(57)【要約】【課題】本発明は、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。【解決手段】本発明の光ファイバの仮想温度の長手方向分布の評価方法は、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）を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップで測定した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νＢ（ｚ）に基づいて、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出する仮想温度測定ステップと、を順に備える。【選択図】図３
2015010877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、
前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップで測定した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νＢ（ｚ）に基づいて、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出する仮想温度測定ステップと、
を順に備え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。
【請求項２】
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Ｖｇ及び仮想温度Ｔｆの間に成立する実験式：Ｖｇ＝ｆ（Ｔｆ）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νＢ（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Ｖｆ（ｚ）の間に成立する理論式：Ｖｆ（ｚ）＝νＢ（ｚ）λ／（２ｎ）と、
に基づいて、Ｖｇ＝Ｖｆ（ｚ）として、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出することを特徴とする請求項１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。
【請求項３】
前記仮想温度測定ステップでは、
前記光ファイバと同一の構造及び同一の組成分布を有する光ファイバにおいて、ブリルアン周波数シフト量νＢ（ｚ）及び仮想温度Ｔｆの間に成立する実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）に基づいて、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出することを特徴とする請求項１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。
【請求項４】
同一構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバに対して、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、前記実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出することを特徴とする請求項３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。
【請求項５】
光ファイバを保持温度Ｔａで保持した後、急冷することによって、保持温度Ｔａを仮想温度Ｔｆに調整した、同一構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバに対して、保持温度Ｔａに対応する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、前記実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）を求めることを特徴とする請求項３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。
【請求項６】
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前記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νＢ（ｚ）又は仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）から任意の仮想温度Ｔｆ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備えることを特徴とする請求項１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。
【請求項７】
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６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの仮想温度の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ガラスの仮想温度Ｔｆ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Ｔｆ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Ｔｆ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。
【０００４】
具体的には、Ｒａｙｌｅｉｇｈ散乱損失αＲ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。
αＲ＝Ｒ／λ４    （１）
Ｒａｙｌｅｉｇｈ散乱係数Ｒは、密度揺らぎ成分Ｒｄと組成揺らぎ成分Ｒｃとの和として式（２）で与えられる。
Ｒ＝Ｒｄ＋Ｒｃ    （２）
さらに、密度揺らぎ成分Ｒｄと仮想温度Ｔｆ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Ｒｃ＝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Ｔｆ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Ｔｄ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Ｔｆ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Ｔｆを低減すると、Ｒａｙｌｅｉｇｈ散乱係数Ｒは仮想温度Ｔｆに比例して低減する。
【０００５】
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Ｔｆ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。
【０００６】
以上述べたように、光ファイバの仮想温度Ｔｆ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Ｔｆ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。）。
【０００７】
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Ｔｆ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Ｔｆ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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｋ．  Ｔｓｕｊｉｋａｗａ，  Ｋ．  Ｔａｊｉｍａ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｚｈｏｕ， “Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｌｏｓｓ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ，”  Ｏｐｔ．  Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  １１，  ｐｐ．  ３１９，  ２００５．
【非特許文献２】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．
【非特許文献３】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．
【非特許文献４】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．
【非特許文献５】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．
【非特許文献６】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
【非特許文献７】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，  ２００９−０５−２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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νＢ（ｚ）に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出する。
【００１２】
具体的には、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）を測定するブリルアン周波数シフト量測定ステップと、
前記ブリルアン周波数シフト量測定ステップで測定した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νＢ（ｚ）に基づいて、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出する仮想温度測定ステップと、
を順に備え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。
【００１３】
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Ｖｇ及び仮想温度Ｔｆの間に成立する実験式：Ｖｇ＝ｆ（Ｔｆ）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νＢ（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Ｖｆ（ｚ）の間に成立する理論式：Ｖｆ（ｚ）＝νＢ（ｚ）λ／（２ｎ）と、
に基づいて、Ｖｇ＝Ｖｆ（ｚ）として、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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。
【００１４】
また、本発明は、前記仮想温度測定ステップでは、
前記光ファイバと同一の構造及び同一の組成分布を有する光ファイバにおいて、ブリルアン周波数シフト量νＢ（ｚ）及び仮想温度Ｔｆの間に成立する実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）に基づいて、前記光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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。
【００１５】
また、本発明は、同一構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバに対して、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、前記実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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。
【００１６】
また、本発明は、光ファイバを保持温度Ｔａで保持した後、急冷することによって、保持温度Ｔａを仮想温度Ｔｆに調整した、同一構造及び同一のガラス組成分布を持つ光ファイバに対して、保持温度Ｔａに対応する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、前記実験式：Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）を求め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。
【００１７】
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、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前記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νＢ（ｚ）又は仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）から任意の仮想温度Ｔｆ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備え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。
【００１８】
また、本発明は、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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】仮想温度ＴｆとＲａｙｌｅｉｇｈ散乱係数Ｒの関係を説明する図である。
【図２】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。
【図３】純石英ガラスの縦波音速Ｖｇと仮想温度Ｔｆとの間の関係を説明する図である。
【図４】ブリルアン周波数シフト量νＢの長手方向分布の測定値及び仮想温度Ｔｆの長手方向分布の評価値である。
【図５】石英コア光ファイバの線引き温度Ｔｄとブリルアン周波数シフト量νＢとの関係を示す図である。
【図６】ブリルアン周波数シフト量νＢと仮想温度Ｔｆの間の関係を説明する図である。
【図７】光ファイバのブリルアン周波数シフト量νＢの長手方向分布の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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νＢ（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νＢ（ｚ）に基づいて、光ファイバの仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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。
【００２３】
光ファイバにおける縦波音速の長手方向分布Ｖｆ（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νＢ（ｚ）を用いて、式（３）で与えられる（例えば、非特許文献４参照。）。
Ｖｆ（ｚ）＝νＢ（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。
【００２４】
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Ｖｇは仮想温度Ｔｆ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Ｖｇと仮想温度Ｔｆとの間の関係をプロットすると、式（４）が得られる。
Ｖｇ＝０．１３７１×Ｔｆ＋５７９８．６    （４）
【００２５】
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Ｔｆの変化に対し、縦波音速Ｖｇは約４０ｍ／ｓ変化する。このことから、仮想温度Ｔｆに対する縦波音速Ｖｇ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Ｖｇの値から得られる仮想温度Ｔｆ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。
【００２６】
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νＢを測定し、このブリルアン周波数シフト量νＢの値を指標として、Ｔｆの値を決定する。ブリルアン周波数シフト量νＢ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。
【００２７】
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Ｖｆ（ｚ）＝Ｖｇ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Ｔｆに対するブリルアン周波数シフト量νＢ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νＢ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。）。
【００２８】
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Ｔｆ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Ｔｆ（ｚ）の算出が実現できる。
【００２９】
なお、この＋−１０°Ｃの仮想温度Ｔｆ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νＢ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νＢ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Ｔｆ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Ｔｆ（ｚ）の算出を実現できる。
【００３０】
（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Ｖｇから仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を決定する方法である。
【００３１】
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νＢ（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。
【００３２】
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Ｖｇと仮想温度Ｔｆとの間に実験式（５）が成立する。
Ｖｇ＝ｆ（Ｔｆ）      （５）
ここで、近似的にＶｇ＝Ｖｆ（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Ｖｇの式（５）を式（３）に代入すると、式（６）が得られる。
Ｔｆ（ｚ）＝［νＢ（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νＢ（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Ｔｆ（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Ｔｆ（ｚ）を図４の右側縦軸に示す。
【００３３】
得られた仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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Ｔｄ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Ｔｆ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。
【００３４】
（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νＢと仮想温度Ｔｆとの間に成り立つ実験式から仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）を算出する方法である。
【００３５】
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ＧｅＯ２ドープ石英コアＳＭＦの線引き温度Ｔｄとブリルアン周波数シフト量νＢ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νＢ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Ｔｄ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Ｔｆ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Ｔｆの変化がブリルアン周波数シフト量νＢ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。
【００３６】
前述したように、仮想温度Ｔｆに対するブリルアン周波数シフト量νＢ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νＢの変化は、約１６０°Ｃの仮想温度Ｔｆ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Ｔｄを変化させることで、約２００°Ｃ、仮想温度Ｔｆ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。
【００３７】
定量的には、線引き温度Ｔｄと仮想温度Ｔｆ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Ｔｄの方が仮想温度Ｔｆよりも大きな値になるため、ブリルアン周波数シフト量νＢと仮想温度Ｔｆ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Ｔｆ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νＢと仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）の間の実験式（７）を決定する。
Ｔｆ（ｚ）＝ｇ（νＢ）      （７）
【００３８】
（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νＢ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Ｔｆ（ｚ）を決定することができる。
【００３９】
（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Ｔａ（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Ｔａ（Ｔａ１、Ｔａ２、・・・Ｔａｍ）の値を仮想温度Ｔｆ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Ｔａ（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νＢを測定することで、ブリルアン周波数シフト量νＢと仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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Ｔａをあまり高温に設定すると、仮想温度Ｔｆの値が保持温度Ｔａ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。
【００４０】
以上に述べた、ブリルアン周波数シフト量νＢと仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（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Ｔｆ（ｚ）を求めることができる。
【００４１】
（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νＢ（ｚ）又は仮想温度の長手方向分布Ｔｆ（ｚ）から任意の仮想温度Ｔｆ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。
【００４２】
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Ｔｆ（ｚ）から、仮想温度Ｔｆを任意の値にする時の作製パラメータの値を決定する。
【００４３】
既に述べてきたように、一般にガラスの仮想温度Ｔｆを上昇させるには、高温から急冷却すればよく、仮想温度Ｔｆ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Ｔｆ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Ｔｆ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。
【００４４】
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Ｔｆ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Ｔｆの値を変化させることができる。
【００４５】
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Ｔｆ（ｚ）を算出することで、任意の仮想温度Ｔｆ、例えば、仮想温度Ｔｆ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Ｔｆ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。
【００４６】
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。
【００４７】
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Ｔｆ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Ｔｆ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。
【００４８】
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Ｔｆ（ｚ）を高い精度で評価でき、仮想温度Ｔｆ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。
【００４９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
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。
【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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【図６】
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【図７】
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