Способ обработки для оптического волокна

Изобретение относится к способу обработки оптического волокна. Способ включает размещение оптического волокна внутри камеры обработки; введение дейтерийсодержащего газа в камеру обработки и на стадии дейтериевой обработки подвергание оптического волокна воздействию среды дейтерийсодержащего газа. На стадии дейтериевой обработки вычисляют концентрацию D дейтерия в камере обработки во время дейтериевой обработки по исходному значению А концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки, концентрации В кислорода в окружающей среде камеры обработки и концентрации С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки. Регулируют концентрацию дейтерия в камере обработки на основании вычисленной концентрации D дейтерия. Согласно изобретению также могут быть использованы другие газы, такие как водородсодержащий газ и азотсодержащий газ. Технический результат - точность регулировки концентрации дейтерия даже в случае, когда газ, служащий носителем дейтерийсодержащего газа, представляет собой газ, иной, чем воздух, а процентный состав газа, служащего носителем, флуктуирует. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Описание уровня техники

После укладки оптических волокон в кабель и прокладки волоконно-оптического кабеля потери на прохождение в оптическом волокне в области длины волны около 1400 нм возрастают и характеристики пропускания оптического волокна ухудшаются.

Для предотвращения такого ухудшения характеристик пропускания оптического волокна предварительно используют способ обработки для оптических волокон, в котором оптическое волокно подвергают воздействию водорода или дейтерия.

Однако при осуществлении способа обработки, в котором оптическое волокно подвергают воздействию водорода (водородная обработка), имеется проблема, заключающая в том, что исходные потери на прохождение оптического волокна в области длины волны около 1383 нм возрастают. В отличие от этого при осуществлении способа обработки, в котором оптическое волокно подвергают воздействию дейтерия (дейтериевая обработка), такая проблема не наблюдается. Поэтому водородная обработка или дейтериевая обработка должны выбираться и использоваться в зависимости от задачи.

Применительно к оптическому волокну были предложены различные способы дейтериевой обработки. В одном способе (см., например, нерассмотренную патентную заявку Японии, первая публикация №2003-137580) газ, который содержит газообразный дейтерий (ниже называемый «дейтерийсодержащим газом»), непрерывно протекает в герметизируемую камеру обработки, и среда в камере обработки заменяется дейтерийсодержащим газом. В другом способе (см., например, нерассмотренную патентную заявку Японии, первая публикация №2004-226979) после снижения давления внутри камеры обработки внутреннюю часть камеры обработки заполняют дейтерийсодержащим газом и тем самым среду внутри камеры обработки заменяют дейтерийсодержащим газом. В последнем способе возможен возврат в оборот дейтерийсодержащего газа.

Кроме того, водородный тестовый способ, оговоренный требованиями МЭК60793-2-50, является примером способа водородной обработки применительно к оптическому волокну. В этом водородном тестовом способе оптическое волокно подвергают воздействию среды с 1% газообразного водорода или среды со 100% газообразного водорода при комнатной температуре, пока потери на прохождение на длине волны 1240 нм равны или больше чем 0,03 дБ/км. Однако в этом водородном тестовом способе конкретные условия способов обработки (условия обработки) не оговорены.

В случае, когда дейтериевую обработку применяют для оптического волокна, при использовании способа, в котором дейтерийсодержащий газ непрерывно втекает в камеру обработки, обработку применяют при элиминировании дейтерийсодержащего газа до тех пор, пока внутри камеры обработки не достигается предварительно заданная концентрация дейтерия. Поэтому каждый раз, когда применяют дейтериевую обработку, в камере обработки можно поддерживать заданную концентрацию дейтерия.

Однако для повышения эффективности производства обработка должна применяться одновременно к оптическому волокну, имеющему большую длину, и в соответствии с этим объем камеры обработки, предназначенной для применения обработки к оптическому волокну, становится большим. В зависимости от того, насколько большим становится объем камеры обработки, количество дейтерийсодержащего газа, необходимого для замены среды в камере обработки, возрастает, и в результате этого также повышаются затраты.

В отличие от этого при использовании способа, в котором камеру обработки заполняют дейтерийсодержащим газом после того, как давление в камере обработки снижают, поскольку создание глубокого вакуума внутри камеры обработки является затруднительным, воздух, который остается в камере обработки от каждой обработки, смешивается с дейтерийсодержащим газом. По мере возрастания числа обработок концентрация дейтерия в возвращаемом дейтерийсодержащем газе становится низкой.

Когда концентрация дейтерия в дейтерийсодержащем газе становится низкой, также возникает беспокойство относительно того, что не только продолжительное время необходимо до тех пор, пока дейтерий в достаточной степени не проникнет сквозь оптическое волокно, но также относительно того, что дейтериевая обработка может стать неэффективной. Поэтому, чтобы предотвратить некачественную дейтериевую обработку, необходимо контролировать концентрацию дейтерия при применении дейтериевой обработки к оптическому волокну.

Пламенный газовый детектор, оптический газовый плотномер и т.п. представляют собой примеры приборов, которыми измеряют концентрацию дейтерия. При использовании дейтерийсодержащего газа, переносимого воздухом, такими измерительными приборами можно измерять концентрацию дейтерия. Отметим, что в настоящей заявке любой газ, процентный состав которого аналогичен процентному составу атмосферы, называется «воздухом».

Однако, когда воздух примешан к дейтерийсодержащему газу и процентный состав газа отличается от процентного состава атмосферы, становится невозможно правильно измерять концентрацию дейтерия путем использования измерительных приборов, описанных выше. В плотномере с сжиганием, таком как пламенный газовый детектор, дейтерий сжигается, а концентрация дейтерия вычисляется по количеству теплоты, образующейся во время сжигания. Поэтому в случае, когда вместо воздуха в качестве носителя используется инертный газ, такой как азот, аргон, гелий и т.п., то сгорание становится неполным и, следовательно, концентрация не может быть точно измерена.

В дополнение к этому, в оптическом плотномере, таком как оптический газовый плотномер, концентрация дейтерия вычисляется по относительному показателю преломления дейтерийсодержащего газа. Поэтому в случае, когда процентный состав газа, который служит носителем, флуктуирует, невозможно точно измерить концентрацию дейтерия.

Кроме того, можно определять концентрацию дейтерия путем анализа молекул газообразного дейтерия, содержащегося в дейтерийсодержащем газе. Однако это не является предпочтительным, поскольку для измерения требуется время, и поэтому производственные расходы существенно возрастают.

Сущность изобретения

С учетом проблем, описанных выше, задача изобретения заключается в создании способа обработки для оптического волокна, в котором можно точно регулировать концентрацию дейтерия даже в случае, когда газ, который служит носителем дейтерийсодержащего газа, представляет собой иной газ, а не воздух, а процентный состав газа, который служит носителем, флуктуирует.

Согласно изобретению предложен способ обработки для оптического волокна, включающий в себя размещение оптического волокна внутри камеры обработки; введение дейтерийсодержащего газа в камеру обработки и на стадии дейтериевой обработки подвергание оптического волокна воздействию среды дейтерийсодержащего газа, в котором на стадии дейтериевой обработки вычисляют концентрацию D дейтерия в камере обработки во время дейтериевой обработки по исходному значению А концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки, концентрации В кислорода в окружающей среде камеры обработки и концентрации С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки и регулируют концентрацию дейтерия в камере обработки на основании вычисленной концентрации D дейтерия.

В способе обработки для оптического волокна концентрация D дейтерия в камере обработки во время стадии дейтериевой обработки может быть вычислена путем использования нижеприведенного уравнения 1:

где: А обозначает исходное значение концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки;

В обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки; и

С обозначает концентрацию кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки.

Согласно изобретению также предусмотрен способ обработки для оптического волокна, включающий в себя размещение оптического волокна внутри камеры обработки; введение водородсодержащего газа в камеру обработки и на стадии водородной обработки подвергание оптического волокна воздействию среды водородсодержащего газа, в котором на стадии водородной обработки вычисляют концентрацию δ водорода в камере обработки во время водородной обработки по исходному значению α концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки, концентрации β кислорода в окружающей среде камеры обработки и концентрации γ кислорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки и регулируют концентрацию водорода в камере обработки на основании вычисленной концентрации δ водорода.

В способе обработки для оптического волокна концентрацию δ водорода в камере обработки во время стадии водородной обработки вычисляют, используя нижеприведенное уравнение 2:

где: α обозначает исходное значение концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки;

β обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки; и

γ обозначает концентрацию кислорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки.

В способе обработки для оптического волокна, описанном выше, предпочтительно, чтобы камера обработки представляла собой герметизируемую камеру.

В способе обработки для оптического волокна, описанном выше, предпочтительно, чтобы состояние с пониженным давлением могло создаваться внутри камеры обработки до введения дейтерийсодержащего газа. Предпочтительно, но необязательно, задавать давление в камере обработки во время состояния пониженного давления в пределах диапазона от равного или большего чем 0,01 кПа до равного или меньшего чем 75 кПа.

В способе обработки для оптического волокна, описанном выше, может быть предпочтительным, чтобы парциальное давление дейтерия во время этапа дейтериевой обработки задавалось в пределах диапазона от равного или большего чем 0,1 кПа до равного или меньшего чем 5 кПа, и может быть предпочтительным, чтобы парциальное давление водорода во время этапа водородной обработки задавалось в пределах диапазона от равного или большего чем 0,1 кПа до равного или меньшего чем 4 кПа.

В способе обработки для оптического волокна, описанном выше, может быть предпочтительным, но необязательным, чтобы давление в камере обработки во время этапа дейтериевой обработки или этапе водородной обработки задавалось в пределах диапазона от равного или большего чем 10,1 кПа до равного или меньшего чем 203 кПа.

В способе обработки для оптического волокна, описанном выше, температура внутри камеры обработки может поддерживаться около постоянной температуры в пределах диапазона от равной или большей чем 5°С до равной или меньшей чем 40°С во время этапа дейтериевой обработки или этапа водородной обработки.

Согласно способу обработки для оптического волокна изобретения в случае, когда необходимо регулирование концентрации газа, используемого при обработке оптического волокна, даже в случае, когда непосредственное измерение концентрации невозможно вследствие ограниченных функциональных возможностей устройства для измерения концентрации, можно измерить концентрацию кислорода, примешенного к измеряемому газу внутри камеры обработки, и легко вычислить концентрацию измеряемого газа на основании этой концентрации кислорода. Поэтому для определения концентрации измеряемого газа нет необходимости извлекать измеряемый газ и анализировать измеряемый газ путем использования сложной анализирующей установки, такой как газовый хроматограф. Следовательно, в это же время можно легко определить концентрацию измеряемого газа. Поэтому способ обработки для оптического волокна согласно изобретению является обеспечивающим преимущество способом обработки с производственной точки зрения, поскольку можно сократить затраты и рабочее время.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - схематическая структурная схема, иллюстрирующая пример установки для обработки оптического волокна согласно изобретению;

фиг.2 - график, отражающий зависимость между временем задержки аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров (НОМКДЦ) и давлением среды с пониженным давлением на первом этапе;

фиг.3 - схематическая структурная схема, иллюстрирующая пример установки для обработки оптического волокна согласно изобретению;

фиг.4 - график, отражающий зависимость между количеством обработок и остаточной величиной парциального давления дейтерия в дейтерийсодержащем газе для случая, когда оптическое волокно подвергалось дейтериевой обработке после неоднократного использования дейтерийсодержащего газа; и

фиг.5 - график, иллюстрирующий результаты измерения концентрации дейтерия в тестовых пробах согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Ниже будет подробно пояснен способ обработки для оптического волокна, к которому относятся варианты осуществления изобретения.

Для аннигилирования не образующих мостиков кислородных дырочных центров (ниже в данной заявке сокращенно «НОМКДЦ»), созданных в оптическом волокне в продолжение стадии изготовления оптического волокна, в способе обработки для оптического волокна согласно изобретению сначала дейтериевую обработку или водородную обработку применяют к оптическому волокну (с первого варианта осуществления по четвертый вариант осуществления).

На фиг.1 представлен схематический структурный чертеж, иллюстрирующий пример установки для обработки оптического волокна, в которой использован способ обработки для оптического волокна согласно изобретению.

На фиг.1 позицией 1 обозначена установка для обработки оптического волокна, позицией 1а обозначена реакционная камера, позицией 1b обозначен патрубок для подвода газа, позицией 1с обозначен клапан для открывания и закрывания подвода газа, позицией 1d обозначена подающая газ труба, позицией 1е обозначен выпускной патрубок, позицией 1f обозначен клапан для открывания и закрывания выпуска, 1g обозначает откачивающий насос, позицией 1h обозначен дифференциальный манометр, позицией 2 обозначено оптическое волокно и позицией 3 обозначена катушка. Установка 1 для обработки оптического волокна согласно этому примеру включает в себя, по меньшей мере, реакционную камеру 1а. Реакционная камера 1а представляет собой герметизируемую камеру, в которой может быть размещено оптическое волокно 2, и имеет состояние вакуума около 0,1 кПа и стойкость к давлению и характеристику уплотнения, при которых она может противостоять состоянию повышенного давления от нормального давления до давления, которое равно или меньше чем 250 кПа.

Подающая газ труба 1d присоединена к патрубку 1b для подвода газа реакционной камеры 1а через клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа. Дейтерийсодержащий газ может быть подан в реакционную камеру 1а из подающей газ трубы 1d.

В данном случае дейтерийсодержащий газ означает газообразный дейтерий сам по себе или газовую смесь, которая содержит газообразный дейтерий.

Откачивающий насос 1g присоединен к выпускному патрубку 1е реакционной камеры 1а через клапан 1f для открывания и закрывания выпуска. Из реакционной камеры 1а дейтерийсодержащий газ или аналогичный отводится посредством этого откачивающего насоса 1g.

Дифференциальный манометр 1h расположен в реакционной камере 1а, тем самым обеспечивая измерение давления внутри реакционной камеры 1а. На основании значений, измеренных дифференциальным манометром 1h, можно отрегулировать количество дейтерийсодержащего газа и тем самым создать внутри реакционной камеры 1а дейтерийсодержащую газовую среду, которая имеет заданное давление, или запустить или остановить откачивающий насос 1g и тем самым создать среду с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а, которая имеет заданное давление.

Кроме того, реакционная камера 1а включает в себя средство, регулирующее температуру (не показанное), такое как нагреватель или устройство охлаждения, термометр (не показанный) или узел с регулирующий температуру (не показанный). Тем самым путем регулирования внутренней температуры внутри реакционной камеры 1а можно поддерживать состояние постоянной температуры в пределах диапазона от 5°C до 40°С.

Отметим, что вместо клапана 1 с для открывания и закрывания подвода газа реакционная камера 1а может включать в себя электромагнитный клапан (не показанный), выполненный с возможностью регулирования степени расхода газа. Однако может быть использовано любое устройство, которое может регулировать количество дейтерийсодержащего газа, подаваемого в реакционную камеру 1а.

Далее со ссылкой на фиг.1 будет пояснен первый вариант осуществления способа обработки согласно изобретению (аннигиляция не образующих мостиков кислородных дырочных центров) для оптического волокна.

Как пояснено ниже, в способе обработки для оптического волокна этого варианта осуществления на первой стадии оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

Сначала оптическое волокно 2, имеющее предварительно заданную длину, наматывают на катушку 3.

Затем оптическое волокно 2, которое намотано на катушку 3, помещают в реакционную камеру 1а установки 1 для обработки. На оптическое волокно 2 не накладываются особые ограничения, если только оно изготовлено из кварцевого стекла или аналогичного ему, а в остальном может быть использовано оптическое волокно любого типа.

Далее, после того как активируют откачивающий насос 1g, который представляет собой вакуумный насос, открывают клапан 1f для открывания и закрывания выпуска, при этом внутри реакционной камеры 1а создают среду с пониженным давлением, то есть давление внутри пространства, занимаемого оптическим волокном 2, уменьшается при откачивании воздуха изнутри реакционной камеры 1а, и тем самым оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

Как описано ниже, после этого на второй стадии, следующей за первой стадией, оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащей газовой среды.

После того как клапан 1f для открывания и закрывания выпуска закрывают, температуру внутри реакционной камеры 1а регулируют так, чтобы обеспечить состояние постоянной температуры в пределах диапазона от 5°C до 40°С путем использования средства, регулирующего температуру (не показанного), термометра (не показанного) или узла регулирующего температуру (не показанного). Затем клапан 1с открывания и закрывания подвода газа открывают, и дейтерийсодержащий газ поступает в среду с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а. Дейтерийсодержащий газ подают до тех пор, пока внутри реакционной камеры 1а не будет достигнуто предварительно заданное давление, а среда внутри пространства в реакционной камере 1а, в которое помещено оптическое волокно 2, не будет заменена дейтерийсодержащим газом. После этого внутреннюю часть реакционной камеры 1а изолируют путем закрывания клапана 1с для открывания и закрывания подвода газа. Внутри этой реакционной камеры 1а оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащей газовой среды. Таким образом, оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащей газовой среды, а посредством реакции не образующих мостиков кислородных дырочных центров в кварцевом стекле, из которого образовано оптическое волокно 2, с дейтерием (D₂) с получением дейтерированных гидроксильных групп (-OD) можно предотвратить образование гидроксильных групп (-ОН). Тем самым можно сдвинуть область длин волн поглощения оптического волокна 2 из диапазона 1,38 мкм, который является областью длин волн поглощения гидроксильной группы, в диапазон 1,87 мкм, который является областью длин волн поглощения дейтерированной гидроксильной группы. Иначе говоря, область длин волн поглощения сдвигается за пределы области длин волн оптической связи. Следовательно, можно препятствовать ухудшению характеристик передачи оптического волокна 2 вследствие потерь на поглощение, обусловленных гидроксильными группами в кварцевом стекле.

Кроме того, в соответствии со способом обработки для оптического волокна согласно этому варианту осуществления скорость дисперсии дейтерийсодержащего газа в реакционной камере 1а может быть повышена путем создания среды с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а, в которую помещено оптическое волокно 2, и подачи дейтерийсодержащего газа в реакционную камеру 1а в этом состоянии среды с пониженным давлением. Тем самым, даже когда оптическое волокно 2 намотано на катушку 3, дейтерийсодержащий газ проходит через мельчайшие промежутки между намотанным оптическим волокном 2 и быстро проникает в места в непосредственной близости от намоточного стержня катушки 3. Следовательно, можно повысить вероятность контакта между оптическим волокном 2 вблизи намоточного стержня катушки 3 и газообразным дейтерием. Поэтому можно осуществить удовлетворительную (равномерную) дейтериевую обработку на протяжении всей длины оптического волокна 2.

Поскольку не образующие мостиков кислородные дырочные центры легко связываются с дейтерием с образованием дейтерированных гидроксильных групп, то реакция, при которой не образующие мостиков кислородные дырочные центры и дейтерий связываются с образованием дейтерированных гидроксильных групп (то есть реакция, при которой аннигилируют не образующие мостиков кислородные дырочные центры), находится под сильным влиянием вероятности контакта между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и газообразным дейтерием.

В способе обработки для оптического волокна согласно этому варианту осуществления, описанному выше, для оптического волокна в непосредственной близости от намоточного стержня катушки 3 можно повысить вероятность контакта между оптическим волокном 2 и дейтерийсодержащим газом и посредством этого можно повысить скорость реакции между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и дейтерием.

Следовательно, путем использования дейтерийсодержащего газа в низкой концентрации даже в случае, если время воздействия небольшое, можно повысить скорость реакции между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и дейтерием на протяжении всей длины оптического волокна 2, которое намотано на катушке 3, и можно аннигилировать не образующие мостиков кислородные дырочные центры на протяжении всего оптического волокна.

Далее способ обработки для оптического волокна согласно этому варианту осуществления будет пояснен подробно на основе экспериментальных результатов.

На фиг.2 представлен график, показывающий связь между временем задержки аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров (НОМКДЦ) оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3, и давлением в среде с пониженным давлением на первой стадии, описанной выше.

На фиг.2 ромбами показаны результаты для случая, когда на второй стадии парциальное давление газообразного дейтерия в среде газовой смеси составляло 0,5 кПа, а кружками показан результат для случая, когда на второй стадии парциальное давление газообразного дейтерия в среде газовой смеси составляло 1,0 кПа.

Время задержки аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров отражает разность между временем аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2, расположенного в самом внутреннем слое, и временем аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2, расположенного в самом наружном слое, то есть разность между временем аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2, расположенного в самом внутреннем слое, относительно времени аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2, расположенного в самом наружном слое.

Среди участков оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3, оптическое волокно 2, расположенное в самом внутреннем слое, характеризует участок оптического волокна 2, непосредственно намотанного на намоточный стержень катушки 3. В противоположность этому среди участков оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3, оптическое волокно 2, расположенное в самом наружном слое, характеризует участок оптического волокна 2, расположенного в самом наружном слое.

Меньшая задержка времени аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров означает, что время аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров в оптическом волокне 2, расположенном в самом внутреннем слое, также меньше (реакция, при которой не образующие мостиков кислородные дырочные центры аннигилируют, является быстрой). Время аннигиляции для самого внутреннего слоя приобретает значение, которое является близким ко времени аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2, расположенного в самом наружном слое. Это означает, что время, необходимое для аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров на протяжении всего оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3, является небольшим.

Время аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров оптического волокна 2 отражает результат измерения следующим способом.

Степень поглощения на 0,63 мкм, которая представляет собой длину волны поглощения не образующих мостиков кислородных дырочных центров, измеряют в оптическом волокне 2, которое подвергалось воздействию газообразного дейтерия в течение заданного времени, а оставшееся количество не образующих мостиков кислородных дырочных центров определяют на основании степени этого поглощения.

Затем находят изменение во времени оставшегося количества не образующих мостиков кислородных дырочных центров по отношению ко времени воздействия на оптическое волокно 2 дейтерийсодержащего газа, оценивают время воздействия дейтерийсодержащего газа, необходимое для полной аннигиляции не образующих мостиков кислородных центров, на основании изменения во времени оставшегося количества не образующих мостиков кислородных дырочных центров и эту оценку используют в качестве времени аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров.

На первой стадии, описанной выше, давление среды с пониженным давлением может быть равно или больше чем 0,01 кПа и равно или меньше чем 75 кПа и также может быть равно или больше чем 0,01 кПа и равно или меньше чем 50 кПа. Создавая давление среды с пониженным давлением, равным или большим чем 0,01 кПа и равным или меньшим чем 75 кПа, можно обеспечить высокую скорость дисперсии дейтерийсодержащего газа и таким образом можно распространить дейтерийсодержащий газ на протяжении всего оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3 или аналогичное изделие. Поэтому в оптическом волокне 2 вблизи намоточного стержня катушки 3 можно сделать высокой вероятность контакта между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и газообразным дейтерием и тем самым можно ускорить реакцию между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и газообразным дейтерием (реакцию, при которой аннигилируют не образующие мостиков кислородные дырочные центры). В соответствии с изложенным выше можно сделать небольшим время аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров в оптическом волокне 2, расположенном в самом внутреннем слое, и тем самым, как показано на фиг.2, может быть существенно снижено время задержки аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров.

Кроме того, поскольку можно сделать высокой вероятность контакта между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и газообразным дейтерием, на второй стадии можно аннигилировать не образующие мостиков кислородные дырочные центры на протяжении всего оптического волокна 2 даже в случае, если использовать дейтерийсодержащий газ с низкой концентрацией и сделать время воздействия небольшим.

В частности, в случае, когда давление в среде с пониженным давлением равно или больше чем 0,01 кПа и равно или меньше чем 50 кПа, время задержки аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров обращается в 0 или становится равным около 0, при этом время задержки аннигиляции является пренебрежимо малым. Поэтому не образующие мостиков кислородные дырочные центры реагируют с дейтерием при одной и той же скорости реакции как в оптическом волокне 2, расположенном в самом внутреннем слое, так и в оптическом волокне 2, расположенном в самом наружном слое 2, и в результате этого не образующие мостиков кислородные дырочные центры могут быть аннигилированы.

Кроме того, на второй стадии, описанной выше, предпочтительно, чтобы оптическое волокно 2 подвергалось воздействию дейтерийсодержащего газа, при котором парциальное давление газообразного дейтерия было бы равно или больше чем 0,1 кПа и равно или меньше чем 5 кПа. При этом можно распространить газообразный дейтерий, имеющий концентрацию, которая является достаточной для аннигиляции не образующих мостиков кислородных дырочных центров, на протяжении всего оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3 или аналогичное изделие.

Не является предпочтительным парциальное давление газообразного дейтерия меньше чем 0,1 кПа, поскольку концентрация дейтерия будет низкой и, следовательно, будет трудно осуществлять аннигиляцию не образующих мостиков кислородных дырочных центров на протяжении всего оптического волокна 2. В отличие от этого не является предпочтительным парциальное давление газообразного дейтерия больше чем 5 кПа, поскольку необходима высокая концентрация дейтерия и, следовательно, затраты на обработку становятся высокими.

Кроме того, на второй стадии предпочтительно, чтобы дейтерийсодержащий газ подавался в реакционную камеру 1а, в которой размещено оптическое волокно 2, для создания внутри реакционной камеры 1а давления, равного или большего чем 10,1 кПа и равного или меньшего чем 203 кПа, а оптическое волокно 2 подвергалось воздействию дейтерийсодержащего газа при этом диапазоне давлений.

Посредством этого скорость диффузии дейтерийсодержащего газа внутри реакционной камеры 1а становится высокой, дейтерийсодержащий газ может быстро распространяться в непосредственной близости от намоточного стержня катушки 3, и тем самым можно добиться высокой скорости реакции между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами и дейтерием.

Случай, когда давление дейтерийсодержащего газа в реакционной камере 1а, в которой оптическое волокно 2 подвергается воздействию, меньше чем 10,1 кПа, не является предпочтительным, поскольку скорость диффузии дейтерийсодержащего газа внутри реакционной камеры 1а будет низкой и, следовательно, для реакции, при которой не образующие мостиков кислородные дырочные центры аннигилируют, требуется продолжительное время.

Кроме того, случай, когда давление дейтерийсодержащего газа в реакционной камере 1а, в которой оптическое волокно 2 подвергается воздействию, меньше чем 203 кПа, не является предпочтительным, поскольку будет необходимо использовать реакционную камеру 1а, имеющую высокую стойкость к давлению, и, принимая во внимание безопасность и аналогичные соображения, обслуживание реакционной камеры 1а станет трудным.

На второй стадии предпочтительно, но необязательно, чтобы время воздействия, в течение которого оптическое волокно 2 подвергается воздействию дейтерийсодержащего газа, составляло один день или меньше. При этом можно аннигилировать не образующие мостиков кислородные дырочные центры на протяжении всего оптического волокна 2, которое намотано на катушку 3.

На второй стадии предпочтительно, но необязательно, чтобы оптическое волокно 2 подвергалось воздействию дейтерийсодержащего газа в состоянии, при котором температура внутри реакционной камеры 1а регулировалась бы так, чтобы поддерживалась постоянная температура в пределах диапазона от равной или большей чем 5°С до равной или меньшей чем 40°С. Тем самым можно ускорить реакцию между не образующими мостиков кислородными дырочными центрами в кварцевом стекле и дейтерием и можно осуществить аннигиляцию не образующих мостиков кислородных дырочных центров за короткий период времени.

Случай, когда температура внутри реакционной камеры 1а выше чем 40°, не является предпочтительным, поскольку поверхностный покровный полимерный слой оптического волокна 2 будет изменяться вследствие нагрева.

На фиг.3 схематически показана структурная схема, иллюстрирующая другой пример установки для обработки оптического волокна, используемой в способе обработки для оптического волокна согласно изобретению.

В этом примере установка 4 для обработки оптического волокна в основном включает в себя реакционную камеру 4а, резервуар 4b для хранения дейтерия и трубу 4с, посредством которой реакционная камера 4а соединена с резервуаром 4b для хранения дейтерия.

Реакционная камера 4а представляет собой герметизируемую камеру (первое пространство), в которой можно разместить оптическое волокно 2, и имеет вакуумное состояние около 0,1 кПа и стойкость к давлению и характеристику уплотнения, позволяющие противостоять состоянию повышенного давления от нормального давления до давления, равного или меньшего чем 250 кПа.

Резервуар 4b для хранения дейтерия представляет собой бак (второе пространство), в котором может храниться дейтерийсодержащий газ, и подобно реакционной камере 4а имеет вакуумное состояние около 0,1 кПа и стойкость к давлению и характеристику уплотнения, позволяющие противостоять состоянию повышенного давления от нормального давления до давления, равного или меньшего чем 250 кПа.

Подающая газ труба 4g присоединена к патрубку 4d для подвода газа резервуара 4b для хранения дейтерия через отверстие для впуска газа и запорный клапан 4f, и из этой подающей газ трубы 4g дейтерийсодержащий газ можно подавать в реакционную камеру 4а.

Реакционная камера 4а и резервуар 4b для хранения дейтерия снабжены отверстиями 4h и 4i для впуска и выпуска газа. Труба 4c связана с этими отверстиями 4h и 4i для впуска и выпуска газа через открывающие и открывающие клапаны 4j и 4k, и реакционная камера 4а и резервуар 4b для хранения дейтерия сообщаются через одну трубу 4с.

Внутренняя сторона (третье пространство) трубы 4с используется как путь потока, и дейтерийсодержащий газ может протекать в реакционную камеру 4а или в резервуар 4b для хранения дейтерия или из них. Переключающий клапан 4n введен по ходу трубы 4с, а выпускная труба 4р и устройство 4q для удаления газа присоединены к этому переключающему клапану 4n.

Любой клапан, который имеет соединительные части, пропускающие в по меньшей мере трех направлениях, и который может переключать путь от соединительной части из одного направления к соединительным частям в любом из других двух направлений, может быть использован в качестве переключающего клапана 4n. Клапан с тремя направлениями или электромагнитный клапан с тремя направлениями может быть примером переключающего клапана 4n.

Кроме того, в качестве устройства 4q для удаления газа может быть использован комбинированный нагнетательный и откачивающий насос, например шнековый вакуумный насос или сухой вакуумный диафрагменный насос.

В приведенном ниже описании участок пути трубы от переключающего клапана 4n до отверстия 4h для впуска и выпуска газа реакционной камеры 4а относится к трубе 4r на стороне реакционной камеры, а участок пути трубы от переключающего клапана 4n до отверстия 4i для впуска и выпуска газа резервуара 4b для хранения дейтерия относится к трубе 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия.

В этом варианте осуществления переключающий клапан 4n обеспечивает возможность переключения от одного пути из числа трубы 4r на стороне реакционной камеры, трубы 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия и выпускной трубы 4р к любому одному из путей других двух направлений, а устройство 4q для удаления газа обеспечивает возможность перемещения газа из одного направления в другое направление из числа двух переключаемых путей.

Дифференциальный манометр 4t расположен в реакционной камере 4а, и посредством него обеспечивается измерение давления в реакционной камере 4а. На основании этого измеряемого значения путем использования устройства 4q для удаления газа для осуществления регулирования количества дейтерийсодержащего газа можно создавать внутри реакционной камеры 4а газовую дейтерийсодержащую среду, которая имеет предварительно заданное давление, или создавать среду с пониженным давлением, которая имеет внутри реакционной камеры 4а предварительно заданное давление.

Кроме того, реакционная камера 4а включает в себя средство, регулирующее температуру (не показанное), такое как нагреватель или устройство охлаждения, термометр (не показанный) или узел, регулирующий температуру (не показанный), и в результате этого путем регулирования внутренней температуры внутри реакционной камеры 4а можно поддерживать состояние постоянной температуры в пределах диапазона от 5°C до 40°С.

Далее со ссылкой на фиг.3 будет пояснен второй вариант осуществления способа обработки для оптического волокна согласно изобретению.

Как пояснено ниже, на первой стадии способа обработки для оптического волокна согласно этому варианту осуществления оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

Сначала оптическое волокно 2, которое намотано на катушку 3, помещают внутрь реакционной камеры 4а. Температуру внутри реакционной камеры 4а регулируют относительно постоянной температуры в пределах диапазона от 5°С до 40°С. Затем переключающий клапан 4n переключают так, чтобы соединить трубу 4r на стороне реакционной камеры и выпускную трубу 4р.

Далее открывающий и закрывающий клапан 4j трубы 4r на стороне реакционной камеры открывают, воздух из реакционной камеры 4а отводят в выпускную трубу 4р посредством устройства 4q для удаления газа, внутри реакционной камеры 4а создают среду с пониженным давлением, то есть внутри пространства, в котором размещено оптическое волокно 2, и оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

После этого, как пояснено ниже, на второй стадии, следующей за первой стадией, оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащего газа.

Внутренность резервуара 4b для хранения дейтерия предварительно заполняют дейтерийсодержащим газом с предварительно заданной концентрацией газообразного дейтерия при заданном давлении.

Затем после закрывания открывающего и закрывающего клапана 4j трубы 4r на стороне реакционной камеры переключающий клапан 4n переключают так, что труба 4r на стороне реакционной камеры и труба 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия соединяются. После этого открывающий и закрывающий клапан 4j трубы 4r на стороне реакционной камеры и открывающий и закрывающий клапан 4k трубы 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия открывают, и реакционная камера 4а и резервуар 4b для хранения дейтерия сообщаются через трубу 4 с.

Таким образом, внутренность трубы 4с (третье пространство) используют как канал, обеспечивающий возможность протекания дейтерийсодержащего газа из резервуара 4b для хранения дейтерия в реакционную камеру 4а, которая имеет среду с пониженным давлением.

Затем, когда внутри реакционной камеры 4а достигается предварительно заданное давление, реакционную камеру 4а герметизируют путем закрывания открывающего и закрывающего клапана 4j трубы 4r на стороне реакционной камеры и открывающего и закрывающего клапана 4k трубы 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия. Оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащего газа внутри реакционной камеры 4а.

В соответствии с изложенным выше оптическое волокно 2 подвергают воздействию дейтерийсодержащего газа, при этом не образующие мостиков кислородные дырочные центры в кварцевом стекле связываются с образованием дейтерированных гидроксильных групп, и посредством этого возможна аннигиляция не образующих мостиков кислородных дырочных центров.

Далее переключающий клапан 4n переключают так, что труба 4r на стороне реакционной камеры и труба 4s на стороне резервуара для хранения дейтерия сообщаются. Открывающий и закрывающий клапаны 4j и 4k открывают, при этом реакционная камера 4а и резервуар 4b для хранения дейтерия сообщаются через трубу 4с, устройство 4q для удаления газа приводят в действие, дейтерийсодержащий газ, находящийся внутри реакционной камеры 4а, перемещается в резервуар 4b для хранения дейтерия, а во внутренней части реакционной камеры 4а создается разрежение.

Затем, после того как закрывают открывающий и закрывающий клапан 4j трубы 4r на стороне реакционной камеры и воздух входит в реакционную камеру 4а, оптическое волокно 2 извлекают из реакционной камеры 4а.

В соответствии с изложенным выше без выбрасывания дейтерийсодержащего газа, который использован один раз, дейтерийсодержащий газ аккумулируется в резервуаре 4b для хранения дейтерия и, следовательно, может быть использован при дейтериевой обработке другого оптического волокна 2.

На фиг.4 представлен график, иллюстрирующий изменение парциального давления газообразного дейтерия в дейтерийсодержащем газе для случая, когда, используя установку 4 для обработки оптического волокна из фиг.3, оптическое волокно 2 обрабатывали при неоднократном использовании дейтерийсодержащего газа.

В случае, когда используют установку 4 для обработки оптического волокна из фиг.3, то даже после осуществления дейтериевой обработки 30 раз остаточная величина парциального давления дейтерия равна или больше чем 70%. Такая концентрация обеспечивает возможность проведения удовлетворительной дейтериевой обработки.

Таким образом, дейтерийсодержащий газ можно использовать неоднократно, так что можно существенно сократить производственные затраты, связанные с газообразным дейтерием, и, следовательно, проводить недорогую дейтериевую обработку.

Далее со ссылкой на фиг.1 будет пояснен третий вариант осуществления способа обработки для оптического волокна согласно изобретению.

Способ обработки для оптического волокна в этом варианте осуществления, согласно которому аннигиляцию не образующих мостиков кислородных дырочных центров осуществляют, используя дейтериевую обработку, предназначен для предотвращения повышения потерь на прохождение в оптическом волокне после укладки.

В способе обработки для оптического волокна этого варианта осуществления оптическое волокно 2, имеющее заданную длину, сначала наматывают на катушку 3.

Затем оптическое волокно 2, которое намотано на катушку 3, помещают внутрь реакционной камеры 1а установки 1 для обработки.

Далее после закрывания клапана 1f для открывания и закрывания выпуска температуру внутри реакционной камеры 1а регулируют посредством регулирующего температуру средства (не показанного), термометра (не показанного) или регулирующего температуру узла (не показанного) так, чтобы поддерживалось состояние постоянной температуры в пределах диапазона от 5°С до 40°С.

После этого открывают клапан 1 с для открывания и закрывания подвода газа, дейтерийсодержащий газ подают в реакционную камеру 1а и, в то время как осуществляют регулирование концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а с тем, чтобы она оставалась постоянной, оптическое волокно 2 внутри реакционной камеры 1а подвергают воздействию газовой дейтерийсодержащей среды.

В этом варианте осуществления на стадии дейтериевой обработки, описанной выше, сначала измеряют концентрацию В кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а. Затем измеряют концентрацию С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а. Используя приведенное ниже уравнение 1, на основании результатов этих измерений и исходного значения А концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры (камеры обработки) 1а вычисляют концентрацию D дейтерия внутри реакционной камеры 1а во время дейтериевой обработки. На основании вычисленной концентрации D дейтерия внутри реакционной камеры 1а поддерживают концентрацию дейтерия на уровне концентрации, необходимой для осуществления удовлетворительной дейтериевой обработки оптического волокна 2 внутри реакционной камеры 1а. В частности, в случае, когда концентрация дейтерия внутри реакционной камеры 1а не достигает концентрации, необходимой для дейтериевой обработки, открывают клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа и дейтерийсодержащий газ подают в реакционную камеру 1а. В отличие от этого в случае, когда концентрация дейтерия внутри реакционной камеры 1а превышает концентрацию, необходимую для дейтериевой обработки, клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа закрывают и подачу в реакционную камеру дейтерийсодержащего газа прекращают.

где: D обозначает концентрацию дейтерия внутри реакционной камеры во время дейтериевой обработки;

А обозначает исходное значение концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры;

В обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки; и

С обозначает концентрацию кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры.

Для измерения концентрации В кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а и концентрации С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а использовали кислородный денситометр (не показанный). Примерами кислородных плотномеров, которые могут быть использованы, являются LC-750 от Toray и кислородный плотномер OX61 от Yokogawa.

Таким образом, измерив концентрацию В кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а и концентрацию С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а, можно вычислить количество воздуха, примешанного к среде внутри реакционной камеры 1а, и на основании этого вычисленного значения можно вычислить текущую концентрацию дейтерия внутри реакционной камеры 1а. Поскольку существуют опасности, такие как взрывы, когда газ, используемый при обработке оптического волокна, является воспламеняющимся газом (дейтерием), как при дейтериевой обработке, то применительно к контролю не является предпочтительным измерение концентрации дейтерия путем использования обычного денситометра с сжиганием или оптического денситометра. Кроме того, в случае, когда дейтерийсодержащий газ используют в качестве газа, служащего носителем, текущую концентрацию дейтерия внутри реакционной камеры 1а вычисляют путем измерения концентрации воздуха и, в частности, кислорода, примешанного к дейтерийсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а. Основанием для этого является то, что причиной снижения концентрации дейтерия во время дейтериевой обработки является воздух, примешанный к дейтерийсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а. Следовательно, если можно определить количество (концентрацию) воздуха (кислорода), примешанного к дейтерийсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а, то можно определить текущую концентрацию дейтерия внутри реакционной камеры 1а.

Поэтому согласно способу обработки для оптического волокна в этом варианте осуществления не имеется опасностей, таких как взрывы, и, следовательно, можно точно контролировать концентрацию дейтерия даже в том случае, когда пропорции состава газа-носителя (дейтерийсодержащего газа) внутри реакционной камеры 1а флуктуируют.

Кроме того, в способе обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы реакционная камера 1а была герметизируемым контейнером. Если реакционная камера 1а представляет собой герметизируемый контейнер, то до осуществления дейтериевой обработки оптического волокна 2 внутри реакционной камеры 1а среда с пониженным давлением может быть создана внутри реакционной камеры 1а.

Более того, в способе обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы дейтериевая обработка оптического волокна 2 осуществлялась после создания внутри реакционной камеры 1а среды с пониженным давлением.

Из этого варианта осуществления будет пояснен способ, в котором дейтериевую обработку оптического волокна 2 осуществляют после создания в реакционной камере 1а среды с пониженным давлением.

После помещения оптического волокна 2 внутрь реакционной камеры 1а установки 1 для обработки и приведения в действие откачивающего насоса 1g, который представляет собой вакуумный насос, открывают клапан 1f для открывания и закрывания выпуска, внутри реакционной камеры 1а, то есть внутри пространства, вмещающего оптическое волокно 2, создают среду с пониженным давлением, выпуская воздух из внутренней части реакционной камеры 1а, и тем самым оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

Затем после обеспечения состояния постоянной температуры в пределах диапазона от 5°С до 40°С путем регулирования температуры внутри реакционной камеры 1а открывают клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа, и дейтерийсодержащий газ подают в среду с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а. Следующим шагом дейтерийсодержащий газ подают до достижения предварительно заданного давления в реакционной камере 1а и до тех пор, пока среда в пространстве внутри реакционной камеры 1а, которая вмещает оптическое волокно 2, не заменится дейтерийсодержащим газом. Затем внутреннюю сторону реакционной камеры 1а герметизируют путем закрывания клапана 1с для открывания и закрывания подвода газа и оптическое волокно 2 в этой реакционной камере 1а подвергают воздействию дейтерийсодержащей газовой среды.

Таким образом, путем создания среды с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а, которая вмещает оптическое волокно 2, и подачи дейтерийсодержащего газа внутрь реакционной камеры 1а в этом состоянии пониженного давления можно сделать высокой скорость дисперсии дейтерийсодержащего газа внутри реакционной камеры 1а. Тем самым даже в случае, когда оптическое волокно 2 намотано на катушку 3, дейтерийсодержащий газ проходит через мельчайшие промежутки между намотанным оптическим волокном 2 и быстро распространяется в окрестность намоточного стержня катушки 3. Поэтому вероятность контакта между оптическим волокном 2 вблизи намоточного стержня катушки 3 и дейтерийсодержащим газом может быть сделана высокой. Следовательно, дейтериевую обработку можно использовать с удовлетворительным (одинаковым) успехом на протяжении всей длины оптического волокна 2.

Кроме того, этот третий вариант осуществления способа обработки для оптического волокна может быть применен даже в случае, когда измеряемый газ является другим водородом, а не дейтерием, или другим газом, а не кислородом, таким как азот.

Далее со ссылкой на фиг.1 будет пояснен четвертый вариант осуществления способа обработки для оптического волокна согласно изобретению.

Способ обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления, в котором аннигиляцию не образующих мостиков кислородных дырочных центров осуществляют, используя водородную обработку, предназначен для предотвращения повышения потерь на прохождение в оптическом волокне после укладки.

В способе обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления оптическое волокно 2, имеющее заданную длину, сначала наматывают на катушку 3.

Затем оптическое волокно 2, которое намотано на катушку 3, помещают внутрь реакционной камеры 1а установки 1 для обработки.

Далее после закрывания клапана 1f для закрывания и открывания выпуска температуру внутри реакционной камеры 1а поддерживают в состоянии постоянной температуры в пределах диапазона от 5°С до 40°С путем регулирования температуры в ней посредством использования средства, регулирующего температуру (не показанного), термометра (не показанного) или узла, регулирующего температуру (не показанного).

Далее открывают клапан 1 с для открывания и закрывания подвода газа, водородсодержащий газ подают в реакционную камеру 1а и оптическое волокно 2 в реакционной камере 1а подвергают воздействию среды с водородсодержащим газом, при этом осуществляют регулирование с тем, чтобы концентрация водорода в среде с водородсодержащим газом в этой реакционной камере 1а оставалась постоянной.

В этом варианте осуществления на стадии водородной обработки, описанной выше, сначала измеряют концентрацию β кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а. Затем измеряют концентрацию γ кислорода в водородсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а. Концентрацию δ водорода в реакционной камере 1а во время водородной обработки вычисляют по результатам этих измерений и исходному значению α концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а (камеры обработки), используя приведенное ниже уравнение 2. На основании вычисленной концентрации δ водорода концентрацию водорода внутри реакционной камеры 1а поддерживают на уровне концентрации, необходимой для осуществления удовлетворительной водородной обработки оптического волокна 2 внутри реакционной камеры 1а. В частности, в случае, когда концентрация водорода внутри реакционной камеры 1а не достигает концентрации, необходимой для водородной обработки, открывают клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа и подают водородсодержащий газ в реакционную камеру 1а. В отличие от этого в случае, когда концентрация водорода внутри реакционной камеры 1а превышает концентрацию, необходимую для водородной обработки, закрывают клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа и подачу водородсодержащего газа в реакционную камеру 1а прекращают.

где: δ обозначает концентрацию водорода внутри камеры обработки во время водородной обработки;

α обозначает исходное значение концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки;

β обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки; и

γ обозначает концентрацию кислорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки.

Кислородный денситометр (не показанный) был использован для измерения концентрации β кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а и концентрации γ кислорода в водородсодержащем газе в реакционной камере 1а. Примерами кислородных денситометров, которые могут быть использованы, являются LC-750 от Toray и кислородный денситометр OX61 от Yokogawa.

Таким образом, количество воздуха, примешанного к среде реакционной камеры 1а, вычисляют, измеряя концентрацию β кислорода в окружающей среде (воздухе) реакционной камеры 1а и концентрацию γ кислорода в водородсодержащем газе внутри реакционной камеры 1а, и по этим вычисленным значениям можно вычислить текущую концентрацию водорода внутри реакционной камеры 1а. Поскольку существуют опасности, такие как взрывы и т.п., когда газ, используемый при обработке оптического волокна, является воспламеняющимся газом (водородом), как при водородной обработке, то применительно к контролю измерение концентрации водорода путем использования обычных денситометров с сжиганием или оптических денситометров не является предпочтительным. Кроме того, в случае, когда водородсодержащий газ используют в качестве газа, служащего носителем, текущую концентрацию водорода внутри реакционной камеры 1а вычисляют путем измерения концентрации воздуха, и в частности кислорода, примешанного к водородсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а. Основанием для этого является то, что причиной снижения концентрации водорода является воздух, примешанный к водородсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а во время водородной обработки. Следовательно, можно определить количество (концентрацию) воздуха (кислорода), который примешан к водородсодержащему газу внутри реакционной камеры 1а, и тем самым можно определить текущую концентрацию водорода внутри реакционной камеры 1а.

Поэтому согласно способу обработки для оптического волокна в этом варианте осуществления не имеется опасностей, таких как взрывы, и тем самым можно правильно контролировать концентрацию водорода даже в случае, когда пропорции состава газа, служащего в качестве носителя (водородсодержащего газа), внутри реакционной камеры 1а флуктуируют.

Кроме того, в способе обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы реакционная камера 1а была герметизируемым контейнером. Если реакционная камера 1а представляет собой герметизируемый контейнер, то до осуществления водородной обработки оптического волокна 2 внутри реакционной камеры 1а среда с пониженным давлением может быть создана внутри реакционной камеры 1а.

Более того, в способе обработки для оптического волокна из этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы водородная обработка оптического волокна 2 осуществлялась после создания внутри реакционной камеры 1а среды с пониженным давлением.

Из этого варианта осуществления будет пояснен способ, в котором водородную обработку оптического волокна 2 осуществляют после создания в реакционной камере 1а среды с пониженным давлением.

После помещения оптического волокна 2 внутрь реакционной камеры 1а установки 1 для обработки и приведения в действие откачивающего насоса 1g, который представляет собой вакуумный насос, открывают клапан 1f для открывания и закрывания выпуска, внутри реакционной камеры 1а, то есть внутри пространства, вмещающего оптическое волокно 2, создают среду с пониженным давлением путем выпускания воздуха из внутренней части реакционной камеры 1а и оптическое волокно 2 подвергают воздействию среды с пониженным давлением.

Затем после обеспечения состояния постоянной температуры в пределах диапазона от 5°С до 40°С путем регулирования температуры внутри реакционной камеры 1а открывают клапан 1с для открывания и закрывания подвода газа, и водородсодержащий газ поступает в среду с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а. Следующим шагом водородсодержащий газ подают до достижения заданного давления в реакционной камере 1а и до тех пор, пока среда в пространстве внутри реакционной камеры 1а, которая вмещает оптическое волокно 2, не заменится водородсодержащим газом. Затем внутреннюю сторону реакционной камеры 1а герметизируют путем закрывания клапана 1 с для открывания и закрывания подвода газа и оптическое волокно 2 в реакционной камере 1а подвергают воздействию водородсодержащей газовой среды.

Таким образом, путем создания среды с пониженным давлением внутри реакционной камеры 1а, которая вмещает оптическое волокно 2, и подачи водородсодержащего газа внутрь реакционной камеры 1а в этом состоянии пониженного давления можно сделать высокой скорость дисперсии водородсодержащего газа внутри реакционной камеры 1а. Тем самым даже в случае, когда оптическое волокно 2 намотано на катушку 3, водородсодержащий газ проходит через мельчайшие промежутки между намотанным оптическим волокном 2 и быстро распространяется в окрестность намоточного стержня катушки 3. Поэтому вероятность контакта между оптическим волокном 2 вблизи намоточного стержня катушки 3 и водородсодержащим газом может быть сделана высокой. Следовательно, водородную обработку можно применять с удовлетворительным (одинаковым) успехом на протяжении всей длины оптического волокна 2.

Ниже изобретение будет пояснено более подробно путем использования экспериментального примера. Однако изобретение не ограничено нижеследующим экспериментальным примером.

Экспериментальный пример

Установка, идентичная установке для обработки оптического волокна, показанной на фиг.1, использовалась для дейтериевой обработки оптического волокна.

Дейтериевую обработку для оптического волокна повторяли, при этом каждый раз концентрацию дейтерия в реакционной камере измеряли оптическим денситометром (FI-21 от Riken Measuring Instruments), концентрацию кислорода в реакционной камере измеряли, используя кислородный денситометр (LC-750H от Toray), и осуществляли газовую хроматографию дейтерия внутри реакционной камеры.

Для газообразного дейтерия газообразный азот использовали в качестве носителя.

Результаты измерений показаны на фиг.5.

На фиг.5 концентрация дейтерия (вычисленное значение, показанное ромбами) отражает значение, вычисленное по концентрации кислорода внутри реакционной камеры, измерявшейся в этом экспериментальном примере, и согласно уравнению 1, рассмотренному выше. В дополнение к этому концентрация дейтерия (аналитическое значение, показанное треугольниками) отражает значение, полученное в представленном экспериментальном примере на основании анализа методом газовой хроматографии. Кроме того, концентрация кислорода (измеренное значение, показанное квадратами) отражает значение концентрации кислорода внутри реакционной камеры, измеренное для представленного экспериментального примера.

На основании результатов, показанных на фиг.5, установлено, что аналогично случаю, когда дейтерий внутри реакционной камеры анализируют с помощью газовой хроматографии, концентрацию дейтерия можно легко определить путем нахождения концентрации дейтерия в реакционной камере по значениям концентрации кислорода в реакционной камере, измеряемой оптическим денситометром, используя уравнение 1, рассмотренное выше.

Способ обработки оптического волокна изобретения может быть использован при применении иных обрабатывающих газов, а не дейтерия или водорода.

Предполагается, что в примерных вариантах осуществления изобретения многочисленные модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема вариантов осуществления настоящего изобретения, определенных в нижеследующей формуле изобретения.

1. Способ обработки для оптического волокна, содержащий размещение оптического волокна внутри камеры обработки, введение дейтерийсодержащего газа в камеру обработки и на стадии дейтериевой обработки подвергание оптического волокна воздействию среды дейтерийсодержащего газа, в котором на стадии дейтериевой обработки вычисляют концентрацию D дейтерия в камере обработки во время дейтериевой обработки по исходному значению А концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки, концентрации В кислорода в окружающей среде камеры обработки и концентрации С кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки и регулируют концентрацию дейтерия в камере обработки на основании вычисленной концентрации D дейтерия.

2. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором концентрацию D дейтерия в камере обработки во время стадии дейтериевой обработки вычисляют, используя нижеприведенное уравнение 1:

D=A·(1-С/В) (уравнение 1),

где А обозначает исходное значение концентрации дейтерия в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки, В обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки, и С обозначает концентрацию кислорода в дейтерийсодержащем газе внутри камеры обработки.

3. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором камера обработки представляет собой герметизируемую камеру.

4. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором до того, как вводят дейтерийсодержащий газ, внутри камеры обработки создают состояние с пониженным давлением.

5. Способ обработки для оптического волокна по п.4, в котором давление в камере обработки во время состояния с пониженным давлением задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 0,01 кПа, до равного или меньшего, чем 75 кПа.

6. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором парциальное давление дейтерия во время стадии дейтериевой обработки задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 0,1 кПа, до равного или меньшего, чем 5 кПа.

7. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором давление в камере обработки во время стадии дейтериевой обработки задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 10,1 кПа, до равного или меньшего, чем 203 кПа.

8. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором во время стадии дейтериевой обработки температуру внутри камеры обработки поддерживают около постоянной температуры в пределах диапазона от равной или большей, чем 5°С, до равной или меньшей, чем 40°С.

9. Способ обработки для оптического волокна, содержащий размещение оптического волокна внутри камеры обработки, введение водородсодержащего газа в камеру обработки и на стадии водородной обработки подвергание оптического волокна воздействию среды водородсодержащего газа, в котором на стадии водородной обработки вычисляют концентрацию δ водорода в камере обработки во время водородной обработки по исходному значению α концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки, концентрации β кислорода в окружающей среде камеры обработки и концентрации γ кислорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки и регулируют концентрацию водорода в камере обработки на основании вычисленной концентрации δ водорода.

10. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором концентрацию δ водорода в камере обработки во время стадии водородной обработки вычисляют, используя нижеприведенное уравнение 2:

δ=α·(1-γ/β),

где α обозначает исходное значение концентрации водорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки, β обозначает концентрацию кислорода в окружающей среде (воздухе) камеры обработки и γ обозначает концентрацию кислорода в водородсодержащем газе внутри камеры обработки.

11. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором камера обработки представляет собой герметизируемую камеру.

12. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором до того, как вводят водородсодержащий газ, внутри камеры обработки создают состояние с пониженным давлением.

13. Способ обработки для оптического волокна по п.12, в котором давление в камере обработки во время состояния с пониженным давлением задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 0,01 кПа, до равного или меньшего, чем 75 кПа.

14. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором парциальное давление водорода во время стадии водородной обработки задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 0,1 кПа, до равного или меньшего, чем 4 кПа.

15. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором давление в камере обработки во время стадии водородной обработки задают в пределах диапазона от равного или большего, чем 10,1 кПа, до равного или меньшего, чем 203 кПа.

16. Способ обработки для оптического волокна по п.9, в котором во время стадии водородной обработки температуру внутри камеры обработки поддерживают около постоянной температуры в пределах диапазона от равной или большей, чем 5°С, до равной или меньшей, чем 40°С.

17. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором волокно намотано на катушку, при этом не образующие мостиков кислородные дырочные центры или НОМКДЦ, которые сформированы в оптическом волокне, вступают в реакцию с дейтерием или аннигилируют с одной и той же скоростью реакции как в оптическом волокне, расположенном в самом внутреннем слое, так и в оптическом волокне, расположенном в самом наружном слое, так что нет времени задержки аннигиляции.

18. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором область длин волн поглощения оптического волокна сдвигают из диапазона 1,38 мкм, который является областью длин волн поглощения гидроксильной группы, в диапазон 1,87 мкм, который является областью длин волн поглощения дейтерированной гидроксильной группы.

19. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором препятствуют ухудшению характеристик передачи оптического волокна вследствие потерь на поглощение, обусловленных гидроксильными группами в кварцевом стекле оптического волокна.

20. Способ обработки для оптического волокна по п.1, в котором повышают скорость дисперсии дейтерийсодержащего газа в реакционной камере.

21. Способ для обработки оптического волокна по п.1, в котором установка для обработки оптического волокна содержит реакционную камеру, резервуар для хранения дейтерия и трубу, посредством которой реакционная камера сообщается с резервуаром для хранения дейтерия.

22. Способ для обработки оптического волокна по п.21, в котором дейтерийсодержащий газ, сохраняемый в резервуаре для хранения дейтерия, используют при дейтериевой обработке по меньшей мере одного другого оптического волокна.

23. Способ для обработки оптического волокна по п.1, в котором в качестве носителя дейтерийсодержащего газа используют газообразный азот.

24. Способ обработки для оптического волокна, содержащий размещение оптического волокна внутри камеры обработки, введение обрабатывающего газа в камеру обработки и на стадии обработки подвергание оптического волокна воздействию среды обрабатывающего газа, в котором на стадии обработки вычисляют концентрацию D обрабатывающего газа в камере обработки во время обработки по исходному значению А обрабатывающего газа в обрабатывающем газе внутри камеры обработки, концентрации В газа-носителя в окружающей среде камеры обработки и концентрации С газа-носителя в обрабатывающем газе внутри камеры обработки и регулируют концентрацию обрабатывающего газа в камере обработки на основании вычисленной концентрации D обрабатывающего газа.