(57)【要約】【課題】耐水素特性が優れたアルカリ金属元素添加コア光ファイバ、および、このような光ファイバを製造することができる方法を提供する。【解決手段】本発明の光ファイバ製造方法は、アルカリ金属元素が添加されたコアを有する石英ガラス系の光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、この光ファイバ母材を線引して光ファイバを作製する線引工程と、この光ファイバを重水素ガス雰囲気に曝露する曝露工程とを備えて、アルカリ金属元素添加コア光ファイバを製造する。曝露工程では、温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気に（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上の条件で光ファイバを曝露する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を線引して、平均濃度０.５原子ｐｐｍ以上のアルカリ金属元素を含むコア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバを作製する線引工程と、
温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気に（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上の条件で前記光ファイバを曝露する曝露工程と、
を備えることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記曝露工程において重水素ガス分圧を５ｋＰａ以下とする
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記曝露工程において温度を８０℃以下とする
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項４】
前記曝露工程において曝露時間を２００時間以下とする
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項５】
コア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバであって、
前記コア領域におけるアルカリ金属元素の濃度の平均値が０.５原子ｐｐｍ以上であり、
温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気に（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上の条件で曝露されており、
温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って放置したときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項６】
前記コア領域における塩素元素の濃度の平均値が１,０００原子ｐｐｍ以上である
ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記コア領域におけるフッ素元素の濃度の最大値が２００原子ｐｐｍ以上である
ことを特徴とする請求項５または６に記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記コア領域における遷移金属元素および典型金属元素の濃度が０.５原子ｐｐｍ未満である
ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記コア領域に添加されているアルカリ金属元素がカリウムである
ことを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１８０ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜９の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
前記コア領域に添加されているアルカリ金属元素の濃度の平均値が１００原子ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜１０の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長範囲１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜１１の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１３】
温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長範囲１５６０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜１２の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１４】
温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長１３８０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.０１ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜１３の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１５】
温度８０℃で分圧１０１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に２０時間に亘って放置したときの波長１３８０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.２ｄＢ／ｋｍ以下である
ことを特徴とする請求項５〜１４の何れか１項に記載の光ファイバ。
【請求項１６】
コア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバであって、
前記コア領域におけるアルカリ金属元素の濃度の平均値が０.５原子ｐｐｍ〜１００原子ｐｐｍであり、
前記コア領域における塩素元素の濃度の平均値が１,０００原子ｐｐｍ以上であり、
前記コア領域における遷移金属元素および典型金属元素の濃度が０.５原子ｐｐｍ未満であり、
温度４０℃〜８０℃で分圧１ｋＰａ〜５ｋＰａの重水素ガスを含む雰囲気に曝露時間２０時間〜２００時間の条件で曝露されており、
波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１８０ｄＢ／ｋｍ以下であり、
温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ製造方法および光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屈折率増加の為の添加物であるＧｅＯ２を含む石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ（例えばＩＴＵ-Ｔ Ｇ.６５２規格に準拠する光ファイバ。以下「ＧｅＯ２添加コア光ファイバ」という。）と比較すると、屈折率増加の為の添加物（ＧｅＯ２，Ａｌ２Ｏ３等）を含まず実質的に純石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ（以下「純石英コア光ファイバ」という。）は、伝送損失が低く、耐水素特性や耐放射線特性などの長期信頼性が良好であるとされている（非特許文献１を参照）。ＧｅＯ２添加コア光ファイバは、耐水素特性を改善する目的で、一定条件で重水素ガス（Ｄ２）に曝露することがある（特許文献１を参照）。これに対して、純石英コア光ファイバは、耐水素特性が良好であるので、重水素ガスへの曝露は一般的には必要がない。
【０００３】
屈折率増加の為の添加物を含まず５００ｐｐｍ以下の微量のアルカリ金属元素（例えばＮａやＫ等）を含む石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ（以下「アルカリ金属元素添加コア光ファイバ」という。）が知られている（特許文献２〜１０を参照）。光ファイバ母材のコア部にアルカリ金属元素が添加されていると、光ファイバ母材を線引するときにコア部の粘性を下げることができ、石英ガラスのネットワーク構造の緩和が進行するため、アルカリ金属元素添加コア光ファイバの伝送損失を低減することが可能であると言われている。このようなアルカリ金属元素添加コア光ファイバのコアは、アルカリ金属元素の添加量だけでなくＣｌ、Ｆなどのハロゲン元素の添加量も微量である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６１３５１号公報
【特許文献２】特表２００５−５３７２１０号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１３０５３０号明細書
【特許文献４】特表２００７−５０４０８０号公報
【特許文献５】特表２００８−５３６１９０号公報
【特許文献６】特表２０１０−５０１８９４号公報
【特許文献７】特表２００９−５４１７９６号公報
【特許文献８】特表２０１０−５２６７４９号公報
【特許文献９】国際公開第９８／００２３８９号
【特許文献１０】米国特許第５１４６５３４号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Y. Chigusa, et al., JOURNAL OFLIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.23, NO.11, pp.3541-3550, 2005.
【非特許文献２】M. Kuwazuru, et al., JOURNAL OFLIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.6, NO.2, pp.218-225, 1988.
【非特許文献３】K. Noguchi, et al., JOURNAL OFLIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.3, NO.2, pp.236-243, 1985.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルカリ金属元素添加コア光ファイバは、伝送損失の低減が可能であるが、ＳｉＯ２を主成分とする石英ガラスネットワーク中での移動度が比較的大きなアルカリ金属元素が添加されているので、石英ガラスネットワークが切断されやすく、例えば非架橋酸素中心等の点欠陥が発生し易い。したがって、アルカリ金属元素添加コア光ファイバは、純石英コア光ファイバと比べて耐水素特性が劣化する場合がある。
【０００７】
なお、耐水素特性とは、水素分子に対する光ファイバの伝送損失の安定性を表すものであって、光ファイバの長期信頼性の項目の一つである。光ファイバ敷設後に数年以上の長期間をかけて、ガラス部の周りの被覆材や光ファイバ中の金属等から発生する水素ガスが、光ファイバのガラス部に徐々に浸透して反応し、ＯＨ基や点欠陥が発生し、伝送損失が増加する場合がある。そこで、加速試験として、製造した光ファイバと水素との反応性について温度・水素分圧・時間に対する各依存性を調査することによって、光ファイバの使用環境下における耐用年数での水素との反応による伝送損失の増加を推定することが可能であることが知られている。
【０００８】
本発明者は、更に、アルカリ金属元素添加コア光ファイバでは波長１５００ｎｍ帯から長波長側にかけて徐々に漸増する新たな伝送損失増加が発生することを見出した。このように、アルカリ金属元素添加コア光ファイバにおいて、長期信頼性の一つである耐水素特性が劣化する可能性があるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、耐水素特性が優れたアルカリ金属元素添加コア光ファイバ、および、このような光ファイバを製造することができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光ファイバ製造方法は、(1) 光ファイバ母材を線引して、平均濃度０.５原子ｐｐｍ以上のアルカリ金属元素を含むコア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバを作製する線引工程と、(2) 温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気に（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上の条件で光ファイバを曝露する曝露工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光ファイバ製造方法は、曝露工程において重水素ガス分圧を５ｋＰａ以下とするのが好適である。曝露工程において温度を８０℃以下とするのが好適である。また、曝露工程において曝露時間を２００時間以下とするのが好適である。
【００１２】
本発明の光ファイバは、コア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバであって、コア領域におけるアルカリ金属元素の濃度の平均値が０.５原子ｐｐｍ以上であり、温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気に（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上の条件で曝露されており、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って放置したときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光ファイバは、コア領域における塩素元素の濃度の平均値が１,０００原子ｐｐｍ以上であるのが好適である。コア領域におけるフッ素元素の濃度の最大値が２００原子ｐｐｍ以上であるのが好適である。コア領域における遷移金属元素および典型金属元素の濃度が０.５原子ｐｐｍ未満であるのが好適である。コア領域に添加されているアルカリ金属元素がカリウムであるのが好適である。波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１８０ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。また、コア領域に添加されているアルカリ金属元素の濃度の平均値が１００原子ｐｐｍ以下であるのが好適である。
【００１４】
本発明の光ファイバは、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長範囲１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長範囲１５６０ｎｍ〜１６２０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長１３８０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.０１ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。また、温度８０℃で分圧１０１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に２０時間に亘って放置したときの波長１３８０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.２ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。
【００１５】
本発明の光ファイバは、コア領域と該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する石英ガラス系の光ファイバであって、コア領域におけるアルカリ金属元素の濃度の平均値が０.５原子ｐｐｍ〜１００原子ｐｐｍであり、コア領域における塩素元素の濃度の平均値が１,０００原子ｐｐｍ以上であり、コア領域における遷移金属元素および典型金属元素の濃度が０.５原子ｐｐｍ未満であり、温度４０℃〜８０℃で分圧１ｋＰａ〜５ｋＰａの重水素ガスを含む雰囲気に曝露時間２０時間〜２００時間の条件で曝露されており、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.１８０ｄＢ／ｋｍ以下であり、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って曝露したときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、耐水素特性が優れたアルカリ金属元素添加コア光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光ファイバ母材作製時の熱拡散工程を説明する図である。
【図２】曝露工程の有無に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。
【図３】曝露工程の重水素ガス分圧に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。
【図４】曝露工程の処理温度に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。
【図５】曝露工程の処理時間に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
本実施形態の光ファイバ製造方法は、アルカリ金属元素が添加されたコアを有する石英ガラス系の光ファイバ母材を作製する母材作製工程と、この光ファイバ母材を線引して光ファイバを作製する線引工程と、この光ファイバを重水素ガス雰囲気に曝露する曝露工程とを備えて、アルカリ金属元素添加コア光ファイバを製造する。
【００２０】
母材作製工程では以下のようにして光ファイバ母材が作製される。なお、以下に説明する光ファイバ母材作製時の諸条件は一例である。図１は、光ファイバ母材作製時の熱拡散工程を説明する図である。
【００２１】
初めに石英系ガラスパイプ１が用意される。この石英系ガラスパイプ１は、１００原子ｐｐｍのＣｌ元素と６,０００原子ｐｐｍのＦ元素とを含み、その他の添加剤の濃度が検出下限界（１ｐｐｍ程度）以下であり、外直径が３２ｍｍであり、内直径が１５ｍｍである。このガラスパイプ１の一端にハンドリングガラスパイプ５を接続し、このハンドリングガラスパイプ５の一部を原料溜めとして使用し、その原料溜めにアルカリ金属塩原料（ＫＢｒ）３を設置する。なお、ガラスパイプ１の一部を原料溜めとして使用してもよい。
【００２２】
熱拡散工程に先立つ乾燥工程では、キャリアガスとして３ＳＬＭ（標準状態に換算して３Ｌ／分）の乾燥窒素（露点が−７６℃以下）を原料溜めに導入しながら、外部熱源（電気炉）２によって原料溜めの外部を温度５００℃に加熱した状態を３０分間維持することで、原料溜めのアルカリ金属塩原料３を乾燥する。乾燥工程における温度は、２７０℃以上で、原料アルカリ金属塩の融点未満、好ましくは５５０℃以下である。
【００２３】
この乾燥工程の後の熱拡散工程では、原料溜めの温度を８６０℃に調整し、キャリアガスとして１ＳＬＭの乾燥酸素を原料溜め及びガラスパイプ１に導入しながら、ガラスパイプ１の外表面が温度２０００℃になるように外部熱源（酸水素バーナ）４により加熱する。このとき、酸水素バーナを３０ｍｍ／ｍｉｎの速さで移動させ、これを合計１５回実施することで、カリウムをガラスパイプ内表面に拡散させる。このアルカリ金属元素を拡散したガラスパイプ１を酸水素バーナ４により加熱しながら内径が４ｍｍ直径程度になるように縮径する。
【００２４】
この縮径工程の後、ガス供給部からＳＦ６およびＣｌ２をガラスパイプ１に供給しながら、ガラスパイプ１を酸水素バーナ４で温度２０００℃に加熱することで、内表面が５ｍｍ直径程度となるまでガラスパイプ１の内表面の気相エッチングを実施する。
【００２５】
このエッチング工程の後、アルカリ金属元素が添加されたガラスパイプ１を、パイプ内の内圧が絶対圧力で１００ｋＰａ程度になるように排気しながら、酸水素バーナ４で温度１４００℃程度になるように加熱することで、中実化を実施して、外直径が２５ｍｍ程度のアルカリ金属添加ガラスロッドを得る。
【００２６】
この中実化工程の後、ガラスロッドの外部をＯＨ基がなくなるまで十分に（具体的には、外直径が中実化後の７０％程度以下になるまで）研削して、これを第一コアロッドとする。この第一コアロッドの外側に、第一コアロッドの径の３倍程度の径の第二コアを設ける。第二コアロッドは、Ｃｌが平均で６,０００ｐｐｍ添加され、その他の添加剤が１ｐｐｍ以下であるような石英系ガラスからなる。
【００２７】
第一コアおよび第二コアをあわせてコア部とし、さらにその外側に第一クラッド部となるＦ元素が添加された石英系ガラスを合成する。第二コア部と第一クラッド部との相対比屈折率差は最大で０.３３％程度である。さらに、その外側に、第二コア部との相対比屈折率差が０.２３％程度であるＦが添加された石英系ガラスを第二クラッド部として合成して、これを光ファイバ母材とする。
【００２８】
光ファイバ母材のコアは、アルカリ金属および塩素元素を平均１０００原子ｐｐｍ以上を含むが、その他のＧｅ、Ａｌ、ＰやＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕといった遷移金属などを実質的に含まない（０.５原子ｐｐｍ以下である）ことが望ましい。また、光ファイバ母材のコアは、フッ素原子を含んで良い。このとき、コア中におけるフッ素元素の最大濃度は２００原子ｐｐｍ以下であることが望ましい。このようにすることで。光ファイバの伝送損失を０.１８ｄＢ／ｋｍ以下に低くすることが可能である。
【００２９】
また、この場合、光ファイバ母材のクラッド部としてはＦが添加された石英系ガラスを用いて、クラッド部の屈折率をコア部の平均屈折率より低くすることが望ましい。また、光ファイバ母材のコアは、ピーク値で５００原子ｐｐｍ以上の濃度のアルカリ金属元素を含むと良い。この光ファイバ母材を用いて製造される光ファイバの波長１５５０ｎｍでの伝送損失を０.１７ｄＢ／ｋｍに低くすることが可能である。
【００３０】
線引工程では、この光ファイバ母材を線引きすることで光ファイバを作製する。この光ファイバは、平均濃度０.５原子ｐｐｍ以上のアルカリ金属元素（カリウム）を含むコア領域と、該コア領域を取り囲むクラッド領域とを有する。この光ファイバの諸特性は以下のとおりである。
【００３１】
カリウム添加濃度（コア中の平均値）は０.５原子ｐｐｍ〜１００原子ｐｐｍ程度である。伝送損失（波長１３００ｎｍ）は０.２８５〜０.３００ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失（波長１５５０ｎｍ）は０.１５５〜０.１６５ｄＢ／ｋｍである。波長分散（波長１５５０ｎｍ）は＋２０.０〜＋２１.５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープ（波長１５５０ｎｍ）は＋０.０５５〜＋０.０６５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。実効断面積（波長１５５０ｎｍ）は１２５〜１４５μｍ２であり、モードフィールド径（波長１５５０ｎｍ）は１２〜１４μｍである。ファイバカットオフ波長（２ｍ）は１４００〜１６００ｎｍであり、ケーブルカットオフ波長（２２ｍ）は１３００〜１５００ｎｍである。偏波モード分散（Ｃ，Ｌバンド）は０.００１〜０.１５ｐｓ／√ｋｍであり、非線形屈折率（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）ｎ２は２.１〜２.２×１０−２０ｍ２／Ｗであり、非線形係数（波長１５５０ｎｍ、ランダム偏波状態）は０.６〜０.７（Ｗ・ｋｍ）−１である。このように低伝送損失の光ファイバが得られる。
【００３２】
光ファイバの構造および特性は例えば下記のようなものである。光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失は、０.１８０ｄＢ／ｋｍ以下に低い方が望ましく、更に望ましくは０.１７０ｄＢ／ｋｍ以下、更には０.１６０ｄＢ／ｋｍ以下であると良い。実効断面積は、波長１５５０ｎｍで７０〜１６０μｍ２程度であって良い。波長１５５０ｎｍにおける波長分散は、＋１５〜＋２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって良い。零分散波長は１２５０ｎｍ以上１３５０ｎｍ以下であってよい。分散スロープは、波長１５５０ｎｍにおいて＋０.０５〜＋０.０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであってよい。波長１３８０ｎｍにおける伝送損失は、０.８ｄＢ／ｋｍ以下に低い方が好ましく、０.４ｄＢ／ｋｍ以下であると更に良く、また、０.３ｄＢ／ｋｍ以下であると最も好ましい。
【００３３】
波長１５５０ｎｍ帯における偏波モード分散は、０.２ｐｓ／√ｋｍ以下であって良い。ケーブルカットオフ波長は、１５３０ｎｍ以下であると良く、ラマン増幅に用いるポンプ波長となる１４５０ｎｍ以下であると更に良く、また、標準的なシングルモードファイバと同様に１２６０ｎｍ以下であってもよい。コア部の直径は５〜１５μｍ程度であり、コア部とクラッド部の相対屈折率差（（コア部屈折率−クラッド部屈折率）／コア部屈折率）は０.１〜０.７％程度である。光ファイバのガラス部の外周の直径は１１０〜１５０μｍ程度であってよく、樹脂によって被覆された光ファイバの外周の直径は２００〜３００μｍ程度であると良い。
【００３４】
このような光ファイバは、特に長距離光通信の光伝送システムの光伝送路として好適に用いられる。
【００３５】
曝露工程では、この光ファイバを重水素ガス雰囲気に曝露する。この曝露工程の際の条件として、温度２０℃以上の重水素ガスを含む雰囲気とし、（重水素ガス分圧）×（曝露時間）が５０kPa・hour以上とする。より好ましい曝露条件として、重水素ガス分圧を５ｋＰａ以下、温度を８０℃以下、または、曝露時間を２００時間以下とする。曝露工程を経た結果、光ファイバは、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間に亘って放置したときの波長１５５０ｎｍにおける伝送損失の増加が０.００３ｄＢ／ｋｍ以下となる。このように、耐水素特性が優れたアルカリ金属元素添加コア光ファイバを製造することができる。
【００３６】
以下では、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間（３０日間）に亘って光ファイバを放置したときの伝送損失増加量を、単に「伝送損失増加量」という。曝露工程の有無、曝露工程の重水素ガス分圧、曝露工程の処理温度および曝露工程の処理時間それぞれに関して、アルカリ金属元素としてＫを含むコアを有する光ファイバの伝送損失増加量を評価する為に行った実験の結果を説明する。
【００３７】
曝露工程の有無に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価の手順および結果は以下のとおりである。
(1) 濃度２原子ｐｐｍのＫを含むコアを有する長さ７ｋｍの光ファイバを２本準備した。
(2) 一方の光ファイバについては、重水素ガス分圧２ｋＰａ，処理温度４０℃および処理時間９６時間の曝露工程を行い、その後、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている重水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。他方の光ファイバについては、曝露工程を行わなかった。
(3) これら２本の光ファイバそれぞれの伝送損失（初期伝送損失）を測定した。
(4) これら２本の光ファイバについて、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間（３０日間）に亘って放置し、その後、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(5) これら２本の光ファイバそれぞれの伝送損失（水素処理後伝送損失）を測定した。
(6) これら２本の光ファイバそれぞれについて水素処理後伝送損失から初期伝送損失を差し引くことで伝送損失増加量を求めた。
【００３８】
図２は、曝露工程の有無に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。同図には、波長１５５０ｎｍでの伝送損失増加量、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍでの伝送損失増加量の最大値、波長帯域１５６０ｎｍ〜１６２０ｎｍでの伝送損失増加量の最大値、および、波長１３８０ｎｍでの伝送損失増加量、それぞれが示されている。何れの波長においても、曝露工程を行った光ファイバの方が伝送損失増加量は小さかった。
【００３９】
曝露工程の重水素ガス分圧に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価の方法および結果は以下のとおりである。
(1) 濃度０.５原子ｐｐｍのＫを含むコアを有する長さ７ｋｍの光ファイバを５本準備した。
(2) これら５本の光ファイバについて曝露工程を行った。曝露工程の重水素ガス分圧を各々１、２、４、６、１０ｋＰａとした。曝露工程の処理温度を共通の４０℃とした。曝露工程の処理時間を共通の９６時間とした。曝露工程の後、これら５本の光ファイバについて、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている重水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(3) これら５本の光ファイバそれぞれの伝送損失（初期伝送損失）を測定した。
(4) これら５本の光ファイバについて、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間（３０日間）に亘って放置し、その後、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(5) これら５本の光ファイバそれぞれの伝送損失（水素処理後伝送損失）を測定した。
(6) これら５本の光ファイバそれぞれについて水素処理後伝送損失から初期伝送損失を差し引くことで伝送損失増加量を求めた。
【００４０】
図３は、曝露工程の重水素ガス分圧に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。同図から、重水素ガス分圧が２ｋＰａ以上であれば伝送損失増加量を十分に小さく抑えることができることが判る。なお、重水素ガスの爆発下限界は５ｋＰａであるので、この観点からは、重水素ガス分圧は５ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００４１】
曝露工程の処理温度に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価の方法および結果は以下のとおりである。
(1) 濃度２０原子ｐｐｍのＫを含むコアを有する長さ７ｋｍの光ファイバを５本準備した。
(2) これら５本の光ファイバについて曝露工程を行った。曝露工程の重水素ガス分圧を共通の２ｋＰａとした。曝露工程の処理温度を各々１０、２０、４０、６０、８０℃とした。曝露工程の処理時間を共通の９６時間とした。曝露工程の後、これら５本の光ファイバについて、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている重水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(3) これら５本の光ファイバそれぞれの伝送損失（初期伝送損失）を測定した。
(4) これら５本の光ファイバについて、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間（３０日間）に亘って放置し、その後、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(5) これら５本の光ファイバそれぞれの伝送損失（水素処理後伝送損失）を測定した。
(6) これら５本の光ファイバそれぞれについて水素処理後伝送損失から初期伝送損失を差し引くことで伝送損失増加量を求めた。
【００４２】
図４は、曝露工程の処理温度に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。同図から、処理温度が２０℃以上（好ましくは４０℃以上）であれば伝送損失増加量を十分に小さく抑えることができることが判る。なお、処理温度を８０℃まで上げると、光ファイバの被覆が劣化して光ファイバの曲げ損失が悪化する恐れがあるので、この観点からは、処理温度は８０℃以下であることが好ましい。
【００４３】
曝露工程の処理時間に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価の方法および結果は以下のとおりである。
(1) 濃度５原子ｐｐｍのＫを含むコアを有する長さ７ｋｍの光ファイバを６本準備した。
(2) これら６本の光ファイバについて曝露工程を行った。曝露工程の重水素ガス分圧を共通の２ｋＰａとした。曝露工程の処理温度を共通の４０℃とした。曝露工程の処理時間を各々１２、２４、４８、７２、９６、１２０時間とした。曝露工程の後、これら６本の光ファイバについて、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている重水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(3) これら６本の光ファイバそれぞれの伝送損失（初期伝送損失）を測定した。
(4) これら６本の光ファイバについて、温度２５℃で分圧１ｋＰａの水素ガスを含む雰囲気に７２０時間（３０日間）に亘って放置し、その後、ガラスと反応せずに分子としてガラス中に残っている水素を取り除くために、２週間以上に亘って室温で大気中に放置した。
(5) これら６本の光ファイバそれぞれの伝送損失（水素処理後伝送損失）を測定した。
(6) これら６本の光ファイバそれぞれについて水素処理後伝送損失から初期伝送損失を差し引くことで伝送損失増加量を求めた。
【００４４】
図５は、曝露工程の処理時間に関する光ファイバの伝送損失増加量の評価結果を纏めた図表である。同図から、処理時間が２４時間以上（好ましくは７２時間以上）であれば伝送損失増加量を十分に小さく抑えることができることが判る。なお、長時間にわたる曝露工程は光ファイバの生産性を下げるので、処理時間は２００時間以下であることが望ましい。
【符号の説明】
【００４５】
１…ガラスパイプ、２…熱源、３…アルカリ金属原料、４…外部熱源、５…ハンドリングガラスパイプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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