(57)【要約】【課題】光ファイバに余計な張力を掛けず、光ファイバの曲げに対する特性を高精度で測定し得る光ファイバの曲げに対する特性の測定方法の提供。【解決手段】光ファイバに曲げを加え、光ファイバの曲げに対する光学特性及び機械特性を測定する方法において、光ファイバを可曲性チューブに入れ、前記可曲性チューブを環状に曲げることで光ファイバに曲げを加えることを特徴とする光ファイバの曲げに対する特性の測定方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバに曲げを加え、光ファイバの曲げに対する光学特性及び機械特性を測定する方法において、
光ファイバを可曲性チューブに入れ、前記可曲性チューブを環状に曲げることで光ファイバに曲げを加えることを特徴とする光ファイバの曲げに対する特性の測定方法。
【請求項２】
前記可曲性チューブを環状に曲げる方法が、前記可曲性チューブをマンドレルに巻き付けることであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法。
【請求項３】
前記可曲性チューブの内径をｂ、測定を行う光ファイバの直径をａとした場合、２ａ≦ｂ≦１０ａの関係を満たしてい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曲げに対する特性の測定方法。
【請求項４】
前記可曲性チューブは樹脂チューブまたは金属チューブ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曲げに対する特性の測定方法。
【請求項５】
前記可曲性チューブは密閉型チューブまたは開放型チューブであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの曲げに対する特性を高い精度で測定するための測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの曲げに対する特性を測定する場合に、光ファイバに曲げを加える方法としては、光ファイバを所定の外径のマンドレルに巻き付けて曲げを加える方法、板に彫られた所定の径の円または円弧状の溝に光ファイバを沿わせることで曲げを加える方法などが知られている。しかし、マンドレルを使用する方法ではマンドレルに光ファイバを巻く際に、余計な張力が負荷され、側圧によるロス増及び、ひずみが発生し、正確な測定ができない問題がある。
【０００３】
この問題に対し、特許文献１には、軸方向に隙間を設けた円筒体のマンドレルを用い、光ファイバをマンドレルに巻き付けた後、隙間を閉じることでマンドレルの径を小さくし、巻き付けられた光ファイバの張力を開放することで、正確な測定を可能にする技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、光ファイバ把持部となる一部を除いて長手方向に分解が可能なマンドレルを用い、このマンドレルに光ファイバを巻き付けた後、マンドレルを分解・除去することで、巻き付けられた光ファイバの張力を開放し、正確な測定を可能にする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３１０８５０号公報
【特許文献２】特許第３９１４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題があった。
（１）光ファイバを所定の外径のマンドレルに巻き付けて曲げを加える方法では、マンドレルに光ファイバを巻き付ける際に、余計な張力が加わってしまうため、マンドレルが光ファイバに加える側圧によって損失やひずみが発生してしまう。このため、正確な曲げに対する特性の評価ができない。
【０００６】
（２）特許文献１では、軸方向に隙間を設けた円筒体のマンドレルを用い、隙間を閉じることでマンドレルの径を小さくし、余計な張力を開放している。しかしこの方法では、マンドレルの径を小さくした際に、光ファイバが緩み、巻き崩れが発生し、光ファイバ同士の重なり等による側圧が発生してしまう。このため、正確な曲げに対する特性の評価ができない。
【０００７】
（３）特許文献２では、長手方向に分解可能なマンドレルを用い、光ファイバ把持部となる一部を除いてマンドレルを分解・除去することで、巻き付けられた光ファイバの張力を開放している。しかし、この方法では、光ファイバを曲げるために必要な外力を把持部一箇所で加える必要がある。特に曲げ径が小さくなるとその外力は大きくなり、把持部で光ファイバに側圧が発生してしまう。このため、正確な曲げに対する特性の評価ができない。
【０００８】
（４）板に彫られた所定の径の円または円弧状の溝に光ファイバを沿わせることで曲げを加える方法は、曲げる際に余計な張力が掛からず、光ファイバを曲げるために必要な外力を溝全体に分散させることが可能である。しかし、複数回の曲げを加える測定では、同じ溝に複数回光ファイバを入れることになり、光ファイバ同士の重なりによって側圧が発生する。複数個の溝を用意し、ひとつの溝に光ファイバを一回しか入れない方法も考えられるが、その場合必要な曲げ回数の分だけ溝が必要となり、測定が困難になる。また、小さな径の溝に光ファイバを沿わせる場合、作業性が悪い。
【０００９】
（５）また、いずれの方法でも、光ファイバに複数回曲げを加える場合、光ファイバ同士の静電気や光ファイバの表面性などの影響により、光ファイバにうまく曲げを加えることが難しく、作業性が悪い。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、光ファイバに余計な張力を掛けず、光ファイバの曲げに対する特性を高精度で測定し得る光ファイバの曲げに対する特性の測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、光ファイバに曲げを加え、光ファイバの曲げに対する光学特性及び機械特性を測定する方法において、
光ファイバを可曲性チューブに入れ、前記可曲性チューブを環状に曲げることで光ファイバに曲げを加えることを特徴とする光ファイバの曲げに対する特性の測定方法を提供する。
【００１２】
本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において、前記可曲性チューブを環状に曲げる方法が、前記可曲性チューブをマンドレルに巻き付けることであることが好ましい。
【００１３】
本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において、前記可曲性チューブの内径をｂ、測定を行う光ファイバの直径をａとした場合、２ａ≦ｂ≦１０ａの関係を満たしていることが好ましい。
【００１４】
本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において、前記可曲性チューブは樹脂チューブまたは金属チューブであることが好ましい。
【００１５】
本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において、前記可曲性チューブは密閉型チューブまたは開放型チューブであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明のように、光ファイバの曲げに対する特性を評価する場合、光ファイバに余計な側圧を与えないことが重要である。本発明によれば、従来技術のような特別なマンドレルを使用することなく、側圧を取り除き、正確な測定を行うことができる。また巻き崩れが発生せず、光ファイバ同士の静電気や光ファイバの表面性の影響を受けずに、容易に曲げを加えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法は、光ファイバに曲げを加え、光ファイバの曲げに対する光学特性及び機械特性を測定する方法において、光ファイバを可曲性チューブに入れ、前記可曲性チューブを環状に曲げることで光ファイバに曲げを加えることを特徴としている。
【００１８】
本発明において、測定の対象となる光ファイバ（被測定光ファイバ）としては、光通信分野などで周知の各種の光ファイバが挙げられ、例えば、石英ガラス系シングルモード光ファイバ、石英ガラス系マルチモード光ファイバ、石英ガラス系ホーリーファイバ、プラスチックファイバ、石英ガラスコア・プラスチッククラッドファイバなどが挙げられる。これらの光ファイバは、通常はクラッドの外周に１層又は２層以上の樹脂被覆が設けられた光ファイバ素線や光ファイバ心線の状態で測定に供される。
【００１９】
本発明において、光ファイバを入れて曲げを加える可曲性チューブは、曲げた際に潰れて光ファイバを圧迫しない程度の剛性を持つもの、及び光ファイバを通しやすいように、内表面の滑り性が良好なものが望ましい。このチューブ材としては、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの樹脂、及びアルミニウムや銅などの可曲性のある金属材等を使用することが望ましい。
【００２０】
また、可曲性チューブの内径は、所望の曲げ径に比べて十分小さく、かつ光ファイバを圧迫しない程度に大きいものを使用する。測定を行う光ファイバの直径をａ、チューブの内径をｂとした場合、２ａ≦ｂ≦１０ａの関係を満たすように可曲性チューブの内径を選択することが望ましい。例えば、直径０．２５０ｍｍの光ファイバの場合、好ましい可曲性チューブ内径ｂは、０．５ｍｍ≦ｂ≦２．５ｍｍの範囲となる。可曲性チューブ内径ｂが２ａ未満であると、可曲性チューブ内で光ファイバを圧迫し、余計な側圧が発生する。また光ファイバを可曲性チューブに通す際に作業性が悪くなる。可曲性チューブ内径ｂが１０ａを超えると、可曲性チューブ内で光ファイバがよじれて余計な側圧が発生する可能性がある。また所望の曲げ径を得られない可能性がある。
【００２１】
本発明において、光ファイバの曲げに対する特性とは、ＪＩＳ  Ｃ  ６８２３：光ファイバ損失試験方法に規定された「曲げ損失」などの測定方法のように、光ファイバを所定の曲げ径で１〜複数回曲げ、その曲げによる損失変化を測定する方法を指す。この曲げ損失測定方法は、例えば、図４に示すように、光ファイバ３の一端に光源１１を接続し、他端にパワーメータ１２を接続し、伝送光パワーをモニターしておき（図４（Ａ）参照）、その光ファイバ３の一部に曲げを加え（図４（Ｂ）参照）、伝送光パワーの損失変化（損失増）から曲げ損失（単位：［ｄＢ］、又は［ｄＢ／曲げ径ｍｍ×曲げ回数］）を調べる方法が一般的である。また、光ファイバの曲げに対する特性としては、前記曲げ損失以外にも、損失波長特性や、機械的な強度特性などが挙げられる。
【００２２】
本発明において、光ファイバを入れた可曲性チューブに曲げを加える方法としては、その可曲性チューブを所定の直径を持つ円柱状のマンドレルに巻き付ける方法が好ましい。この曲げ方法では、使用するマンドレルの直径を適宜変更することで、変更が可能となり、マンドレルの外周面に光ファイバを入れた可曲性チューブを巻き付けるだけで、チューブ内の光ファイバを均等な環状に曲げることができ、再現性にも優れている。
【００２３】
図１及び図２は、本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法の一実施形態を示す図であり、図１（Ａ）は光ファイバ３を可曲性チューブ１に挿入した状態を示す斜視図、図１（Ｂ）は光ファイバ３を挿入した可曲性チューブ１を円柱状のマンドレル２に巻き付けた状態を示す斜視図である。また図２は、図１（Ｂ）の横断面図である。本実施形態において、可曲性チューブ１は円筒状の樹脂チューブまたは金属チューブを用いている。
【００２４】
本実施形態では、光ファイバ３の一部を円筒状の可曲性チューブ１内に挿入し、図４に示すように、光ファイバ３の一端に光源１１を接続し、他端にパワーメータ１２を接続し、伝送光パワーをモニターしておき、この可曲性チューブ１を、図１（Ｂ）に示すように、円柱状のマンドレル２の外周面に１〜複数回巻き付けて、伝送光パワーの損失変化（損失増）から曲げ損失を調べるようになっている。
【００２５】
図２は、図１（Ｂ）に示す可曲性チューブ巻き付け状態における主要各部の位置関係を例示する図である。図２に示すように、光ファイバ３を可曲性チューブ１に入れてマンドレル２に巻き付けた際、可曲性チューブ１の厚みと内径の分、光ファイバ１の曲率はマンドレル２の外径よりも大きくなる。
ここで、可曲性チューブ内径をｂ、可曲性チューブ外径をｃ、マンドレル外径をＤとすると、光ファイバの曲げ直径は、Ｄ＋ｃ−ｂ〜Ｄ＋ｃ＋ｂの範囲となる。
可曲性チューブ内径ｂが十分小さい場合、光ファイバの曲げ直径は平均値のＤ＋ｃと見なすことができる。
可曲性チューブ外径ｃがマンドレル外径Ｄに比べて無視できるほど小さい場合、光ファイバの曲げ直径はマンドレル外径とほぼ一致する。
しかし曲げ径を小さくしていくなど、可曲性チューブ外径ｃがマンドレル外径Ｄに対して無視できない場合には、所望の曲げ直径が、マンドレル外径Ｄとチューブ外径ｃの合計と一致するような所定の寸法を有するマンドレルと可曲性チューブを用意する。これにより、所望の曲げ径を得ることができる。
【００２６】
本実施形態では、光ファイバ３を可曲性チューブ１に入れて曲げることで、直接光ファイバ３に張力を加えずに曲げを加えることが可能となるので、余計な張力による側圧が発生しない。また、光ファイバ３を曲げるために必要な外力を可曲性チューブ１の内壁で光ファイバ３全体に分散させて加えることができるので、局所的に光ファイバ３を固定することなく測定ができる。また、可曲性チューブ１内に光ファイバ３が入っているため、巻き崩れや光ファイバ同士の重なりによる側圧も発生しない。さらに、光ファイバ同士の静電気や光ファイバの表面性などにも影響を受けることなく、容易に曲げを複数回加えることが可能になる。
【００２７】
図３は、本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において使用し得る、可曲性チューブ３の形状を例示する断面図である。
本発明の測定方法において使用し得る可曲性チューブ３は、ファイバに側圧を与えずに曲げられる構造であれば、図３（Ａ）に示すような円筒状チューブに限らず、図３（Ｂ）に示すような角型のチューブでも同様の効果がある。また、密閉型のチューブに限らず、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すような開放型のチューブについても、同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、本発明は、前記測定方法によって被測定光ファイバの曲げ特性を正確に測定し、その曲げ特性を説明書に記載して光ファイバに付設して製品化することによって、正確な曲げ特性が表示された光ファイバを提供することができる。この説明書としては、光ファイバの梱包に同封される証明書やラベル、梱包の外面への印刷、光ファイバを巻回したボビンに貼付するシールへの印刷など、様々な表示形態を採用し得る。
【実施例】
【００２９】
本発明に係る実施例と、従来技術に係る比較例とでそれぞれ光ファイバの曲げ特性を測定し、結果を比較した。
本実施例では、光ファイバの曲げ特性の評価として、光ファイバの曲げ損失を測定した。図４はファイバの曲げ損失測定方法の説明図である。光源１１とパワーメータ１２に光ファイバ３を接続し、曲げを加えていない状態（Ａ）と、曲げを加えた状態（Ｂ）の伝送光パワーを比較することによって、光ファイバ３の曲げ損失を測定した。
【００３０】
（実施例）
図１で説明した本発明の測定方法を用いて光ファイバの曲げ損失を測定した。所定のマンドレル径および曲げ回数に応じた必要な長さの可曲性チューブを用意した。
測定に用いた光ファイバは、直径０．２５０ｍｍの石英ガラス系シングルモード光ファイバ素線を用いた。
測定に用いたマンドレルは、外径がφ１０〜１００ｍｍの円柱状マンドレルを用いた。
測定に用いた可曲性チューブは、外径１ｍｍ、内径０．５ｍｍのポリエチレン製円筒状チューブを使用した。
【００３１】
この光ファイバを図１（Ａ）に示すように可曲性チューブに通した後、図１（Ｂ）に示すように、光ファイバを通した可曲性チューブを所定の径のマンドレルに、所定の回数を巻き、図４に示すように曲げ損失を測定した。マンドレルへの可曲性チューブの巻き回数は１０〜１００回とした。また、曲げ損失の測定波長は１５５０ｎｍとした。
【００３２】
この実施例の曲げ測定において、マンドレルへの可曲性チューブの巻き回数と、曲げ損失との関係を調べた。その結果を図６（Ａ）に示す。
【００３３】
また、前記円筒状チューブに代えて、図３（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のような角型チューブ及び開放型チューブを用いた場合についても、同様の実験を行った。
【００３４】
（比較例）
図５は、比較例として、マンドレル２に光ファイバ３を直接巻きつけて測定する従来技術の説明図である。
使用した光ファイバ及びマンドレルは、実施例で用いたものと同じとした。
【００３５】
この光ファイバを、図５（Ｂ）に示すように、所定の径のマンドレルに、所定の回数を巻き、曲げ損失を測定した。マンドレルへの可曲性チューブの巻き回数は１０〜１００回とした。また、曲げ損失の測定波長は１５５０ｎｍとした。
【００３６】
この比較例の曲げ測定において、マンドレルへの可曲性チューブの巻き回数と、曲げ損失との関係を調べた。その結果を図６（Ｂ）に示す。
【００３７】
（結果）
比較例では、図６（Ｂ）に示すように、測定値が直線に並ばず、ばらつきが大きかったのに対し、実施例では、図６（Ａ）に示すように、測定値が直線に並び、ばらつきが小さいことが分かる。
この結果から、実施例では、光ファイバを可曲性チューブに入れてマンドレルに巻き付けたことで、側圧による影響がなくなり、正確な曲げ特性が測定できることが分かる。
【００３８】
また、可曲性チューブとして、図３（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のような角型チューブ及び開放型チューブを用いた場合についても、図６（Ａ）と同等な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の測定方法の一実施形態を示す図であり、（Ａ）は光ファイバを可曲性チューブに挿入した状態を示す斜視図、（Ｂ）は光ファイバを挿入した可曲性チューブを円柱状のマンドレルに巻き付けた状態を示す斜視図である。
【図２】図１（Ｂ）の横断面図である。
【図３】本発明の光ファイバの曲げに対する特性の測定方法において使用し得る、可曲性チューブの形状を例示する断面図である。
【図４】光ファイバの曲げ損失測定方法を示し、（Ａ）は光ファイバを曲げる前、（ｂ）は被回ファイバに曲げを加えた状態を示す概略構成図である。
【図５】比較例で行った従来技術に係る曲げ特性測定方法を示し、（Ａ）は光ファイバ、（Ｂ）はこの光ファイバを直接マンドレルに巻き付けた状態を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は実施例の測定結果を示すグラフ、（Ｂ）は比較例の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１…可曲性チューブ、２…マンドレル、３…光ファイバ、１１…光源、１２…パワーメータ。
【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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