JP2002310849A - 光ファイバ紡糸ノズル及びそれを用いた光ファイバの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバを連続的に製造する際に光ファイ
バの光学的検査を行うにあたって、光ファイバ中に検査
光を効率よく入射させ、精度の高い検査を行うことが可
能な光ファイバ紡糸ノズルを提供する。 【解決手段】 光ファイバ紡糸ノズルの光ファイバ紡出
孔の延長上の芯材流路に光学窓をその光出射面が露出す
るように設け、この光学窓の芯材流路外側の光入射面に
光伝送体を介さずにレーザー光が照射され、このレーザ
ー光が前記光学窓を介してその光出射面から光ファイバ
紡出孔内の芯材へ入射されるようにレーザー光光源を光
ファイバ紡糸ノズルと接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを連続
的に製造する際に光ファイバの検査のための検査光を効
率よく光ファイバに入射可能な紡糸ノズル、及びその紡
糸ノズルを用いた光ファイバの検査方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバを溶融紡糸法で連続的
に製造する際、光ファイバを切断せずに光ファイバの光
伝送機能の検査を行う方法が提案されている。一般的に
光ファイバ側面からの漏出光量は、その内部を伝播して
いる光量とほぼ比例関係にある。よって、光ファイバに
検査光を入射し、検査光入射部から離れた位置に一定間
隔をおいて設置された２つの検出器でそれぞれ光ファイ
バ側面から漏出する光量を検出し、これらの検出値から
一定距離を伝播した光の減衰量を算出することによって
光伝送機能の検査を行うことができる。

【０００３】特開昭５９−９００２７号公報には、上記
のような検査を行うに際して光ファイバに検査光を入射
させる方法として、光ファイバの側面部から光をあてる
方法が開示されており、この方法においては、光ファイ
バ側面部からの光のうち、光ファイバに内在する異物、
気泡等の散乱性因子により光ファイバ内を伝播可能な角
度に変化した光が光ファイバ内を伝播して検査光として
利用される。

【０００４】しかしながら、この方法は、光ファイバ側
面から検査光を照射するため、照射された光の一部は鞘
部で反射、吸収され芯部に到達し難い。さらに、光ファ
イバ内を伝播する光は、鞘部で反射、吸収されずに芯部
に到達した光のうち光ファイバ内部での散乱により伝播
が可能な角度に変化する成分のみであり、光ファイバ側
面に照射された光と比べて非常に微弱な光である。その
ため、この方法を用いて光ファイバに光を入射させよう
とすると、光ファイバへの検査光の入射効率が非常に低
く、光ファイバを伝播する検査光が弱いため、光ファイ
バ側面から漏出する光量も微弱なものとなってしまう。
よって、このような入光方法を用いて精度の高い伝送損
失測定を行うためには、光検出器間の距離を長く取り、
光ファイバ内を伝播している光を大きく減衰させて各光
検出器で検出される漏光量差を拡大させ、かつ検出器で
検出された微弱な漏光量変化を高精度で電気的に増幅す
る必要があり、結果、広いスペースと高精度な信号増幅
装置を必要とする。さらに、外乱光の光ファイバへの進
入により、光ファイバ側面からの漏出光量が変動しやす
いという問題があった。

【０００５】このような問題を解決する手段として、特
開２０００−１５５２２３号公報には、屈折率が異なる
複数の材料を押し出して複合紡糸する光ファイバ用の紡
糸口金であって、光ファイバ紡出孔に光を出射し芯材中
に直接光を導入する光出射部を備え、光出射部の光出射
端が光ファイバ紡出孔の流路壁面上に形成されている紡
糸口金が提案され、この紡糸口金を用いて光ファイバに
検査光を入射することにより、光ファイバ中に光を効率
的に入射させることができ、また検査光を導入しながら
光ファイバを紡出することにより、生産性を低下させず
にインラインで光ファイバの検査を行うことができるこ
とが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開２０００−
１５５２２３号公報に記載の方法においては、検査光
を、紡糸口金（紡糸ノズル）とは離れて設置された光源
から光ファイバを束ねたライトガイドを介して紡糸口金
内に導き、紡糸口金内を流れる芯材中に入射している。

【０００７】しかしながら、上記のように紡糸ノズルと
は別個に設置された光源から、光ファイバを用いた光伝
送体（以下、単に「光伝送体」という）を介して紡糸ノ
ズル内を流れる芯材中に検査光を入射する方法において
は、光源から出射された検査光を、紡糸ノズルに至るま
で、さらには紡糸ノズルから紡出された光ファイバ内を
効率良く伝播させることが困難であった。

【０００８】また、光源からは色々な角度の光が光伝送
体に入射されており、光伝送体を構成する光ファイバ
は、その内部での光の全反射を利用し光伝播を行ってい
る。そのため、光ファイバの材料固有の吸収や内部の微
小異物、全反射が起こる芯と鞘の界面（芯鞘界面）の不
整等による光散乱等に起因して光伝送ロスが生じる。

【０００９】さらに、光ファイバ内で芯側から芯鞘界面
へ入射する光は、入射角θ（芯鞘界面法線に対する角
度）が小さくなっていくと、ある入射角θで全反射から
透過屈折するようになる。このときの入射角θを臨界角
αと呼び、この臨界角αは、光ファイバを構成している
芯材の屈折率ｎ1と鞘材の屈折率ｎ2から下式（１）で算
出される。

【００１０】Ｓｉｎα＝ｎ2／ｎ1 （１） したがって、光源から光伝送体に入射された光のうち、
この臨界角αより小さな入射角θで芯鞘界面に入射する
光は光伝送体内部を伝播することができない。さらに、
光伝送体への入射初期は臨界角αより大きな入射角θで
伝播されていても、光が光伝送体内を伝播するうちに、
光伝送体の屈曲等により入射角θが臨界角αより小さく
なり伝播できなくなるものもある。

【００１１】また、光ファイバ中心軸に対して小さな角
度で入射された光は、伝播過程において入射角θが臨界
角αより大きい範囲で様々な角度に変化するため、ノズ
ル内を流れる芯材中には、光伝送体の臨界角αより大き
い様々な入射角θを持つ光が入射される。その際、光伝
送体の臨界角αが、検査対象の光ファイバ（検査用光フ
ァイバ）の臨界角より大きい場合には、その検査用光フ
ァイバは光伝送体から出射された検査光をすべて取り込
むことが可能であるが、光伝送体の臨界角αがその検査
用光ファイバの臨界角より小さな場合は、入射された光
のうち検査用光ファイバの臨界角より小さな角度を持つ
光は検査用光ファイバ外部に漏出することになり入射ロ
スが生じる。

【００１２】また、溶融状態の光ファイバは、紡糸ノズ
ルから吐出された後、冷却固化され外径が一定値になる
までの冷却過程において、紡糸ノズルへの原料供給量と
引取速度に応じてある太さまで細化しており、その細化
している部分の芯鞘界面は紡糸ノズル吐出孔から下流へ
向かって光ファイバ中心軸に対し漏斗形状に変化してい
る。このような光ファイバ中心軸に対し芯鞘界面が漏斗
状に変化している部分、すなわち光ファイバの直径が細
くなるように変化している部分では、光が光ファイバの
直径が太い部分から細い部分に向かって反射伝播する
際、光ファイバ中心軸に対し芯鞘界面が平行な場合に比
べて芯鞘界面法線に対する入射角θが小さくなるため、
光ファイバの臨界角αより大きな角度で入射された検査
光であっても、その細化している部分では入射角θが臨
界角αより小さくなる光は光ファイバから漏出してしま
う。

【００１３】以上のように、紡糸ノズルとは別個に設置
された光源から、光伝送体を介して紡糸ノズル内を流れ
る芯材中に検査光を入射する方法においては、光源から
出射された検査光を、紡出ノズルに至るまで、さらには
紡糸ノズルから紡出された光ファイバ内を効率良く伝播
させることが困難であった。

【００１４】そこで本発明の目的は、光ファイバを連続
的に製造する際に光ファイバの光学的検査を行うにあた
って、光ファイバ中に検査光を効率よく入射させ、精度
の高い検査を行うことが可能な光ファイバ紡糸ノズル及
び光ファイバの検査方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、検査光光
源から紡糸ノズル内を流れる芯材中に検査光を入射する
際、光源とノズル間に配置された光伝送体における損失
や、光伝送体における検査光の角度分布の増大による芯
材入光時のロス等を防ぐには、光源と紡糸ノズルとの間
に光伝送体を介在させず、光源から広がりの少ない強力
な検査光を紡糸ノズル内を流れる芯材中に入射すること
が最も効果的であることを見いだした。

【００１６】すなわち、本発明は、少なくとも光ファイ
バの芯材を紡出する光ファイバ紡出孔、光入射面及び光
出射面を有する光学窓、及び光源を備えた光ファイバ紡
糸ノズルであって、前記光ファイバ紡出孔の延長上の芯
材流路に前記光学窓の光出射面が露出するように配置さ
れ、前記光学窓の光入射面に光伝送体を介さずに光が照
射され、その光が前記光学窓を介して前記光学窓の光出
射面から光ファイバ紡出孔内の芯材へ入射されるように
光源が接続された光ファイバ紡糸ノズルに関する。

【００１７】また本発明は、上記の光ファイバ紡糸ノズ
ルを用いて、芯材に光を導入しながら光ファイバを紡出
し、その光ファイバの側面から漏出する光を、検出器を
用いて検出する光ファイバの検査方法に関する。

【００１８】また本発明は、上記の光ファイバ紡糸ノズ
ルを用いて、芯材に光を導入しながら光ファイバを紡出
し、フォトダイオードを備えた検出器を用いて、前記光
ファイバの側面から漏出する光を電流に変換し、その電
流値から光の漏出量を検出する光ファイバの検査方法に
関する。

【００１９】また本発明は、紡糸ノズルから紡出された
光ファイバを、所定距離離れて配置された複数の検出器
の検出位置を通過させて各検出器により光ファイバ側面
からの光の漏出量を検出し、検出器間での光の漏出量差
および検出位置間距離から入射光の波長における光ファ
イバの伝送損失を算出する上記の光ファイバの検査方法
に関する。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の紡糸ノズルについ
て詳細に説明する。

【００２１】図１に本発明の紡糸ノズルの一例を示す。
図１の紡糸ノズル１０は、左右対称構造をとることがで
き、芯−鞘構造を持つ光ファイバ１が紡糸される構造と
なっている。溶融された芯材は芯材流路１１を流れ、鞘
材流路１２から供給される溶融された鞘材が芯材の外周
に被覆されて光ファイバとして吐出される。

【００２２】芯材中へのレーザー光２の導入は、光ファ
イバ紡出孔の延長上の芯材流路にレーザー光出射面（下
端面）が露出するように配置された光学窓１５を介して
行われる。なお、本発明においてはレーザー光以外の光
を用いることも可能であるが、光ファイバ中に検査光を
効率よく入射させ、検査精度を高めるためには、レーザ
ー光を用いることが好ましい。光学窓１５は、レーザー
光を光ファイバ紡出孔内の芯材に効率的に導入するため
に、光ファイバ紡出孔の中心軸延長上に設けることが好
ましく、また、レーザー光出射面（下端面）が光ファイ
バ紡出孔の中心軸に対して垂直になるように配置するこ
とが好ましい。また、光学窓１５のレーザー光出射面
（下端面）を芯材流路壁面と同一平面上に設けることが
好ましい。光学窓１５の下端面を芯材流路壁面と同一平
面上に設けることにより、芯材の流量の低下や、流路内
での芯材の滞留劣化、光学窓の破損等を防止することが
できる。

【００２３】光学窓１５は、レーザー光の透過性に優れ
た透明な材料であって、光ファイバの賦形温度に耐え得
る耐熱性に優れた材料からなることが好ましい。このよ
うな材料としては、例えば、多成分ガラス、石英ガラ
ス、サファイア、ダイヤモンド等が挙げられる。

【００２４】光学窓１５は、レーザー光入射面（上端
面）とレーザー光出射面（下端面）が互いに平行な平面
である円筒形状であって、その下端面側へかけて径が小
さくなるようにテーパー形状を有している。このような
形状の光学窓１５は、その形状に相応した、光学窓取り
付けノズルプレート１６の光学窓挿入孔に挿入されてい
る。そして、この光学窓１５は、上端面側から、耐熱性
に優れ弾力のある円筒状のテフロン（登録商標）樹脂製
のスペーサー１４を介して光学窓押さえ１３でノズルプ
レート１６に押さえつけられている。この光学窓押さえ
１３は、その外周部に雄ねじ状の溝を持ち、光学窓押さ
えノズルプレート１７に設けられた、この雄ねじに対応
する雌ねじ状の溝を持つ開口部へねじ込まれている。ま
たこの光学窓押さえ１３は、金属等の力学的強度に優れ
た耐熱性材料から形成され、レーザー光が通過できるよ
うに中心軸に沿って貫通孔が設けられている。光学窓１
５とノズルプレート１６とのテーパー形状嵌合部、およ
びノズルプレート１７と光学窓押さえ１３とのねじ嵌合
部によって、芯材流路からの芯材の漏洩を防ぐことがで
きる。また、もし光学窓１５とノズルプレート１６との
テーパー形状嵌合部に芯材が浸入しても、光学窓１５と
テフロン樹脂製スペーサー１４との密着部によって、光
学窓１５のレーザー光入射面（上端面）が芯材により汚
染されにくい構造となっている。

【００２５】なお、光学窓の構造、及び芯材流路からの
芯材の漏洩の防止構造はこれに限定されるものではな
く、他の構成とすることも可能である。

【００２６】検査光として用いられるレーザー光は、光
ファイバ紡出孔の延長上にて紡糸ノズルに接続配置され
たレーザー光光源であるレーザー発振器１８から光伝送
体を介さず光学窓１５へ照射され、この光学窓１５を貫
通し芯材中に入射される。なお、本発明において光伝送
体とは、光ファイバのように、屈折率が異なる複数の材
料を組み合わせて、光を伝搬可能な構造としたものをい
う。レーザー発振器１８は、光ファイバ紡出孔の中心軸
延長上に配置することが好ましく、出射されるレーザー
光の光軸が光ファイバ紡出孔の中心軸と可能なかぎり一
致するように配置することがより好ましい。

【００２７】レーザー光は、平行直進性に優れるため、
レンズ等による収束が容易であり、レーザー光のスポッ
ト径を数十μｍ〜数百μｍと非常に小さく絞ることがで
きる。また、遠距離から光入射部へレーザー光を収光し
て入射することにより、スポット径および入射角（紡出
孔の中心軸に対する角度）の非常に小さな検査光を光フ
ァイバ内に入射できる。このようなレーザー光を検査光
として用いることにより、検査光の伝播ロスを著しく低
減することが可能となる。すなわち、検査光としてレー
ザー光を用いることにより、紡出後に光ファイバの直径
が細くなるように変化する部分であっても、光ファイバ
外へ漏出してしまう光を大幅に抑制することができる。
光学窓の光入射面におけるレーザー光のスポット径は１
ｍｍ以下とすることが好ましく、５００μｍ以下とする
ことがより好ましい。また、光軸調整を精度よく行え
ば、好ましくは光ファイバ紡出孔の出口より下流に、よ
り好ましくは光ファイバが冷却され細化が完了し直径が
一定となった部分より下流にレーザー光の焦点を設定す
ることも可能であり、その場合、光ファイバに導入され
た大部分のレーザー光を芯鞘界面で反射させずに光ファ
イバ内を伝播させることも可能であり、検査光の伝播ロ
スを大幅に低減することができる。

【００２８】検査光光源として用いるレーザー発振器と
しては、ガスレーザー等も用いることができるが、構造
が単純で出力安定性に優れ、安価で小型な半導体レーザ
ーが好ましく、安全上からは可視光域の発光波長帯の半
導体レーザーが特に好ましい。半導体レーザーは、近年
その製造技術が著しく進歩しており、現在でも６５０ｎ
ｍ、６６０ｎｍの発光波長の半導体レーザーは、従来の
ガスレーザーと同等の出力で大きさが１／１０程度のも
のが市販されている。また、現在、数百ｍＷ〜数Ｗとい
った大出力の半導体レーザーは、長波長域の赤外域のも
のが一般的であるが、可視光域の発光波長の高出力半導
体レーザーについても、ＰＭＭＡ系コアのプラスチック
光ファイバの損失窓である６５０ｎｍや５４０ｎｍの発
光波長帯の高出力半導体レーザーが、プラスチック光フ
ァイバの高速光通信への本格採用が進むに伴い開発が進
行している。光源としてレーザー光光源以外の光源を用
いる場合の光源としては公知のものが使用可能である。

【００２９】次に、図２を用いて、芯材中に導入するレ
ーザー光の光軸を光ファイバ紡出孔の中心軸と精度良く
一致させるのに効果的な構造および方法について説明す
る。

【００３０】レーザー発振器１８は、レーザーホルダ２
０に設置され、その出射光軸の位置および角度を微妙に
調整するための調整部材である調整ネジ２２により支持
されている。このレーザーホルダ２０には、レーザー発
振器１８から出射されたレーザー光を通過させるための
開口部が設けられ、この開口部にはパイプ２１がガタツ
キなくレーザー光の出射軸に沿って真っ直ぐに挿入され
ている。このパイプ２１は、出射されたレーザ光を保護
するとともに、発振器を備えたホルダ２０と紡糸ノズル
１０とを接続固定するために設けられる。このパイプ２
１としては、剛性が高く真直性および耐熱性に優れた材
料からなるものが好ましく、例えば金属製やセラミック
製のものを用いることができる。また、パイプ２１の内
径は、レーザー発振器から出射された直後のレーザービ
ーム径より大きいことが好ましい。パイプ２１の先端部
２３は、紡糸ノズルの光学窓押さえ１３の貫通孔に挿入
される。パイプ２１の先端部２３付近の外形および光学
窓押さえ１３の貫通孔の内径は、パイプ２１が貫通孔に
スムースに挿入可能で且つガタツキが生じないような寸
法に調整されている。また、パイプ２１の先端部２３側
の端面は、その加工面がパイプの中心軸と垂直となるよ
うに仕上げられていることが好ましい。

【００３１】上述のレーザーホルダ２０の調整ネジ２２
を用いて、レーザー発振器１８から出射されたレーザー
光の光軸をパイプ２１の中心軸と一致させ、またレーザ
ー光の集光点を調整した後、レーザーホルダ２０に設置
されたパイプ２１を紡糸ノズルの光学窓押さえ１３の貫
通孔に挿入し、パイプ２１の端面と光学窓１５とを接触
させる。その際、光学窓押さえ１３の貫通孔は、その中
心軸が光ファイバ紡出孔の中心軸とできるだけ一致する
ように形成しておく。これにより、容易かつ高精度に、
レーザー光の光軸を光ファイバ紡出孔中心軸に対して位
置合わせすることができる。このようにパイプ２１を介
してレーザー光光源と紡糸ノズルとを接続することによ
り、レーザー光を、光伝送体を介さずに直接光学窓１５
に照射することができる。

【００３２】レーザーホルダ２０の外周をジャケットで
覆い、ジャケット内部に冷却水等の冷媒を循環させるな
どしてレーザーホルダを冷却するような構造とすると、
紡糸ノズル直上に配置することによるヒーターからの熱
気やパイプ２１からの伝熱によるレーザー発振器の温度
上昇を防止することができ、安定したレーザー発振が可
能となるため、好ましい。

【００３３】なお、上記の説明では、屈折率が異なる２
種類の材料を同心円状に積層して複合紡糸して芯−鞘構
造を持つ光ファイバを紡糸するためのノズルについて説
明したが、本発明は他の構造の光ファイバ用の紡糸ノズ
ルに適用することも可能である。例えば、屈折率が異な
る３種類以上の材料を同心円状に積層して複合紡糸し、
屈折率が中心から外周に向かって連続的に低下する光フ
ァイバや段階的に低下する光ファイバを製造する場合に
用いられる紡糸ノズルに適用することができる。

【００３４】次に、本発明の紡糸ノズルを用いた光ファ
イバの伝送損失の連続測定方法について説明する。

【００３５】図３に、本発明の紡糸ノズルを用いて光フ
ァイバの検査を行うための設備の一例を示す。押出機３
０から溶融状態で押し出された屈折率が異なる複数の材
料はそれぞれギヤポンプ３１で計量されながら紡糸ノズ
ル１０に供給され、複合紡糸される。光ファイバの材料
としては熱可塑性の透明樹脂が好ましく用いられるが、
複合紡糸可能な材料であれば透明な無機材料なども使用
可能である。透明樹脂としては、芯材に好適なポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や、鞘材に好適なフッ化
ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体やフッ素
化（メタ）アクリレート−メタクリル酸エステル共重合
体など、公知の光ファイバ用重合体材料が使用できる。

【００３６】ホルダ２０に保持されたレーザー発振器１
８から出射された検査光は、紡糸ノズル１０の芯材流路
壁面に設けられた光学窓に直接照射され、この光学窓を
透過した検査光が芯材中に導入され光ファイバ中を伝搬
する。

【００３７】一方、紡糸ノズル１０から紡出された光フ
ァイバ１は、紡糸ニップロール３２により一定速度で引
き取られることにより紡糸ノズル下部でドラフト細化し
ながら冷却され、一定の直径になった後、延伸炉３３に
導入される。延伸炉３３に導入された光ファイバ１は熱
風や蒸気等の熱媒により加熱され、延伸ニップロール３
４で引き出され、その際、ニップロール３４の回転速度
をニップロール３２より速く設定することで光ファイバ
１が延伸される。延伸倍率は特に限定されないが、通常
１．５倍〜３．０倍程度である。加熱延伸された光ファ
イバ１は所定距離隔てて配置された二つの漏光検出器３
６、３７の検出位置を通過して巻き取り装置３５によっ
て巻き取られる。光ファイバ側面から漏出するレーザー
光を検出する際の検出位置は特に限定されないが、安定
した漏光の検出を行うためには、紡糸ノズルから紡出さ
れた光ファイバを加熱延伸処理した後に行うことが好ま
しい。

【００３８】光ファイバ側面からの漏れ光は、ニップロ
ール３４と巻き取り装置３５間に、一定の距離Ｌをおい
て設置された２つの第１漏光検出器３６と第２漏光検出
器３７により検出され、２つの漏光検出器により検出さ
れた光ファイバ側面からの漏出光量差と検出器間距離Ｌ
に基づき、伝送損失算出装置３８により伝送損失が算出
される。検出器間の距離Ｌは例えば数ｍから数十ｍに設
定することができる。

【００３９】図４に、本発明の紡糸ノズルを用いた光フ
ァイバの連続的な伝送損失測定に用いられる漏光検出器
の一例を示す。図４（ａ）は検出器の全体構成図であ
り、図４（ｂ）は検出器内の検出部４４の光ファイバ長
手方向に垂直な断面図である。

【００４０】漏出光検出器４０は、図４（ａ）示される
ように、外光の進入を防ぐための遮光カバー４１を有
し、この遮光カバー４１の入出口部にはそれぞれ回転フ
ァイバガイド４２が設けられている。この回転ファイバ
ガイド４２により、遮光カバー４１と光ファイバとの接
触を防ぐことができ、また漏出光検出部４４の内部の光
ファイバ通過位置を安定させることができる。また、遮
光カバー４１の光ファイバ出入口から進入した外光を効
率よく減衰させるために漏出光検出部４４の前後には、
光ファイバは通過可能な開口部が設けられた仕切り板４
３が設けられている。

【００４１】漏出光検出部４４の内部には、図４（ｂ）
に示されるように、光ファイバ側面からの漏出光を効率
良く受光し電流に変換出力するために、光ファイバを四
方から覆うようにフォトダイオード４５が配置されてい
る。この検出部４４において、各フォトダイオードは並
列に接続されており、その合成電流が漏出光量として出
力される構造を有している。このような構造により、漏
出光検出部内部での光ファイバ位置が変化しても検出さ
れる漏出光量の変動を抑えることができる。なお、漏出
光検出器はこれに限定されず、公知のものが使用可能で
ある。

【００４２】光ファイバ側面からの漏出光量は、光ファ
イバの直径変動や側面の傷（以下これらを適宜単に「欠
陥」という）によっても変化するため、その漏出光量の
変化を検出すれば光ファイバの欠陥の検査も同時に行う
ことができる。その場合、光ファイバは漏出光検出器内
を短時間で通過するため、光ファイバの欠陥に起因する
短時間の光量変化を検出することが可能な応答速度の速
い光センサを用いることが好ましい。

【００４３】本発明の検査方法において、レーザー光光
源を一定の周波数でパルス駆動を行い、パルス状のレー
ザー光を出射させ、このパルス状レーザー光を芯材に導
入してもよい。各検出器は駆動パルスに同期させて、光
ファイバに検査光が入射されている時の漏出光量と、光
ファイバに検査光が入射されていない時の漏出光量を検
出する。各検出器で検出された漏出光量について、光フ
ァイバへ検査光が入射されている時に検出された漏出光
量から、光ファイバへ検査光が入射されていない時に検
出された漏出光量（すなわち照明等の外乱光のみにより
生じている漏出光量）を引くことによって、光源から入
射した検査光のみにより生じている漏出光量を知ること
ができる。このような方法を採ることによって検査の精
度はより向上する。特に半導体レーザーは、そのような
パルス駆動発光において、光量の立ち上がりが極めて速
いため、非常に適した光源である。

【００４４】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて説明する。

【００４５】（実施例１）芯材としてＰＭＭＡ、鞘材と
してフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン（８０
／２０（mol％））共重合体を、それぞれ押出機で溶融
し、ギヤポンプで計量しながら図１に示す紡糸ノズルに
供給した。

【００４６】光学窓には石英製ロッドを用い、検査光光
源として波長６５５ｎｍ、素子出力２４ｍＷ、装置光出
力１８ｍＷの半導体レーザー（商品名：レーザーポイン
ター；ＭＬＸ−６５５−３０、キコー技研（株）製）を
用いた。

【００４７】半導体レーザーはジャケットで覆われた水
冷式のホルダ２０に設置し、ホルダに設置された半導体
レーザーは、レーザー発振器のレーザー光出射レンズ面
（有効直径５ｍｍ）が紡糸ノズル内の光学窓上端面から
約２００ｍｍの位置に配置されるようにパイプ２１を介
して紡糸ノズル１０と接続した（図２参照）。また、紡
糸ノズル内の光学窓上端面でレーザースポット径が０．
５ｍｍになるように焦点を調整した。

【００４８】図３に示すように、紡糸ノズル１０から光
ファイバ１を紡出し、加熱延伸処理を行ってその直径を
１．０６ｍｍから０．７５ｍｍとし、図４に示す構造を
持つ２つの漏光検出器３６、３７の検出位置を通過させ
た。二つの漏光検出器の検出位置間距離Ｌは１６ｍとし
た。

【００４９】溶融紡糸ノズルに近い第１漏光検出器３６
で検出された漏光出力は電圧で約１．４Ｖであった。ま
た、レーザー発振器の電源を切ったときの第１漏光検出
器で検出された漏光出力（すなわち光ファイバに進入し
た外光による漏光出力）は電圧で約０．０００６Ｖであ
った。

【００５０】この第１漏光検出器３６と第２漏光検出器
３７で光ファイバ側面からの漏光量変化を検出すること
によって光ファイバの伝送損失を連続的に測定した。連
続的に光ファイバの伝送損失測定値が上昇した際に、そ
の伝損測定値上昇が発生した部分の光ファイバを抜き取
り、２５ｍ−５ｍのカットバック法により伝送損失を測
定したところ約１５ｄＢ/kmの伝送損失変化が起こって
おり、本実施例の検査方法により約１５ｄＢ／ｋｍ程度
の伝送損失の増加を検出できることがわかる。

【００５１】また、約６０日間の連続運転においても、
第１漏光検出器３６で検出されている漏光量レベルの変
化は０．１％未満であり、安定した検査光入射および漏
出光検出が可能であった。

【００５２】（実施例２）紡糸ノズル内の光学窓上端面
から下流へ約６００ｍｍの位置（紡糸ノズルの紡出孔端
から下流へ約４００ｍｍの位置）でレーザースポット径
が約０．１mmになるように焦点を調整しレーザー光を入
射した以外は実施例１と同様にして光ファイバの検査を
行った。

【００５３】第１漏光検出器で検出された漏光出力は電
圧で約２．３Ｖであり、光ファイバ内に入射された検査
光が効率良く漏光検出部まで伝送されることを確認し
た。

【００５４】この状態で実施例１と同様にして光ファイ
バの伝送損失の測定を行ったところ、実施例１よりも外
光によるノイズの影響による伝送損失測定値の変動が小
さく、実施例１と同様に光ファイバの伝送損失測定値が
上昇した部分の光ファイバを抜き取り、カットバック法
で伝送損失を測定したところ約１０ｄＢ/kmの伝送損失
の増加が生じており、本実施例の方法により約１０ｄＢ
/km程度の伝送損失の増加を検出できることがわかる。

【００５５】（実施例３）半導体レーザー発振器に１０
０Ｈｚの周波数のパルス状電源供給を行い、パルス状レ
ーザー光を芯材に導入し、各検出器を駆動パルスに同期
させて、光ファイバに検査光が入射されている時の漏出
光量と、光ファイバに検査光が入射されていない時の漏
出光量を検出して、光源から入射した検査光のみにより
生じている漏出光量を測定した以外は実施例２と同様に
して光ファイバの検査を行った。

【００５６】その際、第１漏光検出器の数ｍ上流の位置
で光ファイバ側面に５０Ｗのハロゲンランプ光を、照度
を変化させて照射し、光ファイバが大きく変動する強い
外光にさらされた状態で検査を行ったが、実施例２と同
様に光ファイバの伝送損失を精度よく測定することがで
き、実施例１と同様に光ファイバの伝送損失測定値が上
昇した部分の光ファイバを抜き取り、従来のカットバッ
ク法で伝送損失を測定したところ約５ｄＢ/kmの伝送損
失の増加が生じており、本実施例の方法により約５ｄＢ
/km程度の伝送損失の増加を検出できることがわかる。

【００５７】（比較例１）検査光の光源として５００Ｗ
のハロゲンランプを用い、この光源からの光を集光し光
伝送体を介して紡糸ノズル中の芯材に導入した。光伝送
体としては、直径約１５０μｍの石英製光ファイバを数
十本集束してなる長さ約２０ｍの光ファイババンドルを
用い、その光ファイババンドルの他端を金属パイプに挿
入されたガラス製の光ファイバロッドに接続し、その光
ファイバロッドの光出射端部を図１に示す紡糸ノズルの
光学窓に接触させた。その他の構成および方法は、実施
例１と同様にして光ファイバの検査を行った。

【００５８】第１漏光検出器で検出された漏光出力は電
圧で約０．７Ｖであった。また、実施例１と同様にして
光ファイバの伝送損失を測定したが、実施例１に比べ
て、外光によるノイズの影響による伝送損失測定値の変
動が大きく、光ファイバに約３０ｄＢ／ｋｍ以上の伝送
損失変動が起こらないと伝送損失測定値の明確な変化を
確認することができなかった。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、光ファイバを連続的に製造しながら、光ファイ
バ中に検査光を効率よく入射可能であり、光ファイバの
生産性を低下させることなく、長期間にわたって精度よ
く連続的な検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ紡糸ノズルの一例の概略構
成図である。

【図２】本発明の光ファイバ紡糸ノズルにおける光源と
紡糸ノズルとの接続構造の一例を示す概略構成図であ
る。

【図３】本発明の光ファイバ検査方法の一例の説明図で
ある。

【図４】本発明の光ファイバ検査方法において用いられ
る漏出光検出器の一例の構成図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ レーザー光 １０ 紡糸ノズル １１ 芯材流路 １２ 鞘材流路 １３ 光学窓押さえ １４ スペーサー １５ 光学窓 １６ 光学窓取り付けノズルプレート １７ 光学窓押さえノズルプレート １８ レーザー発振器 ２０ レーザーホルダ ２１ パイプ ２２ 調整ネジ ２３ パイプ先端部 ３０ 押出機 ３１ ギヤポンプ ３２ 紡糸ニップロール ３３ 延伸炉 ３４ 延伸ニップロール ３５ 巻き取り機 ３６ 第１漏光検出器 ３７ 第２漏光検出器 ３８ 伝送損失算出装置 ４０ 漏光検出器 ４１ 遮光カバー ４２ 回転ファイバガイド ４３ 仕切り板 ４４ 漏出光検出部 ４５ フォトダイオード

フロントページの続き (72)発明者 小畑 博司 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G086 BB01 DD05 2H050 AA15 AB43X AB44Y AB48Y

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも光ファイバの芯材を紡出する
   光ファイバ紡出孔、光入射面及び光出射面を有する光学
   窓、及び光源を備えた光ファイバ紡糸ノズルであって、
   前記光ファイバ紡出孔の延長上の芯材流路に前記光学窓
   の光出射面が露出するように配置され、前記光学窓の光
   入射面に光伝送体を介さずに光が照射され、その光が前
   記光学窓を介して前記光学窓の光出射面から光ファイバ
   紡出孔内の芯材へ入射されるように光源が接続された光
   ファイバ紡糸ノズル。
2. 【請求項２】 光学窓が光ファイバ紡出孔の中心軸の延
   長上に配置され、光の光軸が光ファイバ紡出孔中心軸と
   一致するように光源が接続された請求項１記載の光ファ
   イバ紡糸ノズル。
3. 【請求項３】 光源としてレーザー光光源を用いる請求
   項１又は２記載の光ファイバ紡糸ノズル。
4. 【請求項４】 レーザー光光源として半導体レーザーを
   用いる請求項３記載の光ファイバ紡糸ノズル。
5. 【請求項５】 光源を保持するホルダと、光源と光学窓
   の間に配置され光源からの光の光路の周囲を囲むパイプ
   とを備えた請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファ
   イバ紡糸ノズル。
6. 【請求項６】 ホルダの外周にホルダを冷却するジャケ
   ットが設けられている請求項５に記載の光ファイバ紡糸
   ノズル。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光
   ファイバ紡糸ノズルを用いて、芯材に光を導入しながら
   光ファイバを紡出し、その光ファイバの側面から漏出す
   る光を、検出器を用いて検出する光ファイバの検査方
   法。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光
   ファイバ紡糸ノズルを用いて、芯材に光を導入しながら
   光ファイバを紡出し、フォトダイオードを備えた検出器
   を用いて、前記光ファイバの側面から漏出する光を電流
   に変換し、その電流値から光の漏出量を検出する光ファ
   イバの検査方法。
9. 【請求項９】 紡糸ノズルから紡出された光ファイバ
   を、所定距離離れて配置された複数の検出器の検出位置
   を通過させて各検出器により光ファイバ側面からの光の
   漏出量を検出し、検出器間での光の漏出量差および検出
   位置間距離から入射光の波長における光ファイバの伝送
   損失を算出する請求項７又は８記載の光ファイバの検査
   方法。
10. 【請求項１０】 光源をパルス駆動して出射されたパル
    ス状光を芯材に導入し、光出射時の光ファイバ側面から
    の光の漏出量と光非出射時の光ファイバ側面からの光の
    漏出量を、前記パルス駆動のパルスと同期させた各検出
    器においてそれぞれ検出し、各検出器において、検出さ
    れた光出射時の光の漏出量から光非出射時の光の漏出量
    を引いた値を算出し、それらの値についての検出器間で
    の差および検出位置間距離から入射光の波長における光
    ファイバの伝送損失を算出する請求項９記載の光ファイ
    バの検査方法。
11. 【請求項１１】 光ファイバ側面から漏出する光の検出
    は、紡糸ノズルから紡出された光ファイバを加熱延伸処
    理した後に行う請求項７〜１０のいずれか一項に記載の
    光ファイバの検査方法。