JP2000009941A

JP2000009941A - 短いフィルタを備えた光ファイバ―

Info

Publication number: JP2000009941A
Application number: JP11154115A
Authority: JP
Inventors: Isabelle Riant; イザベル・リアン; Pierre Sansonetti; ピエール・サンソネツテイ
Original assignee: Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-01-14
Also published as: FR2779239A1; DE69933611T2; EP0962790A1; DE69933611D1; FR2779239B1; US6292606B1; EP0962790B1

Abstract

(57)【要約】【課題】減衰スペクトル帯域を平滑化するためにフィ
ルタセクションを短くし、選択度とは独立して平滑化に
より、フィルタリング信号をひずませないようにする光
ファイバーを提供する。【解決手段】ブラッグ格子フィルタを備え、ホトニッ
ク効果により屈折率を変えられる材料でドープしたファ
イバーコア（５）と、ファイバークラッド（４）とを含
み、長さが１ミリメートル未満、好適には０．７ｍｍで
あるフィルタセクションが、屈折率の変化が周期的で傾
斜している長手方向の格子を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーの伝
送スペクトルを変えるための周波数フィルタに関する。
本発明において、周波数フィルタは、フィルタ処理能力
を与えるために変えられた光ファイバーの一部に形成さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーフィルタの分野では、こう
した光ファイバーコアの幾つかのセクションでブラッグ
格子を形成することが既知である。ブラッグ格子は、フ
ァイバーの材料の屈折率を周期的に変えることによって
形成される。このような変化は、ファイバーコアのセク
ションに紫外線照射を行うことで得られる。露光により
引き起こされる屈折率の変化は、「光屈折効果」と称さ
れる。この効果は永久的である。このような光の照射に
より屈折率を変えられる材料の特性は、ここでは感光性
と呼ぶ。感光性の特徴は、現在の技術では、光ファイバ
ーのシリカマトリクスにおけるゲルマニウムの欠陥に結
びつけられる。また、ファイバーコアを感光性にする他
のドーピング剤も用いることができる。ゲルマニウムの
長所は、それが通常、光ファーバーのコアに存在するこ
とにあるが、これはゲルマニウムが、コアを包む光クラ
ッドに対してファイバーコアの屈折率を増すことができ
るからである。このような屈折率の増加は屈折率ステッ
プともいわれ、ファイバーコア内で光信号をガイドする
役割をする。

【０００３】光ファイバーを製造する際には、ドーピン
グの有無に関係なく、異なるシリカ層が管の内部に順次
堆積され、これらの層が管の内壁に貼り付いて、光ファ
イバーを構成する様々な層を順に構成していく。このよ
うに形成されるプレフォームの直径は、ファイバーの直
径を同じ割合でずっと大きくしたものである。次いで、
プレフォームの加熱と線引きとによりファイバーが得ら
れる。

【０００４】ブラッグ回折格子を得るためには、フィル
タの役割を果たすファイバーコアの一セクションに、選
択的かつ周期的に紫外線を照射する。この照射によっ
て、永久的に屈折率を局部的に変化させられる。こうし
た変化は、コアにおけるゲルマニウム原子結合の化学的
および構造的な変化に関連する。このような変化によっ
て生じるファイバーコアの屈折率の値の変動は、千分の
いくつかに達することがある。

【０００５】この時、格子は、減衰フィルタをなすセク
ションに沿って屈折率の変調として現れる。

【０００６】一般に、格子の屈折率の変化が光ファイバ
ーの軸に垂直であるとき、フィルタにより伝送されない
光の量は、共振条件により決定されるブラッグ波長で最
大になる反射により、光ファイバーコアに沿って反射さ
れる。物理的には、前方方向に伝播する基本モードと反
対方向に伝播するモードとの結合を行う。

【０００７】露光されるセクションの長さ、このセクシ
ョンに沿った屈折率変化の周期、および屈折率変化の強
弱の性質（変化の場所における屈折率の変動の強弱に左
右される）に応じて、伝送特性すなわち、帯域幅、フィ
ルタの中央周波数、および得られる減衰度をそれぞれ変
えることができる。

【０００８】光により誘導される屈折率の変動が大きい
場合には、同様に、短い波長で基本モードがクラッドモ
ードへ結合される。これは、Ｅ．ＤＥＬＥＶＡＱＵＥ他
の文献「Optical fiber design for strong gratings p
hoto-imprinting with radiation mode suppression」
（ＯＦＣ学術会議、サンディエゴ９５、ＰｏｓｔＤｅ
ａｄｌｉｎｅ５）によれば、コア近くのクラッドの一部
にゲルマニウムをドーピングすることにより回避でき
る。さらに、フッ素の共ドーピング剤を、クラッドに付
加して屈折率ステップを回復する。

【０００９】特定の用途では、このようなフィルタによ
り、非常に長距離の光リンクに沿って使用される増幅器
の利得の平坦性の欠陥を補正しようと試みた。事実、特
に海底の行程を通る非常に長い距離において、光ファイ
バーにおける波の１キロごとの減衰は、光増幅器を所々
に配置しなければならないほどである。残念ながら、こ
れらの増幅器は、伝達される周波数帯の周波数成分の幾
つかを一貫してより増幅するという欠点を持っている。

【００１０】ＷＤＭ（波長分割多重、Ｗａｖｅｌｅｎｇ
ｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）型
のリンクでは、様々な周波数を持つ光搬送波により様々
なチャンネルを搬送してシステムの全体容量およびモジ
ュール性を増やすが、上記の現象は、このようなリンク
で光増幅器を使用するだけにますます妨げになる。光増
幅器で起こるこの現象を考慮すると、これを定期的に補
正しない場合、先に述べた増幅は致命的な欠陥となるで
あろう。こうした用途では、特に、エルビウムドープの
光ファイバー増幅器の利得を平坦化することが重要であ
る。もちろん他の用途も検討できる。

【００１１】従って、このタイプのブラッグ格子フィル
タは、フィルタ処理が関与する成分に対して増幅信号の
部分的な反射装置として作用するという欠点を有する。
そのため、これらの周波数を持つ光信号の一部は、反射
により光増幅器に戻される。その結果、増幅器のセクシ
ョンでは、フィルタにより反射された信号が戻って干渉
するばかりでなく、ファイバーにより後方散乱した信号
がラインに送り返されて、伝送特性を劣化することにな
る。

【００１２】この反射を避けるために、特にＲ．Ｋａｓ
ｈｙａｐ、Ｒ．ＷｙａｔｔおよびＲ．Ｊ．Ｃａｍｐｂｅ
ｌｌによる文献「Wideband gain flattened erbium fib
er amplifier using a photosensitive fiber blazed g
rating」（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、
１９９３年１月２１日、第２９巻第２号１５４−１５６
頁）の中で、屈折率変調ゾーンを示す縞（fringe）を傾
斜するという原理が考慮された。この原理は、２４４ｎ
ｍの波長で周波数を倍にしたアルゴンレーザ源から送る
２つのビームを干渉させ、この２つのビームの露光二等
分線に対してフィルタの役割をするセクションの法線を
傾斜させることにより実施できる。また、主に２つの回
折次数＋１および−１と、非常に弱いゼロ次数を発生す
る位相マスクを用いることもできる。上記の文献では、
傾斜は例えば８度である。傾斜の長所は、反射をなくす
ことができることにある。実際、この傾斜は、前方方向
に伝播する基本モードを反対方向の放射モードと結合す
るという効果がある。これらの放射モードは、クラッド
により非常に速く吸収されるので、クラッドモードと呼
ばれている。こうした色々なクラッドモードにおける周
波数成分全体のスペクトルエンベロープは、光増幅器の
利得を補正するために用いられるフィルタの特徴として
使用することができる。

【００１３】この技術が持つ欠点は、フィルタの選択度
にある。実際に、通信の標準ファイバーを用いると、た
とえば、屈折率の変化が傾斜したブラッグ格子を持つこ
のようなフィルタでは、フィルタのスペクトル帯域が２
０ｎｍ未満のものは得られない。理論上は、フィルタの
帯域幅を減らすためにコアの直径を調整することができ
る。かくしてフィルタは、コアの直径をもっと大きくし
て、たとえば３μｍの代わりに９μｍにすると、より選
択的になる。しかし、こうした直径の増加は限られたも
のである。しかも直径を増加すると、特に、コアの直径
が大きいファイバーと直径が標準であるファイバー（既
に約９μｍ）との間に適合セクションを設けなければな
らないという不都合が生じる。これらの適合は実現が困
難である。

【００１４】所望の目的に応じて、クラッドモードによ
る減衰は改良されるが、フィルタの帯域幅を狭めるため
に、もはや格子の長さを使えなくなる。事実、角度が小
さければ小さいほどフィルタは選択的になるが、同時に
直交する縞で起こるタイプの反射による残留放出量がよ
り大きくなる。反対に、角度が傾斜していればいるほ
ど、こうした反射現象は感じられなくなるが、フィルタ
の帯域幅は大きくなり、すなわち選択的でなくなる。い
ずれの場合にも得られる妥協が満足のいくものではな
く、これを改善することが求められる。

【００１５】このタイプのフィルタの第２の問題は、フ
ィルタ処理を実施した有効帯域に隣接する低周波数帯域
における、フィルタ処理の二次のフィルタピークすなわ
ちリバウンドに関する。このリバウンドは、基本モード
における上記の残留反射によるものである。最初のうち
は、既知の光増幅器のスペクトル帯域が制限されてお
り、こうしたフィルタ処理のリバウンドがその外にある
ので、リバウンドは邪魔ではない。だが、そのときにも
弱いリバウンドでなければならない。しかしながら、他
の用途、特に地上の用途では、有効帯域における様々な
成分を減衰するためにフィルタを選択的に用いることに
なる。従って、このリバウンドのスペクトル位置もまた
有効帯域にある。こうした他の用途では、フィルタ処理
のリバウンドは有害である。

【００１６】第３に、スペクトルの減衰は、実際には様
々なスペクトル成分を持つ減衰エンベロープにすぎない
ことを先に述べた。これは、このエンベロープの内部で
スペクトル成分が有効にフィルタ処理される一方で、他
のスペクトル成分はそれほど有効にフィルタ処理され
ず、さらには全く処理されないことを意味する。これは
クラッドモードの離散化によるものである。こうした状
況において、フィルタ処理エンベロープは、フィルタ処
理が行われない周波数ギャップにより互いに隔てられた
比較的狭い帯域の離散フィルタの組み合わせに対応す
る。従って、このようなフィルタは、光増幅器の利得を
適正に均質化するために用いることはできない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、第３の問
題を解決し、フィルタ処理した帯域でフィルタによりも
たらされる減衰を平滑化した。平滑化は、フィルタの長
さを短くすることにより行っている。たとえば、フィル
タを平滑化する場合に、フィルタ処理セクションの長さ
は１ｍｍ未満とし、好適には０．７ｍｍでなければなら
ない。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、ブ
ラッグ格子フィルタを備え、ホトニック効果により屈折
率を変えられる材料でドープしたファイバーコアと、フ
ァイバークラッドとを含み、セクションの長さが１ミリ
メートル未満であるファイバーセクションが、屈折率の
変化が周期的で傾斜している長手方向の格子を形成する
光ファイバーを目的とする。

【００１９】本発明は、以下の説明を読み、添付図面を
参照すれば、いっそう理解されるだろう。これらは例と
して挙げられているのであって、本発明を限定するもの
ではない。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、光ファイバーのプレフォ
ーム１を示す。プレフォーム１は第１の円筒２を含み、
この円筒は、円筒形の内リング３と円筒形の外リング４
に囲まれている。第１の円筒と内リングおよび外リング
は、光ファイバーを線引きにより形成する場合、ファイ
バー内にある様々な材料層となる。円筒２と内リング３
および外リング４との径方向の寸法は、光ファイバーを
線引きにより製造する場合には、このファイバーの対応
部分を同じ割合でずっと小さくしたものである。実際、
それぞれ層２または３とに対応するファイバーのコアと
クラッドは、各々が複数の層から構成される。かくして
層２および３は、プレフォームを形成するにつれて様々
なドーピング剤でドープされる。

【００２１】図２は、ファイバーコア５の内部で、屈折
率格子とも称される屈折率が変わる格子を形成するため
に使用可能な、感光性材料の好適な露光方法を示してい
る。先行技術のファイバーでは、ファイバーコア５は、
円筒２の製造時にゲルマニウムでドープされる。このゲ
ルマニウムは、露光時に、フィルタセクション６に対応
する長さにわたって、コヒーレントなレーザー源から送
られる互いに傾斜した２個のレーザビーム７、８が発生
する照射を受ける。レーザビームがなす角度の二等分線
９は、コア５の軸１０にほぼ垂直に配向される。引例に
記載されているように、レーザビーム７、８は、２４４
ｎｍの波長で周波数を倍にしたアルゴンレーザから送る
ことができる。この引例の開示によれば、二等分線９の
法線に対して方向１１または１２に軸を傾斜させること
によって、干渉縞、従って屈折率変化の格子が傾斜して
現れるようにすることができる。図２では、傾斜したデ
ィスクのエッジ１３を概略的にかつ断面で示した。実際
には、変化の割合は、最小と最大の間で各縞間で徐々に
変わる。実際にはディスクがあるわけではないが、図は
適切である。

【００２２】変形実施形態では、位相マスクを持つ装置
によって、屈折率が傾斜した格子も形成することができ
る。

【００２３】直径ｄが９マイクロメートルのコア５を製
造することが知られている。つまり、米国ニューヨーク
のコーニング社の標準ファイバーＳＭＦ−２８は、この
ような直径を持つ単一モードファイバーである。内リン
グ３と外リング４とを用いて、こうしたファイバーのク
ラッド管アセンブリを形成する。特に上記の実施形態で
は、このアセンブリの外径Ｄは約１２５〜１３０マイク
ロメートルである。

【００２４】本発明によれば、コア５の製造に用いられ
る材料２をゲルマニウムでドープすることだけでなく、
クラッドを構成する材料３も同様にゲルマニウムでドー
プした。従って、露光時には縞１６がコア５だけでなく
クラッド３にも広がる。ここでもまた、図２の下部は概
略的であり、縞はディスクではない。

【００２５】こうした屈折率の変化が広がるセクション
１７は、露光の大きさに依存する。セクションは一定の
長さＬを有する。様々な屈折率変化の最大値の差は、干
渉縞に対応する空間Λ（約０．５マイクロメートル）を
占有する。このような周期は、赤外線波長（約１．５μ
ｍ）のフィルタを得ることを可能にする。屈折率変化の
強度は、２つのレーザビーム７、８のパワー、露光時
間、およびゲルマニウムの濃度に関連する。これらの大
きさは、セクション１７からなるフィルタを調整するの
に有効なパラメータである。

【００２６】図３の曲線１８は、エルビウムドープ光フ
ァイバーをベースとする光増幅器（ＥＤＦＡ）の有害な
影響を、幾つかの誇張も交えて概略的に示している。こ
のような光増幅器が有効であるのは、そのスペクトル帯
域が広く、光伝送において有効な波長に中心が合わせら
れているからである。しかしながら、こうした光増幅器
は、スペクトルの他の場所の増幅２０に比べて、スペク
トルの一定の場所で過度の増幅１９を発生させるという
欠点がある。こうした過度の増幅１９は、これらの増幅
器から送られる波の伝播に介在するフィルタによって調
整しなければならない。

【００２７】曲線２１は、図２の下部によって示されて
いるように構成されたフィルタセクション１７の設置に
より得られるフィルタを概略的に示している。フィルタ
の特徴は、その特徴周波数ｆ０、フィルタが課す選択的
な減衰の強度Ａ、および帯域幅Ｂである。一般にｆ０は
Λに依存し、Ａはファイバーに導入された感光性材料の
変化の割合に依存する。変化が直交する従来のブラッグ
回折格子の場合、Ｂはセクション１７の長さＬに依存す
る。長さＬが長くなればなるほど帯域幅Ｂは狭くなる。

【００２８】従来技術では、屈折率の変化が直交する一
般のブラッグ回折格子の場合、セクション６の長さまた
はセクション１７の長さを延長して、フィルタの選択度
を改善することが知られていた。本発明では反対に、フ
ィルタセクションの長さを短くして、この長さを１ｍｍ
以下にする。好適な最適の実施形態では、フィルタセク
ションを０．７ｍｍ±２０％にしなければならないこと
を示す。

【００２９】本発明で用いられる現象は以下のようなも
のである。波長λが周期Λの整数倍である離散放射モー
ドと基本モードを結合することにより、フィルタは、離
散フィルタの組み合わせから構成される。換言すれば、
曲線２１はフィルタの応答曲線ではないが、最大フィル
タ処理のエンベロープである。各離散フィルタは、比較
的狭い帯域幅を有する。これらのフィルタの各々の帯域
を広げるために、本発明ではフィルタの長さを減らして
いる。この場合、各離散フィルタのスペクトルは拡大す
る。それらは互いに部分的に重なり合う。この結果、エ
ンベロープ曲線２１は、フィルタの応答曲線になる。曲
線２１にはもはや振動がない。

【００３０】図４ａ、図４ｂは、１５５０ｎｍから１５
６６ｎｍの有効帯域におけるフィルタ処理グラフを示し
ており、フィルタセクションの長さはそれぞれ０．７ｍ
ｍと１．２ｍｍである。平滑化は０．７ｍｍの方が優れ
ていることがはっきりと分かる。図４ｂの場合には過度
の振動が認められ、平滑化は適切ではない。

【００３１】図５ａ、図５ｂは、本発明の改良によるフ
ァイバーで実施される屈折率プロフィルと感光性プロフ
ィルをそれぞれ示している。ファイバーコア５の中心に
ある中央の横座標０に対して、横座標の両側に約４マイ
クロメートルの地点にコア５の直径の端が認められ、ま
た横座標の約２０マイクロメートルの地点にクラッド３
の直径の端が認められる。屈折率プロフィルは、約０．
５％のステップΔｎを示すように構成される。こうした
屈折率プロフィルは、ファイバーコアにおける主要な単
一の光モードの伝播を行うために必要である。屈折率プ
ロフィルは、このような屈折率の増加特性を有する材料
でファイバコアをドープすることにより得られる。一般
にドーピングはゲルマニウムで行う。同じく屈折率を増
すために燐を用いることも可能である。

【００３２】ゲルマニウムの感光性を使用できるのは、
屈折率が変化する格子を構成するために、露光により化
学結合と構造を変えられるからである。かくして屈折率
は、セクション１７に沿って、δｎの変動に従って徐々
に、また周期的に縞同士で変化していく。変動δｎはΔ
ｎの一部である。

【００３３】図５ｂは、ファイバー本体の全部または一
部、つまりコア５とクラッド３の一部とにおける改良で
感光性プロフィルが広がったところを示す。好適には、
感光性プロフィルをクラッド層全体に広げた。この好適
な実施形態ではクラッド層を２０μｍとした。それによ
ってフィルタ処理の幅９〜１０ｎｍを得ることができ
た。クラッド層３の内部における広がりを制限すること
もできるであろう。クラッド３の全部または一部で広が
り幅を調整することによって、実際にフィルタの選択度
を調整する。他の条件によって、フィルタ処理の幅をさ
らに制限することも可能であろう。

【００３４】実験によって、この構成は、所望の用途に
適合させるためにフィルタのフィルタ処理帯域幅Ｂを調
整できることを示した。たとえばこの用途が、図３に示
したような増幅に関するものである場合、約８〜９ｎｍ
のフィルタの周波数帯域幅Ｂにより、過度の増幅１９を
補正することができる。所望の帯域幅Ｂによって、所望
の結果に到達するように、クラッドのドーピング部分３
を厚くするか薄くする。

【００３５】ゲルマニウムでファイバークラッドをドー
ピングすると、コア５におけるように、この外部層で屈
折率プロフィルを変えられる。通常は、０〜１１重量％
の割合でコアをゲルマニウムでドーピングする。クラッ
ド３を同様に構成すると、屈折率プロフィルはもはや、
コア５をこのクラッド３から適切に画定することができ
ない。ファイバーはもはや、主要波を適切に伝播するこ
とができなくなる。

【００３６】この問題を解消するために、本発明では、
クラッド３をフッ素でドーピングするようにしている。
フッ素は、屈折率に関してゲルマニウムと反対の影響を
持つ。フッ素は、屈折率を増すのではなくて減らすので
ある。クラッドにおいてフッ素とゲルマニウムの量を補
正することにより、図５ａで示したものに適合する屈折
率プロフィルが保持され、一方で感光性プロフィルはゲ
ルマニウムドープの存在により図５ｂのプロフィルに留
まる。このような状況において、クラッド３の全体また
は一部に屈折率の格子が延びる図２の下部に示したよう
な、フィルタ処理セクションＬを実際に製造することが
できる。

【００３７】かくして本発明では、コアの半径を想定上
５倍にすることができた（４μｍから２０μｍへ移
行）。従ってフィルタは、受け入れられる長さを保持し
ながら、より選択的になる。

【００３８】図６ａは、改良の例として、光ファイバー
で実施することが必要な屈折率プロフィルを示す。かく
してファイバーのコア５は、たとえば１．４４８〜１．
４５２の値の屈折率ｎ＋に達するようにドープされる。
クラッド３の内部２２では（好適な実施形態において、
内部２２はクラッド全体に対応する）、クラッドを構成
するのに用いる材料をゲルマニウムとフッ素（または同
じ効果を持つ他のドーピング剤）でドープした。望まれ
る効果は、シリカガラスの通常の屈折率を変えることに
ある。たとえば、これによって光ファイバーのクラッド
３の内部２２で約１．４４０〜１．４４６の屈折率ｎ−
を有するようにすることができる。コア５とクラッド３
の境界でこのように構成された屈折率ステップ２３は、
ｎ＋ −ｎ−になる。クラッド３の直径がたとえば２０
μｍと大きい場合、この屈折率ステップが単一モードに
よる伝播に必要な屈折率ステップであるとみなすことが
できる。次に、本発明のフィルタを改良するために、こ
れらのファクターがどのように介在するかについて説明
する。特に、フィルタの帯域幅の制約を満たすためにゲ
ルマニウムでドープしたクラッド部分の直径を選択した
後で、フィルタ処理エンベロープができるだけ平滑化す
るように最適な屈折率ステップΔｎの値を求めた。たと
えばコアの直径が８μｍの場合、５×１０^−３の屈折率
ステップ（１．４４９−１．４４４）が最もよく適合し
た。クラッドの様々なドーピング剤は、ゾーン２２でこ
のステップを調整するために用いられる。

【００３９】図６ｂは、ファイバーで実施される感光性
プロフィルを示す。こうした感光性プロフィルは１に標
準化される。この標準値は、ファイバーの様々な場所に
配分された感光性のドーピング材料の所定の濃度、なら
びに感光性材料を露光するためのファイバー全体に共通
の方法に対応する。従って図６ｂは、ファイバーの各部
分における感光性ドーピング材料の濃度をまとめて示し
ている。この図は、感光性の逆転を示しており、ファイ
バーの外部は、内部よりも感光性が高い。

【００４０】図２の上部に示された従来技術では、ファ
イバーコアのために用いられる材料２だけが感光性の材
料でドープされた。これは、たとえば図６ｂの破線２
４、２５、２６により示されている。これらの破線は、
ドーピング剤（ゲルマニウム）の濃度レベルと、ドーピ
ング剤を導入した場所（コア５の中央の両側４μｍの地
点）の境界を横座標で示している。本発明では主に、フ
ァイバーの内部、ここではたとえばコア５が、外部、た
とえばクラッドの内側の層２２の感光率よりも小さい感
光率（従って屈折率が変化しうる感光性材料の濃度）を
有するという特徴を持つ、感光率ステップ２７を形成す
る。このため感光率プロフィルは逆転する。

【００４１】ステップ２７は、そのとき感光性材料がク
ラッドの層２２に存在することを意味する。屈折率のス
テップ２３がコア５を超えて移動しないようにするため
に、クラッドの層２２において、屈折率に対する感光性
材料のドーピングの影響を、この観点から反対の効果を
持つ材料、たとえばフッ素でドーピングすることにより
補正する。このような状況では、ステップ２７は、クラ
ッドの部分２２の矢印２８、２９に従ってステップ２３
を超えて（対称に）移動できる。従って、たとえゲルマ
ニウムドープの境界２７がコアとクラッドの移行の場所
２３に配置されていなくても、屈折率ステップ２３が同
じ場所に保持されるので、光ファイバーの適切なガイド
機能を妨げはしないであろう。

【００４２】感光性が逆転したステップ２７をクラッド
３に移動するよりも、外部、特に外リング３０で感光材
料の設計上の濃度を有するが、コア５の中央部３１では
感光性材料が不足しているか、さらには全くないファイ
バーコア５を構成することができる。実際には、図１の
コアの材料２およびクラッドの材料３は、異なる材料で
構成可能な同心リングとしてそれ自体が構成されるの
で、このような構成を得るのは難しくはない。従って、
ここでは本発明の特徴は、コア５の中央部３１が、屈折
率ステップ２３に貢献するが、この部分の感光率には貢
献しないか、またはそれほど貢献しないドーピング剤
（たとえば燐）を備えることにある。

【００４３】２つの技術を組み合わせることによって、
感光率のステップは、２個の感光率ステップ２７、３２
に代えることさえできる。この場合、感光性プロフィル
は段状３３になる。相対的な感光率ｘ、ｙならびにステ
ップ２７、３２の横座標は、フィルタの各パラメータの
広大な調整および選択領域を可能とすることができる。
図６ｂではｙが０であるが、必ずしもそうでなくてもよ
い。図６ｂの逆転を形成することにより、フィルタの主
要モードの残留反射のリバウンドを除去するという所望
の結果に到達する。

【００４４】図７ａは、屈折率の変化が３度傾斜したフ
ィルタに対して、フィルタセクションの長さＬが０．７
ｍｍに等しい一方で、感光率は従来のままにしたフィル
タ処理の特性曲線を示している（クラッドのコアにおけ
る設計上の感光性２４）。この場合、フィルタ処理は、
減衰ピーク３４から得られる。この減衰ピークは、ここ
では１５５８．２ｎｍの波長にほぼ対応する中央周波数
でクラッドモードに主要モードを結合することによって
生じる。

【００４５】図７ａは、所望のピーク３４に加えて、こ
のように構成されたフィルタが、約１５６２．２ｎｍの
ｆ０に中心を合わせた基本モードで反射３５を引き起こ
している。減衰３４は所望されるが、ピーク３５は有害
である。その場合には、減衰３５の周波数が所定の用途
に対して伝送帯域の真ん中に配置されるだろう。この場
合、不都合な減衰３５の介在は致命的な欠陥となってし
まう。

【００４６】図７ｂでは、本発明により得られる主な改
善効果を示した。すなわち反射ピーク３５がなくなって
いる。しかも、このようなフィルタによるフィルタ処理
の利得は、０．７ｄＢとなるが、図７ａのフィルタでは
４ｄＢに達する。従って本発明では、強い減衰が必要な
場合には、複数のフィルタ処理セクション１７をファイ
バーに並置し、これらの間隔を互いに十分に離し、各セ
クションがフィルタ処理の平滑化の役割をするようにし
ている。

【００４７】本発明の他の改良実施形態によれば、幾つ
かの製造パラメータを保持してフィルタのフィルタ処理
帯域の端の低周波数側に配置される基本反射モード３５
をなくしたい場合に、到達する最適条件があることが分
かった。

【００４８】本発明では、パラメータｎ＋、ｎ−、ｘ、
ｙ、横座標のステップ２７または３２がどのようなもの
であろうとも、また設計上の濃度（設計レベル１）に対
応するドーピング剤および所定の屈折率変化度がどのよ
うなものであっても、最適条件の獲得が毎回可能である
ことを示すことができた。

【００４９】ファイバーのパラメータの選択方法は次の
ようになる。まず第１に、フィルタ処理帯域幅の制約を
満たすためにゾーン２２の幅を選択する。次に、ほぼ対
称なフィルタになるように屈折率ステップΔｎを選択す
る。その後で、リバウンド３５を除去するために逆転の
深さを調整する。最後に、平滑化を完全にするためにセ
クション１７の長さを選択する。かくしてスペクトル幅
が９ｎｍの非反射減衰フィルタは、厚さ２０μｍの感光
性のクラッドを持つファイバーにおいて傾斜が３度の屈
折率格子で構成することができる。最適条件は、５×１
０^−３の屈折率ステップのフィルタの形態で見つけるこ
とができた。次に、感光性プロフィルに関しては、基本
モードにおける反射を減らすように最適条件が見つけら
れた。この最適条件は、コアとクラッドとの感光性の比
が２０％である。所望の他のフィルタ処理機能の場合に
は、この比は１０％〜６０％の範囲にある。

【００５０】従って図７ｂは、図６ｂの場合に対応し、
ここではゾーン３１がなく、ｘの値は２０％である。こ
の実施形態では、クラッドのゲルマニウム濃度が約５重
量％である。従って、ファイバーコア５全体では１重量
％になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバーフィルタを形成するため
に使用可能な光ファイバーのプレフォームを示す図であ
る。

【図２】本発明の光ファイバーをそのフィルタ処理機能
のために準備するのに使用可能な方法を示す図である。

【図３】特定の用途におけるエルビウムドープファイバ
ーを持つ光増幅器の増幅欠陥と、本発明のフィルタによ
り実施される修正を示す周波数グラフである。

【図４ａ】波長が０．７ｍｍのフィルタセクションを示
すフィルタ処理グラフである。

【図４ｂ】波長が１．２ｍｍのフィルタセクションを示
すフィルタ処理グラフである。

【図５ａ】本発明の光ファイバーフィルタのコアおよび
クラッドの屈折率プロフィルを示す図である。

【図５ｂ】本発明の光ファイバーフィルタのコアおよび
クラッドの感光性プロフィルを示す図である。

【図６ａ】本発明で好適に実施される屈折率プロフィル
を示す図である。

【図６ｂ】本発明の光ファイバーで得られる感光性プロ
フィルを示す図である。

【図７ａ】従来の感光率におけるフィルタ特徴曲線を示
す図である。

【図７ｂ】本発明により得られる効果を示す図である。

【符号の説明】

１プレフォーム２円筒３内リング４、３０外リング５コア６フィルタセクション７、８レーザビーム１０コアの軸１３ディスクのエッジ１６縞２２クラッド内部２３屈折率のステップ２７、３２感光率のステップ３４減衰ピーク３５基本反射モード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラッグ格子フィルタを備え、ホトニッ
ク効果により屈折率を変えられる材料でドープしたファ
イバーコア（５）と、ファイバークラッド（１４）とを
含み、長さが１ミリメートル未満であるファイバーのセ
クションが、屈折率の変化が周期的で傾斜している長手
方向の格子を形成する光ファイバー。
【請求項２】ファイバーのセクションの長さが０．７
ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の
ファイバー。
【請求項３】ファイバークラッドは、ホトニック効果
により屈折率を変えられる材料でドープされ、ファイバ
ークラッドのこの材料もまた、屈折率の変化が周期的で
傾斜した長手方向の格子に変わることを特徴とする請求
項１または２に記載のファイバー。
【請求項４】ファイバーコアおよびまたはファイバー
クラッドのドープ材料はゲルマニウムであり、この材料
の選択的な露光（７、８）により屈折率が変えられるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の
ファイバー。
【請求項５】ファイバークラッドの材料は、屈折率修
正材料によりドープされることを特徴とする請求項１か
ら４のいずれか一項に記載のファイバー。
【請求項６】ファイバーの内側部分の感光率は、好適
には約２０％の割合で、この内側部分の外側の外側部分
の感光率よりも小さいことを特徴とする請求項１から５
のいずれか一項に記載のファイバー。
【請求項７】内側部分および外側部分は、それぞれフ
ァイバーコアとファイバークラッドとに配置されること
を特徴とする請求項６に記載のファイバー。
【請求項８】内側部分および外側部分は、ファイバー
コアに配置されることを特徴とする請求項６または７に
記載のファイバー。