(57)【要約】マルチモード光ファイバの製造プロセスを変更する方法が開示される。一実施の形態において、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する方法は、マルチモード光ファイバの少なくとも１つの特性を測定するステップを含む。この少なくとも１つの特性は、１以上の波長での、モード帯域幅または異モード遅延である。この方法はさらに、測定された特性に基づいてマルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップと、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定するステップと、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更するステップとを含む。
2016522781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する方法において、
前記マルチモード光ファイバの少なくとも１つの特性であって、１以上の波長での、モード帯域幅または異モード遅延である少なくとも１つの特性を測定するステップ、
測定された前記特性に基づいて、前記マルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップ、
目標ピーク波長と前記測定ピーク波長との間の差を判定するステップ、および、
前記目標ピーク波長と前記測定ピーク波長との間の前記差に基づいて、前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスを変更するステップ、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの特性が前記モード帯域幅であり、
少なくとも１つの光源から複数の波長で放出された光を、前記マルチモード光ファイバに結合させるステップ、
前記複数の波長で放出された光に対して、複数の対応する帯域幅を判定するステップであって、前記波長の夫々が、前記対応する帯域幅に関連しているステップ、および、
前記複数の波長と前記複数の対応する帯域幅とに適合する帯域幅関数を決定するステップ、
をさらに含み、前記測定ピーク波長が、前記帯域幅関数を最大にするものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスが、少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節することによって変更されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの線引きプロセスパラメータが、線引き炉の温度、前記マルチモード光ファイバの線引き速度、または機械的に加えられる前記マルチモード光ファイバの線引き張力、を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスが、前記目標ピーク波長と前記測定ピーク波長との間の前記差に応じて前記線引き張力を調節することによって変更されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
（ｉ）線引きされたマルチモード光ファイバからマルチモード光ファイバ試験セグメントを分離し、かつ該マルチモード光ファイバ試験セグメントを、前記測定ピーク波長を判定するピーク波長判定システムに連結させるステップであって、測定された前記特性が、前記マルチモード光ファイバ試験セグメントの特性であるステップ、および／または（ｉｉ）前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスを停止させ、かつ前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスを変更した後に、前記マルチモード光ファイバを製造する前記プロセスを再開するステップ、をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記目標ピーク波長が、７８０ｎｍから１６５０ｎｍの間であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
マルチモード光ファイバを製造するプロセスにおいて少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節する方法であって、
少なくとも１つの光源から複数の波長で放出された光を、前記マルチモード光ファイバに結合させるステップ、
前記複数の波長で放出された光に対して、複数の対応する帯域幅を判定するステップであって、前記波長の夫々が、前記対応する帯域幅に関連しているステップ、
前記複数の波長と前記複数の対応する帯域幅とに適合する帯域幅関数を決定するステップ、
前記帯域幅関数に基づいて、該帯域幅関数を最大にする、前記マルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップ、
目標ピーク波長と前記測定ピーク波長との間の差を判定するステップ、および、
前記目標ピーク波長と前記測定ピーク波長との間の前記差に基づいて、前記少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節するステップ、
を有してなることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１３年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／８１７５０３号の優先権の利益を米国特許法第１１９条の下で主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、一般に光ファイバの製造プロセスに関し、より具体的にはマルチモード光ファイバの製造プロセスを変更する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マルチモード光ファイバを製造する製造プロセスは、典型的には、線引き炉内で加熱されたガラスプリフォームからマルチモード光ファイバを線引きするステップと、線引きされたファイバを冷却するステップと、ファイバを十分に冷却した後に被覆するステップとを含む。マルチモード光ファイバは典型的には、例えば線引きされた光ファイバが特定の波長で放出された光に対して閾値帯域幅を持つようになど、特定の性能特性を満たすように製造される。ファイバ製造プロセスで採用されるプロセスパラメータは、線引きされたファイバで得られる性能特性に著しい影響を与え得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来のファイバ製造プロセスは、例えば品質管理試験に適合しない、また販売不可または低グレードの光ファイバとして販売しなければならないファイバを作り出すプロセスなど、望ましい性能特性を満たすファイバを製造しないこともあり得る。
【０００５】
従って、マルチモード光ファイバの製造プロセスを変更する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
マルチモード光ファイバを、特定の目標ピーク波長で、帯域幅などの性能特性を満たすように製造することができる。本発明者らは、マルチモード光ファイバの実際のピーク波長がファイバの性能特性に影響を与える得ることを見出した。例えばマルチモード光ファイバの目標ピーク波長とマルチモード光ファイバの実際のピーク波長（例えば、測定または判定されたピーク波長）との間の差は、目標ピーク波長でのマルチモード光ファイバの帯域幅に影響を与え得る。一般に、目標ピーク波長と実際のピーク波長との間の差が広がると、目標ピーク波長でのマルチモード光ファイバの帯域幅が減少する。本発明者らは、マルチモード光ファイバの実際のピーク波長を測定して、この差を減少させるように（例えば、続いて製造されるファイバの実際のピーク波長が目標ピーク波長により近くなるように）張力などのファイバの処理パラメータを調節することによって、製造される光ファイバの性能特性を向上させることができることを認識した。
【０００７】
一実施の形態において、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する方法は、マルチモード光ファイバの少なくとも１つの特性を測定するステップを含む。この少なくとも１つの特性は、１以上の波長での、モード帯域幅または異モード遅延である。この方法はさらに、測定された特性に基づいてマルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップと、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定するステップと、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更するステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態では、マルチモード光ファイバを製造するプロセスにおいて少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節する方法は、少なくとも１つの光源から複数の波長で放出された光を、マルチモード光ファイバに結合させるステップと、複数の波長で放出された光に対して、複数の対応する帯域幅を判定するステップとを含む。各波長は、対応する帯域幅に関連している。この方法はさらに、複数の波長と複数の対応する帯域幅とに適合する帯域幅関数を決定するステップと、帯域幅関数に基づいて、マルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップとを含む。この測定ピーク波長は、帯域幅関数を最大にするものである。この方法はさらに、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定するステップと、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて、少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、マルチモード光ファイバ製造システムの概略図
【図２】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、４つのマルチモード光ファイバで測定された帯域幅−波長の組から決定された、帯域幅関数の概略図
【図３】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、線引き張力とピーク波長との間の関係を定義する関数を示した概略図
【図４】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、実質的にリアルタイムのピーク波長判定システムを描いた概略図
【図５】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、例示的なマルチモード光ファイバピーク波長判定システムを描いた概略図
【図６】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、複数のプログラマブル偏光コントローラを含むチューナブル光源を描いた概略図
【図７】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、単一の偏光コントローラを含むチューナブル光源を描いた概略図
【図８】本書において図示および説明される１以上の実施形態による、単一のチューナブル発光素子を含むチューナブル光源を描いた概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここでマルチモード光ファイバの製造プロセスを変更する方法の種々の実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体を通じて同じまたは同様の部分の参照に、同じ参照番号を使用する。一実施の形態において、方法は概して、マルチモード光ファイバの少なくとも１つの特性を測定するステップを含む。この少なくとも１つの特性は、モード帯域幅または異モード遅延である。マルチモード光ファイバの測定ピーク波長を、測定された特性に基づいて判定する。目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定する。マルチモード光ファイバを製造するプロセスを、目標ピーク波長と測定ピーク波長と間の差に基づいて変更する。マルチモード光ファイバの製造プロセスを変更する方法を、特に添付の図面を参照して本書でより詳細に説明する。
【００１１】
本書においてマルチモード光ファイバの「モード帯域幅」という用語は、光出力パワーの周波数スペクトルの振幅がファイバのゼロ周波数成分に対して３デシベル（３ｄＢ）低下する周波数を意味する。モード帯域幅は典型的には、（周波数）×（距離）（例えば、ＭＨｚ×ｋｍまたはＧＨｚ×ｋｍ）の単位で測定される。あるいはモード帯域幅は、所与の長さ（例えばｋｍでの）に対する特定の周波数（例えばＭＨｚまたはＧＨｚでの）として規定され得る。
【００１２】
本書においてマルチモード光ファイバの「ピーク波長」（ラムダＰすなわちλpとも称される）という用語は、マルチモード光ファイバの帯域幅を最大にする光の波長を意味する。多波長測定技術および異モード遅延技術に基づくマルチモード光ファイバのピーク波長測定技術を以下で詳細に説明する。マルチモード光ファイバは、目標ピーク波長で帯域幅閾値を超える帯域幅を有するように製造され得る。いくつかの実施形態において、目標ピーク波長は７８０ｎｍから１６５０ｎｍの間とすることができる。いくつかの実施形態において、目標ピーク波長は８５０ｎｍである。いくつかの実施形態において、目標ピーク波長は９８０ｎｍまたは１０６０ｎｍである。いくつかの実施形態において、目標ピーク波長は１３２０ｎｍから１３２０ｎｍの間など、１２６０ｎｍから１３６０ｎｍの間である。ただしマルチモード光ファイバは、任意の目標ピーク波長を有するように製造し得ることを理解されたい。
【００１３】
本書においてマルチモード光ファイバの「異モード遅延」という用語は、マルチモード光ファイバの入力端でシングルモードファイバから発射された出力パルスのずれを変化させるときに測定される、相対的遅延である。異モード遅延を測定する詳細な試験手順は、ＴＩＡ−４５５−２２０−Ａ：ＦＯＴＰ−２２０ Differential Mode Delay Measurement of Multimode Fiber in the Time Domain（時間領域におけるマルチモードファイバの異モード遅延測定）に定義されている。
【００１４】
本書において、「線引き張力」はグラム（ｇ）単位で示される。しかしながらグラムで示した線引き張力測定を、ニュートンまたはダインでの張力測定に変換できることを理解されたい。グラムの線引き張力をニュートンの線引き張力に変換するには、グラムの線引き張力を０．００９８倍する。グラムの線引き張力をダインの線引き張力に変換するには、グラムの線引き張力を９８０倍する。
【００１５】
ここで図１を参照すると、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２からマルチモード光ファイバ２０を線引きするための、マルチモード光ファイバ製造システム１００の一実施の形態が概略的に描かれている。さらにマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０が描かれており、これはマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結された試験用マルチモード光ファイバ１６２の、測定ピーク波長を判定するよう動作可能なものである。以下で詳細に説明するように、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０により判定された測定ピーク波長を用いて、マルチモード光ファイバ製造システム１００でマルチモード光ファイバを製造するためのプロセスを変更し、線引きされた光ファイバの性能特性を向上させることができる。
【００１６】
マルチモード光ファイバプリフォーム１１２は、一般に、シリカベースガラスを含む。マルチモード光ファイバプリフォーム１１２がシリカベースガラスを含む実施形態において、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２は、シリカベースガラスの屈折率を純粋なシリカガラスに比べて増加または減少させる、ドーパントを含み得る。いくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２はクラッドに囲まれたコアを含む。いくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２はコアブランクでもよい。マルチモード光ファイバプリフォーム１１２が単一のコアブランクから形成された複数のケインのうちの１つである実施形態などの、他の実施形態において、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２はコアブランクから形成されたケインでもよい。
【００１７】
図１に描かれている実施形態において、マルチモード光ファイバ製造システム１００は、概して、線引き炉１１４、ファイバ冷却系１２２、コーティング系１３０、ファイバ巻取り系１４０、およびプロセスコントローラ１５０を備えている。
【００１８】
線引き炉１１４は、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２の少なくとも底部に熱を供給する、加熱要素を含む。いくつかの実施形態において線引き炉は、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２の底部を、約１７００℃から約２１００℃の線引き温度に加熱することができる。
【００１９】
マルチモード光ファイバ２０は、加熱されたマルチモード光ファイバプリフォーム１１２から、マルチモード光ファイバ製造システム１００の種々の段階を通って、ファイバ巻取り系１４０で線引きされる。ファイバ巻取り系１４０は、以下でより詳細に説明するように、マルチモード光ファイバ２０がマルチモード光ファイバ製造システム１００を通って線引きされるときに、種々の線引き機構１４２と滑車１４１とを利用してマルチモード光ファイバ２０に必要な張力を与える。
【００２０】
図１に描かれているマルチモード光ファイバ製造システム１００の実施形態において、マルチモード光ファイバ２０は、ファイバ巻取り系１４０でマルチモード光ファイバプリフォーム１１２から線引きされて、実質的に鉛直の経路（すなわちｚ方向に沿った経路）に沿って線引き炉１１４から出る。マルチモード光ファイバ２０は、鉛直経路に沿って線引きされるときに、マルチモード光ファイバ２０に１以上の被覆が適用される前に、随意的にはマルチモード光ファイバ２０を冷却するファイバ冷却系１２２を通って線引きされ得る。ファイバ冷却系１２２は一般に、マルチモード光ファイバ２０がファイバ冷却系１２２に入る前に線引き温度よりも著しく低い温度まで冷却されるように、線引き炉１１４から間隔を空けて配置される。例えば、線引き炉１１４とファイバ冷却系１２２との間の間隔によって、マルチモード光ファイバ２０は線引き温度から十分に冷却され得る。ファイバ冷却系１２２を、マルチモード光ファイバ２０を製造するためのマルチモード光ファイバ製造システム１００の一部として本書で説明したが、ファイバ冷却系１２２は随意的なものであること、そして他の実施形態においてマルチモード光ファイバ２０は、ファイバ冷却系１２２に入らずに線引き炉１１４からコーティング系１３０へと直接線引きされ得ることを理解されたい。
【００２１】
さらに図１を参照すると、マルチモード光ファイバ２０は、ファイバ冷却系１２２を出た後、マルチモード光ファイバ２０に１以上の被覆層を適用するコーティング系１３０に入る。本書で説明される一実施の形態において、コーティング系１３０は、マルチモード光ファイバ２０に高分子被覆層を適用する。
【００２２】
さらに図１を参照すると、プロセスコントローラ１５０はメモリに通信結合されたプロセッサを含み得る。メモリはコンピュータ読取り可能および実行可能な命令を含み、この命令をプロセッサが実行して、本書で説明されるように、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを制御および／または変更する。いくつかの実施形態では、コンピュータ読取り可能および実行可能な命令をプロセッサにより実行して、以下でさらに詳細に説明するように、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更するよう少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節する。図１に描かれている実施形態において、プロセスコントローラ１５０は線引き炉１１４とファイバ巻取り系１４０とに通信可能に結合されており、本書で説明されるマルチモード光ファイバを製造するプロセスを、線引き炉１１４の温度を変更することにより、および／または、ファイバ巻取り系１４０の線引き速度を調節することなどによってファイバ巻取り系１４０で加えられる張力を変更することにより、変更してもよい。マルチモード光ファイバを製造するプロセスが、線引き炉１１４の温度とファイバ巻取り系１４０で加えられる張力とのうちの一方のみを変更することによって調節される実施形態などの、いくつかの実施形態では、プロセスコントローラ１５０は、線引き炉１１４とファイバ巻取り系１４０とのうちの１つにのみ通信可能に結合されたものとすることができる。
【００２３】
上記のように、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長を判定する。マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、メモリに通信可能に結合されたプロセッサを含み得る。メモリはコンピュータ読取り可能および実行可能な命令を含み、この命令をプロセッサが実行して、以下で説明されるように、試験用マルチモード光ファイバ１６２の少なくとも１つの測定された特性に基づいて試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長を判定する。
【００２４】
図１に描かれている実施形態などのいくつかの実施形態において、試験用マルチモード光ファイバ１６２は、線引きされたマルチモード光ファイバ２０からマルチモード光ファイバ試験セグメントを分離させることによって、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０において使用するために提供され得る。分離されたマルチモード光ファイバ試験セグメントを、分離されたファイバの測定ピーク波長を判定することができるよう、次いでマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に（例えば、機械的接続または融着接続によって）連結させてもよい。いくつかの実施形態では、マルチモード光ファイバ試験セグメントを、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結させる前にスプールに移してもよい。マルチモード光ファイバ試験セグメントは、線引きプロセスの開始時に取得してもよい。例えば単一のプロセス実行中に線引きされたファイバが、複数のスプールに（例えば、インデキシングワインダ(indexing winder)を用いて）巻回されてスプールが変わる際にマルチモード光ファイバ試験セグメントが分離される実施形態などのいくつかの実施形態では、複数のマルチモード光ファイバ試験セグメントが分離されてマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結され得る。さらにマルチモード光ファイバ試験セグメントを、例えば２０ｋｍに１回、３０ｋｍに１回、５０ｋｍに１回、または任意の他の間隔など、所定の間隔で分離して、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結させてもよい。
【００２５】
他の実施形態において、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、ファイバがマルチモード光ファイバプリフォーム１１２から分離される前に、線引きされたマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を判定することができる。例えばいくつかの実施形態においてマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、以下で説明するように、線引きされたマルチモード光ファイバ２０のピーク波長をファイバが線引きされるときにリアルタイムで測定するオンラインピーク波長測定システムによって、線引きされたマルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定してもよい。このようなオンライン測定システムによれば、線引きされたマルチモード光ファイバ２０のピーク波長を測定して、実質的にリアルタイムでプロセスパラメータを調節することが可能である。
【００２６】
例えば一実施の形態のピーク波長判定システム４００が図４に描かれており、このシステムにおいてマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、線引きされたマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を、マルチモード光ファイバ２０が線引きされるときに実質的にリアルタイムで判定する。図４に描かれているピーク波長判定システム４００では、マルチモード光ファイバ２０は線引きされると、支持スプール１７６上でコイル１７７に巻回される。マルチモード光ファイバ２０は、第１の試験ファイバ１７８の第１の端部１７８ａに光学的に連結されている。いくつかの実施形態においては、例えば２つのファイバの端部を接続してこれらの間で光信号損失を最小にして自由回転を可能にするよう動作可能な、光ファイバロータリジョイント（ＦＯＲＪ）デバイスなどの、支持スプール１７６に含まれる回転式光カプラで、マルチモード光ファイバ２０は第１の試験ファイバ１７８の第１の端部１７８ａに光学的に連結される。回転式光カプラによれば、マルチモード光ファイバ２０を比較的固定された位置のままにすることができ、第１の試験ファイバ１７８への効果的な連結が可能になる。
【００２７】
さらに図４を参照すると、第１の試験ファイバ１７８の第２の端部１７８ｂが、ファイバカプラなどによってマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に光学的に連結されている。マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、第２の試験ファイバ１７９によってマルチモード光ファイバプリフォーム１１２にさらに光学的に連結されている。従ってマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、第１の試験ファイバ１７８と、マルチモード光ファイバ２０と、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２と、第２の試験ファイバ１７９とによって形成された、光ループを効果的に完成させる。図４に描かれている実施形態は第１の試験ファイバ１７８および第２の試験ファイバ１７９を含んでいるが、実施形態の中には、マルチモード光ファイバ２０および／またはマルチモード光ファイバプリフォーム１１２が、直接マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結される実施形態など、第１の試験ファイバ１７８または第２の試験ファイバ１７９を含まないものもあり得ることを理解されたい。
【００２８】
さらに図４を参照すると、動作時にマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、光ループの一端（第１の試験ファイバ１７８または第２の試験ファイバ１７９）から光を発射し、発射された光を光ループの他端（第２の試験ファイバ１７９または第１の試験ファイバ１７８）を介して受信し、さらに受信した光から、以下で詳細に説明するように異モード遅延測定または多波長帯域判定測定に基づいて、マルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を判定することができる。具体的にはいくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は光を第１の試験ファイバ１７８内へと発射してもよく、これがマルチモード光ファイバ２０、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２、第２の試験ファイバ１７９を通過して、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に戻って受信され、次いでこの受信した光に基づいて、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０がマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を判定する。他の実施形態において、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は光を第２の試験ファイバ１７９内へと発射してもよく、これがマルチモード光ファイバプリフォーム１１２、マルチモード光ファイバ２０、第１の試験ファイバ１７８を通過して、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に戻って受信され、次いでこの受信した光に基づいて、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０がマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を判定する。
【００２９】
従ってこのようなピーク波長判定システム４００は、マルチモード光ファイバ２０が線引きされるときに、線引きされたマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を実質的にリアルタイムで判定できることを理解されたい。図４に示し上で説明したピーク波長判定システム４００以外に、線引きされたマルチモード光ファイバ２０の測定ピーク波長を実質的にリアルタイムで判定するための、様々な代わりのシステムおよび方法が存在することも理解されたい。例えばいくつかの実施形態では、光を直接マルチモード光ファイバプリフォーム１１２内へと発射してもよく、これがマルチモード光ファイバ２０を通り、第１の試験ファイバ１７８を通って伝わって、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０で受信される。いくつかの実施形態では、第１の試験ファイバ１７８、マルチモード光ファイバ２０、マルチモード光ファイバプリフォーム１１２、および第２の試験ファイバ１７９のうちのいずれかへと、光をある角度で発射してもよい。さらにいくつかの実施形態では、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０が光をマルチモード光ファイバ２０のある端部内へと（直接、または第１の試験ファイバ１７８を介して）発射してもよく、これがマルチモード光ファイバプリフォーム１１２を通って伝わって反射体に入射し、さらに同じ経路に沿ってマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に戻る。
【００３０】
再度図１を参照すると、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０はプロセスコントローラ１５０に通信可能に結合されている。しかしながら、例えばマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０がマルチモード光ファイバ製造システム１００から分離されているものの、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって判定された試験用マルチモード光ファイバ１６２のピーク波長に基づいてマルチモード光ファイバ製造システム１００の少なくとも１つのパラメータが変更または調節される実施形態など、いくつかの実施形態では、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０はプロセスコントローラ１５０に通信可能に結合されていなくてもよい。
【００３１】
マルチモード光ファイバ製造システム１００の種々の構成要素とその相互関係を説明したが、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを測定ピーク波長に基づいて変更する方法をここで説明する。
【００３２】
マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する方法は、マルチモード光ファイバの少なくとも１つの特性を測定するステップと、測定された特性に基づいてマルチモード光ファイバの測定ピーク波長を判定するステップとを含み得る。例えばいくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバ製造システム１００でマルチモード光ファイバを製造するプロセスは、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって判定された試験用マルチモード光ファイバ１６２のピーク波長に基づいて変更され得る。マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長を様々な手法で判定することができ、その２つを以下で詳細に説明する。
【００３３】
１．多波長測定技術に基づく測定ピーク波長の判定
いくつかの実施形態において、試験用マルチモード光ファイバ１６２のモード帯域幅を、多波長測定技術を用いてマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって測定することができる。試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長は、測定されたモード帯域幅に基づいて判定され得る。多波長測定技術は、試験用マルチモード光ファイバ１６２に連結された少なくとも１つの光源から光を複数の波長で放出するステップを含み得る。次いでマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０が、複数の波長で放出された光に対して、複数の対応するモード帯域幅を判定することができる。マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は次いで、複数の波長と複数の対応する帯域幅とに適合する帯域幅関数を決定することができ、かつ測定ピーク波長を、この帯域幅関数を最大にする波長として判定することができる。これについて、図５に示したマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の一実施の形態を参照して以下の段落で説明する。
【００３４】
図５は、一例のマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の概略図である。マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、チューナブル光源５２０、随意的な偏光コントローラ５４０、光変調器５３０、モードコンディショナ５５０、光検出器５８０、ネットワークアナライザ６００、コンピュータ６２０、および電源５３６を含む。
【００３５】
さらに図５を参照すると、チューナブル光源５２０は、選択（中心）波長λと狭いスペクトル幅δλとを有する光５２２を放出するように構成され得る。一例において、δλ≦０．１ｎｍ以下であり、一方別の例ではδλ≦０．０５ｎｍであり、さらに別の例ではδλ≦０．０２ｎｍである。いくつかの実施形態において、チューナブル光源５２０は波長範囲Δλに亘って調節可能であり、種々の例においてΔλ≧５０ｎｍ、Δλ≧７０ｎｍ、およびΔλ≧８０ｎｍである。一例では、５０ｎｍ≦Δλ≦１５０ｎｍである。いくつかの実施形態において、チューナブル光源５２０は光５２２を、種々の例において互いに少なくとも４ｎｍ、または少なくとも１０ｎｍ、または少なくとも１５ｎｍ離れている、３つの波長λ1、λ2、およびλ3で生成することができる。種々の例において、調節可能な波長範囲は８００ｎｍから１６５０ｎｍの波長の間に存在し得る。波長範囲の例は、７９０から８８０ｎｍ、または９９０ｎｍから１０７０ｎｍ、または１２６０から１３６０ｎｍ、または１４００ｎｍから１５５０ｎｍ、または１５００ｎｍから１６５０ｎｍに及ぶ。一例において波長範囲Δλは５０ｎｍから１５０ｎｍ幅であり、７５０ｎｍから１６５０ｎｍの間の波長窓内に存在する。他の例において波長窓は、７９０ｎｍから８９０ｎｍ、または１２６０ｎｍから１３６０ｎｍ、または１４５０ｎｍから１６００ｎｍである。チューナブル光源５２０の３つの実施形態例を以下で説明する。ただしチューナブル光源５２０は、具体的に本書で説明されるもの以外の形で実装され得ることを理解されたい。
【００３６】
ここで図６を参照すると、チューナブル光源９００が概略的に描かれている。チューナブル光源９００は、夫々波長λ1、λ2、・・・λi、λNに対応する光を放出する、２０２−１、２０２−２、・・・２０２−ｉ、２０２−Ｎで示されているＮ個のシングルモードレーザを含む。Ｎ個のシングルモードレーザは、夫々シングルモード光ファイバ部分Ｆ３−１、Ｆ３−２、・・・Ｆ３−ｉ、Ｆ３−Ｎを介して、Ｎ×１光スイッチ２２０に光学的に連結されている。光ファイバ部分Ｆ３が偏波保持ではないいくつかの実施形態では、チューナブル光源９００は各光ファイバ部分Ｆ３に配置された複数のプログラマブル偏光コントローラ２１０を含み得る。いくつかの実施形態において、Ｎ×１光スイッチ２２０はプログラム可能なものであり、またはコンピュータ６２０によって制御され得る。プログラマブル偏光コントローラ２１０は、手動の偏光コントローラでもよいし、またはコンピュータ６２０によって制御されるものでもよい。
【００３７】
図７は、チューナブル光源９５０を概略的に描いたものである。図７は図６に類似しているが、ここで図示したチューナブル光源９５０では、Ｎ×１光スイッチ２２０と光変調器５３０との間に単一のプログラマブル偏光コントローラ２１０が配置されている。ただし光ファイバ部分Ｆ１およびＦ３が偏波保持である実施形態では、プログラマブル偏光コントローラ２１０は必要ないことを理解されたい。
【００３８】
図８は、チューナブル光源９７０を概略的に描いたものである。図８は図７に類似しているが、ここで図示した実施形態例では、チューナブル光源９７０は単一のチューナブル発光素子８２４を備えている。いくつかの実施形態において、単一のチューナブル発光素子８２４はスーパールミネッセントダイオードである。いくつかの実施形態において、スーパールミネッセントダイオードは約８２５ｎｍから約８７４ｎｍの光を放出する。他の実施形態において、スーパールミネッセントダイオードは７９３ｎｍから８８０ｎｍの光を放出する。他の実施形態において単一のチューナブル発光素子８２４は、１２６０ｎｍから１３６０ｎｍの範囲の光を放出するチューナブルレーザである。
【００３９】
再度図５を参照すると、第１の光ファイバ部分Ｆ１は、チューナブル光源５２０を光変調器５３０の入力光ポート５３２ａに光学的に連結させる。いくつかの実施形態において第１の光ファイバ部分Ｆ１は偏波保持であり、その偏光状態は、さらなる偏光の管理を必要としないように位置合わせされている。第１の光ファイバ部分Ｆ１が偏波保持ではない他の実施形態では、偏光コントローラ５４０を第１の光ファイバ部分のチューナブル光源５２０と光変調器５３０との間に動作可能に配置してもよい。いくつかの実施形態において、光変調器５３０はニオブ酸リチウムベースの変調器である。いくつかの実施形態においてチューナブル光源５２０は、第１の光ファイバ部分Ｆ１に光学的に連結されたピグテールファイバ（図示なし）を含む。
【００４０】
さらに図５を参照すると、光変調器５３０は２つの電気ポート５３４ａおよび５３４ｂを含む。２つの電気ポート５３４ａおよび５３４ｂは、夫々、バイアス制御電圧を設定するために、およびＲＦ駆動信号を提供するために使用される。ＤＣ電圧を設定する電源５３６は電気ポート５３４ａに電気的に接続され、またネットワークアナライザ６００は電気ポート５３４ｂに電気的に接続されている。
【００４１】
さらに図５を参照すると、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０はさらに、第２のシングルモード光ファイバ部分Ｆ２を介して光変調器５３０の出力端５３２ｂに光学的に連結された、モードコンディショナ５５０を含む。いくつかの実施形態においてモードコンディショナ５５０は、英国ウェストミッドランズ州所在のアーデン・フォトニクス社（Arden Photonics, Ltd., West Midland, United Kingdom）から販売されているＭｏｄＣｏｎモードコントローラなど、市販のモードコンディショナでもよい。いくつかの実施形態においてモードコンディショナ５５０は、マルチモードファイバ（例えば、コア半径５０μｍ）を採用することができ、マルチモードファイバのコアを半径方向に横切るガウシアン型の光強度プロファイルを生成して、ＶＣＳＥＬの発射条件に類似した発射条件を提供し得る。他の実施形態においてモードコンディショナ５５０は、種々のタイプのレーザおよび光学部品に対して発射条件の選択を可能にするよう設計された、カスタマイズされた機器でもよい。
【００４２】
さらに図５を参照すると、モードコンディショナ５５０はさらに、測定ピーク波長を判定する対象の試験用マルチモード光ファイバ１６２の入力端に光学的に連結されている。一例において試験用マルチモード光ファイバ１６２は、例えば、１ｋｍ、または１００ｍ、３００ｍ、２．２ｋｍ、５．６ｋｍ、８．８ｋｍ、またはさらには１６．５ｋｍなどの多くの他の選択肢からの長さなど、選択された長さを有する。従って一例において、試験用マルチモード光ファイバ１６２の長さは１００ｍから１６．５ｋｍの範囲内である。
【００４３】
さらに図５を参照すると、試験用マルチモード光ファイバ１６２は、光検出器５８０に光学的に連結された出力端を含む。光検出器５８０はネットワークアナライザ６００に電気的に接続されており、光検出器５８０が生成した検出器信号ＳＤをネットワークアナライザ６００が受信して分析する。いくつかの実施形態において光検出器５８０は、検出器信号ＳＤの強度を高める内部線形増幅器（図示なし）を含む。図５に描かれている実施形態などの他の実施形態では、外部線形増幅器５８２を光検出器５８０とネットワークアナライザ６００との間に配置してさらに使用し、検出器信号ＳＤの強度をさらに高める。
【００４４】
さらに図５を参照すると、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、チューナブル光源５２０とネットワークアナライザ６００と電源５３６とに電気的に接続された、コンピュータ６２０をさらに含む。コンピュータ６２０はディスプレイ６２１を備えている。一例においてコンピュータ６２０は、（例えば、コンピュータ可読または機械可読媒体において具現化されるソフトウェアなどの命令を介して）マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の種々の構成要素の動作の制御をコンピュータにさせるよう適合された、コンピュータまたは類似の機械を含む。コンピュータ６２０は、プロセッサ装置（「プロセッサ」）６２２および記憶装置（「メモリ」）６２４を含む。一例のコンピュータ６２０は、プロセッサを備えたコンピュータであり、またはプロセッサを備えたコンピュータを含み、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）またはＬＩＮＵＸ（登録商標）またはＡｐｐｌｅＯＳ Ｘなどのオペレーティングシステムを含む。プロセッサ６２２は、限定するものではないが、汎用または専用マイクロプロセッサ、有限状態機械、コンピュータ、コンピュータ、中央処理装置（ＣＰＵ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはデジタル・シグナル・プロセッサなど、一連のソフトウェアの命令を実行可能な任意のプロセッサまたはデバイスを含み得る。メモリ６２４はプロセッサ６２２に動作可能に接続される。本書において「メモリ」という用語は、プロセッサ６２２が実行可能な一連の命令を保存することができる、限定するものではないがＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはＤＶＤなどを含む、任意のプロセッサ可読媒体を称する。
【００４５】
さらに図５を参照すると、本書で説明されるピーク波長測定方法は、種々の実施形態において機械可読媒体（例えば、メモリ６２４）に実装され得、この機械可読媒体は、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の動作を制御することによる本書で説明される測定方法を、コンピュータ６２０に実行させる機械可読命令（例えば、コンピュータプログラムおよび／またはソフトウェアモジュール）を含む。いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムはプロセッサ６２２によってメモリ６２４から実行することができる。コンピュータプログラムおよび／またはソフトウェアモジュールは、本開示の種々の方法を行うために、またマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の種々の構成要素の動作および機能を制御するために、多数のモジュールまたはオブジェクトを含み得る。コードに使用されるコンピュータプログラミング言語のタイプは、手続き型コードからオブジェクト指向の言語にまで及び得る。ファイルまたはオブジェクトは、説明されるモジュールまたは方法ステップに対して１対１対応である必要はない。さらにこの方法およびシステムは、ソフトウェア、ハードウェア、およびファームウェアの、組合せを含み得る。ファームウェアは、本書で開示される種々の実施形態例を実装するためにプロセッサ６２２にダウンロードされ得る。
【００４６】
図５に描かれているマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０の動作の一例においては、コンピュータ６２０により制御信号Ｓ０をチューナブル光源５２０に送信することができ、これによりチューナブル光源５２０は第１の波長λ1を有する光５２２を放出する。別の例では、チューナブル光源５２０をコンピュータ６２０ではなく手動で制御する。一実施形態例において、第１の波長λ1は約８０７ｎｍでもよく、一方続く波長λ2およびλ3は夫々約８５０ｎｍおよび８９４ｎｍでもよい。
【００４７】
さらに図５を参照すると、光５２２は光変調器５３０を通って伝わる。光変調器５３０は、電源５３６を介してコンピュータ６２０によって、またネットワークアナライザ６００によって、電気的に制御される。コンピュータ６２０は、コンピュータ６２０からの制御信号Ｓ１ａを用いて電源５３６により設定されるバイアス制御電圧を制御することによって、光変調器５３０を制御することができる。バイアス電圧は波長依存でもよく、この事例では各波長に対して最適な値に設定され得る。最適なバイアス電圧を事前に決定して、コンピュータ６２０にインプットしてもよい。コンピュータ６２０は次いで電源５３６を制御し、ＧＰＩＢ、ＵＳＢ、またはＲＳ−２３２などの標準的な制御インターフェースを使用して、適切なバイアス電圧を送出することができる。あるいは自動バイアス制御回路（図示なし）を採用し、対のファイバスプリッタ（図示なし）からタップされた入出力光を監視することによってバイアス電圧を自動的に設定してもよい。
【００４８】
さらに図５を参照すると、ネットワークアナライザ６００は、周波数制御信号Ｓ１ｂ（例えばＲＦ駆動信号）を光変調器５３０に提供することにより光変調器５３０を制御して、選択された範囲の周波数範囲Δｆ＝ｆH−ｆLに亘って変調周波数を掃引することができる。ここでｆHはその範囲での最高周波数であり、ｆLはその範囲での最低周波数である。いくつかの実施形態において周波数範囲Δｆの最低周波数ｆLは、１０ｋＨｚ、または１００ｋＨｚ、または５００ｋＨｚ、または１ＭＨｚ、または５ＭＨｚ、または１０ＭＨｚ、または２０ＭＨｚ、または中間の任意の数である。いくつかの実施形態において周波数範囲Δｆの最高周波数ｆHは、１００ＭＨｚ、または５００ＭＨｚ、または１ＧＨｚ、または１０ＧＨｚ、または２０ＧＨｚ、または４０ＧＨｚ、または６０ＧＨｚ、または中間の任意の数である。
【００４９】
従って、コンピュータ６２０およびネットワークアナライザ６００からの制御信号Ｓ１ａおよびＳ１ｂを用いて、光変調器５３０が光５２２を変調光５２２Ｍに変換するように光変調器５３０を制御する。変調光５２２Ｍはその後ファイバ部分Ｆ２を通過し、次いでモードコンディショナ５５０を通過する。モードコンディショナ５５０は変調光５２２Ｍを、そのシングルモードの光分布から、試験用マルチモード光ファイバ１６２内に発射するのに適したマルチモードの光分布に再調整するように構成される。従って変調光５２２Ｍは、モードコンディショナ５５０から出ると、モード調整済み変調光５２２ＭＣとして試験用マルチモード光ファイバ１６２の入力端に入る。
【００５０】
さらに図５を参照すると、モード調整済み変調光５２２ＭＣは多モードで伝わる導波として試験用マルチモード光ファイバ１６２を通って伝わり、次いで試験用マルチモード光ファイバ１６２の出力端から出る。試験用マルチモード光ファイバ１６２からの光出力はその後、光検出器５８０で検出される。光検出器５８０は試験用マルチモード光ファイバ１６２による光出力を受信して、検出器信号ＳＤに変換する。一例において検出器信号ＳＤは、光検出器５８０内で、あるいは外部線形増幅器５８２によって、増幅される。次いで検出器信号ＳＤは、検出器信号ＳＤを分析するネットワークアナライザ６００で受信されて分析される。
【００５１】
さらに図５を参照すると、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、ネットワークアナライザ６００で受信された検出器信号ＳＤに基づいて、チューナブル光源５２０から放出された光の波長に対応する、試験用マルチモード光ファイバ１６２の帯域幅を判定することができる。いくつかの実施形態においてチューナブル光源５２０から放出された波長での試験用マルチモード光ファイバ１６２の帯域幅は、試験用マルチモード光ファイバ１６２の光伝達関数を判定して（マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０のセットアップに基づいて調節または較正が必要とされ得る）、さらにこの光伝達関数に基づいて帯域幅を判定する（例えば、ゼロ変調周波数での信号レベルより３光学的ｄＢまたは６電気的ｄＢ低い周波数）ことによって判定され得る。試験用マルチモード光ファイバ１６２の帯域幅は、複数の各波長で放出された光に対して、このような形で判定される。例えば第１の波長λ1で放出された光では、試験用マルチモード光ファイバ１６２の第１の帯域幅ＢＷ１が判定され得る。さらに第２の波長λ2で放出された光では、試験用マルチモード光ファイバ１６２の第２の帯域幅ＢＷ２が判定され得る。さらに第３の波長λ3で放出された光では、試験用マルチモード光ファイバ１６２の第３の帯域幅ＢＷ３が判定され得る。各所望の波長で帯域幅が判定されると、複数の波長と複数の対応する帯域幅とに適合する、帯域幅関数を決定する。いくつかの実施形態において、あるマルチモード光ファイバに対する帯域幅関数はガウスモデルから得ることができる。その後試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長は、帯域幅関数から、帯域幅関数を最大にする波長として判定される。
【００５２】
従って、図５に描かれている上述したマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０は、試験用マルチモード光ファイバ１６２に連結されている少なくとも１つの光源から光を複数の波長で放出し、複数の波長で放出された光に対して、複数の対応するモード帯域幅を判定し、複数の波長と複数の対応する帯域幅とに適合する帯域幅関数を決定し、さらにその後、この帯域幅関数を最大にする波長として試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長を判定するように、動作可能であることを理解されたい。
【００５３】
２．異モード遅延測定に基づく測定ピーク波長の判定
いくつかの実施形態では、試験用マルチモード光ファイバ１６２に対する異モード遅延データをマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって測定し、測定された異モード遅延データに基づいて試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長を判定することができる。例えば異モード遅延試験を試験用マルチモード光ファイバ１６２で行ってもよく、生の異モード遅延データを得ることができる。異モード遅延データは（Ｄ，ｒ）の組を含み得、ここでＤは時間遅延、ｒは試験用マルチモード光ファイバ１６２の中心線からの半径方向のずれである。異モード遅延データはＤ＝ａ＋（ｂ×ｒ／Ｒ）2の形の関数に適合させることができ、ここでａおよびｂは定数、Ｒは異モード遅延データが得られた最大の半径方向のずれ（例えば、２７μｍ）である。このようなカーブの「曲げＤＭＤＳｌｏｐｅ」係数は測定ピーク波長λp,measuredに比例し、以下の方程式、すなわちλp,measured＝Ｆｉｘ（８５０−（ｄＤＭＤＳｌｏｐｅ×（２５５／１）））に従う。最小二乗重み付け法を用いて、最良適合線の傾きを（ｒ／Ｒ）2で計算することができる。測定ピーク波長λp,measuredは、この計算された傾きから計算される。
【００５４】
試験用マルチモード光ファイバ１６２の測定ピーク波長がマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０で判定されると、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定する。例えば差Δλpは、Δλp＝λp,target−λp,measuredとして判定され得る。
【００５５】
その後、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて変更する。いくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバを製造するプロセスは、少なくとも１つの線引きプロセスパラメータを調節することによって変更される。調節される線引きプロセスパラメータは、線引き炉の温度、マルチモード光ファイバの線引き速度、または機械的に加えられるマルチモード光ファイバの線引き張力を含み得る。
【００５６】
マルチモード光ファイバを製造するプロセスは、目標ピーク帯域幅に関連している所望の線引き張力を達成するよう変更され得る。例えばいくつかの実施形態において、マルチモード光ファイバを製造するプロセスは、以下の方程式、すなわちΔλp＝ｃ×ΔＴgに従って線引き張力を調節することによって変更され、ここでΔＴgは線引き張力調節量、Δλpは目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差である。線引き張力の調節は、線引き炉１１４の温度を調節することによって、あるいはファイバ巻取り系１４０の線引き速度を調節することによってもたらされ得る。典型的には、線引き炉１１４の温度が増加することにより線引き張力が減少し、また線引き炉１１４の温度が減少することにより線引き張力が増加する。一般に、ファイバ巻取り系１４０の線引き速度が増加することにより線引き張力が増加し、またファイバ巻取り系１４０の線引き速度が減少することにより線引き張力が減少する。
【００５７】
いくつかの実施形態では、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差が閾値を超えると、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する。一実施の形態では、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差が閾値を超えると、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを停止させることでマルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更する。例えば一実施の形態において、マルチモード光ファイバは特定品質グレード（ＯＭ４ファイバなど）のファイバとして特徴付けるために、特定の波長（例えば、８５０ｎｍ）で帯域幅要件を満たすことが必要となり得る。他の実施形態において、マルチモード光ファイバは通過ファイバとして特徴付けるために、１３００ｎｍで、全モード励振状態で閾値（例えば、５００ＭＨｚ×ｋｍ）を上回る帯域幅を有することが必要となり得る。目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差が定められた閾値を超えると、ファイバが帯域幅要件を満足しないと判定することができ、ファイバの製造を停止して、それにより不良のファイバを製造することによる無駄を低減することができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを停止させて、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更した後にマルチモード光ファイバを製造するプロセスを再開してもよい。例えばいくつかの実施形態では、マルチモード光ファイバ試験セグメントを、線引きされたマルチモード光ファイバ２０から分離することができる。分離されたマルチモード光ファイバ試験セグメントを次いで、分離されたファイバのピーク波長を判定することができるよう、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に（例えば、機械的接続または融着接続によって）連結させてもよい。分離されたファイバの測定ピーク波長が判定されると、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差を判定することができ、この差に基づいて（例えば、張力を調節することにより）プロセスを変更してもよく、さらにプロセスを変更した後にプロセスを再開させてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、コアブランクが形成され得る。このコアブランクから、複数のコアケイン（例えば４つ）を線引きしてもよい。同じコアブランクから線引きされたコアケインを、典型的には類似した物理的性質を共有する「姉妹ケイン」と称することがある。マルチモード光ファイバをコアブランクの第１のケインから線引きして、第１のケインの測定ピーク波長に基づいて線引きプロセスを変更してもよく、さらにコアブランクの第２のケインから、第２のケインが目標ピーク波長（および得られる性能特性）により近いピーク波長（および得られる性能特性）を有するようにマルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更した後に、追加のマルチモード光ファイバを線引きしてもよい。例えば、コアブランクを複数のコアケインに分離させることができる。第１のマルチモード光ファイバを、コアブランクの第１のケインから線引きしてもよい。第１のコアケインから線引きされた第１のマルチモード光ファイバを、次いでマルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結させてもよい。第１のマルチモード光ファイバの測定ピーク波長を、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって（例えば、本書で詳細に上述した、多波長測定技術または異モード遅延技術を用いて）判定してもよい。少なくとも１つの線引きプロセスのパラメータ（例えば、線引き炉１１４の温度、ファイバ巻取り系１４０の線引き速度、または線引き張力など）を、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて調節してもよく、さらに１以上の追加のコアケイン（例えば、第１のコアケインの姉妹コアケイン）を、調節された線引き張力を用いて線引きしてもよい（例えば、第２のコアケイン、第３のコアケイン、および第４のコアケイン）。
【００６０】
本書で説明される方法は、所望のレベルの、あるいは所望のレベルを上回る、一貫した性能特性を有するマルチモード光ファイバを製造するために、測定ピーク波長に基づいて、マルチモード光ファイバ製造プロセスを変更することができることを理解されたい。例えば本書で説明される方法は、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて、目標ピーク波長により近い、従って改善された帯域幅特性を持つファイバを製造するように線引き張力を調節することによって、マルチモード光ファイバ製造プロセスを変更することができる。この製造プロセスによれば、ファイバの無駄を防ぎ、かつ低品質のファイバの製造を回避することができる。
【００６１】
以下の実施例は請求される主題のさらなる理解に役立つであろう。しかしながら、請求される主題は多少なりとも以下の実施例によって限定されないことを理解されたい。
【実施例１】
【００６２】
一例において、以下でさらに詳細に説明するが、いくつかのマルチモード光ファイバを異なる線引き張力で線引きし、４つの線引きされたマルチモード光ファイバ夫々の測定ピーク波長を判定し、線引き張力とピーク波長との関係を定義する関数を確立し、線引きされたファイバの試験セグメントの測定ピーク波長を判定し、目標ピーク波長と試験セグメントの測定ピーク波長との間の差を判定し、さらに、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいてマルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更した。
【００６３】
上記のように、この例ではいくつかのマルチモード光ファイバを異なる線引き張力で線引きした。４つのマルチモード光ファイバを、１分当たり約７０メートルの線引き速度で線引きした。４つのマルチモード光ファイバ夫々の線引き張力を、線引き炉の温度を調節することによって調節した。具体的には、第１のマルチモード光ファイバを５４ｇの張力（線引き炉温度２０８０℃に対応）で線引きし、第２のマルチモード光ファイバを６３ｇの張力（線引き炉温度２０３０℃に対応）で線引きし、第３のマルチモード光ファイバを８９ｇの張力（線引き炉温度１９８０℃に対応）で線引きし、さらに第４のマルチモード光ファイバを１４７ｇの張力（線引き炉温度１９３０℃に対応）で線引きした。線引き炉の温度を調節することによって張力が調節されるたびに、根元が若干変化し、線引き速度が変化した。約２〜３分後、線引き速度は１分当たり約７０メートルで安定した。線引き速度が安定した後、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結させるために、約５００メートルのマルチモードファイバを線引きして分離した。
【００６４】
４つの線引きされたマルチモード光ファイバ夫々の測定ピーク波長を、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０で判定した。具体的には、複数の波長（８１０ｎｍ、８５０ｎｍ、および８９０ｎｍ）で放出された光を各マルチモード光ファイバに連結させ、各ファイバの帯域幅を各波長で判定した。４つのファイバ夫々での帯域幅−波長の組から、図２に示されているように、帯域幅−波長の組に適合する４つの別々の帯域幅関数を決定した。４つのファイバ夫々の測定ピーク波長を、図２に示した対応する帯域幅関数を最大にする波長として判定した。１４７ｇで線引きしたファイバの測定ピーク波長は７３１．９ｎｍと判定された。８９ｇで線引きしたファイバの測定ピーク波長は７８２．４９ｎｍと判定された。６３ｇで線引きしたファイバの測定ピーク波長は８５４．９５ｎｍと判定された。５４ｇで線引きしたファイバの測定ピーク波長は８６１．６ｎｍと判定された。
【００６５】
４つのファイバ夫々の測定ピーク波長が判定されると、線引き張力とピーク波長との関係を定義する関数が、４つのファイバ夫々の測定ピーク波長と線引き張力データとに適合させることによって、図３に示されているように確立された。例えば、図３の適合線は方程式λp＝ｃ×Ｔg＋ｄで表現することができ、ここでＴgは線引き張力、λpはピーク波長、ｃは約−１．４２、ｄは約３３．６９である。図３に描かれているピーク波長対張力の関係は適合線であるが、ピーク波長と線引き張力とが非線形関数またはルックアップテーブルにより関係付けられる実施形態などの、他の実施形態では、ピーク波長と線引き張力との関係は線形関数ではないこともあることを理解されたい。さらに、線引き炉の温度や、あるいは直接的または間接的に線引き張力に影響を与える任意の他のプロセスパラメータに対して、ピーク波長を関連付けるよう、関数または関係を定義し得ることを理解されたい。さらに、線引き張力とピーク波長との間の特定の関係は、プリフォームの特性、線引きシステムの構成要素、周囲条件、および線引きプロセスパラメータなどに基づいて変化し得るが、線引き張力とピーク波長との間の特定の関係は、いかなる条件に対しても本書で上述した手法で決定し得ることを理解されたい。
【００６６】
線引き張力とピーク波長との関係（この特定の事例ではλp＝−１．４２×Ｔg＋ｄ）が確立されると、線引きされたファイバの試験セグメントの測定ピーク波長を判定し、目標ピーク波長と試験セグメントの測定ピーク波長との間の差を判定し、さらに、目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差に基づいて、線引き張力とピーク波長との関係に基づき線引き張力を変更することによって、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更した。具体的には、ファイバのサンプルを線引きして、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０に連結させるために分離した。サンプルファイバのピーク波長は、マルチモード光ファイバピーク波長判定システム１６０によって８２０ｎｍと判定された。ファイバに対する目標ピーク波長は８５０ｎｍであった。従って試験セグメントの目標ピーク波長と測定ピーク波長との間の差（Δλp）は３０ｎｍであり、目標ピーク波長８５０ｎｍを達成するための線引き張力の減少は２１ｇに相当する（Δλp＝−１．４３×ΔＴg）。線引き張力を２１ｇ減少させるのに十分な温度まで線引き炉の温度を上昇させることによって、マルチモード光ファイバを製造するプロセスを変更した。他の実施形態において張力を、ファイバ巻取り系１４０の１以上のパラメータを調節することによって調節してもよい。さらに制御ソフトウェアのユーザによる所望の張力設定点の入力を受け取ったプロセスコントローラ１５０が、線引き張力を調節してもよく、この入力によってプロセスコントローラ１５０は、所望の張力設定点を得るためにファイバ製造パラメータを変化させ得ることを理解されたい。
【実施例２】
【００６７】
別の例においては、いくつかの光ファイバを、ピーク波長をいくつかの目標ピーク波長で有するように線引きした。各ファイバのモード帯域幅を、ＶＣＳＥＬベースのレーザ光源において典型的に見られるような典型的なマルチモードファイバ発射条件を生成する、アーデン社から市販されているＭｏｄＣｏｎマルチモードファイバコンディショナを用いて測定した。能力を評価して種々の目標ピーク波長を得るために、線引き張力の変化とピーク波長の変化との関係を定義する関数に基づいて線引き張力を調節した。線引き張力の変化とピーク波長の変化との関係を定義する関数は、上述したいずれの関数でもよいし、あるいは目標ピーク波長を線引き張力にマッピングする、任意の他の数学的または経験的関係でもよい。各ファイバのピーク波長をその後測定して、測定ピーク波長が目標ピーク波長にどのくらい近いかを判定した。具体的には、第１のファイバを１２５ｇの張力で線引きした。この第１のファイバのピーク波長は８５２ｎｍであると測定された。第１のファイバのピーク帯域幅は８．８２ＧＨｚ×ｋｍであり、また第１のファイバの８５０ｎｍでの帯域幅は８．７９ＧＨｚ×ｋｍであった。第２のファイバを第１のファイバと同じプリフォームから、目標ピーク波長８０９ｎｍに対応するよう関数に基づいて判定された、張力１５５ｇの線引き張力で線引きした。第２のファイバのピーク波長は、目標ピーク波長８０９ｎｍから７ｎｍの範囲の８１６ｎｍであると測定された。第２のファイバのピーク帯域幅は７．５１ＧＨｚ×ｋｍであり、また第２のファイバの８５０ｎｍでの帯域幅は３．９５ＧＨｚ×ｋｍであった。続いて、第３のファイバを同じプリフォームから、目標ピーク波長８３７ｎｍに対応するよう関数に基づいて判定された、張力１３６ｇの線引き張力で線引きした。第３のファイバのピーク波長は、目標ピーク波長と同じ８３７ｎｍであると測定された。第３のファイバのピーク帯域幅は７．４６ＧＨｚ×ｋｍであり、また第３のファイバの８５０ｎｍでの帯域幅は６．８３ＧＨｚ×ｋｍであった。
【実施例３】
【００６８】
別のプリフォームを用いた別の例において、ファイバを特定の線引き張力１４７ｇで線引きした。２０ｋｍのファイバを線引きした後、第１の１ｋｍファイバサンプルを取り、そのピーク波長は８４８ｎｍでピーク帯域幅７．１８ＧＨｚ×ｋｍであり、８５０ｎｍでの帯域幅は７．１６ＧＨｚ×ｋｍであると測定された。線引き張力を（１３０ｇに）１７ｇ減少させて、目標ピーク波長８７３ｎｍとした。この張力の調節後、ファイバのピーク波長は第２の１ｋｍサンプルに対して８７１ｎｍであると測定された。測定ピーク波長８７１ｎｍは目標ピーク波長の２ｎｍ以内であり、ピーク波長を厳密に制御する能力が明示された。第２のファイバサンプルのピーク帯域幅は８．１３ＧＨｚ×ｋｍであり、８５０ｎｍでの帯域幅は６．６２ＧＨｚ×ｋｍであった。線引き張力を次いで（１４４ｇに）１４ｇ増加させて、目標ピーク波長８５０ｎｍとした。数分待って張力が安定した後に第３の１ｋｍサンプルファイバを取り、そのピーク波長は８５０ｎｍであると測定された。第３のファイバの測定ピーク波長が目標ピーク波長と同じであったという事実が、製造されたマルチモード光ファイバのピーク波長を厳密に制御する能力をさらに明示している。
【００６９】
請求される主題の精神および範囲から逸脱することなく、本書において説明された実施形態の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。従って、本書において説明された種々の実施形態の改変および変形が、添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本明細書はこのような改変および変形を含むと意図されている。
【符号の説明】
【００７０】
２０    マルチモード光ファイバ
１１４    線引き炉
１６０    マルチモード光ファイバピーク波長判定システム
１６２    試験用マルチモード光ファイバ
５２０    チューナブル光源
５２２    光
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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