(57)【要約】【課題】  光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法及び該保証方法で保証された光ファイバの提供。【解決手段】  ケーブル化前の光ファイバの複屈折率を測定し、その測定値が予め設定した基準値を下回った光ファイバのみを選別することによって、ケーブル化後の伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化の発生確率を抑制することを特徴とする光ファイバの品質保証方法。【選択図】  図１
2006133277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル化前の光ファイバの複屈折率を測定し、その測定値が予め設定した基準値を下回った光ファイバのみを選別することによって、ケーブル化後の伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化の発生確率を抑制することを特徴とする光ファイバの品質保証方法。
【請求項２】
光ファイバの長手方向に沿って複屈折率の分布を測定することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの品質保証方法。
【請求項３】
光ファイバの複屈折率を偏波ＯＴＤＲを用いて測定する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品質保証方法。
【請求項４】
複屈折率の基準値が２×１０−７以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。
【請求項５】
複屈折率の基準値が８×１０−８以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。
【請求項６】
複屈折率の基準値が３×１０−８以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値が表示された光ファイバ。
【請求項８】
ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、複屈折率の値が２×１０−７以下であることを特徴とする光ファイバ。
【請求項９】
ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、その伝送路の、偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐために、ケーブル化前の光ファイバの状態で複屈折率が測定され、必要な伝送品質に対応してその測定された複屈折率の値で選別されていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
長手方向に複屈折率が測定されて、全長において所望の複屈折率値以下であることを保証されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
複屈折率の測定方法が偏波ＯＴＤＲであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項１２】
複屈折率の値が８×１０−８以下であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項１３】
複屈折率の値が３×１０−８以下であることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ。
【請求項１４】
複屈折率の測定時に、光ファイバの曲げ半径Ｒが、次式
【数１】
2006133277.tif 000009
（式中、ｎは光ファイバの屈折率、ｐ１１及びｐ１２はポッケルス係数、νはポアソン比、ｒは光ファイバ半径をそれぞれ表す。）
の関係となる曲げ半径で測定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。
【請求項１５】
複屈折率の値を請求項１〜３，１４のいずれかに記載の方法で保証されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１６】
複屈折率の値を請求項１〜３，１４，１５のいずれかに記載の方法で値付けされていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項１７】
請求項７〜１３，１５，１６のいずれかに記載の光ファイバを用いて作製された光ケーブル。
【請求項１８】
光ファイバが２本以上束ねられている請求項１７に記載の光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路等に用いられる光ファイバに関し、伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐための光ファイバの品質保証方法及び該方法により品質保証した光ファイバと該光ファイバを用いて作製された光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送路等に用いられる光ファイバにおいて、分散は信号パルス波形の歪みを誘起するため、伝送品質上重要な特性である。
分散の一つとして、偏波モード分散がある。光通信の伝送速度が上がるにつれて、その伝送路の伝送速度限界を決定する要因として、この偏波モード分散がクローズアップされてきている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】Ｆ．Ｋａｐｒｏｎ，ｅｔ．ａｌ．，ＮＦＯＥＣ  ’９６，ｐｐ．７５７−７６８，１９９６
【非特許文献２】岡本、“光ファイバ通信の基礎  第３回  光ファイバの分散の諸要因”、ＯｐｌｕｓＥ，ｐｐ．７０６−７１４，１９９９年６月
【非特許文献３】谷川ら、２００４年信学総大，Ｂ−１０−３７，２００４
【非特許文献４】Ｍ．Ｗｕｉｌｐａｒｔ  ｅｔ．ａｌ．，ＥＣＯＣ２００２，ＰＭＤ／ＰＤＬ  ９．３．３，２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、偏波モード分散は、外的環境（温度、側圧、曲がり等）によって変動するものであり、ファイバメーカが出荷時に偏波モード分散を測定して一定の規格を満足するものとして納品しても、ケーブルメーカがそのファイバを用いてケーブル化したときに、外的環境の変化の影響で偏波モード結合の値が変化してしまい、偏波モード分散が大きくなってしまい、結果として意図していたルートの伝送路として使用できなくなる可能性がある。
【０００４】
また、ケーブルの構造や製造の巧拙によっても、偏波モード分散が変化するので、その変化がケーブル化によるものなのか、前述の外的環境の影響なのか判断がつかず、ファイバメーカとケーブルメーカ、敷設メーカでの責任分岐ができないという問題もあった。
【０００５】
このように、偏波モード分散を光ファイバの品質保証値とすることには様々な問題が生じており、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法が必要である。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法及び該保証方法で保証された光ファイバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、ケーブル化前の光ファイバの複屈折率を測定し、その測定値が予め設定した基準値を下回った光ファイバのみを選別することによって、ケーブル化後の伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化の発生確率を抑制することを特徴とする光ファイバの品質保証方法を提供する。
【０００８】
本発明の光ファイバの品質保証方法において、光ファイバの長手方向に沿って複屈折率の分布を測定することが好ましい。
【０００９】
本発明の光ファイバの品質保証方法において、光ファイバの複屈折率を偏波ＯＴＤＲを用いて測定することが好ましい。
【００１０】
本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が２×１０−７以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が８×１０−８以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が３×１０−８以下であることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値が表示された光ファイバを提供する。
【００１４】
また本発明は、ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、複屈折率の値が２×１０−７以下であることを特徴とする光ファイバを提供する。
【００１５】
前記光ファイバにおいて、ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、その伝送路の、偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐために、ケーブル化前の光ファイバの状態で複屈折率が測定され、必要な伝送品質に対応してその測定された複屈折率の値で選別されていることが好ましい。
【００１６】
前記光ファイバにおいて、長手方向に複屈折率が測定されて、全長において所望の複屈折率値以下であることを保証されていることが好ましい。
【００１７】
前記光ファイバにおいて、複屈折率の測定方法が偏波ＯＴＤＲであることが好ましい。
【００１８】
前記光ファイバにおいて、複屈折率の値が８×１０−８以下であることが好ましい。
【００１９】
前記光ファイバにおいて、複屈折率の値が３×１０−８以下であることが好ましい。
【００２０】
前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の測定時に、光ファイバの曲げ半径Ｒが、次式
【００２１】
【数１】
2006133277.tif 000003
【００２２】
（式中、ｎは光ファイバの屈折率、ｐ１１及びｐ１２はポッケルス係数、νはポアソン比、ｒは光ファイバ半径をそれぞれ表す。）
の関係となる曲げ半径で測定されることが好ましい。
【００２３】
また本発明は、複屈折率の値を前記品質保証方法で保証されていることを特徴とする光ファイバを提供する。
【００２４】
また本発明は、複屈折率の値を前記品質保証方法で値付けされていることを特徴とする光ファイバを提供する。
【００２５】
また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いて作製された光ケーブルを提供する。
【００２６】
前記光ケーブルにおいて、光ファイバが２本以上束ねられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法及び該保証方法で保証された光ファイバを提供できる。
また、本発明の品質保証方法で保証された光ファイバを用いて光ケーブルを作製することで、品質の高い高速通信が可能な伝送路が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図３は、光伝送用で通常に用いられる非偏波保持型の光ファイバ、例えばシングルモードファイバの一例を示す端面図である。この光ファイバは、中心のコア１と、該コア１を囲むクラッド２とから構成されている。
偏波モード分散は、光ファイバのコア形状の非真円性やコアに生じる応力の非真円性等に起因し、光ファイバ中を伝搬する２つの固有偏波間で伝搬速度が異なってしまう（群速度差を生じる）ことによって起こる分散である。
【００２９】
光伝送用で用いられるような、非偏波保持型の光ファイバでは、偏波モード分散を決めるパラメータは３つあり、それぞれ、光ファイバの局所的な複屈折率の大きさ、複屈折率軸の方向の変動（回転）の指標である偏波モード結合定数、及び光ファイバ（伝送路）の長さである。
【００３０】
実用的な範囲で近似的には、伝送用で用いられるような非偏波保持型の光ファイバでは、これら３つのパラメータを用いて偏波モード分散（ＰＭＤ）を次式（１）のように表すことができる。
【００３１】
【数２】
2006133277.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｂは複屈折率、Ｃは光速、Ｌは条長、ｈはモード結合定数をそれぞれ表している。
より正確には、偏波モード分散は、次式（２）
【００３３】
【数３】
2006133277.tif 000005
【００３４】
で表されるが、波長依存項（λは光波長を表す。）はＢに比べて影響が小さい（数％程度）ので、この項を無視しても実用上は大きな問題は無い。以下の記載では、理解を容易にするために式（１）を用いて説明する。
【００３５】
複屈折率は、ファイバ自体の持つ複屈折率と、曲がりや側圧等によって外部から与えられた応力による複屈折率との大別して２つの要因に分解できる。
モード結合は、ファイバ自体の持つ複屈折率と外部から与えられた応力による複屈折率の方向のずれや、ファイバのねじれ等によって生じる、主として外部起因の特性である。これを定量化したのが、モード結合定数である（非特許文献２参照）。
【００３６】
最後の伝送路長については、実際の敷設状況で変化するので、光ファイバの設計段階では調整する指標たり得ず、光ファイバ設計時に、できるだけ長い距離で使えることを目指す、いわば指標性能である。故にこのパラメータの説明は特にしない。
【００３７】
ここで、光ファイバのケーブル化前とケーブル化後の偏波モード分散を考えてみると、ケーブル化前の素線とケーブル化後の素線では、ファイバ自体の持つ複屈折率は変わらないが、外的起因の複屈折率と、偏波モード結合定数が異なる。
【００３８】
一般的に、最近の光ファイバの出荷時には、偏波モード分散に配慮し、偏波モード分散の変化を小さくするために、できるだけ低い張力で出荷用ボビンに巻回して出荷される。そのため、そのような状態で偏波モード分散を測定しているときには、側圧が比較的制限されているため、複屈折率については、ファイバ自体の持つ内部起因の複屈折率が支配的である。
【００３９】
一方、偏波モード結合に影響を与える特性の一つであるファイバのねじれは、ボビンへの巻き込み時に制御することは難しく、出荷時には比較的多くのねじれが存在していると考えられる。つまり、出荷時の偏波モード分散は、比較的偏波モード結合が大きい状態で測定されている。
【００４０】
次に、ケーブル化後の光ファイバの状態であるが、これは、ケーブル構造やケーブル製造工程の状況によって大きく変わり、千差万別である。つまり、素線出荷時の状態に対して、外部環境起因の複屈折率が大きいケーブルもあるし、変わらないケーブルもある。場合によっては複屈折率が小さいファイバもあるかもしれない。また、偏波モード結合も、素線出荷時の状態に対して、大きいケーブルもあるし、小さいケーブルもある。また、長手方向にその程度が変わることも、製造技術のレベルによってはあり得る。
【００４１】
これらの組み合わせを考えてみると、式（１）より、複屈折率が大きくなると偏波モード分散が大きくなり、モード結合定数が大きくなると偏波モード分散は小さくなるのだから、素線状態の偏波モード分散に対して、ケーブル化後の偏波モード分散のとりうる状態は表１のような関係になる。
【００４２】
【表１】
2006133277.tif 000006
【００４３】
ここで、これらの特性と、ケーブル製造との関係を見てみると、ケーブル化後に複屈折率が大きくなるということは、光ファイバに側圧や歪みがかかっているということに相当する。光ケーブルでは、なるべく側圧や歪みのかからないように設計され、作られるので、ケーブル化後に複屈折率が大きくなるのは光ケーブル側の問題である。
【００４４】
逆に、偏波モード結合については、ファイバの側圧やねじれが多いと大きくなる傾向にあり、これは当業者において周知である。したがって、偏波モード結合が小さい光ケーブルというのは、むしろ優れたケーブル構造もしくは優れたケーブル製造技術で作製されているといえる。つまり、ケーブル化によって偏波モード結合が減少し、偏波モード分散が出荷時よりも大きくなってしまった光ファイバについては、光ファイバの品質に問題があった、即ち光ファイバの内的要因によってその偏波モード分散が大きくなっている、と考えるべきである。
【００４５】
ここで、出荷時に偏波モード分散を用いて保証することを考える。
出荷時に偏波モード分散で保証された光ファイバを用いてケーブル化した場合、前記表１中のＮｏ．１，４，７，８及び９の場合に、出荷時の偏波モード分散よりもケーブル化後の偏波モード分散が大きくなってしまうことがありうる。さらに、偏波モード結合は、前述のように光ファイバにとって外的環境のみに起因するパラメータであるので、光ファイバ出荷時にケーブル化後の偏波モード結合の程度を知るすべはなく、作製されたケーブル中の偏波モード結合を解体することなく、すなわちそのまま伝送路として使用できるような状態を保ったまま測定する手法も知られていない。このような光ファイバの場合、出荷時の偏波モード分散で品質保証を行っても、ケーブル化後の偏波モード分散の保証はできない。
【００４６】
そこで、本発明者らは、光ファイバの複屈折率を直接測定すれば、光ファイバ起因による、ケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を予測できるのではないか、と考え、その具体的手法について、鋭意検討してきた。その結果、例えば、光ファイバを比較的穏やかな径・張力で巻かれた状態で、例えば偏波ＯＴＤＲのような装置を用いることによって、光ファイバの複屈折率を直接測定できることを見出し、その手法を確立することができるようになった。
この複屈折率を測定する手法を確立することにより、本発明者らは、光ファイバの複屈折率を用いての、ケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化に対する品質保証を検討できるようになった。
そこで、複屈折率測定方法の検討に加えて、さらに複屈折率を用いた品質保証の検討を進めることにより、ここにおいてはじめて、光ファイバの複屈折率を用いた品質保証方法について発明した。
【００４７】
以下に、具体的に出荷時に複屈折率を用いて光ファイバの品質を保証する場合について説明する。
複屈折率は、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態、即ち、曲げや側圧の影響が小さな状態であれば、偏波モード分散とは異なり、素線出荷時のねじれや側圧によって生じる偏波モード結合の影響を受けずに、光ファイバそのものの特性として測定可能である。
【００４８】
まず、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率よりも大きい場合を想定する（表１のＮｏ．１〜３参照）。
これについては、前述したように、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率測定を行った場合には、内的起因の複屈折率のみの状態で測定されるために、現実的にはあり得ない。仮にあったとしても、外的起因の複屈折率の影響は軽微なので、ケーブル化前後の複屈折率の差は非常に小さいから、これを考慮に入れる必要はない。
【００４９】
次に、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率とほぼ同じ場合を想定する（表１のＮｏ．４〜６参照）。
この時に、ケーブル化後の偏波モード結合をある制限値以内になるように、素線出荷時の複屈折率を制限するとなると、何らかの手法で想定しうる最小の偏波モード結合定数を得て、そこから複屈折率の上限値を設定することが必要となる。換言すると、最もケーブル化後の偏波モード分散値が大きくなる、表１のＮｏ．４の場合を念頭において複屈折率の上限値を設定する。想定しうる最小の偏波モード結合定数を得る手法は、例えば、ケーブル化していない光ファイバをねじれがないように延線して得る方法や、想定しうる最も小さな偏波モード結合定数が予想されるケーブル構造の光ケーブルの偏波モード結合を実験的に得る方法等がある。このような形態で上限値を設定すると、表１のＮｏ．４〜６については、想定されるケーブル化後の偏波モード分散値は制限値よりも小さくなるので、本方法でケーブル化前の光ファイバにおいてケーブル化後の偏波モード分散値を保証できる。
【００５０】
最後に、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率よりも小さい場合を想定する（表１のＮｏ．７〜９参照）。
素線測定時に外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率を測定している場合、この状態は、ケーブル化後に外力起因の複屈折率が誘起されていることを意味する。外力起因の複屈折率が大きいということは、即ち前述のように大きな側圧や歪み等が光ファイバにかかっていることになり、これによる偏波モード分散の増大はケーブル構造もしくはケーブル製造技術の所為であり、光ファイバメーカが追うべき瑕疵ではない。
【００５１】
これらをまとめると、出荷時に、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率を制限された光ファイバは、ケーブル化後に、偏波モード結合の程度に関わらず、光ファイバ起因の偏波モード結合による伝送品質劣化を避けうる光ファイバであるということになる。
【００５２】
本発明者らは、前述した技術思想のもとに鋭意検討し、その測定値をもとに光ファイバを選択する手法（品質保証方法）、さらには、該手法を使用して、小さい複屈折率（ケーブル化に問題が無ければ結果としてケーブル化後の偏波モード分散も小さくなる）を持つ光ファイバを新たに開発した。
このことは、ケーブル化の巧拙に関わらず、光ファイバ単体での品質保証が可能になる、即ち、ケーブル化前の状態で、光ファイバの良否の選別が可能になるという利点を有している。
【００５３】
また、言うまでも無いが、本発明の複屈折率の小さな光ファイバを用いることによって、偏波モード分散の小さなケーブルを作製することができる。特に、複数本の光ファイバからなる光ケーブルを作製する場合には、その構成要素の光ファイバの（ケーブル化後の）偏波モード分散の品質が保証されているので、その構成光ファイバの１本に起因するケーブル全体の不良の発生を大幅に抑えることが可能になり、さらにはその平均偏波モード分散やLink Design Valueの小さな光ケーブルを作製することが可能になる。
この光ファイバや光ケーブルを用いた伝送路は、偏波モード分散が小さくなるので、偏波モード分散を起因とする信号劣化が小さく、高性能な伝送路となる。
【００５４】
さらには本発明の一形態として、光ファイバの長手方向の複屈折率を測定することで、光ファイバの全長に渡って複屈折率を保証することは、光ファイバのいかなる位置でも伝送品質を保証することになるので、より望ましい。
【００５５】
具体的に複屈折率を測定する方法は、短尺での偏波間の群遅延時間差測定（ＪＭＥ法や干渉法が考えられる）や長周期グレーティングから得る方法、偏波ＯＴＤＲを用いる方法等があるが、偏波ＯＴＤＲ以外については出荷する光ファイバに用いることは困難である（光ファイバの切断が必要なため）ので、この中では、偏波ＯＴＤＲ法が最も好ましい。さらに、偏波ＯＴＤＲでは複屈折率の長手方向分布も測定できるので、その観点からも好ましい。
偏波ＯＴＤＲでの複屈折率の測定方法は、例えば非特許文献２等に示されているが、これはあくまで例示であって、本発明はこれに限定されない。
【００５６】
ここで、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態を実現する具体的な手法について例示するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、光ファイバになるべく側圧がかからないように低い張力で巻くか、側圧は除去できるような機構で側圧を除去した上で、光ファイバの曲げ半径Ｒが、次式（３）
【００５７】
【数４】
2006133277.tif 000007
【００５８】
として複屈折率を測定することは非常に効果的であって好ましい。ここで、Ｒは光ファイバの曲げ半径、ｎは光ファイバの屈折率、ｐ１１及びｐ１２はポッケルス係数、νはポアソン比、ｒは光ファイバ半径である。
【００５９】
このような保証方法により選別された光ファイバは、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を抑制できるので、ケーブル化で何らかの問題がない限り、高速通信用伝送路として好適に使用できる。
【００６０】
さらには光ファイバの長手方向の複屈折率を測定することで、光ファイバの全長に渡って複屈折率を保証することは、光ファイバのいかなる位置でも伝送品質を保証することになるので、長手方向に複屈折率を測定された光ファイバであることがより望ましい。また、偏波ＯＴＤＲ法が最も簡便かつ長手方向の複屈折率分布を測定できるので、偏波ＯＴＤＲ法で複屈折率の測定をなされた光ファイバであることが、さらに好ましい。
【００６１】
さらに、本発明者らは鋭意検討し、必要なケーブル化後の偏波モード分散の値に対して、それを満足する光ファイバの複屈折率の具体的な制限範囲を実験によって得た。
複屈折率の満たすべき上限について明らかにしたのは、本発明がはじめてである。これは、前記のように、複屈折率の測定方法を確立してはじめてできたことである。
【００６２】
前述のように、ケーブル化後の偏波モード結合をある制限値以内になるように素線出荷時の複屈折率を制限するとなると、何らかの手法でケーブル化後の偏波モード結合定数を見積もる必要がある。最も偏波モード結合定数が小さいと考えられるルースチューブケーブルの場合の偏波モード結合定数は、文献で公知となっており、最も小さいもので０．００５／ｍ以上である。これは、非特許文献３や非特許文献４（非特許文献４において、Ｌｃの逆数が本明細書中のｈに相当する。）等に示されている。また、本発明者らによって延線した光ファイバを用いた実験でも、同等の数値が得られている。
また、複屈折率が小さいものほど偏波モード結合が大きくなる傾向も報告されている。
【００６３】
これらをもとにいくつかの光ファイバについて複屈折率と偏波モード分散を測定した結果が図１である。図１には、実験結果（菱点）と、偏波モード結合が０．００５ｍ−１の時の計算（実線）によって得られた偏波モード分散と複屈折率の関係を示している。計算では、偏波モード結合の複屈折率依存性の実験値を反映している。ファイバタイプは通常のシングルモードファイバである。複屈折率が規格値以下（図中縦点線）であれば、ケーブル化後の偏波モード分散は規格（図中横点線）を満足していることがわかる。
【００６４】
この結果をもとに検討した結果、光ファイバの複屈折率の具体的な制限範囲を設定すると、例えば、複屈折率はおよそ２×１０−７以下とすることで、特に問題なく設計・作製された光ケーブルでの偏波モード分散値を、４０Ｇ×８０ｋｍ伝送で必要とされる０．２０ｐｓ／√ｋｍ以下にすることが可能である。同じく４０Ｇ×４００ｋｍ伝送で必要とされる偏波モード分散値０．１０ｐｓ／√ｋｍの場合は、複屈折率はおよそ８×１０−８以下であれば確実に満足できる。同じく４０Ｇ×２０００ｋｍ伝送で必要とされる偏波モード分散値０．０３ｐｓ／√ｋｍの場合は、複屈折率はおよそ３×１０−８以下であれば確実に満足できる。
【００６５】
偏波モード結合定数について、ここでは、かなり余裕を持った設定での値を使用している。故に、ここで示した複屈折率よりも大きい複屈折率を持つ光ファイバでも、ケーブル化後の偏波モード結合の程度によっては、偏波モード分散が規格内に入ることはあり得るものの、それは光ファイバの実力によるものではない。
当然ながら、これらの複屈折率の保証は、前述の方法を用いることが好ましい。
【００６６】
図４は、本発明を適用可能な光ファイバの構造を例示する、各光ファイバの径方向の屈折率分布を示すグラフである。
図４（ａ）の光ファイバは、中央の高屈折率のコア１と、その周囲の低屈折率の平坦な屈折率分布を持つクラッド２とを備えて構成されている。
図４（ｂ）の光ファイバは、（ａ）と同じくコア１とクラッド２とからなるが、コア１が中央に向けて漸次屈折率が高くなる屈折率分布を持つとともに、コア１の中心に低屈折率領域３が設けられた構成になっている。
図４（ｃ）の光ファイバは、コア１の外側に、コア１とクラッド２の中間の屈折率を持った内側クラッド４が設けられ、該内側クラッド４の外側に低屈折率のクラッド２が設けられた階段状の屈折率分布を有している。
図４（ｄ）の光ファイバは、裾広がりの台形状の屈折率分布を持つコア１と、その周囲のクラッド２と、コア１の外側にクラッド２よりも屈折率の高い外側コア５とから構成されている。
図４（ｅ）の光ファイバは、逆Ｖ字形の屈折率分布を持つコア１と、その外側に内側クラッド４と外側コア５を介して、最も屈折率の低いトレンチ６が設けられ、その外側にクラッド２が設けられた構成になっている。
図４（ｆ）の光ファイバは、逆Ｕ字形の屈折率分布を持つコア１とその外側に設けられた最も屈折率の低いトレンチ６と、その外側のクラッド２とを備えた構成になっている。
図４（ｇ）の光ファイバは、中央が平坦な逆Ｖ字形の屈折率分布を持つコア１と、その外側の最も屈折率の低いトレンチ６と、その外側の外側コア５と、その外側の第２トレンチ７と、その外側のクラッド２とを備えた構成になっている。
図４（ｈ）の光ファイバは、中央に低屈折領域３を持ったコア１と、その外側の最も屈折率の低いトレンチ６と、その外側の外側コア５と、その外側の第２トレンチ７と、その外側のクラッド２とを備えた構成になっている。
なお、図４（ａ）〜（ｈ）に示す光ファイバの屈折率分布は例示に過ぎず、本発明は本例示に限定されることなく、他の屈折率分布を持った種々の光ファイバにおいて本発明を適用することもできる。
【００６７】
本発明の光ファイバは、前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値を表示してあることを特徴としている。この表示としては、例えば光ファイバに添付又は同梱されるラベル、タグ、使用説明書などに印刷する形態でよく、光ファイバの包装形態等に応じて適宜選択することができる。
【００６８】
最後に、光ファイバの複屈折率測定に基づいた本発明の品質保証方法の新規性について述べる。これまでは、光ファイバの複屈折率を測定する場合には、光ファイバを短く切断した状態で測定する必要があった。この方法であると、いくつかの公知例で示されているように、複屈折率の値を得ることは可能である。しかし、このような手法で測定された光ファイバは、短い長さに切断されているために、もはやケーブル化することは不可能である。本発明によって、光ファイバを切断することなく複屈折率を測定することができる。従って、実際にケーブル化する光ファイバそのものの複屈折率を測定し、それをもって当該製品の複屈折率ならびにケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化がないかを確認するすべすらなかったことを意味している。
【実施例】
【００６９】
前記の検討の結果、目標とすべき光ファイバの複屈折率の上限値が明らかになったので、それを満足すべき光ファイバを作製すべく、製造工程において、種々の検討を行い、複屈折率との関係を調査した。
【００７０】
その結果、光ファイバプリフォームの偏心や非円、光ファイバのコアにあたる部分の非円、光ファイバプリフォームを紡糸して光ファイバにする際の加熱温度の周方向不均一さ、等を、各製造工程において厳格に管理することによって、所望の複屈折率以下となる光ファイバを得る確率が高くなった。そのような努力によって得られた光ファイバの複屈折率値及びケーブル化後の偏波モード分散の値を表２に示す。
【００７１】
【表２】
2006133277.tif 000008
【００７２】
最も条件の厳しい、４０Ｇ×２０００ｋｍ伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値０．０３ｐｓ／√ｋｍに対応する、複屈折率値３×１０−８以下の素線の確率がおよそ２２％、４０Ｇ×８０ｋｍ伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値０．２０ｐｓ／√ｋｍに対応する、複屈折率値２×１０−７以下の素線の確率にいたっては、およそ９０％にものぼり、実際にこれらのファイバを用いて作製した光ケーブルにおいて、偏波モード分散を抑制することができている。つまり、本発明の光ファイバが偏波モード分散に起因する信号劣化を抑制できることが明らかとなった。
【００７３】
なお、ここでは、前述のように、偏波モード結合定数について、多少余裕を持った設定での値を使用していることに注意すべきである。図２を見てもわかるように、実際にケーブル化した光ファイバのＰＭＤ値は、かなり小さい。実際には、偏波モード分散値０．０３ｐｓ／√ｋｍ以下の素線の確率がおよそ４３％、４０Ｇ×８０ｋｍ伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値０．２０ｐｓ／√ｋｍ以下の素線の確率にいたっては、１００％満足している。これは、実際のケーブルにおける偏波モード結合定数が想定よりも大きいためである。品質保証における測定誤差のマージンをとるのと同様の思想で、多少想定される偏波モード分散にマージンをもたせ、ケーブル化前の光ファイバにおいては厳しめに判定しているのがこの差の理由である。
【００７４】
本光ファイバは、従来のように偏波モード分散を光ファイバの特性値として扱っていた場合には決して実現できなかったことであり、本発明の手法ではじめて実現できたことである。
【００７５】
具体的には、偏波モード分散を指標としてみていた場合には、各種の製造工程における非円等の特性との相関が、偏波モード結合に起因する偏波モード分散のばらつきによってかき消されてしまって、その効果を把握できなかったためである。
【００７６】
なお、具体的な各工程での（非円等の）管理値については、製造装置や品種によって大きく異なることも判っており、ここで一様に述べることはできないが、その一例を示すと、本出願人所有の装置のうちの一台で通常のシングルモードファイバを作製した場合、コア非円は０．３％以下である必要がある。
【００７７】
さらに、図２には、表２の光ファイバの、光ファイバ出荷時に複屈折率を測定し、その後ルースチューブケーブル化した後に各ファイバの偏波モード分散を測定した結果を示す。図に示した線が、それぞれ複屈折率２×１０−７、８×１０−８及び３×１０−８の線にあたり、ケーブル化後のＰＭＤがそれぞれ０．２０ｐｓ／√ｋｍ、０．１０ｐｓ／√ｋｍ及び０．０３ｐｓ／√ｋｍ以下を実現できていることが判る。
【００７８】
一部、複屈折率が大きくても偏波モード分散値が目標値以下となっているものがあるが、これは実験時のケーブルの偏波モード結合が想定している最低値よりも大きかったことを意味している。
【００７９】
さらに本光ファイバを用いた光ケーブルの試作を行って、効果の実証を行った。
各々の複屈折率が２×１０−７、８×１０−８及び３×１０−８を上限として光ファイバを選択し、それぞれの集団に対して光ケーブルを各５本ずつ作製した。
【００８０】
各集団のケーブルに含まれるファイバの総本数はそれぞれ２０６本、１４０本、１０８本であり、それらの偏波モード分散の平均値は０．０２８ｐｓ／√ｋｍ，０．０１４ｐｓ／√ｋｍ，０．００８ｐｓ／√ｋｍであり、光ケーブルの偏波モード分散の性能指標に使用される、Link Design Valueは、ITU-T Recommendation G.652記載のＰＭＤＱで、それぞれ０．０４２ｐｓ／√ｋｍ，０．０２６ｐｓ／√ｋｍ，０．０１６ｐｓ／√ｋｍであった。なお、従来の光ファイバを用いた光ケーブルでは、サンプリング測定したサンプルにおいて、偏波モード分散の平均値が０．０５７ｐｓ／√ｋｍ、ＰＭＤＱは、０．１２５ｐｓ／√ｋｍであり、それに比して偏波モード分散は十分に低減されている。これにより本発明の効果が実証されたといえる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例の実験結果（菱点）及び偏波モード結合が０．００５ｍ−１のときの計算（実線）によって得られた偏波モード分散と複屈折率の関係を示すグラフである。
【図２】光ファイバ時に複屈折率を測定し、その後ルースチューブケーブル化した後に各ファイバの偏波モード分散を測定した結果を示すグラフである。
【図３】通常の光ファイバの構造の一例を示す端面図である。
【図４】本発明を適用可能な光ファイバの構造を例示し、径方向の屈折率分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１…コア、２…クラッド、３…低屈折率領域、４…内側クラッド、５…外側コア、６…トレンチ、７…第２トレンチ。
【図１】
2006133277.tif 000010
【図２】
2006133277.tif 000011
【図３】
2006133277.tif 000012
【図４】
2006133277.tif 000013