JP2003513267A - 光ファイバーに与えられたねじれを測定する方法およびこの方法を用いて光ファイバーを処理する手順 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光ファイバーに与えられたねじれを測定する方法は、光ファイバーを所定方向に所定速度で前進させる段階と、前進させる段階中に、該光ファイバーに、その軸を中心としたねじれを与える段階と、前進させる段階中に、該光ファイバーの直径を測定して（２１０）、直径を示す時間ベースの信号を生成する段階と、この信号を処理して、与えられたねじれを示す値を求める段階とを含む。上記処理する段階は、主な、周波数領域において直径の測定値に関係する信号を変換する段階（２４０）と、このようにして得られた信号のパワースペクトルを計算する段階（２５０）と、このパワースペクトルにおいて、与えられたねじれに相関する信号ピークを区別する段階（２７０）と、このような信号ピークに関連する最大周波数を判定する段階（２８０）と、この最大周波数を、上記ファイバーの前進速度の値で割って、与えられたねじれを示す値を求める段階（２９０）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［説明］ 本発明は、光ファイバーに与えられたねじれを測定する方法に関する。また、
本発明は、この測定方法を用いて光ファイバーを処理する手順に関する。

【０００２】 本発明の目的のために、光ファイバーを処理する手順という用語は、光ファイ
バーが所定方向に前進し、その前進中にねじれが与えられる（自発的にまたは非
自発的に）、いかなる工程も示す。ねじれの程度を知ることは有用である。この
工程は、例えば、光ファイバーを作成する手順（典型的には線引き工程）、また
は、複数の光ファイバーによって光ケーブルを製造する手順であってもよい。

【０００３】 「Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」ｂ
ｙ Ｇｏｖｉｎｄ Ａｇｒａｗａｌ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ
，Ｉｎｃ．，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎからわかるように、単一モード光フ
ァイバーを用いて、縮退であり、モード指数（すなわち有効指数）として知られ
ているパラメータｎの値が同じでｎ＝β／ｋ₀として規定される、２つの互いに
直交するモード（典型的にはＴＥおよびＴＭで示される）を伝送することができ
る。ただしβは伝搬定数でありｋ₀は自由空間波数である。偏向が互いに直交す
る（orthogonally polarized）モードのこの縮退の性質は、直径が均一である完
全に円筒形のコアを有する、理想的な単一モードファイバーにおいてのみ存在す
る。上記文書によれば、実際の光ファイバーは、長さに沿ったコアの形状にかな
りばらつきがある。また、実際の光ファイバーは、非均一な応力を受けて、円筒
形の対称性が乱れる可能性もある。このような要因のために、偏向が互いに直交
するモード同士の縮退はなくなり、ファイバーは複屈折を取得する。複屈折の程
度は、Ｂ＝｜ｎｘ−ｎｙ｜として規定される。ただしｎｘおよびｎｙは、偏向が
互いに直交する各モードのモード指数である。

【０００４】 光ファイバーの複屈折の研究において特に重要なパラメータは、ビート長とし
て知られているものである。これは、ＡＴ＆Ｔ社名義である米国特許第５，４１
８，８８１号において説明されているように、所与の偏光状態を繰り返すのに必
要なファイバー長に一致している。言い換えれば、ビート長は、最初は互いに同
位相である基本モードの２つのコンポーネント（component、構成要素）が再び
同位相になるのに必要なファイバーの長さにわたって、ファイバーの複屈折が一
定のままであると仮定した場合の、ファイバー長に一致している。

【０００５】 また、Ａｇｒａｗａｌによれば、光ファイバー内でパルス信号が伝送される場
合、複屈折は、パルス広がりの潜在的一因である。これは、入力パルスが、両方
の偏光コンポーネントを励起する場合、ファイバーの出力においてより幅広くな
るからである。というのも、群速度が異なるために、ファイバーに沿ってこの２
つのコンポーネントが分散してしまうからである。偏光モード分散（ＰＭＤ）と
して知られているこの現象は、周期的に増幅される光ガイドシステムにおいて重
要であるために、近年広く研究されている。

【０００６】 典型的には、ＰＭＤ現象によって、信号伝送帯の幅が制限されることになり、
したがって、それに沿って前述の信号が伝送される光ファイバーの性能が低下す
ることになる。したがって、光ファイバーに沿った信号伝送のシステム、特に、
信号のいかなる形の減衰または分散も最小にして、送受信における高性能を保証
することが必要である、長距離にわたって動作するものにおいて、この現象は望
ましくない。

【０００７】 本出願人は、複屈折を起こす、光ファイバーの構造上のおよび幾何学的な不規
則（irregularities）が、ファイバーの線引き工程中に生じる可能性がある、と
いうことを見い出している。光ファイバーの線引き工程は、典型的には、「線引
き塔」として知られている適切な装置によって実施され、ガラスのプリフォーム
から開始する。実際には、プリフォームを垂直位置に配置して軟化点より上の温
度まで加熱後、光ファイバー自体を形成する糸状要素を作成するような方法で、
溶融した材料が制御した速度で下向きに線引きされる。

【０００８】 線引き工程の一例が、ＡＴ＆Ｔベル研究所名義である米国特許第５，２９８，
０４７号において説明されている。この工程において、まずプリフォームが炉内
に前進させられ、プリフォームの下部ネック形状（くびれ）部から、光ファイバ
ーが線引きされる。次にこのファイバーは、直径モニタ（diameter monitor）に
通され、次にコーティングアプリケータ（coating applicator）に通される。こ
のコーティングアプリケータにおいて、ここでは温度が下がっている光ファイバ
ーに、ポリマーコーティングが施される。この後、ファイバーは、コーティング
同心モニタ（coating concentricity monitor）、硬化ステーション（curing st
ation）、およびコーティング直径モニタに通される。この直径モニタの下流に
は、駆動および案内手段があり、これらはファイバーを引っ張って巻取りスプー
ルに向かって案内する。

【０００９】 本出願人は、上述したもの等の線引き工程において、プリフォームの構造上の
および幾何学的な欠陥、および工程の動作条件の不所望なばらつきの結果として
、線引きしたファイバー内に複屈折が（そして、したがってＰＭＤが）存在して
しまう可能性がある、ということを見い出している。

【００１０】 前述の米国特許第５，２９８，０４７号は、ＰＭＤを低減してファイバーを作
成するような方法で、線引き工程中に光ファイバーにトルクを与える方法を提案
している。このトルクは、光ファイバーの前進方向に、コーティング装置の後に
与えられる。特に、このトルクは、その軸がファイバーの前進の軸に垂直な光フ
ァイバーのガイドローラ（上述の駆動および案内手段の一部を形成する）を、時
計回りおよび反時計回りの方向への交互の揺動によって、好適な方法で動くよう
にすることによって与えられる。

【００１１】 これもまたＰＭＤの問題に触れている、コーニング（Corning）社名義である
特許出願第ＷＯ ９８４６５３６号もまた、コーティング装置の後に配置された
スピニング装置（spinning apparatus）を提案している。この装置は、光ファイ
バー線引き経路の両側に配置された、それぞれがファイバーと接触する独自の表
面領域を有する、１対の要素を含む。この２つの表面領域のうちの少なくとも１
つは、この２つの表面領域が互いに関して動き、したがって光ファイバーに交互
のねじれ（alternating twist）を与えるような方法で、線引きの方向を横切る
方向に動く。例えば、この１対の要素は、回転軸が線引きの方向に垂直な、その
うちの少なくとも１つが自らの軸に沿って往復運動する方法で動くことができる
、１対のローラから成っていてもよい。

【００１２】 ＦＯＳ名義である特許出願第ＥＰ ０８４２９０９号は、線引き工程中に光フ
ァイバーに交互のねじれを与える他の方法を説明している。この方法では、線引
き工程中に保護コーティングを施す装置が、この装置の回転を光ファイバーに伝
送するような方法で、回転することが必要である。

【００１３】 例えばＡＴ＆Ｔ社名義である特許出願第ＥＰ ６４６８１９Ａ１号から既知の
ように、線引き工程中に光ファイバー内に作り出される複屈折に加えて、複屈折
には、例えば、光ケーブルの作成用のケーブル化工程（cabling process）にお
いて存在するもの等の外部応力によって生じる、光ファイバーに対する非対称の
応力状態等、他の原因もあるかもしれない。

【００１４】 例えばＳｏｃｉｅｔａ Ｃａｖｉ Ｐｉｒｅｌｌｉ Ｓ．ｐ．Ａ．名義である
米国特許第４，７４４，９３５号から既知のように、海底通信用の光ケーブルは
、光信号の伝送用の複数の光ファイバーが埋め込まれた光コアと、１つまたはそ
れよりも多い外部の補強および保護コーティングとを含んでもよい。光コアは、
中心支持要素と、そのまわりにある、光ファイバーが固定位置に埋め込まれた、
ポリマー材料の１つまたはそれよりも多い層とを含むタイプのものであってもよ
い。

【００１５】 ＡＴ＆Ｔ社名義である特許出願第ＥＰ ６４６８１９Ａ１号において説明され
ているように、光ケーブルの光コアを製造する工程は、 −中心強度部材を加熱して、その加熱した中心強度部材上に、熱可塑性エラス
トマーの第１の層を押し出すことと、 −複数のボビンから光ファイバーを繰り出すことと、 −光ファイバーを、熱可塑性エラストマーの第１の層上にらせん状に置くこと
と、 −熱可塑性材料の第１の層でコーティングし光ファイバーで包んだ中心強度部
材を、らせん状に回転する閉じるダイ（closing die）に通して、半径方向内向
きの力をケーブルのコアに加えることであって、熱可塑性材料の接線方向には光
ファイバーに加える力はない、ことと、 −ファイバーの上に熱可塑性エラストマーの第２の層を押し出して、第１の層
に溶け込ませる（merge）ことと を含んでもよい。

【００１６】 本出願人は、ケーブル化した光ファイバーの、ＰＭＤに関する性能は、一般的
に、ケーブル化工程の結果として光ファイバーが受ける形状変化の関数である、
ということを見い出している。光ファイバーが局所的変形を受けている場合には
、信号の伝送中に、変形領域における信号の互いに直交する伝搬モード同士の間
で、局所的遅延が起こる。光ファイバーに沿って導入される遅延の合計が、伝送
される信号のＰＭＤを決定する。

【００１７】 また、光ファイバーにねじれを与えてその複屈折を低減する方法は、光ファイ
バーをケーブル化して光ケーブルを作成する工程において適用してもよい。 前述の特許出願第ＥＰ ６４６８ｌ９Ａ１号は、上述の方法でケーブル化する
光ファイバーのＰＭＤを低減する方法を提案している。この方法では、光ファイ
バーをリールからほどいてから、光ファイバーの対応する軸を中心として光ファ
イバーにねじれを与えることが必要である。このねじれは、中心補強要素のまわ
りに回転可能に搭載されたホイール（wheel）を用い、光ファイバーをほどくた
めのリールを保持することによって与えられる。ホイールは、リールをほどくの
と同時に回転して、ほどいた光ファイバーにねじれを作成する。

【００１８】 本出願人は、線引き工程中に光ファイバーの複屈折を低減し、ケーブル化中に
１組の光ファイバーの複屈折を低減する、上述の方法の主な不利な点は、工程の
最後に光ファイバーが有する実際のねじれが、与えられるトルクをベースにして
予測される理論的ねじれとは異なっているということである、ということを見い
出している。実際には、摩擦現象と、無視できないトルクが不所望に与えられる
こととにより、光ファイバーは局所的に、理論的に予測される角度とは実際の回
転角度が異なり、したがって、実際のねじれは理論的に予測されるねじれとは異
なる。さらに、この実際のねじれの値は、一般的には正確に決定することはでき
ない。

【００１９】 線引き工程の場合、例えば、保護コーティングを施した後にねじれを与える場
合には、そのねじれは、コーティング装置内で生じる粘性摩擦によって阻害され
る（この粘性摩擦が、与えられるトルクに逆らう抵抗トルクを起こすからである
）。他方、ポリマー保護材料を施す前に、ねじれが光ファイバーに与えられると
、光ファイバーが損傷を受け、したがってその光学特性が劣化してしまう可能性
がある。

【００２０】 コーティング装置の回転によって光ファイバーにトルクが与えられる、特許第
ＥＰ ０８４２９０９号において、トルクの印加は、粘性の存在（コーティング
材料に関連する）下で行われ、したがって、光ファイバーに伝わる回転の振幅を
制御することは困難である。

【００２１】 線引き工程中に光ファイバーに与えられた実際のねじれの不確定性のさらなる
一因は、光ファイバーがプリフォームの加熱された一端（くびれ）から下向きに
線引きされ、前進しながら冷却されるので、それぞれの瞬間においてプリフォー
ムからねじり装置まで延びている光ファイバーの部分は、このような温度変化の
ために、コンシステンシー（consistency）が非均一であるという事実に関係し
ている。特に、光ファイバーは、ねじり装置のところでは略固まっているが、プ
リフォームの下端（くびれ）のところでは、まだ部分的に溶融している。光ファ
イバーの、略固まっているポイントにトルクを印加する（好ましくは、上述の理
由により、コーティング装置の後で）ことによって、部分的に粘性であるねじれ
が、ファイバーのうちのより固体度が低い部分に、くびれ(neckdown)まで伝わる
。この結果として、ファイバーのくびれのところでの回転角度は、固まった部分
における回転角度と整列せず、それよりも小さくなる。これによって、光ファイ
バーに所望のねじれを与えることがより困難になる。

【００２２】 本出願人は、往復運動の周波数（頻度、frequency）が増大すると、ファイバ
ーの固まった部分からファイバーのくびれのところにある部分への回転の振幅の
低減が大きくなる、ということを見い出している。本出願人はまた、前述の特許
第ＵＳ ５，２９８，０４７号、第ＵＳ ５，４１８，８８１号、および第ＷＯ ９８４６５３６号において説明されている各方法を用いる場合、光ファイバー
の回転を高周波数で反転させることによって、光ファイバーにねじれを与えてい
る各要素に関して光ファイバーが不所望に滑ってしまう可能性がある、というこ
とにも気付いている。この滑りが存在するために、光ファイバーに所望のトルク
を与えることができない。

【００２３】 線引き工程において実際に光ファイバーに与えられたねじれは、一般的に、破
壊試験によって監視される。特に、このねじれ監視は、光ファイバーにトルクを
与える前に、その光ファイバー内で所定の配分をした欠陥（例えば気泡）を人工
的に作り出し、次に、トルクを与えた後、その光ファイバーを多数のポイントに
おいて顕微鏡下で分析してこのような欠陥の配置を調べることによって行われる
。ファイバー内で「固まる」実際のねじれは、欠陥の配置から導出することがで
きる。このタイプの操作（operation）を、好ましくは、ファイバー作成工程の
開始前に用いることができ、犠牲にしてもよいファイバーの一部を用いる必要が
ある。しかし本出願人は、工程の各条件および各パラメータは一般的にばらつき
を免れない（所望であれ不所望であれ）ので、この工程中に与えられた実際のね
じれは、この方法で判定されたものとは異なるものと判明するかもしれず、正確
な判定は、作成工程中にオンラインで行わなければならないと考える。

【００２４】 同様の考えが、ファイバーにねじれを与える方法を用いて光ファイバーの複屈
折を低減する、光ファイバーのケーブル化工程にも当てはまる。例えば、光ファ
イバーと、典型的にはその上にファイバーが置かれる熱可塑性材料との間の界面
において存在している粘性効果によって、実際に与えられたねじれを監視するこ
とが困難になる。本出願人によれば、前述の特許出願第ＥＰ ６４６８１９Ａ１
号において説明されているもの等の方法では、光ファイバーに与えられた実際の
ねじれは、処理方向における光ファイバーの前進速度やねじれの角速度を含む非
常に多くの工程パラメータによって決まり、このようなパラメータのうちのいず
れが不所望に変化しても、光ファイバーに与えられた実際のねじれの値が影響を
受け、したがって予測値とは異なってしまう、という事実から、さらなる困難が
生じる。

【００２５】 現時点では、１つの光ケーブルにおける異なる光ファイバーのＰＭＤは、ケー
ブル自体の完成後に初めて、適切な長さの光ケーブルの一部においてＰＭＤを測
定することによって、正確に判定することができる。

【００２６】 分布効果（disturbing effects）がない状態の（そして、印加するトルクをベ
ースにした理論計算によって判定することができる）光ファイバーに与えられた
ねじれと、当該工程の最後におけるファイバーの実際のねじれの差の存在とを考
えれば、簡単で正確な方法で実際のねじれをオンラインで判定することができる
ようにする方法は、ファイバーのＰＭＤの正確な知識を得る目的のために、かな
り有用であろう。

【００２７】 「Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｌ Ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ａｘｅｓ ｉｎ ｔ
ｈｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｆｉｂｅｒ
ｓ」，Ｃ．Ｇ．Ａｓｋｉｎｓ ａｎｄ Ｍ．Ｊ．Ｍａｒｒｏｎｅ，Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．６， Ｎｏ
９， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８８という論文において、ファイバーの製造工
程中に複屈折の光ファイバーの主軸の内部回転を制御する技術が提案されている
。この技術は、複屈折の主軸の内部の向きを判定するような方法で横から（late
rally）照明される複屈折のファイバーによって、後方散乱する光出力（optical
power）を解釈する方法に基づいている。この技術は、後方散乱する光によって
干渉縞を作り出すような方法で、光ファイバーをＨｅ−Ｎｅレーザ光線で横から
照明することにある。光ファイバーがその軸を中心として回転することによって
、応力によるファイバーの楕円率または屈折率の何らかの異方性のためである、
縞のシフトが生じる。そうすると、縞のシフトを測定することによって、光ファ
イバーの複屈折の主軸の回転を判定することができる。

【００２８】 複屈折のファイバー（引用した論文において考察されているもの等）の場合に
は、ファイバーの回転によって複屈折が低減し、したがって、上で考察した状態
とは対照的に、望ましくない。本出願人は、ＡｓｋｉｎｓおよびＭａｒｒｏｎｅ
による論文において提案されている技術が、比較的遅く回転する光ファイバー（
約１回転／ｍ）をオンラインで判定するのに、および高複屈折（典型的には、ビ
ート長が約数センチメートル）のファイバーにおいて、適切である、ということ
を見い出している。本出願人によれば、この技術は、複屈折を低減する前述の技
術のうちのひとつによって光ファイバーに与えられたねじれの判定には適切では
ない。このようなねじれは、通常、比較的高回転速度（例えば、約１０回転／ｍ
）に対応しており、当該ファイバーは低複屈折タイプのものだからである。

【００２９】 本発明の目的のために、低複屈折の光ファイバーという用語は、ビート長が少
なくとも１ｍである光ファイバーを示す。 本発明で、本出願人は、光ファイバーに与えられた実際のねじれを判定する、
非破壊技術を提案する。例えばこれを用いて、ファイバーを処理する手順中に光
ファイバーに与えられたねじれをオンラインで測定してもよい。

【００３０】 本出願人は、実際のねじれを、光ファイバーの直径の測定値をベースにして判
定することができる、ということ見い出している。これは、所定方向に前進して
おりその軸を中心として回転するようになっている光ファイバーの直径を測定す
るときには、光ファイバーの非対称および異方（anisotropies）によって、測定
値が最小値と最大値との間を、ファイバーの回転速度に相関する周波数で揺れ動
く、ということを、本出願人が見い出しているからである。本出願人は、前述の
直径の測定結果を適切に処理することによって、光ファイバーに与えられた実際
のねじれを示す情報を得ることができる、ということを見い出している。特に、
本出願人は、光ファイバーの直径の測定値に関する時間信号のフーリエ変換を行
うこと、および対応するパワースペクトルのピークを次に分析することによって
、この情報を得ることができる、ということを見い出している。

【００３１】 本出願人はまた、この情報を遡及的に（retroactively）用いて、実際のねじ
れが仕様書にしたがって予測されるもの（公称のねじれ）に一致し、したがって
ＰＭＤに関して所定の応答を行う、ファイバーを作成するような方法で、光ファ
イバーに与えられたねじれのオンラインでの監視を行ってもよい、ということを
見い出している。

【００３２】 本発明による技術は、測定することが有用であるねじれが光ファイバーに与え
られる、低複屈折の光ファイバーを処理する手順に適用することができる。この
ねじれは、例えば、光ファイバーのＰＭＤを低減するために与えてもよい。

【００３３】 第１の態様において、本発明は、光ファイバーに与えられたねじれを測定する
方法に関する。方法は、 −前記光ファイバーを所定方向に所定速度で前進させる段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーに、その軸を中心としたねじれ
を与える段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーの直径を測定して、該直径を示
す信号を生成する段階と を含み、 前記直径を示す前記信号を処理して、与えられたねじれを示す値を得るさらなる
段階を含む。

【００３４】 好ましくは、前記直径を測定する前記段階は、１組の直径の測定値を含む、前
記信号のうちの一部（fraction）の生成を含み、前記直径を示す前記信号を処理
する前記段階は、前記信号の前記一部の周波数領域の変換の計算を含む。

【００３５】 前記周波数領域における変換を計算する前記段階は、前記信号の前記一部への
フーリエ変換の適用を含んでもよい。 前記処理する段階は、好ましくは、前記周波数領域における前記変換に関連す
るパワースペクトルを判定する段階を含む。

【００３６】 前記パワースペクトルは１組のピークを有し、前記処理する段階は、前記１組
のピークからの、前記与えられたねじれに相関するピークの部分集合（subset）
の取り出しを含んでもよい。

【００３７】 ピークの前記部分集合を取り出す前記段階は、前記１組のピークそれぞれのパ
ワーを所定のしきい値と比較する段階と、前記しきい値よりも低いパワーを有す
る前記スペクトルの寄与（contributions）を排除する段階とを含んでもよい。

【００３８】 前記処理する段階は、ピークの前記部分集合に関連する最大周波数を測定する
段階を含んでもよい。 前記処理する段階は、前記最大周波数の値を前記前進速度の値で割って、前記
与えられたねじれを示す前記値を求める段階を含んでもよい。

【００３９】 前記処理する段階は、ピークの前記部分集合に関連する前記最大周波数の測定
の前に、前記直径を測定する前記段階と、前記周波数領域における変換を計算す
る前記段階と、前記パワースペクトルを計算する前記段階とを、所定数のパワー
スペクトルを得るような方法で、所定回数実行する段階を含んでもよく、また、
前記パワースペクトルから、ピークの前記部分集合を含む平均パワースペクトル
を計算する段階を含んでもよい。

【００４０】 前記処理する段階は、前記平均パワースペクトルを計算する前記段階の後に行
われる、以下の各段階を含んでもよい。 −前記平均パワースペクトルにおけるピークの総数と、ピークの前記部分集合
のピーク数とを判定する段階と、 −前記部分集合の前記ピーク数を、ピークの前記総数の所定の割合と比較する
段階と、 および、前記部分集合の前記ピーク数が、ピークの前記総数の前記所定の割合よ
りも少ない場合には、前記直径を測定する前記段階と、前記周波数領域における
変換を計算する前記段階と、前記パワースペクトルを計算する前記段階と、前記
平均パワースペクトルを計算する前記段階とを繰り返す段階。

【００４１】 前記直径を示す前記信号を処理する前記段階は、ともに前記周波数領域におけ
る変換を計算する前記段階の前に行われる、直径の前記値の平均値を計算する段
階と、前記平均値を、直径の前記値のそれぞれから引く段階とを含んでもよい。

【００４２】 本発明はまた、光ファイバーを処理する手順にも関する。手順は、 −前記光ファイバーを前進方向に前進させる段階と、 −前記光ファイバーと相互作用するねじり装置を、前記前進方向に沿って設け
る段階と、 −前記光ファイバーのねじれの公称値に対応する少なくとも１つの所定のパラ
メータにしたがって、前記ねじり装置を動作する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記ねじり装置の前記動作の結果として、前記光
ファイバーにおいて実際のねじれを作成する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記実際のねじれを測定する段階と を含む。

【００４３】 前記測定する段階によって、ねじれの実際の値を得ることができ、前記手順は
、好ましくは、 −前記実際の値を前記公称値と比較する段階と、 −該比較する段階の結果にしたがって、前記ねじり装置の動作を制御する段階
と を含む。

【００４４】 有利には、前記制御する段階は、いずれかひとつが選択される、以下の各段階
のうちのひとつを含む。 −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で（in absolute terms）、所
定の量よりも小さい場合には、前記与えられたねじり装置の動作を不変のままに
保つ段階と、 −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で、前記所定の量以上であり、
前記実際の値が前記公称値よりも大きい場合には、前記ねじり装置の動作を第１
の方向に変えて、前記実際のねじれが低減するようにする段階と、 −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で、前記所定の量以上であり、
前記実際の値が前記公称値よりも小さい場合には、前記ねじり装置の動作を第２
の方向に変えて、前記実際のねじれが増大するようにする段階。

【００４５】 前記手順は、さらなる、 −ガラスのプリフォームを、その軟化点を超えて加熱する段階と、 −前記光ファイバーをこのプリフォームから前記所定方向に線引きする段階と
、 −前記光ファイバーに保護コーティングを施す段階と を含んでもよい。

【００４６】 または、前記光ファイバーを前進させる前記段階は、光ケーブルの光コアを作
成する押出機に前記光ファイバーを供給することを含んでもよく、前記手順は、
さらなる、 −前記押出機に、前記光コアの中心要素を規定するようになっている支持要素
を供給する段階と、 −前記押出機にポリマー材料を供給する段階と、 −前記支持要素に、その軸を中心としたねじれを与え、それによって前記光フ
ァイバーの前記ねじれが生じる段階と を含んでもよい。

【００４７】 前記光ファイバーは、好ましくは、低複屈折タイプのものである。 前記実際のねじれを測定する前記段階は、好ましくは、前に規定した測定方法
にしたがって行われる。

【００４８】 本発明を、非限定的な適用例を示す添付図面を参照して以下で詳細に説明する 本発明による技術を、まず光ファイバーを線引きする工程を参照して説明する
。

【００４９】 図１は、プリフォーム２から光ファイバー３を線引きする線引き塔１を概略的
に示す。 塔１は、鉛直の線引きの方向に沿って本質的に整列した、複数の部分を含む（
したがって「塔」という名前である）。鉛直方向を選択したのは、重力を用いて
、そこからファイバー３を線引きすることができる溶融した材料の溶融物をプリ
フォーム２から得る必要がある、ということに基づく。特に、塔１は、 −プリフォーム２を、その軟化点を超えて加熱することができる炉４であって
、例えば米国特許第４，９６９，９４１号および同第５，１１４，３３８号にお
いて説明されているタイプのうちのひとつ等、プリフォームの制御した軟化を行
うことができるものであれば、いかなるタイプのものであってもよい、炉４と、 −光ファイバー３に保護コーティングを施すコーティング装置５であって、例
えば、米国特許第５，３６６，５２７号において説明されているタイプのもので
あってもよい、コーティング装置５と、 −光ファイバー３を所定の速度ｖ_f（線引き速度に一致）で下向きに引っ張る
ことができる、引取り装置（pulling device）７（例えば、滑車が１つまたは滑
車が２つのタイプ）と、 −線引き工程の最後で光ファイバー３を巻きつける、巻取りスプール８と を含む。

【００５０】 塔１はまた、炉４とコーティング装置５との間に配置され、保護コーティング
を施す前に、光ファイバー３が通っているときにその直径を測定することができ
る、直径モニタも含んでもよい。センサによって生成される信号は、例えば、所
定の直径の光ファイバー３を得るような方法で、引取り装置７の速度を制御する
のに用いてもよい。

【００５１】 塔１はまた、コーティング装置５と駆動装置７との間に配置され、光ファイバ
ー３に所定のねじれを与える、ねじれ装置６も含む。ねじれ装置６には、光ファ
イバー３と相互作用することができる、少なくとも１つの移動部材（moving mem
ber）が備えられている。

【００５２】 本発明の目的のために、「ねじれ」という用語は、光ファイバーの回転の角速
度ｄθ／ｄｔ（ただし、θは、固定した基準点に関して測定した、光ファイバー
の回転角度）と、線引き速度ｖ_fとの間の比を示す（一定の乗数（multiplicatio
n factor）は無視する）。このようにして定義したねじれは、回転数／ｍで測定
することができる。

【００５３】 後述のように、この所定のねじれは、光ファイバーにおいて、基本伝搬モード
同士の間でのパワーの交換を作り出して、ファイバーの不完全および不規則の影
響が、ファイバーの、少なくともビート長に等しい長さにおいて、均一になるよ
うな方法で、選択される。したがって、非対称の応力状態によっておよびファイ
バーにおいて生来的に存在する不完全な形状によって生じる悪影響を、かなり低
減することができる。

【００５４】 ねじり装置６は、例えば、前に引用したコーニング社名義である特許出願第Ｗ
Ｏ ９８４６５３６号において説明されているタイプのものであってもよい。特
に、装置６は、光ファイバーと相互作用する表面を有しそれぞれの軸が線引き軸
９に垂直な、１対のローラ（図示せず）を含んでもよい。その場合、少なくとも
１つのローラが、光ファイバー３に交互のねじれを与えるような方法で、自らの
軸に沿って往復運動する方法で動く。特に、ねじり装置６は、所定の反転周波数
νで、光ファイバー３に交互のねじれを与えることができる。

【００５５】 塔１はまた、本発明にしたがって、ねじり装置６が光ファイバー３に加えるね
じれの、オンラインでの測定および制御を行う、装置１３も含む。装置１３を用
いて、以下の本文（text）でＴ_effによって示す、光ファイバーに与えられた実
際のねじれを測定する。この実際のねじれは、典型的には、摩擦力やその他の不
所望の影響が存在するために、以下の本文でＴによって示す所定のねじれとは異
なっている。

【００５６】 説明の便宜上、一般的な用途を放棄するわけではないが、以下の本文において
は、ねじり装置６によって光ファイバー３に与えられたねじれは、正弦曲線を描
く法則（sinusoidal law）にしたがって変化する、と仮定する。実際には、光フ
ァイバー３は、装置６の作用の結果として、θ_eff＝θ_max,eff・ｓｉｎ（２πν
ｔ）の関係によって表される実際の回転角度θ_eff（固定した基準点に関して測
定）を有すると仮定する。ただし、θ_max,effは最大の実際の回転角度であり、
νは、回転の反転の周波数である。そして、したがって、光ファイバーは、Ｔ_{ef f} ＝Ｔ_max,eff・ｃｏｓ（２πνｔ）の関係によって表される実際のねじれＴ_eff
を経験すると仮定する。ただし、Ｔ_max,eff＝２πν・θ_max,effは最大の実際の
ねじれである。

【００５７】 装置１３は、直径モニタ１０と、モニタ１０によって生成される信号を処理す
ることができる処理ユニット（processing unit）１２とを含む。 直径モニタ１０は、例えば干渉タイプのものである、光センサを含む。この光
センサは、軸９上で炉４とコーティング装置５との間に配置され、その出力は、
処理ユニット１２および引取り装置７に接続されている。直径モニタ１０は、処
理ユニット１２に送られる、光ファイバー３の直径を示す第１の電気信号Ｓ₁と
、引取り装置７に送られる、引取り速度を調整する第２の電気信号Ｓ₂とを、生
成することができる。

【００５８】 当該用途用の直径モニタの一例が、米国特許第４，２８０，８２７号において
提供されている。この特許において、光ファイバーにレーザー光線を向けること
によって得られる干渉縞を受け取るフォトダイオードのアレイによって、電気信
号が生成される。この信号は、比較器手段に送られる。比較器手段は、縞のパタ
ーンに相関する多数の電気パルスを生成する。次に、パルスをカウントする手段
が、検出されたパルス数にしたがって、光ファイバーの直径を示す信号を供給す
る。

【００５９】 光ファイバーの製造工程中にその直径を光学的に測定する別の技術が、米国特
許第５，６６１，５５３号によって提供されており、光ファイバーの一部を光線
で横切って照明する段階と、光ファイバーを中心とした所定角の扇形（predeter
mined angular sector）における、光ファイバーのその部分が作成した影の大き
さ（amplitude）を測定する段階と、この測定から、工程中の直径の変化を判定
する段階とを含む。

【００６０】 処理ユニット１２の出力は、ねじり装置６およびディスプレイユニット１６に
接続されている。ディスプレイユニット１６は、情報（例えば測定データ）をオ
ペレータに提供するように設計されている。

【００６１】 処理ユニット１２は、直径モニタ１０から第１の信号Ｓ₁を受け取ることがで
き、この信号を記憶することができ、それを処理して、後述のように、ディスプ
レイユニット１６に送られる第３の信号Ｓ₃と、ねじり装置６に送られる第４の
信号Ｓ₄とを生成することができる。信号Ｓ₃およびＳ₄の内容については、次に
説明する。

【００６２】 図２および図３のフローチャートを参照して、以下で線引き工程を説明する。 線引き工程の予備段階（ブロック５０）において、いくつかの工程パラメータ
が処理ユニット１２内に設定される。この工程パラメータには、 −引取り装置７によって設定されねばならない、線引き速度ｖ_fと、 −ねじれの間の光ファイバー３の回転方向の反転周波数νの、初期値ν₀と、 −光ファイバーのねじれを作成するねじり装置６の移動部材の、移動における
最大偏位の初期値であって、例えば、この移動部材が１対のローラを含み、その
うちの少なくとも１つがその軸に沿って動くことができる場合、この値は、平衡
位置から始まるこの２つのローラ間の縦方向最大相対変位に一致し、ねじり装置
６の移動部材の最大偏位は、光ファイバー３の実際の最大回転角度の値θ_{max,ef f} を決定する、最大偏位の初期値と、 −以後基準値と呼び、以下の本文においてＴ_max,refで示す、ねじり装置６に
よって光ファイバー３に与えられる最大ねじれＴ_maxについての公称値（例えば
、ＰＭＤの所望の値を有するようにするため）と、 −その重要性について以下で説明する、その他のパラメータ、△Ｔ_max、△ｔ
、Ｎ、Ｎ_s ^*、Ｎ_s ^**と が含まれる。

【００６３】 線引き速度ｖ_fは、通常、線引き塔１の異なる各部分の特性にしたがって選択
され、炉４内の温度とともに、光ファイバー３の直径を決定する。単一モードフ
ァイバーの場合のｖ_fの典型的な値は、５ｍ／ｓから２０ｍ／ｓの範囲内である
。

【００６４】 値Ｔ_max,refは、仕様書が要求する複屈折特性を得るような方法で光ファイバ
ーに与えられる、最大の実際のねじれを表す。値Ｔ_max,refは、光ファイバー３
のうちの、ビート長に等しい長さを有する部分について、光ファイバー３におい
て存在する不規則が、ファイバーの軸を中心として本質的に均一な方法で配分さ
れるような方法で、線引き速度ｖ_fにしたがって選択される。したがって、信号
の伝送中、基本モードの成分モード（component modes）同士の間で、エネルギ
ーが再び混ぜ合わされる。本出願人は、この目的を達成するためには、光ファイ
バーの通常の線引き速度に関係する場合、光ファイバーにトルクを与えて、１メ
ートル当たり１から１５回転の範囲の最大ねじれＴ_maxが誘導されるようにする
ことが有利である、ということを見い出している。これは、光ファイバーの通常
の線引き速度では、このトルクによって、ファイバーの回転方向の変化の空間的
周期が１から１００メートルの範囲になることができ、これが光ファイバーの通
常のビート長に匹敵するからである。

【００６５】 反転周波数νの初期値ν₀は、基準値Ｔ_max,refおよび線引き速度ｖ_fにしたが
って選択され、好ましくは、５ｍ／ｓから２０ｍ／ｓの範囲の線引き速度ｖ_fに
ついて、１Ｈｚから１５Ｈｚの範囲内である。

【００６６】 依然として予備段階（ブロック５０）において、塔１は、炉４内にプリフォー
ム２を配置することによって、線引きの準備ができる。炉４は、あらかじめ軟化
点よりも高い温度まで加熱されている。炉４において、プリフォーム２の端部（
くびれ）が溶融され、その結果、少量の溶融材料が生成される。この少量が、重
力の作用を受けて下向きに延ばされ、それとともに溶融材料の糸状要素を形成す
るような方法で、さらなる溶融材料を線引きする。この糸状要素は、前進しなが
ら冷却される（したがって、固まる）。この糸状要素は、直径モニタ１０、コー
ティング装置５、ねじり装置６、および引取り装置７に通され、巻取りスプール
８に数回転巻きつけられる。

【００６７】 予備段階を完了すると、好ましくは予備段階との間に中断がない状態で、引取
り装置７およびコーティング装置５を始動して、線引き工程を開始する（ブロッ
ク１００）。引取り装置７は、速度ｖ_fで光ファイバー３を下向きに引っ張り、
光ファイバー３がくびれから連続的に形成されるようにし、一方コーティング装
置５は、そこを通る光ファイバー３に保護コーティングを施す。同時に、ねじり
装置６が、ν₀という反転周波数で、その移動部材の最大偏位が所定の値に等し
い状態で、理論的予測によれば最大値がＴ_max,refである光ファイバー３の交互
のねじれを提供するような方法で動く。反転周波数ν₀の初期値、およびねじり
装置６の移動部材の最大偏位の初期値は、第４の信号Ｓ₄によって、処理ユニッ
ト１２がねじり装置６に通信する。

【００６８】 光ファイバー３は、引取り装置７を通った後、巻取りスプール８に巻きつけら
れる。 本発明によれば、光ファイバー３に与えられた実際のねじれＴ_effは、光ファ
イバー３の線引き中にオンラインで測定される（ブロック２００）。図３のフロ
ーチャートを参照して以下に詳細に説明するこの測定は、直径モニタ１０が測定
する直径の値を用いて行われ、光ファイバー３に与えられた最大の実際のねじれ
Ｔ_max,effの判定で完了する。ねじれの変化の法則（この具体的な場合において
は、正弦曲線を描く法則）が与えられれば、実際のねじれＴ_effは、値Ｔ_max,eff から導出することができる。第３の信号Ｓ₃によって、処理ユニット１２は、判
定した最大の実際のねじれＴ_max,effについての情報を、この情報がオペレータ
に通信されるような方法で、ビジュアルディスプレイユニット１６に送る。

【００６９】 また、本発明によれば、この測定の結果を用いて、特に反転周波数νの値を調
節することによって、光ファイバー３に与えられた実際のねじれを遡及的に制御
してもよい。詳細には、処理ユニット１２が、判定した最大の実際のねじれＴ_{ma x,eff} を、事前設定した最大基準ねじれＴ_max,refと比較し、特に、ユニット１２
は、Ｔ_max,effとＴ_max,refの差が、絶対値で、事前設定した量△Ｔ_maxよりも小
さいかどうかを調べる（ブロック３００）。

【００７０】 この差が、絶対値で、事前設定した量△Ｔ_maxよりも小さい（ブロック３００
のＹＥＳの出力）場合には、実際のねじれを変える必要はない。したがって、フ
ァイバーの線引きは変更なしに継続し（ブロック１００）、最大の実際のねじれ
Ｔ_max,effを測定する段階（ブロック２００）およびそれを△Ｔ_max,refと比較す
る段階（ブロック３００）が繰り返される。

【００７１】 しかし、この差が、絶対値で、△Ｔ_maxの値以上である（ブロック３００のＮ
Ｏの出力）場合には、処理ユニット１２はさらなる調査を行って（ブロック４０
０）、ねじり装置６に与えなければならない反転周波数νの変化の符号を確定す
るような方法で、差Ｔ_max,eff−Ｔ_max,refの符号を判定する。特に、Ｔ_max,eff
＞Ｔ_max,refであるかどうかについての調査が行われる。

【００７２】 Ｔ_max,effがＴ_max,refよりも大きい（ブロック４００のＹＥＳの出力）場合に
は、処理ユニット１２は、最大の実際のねじれＴ_max,effが低減するような方法
で、第４の信号Ｓ₄によって、反転周波数νを低減するコマンドを生成し、ねじ
り装置６に送る（ブロック５００）。工程は、継続して、この新しい状態での光
ファイバーの線引きを行い（ブロック１００）、最大の実際のねじれＴ_max,eff
を測定する段階（ブロック２００）と、差Ｔ_max,eff−Ｔ_max,refの絶対値を判定
する段階（ブロック３００）と、差Ｔ_max,eff−Ｔ_max,refの符号を判定する段階
（ブロック４００）とを繰り返す。

【００７３】 Ｔ_max,effがＴ_max,refよりも小さい（ブロック４００のＮＯの出力）場合には
、処理ユニット１２は、さらなる調査を行って（ブロック６００）、ねじり装置
６が反転周波数νを現在の値を超えて増大することができるかどうかを判定する
。特に、処理ユニット１２は、ねじり装置６の電気モータがその動作限界に達し
ているかどうかを判定する。この動作限界に達していない場合、そしてしたがっ
てνをさらに増大することができる場合には（ブロック６００のＹＥＳの出力）
、処理ユニット１２は、最大の実際のねじれＴ_max,effを増大するような方法で
、第４の信号Ｓ₄によって、反転周波数νを増大するコマンドをねじり装置６に
送る（ブロック７００）。工程は、継続して、この新しい状態でのファイバーの
線引きを行い（ブロック５０）、最大の実際のねじれＴ_max,effを測定する段階
（ブロック２００）と、差Ｔ_max,eff−Ｔ_max,refの絶対値を判定する段階（ブロ
ック３００）と、差Ｔ_max,eff−Ｔ_max,refの符号を判定する段階（ブロック４０
０）と、ねじり装置６が動作限界に達しているかどうかを判定する段階（ブロッ
ク６００）とを繰り返す。

【００７４】 ねじり装置６の動作限界に達している場合、言い換えれば、νをさらに増大す
ることができない場合（ブロック６００のＮＯの出力）、処理ユニット１２は、
第３の信号Ｓ₃によって、アラーム信号をディスプレイユニット１６に送る（ブ
ロック８００）。この信号が与えられた後は、オペレータはこの工程を中断する
ことができる。

【００７５】 上述の理由による工程の中断がない場合には、線引き工程は、所定の時間後、
または、所定の状態（条件、conditions）に達すると、例えばプリフォームのう
ちの所定の長さの部分が処理された後、中断することができる。

【００７６】 用いるねじり装置のタイプに応じて、最大の実際のねじれＴ_max,effの所望の
変化を得るために、反転周波数νの変化の代わりとして、またはそれに加えて、
ねじり装置６の移動部材の最大偏位の変化もまた導入されるかもしれない。

【００７７】 段階３００−７００に関係するものに代わる他の解決法によれば、与えられる
ねじれは、単にＴ_max,effをＴ_max,refと比較して、Ｔ_max,effとＴ_max,refの差が
所定の量（ゼロに等しくてもよい）よりも小さい場合に与えられるねじれを増大
させ、Ｔ_max,effとＴ_max,refの差が所定の量（ゼロに等しくてもよい）よりも大
きい場合に与えられるねじれを低減させることによって、制御することができる
。

【００７８】 図３は、本発明による最大の実際のねじれＴ_max,effをオンラインで測定する
方法の、異なる各段階のフローチャートを示す。上述のように、この方法は、最
大の実際のねじれＴ_max,effの値を求める目的のための、直径の測定値の分析を
含む。

【００７９】 詳細には、直径モニタ１０は、光ファイバー３が通る間に、ファイバーの直径
を定期的に測定する（ブロック２１０）。直径モニタ１０は、所定の測定周波数
、好ましくは５００Ｈｚよりも上、で動作する。この値は、１回の測定と次回の
測定との間の、２ｍｓよりも短い時間間隔△ｔに対応する。値△ｔは、工程の予
備段階において設定されるパラメータのうちのひとつである。

【００８０】 直径モニタ１０は、時間的に△ｔという間隔を互いに置いた、一連の直径の測
定値を、第１の信号Ｓ₁によって、処理ユニット１２に送る。さらに、直径モニ
タ１０は、測定する直径と、仕様書が規定する直径の値の差が最小になるような
方法で、第２の信号Ｓ₂によって、引取り装置７が設定する線引き速度ｖ_fを連続
的に調節する。

【００８１】 処理ユニット１２は、第１の信号Ｓ₁を受け取った後、１組のＮ個の値［ｄ₁，
・・・，ｄ_N］が蓄積されるまで、直径を示す各値を記憶する（ブロック２２０
）。これらの値は、当該組の測定開始から測定した瞬時（instants of time）ｔ ₁ ，・・・，ｔ_Nにおいて検出される。信号Ｓ₁のうちの、この１組のＮ個の値を
含む部分の持続時間は、（Ｎ−１）・△ｔである。

【００８２】 Ｎの値は、工程の予備段階において設定されるパラメータのうちのひとつであ
り、用いる直径モニタ１０の特性（特に、△ｔの可能な限り最小の値のもの）に
したがって、および反転周波数νの初期値ν₀にしたがって選択される。特に、
Ｎの値は、残りの説明において明らかになる信号の分析の要求事項にしたがって
選択される。

【００８３】 １組のＮ個の値［ｄ₁，・・・，ｄ_N］を記憶している処理ユニット１２は、こ
れらの値の平均値ｄ_aveを計算し、平均値ｄ_aveをそれぞれの値から引くことによ
って、この組［ｄ₁，・・・，ｄ_N］の正規化（normalization）を行う（ブロッ
ク２３０）。したがって、次式のように定義される時間ベースの関数ｈ（ｔ_k）
が得られる。

【００８４】

【数１】 ただしｋは１からＮまでの範囲の整数である。

【００８５】 処理ユニット１２は次に、関数ｈ（ｔ_k）の離散周波数におけるフーリエ変換
ＤＦＴ（離散フーリエ変換）を行う（ブロック２４０）。ＤＦＴ変換は、１組の
周波数ｆ_n＝ｎ・ｆ₁＝ｎ／（Ｎ・△ｔ）＝ｎ／ｔ_Nについて計算される。ただし
ｎは−Ｎ／２から＋Ｎ／２まで変化する整数である。その結果、次式の関数Ｈ（
ｆ_n）がもたらされる。

【００８６】

【数２】 測定の持続時間ｔ_Nよりも長い周期性を有する繰返し事象（repeated events）
を測定することはできないので、周波数ｆ₁＝１／ｔ_N＝１／（Ｎ・△ｔ）は、測
定することができる最小周波数（事象の繰り返しの）を表す。

【００８７】 本出願人は、本発明による方法の適用について、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）
の代わりとして、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を有利に用いることができる、と
いうことを見い出している。高速フーリエ変換の場合、２の累乗に等しいＮの値
を用いるので、変換の計算アルゴリズムは特に高速である。

【００８８】 ＤＦＴの計算において、Ｎの値は、好ましくは、測定分解能（measurement re
solution）が高いような方法で、特に、測定可能な最小周波数ｆ₁が反転周波数
の初期値ν₀よりもはるかに低いような方法で、選択される。次に、次の関係を
満たすような方法で、Ｎの値が選択される。

【００８９】

【数３】 次に、前に計算した関数Ｈ（ｆ_n）を用いて、処理ユニット１２が、正の周波
数ｆ｜ｎ｜＝｜ｎ｜／（Ｎ・△ｔ）のみにおける信号ｈ（ｔ_k）のパワースペク
トルＰ（ｆ）を計算する。ただし｜ｎ｜＝０，１，・・・，Ｎ／２である。これ
によって、次式が与えられる。

【００９０】

【数４】 したがって、離散パワースペクトル（discrete power spectrum）Ｐ（ｆ）は
、ｆ₁に等しい量である等間隔を置いた、周波数の軸上のＮ／２個のポイントに
ついて計算される。したがって、値ｆ₁は、スペクトルＰ（ｆ）の分解能を表す
。

【００９１】 本出願人は、パワースペクトルＰ（ｆ）が、２νに等しい量である等間隔を置
いた、１組のピークを有する、ということを確認している。係数が２になるのは
、回転の１周期（言い換えれば、３６０°の１回転）において、測定した直径は
最大値が２つ、最小値が２つあり、したがって、最大値（ピーク）は、反転周波
数νの２倍である周波数において測定される、という事実の結果である。本出願
人はまた、スペクトルＰ（ｆ）はまた、νの等間隔を置いたピークも含んでもよ
い、ということも見い出している。これは、ねじり装置６によって生じる、この
周波数での光ファイバーの振動のためである。

【００９２】 パワースペクトルＰ（ｆ）における隣接する周波数間に通常存在する不所望な
パワーの伝わり（transfer）（「エイリアシング」）を低減するために、必要な
らば、フーリエ変換の計算前に、値ｈ（ｔ_k）に、「ハニング窓」として知られ
ている特別な数学的アルゴリズムを適用してもよい。このアルゴリズムによって
、

【００９３】

【数】

という項との値ｈ（ｔ_k）の乗算が規定される。

【００９４】 本出願人は、スペクトルＰ（ｆ）のピークの高さは、光ファイバー３の非対称
および異方のサイズによって決まる、ということを見い出している。この依存度
を低減するために、処理ユニット１２は、パワースペクトルＰ（ｆ）の計算後、
最も高いピークに関してスペクトルの正規化を実行する（ブロック２６０）。

【００９５】 さらに、パワースペクトルのピークが、事前設定したパワーのしきい値Ｐ_TH（
ノイズのパワーが一般的に（generally）しきい値よりも低いような方法で、用
いる直径モニタのタイプにしたがって選択される）と比較される。これは、この
しきい値よりも低いパワーを有するスペクトルの寄与を排除するためであり、し
たがって、有用なピークである部分集合を取り出すためにそのノイズを排除する
ためである（ブロック２７０）。

【００９６】 次に処理ユニット１２は、しきい値Ｐ_THよりも上のピークのうちで、最大周波
数ｆ_maxを有するピークを識別する（ブロック２８０）。本出願人は、この最大
周波数ｆ_maxが、次式のような方法で、反転周波数ν、および光ファイバー３に
与えられた最大の実際の回転角度θ_max,effに関係している、ということを見い
出している。

【００９７】

【数５】 次の段階において、処理ユニット１２は、次式（これは後述のように導出する
ことができる）を用いて、最大周波数ｆ_maxの値から、光ファイバー３に与えら
れた最大の実際のねじれＴ_max,effを求める（ブロック２９０）。

【００９８】

【数６】 この工程の分析の目的のために、光ファイバー３に与えられた実際のねじれの
平均Ｔ_ave,effを計算することもまた有用であるかもしれない。実際のねじれの
平均Ｔ_ave,effは、（６）と同様の次式によって測定することができる、という
ことを論証する（demonstrated）ことができる。

【００９９】

【数７】 ただし、ｆ_aveは、次式の関係によって提供される、しきい値Ｐ_THよりも大きい
１組のピークの平均周波数である。

【０１００】

【数８】 関係（６）は次のように導出することができる。

【０１０１】 回転角度θが、正弦曲線を描く法則（例えばコーニング社名義である特許出願
第ＷＯ ９８４６５３６号において説明されているもの等のねじり装置を用いる
ことによって得ることができるもの等）、言い換えれば、θ＝θ_max・ｓｉｎ（
２πνｔ）のタイプの関数によって記述可能なもの、にしたがって経時的に可変
であると仮定する（これまでしてきたように）と、光ファイバー３に与えられた
（理論的）ねじれＴは、上述のように、次式に等しい（１／２πという一定の乗
数を仮定する）。

【０１０２】

【数９】 したがって、光ファイバー３に加えられた最大のねじれＴ_maxは、次式に等し
いことが見い出される。

【０１０３】

【数１０】 実際の場合には、ねじれに対して前述の抵抗（特に粘性抵抗）があるという理
由により、最大の理論的ねじれＴ_maxよりも小さい最大の実際のねじれＴ_max,eff が、光ファイバー３に与えられる。

【０１０４】 特に、最大回転角度θ_maxは、Ｔ_max,effが依存するパラメータ（ν、θ_max、 ｖ_f）のうちで、前述のねじれに対する抵抗の影響によってかなり影響を受ける
唯一のものであるので、最大のねじれの実際の値と理論値の前述した差は、本質
的にこのパラメータの変化に起因する。したがって、最大の実際の回転角度θ_{ma x,eff} は最大の理論的回転角度θ_maxよりも小さく、Ｔ_max,effは次式のように表
すことができる、と考えることができる。

【０１０５】

【数１１】 回転の反転周波数νと線引き速度ｖ_fの両方が既知である（オペレータが設定
している）ので、最大の実際の回転角度θ_max,effを判定した後に、最大の実際
のねじれＴ_max,effを求めることができる。式（５）によれば、ν・θ_max,effは
ｆ_max／２に等しいので、所望の式（６）が求められる。

【０１０６】 最大の実際のねじれＴ_max,effを求めた後、処理ユニット１２はこの値を記憶
し、第３の信号Ｓ₃によってディスプレイユニット１６にこの値を送って、その
結果を表示する（ブロック２９５）。

【０１０７】 図４のフローチャートに関して上述したように、ねじれの測定値を用いて、ね
じり装置６によって光ファイバー３に与えられた実際のねじれのオンラインでの
制御（「フィードバック」）を行うことができる（ブロック３００−７００）。

【０１０８】 直径のＮ個の測定値の連続する組（successive sets of N measured values）
について、光ファイバーに与えられた実際のねじれを測定する方法の前述の各段
階を繰り返してもよい。特に、必要ならば、１つの繰り返しと次の繰り返しとの
間に中断がない状態で、このような各段階を定期的に繰り返してもよい。

【０１０９】 図４のフローチャートを参照して、光ファイバー３に与えられたねじれを測定
する他の方法を、次に説明する。この、他の方法の各段階の組を、２００’で示
す。この方法は、パワースペクトルＰ（ｆ）の計算およびその正規化の段階（図
３のブロック２５０および２６０）の次にある各段階のみにおいて、前述の方法
と異なる。パワースペクトルＰ（ｆ）の計算に先行する各段階、言い換えれば、
直径をＮ回測定する段階（ブロック２１０）、求めたＮ個の値を記憶する段階（
ブロック２２０）、関数ｈ（ｔ_k）を計算する段階（ブロック２３０）、フーリ
エ変換ＦＦＴを計算する段階（ブロック２４０）、パワースペクトルＰ（ｆ）を
計算して、最も高いピークに関してパワースペクトルＰ（ｆ）を正規化する段階
（ブロック２６０）は、前述し、図３の対応する各段階と同じ参照番号で図４の
フローチャートに表されているものと同様である。

【０１１０】 この、他の方法によれば、スペクトルＰ（ｆ）は正規化の後、記憶され（ブロ
ック２６１）、処理ユニット１２は、記憶されているスペクトルの数のカウンタ
の値Ｎ_sを１単位だけ増大する（ブロック２６２）。実際には、Ｎ_s＝Ｎ_s＋１で
ある。記憶されているスペクトルの数のカウンタを更新した後、処理ユニット１
２は調査を行って（ブロック２６３）、記憶されているスペクトルの数Ｎ_sが事
前設定した値Ｎ_s ^*よりも小さいかどうかを判定する。この条件が真である場合（
ブロック２６３のＹＥＳの出力）、処理ユニット１２は、さらなるスペクトルＰ
（ｆ）を取得し記憶するのに必要な動作を繰り返し（ブロック２１０−２６１）
、記憶されているスペクトルの数のカウンタを再び更新し（ブロック２６２）、
スペクトルの数についての判定を繰り返す（ブロック２６３）。

【０１１１】 記憶されているスペクトルの数Ｎ_sが、前述の条件（Ｎ_s＜Ｎ_s ^*）がもはや真で
なくなる値に達する場合（ブロック２６３のＮＯの出力）、言い換えれば、記憶
されているスペクトルの数がＮ_s ^*に等しい場合、処理ユニット１２は、記憶され
ているスペクトルの平均のパワーを計算し（ブロック２６４）、したがって平均
パワースペクトルＰ_ave（ｆ）を得る。この動作は、後述の理由により実行され
る。

【０１１２】 それぞれのパワースペクトルＰ（ｆ）は、多数のピークを有する。これは、前
述のように、反転周波数の２倍に等しい量だけ互いに間隔を置いて配置されてい
る各ピーク（以後信号ピークと呼ぶ）に加えて、例えば光ファイバーの振動およ
び揺動のために、多数の不所望のピーク（一種のノイズを表す）があるからであ
る。したがって、信号ピークは、全部のピークの組のうちの部分集合を表す。こ
のような不所望のピークの数が多い場合には、それらに関連するノイズによって
、有用なピークが認識できなくなってしまう可能性がある。本出願人は、回転の
反転の周波数が本質的に一定である時間間隔において取得される複数のスペクト
ルの平均が、個々のスペクトルよりもはるかに小さい多数の不所望のピーク（ひ
いては、多量のノイズ）を有している、ということを見い出している。

【０１１３】 したがって、処理ユニット１２は、結果として得られる平均スペクトルの質の
調査を行う（ブロック２６５）。この調査は、ピークの総数Ｎ_p,tと、結果とし
て得られる平均スペクトルにおいて存在している信号ピークの数Ｎ_p（反転周波
数に、したがってねじれに相関する）との比較にある。

【０１１４】 ピークの総数Ｎ_p,tを求めるために、当業者に既知のパワースペクトル処理ア
ルゴリズムを用いることが可能である。例えば、平均パワースペクトルＰ_ave（
ｆ）を計算した周波数の軸のそれぞれのポイントについて以下の演算を実行する
ことによって、ピークの総数Ｎ_p,tを求めることが可能である。

【０１１５】 −３つ前のポイントまで、および３つ後のポイントまで、ポイント自体に対応
するパワーの平均値を計算することと、 −当該ポイントにおけるパワーの値と計算した平均値との比を計算することと
、 −この比を、所定の値（例えば２）と比較することと、 −この比が所定の値よりも大きい場合に、総ピーク数のカウンタを１単位だけ
インクリメントすること。

【０１１６】 平均パワースペクトルＰ_ave（ｆ）の、求められるすべてのピークの中で、信
号ピークを認識することができる。反転周波数の２倍に等しい量だけ、互いに間
隔を置いて配置されているからである。

【０１１７】 このようにして求められた信号ピークの数Ｎ_pが、Ｎ_p,tの所定の割合Ｘ％（例
えば４０％）以上である場合（ブロック２６５のＮＯの出力）、前述の方法と同
様の方法で、図３のフローチャートを参照して上述した手順にしたがって、最大
周波数ｆ_maxの計算（ブロック２８０）、ならびに、最大の実際のねじれＴ_{max,e ff} の計算、記憶、および表示（ブロック２９０、２９５）に進む。

【０１１８】 しかし、Ｎ_pがＸ％・Ｎ_p,tよりも小さい場合（ブロック２６５のＹＥＳの出力
）、このスペクトルは「ノイズが多い（noisy）」と考えられ、したがって、処
理ユニット１２はさらなる調査を行って（ブロック２６６）、記憶されており平
均を求めるのに用いるスペクトルの数Ｎ_sが、事前設定した値Ｎ_s ^**よりも小さい
かどうかを判定する。Ｎ_sがＮ_s ^**よりも小さい場合（ブロック２６６のＹＥＳの
出力）、処理ユニット１２は、平均をとるスペクトルの数をインクリメントする
ような方法で、新しいスペクトルの獲得を続行する（ブロック２１０−２６５）
。この、さらなる１単位のインクリメント（ブロック２６２）の後もなお、Ｎ_p
＜Ｘ％・Ｎ_p,tであるということが見い出されれば（ブロック２６５のＹＥＳの
出力）、そしてＮ_sが値Ｎ_s ^**に達していれば（ブロック２６６のＮＯの出力）、
これは、前に平均をとる動作を行ったにもかかわらず、スペクトルになおもノイ
ズが多い、ということを意味し、処理ユニット１２は、第３の信号Ｓ₃によって
、ディスプレイユニット１６上に表示するメッセージ（例えば、「ノイズの多い
スペクトルのフラグ」のメッセージ）を送る（ブロック２６７）。オペレータは
、このメッセージを読んで、この、平均によって判定される（average determin
ed）スペクトルから得ることができるねじれの測定値が、無視できないエラー（
誤差、error）の影響を受けている、ということを知る。

【０１１９】 処理ユニットは、このメッセージを送ると次に、また、この平均スペクトルに
ついて、周波数ｆ_maxを計算する段階（ブロック２８０）と、最大の実際のねじ
れＴ_max,effを計算し、記憶し、および表示する段階（ブロック２９０、２９５
）を行う。

【０１２０】 線引き工程に関して説明した用途に加えて、本発明による方法は、光ファイバ
ーに与えられたねじれを測定および／または制御することが必要な他の工程にも
適用することができる。例えば、測定装置１３を有利に用いて、本出願人が開発
した後述のもの等のケーブル化工程において、実際に光ファイバーに与えられた
ねじれの、オンラインでの測定および／または制御を行うことができる。

【０１２１】 図７を参照すると、番号２０は、全体として、光コア４１を製造する装置を示
す。装置２０は、その本質的な部分において、ほどき（unwinding）および供給
部（section）２１と、押出し部２２と、巻取り部２３とを含む。これらは、本
質的に直線をなす処理方向３０において、互いの後に続いている。

【０１２２】 供給部２１は、中心要素４２（ケーブルの内部支持の機能を有する）を押出し
部２２に供給するユニット（unit）２４と、光ファイバー４３を押出し部２２に
供給する複数のユニット２５とを含む。

【０１２３】 ユニット２４は、中心要素４２をほどくリール２６と、中心要素４２のほどき
の張力を調整する記憶（storage）装置２７と、処理方向３０に沿って配置され
、中心要素４２が通っている間に、交互のタイプの制御したねじれをそれに与え
ることができる、ねじり装置２８とを含む。

【０１２４】 ねじり装置２８は、例えば、中心要素４２が前進中にそれと相互作用して、そ
の軸を中心とした交互の回転を与える、モータ付き回転可能部材を含んでもよい
。

【０１２５】 それぞれの供給ユニット２５は、対応する光ファイバー４３をほどくリール６
０と、ほどく張力を調整する既知のタイプの記憶装置６１と、光ファイバー４３
を所定方向に押出し部２２に供給する案内滑車（ガイドプーリ）６２とを含む。

【０１２６】 押出し部２２は、処理方向３０に沿って、中心要素４２および光ファイバー４
３のまわりにポリマー層を押し出すことができる第１の押出機６５と、押し出し
後にポリマー層を冷却する第１の冷却容器６６とを含む。押出し部２２はまた、
第１の冷却容器６６の後に配置されてポリマー層上に保護シースを置く第２の押
出機８４と、このシースを構成する材料を固める第２の冷却容器８５とを含んで
もよい。第１の冷却容器６６と第２の押出機８４との間には、ポリマー材料の層
の表面上の微量の水分を排除する熱風乾燥装置８２があってもよい。

【０１２７】 押出機６５は、例えば、その中にポリマー材料が射出されて光コアを形成する
押出し領域内に、中心要素４２と光ファイバー４３とを案内することができる、
軸３０と同軸のダイを含む、押出しヘッドを含んでもよい。特に、このダイは、
中心要素４２が通る中心チャネルと、中心チャネルのまわりに環状に配分した、
光ファイバー４３が通る、複数のさらなるチャネルとを有していてもよい。

【０１２８】 巻取り部２３は、制御した速度ｖで光コア４１を引っ張ることができる、既知
のタイプの引取り装置８６、例えば、連続パッドタイプまたはキャプスタンタイ
プの引取り装置、を含む。巻取り部２３はまた、光コア４１を受け取り保管する
ことができる、モータ付き巻取りスプール８７と、巻取りスプール８７の前に配
置され、光コア４１を巻く張力を調整することができる、記憶装置８８とも含む
。

【０１２９】 装置２０の動作中、ねじり装置２８によって中心要素４２に課される交互のね
じれの結果として、ポリマー材料と光ファイバー４３とは、押出し領域から、方
向３０を中心とした交互の回転運動で引っ張られ、巻き角は、本質的に中心要素
の回転角度に等しい。このように回転運動することと、処理方向３０において一
定の速度で前進することと、押出しダイにおいてチャネルが特定の配置（環状）
にされていることとの結果として、ファイバー４３は、開いたらせん形の経路（
言い換えれば、円筒形の表面上に配置され、中心軸と平行な方向の並進運動と軸
を中心とした交互の回転運動との組み合わせの結果として生じる、経路）に沿っ
て、互いに等間隔を置いて配置される。この経路は、「ＳＺ」タイプの経路とし
ても知られている。光コアのポリマー材料の層は、単一の押出し工程によって形
成され、光ファイバー４３と中心要素４２との全体を組み込んでいるので、不連
続なところがない。

【０１３０】 中心要素４２をねじる間、２つの連続した反転の瞬時同士の間の時間間隔にお
いて、それぞれの光ファイバー４３は、前述の、中心要素４２を中心とした巻き
に加えて、自らの軸を中心としたねじれを受ける。

【０１３１】 本出願人は、光ファイバー４３のねじれの角度は、絶対値で、中心要素４２を
中心としたファイバーの巻きの角度よりも小さい、ということを見い出している
。これは、案内滑車６２が課すねじれに対する制約のためである。これは、押出
し領域７７においてそれぞれの光ファイバー４３に課されるねじれが、光ファイ
バー４３の、まだ押出し領域７７に入っていない部分に伝送され、対応する案内
滑車６２のところでのねじれがゼロであるので、案内滑車６２と押出し領域との
間で、両方の方向に交互にねじれの蓄積があるからである。光ファイバー３が前
進して押出し領域７７に入ると、課されるねじれ（中心要素４２によって）から
蓄積したねじれが引き算され、したがって、結果として得られる光ファイバー４
３のねじれは、中心要素４２のねじれよりも小さい。

【０１３２】 光ケーブル４２内の光ファイバー４３に関連するＰＭＤは、光ファイバーがポ
リマー材料に組み込まれるときの実際のねじれの関数である。 本出願人は、このタイプの光コアを含むケーブルは、ＰＭＤおよび減衰の値が
特に低い、ということを見い出している。これは、この構成によって、光ファイ
バーの表面にわたって、ケーブルに作用する応力の配分のランダムさの程度を高
くすることができ、したがって、信号の互いに直交するモードの群速度の差を低
減することができるからである。交互のねじれが存在することによっても、光フ
ァイバーの幾何学的な不完全によって決まる、光ファイバーの生来的なＰＭＤを
低減することもできる。

【０１３３】 しかし、光ファイバーと、典型的にはその上にファイバーが置かれる熱可塑性
材料との間の界面において存在している粘性効果によって、この場合も、実際に
与えられるねじれを制御することが困難になるかもしれない。光ファイバーに与
えられた実際のねじれは、案内滑車６２の押出し領域からの距離、処理方向３０
における前進速度、ねじれの角速度、およびねじり装置２８の最大回転角度を含
む、多数の工程パラメータによって決まる、という事実から、さらなる困難が生
じる。このようなパラメータのうちのいずれかひとつが変化しても、光ファイバ
ーに与えられた実際のねじれＴ_effの値が影響を受け、したがって、予測値とは
異なってしまう。通常、１つの光ケーブルにおいて存在している異なる光ファイ
バーのＰＭＤは、ケーブルの完成後にのみ、適切な長さの光ケーブルの一部にお
いてＰＭＤを測定することによって、正確に判定される。

【０１３４】 図７の拡大図を参照すると、装置１３は、対応する案内滑車６２と押出機６５
との間にある領域において、光ファイバー４３のうちの１つに与えられた実際の
ねじれが測定できるような方法で、装置２０内に一体化してもよい。

【０１３５】 それぞれの光ファイバー４３に関連する実際のねじれは、対応する案内滑車６
２と押出し領域（ここにおいて最大値に達し、次に光コア内では本質的に不変の
ままである）との間で本質的に線形の方法で変化するので、押出し領域から所定
の距離のところにある１つのポイントで実際のねじれを測定することによって、
簡単かつ迅速な方法で、押出し領域におけるファイバーのねじれの実際の値を導
出することができる。

【０１３６】 さらに、この構造の対称性を考慮すれば、光コア４１を形成する工程中に他の
光ファイバーに与えられたねじれは、監視しているファイバーのねじれと本質的
に等価である。

【０１３７】 詳細には、対応する案内滑車６２と押出機６５との間にある光ファイバー４３
の１つの経路上に配置された直径センサ１０を有して、装置１３が作成される。
線引き塔への適用の場合のように、処理ユニット１２の入力はセンサ１０に接続
されて、直径の測定値を受け取り処理する（前述と同様の方法で）。また、処理
ユニット１２の出力は、ディスプレイユニット１６に接続されて、情報がオペレ
ータに提供され、また、ねじり装置２８にも接続されて、フィードバック制御シ
ステムを形成する（前述と同様の方法で）。これによって、直径測定の工程の結
果にしたがって、与えらえたねじれ（この場合には、中心要素４２に、そして間
接的に、光ファイバー４３に）を調整することができる。

【０１３８】 前述のように、本発明による技術は、光ファイバーを所定方向に前進させてい
る間にその光ファイバーに与えられた実際のねじれを測定することが所望される
すべての工程に、拡張することができる。光ファイバーのねじれを意図的に課し
て、その光学特性を変更することができ（前述の線引きまたはケーブル化の工程
の場合のように）、または、光ファイバーのねじれは、ファイバーを、前進中に
、自らの軸を中心として回転させる、不所望の応力（例えば、案内滑車や巻取り
スプールの向きが不完全であることの結果として）の結果であるかもしれない。
後者の状況は、例えば、新しく作成された光ファイバーの特性を調査する工程（
通常「スクリーニング」工程として知られている）において、存在するかもしれ
ない。この工程において、ファイバーは巻取りスプールからほどかれ、案内滑車
によって経路に沿って進められ、この経路においてファイバーは所定の張力にさ
らされ、次にさらなるスプールに巻き直される。この工程は、光ファイバーにい
かなる測定可能な欠陥もないということを調査するために行われる。これは、典
型的には、この種の欠陥があると、ファイバーがスクリーニング工程中に切れ（
break）てしまうからである。 ［実験結果］ 線引き塔１において行われた線引き工程において光ファイバーに与えられた実際
のねじれの測定の実験結果を、以下に示す。

【０１３９】 本発明による方法の適用については、前に引用した特許出願第ＷＯ ９８４６
５３６号において説明されているタイプの、２つの互いに対向するローラと、前
に引用した米国特許第４，２８０，８２７号において説明されているタイプの直
径モニタ１０とを含む、ねじり装置６を用いた。

【０１４０】 工程の開始前に設定した各パラメータは、直径が約１２５μｍで低複屈折であ
る「単一モード」光ファイバーを形成するような方法で、選択した。特に、 −線引き速度ｖ_fは１０ｍ／ｓに設定した。

【０１４１】 −最大基準ねじれＴ_max,refは、１８回転／メートルに設定した。これまでの
実験において、本出願人は、最大基準ねじれＴ_max,refがこの値であれば、ＰＭ
Ｄが０．１ｐｓ／（ｋｍ）^1/2よりも小さい光ファイバーを得ることができる、
ということを見い出している。

【０１４２】 −ねじり装置６の２つのローラの初期揺動周波数ν₀は、３．３Ｈｚに設定し
た（回転方向の反転が約０．３ｓごとであることに対応）。 −直径モニタ１０の測定周波数は、２ｍｓという取得の時間間隔△ｔに対応し
て、５００Ｈｚに設定した。

【０１４３】 −処理するそれぞれの時間部分についての値の数Ｎは、約１２回の回転の反転
を含む約４ｓという時間間隔Ｎ・△ｔに対応して、２０４８に設定した（本出願
人は、測定において高分解能を得るような方法で、必要とされている２の倍数で
あり、（３）の関係を満たしたＮの値を選択した）。

【０１４４】 まず、実際のねじれの平均Ｔ_eff,aveを、図３のフローチャートを参照して説
明した技術によって計算した。図５は、図３のブロック２１０−２４０に対応す
る各段階の実行後に求められるパワースペクトルＰ（ｆ）を示す。このスペクト
ルにおいて、当該ピークを識別するパワーのしきい値Ｐ_TH（水平線で示す）は、
０．３に設定した。

【０１４５】 図５に示すように、しきい値Ｐ_THよりも上にあるピークの最大周波数ｆ_maxは
、約９６Ｈｚである。式（６）を用いて、ｆ_maxの値から、約４．８回転／メー
トルという最大の実際のねじれＴ_max,effを求めた。これは、設定した最大基準
ねじれＴ_max,effの、約２７％である。

【０１４６】 このスペクトルはまた、式（７）によって、実際のねじれの平均Ｔ_eff,aveの
値を求めるのにも用いた。式（８）によって、約３６Ｈｚに等しい、しきい値よ
りも上にあるピークの平均周波数ｆ_aveの値を求めた後、実際のねじれの平均Ｔ_{e ff,ave} の値を求めると、１．８回転／メートルに等しかった。

【０１４７】 本出願人はまた、図４のフローチャートを参照して説明した他の方法を用いた
測定も行った。この測定の実行については、Ｎ_s ^*およびＮ_s ^**の値は、それぞれ
１０および４０に等しいように選択した。図６は、２５個の連続したスペクトル
の平均をとった後に得られた最終的なスペクトルを示す。前述の技術によって識
別されるこのスペクトルのピークは、それぞれのピークの一番上にある円によっ
て識別される。反転周波数の２倍だけ互いに間隔を置いて配置されている部分集
合を測定することによって、これらのピークの中から、信号ピークを識別した。
信号ピークの最大周波数は、約１０４Ｈｚである。式（６）を用いて、この値か
ら、約５．２回転／メートルという最大の実際のねじれＴ_eff,maxを求めた。こ
れは、課している最大基準ねじれＴ_max,refの、約２９％である。このスペクト
ルから求めることができる実際のねじれの平均Ｔ_eff,aveは、１．９回転／メー
トルである。

【０１４８】 わかるように、この２つの二者択一の測定技術は、同様の結果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による方法を用いて線引き工程が行われる、線引き塔を示す。

【図２】 前述の線引き工程のうちのいくつかの段階に関係するフローチャートを示す。

【図３】 線引き工程のさらなる段階に関係するフローチャートを示す。

【図４】 図３のフローチャートの各段階の他にとり得るものである各段階を含む、フロ
ーチャートを示す。

【図５】 本発明による方法で得られる実験結果を示す。

【図６】 本発明による方法で得られる実験結果を示す。

【図７】 本発明による技術を用いる、光ケーブルを作成する装置を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年１月２１日（２００２．１．２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００３３】 第１の態様において、本発明は、光ファイバーに与えられたねじれを測定する
方法に関する。方法は、 −前記光ファイバーを所定方向に所定速度で前進させる段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーに、その軸を中心としたねじれ
を与える段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーの直径を測定して、該直径を示
す信号を生成する段階と を含み、 前記直径を示す前記信号を処理して、与えられたねじれを示す値を得るさらなる
段階を含み、該処理する段階は、前記信号の前記周波数領域における変換を計算
する段階を含む。 前記処理する段階は、好ましくは、前記周波数領域における前記変換に関連す
るパワースペクトルを判定する段階を含む。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００４２】 本発明はまた、光ファイバーを処理する手順にも関する。手順は、 −前記光ファイバーを前進方向に前進させる段階と、 −前記光ファイバーと相互作用するねじり装置を、前記前進方向に沿って設け
る段階と、 −前記光ファイバーのねじれの公称値に対応する少なくとも１つの所定のパラ
メータにしたがって、前記ねじり装置を動作する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記ねじり装置の前記動作の結果として、前記光
ファイバーにおいて実際のねじれを作成する段階と、 −前記光ファイバーの直径を測定して、該直径を示す信号を生成する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記実際のねじれを測定する段階と を含み、前記実際のねじれを測定する前記段階は、前記直径を示す前記信号の前
記周波数領域における変換の計算を含む。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 リッコ，アルトゥロ イタリア国サレルノ，84091 バッティパ ッリャ，ヴィア・リトラネア 15 Ｆターム(参考） 2G086 AA04 4G021 HA01 HA05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバーに与えられたねじれを測定する方法であって、 −前記光ファイバーを所定方向に所定速度で前進させる段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーに、その軸を中心としたねじれ
   を与える段階と、 −前記前進させる段階中に、前記光ファイバーの直径を測定して、該直径を示
   す信号を生成する段階と を含み、 前記直径を示す前記信号を処理して、前記与えられたねじれを示す値を得るさら
   なる段階を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記直径を測定する前記段階は、１組の直径の測定値を含む
   、前記信号のうちの一部の生成を含み、前記直径を示す前記信号を処理する前記
   段階は、前記信号の前記一部の周波数領域の変換の計算を含むことを特徴とする
   請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記周波数領域における変換を計算する前記段階は、前記信
   号の前記一部へのフーリエ変換の適用を含むことを特徴とする請求項２に記載の
   方法。
4. 【請求項４】 前記処理する段階は、前記周波数領域における前記変換に関
   連するパワースペクトル（Ｐ（ｆ））を判定する段階を含むことを特徴とする請
   求項２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記パワースペクトルは１組のピークを有し、前記処理する
   段階は、前記１組のピークからの、前記与えられたねじれに相関するピークの部
   分集合（subset）の取り出しを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 ピークの前記部分集合を取り出す前記段階は、前記１組のピ
   ークそれぞれのパワーを所定のしきい値と比較する段階と、前記しきい値よりも
   低いパワーを有する前記スペクトルの寄与を排除する段階とを含むことを特徴と
   する請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記処理する段階は、ピークの前記部分集合に関連する最大
   周波数を測定する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記処理する段階は、前記最大周波数の値を前記前進速度の
   値で割って、前記与えられたねじれを示す前記値を求める段階を含むことを特徴
   とする請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記処理する段階は、ピークの前記部分集合に関連する前記
   最大周波数の測定の前に、前記直径を測定する前記段階と、前記周波数領域にお
   ける変換を計算する前記段階と、前記パワースペクトルを計算する前記段階とを
   、所定数のパワースペクトルを得るような方法で、所定回数実行する段階を含み
   、また、前記パワースペクトルから、ピークの前記部分集合を含む平均パワース
   ペクトルを計算する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記処理する段階は、前記平均パワースペクトルを計算す
    る前記段階の後に行われる、以下の各段階： −前記平均パワースペクトルにおけるピークの総数と、ピークの前記部分集合
    のピーク数とを判定する段階と、 −前記部分集合の前記ピーク数を、ピークの前記総数の所定の割合と比較する
    段階と、 および、前記部分集合の前記ピーク数が、ピークの前記総数の前記所定の割合よ
    りも少ない場合には、前記直径を測定する前記段階と、前記周波数領域における
    変換を計算する前記段階と、前記パワースペクトルを計算する前記段階と、前記
    平均パワースペクトルを計算する前記段階とを繰り返す段階を含むことを特徴と
    する請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記直径を示す前記信号を処理する前記段階は、ともに前
    記周波数領域における変換を計算する前記段階の前に行われる、直径の前記値の
    平均値を計算する段階と、前記平均値を、直径の前記値のそれぞれから引く段階
    とを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
12. 【請求項１２】 光ファイバーを処理する手順であって、 −前記光ファイバーを前進方向に前進させる段階と、 −前記光ファイバーと相互作用するねじり装置を、前記前進方向に沿って設け
    る段階と、 −前記光ファイバーのねじれの公称値に対応する少なくとも１つの所定のパラ
    メータにしたがって、前記ねじり装置を動作する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記ねじり装置の前記動作の結果として、前記光
    ファイバーにおいて実際のねじれを作成する段階と、 −前記前進させる段階中に、前記実際のねじれを測定する段階と を含むことを特徴とする手順。
13. 【請求項１３】 前記測定する段階によって、ねじれの実際の値を得ること
    ができ、前記手順は、 −前記実際の値を前記公称値と比較する段階と、 −該比較する段階の結果にしたがって、前記ねじり装置の動作を制御する段階
    と を含むことを特徴とする請求項１２に記載の手順。
14. 【請求項１４】 前記制御する段階は、いずれかひとつが選択される、以下
    の各段階： −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で、所定の量よりも小さい場合
    には、前記与えられたねじり装置の動作を不変のままに保つ段階と、 −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で、前記所定の量以上であり、
    前記実際の値が前記公称値よりも大きい場合には、前記ねじり装置の動作を第１
    の方向に変えて、前記実際のねじれが低減するようにする段階と、 −前記実際の値と前記公称値との差が、絶対値で、前記所定の量以上であり、
    前記実際の値が前記公称値よりも小さい場合には、前記ねじり装置の動作を第２
    の方向に変えて、前記実際のねじれが増大するようにする段階と のうちのひとつを含むことを特徴とする請求項１３に記載の手順。
15. 【請求項１５】 −ガラスのプリフォームを、その軟化点を超えて加熱する
    段階と、 −前記光ファイバーをこのプリフォームから前記所定方向に線引きする段階と
    、 −前記光ファイバーに保護コーティングを施す段階と をさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載の手
    順。
16. 【請求項１６】 前記光ファイバーを前進させる前記段階は、光ケーブルの
    光コアを作成する押出機に前記光ファイバーを供給することを含み、前記手順は
    、 −前記押出機に、前記光コアの中心要素を規定するようになっている支持要素
    を供給する段階と、 −前記押出機にポリマー材料を供給する段階と、 −前記支持要素に、その軸を中心としたねじれを与え、それによって前記光フ
    ァイバーの前記ねじれが生じる段階と をさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載の手
    順。
17. 【請求項１７】 前記光ファイバーは、低複屈折タイプのものであることを
    特徴とする請求項１２に記載の手順。
18. 【請求項１８】 前記実際のねじれを測定する前記段階は、請求項１ないし
    １１のいずれか一項に記載の方法にしたがって行われることを特徴とする請求項
    １２に記載の手順。