JPH0464029A - ハーメチックコート光ファイバの検査方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カーボンなどのハーメチックコートが設け
られた光ファイバにおいて、その被覆状態を簡便に検査
する方法に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕現在、
光通信用に用いられている光ファイバの主流は、石英ガ
ラスを主成分とするものである。

この種の光ファイバにおける長期的な寿命の問題として
は二つある。

一つは、長期的な機械的強度の劣化の問題である。これ
は、雰囲気中の湿度（水分）の存在下でガラスファイバ
に引張応力をかけておくと、水分とガラスが化学的に反
応して、例えば石英系ファイバにおいてはシラノールが
生成されるとともに傷が拡大していってついには破断に
至るという現象があることである。

もう一つの問題は、水素のガラスへの侵入の問題である
。光ファイバを実際に使用するには、使いやすい形にケ
ーブル化する。このとき、ケーブル材料から微量の水素
が発生したり、ケーブル材料として使用した金属が錆び
ることにより結果として水素が発生したりすることがあ
る。例えば、石英ガラスは、水素やヘリウムといった軽
いガスに対しては非常に大きな透過率を持ち、１２５鎖
の外形の石英系ファイバを水素雰囲気にさらしておくと
、数時間でクラッド部を通り抜けてコアにまで水素が到
達する。水素がコアに達すると、その吸収損失が光通信
用の波長に影響を与えたり、更に水素がガラスと反応し
て５ｉＯＨを生成して別の波長で伝送損失増加を招くこ
とが知られている。

具体的には、光通信用に使用されている波長である１、
３堕、１．５５−に対して、水素分子による吸収波長が
１．２４鐸、水素がＯＨ基に転化したときの吸収波長が
１．３！ｂｍおよび１．２４ａ＋＋、その他の吸収波長
が１．５２−などであることを考慮しておく必要がある
。

実際には、これらの吸収波長は単一の波長ではなく、あ
る程度のスペクトル幅を有しているので、その裾が光通
信で使用する波長に影響を与える。

第４図は、その様子を示すＨ２による石英系ガラスファ
イバの損失波長特性図である。図において■は試験前の
もの、■は試験後のものである。

これらの問題を解決する方法として注目されているのが
、アモルファスカーボンのようなハーメチックコートを
ガラス表面にコーティングする方法である。カーボンの
厚みは数百オングストロームであり、ファイバの標準的
な外形に比べて非常に薄い。アモルファスカーボンを被
覆することにより、機械的強度も水素による損失増加も
防ぐことができる。しかし、光フアイバ全長にわたって
カーボンが適正に被覆されているかどうかをチエツクす
る方法がこれまでになかった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、以上の観点から水素透過試験と光パルスエ
コー観測とを組み合わせることにより、ハーメチックコ
ートファイバの被覆状態を検査する方法を提供するもの
で、その特徴とするところはハーメチックコートされた
光ファイノ＼を水素雰囲気中に置き、その一端から水素
による吸収波長を有する光パルスを入射して、その散乱
エコーを入射側で観測することによりバーメチ・ツクコ
ートの被覆状態を検査することにある。

ここで、水素による吸収波長とは水素分子による吸収波
長である１、２４ｎ、水素がＯＨ基に転化したときの波
長である１、３９距および１．２４ｊｒｒｎをさす。

また、試験対象となるハーメチックコートファイバとし
ては、カーボンコートファイバのみならず、金属コート
ファイバやＴｉＣコートファイバなどがあげられる。

〔作用〕

ハーメチックコートが施された光ファイバを水素雰囲気
においておくと、そのコート状態が不十分な箇所があれ
ば、そこから光フアイバ内に水素が侵入していく。そこ
で、水素分子もしくはＯＨ基吸収波長である波長１．２
４踊もしくは１．３９μの光パルスを光ファイバの一端
から送り込むと、水素が侵入した箇所で光パルスの吸収
が生じることから光パルスの散乱エコーを観測しておく
ことによって、ハーメチックコートの不十分な箇所が判
明する。

〔実施例〕

第１図は、この発明方法に用いられる光パルスエコー観
測〔光パルス試験またはＯＴ　Ｄ　Ｒ（ｏｐｔｉｃａｌ
　ｔｉｍｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｒｅｆｒｅｃｔｏｍｅｔｒ
ｙ）の説明図である。

図において、１は水素による吸収波長である１、２４μ
もしくは１．３９ｎの光パルスを発生させるＬＤ光源、
２は集光レンズ、３は光カプラなどからなる方向性結合
器、４はリールに巻かれた状態で水素雰囲気の容器５内
に収容されたカーボンコートファイバで、その一端はコ
ネクタなどを介して方向性結合器３の一方の出力端に接
続されており他端は開放されている。６は光検出器で、
方向性結合器３の他方の出力端に接続されている。

以上の構成において、ＬＤ光源１からの光パルスが方向
性結合器３を介して光フアイバ４内に入射される。光パ
ルスが光フアイバ４内に進むときに後方に向かって散乱
する微弱な散乱光が存在する。この散乱光のうち入射端
に戻ってくるものを方向性結合器３を介して光検出器６
で受け、これを測定することにより光ファイバの水素に
よる損失状況が測定される。測定は感度を高めるために
複数の光パルスに対する応答波形を電子回路に取り込ん
で平均化操作を行う。光ファイバを覆うカーボンコート
が均一で緻密な品質の優れたものである場合には、第２
図にＡで示すように直線的に減少する波形の出力が得ら
れる。図において、横軸は距離（時間から換算）、縦軸
は出力である。

光ファイバを被覆しているカーボンコートに不十分な箇
所があると、その部分から光フアイバ内に水素が侵入す
るため、送り込まれた水素吸収波長である１、２４ｎも
しくは１．３９踊の光パルスは吸収されてしまい、戻っ
てくる散乱光の出力はそこで落ちて段差しが生じ第２図
にＢで示すようになる。

かくして、段差しの発生した位置までの距離を測定すれ
ばカーボンコートの不十分な箇所が判明する。また、そ
の段差しの大きさを測定すれば欠陥の程度が判明する。

（実験例） 実験する光ファイバとして、直径１２５Ｉｆｒｎの石英
系ガラスファイバ上にアモルファスカーボンを約７５０
オングストローム厚に被覆したものを準備し、これをリ
ールに巻取る前に予め故意に２箇所カーボンの被覆状態
が不均一になるように処置したうえで巻取った。このフ
ァイバを容器の中に収容し、容器内を１気圧の水素雰囲
気とした。光源として波長１．２４踊の光パルスを用い
た。試験開始直後はその出力に特に異状はなく、光パル
ス試験器の出力に現れた波形は第３図にＡで示すように
ほぼ直線的であり、平均損失（直線の傾き）０．７ｄＢ
／ｋｍであった。ところが、１時間後になると已に示す
ようにカーボン被覆が不完全な区間とされる２箇所で徐
々に段差（損失の増加）が観測されるようになった。そ
の後この段差は次第に大きくなり、２４時間後にはＣで
見られるように最大損失（傾き）は約４ｄＢ／ｋｍに達
した。また、段差の発生している位置を測定したところ
測定器側のファイバ端から９００ｍと２６００ｍの位置
（分解能約３０ｍ）であり、実測位置の９２０ｍと２６
２０ｍと大差なくほぼ正確に異状点の観測ができた。ま
た、最大損失（傾き）約４　ｄＢ／ｋｍを示した箇所の
カーボンコート厚を測定したところ約１５０オングスト
ロームであり、当初の１７５程度であった。

〔発明の効果〕

この発明方法は、以上のようにハーメチンクコートファ
イハを水素雰囲気において、水素がファイバ内部に侵入
することによる損失増を０１ＤＲ法によって検出するの
で、カーボンコート層の不十分な箇所を容易に検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明方法に用いられる光パルスエコー観
測法の説明図、第２図は、第１図の方法によって得られ
る観測結果を示すグラフ、第３図は、この発明による実
験結果を示すグラフ、第４図は、Ｈ２による石英系ファ
イバの損失波長特性図である。 図において、１：ＬＤ光源、３二方向性結合器、４：カ
ーボンコートフアイハ、５：容器、６：光検出器。 第１図 乙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ハーメチックコートされた光ファイバを水素雰囲気
   中に置き、その一端から水素による吸収波長を有する光
   パルスを入射して、その散乱エコーを入射側で観測する
   ことによりハーメチックコートの被覆状態を検査するこ
   とを特徴とするハーメチックコート光ファイバの検査方
   法。