JP2000028835A - Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating - Google Patents

Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating

Info

Publication number
JP2000028835A
JP2000028835A JP10192860A JP19286098A JP2000028835A JP 2000028835 A JP2000028835 A JP 2000028835A JP 10192860 A JP10192860 A JP 10192860A JP 19286098 A JP19286098 A JP 19286098A JP 2000028835 A JP2000028835 A JP 2000028835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grating
mask
optical fiber
lattice
chirp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10192860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Imamura
一雄 今村
Tadahiko Nakai
忠彦 中井
Takahide Sudo
恭秀 須藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP10192860A priority Critical patent/JP2000028835A/en
Publication of JP2000028835A publication Critical patent/JP2000028835A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to easily form chirped fiber grating having an arbitrary wavelength characteristic by using the same phase mask. SOLUTION: N pieces of grating stripe 53-1 to 53-N constituting a phase grating 52 of the mask are arrayed in such a manner that the X-direction spacings in a Y-direction top end side position are constant at a small set value and that the X-direction spacings in a Y-direction bottom end side position are constant at a large set value. The optical fibers 1 which are the objects for formation of the chirp gratings are extended in the X-direction and are intersected with the respective grating stripes. The optical fibers are so arranged as to pass the first grating stripe portion 54-1 between the first grating stripe 53-1 and second grating stripe 53-2 at the left end. Only the first grating stripe portions are irradiated with a UV laser beam. Next, the optical fibers are moved in parallel in the Y-direction and are so positioned as to pass the second grating stripe portion 54-2 between the second grating stripe portion 53-2 and the third grating stripe 53-3. Only the second grating stripe portion is irradiated with the UV laser beam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのコア
に対し縞状に屈折率に差をつけた回折格子(グレーティ
ング)が書き込まれたものであって、その格子縞のファ
イバ軸方向に対する格子ピッチを順次異ならせたチャー
プグレーティング(Chirped Fibre Grating)を簡易に
作成するために用いられるチャープグレーティング作成
用マスク及びチャープグレーティング作成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber in which a diffraction grating (grating) having a refractive index difference is written in the form of a stripe in a core of an optical fiber, and the grating pitch of the grating stripe in the fiber axis direction. The present invention relates to a chirp grating creation mask and a chirp grating creation method used for easily creating a chirped grating (Chirped Fiber Grating) in which the chirp gratings are sequentially changed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ファイバグレーティングとし
て光ファイバのコアに対しグレーティングを2光束干渉
法もしくは位相マスク法等により作成する方法が知られ
ている(例えば特開平6−235808号公報、特開平
7−140311号公報、特許第2521708号公報
参照)。上記位相マスク法は、図10に示すような均一
な格子ピッチ(マスクピッチ)の位相格子520aが形
成されたマスク500aを用いるものであり、このマス
ク500を光ファイバに被せた状態で紫外レーザ光を照
射することによりその光ファイバのコアの該当個所に光
誘起屈折率変化を生ぜしめ、これにより、上記コアに対
しファイバ軸方向に上記位相格子の均一ピッチに対応し
た周期的な屈折率変調縞を形成(書き込み)するように
したものである。そして、このようなファイバグレーテ
ィングは屈折率変調縞の周期や変調形状を変化させるこ
とにより、フィルタ,分波器、分散補償器、ファイバレ
ーザーミラー,温度センサ等の用途への応用が考えられ
ている。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a fiber grating, there has been known a method of forming a grating on a core of an optical fiber by a two-beam interference method or a phase mask method (for example, JP-A-6-235808, JP-A-7-235808). No. 140311 and Japanese Patent No. 2521708). The phase mask method uses a mask 500a on which a phase grating 520a having a uniform grating pitch (mask pitch) as shown in FIG. 10 is formed. Irradiates a light-induced refractive index change at a corresponding portion of the core of the optical fiber, thereby producing a periodic refractive index modulation fringe corresponding to the uniform pitch of the phase grating in the fiber axis direction with respect to the core. Is formed (written). Such a fiber grating is considered to be applied to applications such as a filter, a duplexer, a dispersion compensator, a fiber laser mirror, and a temperature sensor by changing a period and a modulation shape of a refractive index modulation fringe. .

【0003】また、上記ファイバグレーティングの一種
として、上記屈折率変調縞の周期をファイバ軸方向に順
次増大もしくは低減させて屈折率変調縞の間隔がファイ
バ軸方向で異なるようにしたチャープグレーティングが
知られている(電子通信情報学会論文誌C−1,Vol.J8
0-c-1,No.1,1997年1月,32〜40頁参照)。
このようなチャープグレーティングは、図11に例示す
るようなチャープ型位相マスク500bを用いて作成さ
れる。このマスク500bは互いに直交するX方向及び
Y方向の内のX方向に対し始端(同図の左端)の格子縞
530から終端(右端)の格子縞530に至るまでのマ
スクピッチが図10のものと異なり順次増大するような
位相格子520bが形成されたものである。そして、こ
のようなマスク500bを介して光ファイバに対し紫外
レーザ光を照射することにより上記マスクピッチに対応
する周期の屈折率変調縞、すなわち、チャープグレーテ
ィングが書き込まれることになる。なお、上記の図はそ
のマスクピッチの単位がμmオーダーのものであるた
め、イメージ図として示したものであり、各図に示す1
本の格子縞530は例えば10本の格子縞毎に代表して
示したものである。従って、図11にマスクピッチがX
方向に異なる格子縞を示したものは、等間隔のマスクピ
ッチの10本を1単位として1本の格子縞530として
図示し、その1単位毎にX方向のマスクピッチが変化
(増大)するものである。このようなマスクの一例とし
ては、1mm厚程度の石英ガラス板の片面に格子縞とし
て微小幅の線状溝を上記の如くμmオーダーのマスクピ
ッチで多数本形成したものが挙げられる。
As one type of the fiber grating, there is known a chirp grating in which the period of the refractive index modulation fringes is sequentially increased or decreased in the fiber axial direction so that the intervals between the refractive index modulation fringes are different in the fiber axial direction. (IEICE Transactions on Communications C-1, Vol.J8
0-c-1, No. 1, January 1997, pp. 32-40).
Such a chirp grating is created using a chirp type phase mask 500b as illustrated in FIG. This mask 500b is different from that of FIG. 10 in the mask pitch from the grid stripe 530 at the start end (left end in the figure) to the grid stripe 530 at the end (right end) in the X direction of the X direction and the Y direction orthogonal to each other. The phase grating 520b is formed so as to increase sequentially. Then, by irradiating the optical fiber with ultraviolet laser light through such a mask 500b, a refractive index modulation fringe having a period corresponding to the mask pitch, that is, a chirp grating is written. Note that the above figures are shown as an image diagram because the unit of the mask pitch is on the order of μm, and the figures shown in FIG.
The grid pattern 530 is representatively shown for every 10 grid patterns, for example. Therefore, FIG.
The grid stripes having different directions in the direction are shown as one grid stripe 530 with 10 equally spaced mask pitches as one unit, and the mask pitch in the X direction changes (increases) for each unit. . An example of such a mask is a quartz glass plate having a thickness of about 1 mm in which a large number of linear grooves of minute width are formed as lattice fringes at a mask pitch on the order of μm as described above.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のチャ
ープグレーティングにおいては、このチャープグレーテ
ィングを反射フィルタもしくは透過フィルタとして考え
た場合に書き込まれた屈折率変調縞の周期によって反射
もしくは透過される光の波長、すなわち、波長特性が決
まることになる。このため、チャープグレーティングと
して用途に応じた波長特性もしくは用途が同じでも反射
・透過させる対象の光の波長に応じた波長特性を有する
ものにするために、ある特定周期の屈折率変調縞を光フ
ァイバのコアに書き込む必要がある。そして、この書き
込みには上記特定周期に対応したマスクピッチのマスク
が必要となる。従って、チャープグレーティングとして
必要な波長特性が異なれば、その必要とされる波長特性
毎に異なるマスクピッチの位相格子が必要となる。
By the way, in the above-described chirped grating, when this chirped grating is considered as a reflection filter or a transmission filter, the wavelength of light reflected or transmitted by the period of the refractive index modulation fringe written. That is, the wavelength characteristics are determined. For this reason, in order to have a wavelength characteristic according to the application as a chirp grating or a wavelength characteristic according to the wavelength of the light to be reflected and transmitted even if the application is the same, a refractive index modulation fringe of a specific period is converted into an optical fiber. Need to write to the core. This writing requires a mask having a mask pitch corresponding to the specific period. Therefore, if the wavelength characteristics required for the chirp grating are different, a phase grating having a different mask pitch is required for each required wavelength characteristic.

【0005】この場合、図11に示すような1枚のチャ
ープグレーティング作成用マスクを用い、ある波長特性
のチャープグレーティングを作成するために上記マスク
のX方向一側範囲(例えば図面の左側範囲である短波長
範囲)を使用し、他の波長特性のチャープグレーティン
グを作成するために上記マスクのY方向他側範囲(例え
ば図面の右側範囲である長波長範囲)を使用することに
より、1枚のマスクにより異なる波長特性のチャープグ
レーティングの作成に対処するということも考えられ
る。ところが、上記マスクのマスク長さ(X方向長さ)
には限りがあり、任意のマスクピッチを選択し得る範
囲、つまり、波長特性を変更し得る範囲は極めて限られ
たものとなる。この結果、チャープ度が異なるチャープ
グレーティングを製造するには、その都度、必要なチャ
ープ度のマスクの製造を余儀なくされるという不都合が
生じている。
In this case, a single chirp grating forming mask as shown in FIG. 11 is used to form a chirp grating having a certain wavelength characteristic on one side of the mask in the X direction (for example, the left side of the drawing). By using the other range in the Y direction of the mask (for example, the long wavelength range which is the right range in the drawing) of the mask in order to create a chirped grating having other wavelength characteristics using one short mask, It is also conceivable to deal with the creation of chirp gratings having different wavelength characteristics. However, the mask length (length in the X direction) of the above mask
Is limited, and the range in which an arbitrary mask pitch can be selected, that is, the range in which the wavelength characteristic can be changed, is extremely limited. As a result, in order to manufacture chirp gratings having different chirp degrees, there is a disadvantage that a mask having a required chirp degree must be manufactured each time.

【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、チャープグレ
ーティングの作成の容易化を図り、これにより、任意の
波長特性を有するチャープグレーティングを容易に作成
可能とすることにある。具体的には、1つのもので互い
に異なる任意の波長特性を有するチャープグレーティン
グを作成可能なチャープグレーティング作成用マスクを
提供する一方、そのようなマスクを用いて任意の波長特
性を有するチャープグレーティングの作成方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to facilitate the production of a chirp grating, thereby facilitating the production of a chirp grating having an arbitrary wavelength characteristic. To be able to be created. Specifically, while providing a chirp grating creation mask capable of creating a chirp grating having an arbitrary wavelength characteristic different from one another, creation of a chirp grating having an arbitrary wavelength characteristic using such a mask It is to provide a method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1発明は、位相格子を構成する多数の格子縞がマ
スク基材の表面において互いに直交するX方向及びY方
向の内のY方向一端側から他端側に延びるよう形成さ
れ、上記位相格子に対しチャープグレーティングの作成
対象である光ファイバを上記各格子縞に交差する方向に
延びるように位置付けた状態で上記光ファイバに対し上
記位相格子を介して紫外線を照射することによりチャー
プグレーティングを上記光ファイバのコアに作成するチ
ャープグレーティング作成用マスクに係る。そして、第
1発明では、請求項1に記載の如く上記多数の格子縞と
して、上記X方向に互いに隣接する2つの格子縞の各X
方向間隔が上記Y方向一端側位置よりも他端側位置にお
いて大きくなるように配置することを基本特定事項とす
るものである。ここで、上記Y方向一端側と他端側とに
おける各X方向間隔は、X方向に互いに隣接する2つの
格子縞間の間隔が上記Y方向一端側が相対的に小さくか
つ他端側が相対的に大きくなればよく、上記各X方向間
隔を必ずしも一定間隔にする必要はない。また、上記各
格子縞は上記Y方向一端側から他端側にかけて両側でそ
れぞれ所定のX方向間隔の各位置を通るように延びてい
ればよい。従って、このようなY方向両側位置を通るの
であればその間を各格子縞が湾曲して延びていても良い
が、Y方向の任意の位置における格子縞間隔(マスクピ
ッチ)の把握の容易化の観点から上記格子縞は直線状に
延ばすのが好ましい。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a phase grating in which a large number of lattice fringes constitute a phase grating. The phase grating is formed so as to extend from one end to the other end, and the phase grating is formed on the optical fiber in a state where the optical fiber to be chirped with respect to the phase grating is positioned so as to extend in a direction intersecting the lattice fringes. The present invention relates to a chirp grating creating mask for creating a chirp grating on the core of the optical fiber by irradiating ultraviolet rays through the optical fiber. In the first invention, each of the plurality of lattice fringes adjacent to each other in the X direction is used as the plurality of lattice fringes.
Basically, the arrangement is such that the direction interval is larger at the other end position than at the one end position in the Y direction. Here, the distance between the two grid stripes adjacent to each other in the X direction is relatively small at the one end in the Y direction and relatively large at the other end in the X direction between the one end and the other end in the Y direction. The intervals in the X direction need not always be constant. Further, each of the lattice fringes may extend from one end side to the other end side in the Y direction so as to pass through respective positions at predetermined intervals in the X direction on both sides. Therefore, each grid stripe may be curved and extend between the two Y-direction positions as long as it passes through such a position. However, from the viewpoint of facilitating grasp of the grid stripe interval (mask pitch) at an arbitrary position in the Y direction. It is preferable that the lattice fringes be extended linearly.

【0008】上記第1発明のチャープグレーティング作
成用マスクの場合、位相格子の各格子縞のX方向間隔が
Y方向一端側から他端側に進むほどより大きくなること
になる。従って、チャープグレーティング作成対象であ
る光ファイバを上記位相格子の各格子縞に交差するよう
に、好ましくは上記X方向に延びて各格子縞に交差する
ように配置し、その光ファイバをこの初期位置からY方
向に対し順次移動させると、その光ファイバが交差する
ことになる各格子縞のX方向間隔が上記の移動の度に順
次拡大することになる。従って、上記初期位置に配置し
た光ファイバに対し、まず、上記位相格子のX方向一端
側の相対的に格子縞間隔の狭い部分に対し紫外線を照射
することによりその間隔の狭い格子縞部分のマスクピッ
チに対応する周期の屈折率変調縞の部分を上記光ファイ
バに書き込み、次に、その光ファイバをY方向に所定量
移動して上記屈折率変調縞のX方向に隣接する部分の光
ファイバに対し上記の紫外線を照射した格子縞部分のX
方向に隣接する格子縞部分を介して紫外線を照射すれ
ば、上記の初期位置において書き込まれた屈折率変調縞
の部分よりも広い周期の屈折率変調縞が書き込まれるこ
とになる。そして、光ファイバをさらに所定量だけ移動
してその光ファイバに対しX方向に隣接する格子縞部分
を介して紫外線を照射するという操作を繰り返すことに
より、同じマスクを用いつつも、ファイバ軸方向に異な
る任意の周期の、つまり任意のチャープ度のチャープグ
レーティングの作成が可能になる。
In the case of the chirp grating producing mask of the first invention, the interval in the X direction between the lattice fringes of the phase grating increases from one end in the Y direction to the other end. Therefore, the optical fiber for which the chirp grating is to be prepared is arranged so as to intersect each of the lattice fringes of the phase grating, preferably to extend in the X direction so as to intersect with each of the lattice fringes, and to move the optical fiber from this initial position to Y. When the optical fibers are sequentially moved in the direction, the intervals in the X direction of the respective lattice fringes at which the optical fibers intersect sequentially increase with each movement. Therefore, the optical fiber arranged at the initial position is irradiated with ultraviolet rays at a relatively narrow interval between the lattice stripes at one end in the X direction of the phase grating to thereby reduce the mask pitch of the lattice stripe having the narrow interval. A portion of the refractive index modulation fringe having a corresponding period is written on the optical fiber, and then the optical fiber is moved by a predetermined amount in the Y direction to move the refractive index modulation fringe to the portion of the optical fiber adjacent to the X direction in the X direction. X of the checkerboard part irradiated with ultraviolet rays
By irradiating ultraviolet rays through the lattice fringe portions adjacent in the direction, the refractive index modulation fringes having a wider cycle than the portion of the refractive index modulation fringes written at the above initial position are written. Then, by repeating the operation of moving the optical fiber by a predetermined amount and irradiating the optical fiber with ultraviolet rays through the lattice stripes adjacent to each other in the X direction, while using the same mask, the optical fiber differs in the fiber axial direction. It is possible to create a chirp grating having an arbitrary period, that is, an arbitrary chirp degree.

【0009】ここで、位相格子を構成する各格子縞は、
Y方向一端側位置におけるX方向間隔が相対的に小さい
寸法で一定間隔となる一方、Y方向他端側位置における
X方向間隔が相対的に大きい寸法で一定間隔となるよう
に配置するのが好ましい。すなわち、Y方向一端側と、
他端側との各位置におけるX方向間隔の大小関係に加え
てその各位置においてX方向間隔を一定にするという条
件を付加することにより、上記のY方向の任意の位置に
おけるマスクピッチの把握がより一層容易になり、後述
のチャープグレーティング作成方法によりチャープグレ
ーティングを作成するのがより一層容易になる。また、
このような移動後に光ファイバが交差することになる各
格子縞のマスクピッチの把握の容易化という観点から
は、上記光ファイバの移動をY方向に平行移動させるこ
とが好ましい。
Here, each of the lattice fringes constituting the phase grating is:
It is preferable that the X-direction interval at the one end position in the Y direction is relatively small and the interval is relatively constant, while the X-direction interval at the other end position in the Y direction is relatively large and the interval is preferably constant. . That is, one end in the Y direction,
By adding a condition that the X-direction interval is constant at each position in addition to the magnitude relationship of the X-direction interval at each position with the other end side, the mask pitch at any position in the Y direction can be grasped. It becomes even easier, and it becomes even easier to create a chirp grating by the chirp grating creation method described below. Also,
From the viewpoint of facilitating the grasp of the mask pitch of each of the lattice stripes at which the optical fibers intersect after such a movement, it is preferable that the movement of the optical fiber be translated in the Y direction.

【0010】また、マスク基材をX方向及びY方向にそ
れぞれ延びる辺により構成される矩形の平板状に形成
し、位相格子を構成する多数の格子縞の内のX方向一側
端位置の格子縞をY方向に延ばして形成するのが好まし
い。これにより、上記の互いに直交するX及びY方向と
の関係で特定した位相格子と、この位相格子が形成され
るマスク基材とが共に上記X及びYの両方向に基づいて
関係付けられることになり、マスク基材に対する位相格
子の形成の容易化、及び、その位相格子に対する光ファ
イバの位置決めをマスク基材に基づいて行うことができ
光ファイバの位置決めの容易化の双方を図り得る。
Further, the mask base material is formed in a rectangular flat plate shape formed by sides extending in the X direction and the Y direction, respectively. It is preferable to extend in the Y direction. As a result, the phase grating specified in the relationship between the X and Y directions orthogonal to each other and the mask substrate on which the phase grating is formed are related to each other based on both the X and Y directions. Thus, both the facilitation of the formation of the phase grating with respect to the mask base material and the positioning of the optical fiber with respect to the phase grating can be performed based on the mask base material, thereby facilitating the positioning of the optical fiber.

【0011】第2の発明は、上記第1発明に係るチャー
プグレーティング作成用マスクを用いてチャープグレー
ティングを作成する作成方法に係るものである。すなわ
ち、第2発明は、請求項4に記載の如く位相格子が形成
されたマスクを介して作成対象である光ファイバに対し
紫外線を一定方向から照射することにより、上記光ファ
イバのコアに対しチャープグレーティングを作成するチ
ャープグレーティング作成方法であって、上記マスクと
して、位相格子を構成する多数の格子縞がマスク基材の
表面において互いに直交するX方向及びY方向の内のY
方向一端側から他端側に延びるよう形成され、上記多数
の格子縞は、上記X方向に互いに隣接する2つの格子縞
の各X方向間隔が上記Y方向一端側位置よりも他端側位
置において大きくなるように配置されているものを用い
るものである。そして、第2発明では、上記光ファイバ
に対し上記マスクをその位相格子が形成された面を向い
た状態に被せた後、以下の初期位置設定工程と、初期照
射工程と、移動工程と、選択照射工程とを行い、上記の
移動工程及び選択照射工程を作成するチャープグレーテ
ィングの終端位置の屈折率変調縞が形成されるまで交互
に繰り返すようにすることを特定事項としている。すな
わち、上記初期位置設定工程として、上記光ファイバ
を、その光ファイバが上記紫外線の照射方向に対し上記
位相格子の内のY方向一端側であってX方向一端側の格
子縞から初期位置として選択した格子縞部分と交差する
ように位置設定する。次に、初期照射工程として、上記
紫外線を上記光ファイバに対しその紫外線が上記格子縞
部分のみを通るように照射することによりチャープグレ
ーティングの始端位置における屈折率変調縞を形成す
る。そして、移動工程として、上記照射後の光ファイバ
が上記位相格子のY方向他端側に向けて設定量だけ平行
移動した状態になるように上記照射後の光ファイバ及び
上記マスクの内のいずれか一方を他方に対し上記Y方向
に平行に相対移動させて一時停止させる。この一時停止
後、選択照射工程として、一時停止状態の光ファイバが
上記紫外線の照射方向に交差することになる格子縞であ
って移動前に照射した格子縞部分よりもX方向他端側位
置において選択した格子縞部分のみを通るように紫外線
を照射することにより上記チャープグレーティングの始
端位置から終端側に隣接する屈折率変調縞を選択的に形
成する。
A second invention relates to a method for producing a chirp grating using the chirp grating producing mask according to the first invention. That is, the second invention irradiates an optical fiber to be formed with ultraviolet rays from a certain direction through a mask on which a phase grating is formed as described in claim 4, thereby chirping the core of the optical fiber. A method for producing a chirped grating for producing a grating, wherein, as the mask, a large number of lattice fringes constituting a phase grating are arranged in a Y direction in an X direction and a Y direction orthogonal to each other on a surface of a mask substrate.
The plurality of lattice stripes are formed so as to extend from one end side in the direction to the other end side, and the interval between two lattice stripes adjacent to each other in the X direction is larger at the other end position than at the one end position in the Y direction. Are arranged as described above. Then, in the second invention, after covering the optical fiber with the mask facing the surface on which the phase grating is formed, the following initial position setting step, initial irradiation step, moving step, The irradiation step is performed, and the above-described moving step and the selective irradiation step are alternately repeated until a refractive index modulation fringe at the terminal position of the chirp grating for forming the moving step and the selective irradiation step is formed. That is, in the initial position setting step, the optical fiber is selected as an initial position from the lattice stripes at one end in the Y direction and one end in the X direction of the phase grating with respect to the irradiation direction of the ultraviolet light with respect to the irradiation direction of the ultraviolet light. The position is set so as to intersect with the checkered part. Next, as an initial irradiation step, a refractive index modulation fringe is formed at the start position of the chirp grating by irradiating the optical fiber with the ultraviolet light so that the ultraviolet light passes only through the lattice fringe portion. Then, in the moving step, any one of the irradiated optical fiber and the mask is so moved that the irradiated optical fiber is moved in parallel by a set amount toward the other end in the Y direction of the phase grating. One is moved relative to the other in parallel with the Y direction to temporarily stop. After the temporary stop, as a selective irradiation step, the temporarily stopped optical fiber is selected at a position on the other end side in the X direction from the lattice stripe portion which is to intersect the irradiation direction of the ultraviolet ray and which is irradiated before the movement. By irradiating ultraviolet rays so as to pass through only the lattice fringe portion, a refractive index modulation fringe adjacent from the start end position to the end side of the chirp grating is selectively formed.

【0012】上記第2発明の場合、上記初期位置設定工
程において、光ファイバに書き込むチャープグレーティ
ングの内の始端側の屈折率変調縞と対応する格子縞部分
に対し光ファイバが位置付けられ、次の初期照射工程に
より上記始端側の屈折率変調縞部分が作成されることに
なる。次に、移動工程により上記光ファイバと位相格子
との相対位置関係が変化し、光ファイバが上記初期照射
工程で照射された格子縞部分よりも広いマスクピッチと
なった格子縞と交差することになる。このため、続いて
行われる選択照射工程により紫外線の照射を受けて初期
照射工程により作成された屈折率変調縞部分よりも広い
周期の屈折率変調縞部分がX方向の隣に作成されること
になる。そして、このような移動工程と選択照射工程と
が順次繰り返されることにより、予定したチャープグレ
ーティングの終端側の屈折率変調縞部分までの範囲にチ
ャープグレーティングが作成されることになる。この
際、上記移動工程の平行移動量(設定量)の大小設定に
より光ファイバが交差することになる位相格子の格子縞
のマスクピッチを任意のものに変更設定することが可能
になる上に、選択照射工程で紫外線を照射するX方向の
格子縞部分の範囲も任意に選択・設定し得るため、1つ
のマスクにより任意のチャープ度のチャープグレーティ
ングを作成することが可能になる。
In the case of the second invention, in the initial position setting step, the optical fiber is positioned with respect to a lattice fringe portion corresponding to the refractive index modulation fringe on the start end side of the chirp grating to be written into the optical fiber, and the next initial irradiation is performed. The process forms the refractive index modulation fringe portion on the start end side. Next, the relative positional relationship between the optical fiber and the phase grating is changed by the moving step, and the optical fiber intersects with the lattice fringe having a wider mask pitch than the lattice fringe part irradiated in the initial irradiation step. For this reason, the refractive index modulation fringe portion having a wider cycle than the refractive index modulation fringe portion created by the initial irradiation process after being irradiated with ultraviolet rays by the subsequent selective irradiation process is formed next to the X direction. Become. By sequentially repeating such a moving step and a selective irradiation step, a chirp grating is created in a range up to the refractive index modulation fringe portion on the end side of the planned chirp grating. At this time, it is possible to change and set the mask pitch of the lattice fringe of the phase grating, at which the optical fibers intersect, depending on the magnitude of the parallel movement amount (set amount) in the moving step. Since the range of the lattice stripe portion in the X direction in which the ultraviolet ray is irradiated in the irradiation step can be arbitrarily selected and set, a chirp grating with an arbitrary chirp degree can be created by one mask.

【0013】この第2発明において、上記の移動工程に
おけるマスクと光ファイバとの相対移動の態様として
は、マスクを定位置に固定しこのマスクに対し光ファイ
バを平行移動させることにより行う、あるいは、逆に、
光ファイバを定位置に固定しこの光ファイバに対しマス
クを平行移動させることにより行うのいずれを採用する
ようにしてもよい。前者のマスクを定位置に固定する場
合には、紫外線を照射するための照射系の装置をも光フ
ァイバと一体に平行移動させる必要があるため、後者の
マスクを平行移動させるのがチャープグレーティング作
成装置としては好ましいものとなる。
In the second invention, the relative movement between the mask and the optical fiber in the moving step is performed by fixing the mask at a fixed position and moving the optical fiber parallel to the mask, or vice versa,
Either of fixing the optical fiber at a fixed position and moving the mask parallel to the optical fiber may be adopted. If the former mask is fixed at a fixed position, the irradiation system for irradiating ultraviolet rays must also be translated in parallel with the optical fiber. This is a preferable device.

【0014】また、上記の照射工程として、光ファイバ
が交差する位相格子のX方向一側範囲の格子縞に対し紫
外線の照射を行った後、一時停止位置毎に照射する格子
縞の範囲を上記位相格子のX方向他側に隣接する格子縞
の範囲に順次移動させて紫外線の照射を行うようにする
のが好ましい。X方向他側に隣接する格子縞範囲に順次
移動させるようにすることにより、一時停止させた位置
での格子縞のマスクピッチの把握、すなわち、演算等に
よる把握が容易になり、書き込む屈折率変調縞の周期の
変更設定をより確実に行うことが可能になる。
In the above-mentioned irradiation step, after irradiating ultraviolet rays to the grid stripes on one side in the X direction of the phase grating where the optical fibers intersect, the range of the grid stripes to be irradiated at each temporary stop position is changed to the above-mentioned phase grating. It is preferable that ultraviolet rays are irradiated while sequentially moving to the range of the lattice fringes adjacent to the other side in the X direction. By sequentially moving to the lattice fringe range adjacent to the other side in the X direction, it is easy to grasp the mask pitch of the lattice fringe at the paused position, that is, to grasp by calculation or the like. The change setting of the cycle can be performed more reliably.

【0015】そして、このようにして作成されたチャー
プグレーティングは、短周期ファイバグレーティングの
場合には例えば光ファイバ内を伝搬する光の波長の違い
に基づく伝搬速度の相違を補正して同じ時間で出口から
出るように調整するための分散補償に適用することがで
き、また、長周期ファイバグレーティングの場合には例
えば光ファイバ内を伝搬する光の内からある波長の光を
消すためのゲインイコライザに適用することができる。
[0015] In the case of a short-period fiber grating, the chirped grating produced in this way can correct the difference in the propagation speed based on the difference in the wavelength of the light propagating in the optical fiber, for example, at the same time. In the case of long-period fiber gratings, for example, it can be applied to a gain equalizer to eliminate light of a certain wavelength from light propagating in an optical fiber. can do.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】<第1実施形態>図1は、本発明の第1実
施形態に係るチャープグレーティング作成用マスクを用
いて作成されたチャープグレーティングを示し、1はチ
ャープグレーティングの作成(書き込み)対象の光ファ
イバとしての所定長さの光ファイバ心線、2はチャープ
グレーティングを構成する屈折率変調縞21,21,…
が作成されたコア、3は上記光ファイバ心線1のクラッ
ド、4はこのクラッド3の外表面に被覆された被覆層、
5は上記各屈折率変調縞21を作成するためのマスクで
ある。上記各屈折率変調縞21は、互いに隣接する両屈
折率変調縞21,21の周期(間隔)がファイバ軸方向
(X方向)に対し同図の左から右に順次増大して長波長
側に移行するように書き込まれたものである。
<First Embodiment> FIG. 1 shows a chirp grating produced using a chirp grating producing mask according to a first embodiment of the present invention, and 1 denotes a light to be produced (written) for a chirp grating. An optical fiber core 2 having a predetermined length as a fiber is provided with refractive index modulation fringes 21, 21,... Constituting a chirp grating.
3 is a cladding of the optical fiber core wire 1, 4 is a coating layer coated on the outer surface of the cladding 3,
Reference numeral 5 denotes a mask for forming the refractive index modulation fringes 21. In each of the refractive index modulation fringes 21, the period (interval) of both refractive index modulation fringes 21 and 21 adjacent to each other sequentially increases from left to right in the figure in the fiber axis direction (X direction) and becomes longer wavelength side. It was written to migrate.

【0018】上記マスク5について説明すると、このマ
スク5は、例えば石英ガラス製の平板状マスク基材51
の一側面(光ファイバ心線1に臨む側の面)に所定形状
の位相格子52が形成されたものである。上記マスク基
材51は図2に示すように平面視で互いに直交するX方
向及びY方向にそれぞれ延びる4辺511,512,5
13,514により構成された矩形とされ、このマスク
基材51の一側面に対し位相格子52が上記X方向及び
Y方向により規定されて形成されている。
The mask 5 will be described. The mask 5 is a flat mask base material 51 made of, for example, quartz glass.
A phase grating 52 having a predetermined shape is formed on one side surface (the surface facing the optical fiber core wire 1). As shown in FIG. 2, the mask base material 51 has four sides 511, 512, 5 extending in the X direction and the Y direction orthogonal to each other in plan view.
13, 514, and a phase grating 52 is formed on one side surface of the mask base material 51 in a manner defined by the X direction and the Y direction.

【0019】上記位相格子52は、上記マスク基材51
のY方向一端側位置から他端側位置までの間をそれぞれ
一直線状に延びる多数本(N本)の格子縞53,53,
…(以下、不特定の格子縞を符号「53」により代表し
て表示する)により構成されている。上記各格子縞53
の配列について図2のイメージ図に基づいて説明する
と、上記N本の格子縞53,53,…のY方向一端(同
図の上端)位置における互いに隣接する任意の2本の格
子縞53,53のX方向間隔が相対的に小さい値として
予め設定した小設定値M1で一定になり、かつ、Y方向
他端(同図の下端)位置における上記任意の2本の格子
縞53,53のX方向間隔が相対的に大きい値として予
め設定した大設定値M2で一定になるように配列されて
いる。そして、同図の左端(始端)側の第1格子縞53
-1がY方向に延びる左辺512に平行に配置され、この
第1格子縞53-1のX方向右側に隣接する第2格子縞5
3-2が上記第1格子縞53-1に対しわずかに傾斜して配
置され、この第2格子縞53-2の右側に隣接する第3格
子縞53-3が上記第2格子縞53-2に対しわずかに傾斜
して配置されというように、始端側の第1格子縞53-1
から終端(同図の右端)側の第N格子縞53-Nまで徐々
にY方向に対する傾斜が緩勾配になるように配列されて
いる。
The phase grating 52 is provided on the mask substrate 51.
(N) of lattice fringes 53, 53, 53, 53 extending in a straight line from one end to the other end in the Y direction.
(Hereinafter, an unspecified lattice fringe is represented by reference numeral 53). Each lattice 53
2 will be described with reference to the image diagram of FIG. 2. In the X direction of any two adjacent lattice fringes 53, 53 adjacent to each other at one end of the N lattice fringes 53, 53,. The interval becomes constant at a preset small set value M1 as a relatively small value, and the X-direction interval between the arbitrary two lattice fringes 53 at the other end (the lower end in the drawing) in the Y direction is relatively small. They are arranged so as to be constant at a large set value M2 preset as a large value. Then, the first lattice stripe 53 on the left end (start end) side of FIG.
-1 is arranged in parallel with the left side 512 extending in the Y direction, and the second grid pattern 5 adjacent to the right side of the first grid pattern 53-1 in the X direction.
3-2 is slightly inclined with respect to the first lattice stripe 53-1, and the third lattice stripe 53-3 adjacent to the right side of the second lattice stripe 53-2 is slightly inclined with respect to the second lattice stripe 53-2. The first grid pattern 53-1 on the start end side is arranged so as to be inclined.
From the end to the N-th grid stripe 53-N on the end (the right end in the same figure), the inclination in the Y direction is gradually reduced.

【0020】さらに、詳細に説明すると、上記の図2に
おける各格子縞53は複数本(例えば10本)の格子縞
を一単位とするものであり、10本の格子縞を1本の格
子縞53により代表させてイメージ図として図示したも
のであり。すなわち、図3に上記の図2の第8格子縞5
3-8〜第10格子縞53-10付近の下端側部分を拡大し
て示すように、格子縞53-7〜53-11がそれぞれ10
本の格子縞により構成され、その10本の格子縞のX方
向間隔も上記各格子縞53-7〜53-11のX方向間隔M
2の1/10のm2で一定値となるように配列されてい
る。なお、上記図3にはY方向他端側(下端側)のみ示
すが、上記の各10本の格子縞のY方向一端側(上端
側)位置におけるX方向間隔も上記各格子縞53-7〜5
3-11のX方向間隔M1の1/10のm1で一定値とな
るように配列されている。そして、上記各10本の格子
縞は図4に示すようにマスク基材51の表面に線状溝が
刻設されることにより形成されている。
More specifically, each of the lattice fringes 53 in FIG. 2 has a plurality of (for example, 10) lattice fringes as one unit, and ten lattice fringes are represented by one lattice fringe 53. This is shown as an image diagram. That is, FIG. 3 shows the eighth grid pattern 5 shown in FIG.
As shown in an enlarged manner at the lower end portion in the vicinity of the 3-8 to the tenth lattice stripes 53-10, the lattice stripes 53-7 to 53-11 each have 10 lattice lattices.
And the X-direction interval between the ten grid stripes is also the X-direction interval M of each of the grid stripes 53-7 to 53-11.
They are arranged so as to have a constant value at m1 of 1/10 of 2. Although only the other end (lower end) in the Y direction is shown in FIG. 3, the X-direction interval at one end (upper end) in the Y direction of each of the ten grid stripes is also the same as each of the grid stripes 53-7 to 53-5.
They are arranged so as to have a constant value at m1 of 1/10 of the distance M1 in the X direction of 3-11. Each of the ten grid stripes is formed by engraving a linear groove on the surface of the mask substrate 51 as shown in FIG.

【0021】上記X方向間隔m1及びm2の例示として
は、短周期ファイバグレーティングにおけるチャープグ
レーティング用マスクの場合には m1=0.9μm m2=1.15μm が代表例として挙げられ、この場合には位相格子52の
上端側のX方向寸法を58mm程度にすれば下端側のX
方向寸法は74mm程度となり、また、Y方向寸法とし
ては60mm程度にするのが好ましい。また、長周期フ
ァイバグレーティングにおけるチャープグレーティング
用マスクの場合には、 m1=200μm m2=250μm が代表例として挙げられ、この場合には位相格子52の
上端側のX方向寸法を40mm程度にすれば下端側のX
方向寸法は50mm程度となり、また、Y方向寸法は5
0mm程度にするのが好ましい。
As an example of the distances m1 and m2 in the X direction, in the case of a chirp grating mask in a short-period fiber grating, m1 = 0.9 μm m2 = 1.15 μm is a typical example. If the dimension in the X direction on the upper end side of the lattice 52 is about 58 mm, the X on the lower end side
The dimension in the direction is about 74 mm, and the dimension in the Y direction is preferably about 60 mm. In the case of a chirp grating mask in a long-period fiber grating, m1 = 200 μm m2 = 250 μm is a typical example. In this case, if the dimension in the X direction on the upper end side of the phase grating 52 is set to about 40 mm, the lower end is reduced. X on the side
The dimension in the direction is about 50 mm, and the dimension in the Y direction is 5
It is preferable to set it to about 0 mm.

【0022】次に、上記の如きマスク5を用いてチャー
プグレーティングを作成するための作成装置の概要を図
5に基づいて説明すると、まず、ファイバ軸方向を上記
のX方向に合致させた光ファイバ心線1に対しその側方
直前に上記マスク5が位相格子52が上記光ファイバ心
線1の側に向くように配設され、このマスク5に対しN
d−YAGレーザ光源6から例えばその4倍波長(4
ω)である266nmのコヒーレント紫外レーザ光(紫
外線)がシリンドリカルレンズ系7により集光した状態
で照射されるようになっている。同図において、8は紫
外レーザ光を拡大して平行ビーム化するビームエキスパ
ンダー、9は上記の平行ビーム化された紫外レーザ光の
パワーが均一の部分を切り出す微小幅のスリット、10
は可動式反射ミラーである。
Next, an outline of an apparatus for producing a chirped grating using the above-described mask 5 will be described with reference to FIG. 5. First, an optical fiber whose fiber axis direction is matched with the X direction described above. Immediately before the core 1, the mask 5 is disposed so that the phase grating 52 faces the optical fiber core 1.
From the d-YAG laser light source 6, for example, four times the wavelength (4
ω) of 266 nm is emitted while being condensed by the cylindrical lens system 7. In the same figure, reference numeral 8 denotes a beam expander for expanding the ultraviolet laser beam into a parallel beam, 9 denotes a slit having a minute width for cutting out a portion where the power of the above-mentioned parallel laser beam is uniform and 10;
Is a movable reflection mirror.

【0023】上記マスク5は初期設定位置に固定される
一方、上記のNd−YAGレーザ光源6、シリンドリカ
ルレンズ系7、ビームエキスパンダー8,スリット9及
び反射ミラー10からなる紫外レーザ照射系11と、光
ファイバ心線1を保持する光ファイバ保持系とは図示省
略の移動機構によってY方向(図5の紙面に直交する方
向)に一体に移動調整可能に保持されている。このよう
な移動機構の例としては、上記紫外レーザ照射系11と
光ファイバ保持系とを紫外レーザ光が光ファイバ心線1
のコア2部分に照射されるような位置関係に互いに結合
して相対移動不能にした状態でX−Yテーブル機構に支
持させるようにすればよい。
While the mask 5 is fixed at the initial setting position, the Nd-YAG laser light source 6, the cylindrical lens system 7, the beam expander 8, the slit 9, the reflection laser 10, and the ultraviolet laser irradiation system 11, The optical fiber holding system that holds the fiber core 1 is held so as to be integrally movable and adjustable in the Y direction (a direction perpendicular to the plane of FIG. 5) by a moving mechanism (not shown). As an example of such a moving mechanism, the ultraviolet laser irradiation system 11 and the optical fiber holding system are connected by the ultraviolet laser light to the optical fiber core 1.
The XY table mechanism may be supported in a state where the two parts are coupled to each other in such a positional relationship as to irradiate the core 2 and are relatively immovable.

【0024】加えて、上記紫外レーザ照射系の反射ミラ
ー10は上記X方向(ファイバ軸方向と同一方向)に対
し移動調整可能な可動式に構成されている。そして、上
記移動機構のY方向移動と、反射ミラー10のX方向移
動とが図示省略のマイクロプロセッサーを利用した制御
手段(コントローラ)によって制御され、これにより、
紫外レーザ光のマスク5に対する照射位置がX方向及び
Y方向のそれぞれに対し変更制御されるようになってい
る。
In addition, the reflection mirror 10 of the ultraviolet laser irradiation system is configured to be movable so as to be movable in the X direction (the same direction as the fiber axis direction). The movement of the moving mechanism in the Y direction and the movement of the reflecting mirror 10 in the X direction are controlled by control means (controller) using a microprocessor (not shown).
The irradiation position of the ultraviolet laser light on the mask 5 is controlled to be changed in each of the X direction and the Y direction.

【0025】次に、上記マスク5を用いて上記の作成装
置によってチャープグレーティングを作成する方法につ
いて説明する。
Next, a method of forming a chirped grating by the above-described forming apparatus using the mask 5 will be described.

【0026】チャープグレーティングを作成するには、
まず、その作成するチャープグレーティングの始端位置
において初期位置設定工程と、初期照射工程とを行った
後に、移動工程と、選択照射工程とを上記チャープグレ
ーティングの終端位置の屈折率変調縞が形成されるまで
交互に繰り返すようにする。
To create a chirp grating,
First, after performing the initial position setting step and the initial irradiation step at the start end position of the chirp grating to be created, the moving step and the selective irradiation step are performed to form a refractive index modulation fringe at the end position of the chirp grating. Alternately until

【0027】すなわち、上記初期位置設定工程として、
上記光ファイバ心線1を、その光ファイバ心線1が図6
に実線でまたは図2に一点鎖線で示すように位相格子5
2のY方向一端側位置においてX方向と同一方向に延び
るように位置設定する。この際、上記光ファイバ心線1
が上記位相格子52の内からチャープグレーティングの
始端位置の屈折率変調縞21の周期に対応するX方向間
隔を有する格子縞部分(例えば図7に54-1で示す格子
縞部分)を光ファイバ心線1が通るように位置設定する
(図7の一点鎖線参照)。次に、初期照射工程として、
上記紫外レーザ光を上記格子縞部分54-1のみに照射し
て上記光ファイバ心線1のコア2に対し始端側の屈折率
変調縞21を書き込む。
That is, as the initial position setting step,
The above optical fiber core wire 1 is connected to the optical fiber core wire 1 shown in FIG.
As shown by a solid line in FIG.
2 is set so as to extend in the same direction as the X direction at one end side in the Y direction. At this time, the optical fiber core 1
Is the optical fiber core 1 from the phase grating 52 with a grating fringe portion (for example, a grating fringe portion indicated by 54-1 in FIG. 7) having an X-direction interval corresponding to the period of the refractive index modulation fringe 21 at the start position of the chirp grating. Are set so as to pass (see the dashed line in FIG. 7). Next, as an initial irradiation step,
By irradiating only the lattice stripe portion 54-1 with the ultraviolet laser beam, the refractive index modulation stripe 21 on the starting end side is written on the core 2 of the optical fiber core 1.

【0028】次に、移動工程として、上記制御手段によ
り移動機構を移動制御して光ファイバ保持系及び紫外レ
ーザ光照射系11とをY方向に設定量だけ平行移動さ
せ、この平行移動した位置で一時停止させる。この際の
平行移動させる設定量としては、上記始端位置の屈折率
変調縞21の次の屈折率変調縞21までの周期に対応し
たX方向間隔となる格子縞部分(例えば図7に54-2で
示す格子縞部分)を上記光ファイバ心線1が通ることに
なるように定める。加えて、紫外レーザ光の照射位置を
照射する紫外レーザ光が上記図7の格子縞部分54-2を
通ることになるように反射ミラー10を上記制御手段か
らの制御信号によりX方向にわずかに移動させる。そし
て、上記選択照射工程として、一時停止状態の光ファイ
バ心線1に対し紫外レーザ光を上記格子縞部分54-2の
みに照射して上記始端側の屈折率変調縞21のX方向に
対し隣接する屈折率変調縞21を上記光ファイバ心線1
のコア2に書き込む。
Next, in the moving step, the moving mechanism is controlled by the control means to move the optical fiber holding system and the ultraviolet laser beam irradiation system 11 in parallel in the Y direction by a set amount. Pause. At this time, the set amount to be translated is a lattice fringe portion having an X-direction interval corresponding to the cycle from the refractive index modulation fringe 21 at the start end position to the next refractive index modulation fringe 21 (for example, 54-2 in FIG. 7). (The lattice fringe portion shown) is determined so that the optical fiber core wire 1 passes therethrough. In addition, the reflecting mirror 10 is slightly moved in the X direction by the control signal from the control means so that the ultraviolet laser light for irradiating the irradiation position of the ultraviolet laser light passes through the lattice stripe portion 54-2 in FIG. Let it. Then, as the selective irradiation step, an ultraviolet laser beam is applied only to the lattice stripe portion 54-2 to the optical fiber core wire 1 in the pause state, and the refractive index modulation stripe 21 on the start end side is adjacent to the X direction. The refractive index modulation fringe 21 is connected to the optical fiber core 1 as described above.
Is written to the core 2.

【0029】以後、紫外レーザ光を照射する格子縞部分
(例えば図7に54-3,54-4で示す格子縞部分)を順
次選択して上記の移動工程と、選択照射工程とを交互に
繰り返していけばよい。これにより、上記光ファイバ心
線1のコア2にはファイバ軸方向の周期が上記格子縞部
分54-1,54-2,…のX方向間隔に対応して順次増大
するような屈折率変調縞21,21,…が書き込まれる
ことになる。図7には作成するチャープグレーティング
が有するものとして予定された波長特性に対応する周期
の屈折率変調縞21,21,…を形成するために選択さ
れた格子縞部分の例が太線により示されている。すなわ
ち、第1格子縞53-1と第2格子縞53-2との間に第1
格子縞部分54-1が選択され、第2格子縞53-2と第3
格子縞53-3との間に第2格子縞部分54-2が選択さ
れ、第3格子縞53-3と第4格子縞53-4との間に第3
格子縞部分54-3が選択されというようにX方向間隔が
順次増大された所定の寸法のものとなるようにされてい
る。
Thereafter, the lattice stripe portions to be irradiated with the ultraviolet laser beam (for example, the lattice stripe portions indicated by 54-3 and 54-4 in FIG. 7) are sequentially selected, and the above-described moving step and the selective irradiation step are alternately repeated. I should go. Thus, the refractive index modulation fringes 21 are provided on the core 2 of the optical fiber core 1 such that the period in the fiber axis direction increases sequentially in accordance with the X-direction interval of the lattice fringe portions 54-1, 54-2,. , 21,... Are written. FIG. 7 shows, by bold lines, examples of lattice fringe portions selected to form refractive index modulation fringes 21, 21,... Having a period corresponding to the wavelength characteristic expected to be possessed by the chirp grating to be produced. . That is, the first grid pattern 53-1 and the second grid pattern 53-2
The checkerboard portion 54-1 is selected, and the second checkerboard 53-2 and the third checkerboard 53-2 are selected.
The second lattice fringe portion 54-2 is selected between the third lattice fringe 53-3 and the fourth lattice fringe 53-4.
The interval in the X direction is sequentially increased so that the checkerboard portion 54-3 is selected to have a predetermined size.

【0030】つまり、上記移動工程における平行移動の
設定量を変更することにより格子縞部分のX方向間隔を
任意のものに変更することができ、その格子縞部分に紫
外レーザ光を照射することにより上記の変更したX方向
間隔に対応して任意の周期の屈折率変調縞21を書き込
むことが可能になる。従って、1つのマスク5を用いて
ファイバ軸方向に周期が任意に変化するチャープグレー
ティングの作成が可能となる。
That is, by changing the set amount of the parallel movement in the moving step, the interval in the X direction of the lattice fringe portion can be changed to an arbitrary value. It becomes possible to write the refractive index modulation fringes 21 having an arbitrary period corresponding to the changed interval in the X direction. Therefore, it is possible to create a chirp grating whose period is arbitrarily changed in the fiber axis direction using one mask 5.

【0031】図8には、上記の紫外レーザ光を照射する
格子縞部分の選択について図7とは異なる例が示されて
いる。すなわち、図8に位相格子52から選択された格
子縞部分として太線により示すように、第1格子縞53
-1と第3格子縞53-3との間に第1格子縞部分55-1が
選択され、第3格子縞53-3と第5格子縞53-5との間
に第2格子縞部分55-2が選択され、第5格子縞53-5
と第7格子縞53-7との間に第3格子縞部分55-3が選
択されるというように、作成するチャープグレーティン
グに予定された波長特性に応じたX方向間隔の格子縞部
分を自由に選択することができる。
FIG. 8 shows an example different from that of FIG. 7 in selecting the lattice fringe portion to be irradiated with the ultraviolet laser light. That is, as shown by a thick line in FIG. 8 as a grid stripe portion selected from the phase grating 52,
The first grid stripe portion 55-1 is selected between -1 and the third grid stripe 53-3, and the second grid stripe portion 55-2 is selected between the third grid stripe 53-3 and the fifth grid stripe 53-5. And the fifth plaid 53-5
The third lattice fringe portion 55-3 is selected between the third lattice fringe 53-7 and the seventh lattice fringe 53-7, and the lattice fringe portions at intervals in the X direction according to the wavelength characteristic expected for the chirp grating to be created are freely selected. be able to.

【0032】また、図9には、マスク5に形成される位
相格子として図2等に示す位相格子52とは異なる配列
の位相格子52′が示されている。すなわち、図9に示
す位相格子52′は、Y方向一端側位置におけるX方向
間隔として小設定値M1、Y方向他端側位置におけるX
方向間隔として大設定値M2というようにそれぞれ図2
の位相格子52と同じに一定間隔とするものの、N本の
格子縞53-1〜53-Nを全体的に山型となるように配列
したものである。このような位相格子52′であって
も、図2の位相格子52の場合と同様にファイバ軸方向
に対し周期が任意に変化するチャープグレーティングの
作成が可能になる。但し、この場合には、移動工程にお
いて、紫外線照射系11及び光ファイバ保持系のY方向
への移動に加えて、前回の紫外レーザ光の照射対象であ
る格子縞部分と、今回の格子縞部分との間のX方向に対
する位置補正を行う必要がある。
FIG. 9 shows a phase grating 52 'having a different arrangement from the phase grating 52 shown in FIG. That is, the phase grating 52 'shown in FIG. 9 has a small set value M1 as an X-direction interval at one end position in the Y direction, and a small set value M1 at the other end position in the Y direction.
As shown in FIG.
In this example, N grid stripes 53-1 to 53-N are arranged so as to form a mountain shape as a whole, although the intervals are set to be the same as the phase grating 52 of FIG. Even with such a phase grating 52 ', it is possible to create a chirped grating whose period is arbitrarily changed in the fiber axis direction, as in the case of the phase grating 52 of FIG. However, in this case, in the moving step, in addition to the movement of the ultraviolet irradiation system 11 and the optical fiber holding system in the Y direction, the lattice fringe portion to be irradiated with the previous ultraviolet laser beam and the current lattice fringe portion are not moved. It is necessary to perform position correction in the X direction between the two.

【0033】なお、図2及び図9に示す位相格子52,
52′のいずれを用いても、任意のY方向位置において
光ファイバ心線1をX方向に延びるように配置した場
合、その光ファイバ心線1と交差する各格子縞53のX
方向間隔は全て一定値となるため、上記光ファイバ心線
1と交差する位置の位相格子のX方向全長にわたり紫外
レーザ光を照射することにより、その光ファイバ心線1
のコア2に対し光ファイバ軸方向に同一周期のグレーテ
ィングが書き込まれることになる。従って、同じマスク
5を用いてチャープグレーティングのみならず、通常の
ファイバグレーティングの作成をも行うことができる。
The phase gratings 52, shown in FIGS.
Regardless of which one of the optical fibers 52 'is used, if the optical fiber core 1 is arranged so as to extend in the X direction at an arbitrary Y direction position, the X of each of the lattice stripes 53 intersecting the optical fiber core 1 is determined.
Since the direction intervals are all constant values, by irradiating ultraviolet laser light over the entire length in the X direction of the phase grating at a position intersecting with the optical fiber core 1, the optical fiber core 1 is irradiated.
Gratings having the same period are written in the core 2 of the optical fiber in the axial direction of the optical fiber. Therefore, not only a chirp grating but also a normal fiber grating can be formed using the same mask 5.

【0034】以上説明したチャープグレーティングの作
成方法において、マスク5を介して紫外レーザ光を照射
する対象の光ファイバは、被覆層4の無いコア2及びク
ラッド3からなる光ファイバ素線であっても、被覆層4
が形成された光ファイバ心線1であつてもよく、いずれ
の光ファイバであってもチャープグレーティングの作成
は可能である。紫外レーザ光を被覆層4の外側から照射
してチャープグレーティングの作成を行う場合には、コ
ア2の光誘起屈折率変化を定常的に高めるために、通常
仕様のコアと同等濃度のGeに加えSn、あるいは、S
n及びAl、もしくは、Sn,Al及びBのドーパント
を添加してコア2を形成するのが好ましい。あるいは、
同様に光誘起屈折率変化を高める上で、上記コア2に対
し紫外線照射前に高圧水素の充填を行うようにしてもよ
い。また、上記被覆層4として、紫外線を透過する特性
を有する紫外線透過型の樹脂により形成することが好ま
しい。
In the method of producing a chirped grating described above, the optical fiber to be irradiated with the ultraviolet laser beam through the mask 5 is an optical fiber consisting of the core 2 and the clad 3 without the coating layer 4. , Coating layer 4
May be used, and any optical fiber can produce a chirped grating. When a chirped grating is formed by irradiating an ultraviolet laser beam from the outside of the coating layer 4, in order to steadily increase the photo-induced refractive index change of the core 2, in addition to the same concentration of Ge as that of the normal specification core, Ge is added. Sn or S
The core 2 is preferably formed by adding dopants of n and Al or Sn, Al and B. Or,
Similarly, in order to increase the photoinduced refractive index change, the core 2 may be filled with high-pressure hydrogen before irradiation with ultraviolet rays. Further, it is preferable that the coating layer 4 is formed of an ultraviolet transmitting resin having a property of transmitting ultraviolet light.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜請求項
3のいずれかに記載の第1発明におけるチャープグレー
ティング作成用マスクによれば、1つのマスクを用い
て、ファイバ軸方向の周期として任意の漸増度合いもし
くは漸減度合いを有する屈折率変調縞のチャープグレー
ティング、つまり任意の波長特性を発揮するチャープ度
のチャープグレーティングを作成することができるよう
になる。
As described above, according to the chirp grating forming mask according to the first aspect of the present invention, using one mask, the period in the fiber axis direction can be determined. It becomes possible to prepare a chirp grating of a refractive index modulation fringe having an arbitrary increasing or decreasing degree, that is, a chirp grating having a chirp degree exhibiting an arbitrary wavelength characteristic.

【0036】また、請求項4〜請求項7のいずれかに記
載の第2発明におけるチャープグレーティング作成方法
によれば、移動工程の平行移動量(設定量)の大小設定
及び選択照射工程で紫外線を照射するX方向の格子縞部
分の範囲設定によって、同一のマスクを用いて任意の波
長特性を発揮するチャープ度のチャープグレーティング
を容易にしかも確実に作成することができるようにな
る。
According to the chirp grating creating method of the second aspect of the present invention, the amount of parallel movement (set amount) in the moving step is set to be large or small, and ultraviolet rays are emitted in the selective irradiation step. By setting the range of the lattice fringe portion in the X direction to be irradiated, it is possible to easily and reliably create a chirp grating having a chirp degree exhibiting an arbitrary wavelength characteristic using the same mask.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の作成対象であるチャープグレーティン
グを示す断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a chirp grating to be produced according to the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係るチャープグレーティン
グ作成用マスクを正面から見たイメージ図である。
FIG. 2 is an image diagram of a chirp grating producing mask according to an embodiment of the present invention as viewed from the front.

【図3】図2の位相格子の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the phase grating of FIG. 2;

【図4】図3のA−A線における拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】チャープグレーティングの作成装置の概要図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for producing a chirp grating.

【図6】チャープグレーティングの作成方法の原理を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the principle of a method for producing a chirp grating.

【図7】位相格子に対する紫外レーザ光を照射する格子
縞部分の選択例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of selection of a lattice fringe portion for irradiating an ultraviolet laser beam to a phase grating.

【図8】図7とは異なる選択例を示す図7対応図であ
る。
8 is a diagram corresponding to FIG. 7, showing a selection example different from that of FIG. 7;

【図9】図2のものとは異なる配列の本発明の実施形態
に係るチャープグレーティング作成用マスクを示す図2
対応図である。
FIG. 9 is a view showing a chirp grating creating mask according to an embodiment of the present invention having an arrangement different from that of FIG. 2;
FIG.

【図10】ファイバグレーティングの作成に用いられる
従来の位相マスクの例を示す正面イメージ図である。
FIG. 10 is a front image diagram showing an example of a conventional phase mask used for producing a fiber grating.

【図11】チャープグレーティングの作成に用いられる
従来の位相マスクの例を示す正面イメージ図である。
FIG. 11 is a front image diagram showing an example of a conventional phase mask used for producing a chirp grating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ心線(光ファイバ) 2 コア 5 マスク(チャープグレーティング作
成用マスク) 21 屈折率変調縞 51 マスク基材 52,52′ 位相格子 53 格子縞 53-1〜53-N 格子縞 54-1… 格子縞部分 55-1… 格子縞部分 X X方向 Y Y方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber core wire (optical fiber) 2 Core 5 Mask (Chirp grating creation mask) 21 Refractive index modulation stripe 51 Mask base material 52, 52 'Phase grating 53 Lattice stripe 53-1 to 53-N Lattice stripe 54-1 ... Lattice stripe Part 55-1 ... Plaid part XX direction Y Y direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 恭秀 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 2H049 AA04 AA14 AA59 2H050 AC03 AC82 AC84 AD00  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yasuhide Sudo 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Cable Industry Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 2H049 AA04 AA14 AA59 2H050 AC03 AC82 AC84 AD00

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位相格子を構成する多数の格子縞がマス
ク基材の表面において互いに直交するX方向及びY方向
の内のY方向一端側から他端側に延びるよう形成され、
上記位相格子に対しチャープグレーティングの作成対象
である光ファイバを上記各格子縞に交差する方向に延び
るように位置付けた状態で上記光ファイバに対し上記位
相格子を介して紫外線を照射することによりチャープグ
レーティングを上記光ファイバのコアに作成するチャー
プグレーティング作成用マスクであって、 上記多数の格子縞は、上記X方向に互いに隣接する2つ
の格子縞の各X方向間隔が上記Y方向一端側位置よりも
他端側位置において大きくなるように配置されているこ
とを特徴とするチャープグレーティング作成用マスク。
1. A large number of lattice fringes constituting a phase grating are formed on a surface of a mask base material so as to extend from one end side in the Y direction in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, to the other end side.
The chirp grating is formed by irradiating the optical fiber with ultraviolet light through the phase grating in a state where the optical fiber to be chirped with respect to the phase grating is positioned so as to extend in a direction intersecting each of the lattice fringes. A chirp grating forming mask formed on the core of the optical fiber, wherein the plurality of lattice fringes is arranged such that an interval between two lattice fringes adjacent to each other in the X direction in the X direction is closer to the other end than the position in the Y direction. A chirp grating creation mask, which is arranged so as to be larger at a position.
【請求項2】 請求項1において、 位相格子を構成する各格子縞は、Y方向一端側位置にお
けるX方向間隔が相対的に小さい寸法で一定間隔となる
一方、Y方向他端側位置におけるX方向間隔が相対的に
大きい寸法で一定間隔となるように配置されていること
を特徴とするチャープグレーティング作成用マスク。
2. The method according to claim 1, wherein each of the lattice fringes forming the phase grating has a relatively small interval in the X direction at one end position in the Y direction and a constant interval in the X direction at the other end position in the Y direction. A chirp grating producing mask, wherein the intervals are relatively large and are arranged so as to be constant.
【請求項3】 請求項1において、 マスク基材はX方向及びY方向にそれぞれ延びる辺によ
り構成される矩形の平板状に形成され、 位相格子を構成する多数の格子縞の内のX方向一側端位
置の格子縞がY方向に延びていることを特徴とするチャ
ープグレーティング作成用マスク。
3. The mask substrate according to claim 1, wherein the mask base material is formed in a rectangular flat plate shape formed by sides extending in the X direction and the Y direction, respectively, and one side in the X direction of a large number of grid stripes forming the phase grating. A chirp grating creating mask, wherein a lattice fringe at an end position extends in the Y direction.
【請求項4】 位相格子が形成されたマスクを介して作
成対象である光ファイバに対し紫外線を一定方向から照
射することにより、上記光ファイバのコアに対しチャー
プグレーティングを作成するチャープグレーティング作
成方法であって、 上記マスクとして、位相格子を構成する多数の格子縞が
マスク基材の表面において互いに直交するX方向及びY
方向の内のY方向一端側から他端側に延びるよう形成さ
れ、上記多数の格子縞は、上記X方向に互いに隣接する
2つの格子縞の各X方向間隔が上記Y方向一端側位置よ
りも他端側位置において大きくなるように配置されてい
るものを用い、 上記光ファイバに対し上記マスクをその位相格子が形成
された面を向いた状態に被せた後、 上記光ファイバをその光ファイバが上記紫外線の照射方
向に対し上記位相格子の内のY方向一端側であってX方
向一端側の格子縞から初期位置として選択した格子縞部
分と交差するように位置設定する初期位置設定工程と、 上記紫外線を上記光ファイバに対しその紫外線が上記格
子縞部分のみを通るように照射することによりチャープ
グレーティングの始端位置における屈折率変調縞を形成
する初期照射工程と、 上記照射後の光ファイバが上記位相格子のY方向他端側
に向けて設定量だけ平行移動した状態になるように上記
照射後の光ファイバ及び上記マスクの内のいずれか一方
を他方に対し上記Y方向に平行に相対移動させて一時停
止させる移動工程と、 一時停止状態の光ファイバが上記紫外線の照射方向に交
差することになる格子縞であって移動前に照射した格子
縞部分よりもX方向他端側位置において選択した格子縞
部分のみを通るように紫外線を照射することにより上記
チャープグレーティングの始端位置から終端側に隣接す
る屈折率変調縞を選択的に形成する選択照射工程とを順
に行い、 以後、上記移動工程及び上記選択照射工程を、作成する
チャープグレーティングの終端位置の屈折率変調縞が形
成されるまで交互に繰り返すようにすることを特徴とす
るチャープグレーティング作成方法。
4. A chirp grating producing method for producing a chirp grating on the core of the optical fiber by irradiating an optical fiber to be produced from a certain direction through a mask on which a phase grating is formed. In the mask, a large number of lattice fringes forming a phase grating are orthogonal to each other in the X direction and the Y direction on the surface of the mask substrate.
The plurality of lattice fringes are formed such that each interval between two lattice fringes adjacent to each other in the X direction is the other end than the position in the Y direction one end. After using the thing arranged so that it may become large in a side position, covering the above-mentioned optical fiber with the above-mentioned mask facing the side where the phase grating was formed, the above-mentioned optical fiber is covered with the above-mentioned ultraviolet rays An initial position setting step of setting a position on the one end side in the Y direction of the phase grating with respect to the irradiation direction and intersecting a lattice stripe portion selected as an initial position from the lattice stripes on the one end side in the X direction; An initial irradiation step of forming a refractive index modulation fringe at the starting end position of the chirp grating by irradiating the optical fiber with the ultraviolet light so as to pass only through the lattice fringe portion; One of the optical fiber after irradiation and the mask is moved relative to the other such that the optical fiber after irradiation is in a state of being translated by a set amount toward the other end in the Y direction of the phase grating. A moving step of making relative movement in parallel with the Y direction to temporarily stop, and a lattice stripe in which the optical fiber in the suspended state intersects with the irradiation direction of the ultraviolet ray, wherein the lattice stripe radiated before the movement is in the X direction and the like. A selective irradiation step of selectively forming adjacent refractive index modulation fringes from the start end position to the end side of the chirped grating by irradiating ultraviolet rays so as to pass through only the selected lattice fringe portion at the end side position is sequentially performed. The moving step and the selective irradiation step are alternately repeated until a refractive index modulation fringe at the end position of the chirp grating to be formed is formed. Chirped grating created wherein the.
【請求項5】 請求項4において、 移動工程として、マスクを定位置に固定しこのマスクに
対し光ファイバを平行移動させることにより行うことを
特徴とするチャープグレーティング作成方法。
5. The method according to claim 4, wherein the moving step is performed by fixing the mask at a fixed position and moving the optical fiber parallel to the mask.
【請求項6】 請求項4において、 移動工程として、光ファイバを定位置に固定しこの光フ
ァイバに対しマスクを平行移動させることにより行うこ
とを特徴とするチャープグレーティング作成方法。
6. The method according to claim 4, wherein the moving step is performed by fixing the optical fiber at a fixed position and moving the mask parallel to the optical fiber.
【請求項7】 請求項4において、 照射工程として、光ファイバが交差する位相格子のX方
向一側範囲の格子縞に対し紫外線の照射を行った後、一
時停止位置毎に照射する格子縞の範囲を上記位相格子の
X方向他側に隣接する格子縞の範囲に順次移動させて紫
外線の照射を行うようにすることを特徴とするチャープ
グレーティング作成方法。
7. The method according to claim 4, wherein, as the irradiating step, after irradiating the ultraviolet rays to the grid stripes in the X direction on one side in the X direction of the phase grating where the optical fibers intersect, the grid stripes to be irradiated for each temporary stop position are changed. A method for producing a chirped grating, characterized in that the phase grating is successively moved to a range of a lattice fringe adjacent to the other side in the X direction of the phase grating and irradiated with ultraviolet rays.
JP10192860A 1998-07-08 1998-07-08 Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating Withdrawn JP2000028835A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10192860A JP2000028835A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10192860A JP2000028835A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000028835A true JP2000028835A (en) 2000-01-28

Family

ID=16298184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10192860A Withdrawn JP2000028835A (en) 1998-07-08 1998-07-08 Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000028835A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100414330C (en) * 2005-09-21 2008-08-27 北京交通大学 Method for making sampling optical-fiber grating
JP2009063485A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method and apparatus for fiber identification using long-period grating
CN102074892A (en) * 2010-12-07 2011-05-25 北京邮电大学 Manufacturing method of tunable semiconductor laser

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100414330C (en) * 2005-09-21 2008-08-27 北京交通大学 Method for making sampling optical-fiber grating
JP2009063485A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method and apparatus for fiber identification using long-period grating
CN102074892A (en) * 2010-12-07 2011-05-25 北京邮电大学 Manufacturing method of tunable semiconductor laser
CN102074892B (en) * 2010-12-07 2012-02-22 北京邮电大学 Manufacturing method of tunable semiconductor laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6621960B2 (en) Method of fabricating multiple superimposed fiber Bragg gratings
JP2929569B2 (en) Method of forming Bragg grating using silica glass phase grating mask
US7194164B2 (en) Distributed optical structures with improved diffraction efficiency and/or improved optical coupling
USRE39865E1 (en) Method of fabricating Bragg gratings using a silica glass phase grating mask and mask used by same
KR100302122B1 (en) Method and apparatus for fabricating Bragg grating in optical waveguide and optical path of optical waveguide
EP0940695B1 (en) Phase mask for machining optical fibers and method of manufacturing the same
US20190193208A1 (en) Femtosecond laser inscription
CA2163061C (en) Method for spatially controlling the period and amplitude of bragg filters
Xiong et al. Effects of the zeroth-order diffraction of a phase mask on Bragg gratings
CA2530777A1 (en) Writing of photo-induced structures
JP2000028835A (en) Mask for forming chirp grating and formation of chirp grating
US6483965B1 (en) Method of writing a bragg diffraction grating
GB2300932A (en) Phase grating mask for making Bragg gratings in optical waveguides
US6751381B1 (en) Embodying amplitude information into phase masks
US6778733B2 (en) Lithographic fabrication of phase mask for fiber Bragg gratings
CN111781672B (en) Two-dimensional single-core fiber grating and writing method thereof
JP2002214455A (en) Phase grating mask, method for manufacturing optical waveguide type diffraction grating element, and optical waveguide type diffraction grating element
JP4543128B2 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for optical waveguide Bragg grating
JPH1130729A (en) Manufacture of optical filter, and support member and phase mask
CA2331487C (en) Process for writing bragg gratings, apparatus for the use of this process and bragg grating devices obtained by this process
JP2006099011A5 (en)
JP2005300649A (en) Phase mask to form bragg diffraction grating and optical fiber manufactured by using the phase mask
JP4437951B2 (en) Optical fiber grating manufacturing apparatus and manufacturing method
CA2580820C (en) Phase mask for processing optical fibers, and its fabrication method
CA2287137C (en) Polarization insensitive grating in a planar channel optical waveguide and method to achieve the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20051004