(57)【要約】【課題】Ｄ２処理の終了時点を適正化した光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】線引き後の光ファイバに重水素処理を行う工程を含む光ファイバの製造方法において、重水素処理前における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差と、重水素処理後における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差との違いが０．０１ｄＢ／ｋｍ以上になった時点をもつ光ファイバの製造方法。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
線引き後の光ファイバに重水素処理を行う工程を含む光ファイバの製造方法において、重水素処理前における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差と、
重水素処理後における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差との違いが０．０１ｄＢ／ｋｍ以上になった時点をもつことを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記重水素処理の開始時点から前記伝送損失の測定時点までに、前記光ファイバを温度２５℃で４８時間以上の間隔をあける請求項１の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
光ファイバの検査条長が１０ｋｍ以上であり、２２ｍにおけるカットオフ波長が１３００ｎｍ以下になる、請求項１の光ファイバの製造方法。
【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の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の発展により、通信情報量は飛躍的に増大する傾向にあり、そのことに伴って、光ファイバを用いた光伝送方式では伝送容量を増大させるための研究が行われている。
ところで、光ファイバの伝送損失は、一般に、波長１５５０ｎｍ付近で最も小さくなる。したがって、損失との関係では、用いる光ファイバは波長１５５０ｎｍ帯域で光伝送が可能であるものが好ましいことになる。
【０００３】
このような要求に応える光ファイバとして、波長１５５０ｎｍ付近に零分散波長を有する分散シフトファイバ（ＤＳＦ）が開発された。このＤＳＦの開発により、波長１５５０ｎｍ帯域において伝送損失が数Ｇｂｐｓの光伝送が可能になった。
また、最近では、伝送容量の更なる増大を目的として、１本の光ファイバで複数波長の光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送方式の研究が進められている。そして、このＷＤＭ伝送方式に用いる光ファイバについても多くの研究が行われている。
【０００４】
その場合の光ファイバには、非線形現象の１つである四光波混合の発現を防止する観点から、使用波長帯域に零分散波長が存在しないという特性が要求される。そして、この要求に応える光ファイバとして、ノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺＤＳＦ）が開発された。このＮＺＤＳＦの開発により、波長１５３０〜１５６５ｎｍの波長領域（Ｃバンド）におけるＷＤＭ伝送が可能となり、伝送容量は飛躍的に増大した。
【０００５】
そして、ＷＤＭ伝送方式においては、伝送容量を更に増大させるために、波長領域の幅を広げるための試みがなされている。
例えば、米国特許第６，２０５，２６８号では次のような光ファイバを用いたシステムが提案されている。すなわち、そこで用いられる光ファイバは、波長１３１０ｎｍ付近に零分散波長を有し、１４００ｎｍ帯域の分散が１．５〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに低減され、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失を、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さく抑えるように設計された光ファイバである。
【０００６】
このシステムによれば、１４００ｎｍ帯域に含まれる少なくとも３つの波長で、１０Ｇｂｐｓ以上の光伝送が可能であるとされている。
また、米国特許第６，１３１，４１５号では、光ファイバにおけるコア／クラッド比を２．０〜７．５とすることにより、オーバークラッド中のＯＨイオンが線引きの過程でコア内に拡散することを防止し、もってＯＨ基吸収の低減した光ファイバが提案されている。このような光ファイバを使用することにより、１４００ｎｍ帯域においても実用的なＷＤＭ伝送が可能となりつつある。
【０００７】
しかしながら、このような光ファイバのメトロポリタン系における商用を考えた場合、当該光ファイバには更に次のような要件が求められている。
第１の要件は、メトロポリタン系では既にシングルモード光ファイバが敷設されているので、これら既設の光ファイバと整合性がとれていることである。このようなことから、モードフィールド径（ＭＦＤ）、クラッド径、比屈折率差などのファイバパラメータや、光伝送損失、分散特性、カットオフ波長などの伝送特性や、曲げ、側圧に対する機械特性が既設の標準シングルモード光ファイバと同一となるように設計することが望ましくなる。
【０００８】
第２の要件は次のことである。一般に光ファイバはケーブル化され、それが地下の管路内に敷設されているのであるが、その場合、メトロポリタン系では１５０ｋｍ±１００ｋｍのシステムが多くみられ、そして、１３００ｎｍ帯域から１６００ｎｍ帯域までを有効利用する動向が進みつつある。したがって、そのようなシステムに対処するために、光ファイバの伝送損失は小さいことが必要になることである。
【０００９】
しかしながら、光ファイバには次に述べる特有の問題が発生する。
線引き後の光ファイバには何らかの構造欠陥が発生している。そしてこの光ファイバを実使用した場合、当該光ファイバの被覆などから発生するＨ２が光ファイバ内に拡散して、前記構造欠陥と相互反応してＯＨ基を生成することがある。したがって、仮に製造時にはＯＨ基は存在しなくても、実使用時に新たにＯＨ基が発生し、当該光ファイバに吸収損失の生ずることがある。
【００１０】
このようなＯＨ基やＨ２による吸収損失の発生という問題は、光ファイバで長い伝送路を構築する場合、伝送損失の増大を招くので、是非とも解決しなければならない問題としてある。
このような問題に対して、前記した米国特許第６，１３１，４１５号では、コア／クラッド比を調整することにより、ガラス中のＯＨ濃度を低減させて光ファイバの吸収損失を小さくしている。
【００１１】
また、特公平４−４９８８号公報においては、ガラス中の残留ＯＨ基をＯＤ基（Ｄは重水素）で置換することにより、光の吸収波長を１５５０ｎｍ帯域よりも長波長側に移動させた光ファイバが提案されている。しかしながら、この方法は、実際問題として、残留ＯＨ基をＯＤ基に置換させるために、長時間または高温下での処理が必要であり、経済的な実用性に欠けている。
【００１２】
そして、特開２０００−１８７７３３号公報においては、次のような方法が開示されている。
この方法は、線引き後の光ファイバを、その実使用に先立ち、重水素（Ｄ２）雰囲気に曝露することにより、線引き後の構造欠陥が使用環境中のＨ２との間でＯＨ基を生成する以前の段階で、当該構造欠陥にＯＤ基を生成させる方法である。このことにより、光ファイバの構造欠陥と使用環境中のＨ２との相互反応は起こらなくなり、新たにＯＨ基が生成するということは起こらなくなる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−１８７７３３号公報
【００１４】
この先行技術の開発により、波長１２４０ｎｍにおけるＨ２分子に基づく光吸収や、波長１４００ｎｍ帯域におけるＯＨ基に基づく光吸収は抑制されるようになってきた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、線引き後の光ファイバを重水素（Ｄ２）雰囲気に曝露すると、Ｄ２分子はガラスの中に拡散する。そして、ガラス中の構造欠陥との相互反応で生成したＯＤ基による吸収損失が、１５５０ｎｍ帯域よりも長波長側で発生する。同時に、遊離のＤ２分子それ自体による吸収損失が波長１４２０ｎｍ付近に発生する。そして、このＤ２分子による吸収損失は小さいとはいえ、見掛け上、光ファイバの伝送損失を増大させることになる。
【００１６】
このことは次のような問題を引き起こす。
まず、前記したように、ＯＨ基吸収は１４００ｎｍ帯域で発生する。したがって、重水素処理（以後、Ｄ２処理という）を行うことにより１４００ｎｍ帯域におけるＯＨ基吸収は解消したはずであるにもかかわらず、現実には、Ｄ２処理後の光ファイバには上記した伝送損失の増大が観察されるのであるから、観察者は、この光ファイバにはＯＨ基が存在していると判断することがある。
【００１７】
その結果として、極めて高価なＤ２を用いて更なるＤ２処理を継続することがある。
このことは、実際にはＤ２処理によって構造欠陥には全てＯＤ基が生成している、すなわち、Ｄ２処理の本来の目的は既に達成されているにもかかわらず、上記したＤ２分子の吸収損失に基づく伝送損失の増大という現象を、ＯＨ基が存在していることによるＯＨ基吸収に基づくものと誤認していることである。それは、とりもなおさず、Ｄ２処理の適正な終了時点を決める基準が確立していないからである。
【００１８】
本発明は上記した問題を解決し、Ｄ２処理後のＤ２分子による光吸収挙動に関する新たな知見に基づき、Ｄ２処理の適正な終了時点を決定した光ファイバの製造方法の提供を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、
線引き後の光ファイバに重水素処理を行う工程を含む光ファイバの製造方法において、重水素処理前における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差と、
重水素処理後における前記光ファイバの、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失と波長１４２０ｎｍにおける伝送損失との差との違いが０．０１ｄＢ／ｋｍ以上になった時点をもつことを特徴とする光ファイバの製造方法が提供される。
【００２０】
具体的には、前記重水素処理の開始時点から前記伝送損失の測定時点までに、前記光ファイバを温度２５℃で４８時間以上の間隔をあける光ファイバの製造方法が提供される。
なお、以後の説明において、「１４００ｎｍ帯域」とは、波長１３３５〜１４３５ｎｍにおける任意の１点を指し、「１５５０ｎｍ帯域」とは、波長１５００〜１６００ｎｍにおける任意の１点を指す。また、Ｄ２処理とは、大気中の濃度より高濃度のＤ２雰囲気中に光ファイバを曝露することをいう。
【００２１】
更に、以後の説明で特別に定義しない用語は、ＩＴＵ−ＴＧ．６５０で規定する用語とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
常法により製造された光ファイバ母材を線引きして得られた光ファイバの伝送損失スペクトル図の１例を図１に示す。
このスペクトル図で、波長１３８０ｎｍ付近に現出しているピークは、ＯＨ基に起因する伝送損失であり、この光ファイバは、１４００ｎｍ帯域と１５５０ｎｍ帯域の双方で光伝送が可能な状態になっている。
【００２３】
そして、上記した光ファイバにＤ２処理を行い、Ｄ２処理開始から７２時間経過後における処理光ファイバの伝送損失スペクトル図を図２に示す。
なお、Ｄ２処理は、密閉容器の中に処理対象の光ファイバを収納し、容器内には所定濃度のＤ２を含む例えばＮ２を封入したのち、所望する時間そのままの状態で放置するという態様で実施される。
【００２４】
図２から明らかなように、波長１４２０ｎｍ付近で新たな伝送損失（Ａ）が認められ、また波長１５００ｎｍ付近にも新たな伝送損失（Ｂ）が認められる。後者は、Ｄ２処理前の光ファイバにおける構造欠陥にＯＤ基が結合し、当該ＯＤ基による吸収損失の発生に基づくものである。
そして前者は、光ファイバ内に拡散したＤ２分子それ自体の吸収損失の発生を原因とする損失の増大である。
【００２５】
そこで、本発明者らは、Ｄ２処理を開始してからの波長１４２０ｎｍにおける伝送損失（Ａ）を経時的に測定し、それぞれの時点における測定値からＤ２処理前の伝送損失を減算して、伝送損失の変化量とＤ２処理時間との関係を調べてみた。その結果を図３に示す。
図３から明らかなように、Ｄ２処理を開始すると同時に伝送損失は、Ｄ２処理前の値に対して急激に増大し、処理時間７２ｈｒの時点で最大となる。そして、それ以降は時間経過ととも伝送損失（Ａ）は次第に減少していく。
【００２６】
この新たな知見から次のことを考察することができる。
（１）Ｄ２処理開始と同時にＤ２分子は光ファイバの中に飽和状態になるまで拡散しはじめる。そのため、Ｄ２処理前に比べて、Ｄ２分子による吸収損失は増大して光ファイバの伝送損失は急激に増大していく。
（２）そして、飽和状態以降では、Ｄ２の一部は構造欠陥と相互反応して順次ＯＤ基として固定されていくので、光ファイバ内のＤ２分子の量は順次減少していき、それに伴って吸収損失も順次減少していく。逆に、ＯＤ基の吸収損失による伝送損失は増大していく。
【００２７】
（３）そして、構造欠陥の全てがＯＤ基と結合した時点以降にあっては、残余のＤ２分子は反応相手が存在しないので、光ファイバの外部への逃散を開始する。なお、この逃散挙動は、再度、外部からの光ファイバの内部への拡散挙動との平衡関係にあると考えられる。
（４）したがって、Ｄ２処理からある時間が経過すると、Ｄ２処理された光ファイバの伝送損失が減少に転じたある時点では、構造欠陥の全ては既にＯＤ基との結合を完了しているので、その時点をもってＤ２処理の終了時点とすることができる。
【００２８】
本発明は上記した新たな知見と上記考察に基づいて開発された。
具体的には、Ｄ２処理前後において、波長１３８５ｎｍにおける伝送損失（ａｄＢ／ｋｍとする）を測定し、同時に波長１４２０ｎｍにおける伝送損失（ｂｄＢ／ｋｍとする）を測定し、ａ−ｂのＤ２処理前後の差が０．００４ｄＢ／ｋｍ以下の値を示す時点をもってＤ２処理の終了時点とした。
【００２９】
ここで、波長１３８５ｎｍを選択した理由は、この波長がＯＨ基固有の吸収ピークを示す波長であり、またＤ２処理の影響で損失が変化しにくいからであり、波長１４２０ｎｍを選択した理由は、この波長の損失変化からＤ２分子がコアに到達したかどうかを確認できるからである。また、ａ−ｂ値を０．０１ｄＢ／ｋｍ以下とした理由は、Ｄ２が確実にコアまで入っていることを確認する必要があるからである。
【００３０】
より具体的にいえば、Ｄ２処理を開始してから、温度２５℃で４８時間以上放置しておくことにより、上記したａ−ｂ値を０．０１ｄＢ／ｋｍ以上にすることができる。
上記した条件を満足する光ファイバは、条長が１０ｋｍ以上である場合において、２２ｍでのカットオフ波長が１３００ｎｍ以下の光ファイバになっている。
【００３１】
なお、Ｄ２処理後に光ファイバの伝送損失を測定するに際しては、当該光ファイバをＤ２処理時におけるＤ２の最高濃度よりも濃度低下している雰囲気に例えば３００時間以上放置してから測定することが好ましい。前記したＤ２分子の逃散⇔拡散の平衡関係が逃散側に崩れてＤ２分子は外部へ逃散していくので、光ファイバ内の遊離Ｄ２分子による吸収損失は、事実上、消失するからである。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、Ｄ２処理の終了時点を適切に決定することができる。そして、１４００〜１５５０ｎｍの幅広い波長領域においてもＯＨ基吸収が抑制され、ＣＷＤＭ伝送に使用可能な光ファイバを製造することができる。
【００３３】
また、Ｄ２処理後の光ファイバの伝送損失を測定したときに、その伝送損失はＤ２分子の吸収損失に基づくものであるのか、それとも曲げ損失のような他の要因に基づくものであるかの判別も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】線引きされ、いまだＯＨ基が存在しない光ファイバの伝送損失スペクトル図の１例である。
【図２】光ファイバにＤ２処理を行ったときの伝送損失スペクトル図の１例である。
【図３】Ｄ２処理開始後の伝送損失の変化とＤ２処理時間との関係を示すグラフである。
【図１】
2004109213.tif 000002
【図２】
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【図３】
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