JP6068278B2 - Evaluation method of longitudinal distribution of fictive temperature of optical fiber - Google Patents

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本発明は、光ファイバの仮想温度の評価方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating a virtual temperature of an optical fiber.

近年、光ファイバ通信において、さらなる大容量・長距離化が進んでいる。長距離通信に用いられる石英系ガラスを用いた光ファイバは、低損失という特長を有している。この特長に加えてエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA:Erbium Doped Fiber Amplifier)等の光増幅器の登場によって、長距離通信は、さらなる長距離化が実現されてきた。海底通信等の長距離通信システムでは、EDFAを光伝送路に複数配置し、伝送に伴う光損失を補っている。伝送システムのコスト削減の観点からも、EDFAを使用した場合の中継間隔は、できる限り広げる必要がある。以上のことから、今後も更なる大容量化、長距離化を進めるにあたり、光ファイバの低損失化はひきつづき非常に重要な課題と言える。   In recent years, further increases in capacity and distance have been advanced in optical fiber communications. An optical fiber using quartz glass used for long-distance communication has a feature of low loss. In addition to this feature, with the advent of optical amplifiers such as erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs), long-distance communication has been realized even longer. In a long-distance communication system such as submarine communication, a plurality of EDFAs are arranged in an optical transmission line to compensate for optical loss due to transmission. From the viewpoint of cost reduction of the transmission system, the relay interval when using the EDFA needs to be increased as much as possible. From the above, it can be said that the reduction of optical fiber loss will continue to be a very important issue as the capacity and distance are further increased.

ガラスの仮想温度Tとは、高温の融液状態からの冷却過程でガラス構造が凍結され、それよりも低温では構造緩和が起こらない下限温度をいう。従って、仮想温度Tはガラスの作製時の熱処理条件(熱履歴)によって変化する。仮想温度Tは、ガラスのさまざまな特性、例えば、密度、屈折率、強度などに影響を及ぼすパラメータであるが、特に光ファイバにおいては、Rayleigh散乱損失と密接な関連を持つことが明らかにされている。 The fictive temperature Tf of glass refers to a lower limit temperature at which the glass structure is frozen in the cooling process from a high-temperature melt state, and structural relaxation does not occur at a lower temperature. Therefore, the fictive temperature Tf varies depending on the heat treatment conditions (thermal history) during glass production. The fictive temperature T f is a parameter that affects various properties of glass, such as density, refractive index, strength, etc., but it has been shown to be closely related to Rayleigh scattering loss, especially in optical fibers. ing.

具体的には、Rayleigh散乱損失αは、光の波長λの4乗に反比例し、Rayleigh散乱係数Rを用いて、式(1)で与えられる。
α=R/λ (1)
Rayleigh散乱係数Rは、密度揺らぎ成分Rと組成揺らぎ成分Rとの和として式(2)で与えられる。
R=R+R (2)
さらに、密度揺らぎ成分Rと仮想温度Tとの間には比例関係が成立する。特に、単一の分子成分から構成される材料では、組成揺らぎ成分R=0となる。純石英ガラスコアの光ファイバにおいては、Rayleigh散乱係数Rは仮想温度Tに比例して変化することが明らかになっている。具体的には、作製時の線引き温度Tを低く設定し、低速度でゆっくりと線引きすることによって、仮想温度Tを低減できることが実証されている。図1に示すように、仮想温度Tを低減すると、Rayleigh散乱係数Rは仮想温度Tに比例して低減する。
Specifically, the Rayleigh scattering loss α R is inversely proportional to the fourth power of the wavelength λ of light, and is given by Equation (1) using the Rayleigh scattering coefficient R.
α R = R / λ 4 (1)
Rayleigh scattering coefficient R is given by Equation (2) as the sum of the density fluctuation component R d and composition fluctuation component R c.
R = R d + R c (2)
Further, a proportional relationship is established between the density fluctuation component Rd and the virtual temperature Tf . In particular, in a material composed of a single molecular component, the composition fluctuation component R c = 0. In an optical fiber having a pure silica glass core, it is clear that the Rayleigh scattering coefficient R changes in proportion to the fictive temperature Tf . Specifically, it has been demonstrated that the fictive temperature Tf can be reduced by setting the drawing temperature Td at the time of production low and drawing slowly at a low speed. As shown in FIG. 1, when the fictive temperature Tf is reduced, the Rayleigh scattering coefficient R is reduced in proportion to the fictive temperature Tf .

保持温度をパラメータに、保持時間とRayleigh散乱係数Rの関係を表した概念図を図2に示す。仮想温度Tを低減するには、低温で保持(線引き)する方が有利であるが、保持時間は、保持温度が低温になるほど長い時間が必要である(例えば、非特許文献1、2参照。)。保持温度とは、光ファイバを熱処理する温度をいう。保持時間とは、光ファイバを保持温度で熱処理する時間をいう。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the holding time and the Rayleigh scattering coefficient R using the holding temperature as a parameter. In order to reduce the fictive temperature Tf , it is advantageous to hold (draw) at a low temperature, but the holding time requires a longer time as the holding temperature becomes lower (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2). .) Holding temperature refers to the temperature at which the optical fiber is heat treated. The holding time is a time for heat-treating the optical fiber at the holding temperature.

以上述べたように、光ファイバの仮想温度Tは、通信波長帯で最も支配的な損失要因であるRayleigh散乱損失と密接に関連する非常に重要なパラメータである。光ファイバの仮想温度Tの測定評価方法については、赤外分光分析を利用する方法が知られている(例えば、非特許文献3参照。)。 As described above, the virtual temperature T f of the optical fiber is a very important parameter that is closely related to Rayleigh scattering loss, which is the most dominant loss factor in the communication wavelength band. As a method for measuring and evaluating the fictive temperature Tf of an optical fiber, a method using infrared spectroscopic analysis is known (for example, see Non-Patent Document 3).

しかしながら、上記方法では、測定精度(測定分解能)は+−15°C程度と比較的粗く、さらに、長尺な光ファイバで重要となる仮想温度Tの長手方向分布を測定することができない。特に、仮想温度Tの長手方向分布の測定を実現する方法は、これまで全く知られていない。 However, in the above method, the measurement accuracy (measurement resolution) is relatively rough, about + -15 ° C., and further, the longitudinal distribution of the fictive temperature T f that is important for a long optical fiber cannot be measured. In particular, a method for realizing the measurement of the longitudinal distribution of the fictive temperature Tf has not been known so far.

K. Tsujikawa, K. Tajima, and J. Zhou, “Intrinsic loss of optical fibers,” Opt. Fiber Technol. 11, pp. 319, 2005.K. Tsujikawa, K. et al. Tajima, and J.A. Zhou, “Intrinsic loss of optical fibers,” Opt. Fiber Technol. 11, pp. 319, 2005. K. Saito, E. H. Sekiya, A. J. Ikushima, K. Ohsono, and Y. Kurosawa, “Control of glass−forming process during fiber−drawing to reduce the Rayleigh scattering loss,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 89, no. 1, pp. 65−69, 2006.K. Saito, E .; H. Sekiya, A .; J. et al. Ikushima, K .; Ohsono, and Y. Kurosawa, "Control of glass-forming process-during fiber-drawing to reduce the Rayleigh scattering loss," J. Am. Ceram. Soc. , Vol. 89, no. 1, pp. 65-69, 2006. Anand Agarwal, Kenneth M. Davis, and Minoru Tomozawa, “A simple IR spectroscopic method for determining fictive temperature of silica glasses,” Journal of Non−Crystalline Solids Volume 185, Issues 1−2, pp. 191−198, 1995.Anand Agarwal, Kenneth M .; Davis, and Minoru Tomozawa, “A simple IR spectroscopic method for determining fictive temperature of silica glass,“ Journal of Non-Solly. 191-198, 1995. A. Wada, T. Nozawa, T. Tsun, and R. Yamauchi, “Suppression of stimulated Brillouin scattering by intentionally induced periodical residual−strain in single−mode optical fibers,” IEICE Trans. Commun., vol. E76−B, no. 4, pp. 345−351, 1993.A. Wada, T .; Nozawa, T .; Tsun, and R.M. Yamauchi, “Suppression of stimulated Brillouin scattering by intentedly induced peripheral residual-strain in single-mode optical ICs. Commun. , Vol. E76-B, no. 4, pp. 345-351, 1993. 櫛引 淳一、荒川 元孝、大橋 雄二、丸山 由子、近藤 貴則、吉田 哲男、“超音波マイクロスペクトロスコピー技術による合成石英ガラスの仮想温度評価に関する検討”、電子情報通信学会技術研究報告. US, 超音波 110(213), pp.23−28, 2010.Shinichi Kushibiki, Mototaka Arakawa, Yuji Ohashi, Yuko Maruyama, Takanori Kondo, Tetsuo Yoshida, “Study on virtual temperature evaluation of synthetic quartz glass by ultrasonic microspectroscopy technology”, IEICE technical report. US, Ultrasound 110 (213), pp. 23-28, 2010. 徳永 法夫、井上 健一、菊地 秀夫、日野 泰雄、“光ファイバセンサを用いた計測システム等の検討”、土木計画学研究・講演集(CD−ROM), 27巻, IX(248)ページ, 2003年06月Norio Tokunaga, Kenichi Inoue, Hideo Kikuchi, Yasuo Hino, “Examination of measurement systems using optical fiber sensors”, Civil Engineering Planning and Lectures (CD-ROM), 27, IX (248), 2003 June 大石 和司、松浦 聡、足立 正二、小山田 弥平、“信号処理技術を用いたダブルパルスBOTDRの高精度化”、電子情報通信学会技術研究報告 OFT,光ファイバ応用技術、109(59),pp.75−78, 2009−05−21Kazuo Oishi, Satoshi Matsuura, Shoji Adachi, Yahei Koyamada, “High-precision double pulse BOTDR using signal processing technology”, IEICE technical report OFT, Optical fiber application technology, 109 (59), pp. 75-78, 2009-05-21

これまで述べてきたように、従来提案されている方法では、仮想温度の測定評価精度が比較的粗く、長手方向分布の測定を行うことができないという課題があった。   As described above, the conventionally proposed methods have a problem that the measurement evaluation accuracy of the virtual temperature is relatively coarse and the longitudinal distribution cannot be measured.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定精度(測定分解能)が高く、光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize a method for evaluating a longitudinal distribution of a virtual temperature of an optical fiber with high measurement accuracy (measurement resolution).

上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)を測定し、測定した光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)を算出する。 In order to achieve the above object, the present invention measures the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount of the optical fiber, and determines the measured longitudinal distribution ν B (z) of the Brillouin frequency shift amount of the optical fiber. Based on this, the longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature of the optical fiber is calculated.

具体的には、本発明は、所定のコア径を有しかつ同一の構造と同一のガラス組成分布を持ちかつ仮想温度T の異なる複数本の仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν (z)を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、
仮想温度T ごとの前記仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)に基づいて、前記仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量ν 及び仮想温度T の間に成立する実験式:T (z)=g(ν )を決定する実験式導出ステップと、
前記実験式:T (z)=g(ν )に基づいて、前記所定のコア径を有しかつ前記仮想温度調整光ファイバと同一の構造と同一のガラス組成分布を持つ被測定光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)を算出する仮想温度測定ステップと、
を順に実行することを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法である。
Specifically, the present invention provides a longitudinal length of the Brillouin frequency shift amount of a plurality of virtual temperature control optical fibers having a predetermined core diameter, the same structure and the same glass composition distribution, and different virtual temperatures Tf. A Brillouin frequency shift amount measuring step for measuring the directional distribution ν B (z);
Based on the virtual temperature T longitudinal distribution of the Brillouin frequency shift amount of the fictive temperature adjusting optical fiber each f ν B (z), between the virtual temperature adjustment Brillouin frequency shift amount of the optical fiber [nu B and the virtual temperature T f An empirical formula derivation step that determines T f (z) = g (ν B )
Based on the empirical formula: T f (z) = g (ν B ), an optical fiber to be measured having the predetermined core diameter and the same structure and the same glass composition distribution as the virtual temperature control optical fiber A virtual temperature measuring step for calculating a longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature of
Which is the order evaluation method of longitudinal distribution of the fictive temperature of the run to an optical fiber, characterized in Rukoto.

また、本発明は、前記仮想温度測定ステップでは、
前記光ファイバのコアと同一の組成を有する光ファイバにおいて、光ファイバのコアと同組成のガラス中の縦波音速V及び仮想温度Tの間に成立する実験式:V=f(T)と、
前記光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)、前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップにおける測定波長λ、前記光ファイバの伝搬光モードの屈折率n、及び前記光ファイバの縦波音速の長手方向分布V(z)の間に成立する理論式:V(z)=ν(z)λ/(2n)と、
に基づいて、V=V(z)として、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)を算出することを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法である。
In the virtual temperature measurement step of the present invention,
In an optical fiber having the same composition as the core of the optical fiber, an empirical formula established between the longitudinal wave velocity V g and the fictive temperature T f in a glass having the same composition as the core of the optical fiber: V g = f (T f ) and
Longitudinal distribution ν B (z) of the Brillouin frequency shift amount of the optical fiber, the measurement wavelength λ in the Brillouin frequency shift amount measurement step, the refractive index n of the propagation optical mode of the optical fiber, and the longitudinal wave sound velocity of the optical fiber The theoretical formula that holds between the longitudinal distributions V f (z) of: V f (z) = ν B (z) λ / (2n),
Based on the above, the longitudinal direction distribution T f (z) of the virtual temperature of the optical fiber is calculated as V g = V f (z). is there.

また、本発明は、前記仮想温度調整光ファイバは、光ファイバを保持温度Tで保持した後、急冷することによって、保持温度Tを仮想温度Tに調整した光ファイバであることを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法である。
また、本発明は、前記複数本の仮想温度調整光ファイバは、作製パラメータが異なり、
前記仮想温度調整光ファイバの仮想温度T を測定する調整仮想温度測定ステップを前記実験式導出ステップの前に実行してもよい
Further, the present invention is the virtual temperature adjustment optical fiber, after holding the optical fiber at a holding temperature T a, by quenching, the optical fiber der adjusting the holding temperature T a to the virtual temperature T f Rukoto This is a method for evaluating the longitudinal distribution of the fictive temperature of an optical fiber.
Further, in the present invention, the plurality of virtual temperature adjustment optical fibers have different production parameters,
An adjusted virtual temperature measuring step for measuring the virtual temperature Tf of the virtual temperature adjusting optical fiber may be executed before the empirical formula deriving step .

また、本発明は、光ファイバの線引き時の作製パラメータの値を時間的に変化させることにより前記仮想温度調整光ファイバを作製する光ファイバ作製ステップを前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップの前に実行することを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法である。
ここで、前記仮想温度測定ステップで測定された仮想温度の長手方向分布T(z)から任意の仮想温度Tを得られる前記作製パラメータの値を決定する作製パラメータ数値決定ステップを前記仮想温度測定ステップの後に実行してもよい
The present invention also executes the optical fiber fabrication step of making the virtual temperature adjusting optical fiber by Rukoto changing the value of the fabrication parameters during drawing of the optical fiber temporally before the Brillouin frequency shift amount measuring step This is a method for evaluating the longitudinal distribution of the fictive temperature of an optical fiber.
Here, the manufacturing parameters numerology determining a value of the fabrication parameters obtained any fictive temperature T f from the virtual temperature measuring virtual temperature measured in step longitudinal distribution T f (z) Virtual It may be performed after the temperature measurement step.

また、本発明は、前記作製パラメータが、光ファイバの線引き時における光ファイバの線引き速度、光ファイバ母材の線引き温度、光ファイバ母材の送り速度、光ファイバの線引き張力及び光ファイバ母材のネックダウン長のいずれかであることを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法である。 Further, the present invention is the manufacturing parameter, drawing speed of the optical fiber during drawing of the optical fiber, drawing temperature of the optical fiber preform, the feed speed of the optical fiber preform, the optical fiber drawing tension and the optical fiber preform It is a method for evaluating the longitudinal distribution of the fictive temperature of an optical fiber, characterized in that it is one of neck-down lengths.

本発明によれば、長尺の光ファイバであっても、測定精度(測定分解能)が高く、仮想温度の長手方向分布を算出する方法を実現することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a long optical fiber, measurement accuracy (measurement resolution) is high and it becomes possible to implement | achieve the method of calculating the longitudinal direction distribution of virtual temperature.

仮想温度TとRayleigh散乱係数Rの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between fictive temperature Tf and Rayleigh scattering coefficient R. 保持温度をパラメータに保持時間とRayleigh散乱係数Rの関係を表した概念図である。It is a conceptual diagram showing the relationship between holding time and Rayleigh scattering coefficient R using holding temperature as a parameter. 純石英ガラスの縦波音速Vと仮想温度Tとの間の関係を説明する図である。It is a diagram illustrating the relationship between the longitudinal wave acoustic velocity V g of pure silica glass and the virtual temperature T f. ブリルアン周波数シフト量νの長手方向分布の測定値及び仮想温度Tの長手方向分布の評価値である。It is a measured value of the longitudinal direction distribution of the Brillouin frequency shift amount ν B and an evaluation value of the longitudinal direction distribution of the virtual temperature T f . 石英コア光ファイバの線引き温度Tとブリルアン周波数シフト量νとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drawing temperature Td of a quartz core optical fiber, and Brillouin frequency shift amount (nu) B. ブリルアン周波数シフト量νと仮想温度Tの間の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between Brillouin frequency shift amount (nu) B and virtual temperature Tf . 光ファイバのブリルアン周波数シフト量νの長手方向分布の一例である。It is an example of longitudinal direction distribution of Brillouin frequency shift amount (nu) B of an optical fiber.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の一態様であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。ここでは、特に、断らない限り光ファイバとは単一モード光ファイバをいう。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components. Here, unless otherwise specified, the optical fiber refers to a single mode optical fiber.

(実施形態1)
本実施形態では、光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、ブリルアン周波数シフト量測定ステップで測定した光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)を算出する仮想温度測定ステップと、を順に備える光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法を説明する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, a Brillouin frequency shift amount measuring step for measuring the longitudinal distribution ν B (z) of the Brillouin frequency shift amount of the optical fiber, and the longitudinal direction of the Brillouin frequency shift amount of the optical fiber measured in the Brillouin frequency shift amount measuring step. A virtual temperature measurement step of calculating a longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature of the optical fiber based on the direction distribution ν B (z), and a method for evaluating the longitudinal distribution of the virtual temperature of the optical fiber in order explain.

光ファイバにおける縦波音速の長手方向分布V(z)は、光ファイバの長手方向の位置zで測定されるブリルアン周波数シフト量ν(z)を用いて、式(3)で与えられる(例えば、非特許文献4参照。)。
(z)=ν(z)λ/(2n) (3)
ここで、nはコア中を伝搬する光モードの屈折率、λは測定波長である。
Longitudinal wave velocity distribution V f (z) in the optical fiber is given by equation (3) using the Brillouin frequency shift amount ν B (z) measured at the longitudinal position z of the optical fiber ( For example, refer nonpatent literature 4.).
V f (z) = ν B (z) λ / (2n) (3)
Here, n is the refractive index of the optical mode propagating in the core, and λ is the measurement wavelength.

一方、光ファイバの材料でもある純石英ガラスの中を伝搬する縦波音波の縦波音速Vは仮想温度Tに対して直線的に増加することが報告されている(例えば、非特許文献5参照。)。非特許文献5のデータから、純石英ガラスの縦波音速Vと仮想温度Tとの間の関係をプロットすると、式(4)が得られる。
=0.1371×T+5798.6 (4)
On the other hand, it has been reported that the longitudinal sound velocity V g of longitudinal acoustic waves propagating in pure silica glass, which is also a material for optical fibers, increases linearly with respect to the virtual temperature T f (for example, non-patent literature). 5). From the data of Non-Patent Document 5, when the relationship between the longitudinal sound velocity V g and the fictive temperature T f of pure quartz glass is plotted, Equation (4) is obtained.
V g = 0.1371 × T f +5798.6 (4)

式(4)で表される両者の関係を図3に示す。図3より、約300°Cの仮想温度Tの変化に対し、縦波音速Vは約40m/s変化する。このことから、仮想温度Tに対する縦波音速Vの感度は7.3°C・s・m−1であることが分かる。さらに、非特許文献5では、縦波音速Vの値から得られる仮想温度Tの測定精度(測定分解能)は0.4°C程度と非常に良好であることが示されている。 FIG. 3 shows the relationship between the two expressed by equation (4). From FIG. 3, the longitudinal sound velocity V g changes by about 40 m / s with respect to the change of the virtual temperature T f of about 300 ° C. From this, it can be seen that the sensitivity of the longitudinal sound velocity V g to the virtual temperature T f is 7.3 ° C · s · m −1 . Further, Non-Patent Document 5 shows that the measurement accuracy (measurement resolution) of the virtual temperature T f obtained from the value of the longitudinal wave sound velocity V g is very good at about 0.4 ° C.

本発明においては、該当の光ファイバについてブリルアン周波数シフト量νを測定し、このブリルアン周波数シフト量νの値を指標として、Tの値を決定する。ブリルアン周波数シフト量νの測定には、既存の技術であるBOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectmetry)またはBOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)を用いることが可能であるが、以下の議論では、より簡易な、ファイバ片側からの測定評価が可能であるBOTDRの使用を前提とする。 In the present invention, the Brillouin frequency shift amount ν B is measured for the corresponding optical fiber, and the value of T f is determined using the value of the Brillouin frequency shift amount ν B as an index. BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry) or BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis), which are existing technologies, can be used to measure the Brillouin frequency shift amount ν B. It is premised on the use of BOTDR that enables measurement evaluation from one side of the fiber.

式(3)において、石英系の光ファイバでは、一次近似としては十分な精度でV(z)=Vと仮定できる。従って、測定波長λ=1.55μm、屈折率n=1.444とすると、仮想温度Tに対するブリルアン周波数シフト量νの感度は4°C/(MHz)程度となる。一方、通常のBOTDR測定器におけるブリルアン周波数シフト量νの長手方向の測定分解能は、測定時の光パルス幅にも依存する。光パルス幅を20ns以上とすることで、+−2.5MHz(歪み分解能+−0.005%に対応)が実現できる(例えば、非特許文献6参照。)。 In Equation (3), it can be assumed that V f (z) = V g with sufficient accuracy as a first order approximation for a silica-based optical fiber. Accordingly, when the measurement wavelength λ = 1.55 μm and the refractive index n = 1.444, the sensitivity of the Brillouin frequency shift amount ν B to the virtual temperature T f is about 4 ° C./(MHz). On the other hand, the measurement resolution in the longitudinal direction of the Brillouin frequency shift amount ν B in a normal BOTDR measurement device also depends on the optical pulse width at the time of measurement. By setting the optical pulse width to 20 ns or more, + −2.5 MHz (corresponding to distortion resolution + −0.005%) can be realized (for example, see Non-Patent Document 6).

しかし、光パルス幅を広くしすぎると、長手方向の距離分解能が劣化してしまう。従って、汎用のBOTDRでの最適な光パルス幅は20ns付近であり、この20nsの条件で、長手方向の距離分解能は2mを実現できる。従って、本発明では、BOTDR測定器によって仮想温度Tの測定分解能として+−10°C、距離分解能2mの条件で、全長10km以上に及ぶ長さのファイバ(損失0.2dB/km程度を想定)に対して、既存技術では不可能であった仮想温度の長手方向分布T(z)の算出が実現できる。 However, if the optical pulse width is too wide, the distance resolution in the longitudinal direction is degraded. Therefore, the optimum optical pulse width in the general-purpose BOTDR is around 20 ns, and the distance resolution in the longitudinal direction can be 2 m under the condition of 20 ns. Therefore, in the present invention, a fiber having a total length of 10 km or more (a loss of about 0.2 dB / km is assumed under the condition that the measurement resolution of the virtual temperature Tf is + −10 ° C. and the distance resolution is 2 m by the BOTDR measuring instrument. ) On the other hand, it is possible to calculate the longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature, which was impossible with the existing technology.

なお、この+−10°Cの仮想温度Tの測定分解能は、代表的な既存技術の赤外分光分析の+−15°C(例えば、非特許文献3参照。)よりも良好な値である。さらに、この値を改善するには、非特許文献7に示されているようなダブルパルスBOTDR測定技術をブリルアン周波数シフト量νの測定に用いれば良い。この技術では、距離分解能20cmの条件下で、ブリルアン周波数シフト量νの測定分解能として+−0.25MHz(歪み分解能+−0.0005%に対応)が実現できる。これは、仮想温度Tの測定分解能に換算すると+−1°C(=+−0.25MHz×4°C/(MHz))に相当する。従って、ダブルパルスBOTDR測定技術を用いれば、さらに高精度な仮想温度の長手方向分布T(z)の算出を実現できる。 In addition, the measurement resolution of the fictive temperature Tf of + −10 ° C. is a value better than + −15 ° C. (for example, see Non-Patent Document 3) of typical existing infrared spectroscopy. is there. Further, in order to improve this value, a double pulse BOTDR measurement technique as shown in Non-Patent Document 7 may be used for measuring the Brillouin frequency shift amount ν B. With this technique, it is possible to realize + -0.25 MHz (corresponding to distortion resolution + -0.0005%) as the measurement resolution of the Brillouin frequency shift amount ν B under the condition of a distance resolution of 20 cm. This corresponds to + −1 ° C. (= + − 0.25 MHz × 4 ° C./(MHz)) when converted to the measurement resolution of the virtual temperature T f . Therefore, if the double pulse BOTDR measurement technique is used, the calculation of the longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature with higher accuracy can be realized.

(実施形態2)
本実施形態は、本発明の原理および該当する光ファイバのコアと同じ組成のガラス中の縦波音速Vから仮想温度の長手方向分布T(z)を決定する方法である。
(Embodiment 2)
This embodiment is a method for determining the longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature from the longitudinal wave sound velocity V g in the glass having the same composition as the core of the corresponding optical fiber and the principle of the present invention.

BOTDR測定器によって、波長λ=1.552μm、パルス幅100nsで測定した約1kmの空孔型純石英フォトニック結晶ファイバ(PCF:Photonic Crystal Fiber)のブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)の測定結果を図4の左側縦軸で示す。空孔型PCFは、断面内に周期的な空孔構造を有するが、コア部分は純石英ガラスである。 Longitudinal distribution ν B (z) of the Brillouin frequency shift amount of a hole-type pure quartz photonic crystal fiber (PCF: Photonic Crystal Fiber) having a wavelength of λ = 1.552 μm and a pulse width of 100 ns measured by a BOTDR measuring instrument. ) Is shown on the left vertical axis in FIG. The hole-type PCF has a periodic hole structure in the cross section, but the core portion is pure quartz glass.

該当する光ファイバのコアと同一組成のガラス中の縦波音速Vと仮想温度Tとの間に実験式(5)が成立する。
=f(T) (5)
ここで、近似的にV=V(z)と仮定し、光ファイバのコアと同じ組成のガラス中の縦波音速Vの式(5)を式(3)に代入すると、式(6)が得られる。
(z)=[ν(z)λ/(2n)−5798.6]/0.1371 (6)
式(6)にブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)の測定値、測定波長λ=1.552μm及び純石英ガラスの屈折率n=1.444を用いることで、位置zに対する仮想温度の長手方向分布T(z)を算出することができる。算出した仮想温度の長手方向分布T(z)を図4の右側縦軸に示す。
The empirical formula (5) is established between the longitudinal wave velocity V g and the virtual temperature T f in the glass having the same composition as the core of the corresponding optical fiber.
V g = f (T f ) (5)
Here, assuming that V g = V f (z) approximately, and substituting Equation (5) of longitudinal wave velocity V g in glass having the same composition as the core of the optical fiber into Equation (3), Equation (3) 6) is obtained.
T f (z) = [ν B (z) λ / (2n) −5798.6] /0.1371 (6)
By using the measured value of the longitudinal direction distribution ν B (z) of the Brillouin frequency shift amount, the measurement wavelength λ = 1.552 μm, and the refractive index n = 1.444 of pure quartz glass in the equation (6), the hypothesis with respect to the position z A longitudinal distribution T f (z) of temperature can be calculated. The calculated longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature is shown on the right vertical axis of FIG.

得られた仮想温度の長手方向分布T(z)の平均値は1300°C付近の値である。該当のPCFが1850°C程度の低い線引き温度Tで線引きされたこと、及び空孔構造によってコアが徐冷却された可能性を考慮すると、この1300°Cという値は妥当な範囲の値である。空孔型のPCFでは、空孔表面の凹凸による散乱損失が影響する。このため、損失波長特性のスペクトルから、Rayleigh散乱係数Rを決定することが困難であり、損失要因の判別も困難である。本発明によって、空孔型光ファイバの仮想温度Tを評価し、決定することで、損失の主要因がRayleigh散乱であるのか、空孔表面の凹凸による散乱であるのかを判別することができる。 The average value of the obtained longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature is a value around 1300 ° C. Considering that the corresponding PCF was drawn at a drawing temperature T d as low as about 1850 ° C. and the possibility that the core was gradually cooled by the pore structure, this value of 1300 ° C. is a reasonable value. is there. In the hole-type PCF, scattering loss due to unevenness on the hole surface is affected. For this reason, it is difficult to determine the Rayleigh scattering coefficient R from the spectrum of the loss wavelength characteristic, and it is also difficult to determine the loss factor. According to the present invention, by evaluating and determining the virtual temperature T f of the hole-type optical fiber, it is possible to determine whether the main cause of the loss is Rayleigh scattering or scattering due to the unevenness of the hole surface. .

(実施形態3)
本実施形態は、該当する光ファイバと同一の構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバにおいて、ブリルアン周波数シフト量νと仮想温度Tとの間に成り立つ実験式から仮想温度の長手方向分布T(z)を算出する方法である。
(Embodiment 3)
In this embodiment, in the optical fiber having the same structure and the same glass composition distribution as the corresponding optical fiber, the longitudinal distribution of the virtual temperature from the empirical formula established between the Brillouin frequency shift amount ν B and the virtual temperature T f This is a method of calculating T f (z).

単一モード光ファイバ(SMF:Single Mode Fiber)の母材から線引き作製したGeOドープ石英コアSMFの線引き温度Tとブリルアン周波数シフト量νとの関係を図5に示す。SMFは、国際標準で規定(ITU−T G.652)された仕様を有する。ブリルアン周波数シフト量νの値はコア径aにも依存して変化することが知られているため、4種のSMFの外径は125+−0.5μmとし、aの変動の影響を無視できる範囲に抑制している。線引き温度Tを低減することにより、図1に示した保持温度を低減する効果が得られ、仮想温度Tも低減することが既に知られている(例えば、非特許文献1参照。)。従って、図4は、仮想温度Tの変化がブリルアン周波数シフト量νの変化として観測されるという、本発明の原理の妥当性を定性的に示す結果である。変化の方向についても式(6)から予測される方向と一致する。 FIG. 5 shows the relationship between the drawing temperature T d and the Brillouin frequency shift amount ν B of a GeO 2 doped quartz core SMF drawn from a base material of a single mode optical fiber (SMF). The SMF has a specification defined by an international standard (ITU-T G.652). Since it is known that the value of the Brillouin frequency shift amount ν B varies depending on the core diameter a, the outer diameters of the four types of SMFs are set to 125 + −0.5 μm, and the influence of fluctuation of a can be ignored. The range is suppressed. It has already been known that by reducing the drawing temperature T d , the effect of reducing the holding temperature shown in FIG. 1 is obtained, and the virtual temperature T f is also reduced (see, for example, Non-Patent Document 1). Therefore, FIG. 4 is a result qualitatively showing the validity of the principle of the present invention in which the change in the virtual temperature T f is observed as the change in the Brillouin frequency shift amount ν B. The direction of change also coincides with the direction predicted from equation (6).

前述したように、仮想温度Tに対するブリルアン周波数シフト量νの感度は4°C/(MHz)程度と考えられるので、観測された約40MHzのブリルアン周波数シフト量νの変化は、約160°Cの仮想温度Tの変化に対応すると考えられる。非特許文献1では線引き温度Tを変化させることで、約200°C、仮想温度Tの値を変化させており、今回の観測結果と定性的に一致している。 As described above, since the sensitivity of the Brillouin frequency shift amount ν B with respect to the virtual temperature T f is considered to be about 4 ° C / (MHz), the observed change in the Brillouin frequency shift amount ν B of about 40 MHz is about 160 This is considered to correspond to a change in the fictive temperature T f at ° C. In Non-Patent Document 1, by changing the drawing temperature Td , the value of about 200 ° C. and the fictive temperature Tf is changed, which is qualitatively consistent with the current observation result.

定量的には、線引き温度Tと仮想温度Tの値は一般的には一致しない。つまり、一般的には線引き温度Tの方が仮想温度Tよりも大きな値になるため、ブリルアン周波数シフト量νと仮想温度Tの間に成立する関係を定量的に得るためには、例えば、図5中の4本のSMFの仮想温度Tを既存の技術である赤外分光分析などによって決定すれば良い。このようにして、あらかじめ、SMFに関するブリルアン周波数シフト量νと仮想温度の長手方向分布T(z)の間の実験式(7)を決定する。
(z)=g(ν) (7)
Quantitatively, the values of the drawing temperature T d and the fictive temperature T f generally do not match. That is, since the generally towards the drawing temperature T d becomes larger than the fictive temperature T f, in order to obtain the relationship established between the virtual temperature T f and Brillouin frequency shift amount [nu B quantitatively the For example, the virtual temperatures Tf of the four SMFs in FIG. 5 may be determined by infrared spectroscopy that is an existing technique. In this way, the empirical formula (7) between the Brillouin frequency shift amount ν B related to the SMF and the longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature is determined in advance.
T f (z) = g (ν B ) (7)

(実施形態3−1)
さまざまな線引き条件で作製された、同一の構造と同一のガラス組成分布を持つSMFに対して、ブリルアン周波数シフト量νを測定すれば、式(7)から、それぞれのSMFの仮想温度の長手方向分布T(z)を決定することができる。
(Embodiment 3-1)
When the Brillouin frequency shift amount ν B is measured for SMFs having the same structure and the same glass composition distribution manufactured under various drawing conditions, the length of the virtual temperature of each SMF can be calculated from the equation (7). The direction distribution T f (z) can be determined.

(実施形態3−2)
式(7)を決定する方法として、同一の構造と同一のガラス組成分布を持つSMFを保持温度T(Ta1、Ta2、・・・Tam)で適切な保持時間の経過後に、急激に冷却することで、保持温度T(Ta1、Ta2、・・・Tam)の値を仮想温度Tとなるように調整して、決定する方法がある。その上で、各保持温度T(Ta1、Ta2、・・・Tam)に対応するm本の各ファイバのブリルアン周波数シフト量νを測定することで、ブリルアン周波数シフト量νと仮想温度の長手方向分布T(z)の間の実験式(7)を決定することができる。この方法では、保持温度Tをあまり高温に設定すると、仮想温度Tの値が保持温度Tの値からずれて、誤差が大きくなってしまう点に注意が必要である。式(7)の信頼性を増すには、mの数は多い方が望ましい。
Embodiment 3-2
As a method for determining the equation (7), an SMF having the same structure and the same glass composition distribution is rapidly applied after a suitable holding time has elapsed at a holding temperature T a (T a1 , T a2 ,... T am ). There is a method in which the value of the holding temperature T a (T a1 , T a2 ,... T am ) is adjusted so as to become the virtual temperature T f by cooling to a predetermined value. Then, by measuring the Brillouin frequency shift amount ν B of each of the m fibers corresponding to the holding temperatures T a (T a1 , T a2 ,... T am ), the Brillouin frequency shift amount ν B and The empirical formula (7) between the longitudinal distributions T f (z) of the fictive temperature can be determined. In this way, when the holding temperature T a much set to a high temperature, offset value of the virtual temperature T f is the value of the holding temperature T a, it should be noted that the error becomes large. In order to increase the reliability of Equation (7), it is desirable that the number of m is large.

以上に述べた、ブリルアン周波数シフト量νと仮想温度の長手方向分布T(z)の間の関係式(7)を決定する2つの方法の手順の例について、図6に概念図を示した。当然ながら、式(7)を決定すれば、以降は、同一の構造と同一のガラス組成分布を持つファイバに対しては、ブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)を測定することによって、式(7)を用いて仮想温度の長手方向分布T(z)を求めることができる。 FIG. 6 shows a conceptual diagram of an example of the procedure of the two methods for determining the relational expression (7) between the Brillouin frequency shift amount ν B and the longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature described above. It was. Of course, once the equation (7) is determined, for the fibers having the same structure and the same glass composition distribution, by measuring the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount, The longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature can be obtained using Equation (7).

(実施形態4)
本実施形態では、光ファイバの線引き時の作製パラメータの値を時間的に変化させ、該当する光ファイバと同一構造及びガラス組成分布を持つ光ファイバを作製する光ファイバ作製ステップをブリルアン周波数シフト量測定ステップの前に備え、測定されたブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)又は仮想温度の長手方向分布T(z)から任意の仮想温度Tを得られる作製パラメータの値を決定する作製パラメータ数値決定ステップを仮想温度測定ステップの後に備える。
(Embodiment 4)
In this embodiment, the Brillouin frequency shift measurement is performed in the optical fiber manufacturing step of manufacturing an optical fiber having the same structure and glass composition distribution as the corresponding optical fiber by temporally changing the manufacturing parameter value at the time of drawing the optical fiber. In preparation for the step, the value of the production parameter for obtaining an arbitrary virtual temperature T f is determined from the longitudinal distribution ν B (z) of the measured Brillouin frequency shift amount or the longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature A production parameter value determination step is provided after the virtual temperature measurement step.

つまり、予め光ファイバの線引き時に設定する各種の作製パラメータの値を時間的に変化させつつ、該当する光ファイバと同一の構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバを作製する。その後、前述した実施形態で測定されたブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)、又はブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)を用いて算出した光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)から、仮想温度Tを任意の値にする時の作製パラメータの値を決定する。 That is, an optical fiber having the same structure and the same glass composition distribution as the corresponding optical fiber is manufactured while temporally changing values of various manufacturing parameters set in advance when drawing the optical fiber. Thereafter, the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount measured in the above-described embodiment, or the longitudinal direction distribution of the virtual temperature of the optical fiber calculated using the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount. From T f (z), the value of the production parameter when the virtual temperature T f is set to an arbitrary value is determined.

既に述べてきたように、一般にガラスの仮想温度Tを上昇させるには、高温から急冷却すればよく、仮想温度Tを低下させるには、適切な低温温度域で徐冷(アニーリング)すればよい。従って、光ファイバの線引き時に、仮想温度Tを上昇させるには、高温の線引き温度で、速い速度で線引きすれば良い。一方、仮想温度Tを低下させるには、低温の線引き温度で、遅い速度で線引きすれば良い。 As described above, generally, in order to increase the fictive temperature Tf of glass, it is only necessary to rapidly cool from a high temperature, and to lower the fictive temperature Tf , annealing is performed in an appropriate low temperature range. That's fine. Therefore, when the optical fiber is drawn, the virtual temperature Tf can be increased by drawing at a high drawing temperature and at a high speed. On the other hand, in order to lower the fictive temperature Tf , the drawing may be performed at a low drawing temperature and at a low speed.

作製パラメータとしては、光ファイバの線引き時における光ファイバの線引き速度、光ファイバ母材の線引き温度、光ファイバ母材の送り速度、光ファイバの線引き張力及び光ファイバ母材のネックダウン長が列挙できる。これら以外でも、雰囲気ガスの分子組成や流量の調整、冷却用ガスの光ファイバへの噴きつけ、徐冷用の炉の追加設置(本来の加熱炉の下部に設置する)などの方法によって、光ファイバの仮想温度Tの値を変化させることができる。さらには、母材の線引きの際のネックダウン部分の形状の変形によっても仮想温度Tの値を変化させることができる。 The production parameters include the optical fiber drawing speed, the optical fiber preform drawing temperature, the optical fiber preform feed speed, the optical fiber draw tension, and the optical fiber preform neck-down length when drawing the optical fiber. . Other than these, light can be adjusted by adjusting the molecular composition and flow rate of the atmospheric gas, spraying the cooling gas onto the optical fiber, and additionally installing a slow cooling furnace (installed at the bottom of the original heating furnace). The fictive temperature Tf of the fiber can be changed. Furthermore, the value of the fictive temperature Tf can also be changed by deformation of the shape of the neck-down portion when the base material is drawn.

従って、光ファイバの外径を一定(例えば125μm)に制御しつつ、かつ各種の作製パラメータの値を時間的に変化させつつ、該当する光ファイバと同一の構造と同一のガラス組成分布を持つ光ファイバを線引きし、仮想温度の長手方向分布T(z)を算出することで、任意の仮想温度T、例えば、仮想温度Tの最大値や極大値または最小値や極小値を与える作製パラメータの値を決定することができる。さらに、より簡易な方法としては、測定されたブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)から、任意の仮想温度Tを最大値や極大値または最小値や極小値にする時の作製パラメータの値を決定することができる。 Therefore, light having the same structure and the same glass composition distribution as the corresponding optical fiber while controlling the outer diameter of the optical fiber to be constant (for example, 125 μm) and changing the values of various production parameters over time. Fabrication by drawing a fiber and calculating a virtual temperature longitudinal distribution T f (z) to give an arbitrary virtual temperature T f , for example, a maximum value, maximum value, minimum value, or minimum value of the virtual temperature T f The value of the parameter can be determined. Furthermore, as a simpler method, a production parameter when an arbitrary virtual temperature T f is set to a maximum value, a maximum value, a minimum value, or a minimum value from the longitudinal distribution νB (z) of the measured Brillouin frequency shift amount. The value of can be determined.

各種のパラメータを時間的に変化させつつ作製したSMFのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)の一例を図7に示す。SMFはPID(Propotional Integral Dervative)制御によって外径を125+−2μmに制御し、SMF母材から作製した。従って、コア径aの変動がブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)に及ぼす影響は無視できる。   FIG. 7 shows an example of the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount of the SMF produced while changing various parameters with time. The SMF was manufactured from an SMF base material by controlling the outer diameter to 125 + -2 μm by PID (Proportional Integral Derivative) control. Therefore, the influence of the fluctuation of the core diameter a on the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount can be ignored.

図7の領域Aは、線引き温度を主な作製パラメータとして、2150°Cから1850°Cまで低下させ、線引き速度、母材送り速度、線引き張力は外径を制御するために微調整のみを行った。この結果、領域Aでは仮想温度Tの減少に起因するブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)に明確な減少ピークが生じた。一方、領域Bでは、線引き速度、線引き温度、線引き張力はほぼ固定したところ、外径を保つには、光ファイバ母材の送り速度を初期の値から1/10程度に減少させる必要が生じた。これは、光ファイバ母材が変形し、ネックダウンの径が太くなったことを示している。その結果、光ファイバが徐冷され、領域Bでも仮想温度Tの減少に起因するブリルアン周波数シフト量の長手方向分布νB(z)に明確な減少ピークが生じた。 In the area A of FIG. 7, the drawing temperature is a main production parameter, the temperature is reduced from 2150 ° C. to 1850 ° C., and the drawing speed, the base material feed speed, and the drawing tension are only finely adjusted to control the outer diameter. It was. As a result, in the region A, a clear decrease peak occurred in the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount due to the decrease in the fictive temperature Tf . On the other hand, in the region B, when the drawing speed, the drawing temperature, and the drawing tension were substantially fixed, it was necessary to reduce the feed rate of the optical fiber preform from the initial value to about 1/10 in order to maintain the outer diameter. . This indicates that the optical fiber preform is deformed and the neck-down diameter is increased. As a result, the optical fiber was gradually cooled, and even in the region B, a clear decrease peak occurred in the longitudinal distribution νB (z) of the Brillouin frequency shift amount due to the decrease in the fictive temperature Tf .

本発明によって、光ファイバの損失の主要因であるRayleigh散乱と密接な関係を持つ仮想温度の長手方向分布T(z)を高い精度で評価でき、仮想温度TとRayleigh散乱損失を低減するための、最適な光ファイバの作製条件の割り出しを容易に実現することができる。 According to the present invention, it is possible to evaluate the longitudinal distribution T f (z) of the fictive temperature closely related to Rayleigh scattering, which is the main cause of optical fiber loss, with high accuracy, and to reduce the fictive temperature T f and the Rayleigh scattering loss. Therefore, it is possible to easily determine the optimum optical fiber manufacturing conditions.

本発明は、上記実施形態の記載そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。   The present invention is not limited to the description of the above embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. You may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明は、情報通信産業、特に、光ファイバの製造に有用な技術である。   The present invention is a technology useful in the information and communication industry, particularly in the manufacture of optical fibers.

Claims (6)

所定のコア径を有しかつ同一の構造と同一のガラス組成分布を持ちかつ仮想温度T の異なる複数本の仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν (z)を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、
仮想温度T ごとの前記仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量の長手方向分布ν(z)に基づいて、前記仮想温度調整光ファイバのブリルアン周波数シフト量ν 及び仮想温度T の間に成立する実験式:T (z)=g(ν )を決定する実験式導出ステップと、
前記実験式:T (z)=g(ν )に基づいて、前記所定のコア径を有しかつ前記仮想温度調整光ファイバと同一の構造と同一のガラス組成分布を持つ被測定光ファイバの仮想温度の長手方向分布T(z)を算出する仮想温度測定ステップと、
を順に実行することを特徴とする光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。
Measurement of longitudinal distribution ν B (z) of Brillouin frequency shift amounts of a plurality of virtual temperature-adjusting optical fibers having a predetermined core diameter, the same structure and the same glass composition distribution, and different virtual temperatures T f A Brillouin frequency shift measurement step to perform,
Based on the virtual temperature T longitudinal distribution of the Brillouin frequency shift amount of the fictive temperature adjusting optical fiber each f ν B (z), between the virtual temperature adjustment Brillouin frequency shift amount of the optical fiber [nu B and the virtual temperature T f An empirical formula derivation step that determines T f (z) = g (ν B )
Based on the empirical formula: T f (z) = g (ν B ), an optical fiber to be measured having the predetermined core diameter and the same structure and the same glass composition distribution as the virtual temperature control optical fiber A virtual temperature measuring step for calculating a longitudinal distribution T f (z) of the virtual temperature of
Evaluation of the longitudinal distribution of the fictive temperature of the optical fiber to be sequentially executed to said Rukoto a.
前記仮想温度調整光ファイバは、光ファイバを保持温度Tで保持した後、急冷することによって、保持温度Tを仮想温度Tに調整した光ファイバであ
ことを特徴とする請求項に記載の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。
Claim wherein the virtual temperature adjustment optical fiber, after holding the optical fiber at a holding temperature T a, by quenching, characterized in that the holding temperature T a Ru optical fiber der adjusted to the virtual temperature T f of The evaluation method of longitudinal direction distribution of fictive temperature of the optical fiber of 1 .
前記複数本の仮想温度調整光ファイバは、作製パラメータが異なり、The plurality of virtual temperature control optical fibers have different production parameters,
前記仮想温度調整光ファイバの仮想温度TVirtual temperature T of the virtual temperature adjusting optical fiber f を測定する調整仮想温度測定ステップを前記実験式導出ステップの前に実行するThe adjustment virtual temperature measurement step for measuring
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。The evaluation method of the longitudinal distribution of the fictive temperature of the optical fiber according to claim 1 or 2.
光ファイバの線引き時の作製パラメータの値を時間的に変化させることにより前記仮想温度調整光ファイバを作製する光ファイバ作製ステップを前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップの前に実行す
ことを特徴とする請求項に記載の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。
And wherein the that perform optical fiber fabrication step of making the virtual temperature adjusting optical fiber by Rukoto changing the value of the fabrication parameters during drawing of the optical fiber temporally before the Brillouin frequency shift amount measuring step The evaluation method of the longitudinal direction distribution of the fictive temperature of the optical fiber according to claim 3 .
前記仮想温度測定ステップで測定された仮想温度の長手方向分布T(z)から任意の仮想温度Tを得られる前記作製パラメータの値を決定する作製パラメータ数値決定ステップを前記仮想温度測定ステップの後に実行す
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。
Longitudinal distribution T f value produced parameter numerology the fictive temperature measuring step determining the said manufacturing parameters from (z) obtained any fictive temperature T f of the virtual temperature measuring virtual temperature measured in step evaluation of the longitudinal distribution of the fictive temperature of the optical fiber according to claim 3 or 4, characterized in that to run after.
前記作製パラメータが、光ファイバの線引き時における光ファイバの線引き速度、光ファイバ母材の線引き温度、光ファイバ母材の送り速度、光ファイバの線引き張力及び光ファイバ母材のネックダウン長のいずれかである
ことを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法。
The production parameter is any of the drawing speed of the optical fiber, the drawing temperature of the optical fiber preform, the feeding speed of the optical fiber preform, the drawing tension of the optical fiber, and the neckdown length of the optical fiber preform when drawing the optical fiber. The evaluation method of the longitudinal distribution of the fictive temperature of the optical fiber according to any one of claims 3 to 5, wherein:
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