JP2002111122A

JP2002111122A - ファイバグレーティングを用いた波長制御装置及び安定波長レーザ光発生装置

Info

Publication number: JP2002111122A
Application number: JP2000295928A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Ichikawa; 潤一郎市川; Masayuki Ichioka; 雅之市岡; Taizo Nakajima; 泰蔵中島; Takeshi Sakai; 猛坂井; Hitoshi Oguri; 均小栗; Kenichi Kubodera; 憲一久保寺
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＢＧからレーザ光源に戻る反射光を極力抑
えた波長制御装置及び安定波長レーザ光発生装置を提供
する。【解決手段】レーザ光源１１０からファイバ１４３で
導かれたレーザ光を第一と第二の光とに分岐する光分岐
手段１２２と；分岐された第一の光の中の所定の波長の
光を透過し、他の波長の光を反射するＦＢＧ２１０と；
第二の光を参照光として前記ＦＢＧを透過した光の光量
の変化を検出する光量変化検出手段１２６とを備え；Ｆ
ＢＧ２１０で反射された光をファイバの外部に逃がすよ
うに構成され；前記検出された光量変化をレーザ光源１
１０にフィードバックするように構成された波長制御装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバグレーテ
ィングを用いた波長制御装置及び安定波長レーザ光発生
装置に関し、特に反射光が光源に与える影響を抑えた、
ファイバグレーティングを用いた波長制御装置及び安定
波長レーザ光発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図１４に示すような波長制御
装置が用いられていた。この装置では、光デバイス１か
らの光をファイバ２を通して出力し、これを光カプラ３
でファイバ４とファイバ５に分岐している。主信号８ａ
はファイバ４を通して伝達され、主信号８ａから一部の
信号を導き出し、モニタ信号８ｂとして、ファイバ５を
通して取り出す。ファイバ５には、ファイバブラッググ
レーティング（ＦＢＧ）６が設けられており、特定の波
長の光だけがここを透過し、残りの光８ｃは反射され
る。透過した光は、光デバイス１に接続された波長調整
部７に取り込まれ、光デバイス１の発信する光の波長を
一定に維持するように調整していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな従来の波長制御装置では、ＦＢＧ６は透過しなかっ
た光８ｃを反射する。その反射光８ｃはファイバ５、光
カプラ３、ファイバ２を経由して光デバイス１に戻され
る。ところがこの反射光８ｃは、光源、特にレーザ光源
に悪影響を与えてしまうことがあった。

【０００４】そこで本発明は、ファイバグレーティング
からレーザ光源に戻る反射光を極力抑えた、ファイバグ
レーティングを用いた波長制御装置及びそのような波長
制御装置を用いた安定波長レーザ光発生装置を提供する
ことを目的にしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による波長制御装置は、例えば
図１に示すように、レーザ光源１１０からファイバ１４
３で導かれたレーザ光を第一の光と第二の光とに分岐す
る光分岐手段１２２と；前記分岐された第一の光の中の
所定の波長の光を透過し、他の波長の光を反射するファ
イバグレーティング２１０と；前記第二の光を参照光と
して前記ファイバグレーティングを透過した光の光量の
変化を検出する光量変化検出手段１２６とを備え；ファ
イバグレーティング２１０で反射された光をファイバの
外部に逃がすように構成され；前記検出された光量変化
をレーザ光源１１０にフィードバックするように構成さ
れる。

【０００６】このように構成すると、ファイバグレーテ
ィング２１０で反射された光をファイバの外部に逃がす
ように構成されるので、レーザ光源１１０に戻される反
射光を抑えることができる。

【０００７】また請求項２に記載のように、請求項１に
記載の波長制御装置では、前記反射された光をファイバ
の外部に逃がす構成は、ファイバグレーティング２１０
を構成するファイバ１４４の光軸に対して屈折率変化部
が傾斜して設けられているようにしてもよい。

【０００８】また請求項３に記載のように、請求項１ま
たは請求項２に記載の波長制御装置では、ファイバグレ
ーティング２１０からレーザ光源１１０に向けた反射光
を除去する反射光除去手段を備えるようにしてもよい。

【０００９】ここで請求項４に記載のように、請求項３
に記載の波長制御装置では、前記反射光除去手段は、フ
ァイバグレーティング２１０とレーザ光源１１０との間
の前記ファイバを構成するクラッド層表面に設けられた
高屈折率材料層１２２ａ、１２２ａ’としてもよい。

【００１０】典型的には、高屈折率材料の屈折率は少な
くともクラッド層の屈折率よりも高くする。好ましくは
コアの屈折率と同等とする。高屈折率材料層は膜状に設
けてもよいし、塊状に設けてもよい。高屈折率材料は典
型的には接着材である。

【００１１】また請求項５に記載のように、請求項４に
記載の波長制御装置では、高屈折率材料層１２２ａ’
は、前記ファイバの屈曲部外周側に設けられるようにす
るとよい。このように構成すると、屈曲部外周に高屈折
率材料層があるので、反射光はそこに深い角度で入射し
て、高屈折率材料の方に逃げる。

【００１２】さらに請求項６に記載のように、請求項５
に記載の波長制御装置では、光分岐手段１２２は、２本
のファイバのコアを融着して構成した光カプラであり、
高屈折率材料層１２２ａ、１２２ｂは、前記ファイバの
融着部近傍にある前記ファイバグレーティング側テーパ
ー部分に設けられているようにしてもよい。高屈折率材
料層１２２ａ、１２２ｂを設けるのは、特にファイバの
屈曲部の外周側が好ましい。

【００１３】このように構成すると、高屈折率材料層
は、前記ファイバの融着部近傍にある前記ファイバグレ
ーティング側テーパー部分に設けられているので、光カ
プラから射出するときは光は外部に逃げないが、戻って
きたときに逃げる。

【００１４】また請求項７に記載のように、請求項３に
記載の波長制御装置では、例えば図６（ｃ）に示すよう
に、前記反射光除去手段は、ファイバグレーティング２
１０とレーザ光源１１０との間の例えばファイバ１４３
を構成するクラッド層１４３ｂに設けられたクラッド層
を除去した部分１４３ｄであるようにしてもよい。

【００１５】ここで請求項８に記載のように、請求項７
に記載の波長制御装置では、クラッド層を除去した部分
１４３ｄは、コア部１４３ａを被覆するように残された
クラッド層１４３ｅを有するようにしてもよい。このよ
うに構成すると、残されたクラッド層が有るので、コア
部からの光が外部に逃げにくい。

【００１６】また請求項９に記載のように、請求項８に
記載の波長制御装置では、クラッド層を除去した部分１
４３ｄは、除去されたクラッド層に代えて高屈折率材料
１４３ｆが充填されているようにしてもよい。このよう
に構成すると、クラッド層を伝わってくる光が、高屈折
率材料に逃げ易くなる。

【００１７】上記目的を達成するために、請求項１０に
係る発明による安定波長レーザ光発生装置は、例えば図
１に示されるように、請求項１乃至請求項９のいずれか
１項に記載の波長制御装置と；前記波長制御装置に供給
するレーザ光を発生するレーザ光源１１０と；前記フィ
ードバックされた光量変化に応じて、レーザ光源１１０
の発生するレーザ光の波長を調節するコントローラ１３
１とを備える。

【００１８】このように構成すると、フィードバックさ
れた光量変化に応じて、レーザ光源の発生するレーザ光
の波長を調節するコントローラを備えるので、発生する
レーザ光の波長を一定の値に維持することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。

【００２０】図１を参照して本発明の実施の形態を説明
する。図中光源１１０はレーザダイオード１１１とこれ
にエネルギーを供給して駆動するレーザ駆動装置１１２
を備えている。

【００２１】レーザダイオード１１１のレーザ光出力部
には光ファイバ１４１が、そしてファイバ１４１には光
カプラ１２１が接続されている。光カプラ１２１からは
ファイバ１４２とファイバ１４３が分岐している。ファ
イバ１４２は主信号を伝達するものであり、ファイバ１
４３は、主信号の一部をモニタ信号として取り出すもの
である。

【００２２】ファイバ１４３にはさらに光カプラ１２２
が接続され、光カプラ１２２からはファイバ１４４とフ
ァイバ１４５が分岐している。光カプラ１２２は、後で
図３、図４を参照して説明するが、２本のファイバを融
着して融着部が光カプラとして機能するようにして製造
する。また２本のファイバが融着された結果、光カプラ
からは４本のファイバが延び出た形となるが、それらが
それぞれファイバ１４３、１４４、１４５、１４６とな
る。ファイバ１４４、１４５の分岐部、即ちファイバの
融着部の近傍にはテーパが形成されるが、そのテーパ部
分には、ファイバのコアの材料とほぼ同等の屈折率を有
する接着材が、クラッド層表面に設けられた高屈折率材
料層として、接着されている。

【００２３】ファイバ１４３には、アイソレータ２３０
が挿入配置されている。またファイバ１４３の屈曲部の
外周側には、屈折率がファイバ１４３のクラッドよりも
高い接着材１２２ａ’が、本発明の、クラッド層表面に
設けられた高屈折率材料層に相当するものとして、接着
されている。

【００２４】また、光カプラ１２２の、ファイバ１４
４、１４５と反対の側では、入射ファイバ１４３と逆の
ポートであるファイバ１４６が、反射光をモニタする光
ダイオード（ＰＤ）１２５と接続されている。

【００２５】ファイバ１４４には、光ダイオード（Ｐ
Ｄ）モジュール１２３が接続されている。また光カプラ
１２２とＰＤモジュール１２３との間のファイバ１４４
には、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）２１
０が作りこまれている。ＦＢＧ２１０は、回折格子とし
て長さ方向に屈折率が周期的に変化するように構成され
ている。この屈折率変化部がファイバの光軸に垂直では
なく、傾斜して設けられている。ＦＢＧ２１０について
は、図２を参照して、後で詳しく説明する。

【００２６】一方ファイバ１４５には、参照光用のＰＤ
モジュール１２４が接続されている。

【００２７】ＰＤモジュール１２３、１２４は光信号を
電気信号に変換するモジュールであり、それぞれ電線１
５１、１５２が接続されている。これらの電線は演算器
１２６に接続されている。演算器１２６は減算器を含
み、ＰＤモジュール１２４からの信号が伝達する変量を
参照量として、ＰＤモジュール１２３からの信号が伝達
する変量の増減を検出する。このようにして検出され
た、参照量に対する調節すべき変量の増減を、演算器１
２６の出力側に接続された電線１５３を通して制御装置
１３１に送信する。制御装置１３１は、エネルギー供給
装置１１２に電気的に接続されている。

【００２８】以上の装置において、光カプラ１２２、Ｐ
Ｄモジュール１２３、１２４、ＦＢＧ２１０、演算器１
２６を含んで、一実施の形態である波長制御装置が構成
され、さらに光源１１０、制御装置１３１を含んで一実
施の形態である安定波長レーザ光発生装置が構成されて
いる。

【００２９】図１を参照して、以上の構成を備える波長
制御装置、及び安定波長レーザ光発生装置の作用を説明
する。レーザダイオード１１１から出射したレーザ光
は、ファイバ１４１のコアを通して光カプラ１２１に到
る。ここで主信号はファイバ１４２を通して、波長分割
多重伝送方式（ＷＤＭ）等の光通信システムに供給され
る。主信号の一部は、モニタ信号として光カプラ１２１
でファイバ１４３に取り出され、光カプラ１２２に送ら
れる。ここでモニタ信号は２分割され、それぞれファイ
バ１４４、１４５を通してＰＤモジュール１２３、１２
４に送られる。ファイバ１４４に送られた信号はＦＢＧ
２１０に到り、ここでは特定の波長の光だけが透過して
ＰＤモジュール１２３に送られ、その他の波長の光は反
射され再びファイバ１４４を通って光カプラ１２２に向
けて戻される。

【００３０】このときＦＢＧ２１０の屈折率変化部が傾
斜して設けられているので、反射した光のかなりの部分
が、ファイバ１４４から外部に逃げる。さらに光カプラ
のファイバの融着部近傍のテーパ部に接着された接着材
からも、かなりの量の光がファイバの外部に逃がされ
る。さらにアイソレータ２３０、接着材層１２２ａ’か
らも光は逃げる。したがってそのまま光源１１０まで戻
る反射光は極く僅かなものとなる。このようにして、本
実施の形態によれば、ＦＢＧ２１０から反射された光が
光源１１０に与える影響はほとんど無視できる程度にな
る。光源に戻される反射光は−３５ｄＢ以下とするのが
好ましいが、このレベルを達成することもできる。

【００３１】なお光をファイバの外部に逃がす構成とし
て、傾斜ＦＢＧ２１０、接着材層１２２ａ、アイソレー
タ２３０、接着材層１２２ａ’を備えるものとして説明
したが、これらの少なくとも１つを備えればよく、２
種、３種と組み合わせてもよい。傾斜ＦＢＧ２１０を用
いない場合は、非傾斜ＦＢＧ２２０（図２（ｄ）参照）
とその他の逃がす構成を組み合わせる。

【００３２】ＰＤ１２５は、光カプラ１２２を通して戻
される反射光をモニタするために設けられている。これ
は実験用として設けて、装置の性能を確認するためのも
のとして用いてもよいし、実機でも必要に応じてモニタ
できるように設けてもよい。アイソレータ２３０、接着
材層１２２ａ’はファイバ１４３に限らず、ＦＢＧ２１
０とレーザダイオード１１１との間のファイバのいずれ
かの部分に配置すればよい。

【００３３】図２（ａ）は、ＦＢＧ２１０を長さ方向側
面から見て断面して模式的に示した図である。ＦＢＧ２
１０は、中心に比較的高い屈折率を有するコア部分１４
４ａを有し、コア部分１４４ａをそれより低い屈折率を
有するクラッド部分１４４ｂが包んで延伸して製造され
た光ファイバ１４４の一部に加工されて構成されてい
る。

【００３４】ＦＢＧ２１０には、第１の回折格子部とし
ての、長さ方向に屈折率が周期的に変化する屈折率変化
部２１１が備えられている。この部分２１１の長さはＬ
である。また、第１の回折格子２１１から距離Ｇだけ隔
てて、第２の回折格子部としての、長さ方向に屈折率が
周期的に変化する屈折率変化部２１２が備えられてい
る。この部分２１２の長さもＬである。前記距離Ｇの部
分２１３は、屈折率が長さ方向に一様である。この部分
を、屈折率が変化せず一様であるところから、平坦部２
１３とも呼ぶ。

【００３５】またこのＦＢＧ２１０では、第１の屈折率
変化部２１１、平坦部２１３及び第２の屈折率変化部２
１２とを含む長さＬ’の部分は、（ｃ）に示すように、
その前後のファイバ部分より、ステップ状に屈折率が高
く加工されている。

【００３６】ここでＦＢＧ２１０は、第１の屈折率変化
部２１１（長さＬ）、平坦部２１３（長さＧ）及び第２
の屈折率変化部２１２（長さＬ）とを含む、長さ２Ｌ＋
Ｇの部分をいうものとするが、少なくとも前記３つの部
分を含めばよく、その前後の光ファイバ部分を含めてＦ
ＢＧと呼んでもよい。例えば図２に示す長さＬ’の部
分、あるいはその前後の所定の長さの光ファイバ１４４
を含んだ所定の長さ部分であってもよい。

【００３７】ＦＢＧ２１０は、光カプラで光ファイバ１
４４に結合してもよいが、光ファイバ１４４の一部に加
工して作り込むのが好ましい。

【００３８】図２（ｂ）は、屈折率変化の周期Λが長さ
方向に徐々に変化する様子を示す図である。図示のよう
に、第１の屈折率変化部２１１及び第２の屈折率変化部
２１２の屈折率の変化の各周期は、図中各周波数変化部
の左端から右端にかけて徐々に変化している。いわゆる
チャープトグレーティング（Chirped Grating）を構成
している。このＦＢＧ２１０では、徐々に増加するよう
に加工してある。

【００３９】このようなＦＢＧでは、屈折率の変化の周
期が等間隔、すなわちチャープの傾斜が緩いほど反射波
長（あるいは透過波長）の帯域が狭まり、チャープの傾
斜が急であるほど、反射波長の帯域が広がる。

【００４０】（ｃ）は、ファイバの長さ方向に沿った屈
折率ｎの変化δｎを示す図である。ＦＢＧ２１０では、
第１の屈折率変化部２１１の屈折率はアポダイズされて
いる。即ち、周期的に変化する屈折率変化の振幅のピー
クの包絡線を、光導波方向に振幅ゼロから単調に増加さ
せ、振幅極大値とし、そこから再び単調に減少させゼロ
に戻すようなカーブに乗せている。さらに言い換えれ
ば、図中左端から右端にかけて屈折率変化の振幅をゼロ
から徐々に増加させ左端と右端のほぼ中央で最大とな
り、再び右端に向けて減少させるように構成している。
このように始端（図中左端）と終端（図中右端）で屈折
率変化の振幅をゼロとし中央で最大とし、また左右対称
に構成する。

【００４１】全く同様に第２の屈折率変化部２１２もア
ポダイズされている。このＦＢＧ２１０では、その屈折
率変化の周期（即ち屈折率変化のピーク間の距離、ある
いは間隔）、屈折率変化の周期（ピーク間の距離）の増
大程度、及び屈折率変化の振幅変化は、第１の屈折率変
化部２１１と略等価である。

【００４２】以上説明したようにアポダイズしたチャー
プトグレーティング部を２個直列に設けると、各回折格
子領域の始点および終点は不明瞭になり、これらの点を
端点とする共振器は実効的に存在しえず、共振器長＝Ｌ
＋Ｇの単一の共振器長を持つエタロンとして機能する。
したがって、等間隔の透過ピークを有し、且つ振幅分布
が例えばガウス曲線のような単純な透過特性を得る事が
可能となる。

【００４３】したがって、本実施の形態のＦＢＧ２１０
では、透過ピーク周期を回折格子の長さＬおよび回折格
子間隔Ｇの和（Ｌ＋Ｇ）によって調整する事ができる。

【００４４】このようなＦＢＧ２１０を製造するには、
光ファイバのコア１４４ａの材料として、例えば紫外線
を照射すると屈折率が変化する材料、例えばＧｅを含有
するものを用いる。特にＧｅＯ_２を含む材料は、紫外
線を照射すると露光した部分の屈折率が露光しなかった
部分に比較して高くなる。

【００４５】その光ファイバに、位相マスク法により回
折パターンを転写する。位相マスク法とは、屈折率変化
の周期に合わせたスロットを有するマスクを通して光フ
ァイバに、側面から光を照射する方法である。

【００４６】このとき、スロットの周期を短から長にし
た位相マスクを用いることにより、屈折率変化の周期を
徐々に変化、例えば増大させることができる。

【００４７】さらに位相マスクのスロットを長手方向に
対して直角ではなく、直角から傾斜させておけば、屈折
率変化部がファイバ１４４の光軸（コア１４４ａの中心
線）に対して直角ではなく、直角から傾斜して設けられ
たものを得ることができる。傾斜角度を大きくすると偏
波分散損失ＰＤＬ（Polarization Dispersion Loss）が
大きくなるので、反射と偏波分散損失を考えて、ＦＢＧ
の角度は決定する。

【００４８】また、加工用の光の照射量を、図中左端及
び右端において中央部よりも少なくすることにより、ア
ポダイズすることができる。以上のように、このＦＢＧ
２１０では、ファブリペロエタロンの様な等間隔の透過
ピーク特性をつなぎ目のない一本の光ファイバによって
実現する事ができ、温度変化や衝撃などの環境外乱に対
しても安定な特性が得られる。そのため、波長多重通信
用の周波数基準や波長安定化などに用いる事が出来る。

【００４９】また、ファイバ上に等間隔の透過ピーク特
性を有するＦＢＧを実現する事が出来る。等間隔の透過
ピーク特性は、波長多重通信用光源の波長安定化や測定
器の波長基準などに用いる事が出来る。

【００５０】本発明の実施の形態で用いるＦＢＧ２１０
では、波形が規則的に形成されているので、特に各波長
の傾斜が計算可能であり、補正係数が明確であるので、
僅かな波長のずれも容易に検出し且つ補正することがで
きる。このようにＦＢＧ２１０を用いれば、各発振光源
のレーザ光の波長間隔を一定値に固定、即ちロックする
ことができ、安定した光通信システムを実現することが
できる。

【００５１】また波形が規則的に形成されているので、
フィルタとして使用するとき、Ｓ／Ｎが優れている。

【００５２】図２（ｄ）に、屈折率変化部がファイバ１
４４の光軸に対して直角なＦＢＧ２２０を示す。ＦＢＧ
２２０には、第１の回折格子部２２１、第２の回折格子
部２２２、第１の回折格子２２１と第２の第２の回折格
子部２２２との間には平坦部２２３が設けられている。
第１、第２の回折格子部の屈折率変化部が傾斜しておら
ず、ファイバ１４４の光軸に直角であることを除けば、
ＦＢＧ２１０と同じ構造を有している。ＦＢＧ２２０
は、ＦＢＧ２１０と違って、ＦＢＧとしては反射光を外
部に逃がすことはできないが、一つの実施の形態とし
て、他の光を外部に逃がす手段と共に用いることができ
る。

【００５３】図３を参照して、光カプラ１２２の製造方
法の一例を説明する。まずファイバ１４３、１４４を形
成する１本のファイバと、ファイバ１４６、１４５を形
成するほかの１本のファイバを交差させてセットし、ク
ランプ４１１、４１２に挟持する。２本のファイバの交
差部分をバーナ４１３で加熱しながら、クランプ４１
１、４１２を互いに遠ざけるように移動させると、２本
のファイバは加熱された部分で融着しコアが一体とな
る。ファイバ１４４のコアの直径は例えば８〜１０μｍ
であるとき、光カプラの融着部分のコアの直径は６〜８
μｍと幾分か細くなる。

【００５４】図４に、出来上がった光カプラ１２２を、
分岐した４本のファイバが全て見える方向から見た図を
示す。図示のように、ファイバ１４４、１４５は、融着
部に向かってテーパ部を有する。この部分に接着材１２
２ａ、１２２ｂを接着させて固めてある。Ｙ字型融着部
の特に外側に接着させるのが好ましい。接着材１２２
ａ、１２２ｂは、ある程度薄く塗るだけでもよいが、塊
上に固めてもよい。また接着材１２２ａ、１２２ｂの外
面は、光が散乱するように散乱加工、すりガラス加工し
てもよい。接着材１２２ａ、１２２ｂの屈折率は、コア
１４４ａとほぼ同等の屈折率である。少なくともクラッ
ド１４４ｂの屈折率よりは高いものとする。したがって
ファイバ１４４、１４５を通って、この部分に戻って来
た反射光は、接着材１２２ａ、１２２ｂの部分から外部
に逃げる。

【００５５】接着材１２２ａ、１２２ｂはテーパ部分に
接着されているので、ファイバ１４３側から伝送され、
光カプラ１２２からファイバ１４４、１４５に出るとき
は、ファイバの外部に逃げることはほとんどないが、戻
ってきたときは、接着材１２２ａ、１２２ｂ部分に深い
角度で入射するので、ファイバの外部に逃げる。接着材
１２２ａ、１２２ｂは２箇所に分けて接着してある場合
で図示されているが、テーパ部分に一体で接着されてい
てもよい。

【００５６】図５に光ファイバを伝送する光の様子を、
ファイバ１４４を例にして模式的に示す。コア１４４ａ
は屈折率がクラッド１４４ｂよりも高いので、ここを伝
送する光８ｂは、クラッド１４４ｂに逃げようとしても
その境界面で全反射されてコア１４４ａに戻される結
果、伝送光はコア１４４ａの中心に集まる。

【００５７】しかしながら、ＦＢＧ２１０で反射された
光の一部８ｃは、クラッド１４４ｂの部分を伝わって戻
される。屈折率が高い接着材１２２ａ、１２２ｂがクラ
ッド１４４ｂの外側、特にテーパ部分や、ファイバの屈
曲部の外側に接着されていると、このような光８ｃは、
その接着材とクラッドの境界に入射して屈折率の高い接
着材のほうに逃がされる。図１に示す接着材層１２２
ａ’も同様である。なお、クラッド１４４ｂの内面は、
屈折率の高いコア１４４ａにも接触しており、光８ｃは
コア１４４ａにも一部逃げて戻ってしまう。これを防止
するため、屈折率が高い接着材１２２ａ、１２２ｂは、
ＦＢＧ２１０の近くに設けるのが好ましい。

【００５８】図６の模式的な説明図を参照して、光をフ
ァイバの外部に逃がすその他の構成の例を説明する。
（ａ）はファイバ１４３に挿入配置されたアイソレータ
２３０を示す。ここでは単に模式的に矩形の枠で図示し
てあるが、この中にはＹＩＧの結晶とその前（光源側）
に配置された偏光フィルタを含んで構成されている。ア
イソレータ２３０の一方から入射する光は偏光フィルタ
で偏光され、ＹＩＧの結晶で４５度だけ偏光方向が回転
される。ＦＢＧ２１０で反射されてアイソレータに戻っ
て来た反射光はこれを通過することにより、ＹＩＧの結
晶でさらに４５度回転するので、偏光フィルタの偏光方
向に対して都合９０度回転したことになる。したがって
反射光は偏光フィルタで遮光される。

【００５９】図１に示すアイソレータ２３０の代わり
に、あるいは併用して、以下説明する構成を用いてもよ
い。

【００６０】（ｂ）はファイバ１４３に挿入配置された
サーキュレータ２４０を示す。サーキュレータ２４０に
は３本のファイバ１４３−１、１４３−２、１４３−３
が接続されており、ファイバ１４３−１から入射した光
はファイバ１４３−２に射出する。ファイバ１４３−２
の先に設けられたＦＢＧ２１０で反射されて戻って来た
反射光は、サーキュレータ２４０でファイバ１４３−１
には戻らず、ファイバ１４３−３に射出する。ファイバ
１４３−３の端部にはＰＤ１２７が設けられており、反
射光の量をモニタすることができる。ＰＤ１２７の代わ
りに光吸収部を設けてもよい。

【００６１】（ｃ）はクラッド層１４３ｂの一部１４３
ｄを除去した反射光除去手段を示す。コア１４３ａを残
して、コア１４３ａの外側のクラッド１４３ｂを全周に
わたって除去してある。コア１４３ａ中を伝送される光
はこの部分を通過するが、クラッド１４３ｂを通って戻
ってきた光は、クラッド除去部分１４３ｄにおいて、除
去部分の断面で遮られてクラッドの外部に出てしまう。
クラッド除去部分１４３ｄの断面である壁面は光を散乱
させる加工、すりガラス加工を施すとよい。

【００６２】（ｄ）にクラッド除去部分１４３ｄに高屈
折率材料１４３ｆを充填した構造を示す。高屈折率材料
１４３ｆは、クラッド層１４３ｂの屈折率よりも高くす
る。コア１４３ａの屈折率と同等にするのが好ましい。
接着材１２２ａ、１２２ｂ、１２２ａ’と同じく、接着
材を用いてもよい。但し、この場合は、コア１４３ａの
周囲のクラッド層を完全に除去するのではなく、コア１
４３ａの周囲に薄くクラッド層１４３ｅを残す。このよ
うにすれば、コア１４３ａを伝送させたい光を高屈折率
材料１４３ｆに逃がすことなく、クラッド層１４３ｂを
通して戻って来た反射光だけを除去することができる。

【００６３】図７の線図を参照して、ＦＢＧ２１０を透
過する光の波長と光量の関係の一例を説明する。このＦ
ＢＧでは、波長１５４６．２０ｎｍ前後の光の反射がは
っきりと測定されている。その前後の波長の光はほぼ１
００％透過している。

【００６４】図７、８の非傾斜（光軸に垂直）ＦＢＧ２
２０の特性を示す線図、及び図９、１０、１１の傾斜
（光軸に非垂直）ＦＢＧ２１０の特性を示す線図を参照
して、ＦＢＧからの反射光の状態を説明する。この実験
では図１２にフローを示すような装置を用いた。図中サ
ーキュレータ２２１には、光をサーキュレータ２２１に
導くファイバ１４４−１と、サーキュレータ２２１から
の光をＦＢＧを介してＰＤ１２３に導くファイバ１４４
−２と、ファイバ１４４−２を通して戻って来た光をＰ
Ｄ１２８に導くファイバ１４４−３とが接続されてい
る。

【００６５】ファイバ１４４−１からの光はサーキュレ
ータ２２１を介してファイバ１４４−２に導かれ、ＦＢ
Ｇを透過しＰＤ１２３に到り、透過光の光量が測定さ
れ、また一部の光はＦＢＧで反射されサーキュレータ２
２１を介してファイバ１４４−３に導かれ、ＰＤ１２８
で反射光の光量が測定された。同時にＰＤＬを測定した
結果、角度は２度〜６度が好ましいと考え、この実験で
は、光を外部に逃がす構成としては傾斜ＦＢＧ２１０だ
けを用いた。傾斜ＦＢＧの傾斜角度は、コアの光軸に直
角な線から５度とした。

【００６６】図７の波長と透過光の光量の関係を示す線
図、及び図８の波長と反射光の光量の関係を示す線図に
よれば、ＦＢＧ２２０では、波長１５４６．２０ｎｍ前
後を除く波長の光がほとんど全て透過し、波長１５４
６．２０前後の波長の光がほとんど全て反射されている
ことがはっきりと測定されている。

【００６７】図９の波長と透過光の光量の関係を示す線
図によれば、ＦＢＧ２１０では、波長１５４６．２０ｎ
ｍよりも長い波長側の光がほとんど全て透過しているこ
とがわかる。また、図１０の波長と反射光の光量の関係
を示す線図によれば、反射光のレベルが低下しているこ
とがはっきりと測定されている。

【００６８】図１１は、図９と図１０のデータを加算し
たものを百分率で示したものである。透過光と反射光の
エネルギーが保存されていれば、合計光量は全ての波長
領域でほぼ１００％になるはずであるが、波長１５４
６．０ｎｍ以下の領域でエネルギーが明らかに減少して
いることが分かる。光ファイバでは光エネルギーの吸収
は考えられないので、このことは光がファイバの導光部
分から反射光が放射されたことを意味する。

【００６９】図１３のフロー図を参照して、また適宜図
１を参照して、波長制御装置の一例を説明する。ＰＤモ
ジュール１２３から電線１５１を通して伝送される電気
信号は減算器３１２に導かれる。またＰＤモジュール１
２４から電線１５２を通して伝送される電気信号はゲイ
ン調整器３１１でゲイン調整された上で、参照信号とし
て減算器３１２に導かれる。減算された結果は、電線１
５３を通して制御装置１３１にフィードバックされる。

【００７０】制御装置１３１では、導かれた信号がゼロ
になるように光源１１０が発信するレーザ光の波長を調
節する。調節する波長は、ゲイン調整器３１１で与える
ゲインＫを定めることにより、所定の波長に設定するこ
とができる。即ち、図１の波長／ＰＤ出力線図（ｘ−ｙ
線図）に示すように、ＦＢＧ２１０を透過する光の光量
は、その特性に応じた傾斜を有している。

【００７１】仮に主信号としてロックしたい波長がｘ_０
であり、特性曲線上でｘ_０に対応するＰＤ出力がｙ_０で
あるとする。ある時点でのＦＢＧ２１０の透過光のＰＤ
出力がｙでありこれに対応する出力がｘであるとする。
ＰＤ１２４からの信号にはゲインＫを与えることによ
り、出力をｙ_０に設定する。ｙとｙ_０に差があると、減
算器３１２の出力ｙ−ｙ_０がゼロにならない。制御装置
１３１はこの差がゼロになるように、光源１１０から発
信される光の波長を調節する。このようにして、波長制
御装置としては光の波長を制御でき、またレーザ光発生
装置としては、所望の波長を安定的に発生することがで
きる。またＰＤ１２４からの参照光を用いるので、レー
ザダイオード（ＬＤ）１１１の発生するレーザ光の強さ
が多少変動したとしても、それを補償することができ
る。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ファイ
バグレーティングで反射された光をファイバの外部に逃
がすように構成されるので、レーザ光源に戻される反射
光を抑えることができる波長制御装置を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である安定波長レーザ光発
生装置を説明するフロー図である。

【図２】本発明の実施の形態に用いるファイバグレーテ
ィングの例を示す模式的断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に用いる光カプラの製造方
法を説明する正面図である。

【図４】図３で製造した光カプラの平面図である。

【図５】光ファイバのコアを伝送される光と反射光がク
ラッド中を伝送される様子を説明する断面図である。

【図６】光をファイバから逃がす構成を示したファイバ
の正面図と断面図である。

【図７】直角ＦＢＧの透過光と波長の関係の測定値を示
す線図である。

【図８】直角ＦＢＧの反射光と波長の関係の測定値を示
す線図である。

【図９】傾斜ＦＢＧの透過光と波長の関係の測定値を示
す線図である。

【図１０】傾斜ＦＢＧの反射光と波長の関係の測定値を
示す線図である。

【図１１】図９と図１０のデータを加算した合計光量と
波長の関係の測定値を示す線図である。

【図１２】図７〜１１のデータを得るための測定装置の
フロー図である。

【図１３】演算器の構成例を示すフロー図である。

【図１４】従来のレーザ光発生装置を示すフロー図であ
る。

【符号の説明】

１１０光源１１１レーザーダイオード１１２エネルギー供給装置１２１、１２２光カプラ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ａ’ 接着材１２３、１２４、１２５ＰＤモジュール１２６演算器１３１制御装置１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６光
ファイバ２１０傾斜ファイバグレーティング２２０非傾斜ファイバグレーティング３１１ゲイン調整器３１２減算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島泰蔵千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者坂井猛千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者小栗均千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内 (72)発明者久保寺憲一千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新規技術研究所内Ｆターム(参考） 5F073 AB28 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源からファイバで導かれたレー
ザ光を第一の光と第二の光とに分岐する光分岐手段と；
前記分岐された第一の光の中の所定の波長の光を透過
し、他の波長の光を反射するファイバグレーティング
と；前記第二の光を参照光として前記ファイバグレーテ
ィングを透過した光の光量の変化を検出する光量変化検
出手段とを備え；前記ファイバグレーティングで反射さ
れた光を前記ファイバの外部に逃がすように構成され；
前記検出された光量変化を前記レーザ光源にフィードバ
ックするように構成された；波長制御装置。
【請求項２】前記反射された光をファイバの外部に逃
がす構成は、前記ファイバグレーティングを構成するフ
ァイバの光軸に対して屈折率変化部が傾斜して設けられ
ていることである、請求項１に記載の波長制御装置。
【請求項３】前記ファイバグレーティングから前記レ
ーザ光源に向けた反射光を除去する反射光除去手段を備
える、請求項１または請求項２に記載の波長制御装置。
【請求項４】前記反射光除去手段は、前記ファイバグ
レーティングと前記レーザ光源との間の前記ファイバを
構成するクラッド層表面に設けられた高屈折率材料層で
ある、請求項３に記載の波長制御装置。
【請求項５】前記高屈折率材料層は、前記ファイバの
屈曲部外周側に設けられた、請求項４に記載の波長制御
装置。
【請求項６】前記光分岐手段は、２本のファイバのコ
アを融着して構成した光カプラであり、前記高屈折率材
料層は、前記ファイバの融着部近傍にある前記ファイバ
グレーティング側テーパー部分に設けられている、請求
項５に記載の波長制御装置。
【請求項７】前記反射光除去手段は、前記ファイバグ
レーティングと前記レーザ光源との間の前記ファイバを
構成するクラッド層に設けられたクラッド層を除去した
部分である、請求項３に記載の波長制御装置。
【請求項８】前記クラッド層を除去した部分は、コア
部を被覆するように残されたクラッド層を有する、請求
項７に記載の波長制御装置。
【請求項９】前記クラッド層を除去した部分は、除去
されたクラッド層に代えて高屈折率材料が充填されてい
る、請求項８に記載の波長制御装置。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれか１項
に記載の波長制御装置と；前記波長制御装置に供給する
レーザ光を発生するレーザ光源と；前記フィードバック
された光量変化に応じて、前記レーザ光源の発生するレ
ーザ光の波長を調節するコントローラとを備える；安定
波長レーザ光発生装置。