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WO2005049516A1 - 光ファイバ裸線の線引方法、光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線 - Google Patents

光ファイバ裸線の線引方法、光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線 Download PDF

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WO2005049516A1
WO2005049516A1 PCT/JP2004/017066 JP2004017066W WO2005049516A1 WO 2005049516 A1 WO2005049516 A1 WO 2005049516A1 JP 2004017066 W JP2004017066 W JP 2004017066W WO 2005049516 A1 WO2005049516 A1 WO 2005049516A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
bare
cooling
hydrogen
preform
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/017066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenji Okada
Koichi Harada
Shunichirou Hirafune
Munehisa Fujimaki
Original Assignee
Fujikura Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd. filed Critical Fujikura Ltd.
Priority to CN2004800336591A priority Critical patent/CN1882513B/zh
Priority to JP2005515621A priority patent/JPWO2005049516A1/ja
Priority to EP04818917A priority patent/EP1728769A4/en
Publication of WO2005049516A1 publication Critical patent/WO2005049516A1/ja
Priority to US11/433,576 priority patent/US7658086B2/en

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    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
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    • C03B2205/72—Controlling or measuring the draw furnace temperature
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C2201/20—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method for drawing a bare optical fiber, a method for manufacturing an optical fiber using the same, and an optical fiber obtained by the method for manufacturing an optical fiber.
  • a method for drawing an optical fiber bare wire for manufacturing an optical fiber having a small absorption loss due to OH groups a method for manufacturing an optical fiber wire using the same, and a method for manufacturing this optical fiber wire.
  • optical fibers which can be applied to low-density wavelength division multiplexing (Coarse Wavelength Division Multiplexing, hereinafter abbreviated as "CWDM") transmission and have a small loss (absorption loss due to OH group) in a wavelength of 1380 nm, have attracted attention.
  • CWDM Coarse Wavelength Division Multiplexing
  • An optical fiber having a small absorption loss due to an OH group not only enables an inexpensive CWDM transmission system to be constructed, but also has a manufacturing cost substantially equal to that of a normal single mode fiber. For this reason, this optical fiber has great cost advantages, and is being researched and developed by each company and commercialized.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical fiber manufacturing apparatus used in a conventional method for manufacturing an optical fiber.
  • reference numeral 31 denotes a spinning furnace.
  • an optical fiber preform 32 is mounted movably in the axial direction, and the lower end of the optical fiber preform 32 is melt-spun.
  • an optical fiber preform 32 mainly composed of silica-based glass is housed in a spinning furnace 31, and argon (Ar), helium (He), etc.
  • the tip is heated to about 2000 ° C at a high temperature and melt-spun to obtain a bare optical fiber 33 with an outer diameter of 125 m.
  • the bare optical fiber 33 is fed to a mechanism for gradually cooling the optical fiber such as an annealing furnace 34 (hereinafter referred to as "slow cooling mechanism"), and the cooling rate of the bare optical fiber 33 is changed. Cool slowly.
  • a mechanism for gradually cooling the optical fiber such as an annealing furnace 34 (hereinafter referred to as "slow cooling mechanism")
  • the bare optical fiber 33 that has exited the annealing furnace 34 is cooled to a temperature suitable for forming a coating layer in the next step.
  • a cooling gas such as helium or nitrogen gas is supplied by using a cooling force for naturally cooling the atmosphere around the bare optical fiber, or a cooling cylinder 35, thereby forcibly cooling.
  • the cooled optical fiber 33 is cooled by a resin coating device 36 and a UV lamp 37 to protect the bare optical fiber 33, such as ultraviolet curable resin. That is, it is covered with a coating layer composed of a primary coating layer and a secondary coating layer, and becomes an optical fiber 38 having an outer diameter of 250 m.
  • the optical fiber 38 is turned in another direction by a turn pulley 39, and is taken up by a take-up drum 42 via a take-up machine 40 and a dancer roll 41.
  • the method for providing the coating layer on the bare optical fiber 33 is as follows.
  • a resin for forming the primary coating layer and a resin for forming the secondary coating layer are provided in one resin coating apparatus. After applying by 36, these resins can be cured only by one UV lamp 37.
  • the resin for forming the primary coating layer and the resin for forming the secondary coating layer are different from each other.
  • After curing the resin with a single UV lamp apply the resin for forming the primary coating layer with the first resin coating device, and then apply this resin to the first UV lamp. And then applying a resin for forming a secondary coating layer with a second resin coating device, and then curing the resin with a second UV lamp.
  • Patent Document 4 a substrate tube, a cladding layer inside the substrate tube, and a core layer inside the cladding layer are provided, and a barrier layer is provided between the substrate tube and the cladding layer.
  • An optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber using the optical fiber preform have been proposed.
  • This noria layer is formed by depositing a substance with a low diffusion coefficient of OH group between the substrate tube and the clad layer, and penetrates into the OH-based layer remaining in the substrate tube ⁇ rad layer. Is preventing that.
  • Patent Document 5 a first core having an outer diameter D is deposited so as to surround a core having an outer diameter d by a vapor phase axial deposition method, and a porous core rod satisfying a relational expression of DZd ⁇ 4.0.
  • the porous core rod is dehydrated, the OH group concentration is reduced to 0.8 wtppb or less, the core rod is clarified to form a core rod, and the clarified core rod is heated and stretched.
  • a second clad is deposited by vapor deposition, and the second clad is dehydrated so that the OH group concentration becomes 50 wtppm or less, and is made transparent to produce an optical fiber preform.
  • There has been proposed a method for manufacturing an optical fiber in which after drawing, the fiber is held in a deuterium gas atmosphere for a predetermined time.
  • Patent Document 6 describes a method for producing an optical fiber in which a raw material gas is reacted to form an aggregate of glass fine particles, and the aggregate of glass fine particles is sintered to obtain a transparent glass.
  • Oxygen gas containing 1 mol% -20 mol% of chlorine or chlorine compound In the atmosphere, the glass fine particle aggregate does not shrink significantly.
  • the first heating process in which the dewatering treatment is performed first, and then the second heating process in which the temperature is raised to the vitrification temperature A way to go through is suggested.
  • the method for manufacturing an optical fiber proposed in Patent Documents 4 to 16 has a problem that the absorption loss due to OH groups increases depending on the drawing conditions of the optical fiber. In addition, there is a problem that the production cost increases.
  • Patent Document 1 JP-A-2002-338289
  • Patent Document 2 JP 2002-321936 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-335933
  • Patent Document 4 JP-T-2002-535238
  • Patent Document 5 JP-A-2002-187733
  • Patent Document 6 Japanese Patent No. 2549615
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a reduced manufacturing cost, a method of drawing an optical fiber bare wire having a small loss in a 1380 nm wavelength band, and a method of manufacturing an optical fiber wire using the same.
  • An object of the present invention is to provide an optical fiber obtained by the method for manufacturing an optical fiber.
  • the present invention provides a step of melting a preform of an optical fiber using a heating means to draw a bare optical fiber, and after the step of heating and melting, the step of melting the bare optical fiber.
  • Natural heating or forced cooling by a cooling means wherein in the heating and melting step, the temperature history during drawing to the bare optical fiber of the optical fiber preform in the heating means is heated by the heating means.
  • T (min) be the time during which the heated and fused portion of the molten optical fiber preform reaches a temperature of 1800 ° C or higher
  • X (wtppm) be the concentration of OH groups in the cladding layer of the optical fiber preform.
  • the present invention provides a method for drawing a bare optical fiber, which satisfies the relational expression of T ⁇ 0.01X + 12.
  • the optical fiber before the heating and melting step The concentration of OH groups in the cladding layer of the base material X (wtppm), the thermal dissociation coefficient of hydrogen from the OH group in the drawing and Y (wt%), Y ⁇ - 8 X 10- 5 ⁇ + 0 It is preferable to satisfy the relational expression 0.6.
  • the present invention provides a step of melting an optical fiber preform by using a heating means and drawing out an optical fiber bare wire, and after the heating and melting step, the optical fiber bare wire is naturally cooled or cooled by a cooling means.
  • the cooling rate of the bare optical fiber is 6000 ° from the time when the bare optical fiber being drawn reaches a temperature of less than 1800 ° C until the outer diameter of the bare optical fiber becomes constant. It is preferable to provide a step of making the CZsec or more.
  • the cooling step preferably includes a step of increasing the cooling rate of the bare optical fiber than the cooling rate of air after the outer diameter of the bare optical fiber being drawn becomes constant. .
  • the present invention provides an optical fiber manufactured by the above method for manufacturing an optical fiber.
  • the optical fiber having the above configuration preferably has a loss at a wavelength of 1383nm of 0.31dBZkm or less.
  • the method for producing an optical fiber strand of the present invention it is possible to obtain an optical fiber strand having a small loss in the 1380 nm wavelength band without dehydrating the cladding layer of the optical fiber preform. Therefore, the number of manufacturing steps can be reduced, and the manufacturing time and the manufacturing cost can be reduced.
  • the residual OH group concentration in the clad layer depending on the degree of dehydration and the variation in the residual OH group concentration due to manufacturing variations are adjusted by adjusting the drawing condition T (min) to determine the residual OH group power.
  • T (min) the drawing condition
  • the amount of generated hydrogen can be reduced, and the diffusion of generated hydrogen can be reduced, so that the loss in the 1380 nm wavelength band can be adjusted. This increases yield and results
  • the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 OH group concentration distribution at a position relative to the center of the optical fiber preform and OH group concentration at a position relative to the central force of the bare optical fiber obtained by drawing the optical fiber preform. It is a graph which shows a degree distribution.
  • FIG. 3 is a graph showing a temperature change of a molten portion of an optical fiber preform.
  • FIG. 4 is a graph showing a loss wavelength characteristic of an optical fiber.
  • FIG. 5 Distribution of hydrogen concentration generated by thermal divergence of OH base force at a relative position from the center of optical fiber preform, and relative to central force of bare optical fiber obtained by drawing optical fiber preform.
  • FIG. 9 is a graph showing a region affecting a loss at a wavelength of 1383 nm from a relationship between a concentration distribution of hydrogen generated by thermal divergence from an OH group at a position and an incident light intensity.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an apparatus for manufacturing an optical fiber used in the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical fiber manufacturing apparatus used in a conventional optical fiber manufacturing method.
  • the cause of the increase in the loss of the optical fiber at the wavelength of 1380 nm is that the loss of hydrogen generated due to the diffusion of OH groups and thermal dissociation from OH groups Diffusion and the difference between the recombination rate of NBOHC and the binding rate of hydrogen and NBOHC at each temperature are listed.
  • FIG. 1 shows the OH group concentration distribution at a position relative to the center of the optical fiber preform and the OH group concentration at a position relative to the center of the bare optical fiber obtained by melt-spinning the optical fiber preform. It is a graph which shows distribution.
  • Figure 2 shows the hydrogen concentration distribution generated by thermal divergence from the OH group at the relative position from the center of the optical fiber preform, and the relative position from the center of the bare optical fiber obtained by drawing the optical fiber preform.
  • 5 is a graph showing the concentration distribution of hydrogen generated by the thermal dissociation of the OH base force at and.
  • FIG. 1 shows that comparing the optical fiber preform with the bare optical fiber, there is no significant change in the OH group concentration distribution at the relative position of the respective central forces. In other words, although the OH groups are diffused by the drawing of the bare optical fiber, its influence on the transmission loss is small.
  • the thermal dissociation rate K (wt%) of OH-based hydrogen in an equilibrium state at a certain temperature T (K) increases as the temperature of the bare optical fiber during drawing increases. Furthermore, the temperature of the bare optical fiber during drawing is determined by the temperature distribution in the spinning furnace, the type of inert gas flowing in the spinning furnace, the cooling method of the bare optical fiber in the annealing furnace and the cooling cylinder, and the optical fiber bare fiber. It changes depending on the drawing conditions such as the drawing speed of the line.
  • the thermal dissociation rate K (wt%) of hydrogen from the OH group varies depending on the drawing conditions
  • the cumulative thermal dissociation rate of hydrogen from the OH group from the start to the end of the drawing of the bare optical fiber (hereinafter referred to as , "Thermal dissociation coefficient of hydrogen") also varies depending on the drawing conditions.
  • the thermal divergence coefficient of hydrogen refers to the value obtained by forming a coating layer on the outer periphery of the bare optical fiber through a wire drawing step of the bare optical fiber after heating the optical fiber preform. Means the thermal dissociation rate of hydrogen accumulated until the temperature of the optical fiber reaches room temperature.
  • the thermal divergence rate of hydrogen has a temperature dependence, and increases as the temperature increases.
  • the thermal divergence rate of hydrogen has a very large temperature dependence, the time required for the molten portion of the optical fiber base material to reach a temperature of 1800 ° C or higher (the area shaded in Fig. 3). ) Can be approximated to the dissociation rate of hydrogen dissociated.
  • a Fourier-type infrared spectrometer (microscopic FTIR device) was used to detect the OH group remaining in the optical fiber preform from the absorption peak due to the stretching vibration of the OH group. Is calculated.
  • the optical fiber preform is drawn under predetermined drawing conditions to produce an optical fiber.
  • the loss wavelength characteristic of the optical fiber is measured by a cutback method.
  • the loss wavelength characteristics for example, the loss wavelength characteristics of the optical fiber as shown in FIG. 4 (solid line shown in FIG. 4) are obtained.
  • the loss wavelength characteristics of the optical fiber shown in Fig. 4 are calculated. Hydrogen generated by thermal dissociation of the OH base force due to the difference between the loss of the optical fiber at wavelength 1383 nm and the loss of the optical fiber due to Rayleigh scattering.OH generated by diffusion and bonding with NBOHC. It corresponds to absorption loss due to the group.
  • the concentration distribution of OH groups remaining in the optical fiber preform is multiplied by the thermal divergence coefficient of hydrogen to obtain the concentration distribution of hydrogen in the optical fiber preform (for example, generated by the thermal divergence shown in Fig. 2). Hydrogen concentration distribution).
  • the concentration distribution of hydrogen after diffusion into the bare optical fiber by drawing the optical fiber preform (for example, the concentration distribution of hydrogen generated after diffusion shown in Figure 2) Is calculated in consideration of the outer diameter change and the temperature change of the bare optical fiber being drawn.
  • the position vector is!:
  • the concentration distribution of OH groups in the cladding layer of the optical fiber preform before drawing is u (r, 0), and the Green function of the diffusion equation is G (r, r ', t).
  • the concentration distribution u (r, t) of the OH group after the time t is represented by the following equation (1).
  • Fig. 5 the broken line shows the concentration distribution of hydrogen generated by thermal divergence from the OH groups remaining in the optical fiber preform, and the solid line shows that hydrogen diffused into the bare optical fibers is combined with NBOHC to form OH groups.
  • the region (shaded area A in FIG. 5) surrounded by the solid line, the alternate long and short dash line, the vertical axis and the horizontal axis is the region that affects the loss in the 1380 nm wavelength band.
  • V represents the linear velocity
  • z represents the position in the drawing direction
  • S represents the fiber cross-sectional area
  • the viscosity is calculated from the glass deformation shape (neck-down shape) and the drawing tension of the heated and melted portion of the optical fiber preform, and the temperature is calculated from the neck-down shape by converting the viscosity to temperature. can do.
  • the spinning elapsed time dt of the neck down outer diameter force can be calculated by the following equation (5).
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an apparatus for manufacturing an optical fiber used in the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a spinning furnace.
  • an optical fiber preform 2 is axially movably mounted inside the spinning furnace 1, and a lower end of the optical fiber preform 2 is drawn.
  • an optical fiber preform 2 mainly composed of quartz glass is housed in a spinning furnace 1, and is placed in an inert gas atmosphere such as argon or helium. Then, the tip is heated to about 2000 ° C at a high temperature and drawn to obtain a bare optical fiber 3 having an outer diameter of 125 / zm. At this time, a heater length and a heat insulating material used in the spinning furnace 1 are appropriately selected, and T (min) under the drawing conditions is adjusted to a desired time.
  • the bare optical fiber 3 is sent to a slow cooling mechanism such as an annealing furnace 4 to change the cooling speed of the bare optical fiber 3 to gradually cool the bare optical fiber 3.
  • a slow cooling mechanism such as an annealing furnace 4 to change the cooling speed of the bare optical fiber 3 to gradually cool the bare optical fiber 3.
  • the bare optical fiber 3 coming out of the annealing furnace 4 is cooled to a temperature suitable for forming a coating layer in the next step by adjusting a cooling rate.
  • a cooling rate In this cooling process, natural cooling is performed by the atmosphere around the bare optical fiber, or a cooling gas such as helium or nitrogen gas is supplied using the cooling cylinder 5 to forcibly cool.
  • the bare optical fiber 3 cooled by the cooling is turned into an ultraviolet curable resin or the like by the resin coating device 6 and the UV lamp 7 for the purpose of protecting the bare optical fiber 3. It is covered with a coating layer consisting of a secondary coating layer and a secondary coating layer, and becomes an optical fiber 8 with an outer diameter of 250 m.
  • optical fiber 8 is turned in another direction by a turn pulley 9, and is wound on a winding drum 12 via a take-up machine 10 and a dancer roll 11.
  • the method for providing the coating layer on the bare optical fiber 3 is performed by using a resin for forming the primary coating layer and a resin for forming the secondary coating layer. After applying by one resin application device 6, these resins are cured by one UV lamp 7, but the present invention is not limited to this.
  • the resin for forming the primary coating layer and the resin for forming the secondary coating layer are applied by two different resin coating devices. Then, a method of curing these resins by one UV lamp, a resin for forming a primary coating layer is applied by a first resin application device, and then the resin is cured by a first UV lamp.
  • a method of applying a resin for forming a secondary coating layer with a second resin coating device and curing the resin with a second UV lamp can also be used.
  • the method for manufacturing an optical fiber strand of the present invention is a method for lowering the thermal dissociation coefficient of OH-based hydrogen in the cladding layer of the bare optical fiber 3 during drawing to reduce diffusion.
  • the temperature history when drawing the lower end of the optical fiber preform 2 (hereinafter also referred to as a “melted portion”) in the spinning furnace 1 to obtain the bare optical fiber 3 is as follows.
  • T (min) is the time during which the temperature of the heat-melted part of the fiber reaches 1800 ° C or more
  • X (wtppm) is the concentration of OH groups in the cladding layer at the lower end of the optical fiber preform 2. It is desirable to satisfy the relational expression of 0.01X + 12.
  • the spinning linear speed (drawing speed) is increased, or the optical fiber preform 2 is melted in the spinning furnace 1. Set the area to be short.
  • the thermal divergence coefficient is X (wtppm) in the cladding layer at the lower end of the optical fiber preform 2, and Y is the thermal divergence coefficient of hydrogen from the OH group.
  • (wt%) it is desirable to satisfy the Y ⁇ - 8 X 10- 5 X + 0 . 06 relational expression.
  • the spinning furnace 1 As an element for transferring heat to the lower end portion of the optical fiber preform 2, the spinning furnace 1 is provided with a radiant heat transfer heater. Convection heat transfer from an inert gas flowing therethrough, and conduction heat transfer to heat the optical fiber preform 2 may be mentioned. At a high temperature of about 1800 ° C, the influence of convective heat transfer by the inert gas increases as the force temperature at which the effect of radiant heat transfer is dominant decreases. Therefore, in the method for producing an optical fiber according to the present invention, it is desirable to quickly remove the heat applied to the optical fiber preform 2 by the radiant heat transfer by the heater to lower the temperature. Therefore, it is desirable to use an inert gas having a high convective heat transfer coefficient, especially for an helical gas having a high convective heat transfer coefficient. It is desirable to use a memory (He).
  • He memory
  • the bare optical fiber 3 drawn out of the spinning furnace 1 is sequentially sent to the annealing furnace 4 and the cooling cylinder 5 to be cooled.
  • the purpose of cooling the bare optical fiber 3 is to suppress the diffusion of hydrogen generated by thermal divergence from the OH group, and the temperature of the bare optical fiber 3 during drawing becomes less than 1800 ° C, and the force is also increased.
  • the cooling rate of the bare optical fiber 3 during drawing is preferably 6000 ° CZsec or more, and practically 8000 ° CZsec—10000 It is desirable to be about ° CZsec.
  • the cooling rate of the bare optical fiber 3 during drawing is set to less than 6000 ° CZsec, the diffusion of hydrogen generated due to thermal divergence from OH groups increases, and as a result, the obtained optical fiber 10 Absorption loss due to OH groups increases.
  • the force also depends on the cooling rate of the bare optical fiber 3 during drawing, and the cooling rate of air. It is preferable to make it faster. Specifically, it is preferable to set the cooling rate of the bare optical fiber 3 during drawing to about 6000 ° C Zsec to 30000 ° CZsec. If the cooling rate of the bare optical fiber during drawing is higher than the cooling rate by air, diffusion of hydrogen generated by heat dissociation from OH groups is suppressed, and as a result, the obtained optical fiber The absorption loss due to OH groups is small.
  • helium having a high convective heat transfer coefficient is used as a cooling gas in the cooling cylinder 5.
  • the spinning speed increases, the time at which the lower end of the optical fiber preform 2 receives the temperature history in the spinning furnace 1 decreases, but the temperature of the optical fiber preform 2 in the spinning furnace 1 described above increases.
  • the spinning line speed is not limited.
  • the spinning speed is 600mZmin-Set appropriately within the range of 2500mZmin.
  • a stable coating material can be applied to an appropriately cooled bare optical fiber. Subsequently, by curing the coating material, a desired optical fiber can be obtained. By performing this series of processing steps, as a result, an optical fiber with low loss in the 1380 nm wavelength band can be obtained.
  • the optical fiber 10 manufactured by such a method for manufacturing an optical fiber is manufactured by suppressing diffusion of hydrogen generated due to thermal divergence from the OH group. As a result, the OH group results in an optical fiber with low absorption loss.
  • An optical fiber preform with an OH group concentration of about 100 wtppm in the cladding layer was prepared.
  • the optical fiber preform is slowly cooled by an annealing furnace before the spinning wire speed is 1500 mZmin, the atmosphere gas in the lower part of the spinning furnace is helium, and the bare optical fiber that has come out of the spinning furnace is sent to the cooling cylinder. Instead, the wire was drawn so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 5 minutes. After that, a primary coating layer and a secondary coating layer made of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • An optical fiber preform having an OH group concentration in the cladding layer of about 300 wtppm was prepared.
  • the optical fiber preform was spun at 1200 mZmin, the atmospheric gas at the bottom of the spinning furnace was argon, and the slow cooling furnace was not used before the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder.
  • the wire was drawn so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 8 min. Then, urethane atearliest to bare optical fiber
  • An optical fiber was prepared by sequentially providing a primary coating layer and a secondary coating layer made of a coating type ultraviolet curable resin.
  • An optical fiber preform having an OH group concentration of about 500 wtppm in the cladding layer was prepared.
  • the optical fiber preform was gradually cooled by a lehr at a spinning line speed of 2000 mZmin, the atmosphere gas at the lower part of the spinning furnace was helium, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder. Drawing was performed so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 5 min. After that, a primary coating layer and a secondary coating layer composed of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • optical fiber preform with an OH group concentration in the cladding layer of about Owtppm was prepared.
  • the optical fiber preform was slowly cooled by a slow cooling furnace before the spinning wire speed was 600 mZmin, the atmosphere gas in the lower part of the spinning furnace was argon, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder. Drawing was performed so that the time during which the melting temperature of the fiber preform reached 1800 ° C or higher was 15 min. Thereafter, a primary coating layer and a secondary coating layer made of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • optical fiber preform with an OH group concentration of about 100 wtppm in the cladding layer was prepared.
  • This optical fiber preform was spun at a spinning speed of 1500 mZmin, the atmosphere gas at the lower part of the spinning furnace was helium, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling furnace before being sent to the cooling cylinder.
  • the optical fiber was pre-cooled and drawn so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 5 min. After that, a primary coating layer and a secondary coating layer composed of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • optical fiber preform with an OH group concentration of about 100 wtppm in the cladding layer was prepared.
  • the optical fiber preform was slowly cooled by a slow cooling furnace before the spinning wire speed was 600 mZmin, the atmosphere gas in the lower part of the spinning furnace was argon, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder. Drawing was performed so that the time during which the melting temperature of the fiber preform reached 1800 ° C or more was 15 min. Thereafter, a primary coating layer and a secondary coating layer made of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • An optical fiber preform having an OH group concentration in the cladding layer of about 300 wtppm was prepared.
  • the optical fiber preform was spun at a spinning speed of 800 mZmin, the atmospheric gas at the bottom of the spinning furnace was argon, and the slow cooling furnace was not used before the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder.
  • the wire was drawn so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 10 min. Thereafter, a primary coating layer and a secondary coating layer made of a urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • An optical fiber preform having an OH group concentration of about 500 wtppm in the cladding layer was prepared. This The spinning fiber speed was 1200 mZmin, the atmospheric gas at the bottom of the spinning furnace was helium, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was not gradually cooled by the annealing furnace before being sent to the cooling cylinder. The wire was drawn so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached 1800 ° C or more was 8 minutes. After that, a primary coating layer and a secondary coating layer made of urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • An optical fiber preform with an OH group concentration of about 700 wtppm in the cladding layer was prepared.
  • the optical fiber preform was gradually cooled by a slow cooling furnace before the spinning wire speed was 1000 mZmin, the atmosphere gas in the lower part of the spinning furnace was helium, and the bare optical fiber outside the spinning furnace was sent to the cooling cylinder. Drawing was performed so that the time during which the melting temperature of the optical fiber preform reached a temperature of 1800 ° C or more was 10 min. Thereafter, a primary coating layer and a secondary coating layer composed of a urethane acrylate-based UV-curable resin were sequentially provided on the bare optical fiber to produce an optical fiber.
  • the thermal dissociation coefficient Y (wt%) of hydrogen from the OH group in the cladding layer of the bare optical fiber being drawn also satisfies the relational expression Y ⁇ -8 X 10 " 5 X + 0.06. It was a component that the loss at a wavelength of 1383 nm could be reduced to 0.31 dBZkm or less.
  • Comparative Example 1 Comparing Example 1 with Comparative Example 1, in Example 1, the bare optical fiber coming out of the spinning furnace was not gradually cooled, and in Comparative Example 1, the light coming out of the spinning furnace was not cooled. The difference is that the bare fiber is gradually cooled. Comparative Example 1 satisfies the same relational expression as in Example 1 to Example 4, and it was confirmed that the loss at a wavelength of 1383 nm could be 0.3 ldBZkm or less. However, it was confirmed that in Example 1 in which the bare optical fiber was not gradually cooled, a lower-loss optical fiber was obtained. From this, it was found that the loss at a wavelength of 1383 nm can be adjusted by appropriately selecting a desired cooling condition depending on the residual OH group concentration.
  • Comparative Example 2 Comparative Example 5 does not satisfy the same relational expression as in Example 1 to Example 4, the loss at a wavelength of 1383 nm exceeds 0.31 dBZkm, and a reduction in loss has not been achieved. This was confirmed.
  • the method for producing an optical fiber of the present invention includes a gas phase method (VAD method), an external method (OVD method), an internal method (CVD method, MCVD method, and PCVD method) or a rod-in-tube method. It can be applied to optical fiber preforms manufactured by any method such as the method. Further, the method for producing an optical fiber of the present invention can be applied to any type of optical fiber such as a single mode fiber, a dispersion shift fiber, a cutoff shift fiber, and a dispersion compensation fiber.

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Abstract

　光ファイバ裸線の線引方法であって、加熱手段を用いて光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を引出す工程と、前記加熱溶融工程の後に、前記光ファイバ裸線を自然冷却、もしくは、冷却手段により強制冷却する工程を備え、前記加熱溶融工程において、前記加熱手段における光ファイバ母材から光ファイバ裸線へ線引き中の温度履歴は、前記加熱手段によって加熱溶融した光ファイバ母材の加熱溶融部分が１８００°C以上の温度に達している時間をＴ（ｍｉｎ）、前記光ファイバ母材のクラッド層におけるＯＨ基の濃度をＸ（ｗｔｐｐｍ）とすると、Ｔ≦−０．０１Ｘ＋１２なる関係式を満たす。

Description

明 細 書
光ファイバ裸線の線引方法、光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線 技術分野
[0001] 本発明は、光ファイバ裸線の線引方法およびこれを用いた光ファイバ素線の製造 方法、並びに、この光ファイバ素線の製造方法によって得られた光ファイバ素線に関 し、特に、 OH基による吸収損失の少ない光ファイバを製造するための光ファイバ裸 線の線引方法およびこれを用いた光ファイバ素線の製造方法、並びに、この光フアイ バ素線の製造方法によって得られた光ファイバ素線に関する。
本願 ίま、 2003年 11月 18日【こ出願された特願 2003— 387746ならび【こ 2004年 9 月 27日に出願された特願 2004— 279452号に対し優先権を主張し、その内容をこ こに援用する。
背景技術
[0002] 近年、低密度波長分割多重（Coarse Wavelength Division Multiplexing, 以下「CWDM」と略す。）伝送に適用可能な、波長 1380nm帯における損失 (OH基 による吸収損失)の少な 、光ファイバが注目されて 、る。
[0003] OH基による吸収損失の少ない光ファイバは、安価な CWDM伝送システムを構築 可能とすることに加えて、製造コストも通常のシングルモードファイバとほぼ等しい。そ のため、この光ファイバは、コストメリットが大きいことから、各社で研究開発が進めら れ、製品化されている。
[0004] ところで、光ファイバ中に水素が拡散すると、 OH基による吸収損失の増加を招くこと から、光ファイバ中への水素の侵入を防止する必要がある。そこで、光ファイバ素線 の製造における光ファイバ裸線の紡糸では、光ファイバ裸線に水素の侵入を防止す る手段を設けている。
[0005] 図 7は、従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置 を示す概略模式図である。
図 7において、符号 31は紡糸炉を示す。この紡糸炉 31は、その内部に光ファイバ 母材 32を軸方向に移動可能に取り付け、光ファイバ母材 32の下端部を溶融紡糸す る。
[0006] 光ファイバ素線の製造にお!、ては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ 母材 32を紡糸炉 31内に収容し、アルゴン (Ar)、ヘリウム（He)などの不活性ガス雰 囲気中で、その先端部分を約 2000°Cに高温加熱し、溶融紡糸して、外径 125 m の光ファイバ裸線 33とする。
[0007] 続いて、光ファイバ裸線 33を徐冷炉 34などの光ファイバを徐冷する機構 (以下、「 徐冷機構」とする。 )に送り込み、光ファイバ裸線 33の冷却速度を変化させ、徐冷す る。
[0008] 徐冷炉 34の外に出た光ファイバ裸線 33を次工程の被覆層の形成に好適な温度ま で冷却する。この冷却過程では、光ファイバ裸線の周囲の雰囲気により自然冷却す る力、または、冷却筒 35を使用して、ヘリウムや窒素ガスなどの冷却用ガスを供給し て、強制冷却する。
[0009] 冷却過程にぉ 、て冷却された光ファイバ裸線 33は、光ファイバ裸線 33の保護を目 的として、榭脂塗布装置 36および UVランプ 37により紫外線硬化型榭脂などカゝらなり 、一次被覆層および二次被覆層からなる被覆層で被覆され、外径 250 mの光ファ ィバ素線 38となる。
[0010] さらに、光ファイバ素線 38は、ターンプーリ 39によって別方向に向きを変えられ、引 取機 40、ダンサーロール 41を経て、卷取ドラム 42に巻き取られる。
[0011] なお、光ファイバ裸線 33に被覆層を設ける方法は、図 7に示すように、一次被覆層 形成用の榭脂および二次被覆層形成用の榭脂を 1つの榭脂塗布装置 36で塗布し た後、これらの榭脂を 1つの UVランプ 37により硬化させる方法だけでなぐ一次被覆 層形成用の樹脂と二次被覆層形成用の榭脂をそれぞれ異なる 2つの榭脂塗布装置 で塗布した後、これらの榭脂を 1つの UVランプにより硬化させる方法、一次被覆層形 成用の榭脂を第一の榭脂塗布装置で塗布した後、この榭脂を第一の UVランプによ り硬化させ、次いで、二次被覆層形成用の榭脂を第二の榭脂塗布装置で塗布した 後、この榭脂を第二の UVランプにより硬化させる方法を用いることもできる。
[0012] 従来の光ファイバ素線の製造方法では、レーリー散乱を低減し、かつ、波長 1550η mにおける損失を低減し (例えば、特許文献 1一 3参照。）、あるいは、 OH基に起因 する吸収損失の増加を抑制するために、紡糸炉 31の外に出た光ファイバ裸線 33を 、それぞれ目的に応じた温度域にて紡糸線速を調節することや、徐冷時間を長くす ることにより、冷却速度を遅くして冷却する傾向にある。
[0013] このように、光ファイバ裸線 33の紡糸において徐冷を行うと、光ファイバ母材 32中 に残留している OH基が拡散し、この OH基力 水素が熱乖離し、さらには、乖離した 水素の拡散が増大する。これにより、 OH基による吸収損失が増加する力、あるいは、 光ファイバ中の非架橋酸素ホールセンター（Non Bridging Oxygen Hole Cen ter、以下「NBOHC」と略す。）と水素が結合することにより、 OH基による吸収損失 が増加する t 、う問題が発生する。
[0014] このような問題を解決するための手段が、例えば、特許文献 4一 6において提案さ れている。
特許文献 4では、サブストレートチューブと、サブストレートチューブの内部にあるク ラッド層と、クラッド層の内部にあるコア層とを有し、サブストレートチューブとクラッド層 との間にバリア層が設けられた光ファイバ母材およびこの光ファイバ母材を用いた光 ファイバの製造方法が提案されている。このノリア層は、サブストレートチューブとクラ ッド層との間に OH基の拡散係数が低い物質が蒸着されてなり、サブストレートチュー ブ内に残留している OH基力^ラッド層へ浸透することを防止している。
[0015] 特許文献 5では、気相軸堆積法により、外径 dのコアを囲むように外径 Dの第一クラ ッドを堆積させ、 DZd≥4. 0の関係式を満たす多孔質コアロッドを形成し、この多孔 質コアロッドを脱水して OH基の濃度を 0. 8wtppb以下とし、透明化してコアロッドを 形成し、この透明化したコアロッドを加熱して延伸し、延伸した後のコアロッドの周囲 に気相堆積法で第二クラッドを堆積させ、この第二クラッドを OH基の濃度が 50wtpp m以下となるように脱水し、透明化して光ファイバ母材を作製し、この光ファイバ母材 を線引きした後、重水素ガス雰囲気中に所定時間保持する光ファイバの製造方法が 提案されている。
[0016] 特許文献 6では、原料ガスを反応させてガラス微粒子集合体とし、このガラス微粒 子集合体を焼結して透明ガラスとする光ファイバの製造方法にぉ 、て、ガラス微粒子 集合体を塩素もしくは塩素化合物を 1モル％—20モル％含む実質的に酸素ガスの 雰囲気中にて、ガラス微粒子集合体が著しく収縮しない 950— 1250°Cの温度域で、 あら力じめ脱水処理する第一加熱過程、次 、でガラス化温度まで昇温する第二加熱 過程を経る方法が提案されて 、る。
[0017] 特許文献 4一 6において提案されている光ファイバの製造方法は、光ファイバの線 引き条件によっては、 OH基による吸収損失が増加するという問題がある。また、製造 コストが嵩むと 、う問題がある。
特許文献 1：特開 2002— 338289号公報
特許文献 2 :特開 2002-321936号公報
特許文献 3：特開 2000 - 335933号公報
特許文献 4：特表 2002-535238号公報
特許文献 5：特開 2002-187733号公報
特許文献 6 :特許第 2549615号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0018] 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、製造コストを低減し、波長 1380nm 帯における損失の少ない光ファイバ裸線の線引方法およびこれを用いた光ファイバ 素線の製造方法、並びに、この光ファイバ素線の製造方法によって得られた光フアイ バ素線を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0019] 本発明は、上記課題を解決するために、加熱手段を用いて光ファイバ母材を溶融 して光ファイバ裸線を引出す工程と、前記加熱溶融工程の後に、前記光ファイバ裸 線を自然冷却、もしくは、冷却手段により強制冷却する工程を備え、前記加熱溶融ェ 程において、前記加熱手段における光ファイバ母材カゝら光ファイバ裸線へ線引き中 の温度履歴は、前記加熱手段によって加熱溶融した光ファイバ母材の加熱溶融部 分が 1800°C以上の温度に達している時間を T(min)、前記光ファイバ母材のクラッ ド層における OH基の濃度を X(wtppm)とすると、 T≤ 0. 01X+ 12なる関係式を 満たす光ファイバ裸線の線引方法を提供する。
[0020] 上記光ファイバ裸線の線引方法において、前記加熱溶融工程前の前記光ファイバ 母材のクラッド層における OH基の濃度を X(wtppm)、線引き中の該 OH基からの水 素の熱乖離係数を Y(wt%)とすると、 Y≤— 8 X 10— 5Χ+0. 06なる関係式を満たす ことが好ましい。
[0021] 本発明は、加熱手段を用いて光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を引出す 工程と、前記加熱溶融工程の後に、前記光ファイバ裸線を自然冷却、もしくは、冷却 手段により強制冷却する工程と、前記冷却工程により前記所定の温度に冷却された 光ファイバ裸線の外周に被覆材を塗布する工程と、該被覆材を硬化して光ファイバ 素線とする工程と、を備えた光ファイバ素線の製造方法を提供する。
[0022] 前記冷却工程は、線引き中の光ファイバ裸線が 1800°C未満の温度になつてから、 光ファイバ裸線の外径が一定となるまで、光ファイバ裸線の冷却速度を 6000°CZse c以上とする工程を備えることが好ま 、。
[0023] 前記冷却工程は、線引き中の前記光ファイバ裸線の外径が一定となつてから、該 光ファイバ裸線の冷却速度を、空気による冷却速度よりも速くする工程を備えることが 好ましい。
[0024] 本発明は、上記光ファイバ素線の製造方法によって製造された光ファイバ素線を提 供する。
[0025] 上記構成の光ファイバ素線は、波長 1383nmにおける損失が 0. 31dBZkm以下 であることが好ましい。
発明の効果
[0026] 本発明の光ファイバ素線の製造方法によれば、光ファイバ母材のクラッド層の脱水 を行うことなぐ波長 1380nm帯における損失の少ない光ファイバ素線を得ることがで きる。そのため、製造工程を削減することができるとともに、製造時間、製造コストを低 減することができる。
また、脱水した場合においても、脱水の程度によって残留したクラッド層における O H基濃度や、製造バラツキによって残留した OH基濃度のバラツキを線引き条件 T( min)の調節によって、残留した OH基力 熱乖離によって発生する水素量を少なく することができ、さらに発生した水素の拡散を少なくすることができるので、波長 1380 nm帯における損失を調整することができる。それにより、歩留まりが向上し、結果的 に製造コストを低減することができる。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]光ファイバ母材の中心からの相対位置における OH基濃度分布と、光ファイバ 母材を線引きして得られる光ファイバ裸線の中心力ゝらの相対位置における OH基濃 度分布とを示すグラフである。
[図 2]光ファイバ母材の中心からの相対位置における OH基力 の熱乖離により発生 した水素の濃度分布と、光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバ裸線の中心 力もの相対位置における OH基力もの熱乖離により発生した水素の濃度分布とを示 すグラフである。
[図 3]光ファイバ母材の溶融部分の温度変化を示すグラフである。
[図 4]光ファイバ素線の損失波長特性を示すグラフである。
[図 5]光ファイバ母材の中心からの相対位置における OH基力 の熱乖離により発生 した水素の濃度分布、および、光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバ裸線 の中心力 の相対位置における OH基からの熱乖離により発生した水素の濃度分布 と、入射光強度との関係から、波長 1383nmにおける損失に影響を与える領域につ いて示すグラフである。
[図 6]本発明で用いられる光ファイバ素線の製造装置を示す概略模式図である。
[図 7]従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置を 示す概略模式図である。
符号の説明
[0028] 1 · · '紡糸炉、 2· · ·光ファイバ母材、 3 · · ·光ファイバ裸線、 4· · '徐冷炉、 5 · · ·冷却筒
、 6· · '榭脂塗布装置、 7· · ·υνランプ、 8· · '光ファイバ素線、 9· · 'ターンプーリ、 10
• · ·引取機、 11· · ·ダンサーロール、 12· · ·卷取ドラム。
発明を実施するための最良の形態
[0029] 以下、本発明を実施した光ファイバ素線の製造方法について、図面を参照して説 明する。
光ファイバ素線の波長 1380nm帯における損失が増加する原因としては、光フアイ バ母材中に残留して!/、る OH基の拡散、 OH基からの熱乖離により発生した水素の 拡散、および、各温度毎に NBOHCの再結合速度と水素と NBOHCの結合速度の 違いが挙げられる。
[0030] まず、光ファイバ素線の波長 1380nm帯における損失が増加する原因を調べるた めに、次の 2つの関係について調査した。
(1)光ファイバ母材の中心力 の相対位置における OH基濃度分布と、光ファイバ 母材を線引きして得られる光ファイバ裸線の中心力ゝらの相対位置における OH基濃 度分布との関係。
(2)光ファイバ母材の中心力 の相対位置における OH基力 の熱乖離により発生 した水素の濃度分布と、光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバ裸線の中心 力もの相対位置における OH基力もの熱乖離により発生した水素の濃度分布との関 係。
[0031] 図 1は、光ファイバ母材の中心からの相対位置における OH基濃度分布と、光フアイ バ母材を溶融紡糸して得られる光ファイバ裸線の中心からの相対位置における OH 基濃度分布とを示すグラフである。
図 2は、光ファイバ母材の中心からの相対位置における OH基からの熱乖離により 発生した水素の濃度分布と、光ファイバ母材を線引きして得られる光ファイバ裸線の 中心からの相対位置における OH基力 の熱乖離により発生した水素の濃度分布と を示すグラフである。
[0032] 図 1から、光ファイバ母材と、光ファイバ裸線とを比較すると、それぞれの中心力 の 相対位置における OH基濃度分布に大きな変化がないことが分かる。すなわち、光フ アイバ裸線の線引きにより、 OH基は拡散するが、その伝送損失へ与える影響は小さ い。
[0033] 一方、図 2から、光ファイバ母材と、光ファイバ裸線とを比較すると、それぞれの中心 力もの相対位置における OH基力もの熱乖離により発生した水素の濃度分布は大き く変化することが分かる。すなわち、光ファイバ裸線の線引きにより、 OH基からの熱 乖離により発生した水素は大きく拡散することが分かる。
[0034] 以上のことから、光ファイバ素線の波長 1380nm帯における損失の増加は、光ファ ィバ母材中に残留して 、る OH基の拡散よりも、 OH基からの熱乖離により発生した 水素の拡散による影響が大き 、ことが分かる。これは、水素の拡散係数 (Y. Nami hira, K. Mochizuki, ana K. Kuwazuru, Temperature dependenc e of the hydrogen— diffusion constant in optical fibers", Opt. Let t. , Vol. 9, No. 9, pp. 426-428, 1984参照。）力 OH基の拡散係 数 (J. Kirchhof et al. , "Diffusion Processes in Lightguide Material s, " phys. stat. sol. (a) 101, 391 1987参照。）よりも 3一 4桁程度大きい ことに起因する。
[0035] ある温度 T (K)における平衡状態での OH基力もの水素の熱乖離率 K (wt%)は、 線引き中の光ファイバ裸線の温度が高いほど大きい。さらに、線引き中の光ファイバ 裸線の温度は、紡糸炉における温度分布、紡糸炉内に流されている不活性ガスの種 類、徐冷炉および冷却筒における光ファイバ裸線の冷却方式、光ファイバ裸線の線 引き速度などの線引き条件によって変化する。したがって、 OH基からの水素の熱乖 離率 K (wt%)は線引き条件によって変化するため、光ファイバ裸線の線引き開始か ら終了までにおける OH基からの水素の熱乖離率の累計 (以下、「水素の熱乖離係 数」と称する。）も、線引き条件によって変化する。
[0036] 水素の熱乖離係数とは、光ファイバ母材を加熱した時から、光ファイバ裸線の線引 き工程を経て、光ファイバ裸線の外周に被覆層を形成して光ファイバ素線を製造し、 この光ファイバ素線の温度が常温になった時までに累積した水素の熱乖離率を意味 している。
[0037] 上述のように、水素の熱乖離率は、温度依存性があり、温度が高くなるにつれて大 きくなる。し力しながら、水素の熱乖離率は温度依存性が非常に大きいため、光ファ ィバ母材の溶融部分が 1800°C以上の温度に達している時間（図 3の斜線で示した 領域）に乖離した水素の乖離率に近似することができる。
[0038] 水素の熱乖離係数の算出は、次のようにして行われる。
まず、光ファイバ母材の一部を用いて、フーリエ式赤外分光計 (顕微 FTIR装置)を 使用し、 OH基の伸縮振動による吸収ピークから、光ファイバ母材中に残留している OH基の濃度分布を算出する。
[0039] 次に、光ファイバ母材を所定の線引き条件によって線引きして光ファイバ素線を製 造し、光ファイバ素線の損失波長特性をカットバック法により測定する。この損失波長 特性の測定により、例えば、図 4に示すような光ファイバ素線の損失波長特性（図 4に 示す実線）が得られる。
[0040] 図 4に示す光ファイバ素線の損失波長特性から、レーリー散乱に起因する光フアイ バ素線の損失波長特性（図 4に示す破線）が算出される。波長 1383nmにおける光 ファイバ素線の損失に対する、レーリー散乱に起因する光ファイバ素線の損失の差 分力 OH基力 の熱乖離により発生した水素が拡散して NBOHCと結合することに よって生じた OH基による吸収損失に該当する。
[0041] 光ファイバ母材中に残留している OH基の濃度分布に、水素の熱乖離係数を乗じ て、光ファイバ母材中の水素の濃度分布 (例えば、図 2に示す熱乖離によって発生し た水素の濃度分布）とする。次いで、上記水素の拡散係数を使用して、光ファイバ母 材の線引きにより光ファイバ裸線内に拡散した後における水素の濃度分布 (例えば、 図 2に示す発生した水素の拡散後の濃度分布)を、線引き中の光ファイバ裸線にお ける外径変化、温度変化を考慮して算出する。
[0042] 光ファイバ裸線内に拡散した後における水素の濃度分布の算出において、拡散方 程式としては、 Green関数を使用する (今井勤、 "物理とグリーン関数"、岩波書店、 1 978年 6月 27曰、 pp51— 53.；)。
[0043] 一般に、位置ベクトルを!:、線引き前の光ファイバ母材のクラッド層における OH基の 濃度分布を u (r、 0)、拡散方程式の Green関数を G (r、 r'、 t)とすると、時間 t後にお ける OH基の濃度分布 u(r、 t)は、下記式（1)で表される。
[0044] [数 1] u (ir, t) = jG Or, ir' , t) u (ir' t 0) dir' (1 )
[0045] ここで、拡散係数を Dとすると、 n次元の Green関数は、下記式（2)で表される。
[0046] [数 2]
G (.r,ir' , t) (2)
Figure imgf000011_0001
[0047] 次に、 OH基による吸収損失の換算計算式（Pawel Mergo, Witold Spytek, 'Metnod for calculations oi loss dependence of single— mode opti cal fiber on diffusion of water, " Proceedings— S PIE (the Internation al Society for Optical Engineering) , 2000, ISSU 4239, pp. 37—4 3参照。）を使用し、これを用いて算出した OH基による吸収損失と、レーリー散乱に 起因する光ファイバ素線の損失力 求められた OH基による吸収損失とが同一となる ように、水素の熱乖離係数を算出する（図 5参照)。
[0048] 図 5中、破線は光ファイバ母材に残留する OH基から熱乖離によって発生した水素 の濃度分布、実線は光ファイバ裸線内に拡散した水素が NBOHCと結合し、 OH基 となった OH基濃度分布に、光ファイバ裸線内に OH基がそのまま拡散した OH基濃 度分布を加えた濃度分布、一点鎖線は光ファイバ素線内に光を入射した場合の光 強度分布を示す。また、実線、一点鎖線、縦軸および横軸で囲まれる領域（図 5中の 斜線部 A)は波長 1380nm帯における損失に影響を与える領域である。
[0049] ここで厳密には、（A)水素の熱乖離率は温度に依存すること、（B) OH基力 の水 素の熱乖離により OH基濃度が減少すること、などを考慮して水素の熱乖離係数を算 出しなければならない。
[0050] ここでは、（a)水素の熱乖離率は温度依存性が大きぐ水素の熱乖離はほとんどが 1800°C以上で発生して 、ると推測されること、（b)水素の熱乖離率が十分に小さ!/ヽ こと、などから、上記 (A)、（B)については考慮せずに、光ファイバ裸線の線引き前の 光ファイバ母材に含まれる OH基力も熱乖離係数相当の水素が発生したものとする。 さらに、光ファイバ裸線の線引き時の外径変化、温度変化を考慮して、水素が拡散し たものとして近似する。
[0051] 次に、光ファイバ母材の加熱溶融部分の温度がある温度以上に達している時間 T( min)の算出は次のように行われる。
一般的に、ガラスの粘度 r?と線引張力 Fの関係は、線引き中の力の釣り合いより、 下記の式（3)のような関係式が成り立つ（U. C. Peak and R. B. Runk, "Physical behavior of the neck— down during furnace of drawing of silica fibers, " J. Appl. Phys. , vol. 49, no. 8, pp. 4417—4422, 1992参照）。
[0052] [数 3]
F二 3 T? S|^ (3)
[0053] ここで、 Vは線速、 zは線引方向位置、 Sはファイバ断面積を表している。
また、粘度 r?と温度 Tの関係も一般的であり、以下の式 (4)の関係式が成り立つ（
0
Andrade, EN da C. , Phil. Mag. , Vol. 17, 497, 698, 1934参 照)。
[0054] 画 l og 1 0 { 7? CT) } ^-6. 37+2. 32 104/T0 (4)
[0055] 以上から、光ファイバ母材の加熱溶融部分のガラス変形形状 (ネックダウン形状)、 線引き張力から、粘度を算出し、粘度から温度へ換算することで、ネックダウン形状か ら温度を算出することができる。
また、同様に、ネックダウン外径力も紡糸経過時間 dtは、下記の式（5)により算出す ることがでさる。
[0056] [数 5]
d W (5)
[0057] よって、ファイバ母材の加熱溶融部分が 1800°C以上の温度に達している時間 Tは 、上記の式（3)、（4)から、温度 1800°C以上の区間 z— zを見積もり、上記の式（5)
1 2
を使用して、この区間に要する時間を下記の式 (6)により算出することができる。
[0058] [数 6]
0 [0059] 以上のことを考慮して、以下に水素の熱乖離係数を低減する光ファイバ素線の製 造方法を示す。
[0060] 図 6は、本発明で用いられる光ファイバ素線の製造装置を示す概略模式図である。
図 6において、符号 1は紡糸炉を示す。この紡糸炉 1は、その内部に光ファイバ母 材 2を軸方向に移動可能に取り付け、光ファイバ母材 2の下端部を線引きするもので ある。
[0061] 光ファイバ素線の製造にお!、ては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ 母材 2を紡糸炉 1内に収容し、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で、その 先端部分を約 2000°Cに高温加熱し、線引きして、外径 125 /z mの光ファイバ裸線 3 とする。この時、紡糸炉 1内で使用するヒータ長や断熱材を適宜選択し、線引条件に おける T(min)が所望の時間となるように調節する。
[0062] 続、て、光ファイバ裸線 3を徐冷炉 4などの徐冷機構に送り込み、光ファイバ裸線 3 の冷却速度を変化させ、光ファイバ裸線 3を徐冷する。
[0063] 徐冷炉 4の外に出た光ファイバ裸線 3を、冷却速度を調整して、次工程の被覆層の 形成に好適な温度まで冷却する。この冷却過程では、光ファイバ裸線の周囲の雰囲 気により自然冷却するか、または、冷却筒 5を使用して、ヘリウムや窒素ガスなどの冷 却用ガスを供給して、強制冷却する。
[0064] 冷却過程にぉ 、て冷却された光ファイバ裸線 3は、光ファイバ裸線 3の保護を目的 として、榭脂塗布装置 6および UVランプ 7により紫外線硬化型榭脂など力 なり、一 次被覆層および二次被覆層からなる被覆層で被覆され、外径 250 mの光ファイバ 素線 8となる。
[0065] さらに、光ファイバ素線 8は、ターンプーリ 9によって別方向に向きを変えられ、引取 機 10、ダンサーロール 11を経て、卷取ドラム 12に巻き取られる。
[0066] なお、この実施形態において、光ファイバ裸線 3に被覆層を設ける方法は、図 6に 示すように、一次被覆層形成用の榭脂および二次被覆層形成用の榭脂を 1つの榭 脂塗布装置 6で塗布した後、これらの榭脂を 1つの UVランプ 7により硬化させる方法 としたが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、一次被覆層形成用の 榭脂と二次被覆層形成用の榭脂をそれぞれ異なる 2つの榭脂塗布装置で塗布した 後、これらの榭脂を 1つの UVランプにより硬化させる方法、一次被覆層形成用の榭 脂を第一の榭脂塗布装置で塗布した後、この榭脂を第一の UVランプにより硬化させ
、次いで、二次被覆層形成用の榭脂を第二の榭脂塗布装置で塗布した後、この榭 脂を第二の UVランプにより硬化させる方法を用いることもできる。
[0067] 本発明の光ファイバ素線の製造方法は、線引き中の光ファイバ裸線 3のクラッド層 における OH基力もの水素の熱乖離係数を低くし、拡散を少なくする方法である。そ のために、紡糸炉 1において光ファイバ母材 2の下端部（以下、「溶融部分」とも言う。 )を線引きして光ファイバ裸線 3とする際の温度履歴は、光ファイバ母材 2の加熱溶融 部分の温度が 1800°C以上の温度に達している時間を T(min)、光ファイバ母材 2の 下端部のクラッド層における OH基の濃度を X(wtppm)とすると、 T≤ 0. 01X+ 12 なる関係式を満たすことが望ましい。ただし、脱水を行い、クラッド層における残留 Ο Η基濃度が 0. O (wtppm)の場合、乖離する OH基がないので、熱乖離率を 0. 0 (wt ppm)とする。したがって、 X=0. O (wtppm)の場合には、上記関係式 (T≤-0. 01 X+ 12)を満たさなくてもよ!/、。
[0068] また、上記関係式を満たすように、光ファイバ素線 8を製造するには、紡糸線速 (線 引の速度)を速くしたり、紡糸炉 1にて光ファイバ母材 2を溶融する領域を短く設定す る。
[0069] 上記関係式を満たすように、熱乖離係数は、光ファイバ母材 2の下端部のクラッド層 における ΟΗ基の濃度を X(wtppm)、この OH基からの水素の熱乖離係数を Y(wt %)とすると、 Y≤— 8 X 10— 5X+0. 06なる関係式を満たすことが望ましい。
[0070] 紡糸炉 1において、光ファイバ母材 2の下端部に熱をカ卩える要素としては、紡糸炉 1 に設けられて 、るヒータによる輻射伝熱にカ卩えて、紡糸炉 1内に流されて 、る不活性 ガスからの対流伝熱や、光ファイバ母材 2を伝熱する伝導伝熱が挙げられる。 1800 °C程度の高温においては、輻射伝熱による影響が支配的である力 温度が低くなる に従って、不活性ガスによる対流伝熱の影響が大きくなつてくる。そのため、本発明 の光ファイバ素線の製造方法では、ヒータによる輻射伝熱により光ファイバ母材 2に 加えられた熱を速やかに奪い、温度を下げることが望ましい。したがって、対流熱伝 達率の高い不活性ガスを使用することが望ましぐ特に、対流熱伝達率の高いへリウ ム (He)を使用することが望ま 、。
[0071] 上述のように、紡糸炉 1の外に引き出された光ファイバ裸線 3は、徐冷炉 4、冷却筒 5へと順次送り込まれて冷却される。光ファイバ裸線 3の冷却は、 OH基からの熱乖離 により発生した水素の拡散を抑制することを目的としており、線引き中の光ファイバ裸 線 3の温度が 1800°C未満になって力も外径が一定 (一般的に外径 125 μ m)となる までは、線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を 6000°CZsec以上とすることが好 ましぐ実用的には 8000°CZsec— 10000°CZsec程度とすることが望ましい。線引 き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を 6000°CZsec未満とすると、 OH基からの熱乖 離により発生した水素の拡散が増大し、その結果として、得られた光ファイバ素線 10 の OH基による吸収損失が増加する。
[0072] 線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を 6000°CZsec以上とするには、徐冷炉 4 の温度を下げたり、徐冷炉 4などの徐冷機構を使用しな力つたり、徐冷炉 4において、 冷却用ガスとして対流熱伝達率の高 、ヘリウムを使用する。
[0073] また、線引き中の光ファイバ裸線 3の外径が一定（一般的に外径 125 m)となって 力もは、線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を、空気による冷却速度よりも速くす ることが好ましい。具体的には、線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を 6000°C Zsec— 30000°CZsec程度とすることが好ましい。線引き中の光ファイバ裸線の冷 却速度を、空気による冷却速度よりも速くすると、 OH基からの熱乖離により発生した 水素の拡散が抑制され、その結果として、得られた光ファイバ素線は OH基による吸 収損失が小さいものとなる。
線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を、空気による冷却速度以下とすると、 OH 基からの熱乖離により発生した水素の拡散が増大し、その結果として、得られた光フ アイバ素線 10の OH基による吸収損失が増加する。
[0074] 線引き中の光ファイバ裸線 3の冷却速度を空気による冷却速度よりも速くするには、 冷却筒 5において、冷却用ガスとして対流熱伝達率の高いヘリウムを使用する。
[0075] なお、紡糸線速が速くなるほど、紡糸炉 1内において光ファイバ母材 2の下端部が 温度履歴を受ける時間が短くなるが、上述の紡糸炉 1内における光ファイバ母材 2の 温度履歴が満たされていれば、紡糸線速は限定されるものではない。紡糸線速は、 600mZmin— 2500mZminの範囲で適宜設定される。
[0076] このように、上述の光ファイバ素線の製造方法によれば、適切に冷却された光ファ ィバ裸線に対して、安定した被覆材を塗布することができる。これに続いて、被覆材 を硬化させることにより、所望な光ファイバ素線を得ることができる。この一連の処理 工程を施すことにより、結果として、波長 1380nm帯における損失の少ない光フアイ バ素線を得ることができる。
[0077] このような光ファイバ素線の製造方法によって製造された光ファイバ素線 10は、 O H基からの熱乖離により発生した水素が拡散するのを抑制して製造されたものである から、結果として OH基により吸収損失の低い光ファイバ素線となる。
実施例
[0078] 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例 に限定されるものではない。
[0079] (実施例 1)
クラッド層における OH基濃度が lOOwtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 1500mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが ヘリウム、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉によ る徐冷を行わず、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時 間が 5minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート 系紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素 線を作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0080] (実施例 2)
クラッド層における OH基濃度が 300wtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 1200mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが アルゴン、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉に よる徐冷を行わず、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している 時間が 8minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレ ート系紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ 素線を作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0081] (実施例 3)
クラッド層における OH基濃度が 500wtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 2000mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが ヘリウム、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉によ り徐冷し、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時間が 5mi nとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート系紫外 線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素線を作製 した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0082] (実施例 4)
クラッド層における OH基濃度がほぼ Owtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 600mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが アルゴン、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉に より徐冷し、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時間が 1 5minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート系 紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素線を 作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0083] (比較例 1)
クラッド層における OH基濃度が lOOwtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 1500mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが ヘリウム、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉によ り徐冷し、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時間が 5mi nとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート系紫外 線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素線を作製 した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0084] (比較例 2)
クラッド層における OH基濃度が lOOwtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 600mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが アルゴン、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉に より徐冷し、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時間が 1 5minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート系 紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素線を 作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0085] (比較例 3)
クラッド層における OH基濃度が 300wtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 800mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが アルゴン、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉に よる徐冷を行わず、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している 時間が lOminとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリ レート系紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光フアイ バ素線を作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0086] (比較例 4)
クラッド層における OH基濃度が 500wtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 1200mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが ヘリウム、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉によ る徐冷を行わず、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時 間が 8minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート 系紫外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素 線を作製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0087] (比較例 5)
クラッド層における OH基濃度が 700wtppm程度の光ファイバ母材を用意した。こ の光ファイバ母材を、紡糸線速が 1000mZmin、紡糸炉下部における雰囲気ガスが ヘリウム、紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線が冷却筒に送り込まれる前に徐冷炉によ り徐冷し、光ファイバ母材の溶融温度が 1800°C以上の温度に達している時間が 10 minとなるように線引きを行った。その後、光ファイバ裸線にウレタンアタリレート系紫 外線硬化型榭脂からなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて光ファイバ素線を作 製した。
得られた光ファイバ素線について、波長 1383nmにおける損失、 OH基による吸収 損失を測定し、これらを用いて水素の熱乖離係数を算出した。結果を表 1に示す。
[0088] [表 1]
クラ ド層に 1800で以上 紡糸炉下部冷却方式 1383nmに OH基による 水素の累積 T≤- 0.01X+ Y≤-8X10- おける 0H基 の温度に適し雰囲気ガス おける損失 吸収損失 熱乖離率 12tmin) 5Χ+0.06 濃度（wtppm) ている時間 (dB/km) (dB/km) (wt%) (wt%) 実施例 1 約 100 5 He '"P無し 1500 0.271 0.011 0.02 11 0.052 実施例 2 約 300 8 Ar 徐 'τι無し 1200 0.293 0.033 0.03 9 0.036 実施例 3 約 500 5 He 徐冷有り 2000 0.279 0.019 0.02 7 0.020 実施例 4 ほぼ 0 15 Ar 徐冷有り 600 0.265 0.005 0 12 0.060 比較例 1 約 100 5 He 徐冷有り 1500 0.285 0.025 0.02 11 0.052 比較例 2 約 100 15 Ar 徐冷有 υ 600 0.320 0.060 0.08 11 0.052 比較例 3 約 300 10 Ar 徐 /ΤΙ無し 800 0.315 .0.055 0.05 9 0.036 比較例 4 約 500 8 He 徐 /ΐι?¾し 1200 0.332 0.072 0.05 7 0.020 比較例 5 約 700 10 He 1000 0.450 0.190 0.05 5 0.004
[0089] 表 1の結果から、実施例 1一実施例 4では、線引き前の光ファイバ母材のクラッド層 における残留した OH基濃度を X(wtppm)とすると、光ファイバ母材の下端部が 180 0°C以上の温度に達している時間 T(min)が、 T≤ 0. 01X+ 12なる関係式を満た していれば、波長 1383nmにおける損失を 0. 31dBZkm以下にすることができるこ とが分力つた。ただし、 X=0. O (wtppm)の場合は、熱乖離により水素が発生しない ため、 Tは満たしていなくてもよいことが分力つた。また、線引き中の光ファイバ裸線の クラッド層における OH基からの水素の熱乖離係数 Y(wt%)も、 Y≤-8 X 10"5X+0 . 06なる関係式を満たしており、波長 1383nmにおける損失を 0. 31dBZkm以下と することができることが分力つた。
[0090] 実施例 1と比較例 1とを比較すると、実施例 1では紡糸炉の外に出た光ファイバ裸 線を徐冷しておらず、比較例 1では紡糸炉の外に出た光ファイバ裸線を徐冷している 点で異なっている。比較例 1は、実施例 1一実施例 4と同様の関係式を満たして、波 長 1383nmにおける損失を 0. 3 ldBZkm以下とすることができることが確認された。 しかしながら、光ファイバ裸線を徐冷しない実施例 1の方がより低損失の光ファイバ素 線が得られることが確認された。これから、残留した OH基濃度により適宜、所望な徐 冷条件を選択することで、波長 1383nmにおける損失を調整することができることが わかった。
[0091] 比較例 2—比較例 5は、実施例 1一実施例 4と同様の関係式を満たしておらず、波 長 1383nmにおける損失が 0. 31dBZkmを超え、低損失化が達成できていないこ とが確認された。
産業上の利用可能性
[0092] 本発明の光ファイバ素線の製造方法は、気相軸付法 (VAD法）、外付け法 (OVD 法）、内付け法（CVD法、 MCVD法、 PCVD法）またはロッドインチューブ法などの いかなる方法で作製された光ファイバ母材にも適用可能である。また、本発明の光フ アイバ素線の製造方法は、シングルモードファイノく、分散シフトファイバ、カットオフシ フトファイバ、分散補償ファイバなどのいかなる種類の光ファイバにも適用可能である

Claims

請求の範囲
[1] 光ファイバ裸線の線引方法であって、
加熱手段を用いて光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を引出す工程と、 前記加熱溶融工程の後に、前記光ファイバ裸線を自然冷却、もしくは、冷却手段に より強制冷却する工程を備え、
前記加熱溶融工程において、前記加熱手段における光ファイバ母材力も光フアイ バ裸線へ線引き中の温度履歴は、前記加熱手段によって加熱溶融した光ファイバ母 材の加熱溶融部分が 1800°C以上の温度に達している時間を T(min)、前記光ファ ィバ母材のクラッド層における OH基の濃度を X(wtppm)とすると、 T≤-0. 01X+ 1 2なる関係式を満たす光ファイバ裸線の線引方法。
[2] 前記加熱溶融工程中における線引き中の該 ΟΗ基力 の水素の熱乖離係数を Υ( wt%)とすると、 Y≤— 8 X 10— 5Χ+0. 06なる関係式を満たす請求項 1に記載の光フ アイバ裸線の線引方法。
[3] 光ファイバ素線の製造方法であって、
加熱手段を用いて光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を引出す工程と、 前記加熱溶融工程の後に、前記光ファイバ裸線を自然冷却、もしくは、冷却手段に より強制冷却する工程と、
前記冷却工程により前記所定の温度に冷却された光ファイバ裸線の外周に被覆材 を塗布する工程と、
該被覆材を硬化して光ファイバ素線とする工程と、
を備えた光ファイバ素線の製造方法。
[4] 前記冷却工程は、線引き中の光ファイバ裸線が 1800°C未満の温度になつてから、 光ファイバ裸線の外径が一定となるまで、光ファイバ裸線の冷却速度を 6000°CZse c以上とする工程を備える請求項 3に記載の光ファイバ素線の製造方法。
[5] 前記冷却工程は、線引き中の光ファイバ裸線の外径が一定となつてから、該光ファ ィバ裸線の冷却速度を、空気による冷却速度よりも速くする工程を備える請求項 3に 記載の光ファイバ素線の製造方法。
[6] 空気よりも対流熱伝導率の高い媒体を冷却用媒体として使用する請求項 5に記載 の光ファイバ素線の製造方法。
請求項 3に記載の光ファイバ素線の製造方法によって製造された光ファイバ素線。 波長 1383nmにおける損失が 0. 31dBZkm以下である請求項 7に記載の光ファ ィバ素線。
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