JP2002234749A - 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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- JP2002234749A JP2002234749A JP2001369050A JP2001369050A JP2002234749A JP 2002234749 A JP2002234749 A JP 2002234749A JP 2001369050 A JP2001369050 A JP 2001369050A JP 2001369050 A JP2001369050 A JP 2001369050A JP 2002234749 A JP2002234749 A JP 2002234749A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域での使用においても、水素による損失
増加が少なく、最適の水素処理で、効率よく安全に製造
することができる光ファイバの製造方法を提供する。 【解決手段】 赤外帯域の波長を使用波長帯とする光フ
ァイバの製造方法であって、光ファイバ１を線引しボビ
ン２に巻取った後で、使用に供される前に、濃度が０．
０５体積％以上、４．０体積％以下の水素含有雰囲気に
さらすことを特徴とする。また、水素処理温度を５０℃
未満、好ましくは３０℃以下とする。
増加が少なく、最適の水素処理で、効率よく安全に製造
することができる光ファイバの製造方法を提供する。 【解決手段】 赤外帯域の波長を使用波長帯とする光フ
ァイバの製造方法であって、光ファイバ１を線引しボビ
ン２に巻取った後で、使用に供される前に、濃度が０．
０５体積％以上、４．０体積％以下の水素含有雰囲気に
さらすことを特徴とする。また、水素処理温度を５０℃
未満、好ましくは３０℃以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素の影響による
光ファイバの損失増加を抑制する光ファイバの製造方法
に関するものである。
光ファイバの損失増加を抑制する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】赤外帯域の波長を使用波長帯とする光フ
ァイバ通信において、光ファイバが水素含有雰囲気中に
さらされると、経時的に伝送損失が増加することはよく
知られている。今までにも、これに対する原因追求と研
究並びに対策がなされてきているが、特定の使用波長に
対しては、製造技術の改良が進み、実用上問題にならな
い程度のレベルになっている。しかし、情報通信の光ネ
ットワーク化に伴い、波長多重伝送では、例えば１．３
μｍ〜１．５８μｍというように、広い帯域の波長が使
用される。この広帯域での使用波長に対する伝送損失の
安定性については、未だ十分ではない。
ァイバ通信において、光ファイバが水素含有雰囲気中に
さらされると、経時的に伝送損失が増加することはよく
知られている。今までにも、これに対する原因追求と研
究並びに対策がなされてきているが、特定の使用波長に
対しては、製造技術の改良が進み、実用上問題にならな
い程度のレベルになっている。しかし、情報通信の光ネ
ットワーク化に伴い、波長多重伝送では、例えば１．３
μｍ〜１．５８μｍというように、広い帯域の波長が使
用される。この広帯域での使用波長に対する伝送損失の
安定性については、未だ十分ではない。
【０００３】赤外帯域での水素による光ファイバの損失
増加の形態としては、次の３通りがある。（電子情報通
信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ６８−Ｂ、Ｎｏ．７ ｐ７９５
−８０１、１９８５および電子情報通信学会論文誌Ｖｏ
ｌ．Ｊ７２−Ｃ−Ｉ、Ｎｏ．１、ｐ４５−５２、１９８
９参照）
増加の形態としては、次の３通りがある。（電子情報通
信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ６８−Ｂ、Ｎｏ．７ ｐ７９５
−８０１、１９８５および電子情報通信学会論文誌Ｖｏ
ｌ．Ｊ７２−Ｃ−Ｉ、Ｎｏ．１、ｐ４５−５２、１９８
９参照）
【０００４】（１）水素分子による吸収損失 ファイバガラス内に拡散した水素分子（Ｈ2 ）自体によ
る吸収損失である。これによる損失増加は、波長１．２
４μｍ付近と１．７μｍ付近に損失増加のピークが存在
する。この吸収損失は、比較的短時間で損失量が飽和
し、その飽和量はファイバ周囲の水素分圧と温度により
決定される。また、この吸収損失は可逆的で、外部から
の水素の浸入がなくなったり、高温にして水素分子を外
部に放出すれば吸収損失はなくなり、初期状態に復帰さ
せることも可能である。
る吸収損失である。これによる損失増加は、波長１．２
４μｍ付近と１．７μｍ付近に損失増加のピークが存在
する。この吸収損失は、比較的短時間で損失量が飽和
し、その飽和量はファイバ周囲の水素分圧と温度により
決定される。また、この吸収損失は可逆的で、外部から
の水素の浸入がなくなったり、高温にして水素分子を外
部に放出すれば吸収損失はなくなり、初期状態に復帰さ
せることも可能である。
【０００５】（２）反応生成物による損失 ファイバガラス内に拡散した水素分子が、ファイバガラ
スの格子欠陥原子と化学的に反応して水酸基（−ＯＨ）
等の赤外帯域に吸収をもつ構造を形成する。この反応生
成物に起因する損失増加は、ドーパントの種類や濃度に
よる依存性があり、ファイバの種類で多少の違いはある
が、波長１．３８μｍ、１．４１μｍと１．４３μｍに
損失増加のピークが存在する。波長１．３８μｍでの損
失増加は、水素分子がファイバガラス内の非架橋酸素ホ
ールセンターである「−ＳｉＯ・」と反応して「Ｓｉ−
ＯＨ」を生成することによるものと考えられる。波長
１．４１μｍでの損失増加は、ゲルマニウム（Ｇｅ）ド
ープの光ファイバに特徴的なもので、Ｇｅに関する非架
橋酸素ホールセンターである「−ＧｅＯ・」と反応し
て、「Ｇｅ−ＯＨ」を生成することによるものと考えら
れる。波長１．４３μｍでの損失増加は、未だメカニズ
ムが明確にされておらず不明確な損失増加である。これ
らの、損失増加はいずれも不可逆で、経時的に増加する
傾向を示し、飽和値があるか否かは不明である。
スの格子欠陥原子と化学的に反応して水酸基（−ＯＨ）
等の赤外帯域に吸収をもつ構造を形成する。この反応生
成物に起因する損失増加は、ドーパントの種類や濃度に
よる依存性があり、ファイバの種類で多少の違いはある
が、波長１．３８μｍ、１．４１μｍと１．４３μｍに
損失増加のピークが存在する。波長１．３８μｍでの損
失増加は、水素分子がファイバガラス内の非架橋酸素ホ
ールセンターである「−ＳｉＯ・」と反応して「Ｓｉ−
ＯＨ」を生成することによるものと考えられる。波長
１．４１μｍでの損失増加は、ゲルマニウム（Ｇｅ）ド
ープの光ファイバに特徴的なもので、Ｇｅに関する非架
橋酸素ホールセンターである「−ＧｅＯ・」と反応し
て、「Ｇｅ−ＯＨ」を生成することによるものと考えら
れる。波長１．４３μｍでの損失増加は、未だメカニズ
ムが明確にされておらず不明確な損失増加である。これ
らの、損失増加はいずれも不可逆で、経時的に増加する
傾向を示し、飽和値があるか否かは不明である。
【０００６】（３）水素分子の拡散過程での過度的損失 線引後のファイバガラス内に初めて水素分子が拡散、反
応する過程において、波長１．３８μｍでの損失増加と
同時に、波長１．５２μｍのところで損失増加が生じる
場合がある。この損失増加は、あるピーク量を示した
後、経時的に減衰し最終的には消滅する。損失増加と減
衰のメカニズムについて諸説あるが、今のところ明確に
はなっていない。
応する過程において、波長１．３８μｍでの損失増加と
同時に、波長１．５２μｍのところで損失増加が生じる
場合がある。この損失増加は、あるピーク量を示した
後、経時的に減衰し最終的には消滅する。損失増加と減
衰のメカニズムについて諸説あるが、今のところ明確に
はなっていない。
【０００７】上述の（１）による損失増加は、水素吸収
の問題が認識された以後、光ケーブル構造による対応が
取られ、問題が顕在化しないような対策が取られてい
る。しかし、（２）や（３）に関しては、光ファイバ内
にｐｐｍオーダーの水素分子が拡散することで、ｄＢ／
ｋｍオーダーの損失増加を引き起こすため、影響は大き
い。
の問題が認識された以後、光ケーブル構造による対応が
取られ、問題が顕在化しないような対策が取られてい
る。しかし、（２）や（３）に関しては、光ファイバ内
にｐｐｍオーダーの水素分子が拡散することで、ｄＢ／
ｋｍオーダーの損失増加を引き起こすため、影響は大き
い。
【０００８】前述（１）の対策としては、例えば、汎用
的な光ファイバでは、これら損失増加のある波長の谷間
にある波長１．３μｍまたは波長１．５５μｍが使用さ
れ、水素による損失増加が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下とな
る製造技術が確立されている。光ファイバが水素含有雰
囲気に置かれる状況としては、主に光ケーブル内への浸
水、光ケーブル内の被覆材料に用いられるシリコーン樹
脂等の被覆材からの水素発生である。従来、水素による
伝送損失増加に対する対策としては、光ケーブル内への
浸水や走水の防止、被覆材の選定、ハーメチックコート
等で、水素が光ファイバと接触することを防止するとい
う構造面、製造面での対応が取られている。
的な光ファイバでは、これら損失増加のある波長の谷間
にある波長１．３μｍまたは波長１．５５μｍが使用さ
れ、水素による損失増加が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下とな
る製造技術が確立されている。光ファイバが水素含有雰
囲気に置かれる状況としては、主に光ケーブル内への浸
水、光ケーブル内の被覆材料に用いられるシリコーン樹
脂等の被覆材からの水素発生である。従来、水素による
伝送損失増加に対する対策としては、光ケーブル内への
浸水や走水の防止、被覆材の選定、ハーメチックコート
等で、水素が光ファイバと接触することを防止するとい
う構造面、製造面での対応が取られている。
【０００９】しかしながら、波長多重伝送では、例え
ば、１．３μｍ〜１．５８μｍというように、光ファイ
バに広い帯域での伝送損失の安定性が要求されている。
また、波長多重伝送用の光ファイバは、波長分散を制御
するために、クラッド部に対する中心コア部の比屈折率
差Δｎが１％以上となるように光ファイバのコア部に高
濃度のＧｅが添加される場合がある。この結果として、
水素による損失増加の原因ともなる格子欠陥が生じやす
い。このような、広帯域での水素による損失増加は、構
造や被覆材料面での改善のみでは限度がある。
ば、１．３μｍ〜１．５８μｍというように、光ファイ
バに広い帯域での伝送損失の安定性が要求されている。
また、波長多重伝送用の光ファイバは、波長分散を制御
するために、クラッド部に対する中心コア部の比屈折率
差Δｎが１％以上となるように光ファイバのコア部に高
濃度のＧｅが添加される場合がある。この結果として、
水素による損失増加の原因ともなる格子欠陥が生じやす
い。このような、広帯域での水素による損失増加は、構
造や被覆材料面での改善のみでは限度がある。
【００１０】特開平４−２６０６３４号公報で、光ファ
イバを製造工程の線引段階で水素含有雰囲気に置いて、
ファイバガラスの格子欠陥原子を予め水素と反応させて
おき、光ファイバ製造後の水素との反応による損失増加
を低くするという技術が開示されている。なお、この公
報技術の記載によれば、波長１．３８μｍと波長１．５
３μｍでの水素による損失増加について開示されてい
る。
イバを製造工程の線引段階で水素含有雰囲気に置いて、
ファイバガラスの格子欠陥原子を予め水素と反応させて
おき、光ファイバ製造後の水素との反応による損失増加
を低くするという技術が開示されている。なお、この公
報技術の記載によれば、波長１．３８μｍと波長１．５
３μｍでの水素による損失増加について開示されてい
る。
【００１１】前記公報技術の光ファイバの製造方法は、
光ファイバを製造工程の線引段階で水素含有雰囲気にさ
らす方法である。この方法は、高温の線引炉に不活性ガ
スに水素ガスを混合するか、または線引炉の下端に水素
を充満させたチャンバーを設け、溶融線引された直後の
被覆形成前の光ファイバを水素含有雰囲気中を通過させ
るようにしたものである。しかし、高温の炉に水素ガス
を流すことは爆発の危険を伴うものであり、安全上の点
に問題である。また、光ファイバの水素処理が高温下で
行なわれるため、室温のような低温域では進行しない反
応が熱エネルギーにより進行し、この反応生成物による
不可逆な過剰損失成分が増加するという問題がある。
光ファイバを製造工程の線引段階で水素含有雰囲気にさ
らす方法である。この方法は、高温の線引炉に不活性ガ
スに水素ガスを混合するか、または線引炉の下端に水素
を充満させたチャンバーを設け、溶融線引された直後の
被覆形成前の光ファイバを水素含有雰囲気中を通過させ
るようにしたものである。しかし、高温の炉に水素ガス
を流すことは爆発の危険を伴うものであり、安全上の点
に問題である。また、光ファイバの水素処理が高温下で
行なわれるため、室温のような低温域では進行しない反
応が熱エネルギーにより進行し、この反応生成物による
不可逆な過剰損失成分が増加するという問題がある。
【００１２】また、特開平７−２７７７７０号公報、特
許２５４２３５６号公報で、光ファイバを線引した後
で、使用に供せられる前に、水素含有雰囲気中にさらし
て熱処理し、ファイバガラスの格子欠陥原子を予め水素
と反応させておき、使用後の損失増加を抑える技術が開
示されている。しかし、これらの開示技術では、水素処
理における水素濃度が具体的に示されていない。また、
水素処理温度も室温より高い温度（具体的には５０℃以
上）とあるだけで、最適の処理条件についての開示はさ
れていない。
許２５４２３５６号公報で、光ファイバを線引した後
で、使用に供せられる前に、水素含有雰囲気中にさらし
て熱処理し、ファイバガラスの格子欠陥原子を予め水素
と反応させておき、使用後の損失増加を抑える技術が開
示されている。しかし、これらの開示技術では、水素処
理における水素濃度が具体的に示されていない。また、
水素処理温度も室温より高い温度（具体的には５０℃以
上）とあるだけで、最適の処理条件についての開示はさ
れていない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、広帯域での使用において
も、水素による損失増加が少なく、最適の水素処理で効
率よく、安全に製造することができる光ファイバの製造
方法を提供することを課題とする。
情に鑑みてなされたもので、広帯域での使用において
も、水素による損失増加が少なく、最適の水素処理で効
率よく、安全に製造することができる光ファイバの製造
方法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、赤外帯域の波
長を使用波長帯とする光ファイバの製造方法であって、
光ファイバを線引しボビンに巻取った後で、使用に供さ
れる前に、濃度が０．０５体積％以上、４．０体積％以
下の水素含有雰囲気にさらすことを特徴とする。また、
水素処理温度を５０℃未満、好ましくは３０℃以下とす
る。
長を使用波長帯とする光ファイバの製造方法であって、
光ファイバを線引しボビンに巻取った後で、使用に供さ
れる前に、濃度が０．０５体積％以上、４．０体積％以
下の水素含有雰囲気にさらすことを特徴とする。また、
水素処理温度を５０℃未満、好ましくは３０℃以下とす
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、ファイバガラス内に拡
散した水素分子とファイバガラス内の格子欠陥の反応に
よる反応生成物に起因する損失増加を抑制することを前
提とする。従来技術の項で述べたように、この形態の損
失増加は、不可逆的な１．３８μｍ、１．４１μｍと
１．４３μｍの吸収ピークと、線引後初めて光ファイバ
ガラス内に水素分子が拡散したときに生じ、その後減衰
していく過度的な１．５２μｍの吸収ピークによるもの
である。使用帯域の広い光ファイバでは、この損失増加
を抑制することが必須となる。
散した水素分子とファイバガラス内の格子欠陥の反応に
よる反応生成物に起因する損失増加を抑制することを前
提とする。従来技術の項で述べたように、この形態の損
失増加は、不可逆的な１．３８μｍ、１．４１μｍと
１．４３μｍの吸収ピークと、線引後初めて光ファイバ
ガラス内に水素分子が拡散したときに生じ、その後減衰
していく過度的な１．５２μｍの吸収ピークによるもの
である。使用帯域の広い光ファイバでは、この損失増加
を抑制することが必須となる。
【００１６】本発明は、損失増加が光ファイバの格子欠
陥に起因することから、光ファイバの布設前（使用前）
に光ファイバの格子欠陥を、予め無くすか少なくしてお
くという考えに基づいている。格子欠陥を無くすには、
予め光ファイバを水素含有雰囲気において、水素分子を
光ファイバ内に拡散させ、格子欠陥原子と積極的に反応
させ不活性化しておく。
陥に起因することから、光ファイバの布設前（使用前）
に光ファイバの格子欠陥を、予め無くすか少なくしてお
くという考えに基づいている。格子欠陥を無くすには、
予め光ファイバを水素含有雰囲気において、水素分子を
光ファイバ内に拡散させ、格子欠陥原子と積極的に反応
させ不活性化しておく。
【００１７】これは、光ファイバを水素含有雰囲気にさ
らしてはいけないということと反するものであるが、こ
うすることにより、光ファイバの布設後に水素が光ファ
イバに侵入してきて伝送損失が増加するのを抑えること
ができる。特に、コア径を小さくするのにゲルマニウム
を高濃度添加した光ファイバは、格子欠陥が生じやすい
ことから、このような水素処理は有効である。光ファイ
バの格子欠陥は、線引により最終的に決定されるので線
引以後に実施する。この点については、従来技術の説明
で示した特開平４−２６０６３４号公報にも開示されて
いる。
らしてはいけないということと反するものであるが、こ
うすることにより、光ファイバの布設後に水素が光ファ
イバに侵入してきて伝送損失が増加するのを抑えること
ができる。特に、コア径を小さくするのにゲルマニウム
を高濃度添加した光ファイバは、格子欠陥が生じやすい
ことから、このような水素処理は有効である。光ファイ
バの格子欠陥は、線引により最終的に決定されるので線
引以後に実施する。この点については、従来技術の説明
で示した特開平４−２６０６３４号公報にも開示されて
いる。
【００１８】次に、本発明の実施の形態について説明す
る。本発明では、光ファイバを線引し樹脂被覆した後、
これをファイバボビンに巻取り、この後に光ファイバを
ボビンごと所定の濃度の水素含有雰囲気に置く。図１
は、水素処理槽の概略を示す図で、１は線引後の光ファ
イバ、２はボビン、３は水素処理槽、４は加熱ヒータ、
５はガス供給口、６はガス排気口を示す。水素処理槽３
は、加熱ヒータ４とガス供給口５およびガス排気口６を
備えた単純構造の密閉槽で形成することができる。
る。本発明では、光ファイバを線引し樹脂被覆した後、
これをファイバボビンに巻取り、この後に光ファイバを
ボビンごと所定の濃度の水素含有雰囲気に置く。図１
は、水素処理槽の概略を示す図で、１は線引後の光ファ
イバ、２はボビン、３は水素処理槽、４は加熱ヒータ、
５はガス供給口、６はガス排気口を示す。水素処理槽３
は、加熱ヒータ４とガス供給口５およびガス排気口６を
備えた単純構造の密閉槽で形成することができる。
【００１９】水素処理条件の水素濃度、温度、時間等
は、波長１．２４μｍでの水素分子（Ｈ2 ）の吸収損失
で決定するとよい。光ファイバ内の格子欠陥の量は、ｐ
ｐｍまたはそれ以下のオーダーと推測されている。光フ
ァイバは、１気圧、水素濃度１００体積％での水素含有
雰囲気下で、波長１．２４μｍにおいて約１０ｄＢ／ｋ
ｍ（飽和値）の吸収損失を示す。水素濃度と吸収損失の
増加は正の相関があるので、波長１．２４μｍで、例え
ば、水素濃度０．０５体積％の水素含有雰囲気で、水素
を光ファイバのコア部に拡散すれば、０．００５ｄＢ／
ｋｍの吸収損失の増加となる。吸収損失のピーク量をこ
れ以下に抑制する必要はないので、前記の０．００５ｄ
Ｂ／ｋｍの吸収損失以上となるように水素処理条件を設
定すればよい。水素濃度はあまり小さいと、コア部まで
拡散、到達するのに長時間かかってしまうので、０．０
５体積％以上とするのが好ましい。
は、波長１．２４μｍでの水素分子（Ｈ2 ）の吸収損失
で決定するとよい。光ファイバ内の格子欠陥の量は、ｐ
ｐｍまたはそれ以下のオーダーと推測されている。光フ
ァイバは、１気圧、水素濃度１００体積％での水素含有
雰囲気下で、波長１．２４μｍにおいて約１０ｄＢ／ｋ
ｍ（飽和値）の吸収損失を示す。水素濃度と吸収損失の
増加は正の相関があるので、波長１．２４μｍで、例え
ば、水素濃度０．０５体積％の水素含有雰囲気で、水素
を光ファイバのコア部に拡散すれば、０．００５ｄＢ／
ｋｍの吸収損失の増加となる。吸収損失のピーク量をこ
れ以下に抑制する必要はないので、前記の０．００５ｄ
Ｂ／ｋｍの吸収損失以上となるように水素処理条件を設
定すればよい。水素濃度はあまり小さいと、コア部まで
拡散、到達するのに長時間かかってしまうので、０．０
５体積％以上とするのが好ましい。
【００２０】水素処理のための水素ガス（Ｈ2 ）は、窒
素ガスまたは希ガスに混合し濃度を下げて供給口５から
水素処理槽３内に導入される。水素濃度は、４．０体積
％以下とするのが好ましい。水素濃度を４．０体積％よ
りも大きくしても、処理時間はあまり短くはならず、爆
発の危険がある。水素濃度が４．０体積％以下であれ
ば、例え、ガスが充満した状態の水素処理槽３を大気中
に開放したとしても、爆発の危険性はない。
素ガスまたは希ガスに混合し濃度を下げて供給口５から
水素処理槽３内に導入される。水素濃度は、４．０体積
％以下とするのが好ましい。水素濃度を４．０体積％よ
りも大きくしても、処理時間はあまり短くはならず、爆
発の危険がある。水素濃度が４．０体積％以下であれ
ば、例え、ガスが充満した状態の水素処理槽３を大気中
に開放したとしても、爆発の危険性はない。
【００２１】水素処理温度は、室温（２０℃）でもよい
が、光ファイバガラス内への水素の拡散を促進するため
に加熱ヒータ４で加熱してもよい。但し、処理槽内の温
度は５０℃未満で行なう。処理温度が５０℃を超える
と、使用波長帯域の全域に不可逆的な過剰損失の増加が
徐々に顕著になってくる。これは、例えば、「Ｇｅ-Ｏ-
Ｘ ＋ Ｈ2 → ＧｅＨ ＋ Ｘ-ＯＨ （Ｘ＝Ｓｉ，Ｇ
ｅ）」等の反応が進行するためと考えられるが、反応の
メカニズムは完全には明らかになっていない。
が、光ファイバガラス内への水素の拡散を促進するため
に加熱ヒータ４で加熱してもよい。但し、処理槽内の温
度は５０℃未満で行なう。処理温度が５０℃を超える
と、使用波長帯域の全域に不可逆的な過剰損失の増加が
徐々に顕著になってくる。これは、例えば、「Ｇｅ-Ｏ-
Ｘ ＋ Ｈ2 → ＧｅＨ ＋ Ｘ-ＯＨ （Ｘ＝Ｓｉ，Ｇ
ｅ）」等の反応が進行するためと考えられるが、反応の
メカニズムは完全には明らかになっていない。
【００２２】水素処理温度は、さらに、好ましくは３０
℃以下とするのがよい。２０℃〜３０℃では、損失増加
の実質的な差はなく、３０℃を越えると長波長側で過剰
損失の傾向が現れてくる。また、３０℃以下の室温に近
い状態で実施すれば、過剰損失は生じず、また、加熱装
置を不要とすることが可能となり、設備的にも有利とな
る。
℃以下とするのがよい。２０℃〜３０℃では、損失増加
の実質的な差はなく、３０℃を越えると長波長側で過剰
損失の傾向が現れてくる。また、３０℃以下の室温に近
い状態で実施すれば、過剰損失は生じず、また、加熱装
置を不要とすることが可能となり、設備的にも有利とな
る。
【００２３】また、波長分散制御を目的とした、図２に
示すようなクラッド部と中央コア部との間に、ディプレ
スト部を有するプロファイルの分散補償光ファイバがあ
る。この光ファイバでは、クラッド部と中央コア部との
比屈折率差Δｎが１％以上となるように、中央コア部に
は高濃度のＧｅが添加される場合がある。このように、
中央コア部に高濃度のＧｅが添加されている場合は、損
失増加の原因となる格子欠陥が生じやすいことから、上
述のような水素処理を行なうことにより、伝送損失の安
定化に対して有利となる。
示すようなクラッド部と中央コア部との間に、ディプレ
スト部を有するプロファイルの分散補償光ファイバがあ
る。この光ファイバでは、クラッド部と中央コア部との
比屈折率差Δｎが１％以上となるように、中央コア部に
は高濃度のＧｅが添加される場合がある。このように、
中央コア部に高濃度のＧｅが添加されている場合は、損
失増加の原因となる格子欠陥が生じやすいことから、上
述のような水素処理を行なうことにより、伝送損失の安
定化に対して有利となる。
【００２４】本発明の具体例として、図２に示すプロフ
ァイルを有する分散補償光ファイバを用いて、本発明の
水素処理を行なった光ファイバと、水素処理を行なわな
い光ファイバの耐水素特性についての比較試験を行なっ
た。水素処理を行なった光ファイバは、室温（２０℃）
で、水素濃度１．０体積％（窒素９９体積％）の水素含
有雰囲気に３日間（７２時間）、大気圧（１ａｔｍ）に
さらしたものである。なお、水素濃度１．０体積％で
は、２日（４８時間）以上が必要とされる。また、前記
濃度を３％としても大差はなかった。
ァイルを有する分散補償光ファイバを用いて、本発明の
水素処理を行なった光ファイバと、水素処理を行なわな
い光ファイバの耐水素特性についての比較試験を行なっ
た。水素処理を行なった光ファイバは、室温（２０℃）
で、水素濃度１．０体積％（窒素９９体積％）の水素含
有雰囲気に３日間（７２時間）、大気圧（１ａｔｍ）に
さらしたものである。なお、水素濃度１．０体積％で
は、２日（４８時間）以上が必要とされる。また、前記
濃度を３％としても大差はなかった。
【００２５】比較試験は、水素処理を行なわない光ファ
イバと、水素処理を行なった光ファイバとを、水素処理
終了から３週間（２１日）後に、室温で水素濃度１．０
体積％の水素含有雰囲気下に４８時間さらした後と前と
で、損失増加（差分値）がどの程度あるかを比較して行
なった。図３は、水素処理を行なわない光ファイバの比
較試験での損失変化（差分値）を示し、図４は水素処理
を行なった光ファイバの比較試験での損失変化（差分
値）を示す図である。
イバと、水素処理を行なった光ファイバとを、水素処理
終了から３週間（２１日）後に、室温で水素濃度１．０
体積％の水素含有雰囲気下に４８時間さらした後と前と
で、損失増加（差分値）がどの程度あるかを比較して行
なった。図３は、水素処理を行なわない光ファイバの比
較試験での損失変化（差分値）を示し、図４は水素処理
を行なった光ファイバの比較試験での損失変化（差分
値）を示す図である。
【００２６】図３によれば、１．３８μｍ、と１．５２
μｍ付近に損失増加のピークが見られ、その他全帯域で
０．０３〜０．０５ｄＢ／ｋｍ程度の損失増加が生じて
いる。１．３８μｍ付近のピークは、欠陥の一種である
非架橋酸素ホールセンター（−ＳｉＯ・）とＨ2 の反応
「２ＳｉＯ・ ＋ Ｈ2 → ２Ｓｉ−ＯＨ」によって生
成される「Ｓｉ−ＯＨ」によるものである。また、１．
５２μｍピークは過度的なピークであることは判明して
いるが、そのメカニズムについては明確になっていな
い。その他全帯域にまたがる損失増加の原因も明確にな
ってはいないが、１．５２μｍピークが発生する場合
に、このような広波長帯域での損失増加が確認される場
合が多く、１．５２μｍピークと連動する損失増加と考
えられる。
μｍ付近に損失増加のピークが見られ、その他全帯域で
０．０３〜０．０５ｄＢ／ｋｍ程度の損失増加が生じて
いる。１．３８μｍ付近のピークは、欠陥の一種である
非架橋酸素ホールセンター（−ＳｉＯ・）とＨ2 の反応
「２ＳｉＯ・ ＋ Ｈ2 → ２Ｓｉ−ＯＨ」によって生
成される「Ｓｉ−ＯＨ」によるものである。また、１．
５２μｍピークは過度的なピークであることは判明して
いるが、そのメカニズムについては明確になっていな
い。その他全帯域にまたがる損失増加の原因も明確にな
ってはいないが、１．５２μｍピークが発生する場合
に、このような広波長帯域での損失増加が確認される場
合が多く、１．５２μｍピークと連動する損失増加と考
えられる。
【００２７】これに対し、図４では図３で現れていたピ
ークは全くなく、また、全帯域にまたがる損失増加も
０．０２ｄＢ／ｋｍ以下となっている。ただ、比較試験
時の水素含有雰囲気下にさらす前と後の差分値を示して
いるので、絶対損失値が低いというわけではない。しか
し、図４の水素処理をした光ファイバは、光ケーブル化
され、布設された後に水素含有雰囲気下に置かれても、
水素による損失増加は抑制することができる。したがっ
て、損失増加が未確定な図３の水素処理をしない光ファ
イバに比べ、伝送路の伝送損失も安定しているので特定
しやすく、光伝送特性に合わせた回路設計が行ないやす
くなる。
ークは全くなく、また、全帯域にまたがる損失増加も
０．０２ｄＢ／ｋｍ以下となっている。ただ、比較試験
時の水素含有雰囲気下にさらす前と後の差分値を示して
いるので、絶対損失値が低いというわけではない。しか
し、図４の水素処理をした光ファイバは、光ケーブル化
され、布設された後に水素含有雰囲気下に置かれても、
水素による損失増加は抑制することができる。したがっ
て、損失増加が未確定な図３の水素処理をしない光ファ
イバに比べ、伝送路の伝送損失も安定しているので特定
しやすく、光伝送特性に合わせた回路設計が行ないやす
くなる。
【００２８】図５は、図４の水素処理を行なった光ファ
イバの比較試験で、さらに、過剰損失の発生状況を調べ
た試験結果を示す図である。試験には、図２に示すプロ
ファイルを有する分散補償光ファイバを用い、水素処理
した。この試験での水素処理は、水素濃度１．０体積％
の水素含有雰囲気に４日間（９６時間）、大気圧（１ａ
ｔｍ）にさらすことを共通とし、水素処理温度を２０
℃，３０℃，５０℃で異ならせて行なった。また、試験
に用いた光ファイバは、１本の光ファイバを３分割して
試験試料による相違がないようにした。さらに、水素処
理温度によって水素分子溶解量に差があることから、い
ずれも水素処理後３週間（２１日）、大気中に放置して
光ファイバガラス内の水素を除去してから損失変化を測
定した。図５には、水素処理温度が２０℃のときの損失
と３０℃のときの損失との損失差分を（Ａ）で示し、水
素処理温度が２０℃のときの損失と５０℃のときの損失
との損失差分を（Ｂ）で示してある。
イバの比較試験で、さらに、過剰損失の発生状況を調べ
た試験結果を示す図である。試験には、図２に示すプロ
ファイルを有する分散補償光ファイバを用い、水素処理
した。この試験での水素処理は、水素濃度１．０体積％
の水素含有雰囲気に４日間（９６時間）、大気圧（１ａ
ｔｍ）にさらすことを共通とし、水素処理温度を２０
℃，３０℃，５０℃で異ならせて行なった。また、試験
に用いた光ファイバは、１本の光ファイバを３分割して
試験試料による相違がないようにした。さらに、水素処
理温度によって水素分子溶解量に差があることから、い
ずれも水素処理後３週間（２１日）、大気中に放置して
光ファイバガラス内の水素を除去してから損失変化を測
定した。図５には、水素処理温度が２０℃のときの損失
と３０℃のときの損失との損失差分を（Ａ）で示し、水
素処理温度が２０℃のときの損失と５０℃のときの損失
との損失差分を（Ｂ）で示してある。
【００２９】この結果、水素処理温度が２０℃の場合と
３０℃の場合の損失差分（Ａ）では、１．２〜１．８μ
ｍの全帯域で、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下で、実質的には
差がなかった。水素処理温度が２０℃の場合と５０℃の
場合の損失差分（Ｂ）は、１．４５μｍ以下の帯域で
は、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下で実質的な差はないが、
１．４５μｍの波長を越える長波長側になるにつれて増
加している。これが水素処理温度を高くした場合に生じ
る過剰損失と考えられる。したがって、１．４５μｍ以
上を含む広帯域で使用する場合は、３０℃以下の温度で
水素処理を行なうのが好ましい。
３０℃の場合の損失差分（Ａ）では、１．２〜１．８μ
ｍの全帯域で、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下で、実質的には
差がなかった。水素処理温度が２０℃の場合と５０℃の
場合の損失差分（Ｂ）は、１．４５μｍ以下の帯域で
は、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下で実質的な差はないが、
１．４５μｍの波長を越える長波長側になるにつれて増
加している。これが水素処理温度を高くした場合に生じ
る過剰損失と考えられる。したがって、１．４５μｍ以
上を含む広帯域で使用する場合は、３０℃以下の温度で
水素処理を行なうのが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の水素処理によれば、光ファイバを線引した後、これを
ボビンに巻取り、この後に光ファイバを水素含有雰囲気
にさらすのに、低い水素濃度で、低温で処理している。
これにより、光ファイバに過剰損失を生じさせず、爆発
の危険もなく安全に製造することができる。また、水素
処理のための取扱いや作業性もよく、実施のための設備
も比較的簡単で安価なものとすることができる。
の水素処理によれば、光ファイバを線引した後、これを
ボビンに巻取り、この後に光ファイバを水素含有雰囲気
にさらすのに、低い水素濃度で、低温で処理している。
これにより、光ファイバに過剰損失を生じさせず、爆発
の危険もなく安全に製造することができる。また、水素
処理のための取扱いや作業性もよく、実施のための設備
も比較的簡単で安価なものとすることができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明の比較試験に用いる光ファイバの種類を
示した図である。
示した図である。
【図３】水素処理をしない光ファイバの比較試験での損
失変化を示す図である。
失変化を示す図である。
【図４】水素処理をした光ファイバの比較試験での損失
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図５】水素処理による過剰損失の発生状況を調べた試
験結果を示す図である。
験結果を示す図である。
１…線引後の光ファイバ、２…ボビン、３…水素処理
槽、４…加熱ヒータ、５…ガス供給口、６…ガス排気
口。
槽、４…加熱ヒータ、５…ガス供給口、６…ガス排気
口。
Claims (5)
- 【請求項１】 赤外帯域の波長を使用波長帯とする光フ
ァイバの製造方法であって、光ファイバを線引しボビン
に巻取った後で、使用に供される前に、濃度が０．０５
体積％以上、４．０体積％以下の水素含有雰囲気にさら
すことを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 【請求項２】 前記水素含有雰囲気の温度が５０℃未満
であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの
製造方法。 - 【請求項３】 前記水素含有雰囲気の温度が３０℃以下
であることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの
製造方法。 - 【請求項４】 前記水素含有雰囲気にさらす前と後で、
１．２４μｍの波長における伝送損失の変化を、０．０
０５ｄＢ／ｋｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。 - 【請求項５】 前記光ファイバがクラッド部に対する中
心コア部の比屈折率差Δｎが１％以上になるようにコア
部にゲルマニウムを高濃度添加されたものであることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファ
イバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001369050A JP4062404B2 (ja) | 2000-12-05 | 2001-12-03 | 光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369680 | 2000-12-05 | ||
| JP2000-369680 | 2000-12-05 | ||
| JP2001369050A JP4062404B2 (ja) | 2000-12-05 | 2001-12-03 | 光ファイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002234749A true JP2002234749A (ja) | 2002-08-23 |
| JP4062404B2 JP4062404B2 (ja) | 2008-03-19 |
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ID=26605245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001369050A Expired - Fee Related JP4062404B2 (ja) | 2000-12-05 | 2001-12-03 | 光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4062404B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003051A1 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 光ファイバ処理装置及び処理方法 |
| WO2005040872A1 (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバ |
| JP2007114335A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Fujikura Ltd | 光増幅用光ファイバの出力低下抑制方法、光増幅用光ファイバ、光ファイバ増幅器及び光ファイバレーザ |
| US7596292B2 (en) | 2004-12-02 | 2009-09-29 | Fujikura Ltd. | Treatment method for optical fiber |
-
2001
- 2001-12-03 JP JP2001369050A patent/JP4062404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003051A1 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 光ファイバ処理装置及び処理方法 |
| WO2005040872A1 (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | 光ファイバ処理装置、処理方法及び光ファイバ |
| US7596292B2 (en) | 2004-12-02 | 2009-09-29 | Fujikura Ltd. | Treatment method for optical fiber |
| JP2007114335A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Fujikura Ltd | 光増幅用光ファイバの出力低下抑制方法、光増幅用光ファイバ、光ファイバ増幅器及び光ファイバレーザ |
| JP4732120B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-07-27 | 株式会社フジクラ | 光増幅用光ファイバの製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4062404B2 (ja) | 2008-03-19 |
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