【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバの製造方法に関し、更に詳しくは、耐水素性が優れていて、波長分割多重伝送方式に用いて好適な光ファイバを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の発展により、通信情報量は飛躍的に増大する傾向にあるが、そのことに伴って、光通信システムの構築に関しては、光信号の伝送容量を増大させる研究が行われている。
一般に、光ファイバの伝送損失は波長１５５０ｎｍ付近で最も小さい。そのため、損失との関係では、１５５０ｎｍ帯域で光伝送を行うことが望ましい。
【０００３】
このような要求に応える光ファイバとしては、波長１５５０ｎｍ付近に零分散波長を有する分散シフト光ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）が既に開発されている。このＤＳＦの開発により、現在では、波長１５５０ｎｍ付近において、伝送容量が数Ｇｂ／ｓの光伝送も可能になっている。
ところで、最近では、伝送容量の更なる増大を目的として、１本の光ファイバで複数波長の光信号を伝送する波長分割多重（Ｗａｖｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）伝送方式の研究が進められている。
【０００４】
このＷＤＭ伝送方式に用いられる光ファイバに対しては、非線形現象の１つである四光波混合（Ｆｏｕｒ Ｗａｖｅ Ｍｉｘｉｎｇ：ＦＷＭ）の発生を防止するために、使用波長帯域に零分散波長をもたないということが要求される。
このような要求に応える光ファイバとしては、広い波長帯域で零分散波長をもたないノンゼロ分散シフト光ファイバ（Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ：ＮＺＤＳＦ）が既に開発されている。
【０００５】
このＮＺＤＳＦの開発により、現在では、１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯域（Ｃバンド）と１５６５〜１６２５ｎｍの波長帯域（Ｌバンド）におけるＷＤＭ伝送が可能となり、その伝送容量は飛躍的に増大し、また長距離伝送も可能になっている。
例えば米国特許第６，２０５，２６８号では、波長１３１０ｎｍ付近に零分散波長を有し、１４００ｎｍの波長帯域（波長１３３５ｎｍ〜波長１４３５ｎｍ）における分散を１．５〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに低減させ、かつ波長１３８５ｎｍにおける伝送損失を波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さくした光ファイバを用いることにより、１４００ｎｍの波長帯域における少なくとも３波長での伝送容量が１０Ｇｂ／ｓ以上であるシステムが提案されている。
【０００６】
また、米国特許第６，１３１，４１５号では、次のような光ファイバの製造方法が提案されている
すなわち、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｕｒ−Ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）法を適用してガラスロッドを製造する際に、コア／クラッド比を２．０〜７．５の範囲内に設定して光ファイバ母材を製造し、それを線引きして光ファイバを製造する方法である。
【０００７】
この方法によると、クラッドの外周に分布するＯＨ基が線引き時にコア内へ拡散することが防止されるので、波長１３８３ｎｍの光伝送時にＯＨ基吸収が起こらず、伝送損失の増大が抑制される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような伝送容量が大きい光ファイバをメトロポリタン系で適用しようとする場合には、次のような問題が要求されてくる。
第１の問題は、現在、ＩＴＵ−ＴＧ．６５２で規定する標準シングルモード光ファイバが敷設されているが、この既設の光ファイバとの整合性が要求されることである。
【０００９】
そのためには、モードフィールド径（ＭＦＤ）や比屈折率差（Δ）などのファイバパラメータは、既設の光ファイバとはほぼ同一となるように設計されることが好ましいことになる。
第２の問題は、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増大を招く要因を光ファイバの製造時に除去することである。
【００１０】
この伝送損失の増大要因の代表例としては、ＯＨ基による吸収ピークがある。そして、上記した吸収ピークは、一般に、ＩＥＣ６０７９３−２−５０（ｆｉｒｓｔ ｅｄｉｔｉｏｎ ２００２−０１）Ａｎｎｅｘ Ｃ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｃ３．１で規定する水素エージング試験を行うと増加するということが知られている。
しかしながら、耐水素性に優れる光ファイバは、水素エージング試験を行ってもＯＨ基による吸収ピークの増加は少なく、伝送損失の増大を起こしにくい。したがって、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増大を防止するためには、耐水素性に優れた光ファイバを製造すればよいことになる。
【００１１】
このＯＨ基による吸収ピークの増加を抑制して伝送損失の増大を防止するために、現在では、ＶＡＤ法で製造した光ファイバ母材のクラッド表面の一部を例えばプラズマエッチングで研削して、そこに分布しているＯＨ基を除去して耐水素性を高める処理を行ったのち、線引きを行うなどの方法が検討されている。
しかしながら、光ファイバの伝送損失は、光ファイバ母材のクラッド表面における水分含有量のばらつき、線引き工程時における加熱温度や張力のばらつきなどによっても変動する。そして、このようなばらつき、すなわち伝送損失の増大要因を、光ファイバ母材が製造された時点で予測することは極めて困難である。
【００１２】
このようなことから、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さくなっている光ファイバを、常に製造できるとは限らない。
なお、上記した耐水素性を高める処理は、光ファイバ母材の製造過程や線引き工程で実施することも可能である。
【００１３】
しかしながら、その場合は、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さくない光ファイバ、すなわちＣバンドでのＷＤＭ伝送にとっては好適といえない光ファイバに対しても耐水素性を高める処置を施していることになり、当該光ファイバの製造コストを高めることになる。
本発明は、上記した問題を解決することができ、ＣバンドのＷＤＭ伝送に用いて有効な光ファイバを安価に製造する方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、
波長１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径が８．０〜１１．０μｍであり、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さく、波長１３８３ｎｍにおける分散が＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである光ファイバを製造する際に、
光ファイバ母材を線引きしたのち被覆を施し、得られた光ファイバ素線に対し、重水素ガスを含む気相雰囲気中で曝露処理することを特徴とする光ファイバの製造方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明で製造される光ファイバは、上記した特性を備えた光ファイバである。その特性が採用される理由は以下のとおりである。
（１）まず、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．０〜１１．０μｍとなるように設計されているが、これは、既設の標準シングルモード光ファイバと接続したときの整合性を確保するためである。
【００１６】
（２）波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が波長１３１０ｎｍにおける伝送損失よりも小さくなるように設計されている。そして、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増大が抑制されている。
このことは、後述する処理を施すことにより、波長１３８３ｎｍにおけるＯＨ基による吸収ピークの増加を抑制することによって実現される。
【００１７】
（３）波長１３８３ｎｍの波長領域における分散が＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるように設計されている。好ましくは、波長１３８３ｎｍにおける分散が＋４〜＋７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるように設計されている光ファイバになっている。
このことにより、四光波混合の影響を抑制し、かつ光伝送路を構成する際の累積分散の影響を最小限におさえることができる。
【００１８】
なお、本発明で製造される光ファイバは、上記した特性を満たしているならば、屈折率分布プロファイルの形状は何ら制限を受けるものではない。例えば、図１で示したような低損失光ファイバに適用されている屈折率分布プロファイルを採用することができる。
上記した本発明の光ファイバは次のようにして製造される。
【００１９】
まず、従来と同様にして、ＶＡＤ法で光ファイバ母材を製造する。ついで、その光ファイバ母材を線引きして所定線径の光ファイバを製造し、その後、光ファイバに被覆を施して光ファイバ素線にする。
そして、この光ファイバ素線の耐水素性を高める処理が施される。具体的には、この光ファイバ素線を、処理装置の中に収容し、そして装置内を重水素（Ｄ２）ガスを含む常温・常圧の雰囲気にして所定時間放置しておく。
【００２０】
重水素成分は光ファイバ素線の光ファイバ本体に含浸し、光ファイバ本体内に存在する欠陥に入り込んで結合を形成する。その結果、処理後の光ファイバ素線に水素エージング試験を行った場合、光ファイバ本体内に侵入した水素は、既に不活性状態にある上記欠陥と結合することはできないので、特定の吸収ピークの増加は起こらない。すなわち、耐水素性の向上が実現する。
【００２１】
上記した曝露処理時における常温としては、１０〜４０℃、また常圧としては、８６〜１０６ｋＰａを採用することが好ましい。処理時間は、処理対象の光ファイバ素線の長さで変えることになるが、長くても２４時間の処理を行えば充分である。
このような処理を施すことにより、本発明では、上記した特性を備えると同時に、水素エージング試験後の波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加量が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下、更には０．０１ｄＢ／ｋｍ以下になる光ファイバを得ることができる。
【００２２】
【実施例】
ＶＡＤ法で光ファイバ母材を製造し、それを線引きしたのち被覆を施して光ファイバ素線を製造した。
この光ファイバの屈折率分布プロファイルは図１で示したとおりである。
長さが約３ｋｍであるこの光ファイバ素線を処理装置内に配置し、装置内を温度２３℃、圧力１００ｋＰａの重水素雰囲気として、その状態を約３時間保持した。
【００２３】
処理後の光ファイバ素線につき、ＩＥＣ６０７９３−２−５０（ｆｉｒｓｔ ｅｄｉｔｉｏｎ ２００２−０１）Ａｎｎｅｘ Ｃ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｃ３．１で規定する水素エージング試験を行い、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失をＩＴＵ−ＴＧ．６５０で規定する方法で測定した。その結果を、試験前の測定結果とともに表１に示した。なお、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失も測定した。
【００２４】
また、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤ、波長１３８３ｎｍにおける分散値をそれぞれ測定し、その結果も表１に示した。比較のために、重水素曝露処理を施さない光ファイバ素線についても同様の測定を行い、その結果を比較例として併記した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１から明らかなように、重水素処理を施さない比較例と対比して、本発明方法で製造した光ファイバは、水素エージング試験の前後で波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増大は起こっていない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、光ファイバの製造途中ではなく、既に実使用可能な光ファイバ素線の状態でその耐水素性を向上させることができる。そのため、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下に抑制され、耐水素性に優れ、長期に亘って伝送損失が安定している光ファイバを安価に製造することができる。
【００２８】
そして、この光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８．０〜１１．０μｍ、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失が波長１３１０ｎｍにおける伝送損失より小さく、かつ波長１３８３ｎｍにおける分散が＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなるように設計されているので、既設の標準シングルモード光ファイバとの整合性も保障されており、光ネットワークの構築にとって有用である。ＣバンドのＷＤＭ伝送方式で用いる光線路としてその有用性が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバの屈折率分布プロファイル図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber, and more particularly, to a method for manufacturing an optical fiber having excellent hydrogen resistance and suitable for use in a wavelength division multiplex transmission system.
[0002]
[Prior art]
With the development of the information-oriented society, the amount of communication information tends to increase exponentially. In connection with this, research on increasing the transmission capacity of optical signals has been conducted for the construction of optical communication systems.
Generally, the transmission loss of an optical fiber is the smallest near a wavelength of 1550 nm. Therefore, it is desirable to perform optical transmission in the 1550 nm band in relation to the loss.
[0003]
As an optical fiber that meets such a demand, a dispersion-shifted fiber (DSF) having a zero dispersion wavelength near 1550 nm has already been developed. With the development of this DSF, optical transmission with a transmission capacity of several Gb / s is now possible near the wavelength of 1550 nm.
By the way, recently, for the purpose of further increasing the transmission capacity, research on a wavelength division multiplexing (WDM) transmission method for transmitting optical signals of a plurality of wavelengths with one optical fiber is being advanced.
[0004]
The optical fiber used in this WDM transmission system does not have a zero-dispersion wavelength in the wavelength band used in order to prevent the occurrence of four wave mixing (FWM), which is one of the non-linear phenomena. Is required.
As an optical fiber meeting such a demand, a non-zero dispersion shifted optical fiber (NZDSF) having no zero dispersion wavelength in a wide wavelength band has been already developed.
[0005]
With the development of the NZDSF, WDM transmission in the wavelength band (C band) of 1530 to 1565 nm and the wavelength band (L band) of 1565 to 1625 nm is now possible, and the transmission capacity is dramatically increased, and long-distance transmission is possible. Transmission is also possible.
For example, in US Pat. No. 6,205,268, there is a zero-dispersion wavelength near a wavelength of 1310 nm, and the dispersion in a wavelength band of 1400 nm (1335 nm to 1435 nm) is reduced to 1.5 to 8.0 ps / nm / km. By using an optical fiber in which the transmission loss at a wavelength of 1385 nm is smaller than the transmission loss at a wavelength of 1310 nm, a system in which the transmission capacity at least at three wavelengths in a 1400 nm wavelength band is 10 Gb / s or more has been proposed. .
[0006]
Further, US Pat. No. 6,131,415 proposes a method of manufacturing an optical fiber as follows: when a glass rod is manufactured by applying a VAD (Vapour-Phase Axial Deposition) method, In this method, an optical fiber preform is manufactured by setting the core / cladding ratio in a range of 2.0 to 7.5, and the optical fiber is manufactured by drawing the preform.
[0007]
According to this method, OH groups distributed on the outer periphery of the clad are prevented from diffusing into the core during drawing, so that OH group absorption does not occur during light transmission at a wavelength of 1383 nm, and an increase in transmission loss is suppressed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when an optical fiber having a large transmission capacity as described above is applied to a metropolitan system, the following problems are required.
The first problem is that ITU-TG. The standard single mode optical fiber specified in 652 is laid, but matching with the existing optical fiber is required.
[0009]
For this purpose, it is preferable that the fiber parameters such as the mode field diameter (MFD) and the relative refractive index difference (Δ) are designed to be almost the same as those of the existing optical fiber.
A second problem is to remove a factor that causes an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm when manufacturing an optical fiber.
[0010]
A typical example of the factor of increase in the transmission loss is an absorption peak due to an OH group. It is known that the above-mentioned absorption peak generally increases when a hydrogen aging test specified in IEC60793-2-50 (first edition 2002-01) Annex C Section C3.1 is performed.
However, an optical fiber having excellent hydrogen resistance has a small increase in the absorption peak due to OH groups even when a hydrogen aging test is performed, and is unlikely to cause an increase in transmission loss. Therefore, in order to prevent an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm, it is only necessary to manufacture an optical fiber having excellent hydrogen resistance.
[0011]
In order to suppress the increase in the absorption peak due to the OH group and prevent the transmission loss from increasing, at present, a part of the clad surface of the optical fiber preform manufactured by the VAD method is ground by, for example, plasma etching. For example, a method of removing the OH group distributed in the metal and improving the hydrogen resistance, and then performing drawing is being studied.
However, the transmission loss of the optical fiber also fluctuates due to variations in the water content on the cladding surface of the optical fiber preform, variations in the heating temperature and tension during the drawing step, and the like. Then, it is extremely difficult to predict such variations, that is, factors that increase transmission loss at the time when the optical fiber preform is manufactured.
[0012]
For this reason, it is not always possible to always manufacture an optical fiber in which the transmission loss at the wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at the wavelength of 1310 nm.
Note that the above-described treatment for increasing the hydrogen resistance can also be performed in the manufacturing process of the optical fiber preform or in the drawing process.
[0013]
However, in this case, measures are taken to increase the hydrogen resistance of an optical fiber whose transmission loss at a wavelength of 1383 nm is not smaller than that at a wavelength of 1310 nm, that is, an optical fiber that is not suitable for WDM transmission in the C band. Therefore, the manufacturing cost of the optical fiber is increased.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method capable of solving the above-mentioned problems and inexpensively manufacturing an effective optical fiber for use in C-band WDM transmission.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
An optical fiber having a mode field diameter at a wavelength of 1310 nm of 8.0 to 11.0 μm, a transmission loss at a wavelength of 1383 nm smaller than a transmission loss at a wavelength of 1310 nm, and a dispersion at a wavelength of 1383 nm of +2 to +8 ps / nm / km. When doing
An optical fiber manufacturing method is provided, wherein an optical fiber preform is drawn, coated, and the obtained optical fiber is exposed in a gaseous atmosphere containing a deuterium gas.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The optical fiber manufactured by the present invention is an optical fiber having the above-described characteristics. The reason why the characteristics are adopted is as follows.
(1) First, the MFD at a wavelength of 1310 nm is designed to be 8.0 to 11.0 μm in order to ensure the matching when connected to an existing standard single mode optical fiber. .
[0016]
(2) The transmission loss at the wavelength of 1383 nm is designed to be smaller than the transmission loss at the wavelength of 1310 nm. Further, an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm is suppressed.
This is realized by suppressing the increase in the absorption peak due to the OH group at a wavelength of 1383 nm by performing the processing described below.
[0017]
(3) It is designed such that the dispersion in the wavelength region of 1383 nm is +2 to +8 ps / nm / km. Preferably, the optical fiber is designed to have a dispersion at a wavelength of 1383 nm of +4 to +7 ps / nm / km.
As a result, the effect of four-wave mixing can be suppressed, and the effect of cumulative dispersion when configuring an optical transmission line can be minimized.
[0018]
The optical fiber manufactured by the present invention is not subject to any restriction on the shape of the refractive index distribution profile as long as it satisfies the above-mentioned characteristics. For example, a refractive index distribution profile applied to a low-loss optical fiber as shown in FIG. 1 can be adopted.
The above-described optical fiber of the present invention is manufactured as follows.
[0019]
First, an optical fiber preform is manufactured by the VAD method in the same manner as in the related art. Next, the optical fiber preform is drawn to produce an optical fiber having a predetermined diameter, and then the optical fiber is coated to form an optical fiber.
Then, a treatment for increasing the hydrogen resistance of the optical fiber is performed. Specifically, this optical fiber is accommodated in a processing apparatus, and the apparatus is left in a normal temperature and normal pressure atmosphere containing deuterium (D 2 ) gas for a predetermined time.
[0020]
The deuterium component impregnates the optical fiber body of the optical fiber and enters a defect existing in the optical fiber body to form a bond. As a result, when a hydrogen aging test is performed on the treated optical fiber, hydrogen that has penetrated into the optical fiber main body cannot combine with the above-mentioned defect that is already in an inactive state. No increase occurs. That is, an improvement in hydrogen resistance is realized.
[0021]
It is preferable to adopt a normal temperature of 10 to 40 ° C. and a normal pressure of 86 to 106 kPa during the above-described exposure treatment. The processing time varies depending on the length of the optical fiber to be processed, but it is sufficient to perform the processing for at most 24 hours.
By performing such a process, the present invention has the above-mentioned characteristics, and at the same time, increases the transmission loss at a wavelength of 1383 nm after the hydrogen aging test by 0.04 dB / km or less, and furthermore by 0.01 dB / km or less. Is obtained.
[0022]
【Example】
An optical fiber preform was manufactured by the VAD method, which was drawn and coated to manufacture an optical fiber.
The refractive index distribution profile of this optical fiber is as shown in FIG.
This optical fiber having a length of about 3 km was placed in a processing apparatus, and the inside of the apparatus was maintained in a deuterium atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a pressure of 100 kPa, and this state was maintained for about 3 hours.
[0023]
A hydrogen aging test specified in IEC60793-2-50 (first edition 2002-01) Annex C Section C3.1 is performed on the optical fiber after the treatment, and the transmission loss at a wavelength of 1383 nm is determined by ITU-TG. 650. The results are shown in Table 1 together with the measurement results before the test. The transmission loss at a wavelength of 1310 nm was also measured.
[0024]
The MFD at a wavelength of 1310 nm and the dispersion value at a wavelength of 1383 nm were measured, and the results are also shown in Table 1. For comparison, the same measurement was performed for an optical fiber wire that was not subjected to deuterium exposure treatment, and the result was also described as a comparative example.
[0025]
[Table 1]
[0026]
As is clear from Table 1, in the optical fiber manufactured by the method of the present invention, the transmission loss at the wavelength of 1383 nm did not increase before and after the hydrogen aging test, as compared with the comparative example not subjected to the deuterium treatment.
[0027]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to improve the hydrogen resistance of an optical fiber that is already in practical use, not during the manufacture of the optical fiber. Therefore, an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm is suppressed to 0.04 dB / km or less, and an optical fiber having excellent hydrogen resistance and stable transmission loss over a long period of time can be manufactured at low cost.
[0028]
In this optical fiber, the MFD at a wavelength of 1310 nm is 8.0 to 11.0 μm, the transmission loss at a wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at a wavelength of 1310 nm, and the dispersion at a wavelength of 1383 nm is +2 to +8 ps / nm / km. Since it is designed to be compatible with existing standard single-mode optical fibers, it is useful for the construction of optical networks. Its usefulness as an optical line used in the C-band WDM transmission system is expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a profile diagram of a refractive index distribution of an optical fiber.