを形成し、この
場合、光ファイバおよびそのファイバと前記延伸用ブラ
ンクとの間のネックダウン部分を前記炉内に配置し、前
記炉内にある前記光ファイバの部分を、延伸時の減衰が
８ｄＢ／ｋｍ以下である光ファイバを作成するのに十分
な量の水素を含んだガスに露呈し、前記延伸用ブランク
、前記ネックダウン部分および前記光ファイバの前記部
分を、延伸後に水素に露呈された場合に１５３０ｎｍで
の減衰増加を殆ど受けない光ファイバを作成するのに十
分な量の酸素を含んだガスに露呈することよりなる光フ
ァイバの製造方法。 - 【請求項４】前記ガスが少なくとも０．１容量パ−セン
トの水素を含んだ請求項１〜３のうちの１つによる方法
。 - 【請求項５】前記ガス中の水素の最大濃度が、前記炉か
ら出るガス中の残留水素を、前記ファイバが延伸される
前記炉の端部を包囲した周囲大気中の酸素と激しく反応
させるのには不十分である請求項１〜４のうちの１つに
よる方法。 - 【請求項６】前記ガスが１２容量パ−セントまでの水素
を含んでいる請求項１〜５のうちの１つによる方法。 - 【請求項７】前記ガスが１００パ−セントまでの水素を
含んでおり、前記方法は前記炉から前記ガスを排出させ
かつ前記炉内への空気の流入を防止することをさらに含
む請求項１〜６のうちの１つによる方法。 - 【請求項８】前記ガスの主成分がヘリウムであるか、ま
たは前記ガスがヘイルムと水素よりなり、あるいは前記
ガスがアルゴン、ヘリウム、酸素、空気またはそれらの
混合物よりなるグル−プから選択された他のガスと水素
との混合物よりなる請求項１〜７のうちの１つによる方
法。 - 【請求項９】前記ガスが前記ファイバが延伸時に出る側
とは反対側の前記延伸用ブランクの端部において前記炉
内流入し、前記ガスが前記延伸用ブランク上を流れ、そ
のブランクとファイバの間の根元部分上を流れ、そして
前記ファイバ上を流れ、前記ガスが、前記ファイバが延
伸される前記炉の端部に隣接した加熱された管状部材中
を前記ファイバが通過する場合、あるいは前記ファイバ
が前記炉を通りそして前記管状部材中を通っている場合
に、このファイバ上を前記ガスが流れる請求項１〜８の
うちの１つによる方法。 - 【請求項１０】前記ガスが１００パ−セントまでの水素
を含んでおり、前記ガスを前記炉から排出しかつ前記炉
内への空気の流入を防止する工程をさらに含む請求項１
〜９のうちの１つによる方法。
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|---|---|---|---|
| US586963 | 1990-09-24 | ||
| US07/586,963 US5059229A (en) | 1990-09-24 | 1990-09-24 | Method for producing optical fiber in a hydrogen atmosphere to prevent attenuation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260634A true JPH04260634A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=24347788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266822A Pending JPH04260634A (ja) | 1990-09-24 | 1991-09-19 | 光ファイバの製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US5059229A (ja) |
| EP (1) | EP0477435A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04260634A (ja) |
| AU (1) | AU7536191A (ja) |
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