JP2000227527A - Optical fiber type optical part and its production - Google Patents

Optical fiber type optical part and its production

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JP2000227527A
JP2000227527A JP11028979A JP2897999A JP2000227527A JP 2000227527 A JP2000227527 A JP 2000227527A JP 11028979 A JP11028979 A JP 11028979A JP 2897999 A JP2897999 A JP 2897999A JP 2000227527 A JP2000227527 A JP 2000227527A
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optical fiber
refractive index
clad
coating
type optical
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Japanese (ja)
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Shinji Ishikawa
真二 石川
Tadashi Enomoto
正 榎本
Masaichi Mobara
政一 茂原
Katsuyuki Tsuneishi
克之 常石
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber-type optical part which has a coating with decreased absorption of light and in which generation of multimode propagation is suppressed, and to provide the producing method. SOLUTION: A coating part 3 comprising a thermosetting silicone having high transmittance for UV rays is formed on the peripheral face of an optical fiber 10 consisting of a core 1 and a clad 2 to obtain a coated optical fiber 20. By this method, a pattern having changes in the refractive index can be efficiently produced by radiation of UV rays in the production process of the optical fiber-type optical parts. The refractive index of the coating 3 is usually lower than that of the clad 2, but by constituting the clad 2 of a first clad 2a and a second clad 2b having a higher refractive index than that of the first clad 2a, propagation of high-order modes produced can be suppressed.

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、紫外光等を照射す
ることによって所定領域に屈折率の変化を生じさせた光
ファイバを用いた光ファイバ型光学部品、及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber type optical component using an optical fiber whose refractive index is changed in a predetermined area by irradiating ultraviolet light or the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバ通信技術の進展に伴
い、ネットワークの複雑化や信号波長の多重化など、光
通信システムの構成の高度化が進んでいる。この光通信
システムの構築に関し、様々な機能を有する光回路部品
の重要性が増大している。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of optical fiber communication technology, the configuration of an optical communication system has been advanced, such as the complexity of a network and the multiplexing of signal wavelengths. With respect to the construction of this optical communication system, the importance of optical circuit components having various functions is increasing.

【0003】このような光回路部品の1つに、光ファイ
バ型光学部品がある。例えば、光ファイバ形回折格子
(ファイバグレーティング)は、光ファイバのコアやク
ラッドに、紫外光を照射することによってその光軸方向
に周期的な屈折率変化を与えて、ブラッグ回折格子、チ
ャープ型ブラッグ回折格子、コア−クラッドモード変換
型回折格子などを形成したものであって、伝搬光の波長
に応じてその伝搬光を透過または反射させるものであ
り、光フィルタ、光合分波器、分散補償器等の様々な応
用がなされている。その他にも、様々な屈折率の変化・
分布を与えることによって、モードフィールドの変換や
光結合を行うなどの光ファイバ型光学部品が形成可能で
ある。
One of such optical circuit components is an optical fiber type optical component. For example, an optical fiber type diffraction grating (fiber grating) irradiates a core or a clad of an optical fiber with ultraviolet light to give a periodic refractive index change in the direction of the optical axis, thereby producing a Bragg diffraction grating or a chirped Bragg grating. A diffraction grating, a core-cladding mode conversion type diffraction grating, etc., which transmits or reflects the propagating light according to the wavelength of the propagating light, and includes an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, and a dispersion compensator. And various other applications. In addition, various changes in refractive index
By giving the distribution, an optical fiber type optical component for performing mode field conversion and optical coupling can be formed.

【0004】このような光ファイバ型光学部品は、Si
2(石英ガラス)系光ファイバのコアまたはクラッド
に予め感光性成分としてGeO2(酸化ゲルマニウム)
を添加しておき、これに例えば紫外光など所定波長の光
を照射させて、その光エネルギー強度分布などに応じた
屈折率変化パターンを形成することによって製造するの
が一般的である。この屈折率変化のメカニズムは、所定
波長の光が照射されることにより光ファイバ中にGe欠
陥が発生して、このGe欠陥により屈折率変化が生じる
ものと考えられている。
[0004] Such an optical fiber type optical component is made of Si.
GeO 2 (germanium oxide) as a photosensitive component in advance on the core or clad of an O 2 (quartz glass) based optical fiber
Is generally produced by irradiating a light having a predetermined wavelength such as ultraviolet light and forming a refractive index change pattern corresponding to the light energy intensity distribution. The mechanism of the refractive index change is considered to be that a Ge defect is generated in the optical fiber by irradiating light of a predetermined wavelength, and the Ge defect causes a change in the refractive index.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】紫外光を照射する工程
においては、従来、光ファイバの被覆を除去した状態で
照射を行う方法が採られていたが、この場合、ガラス表
面の劣化等の問題を生じる。これに対して、特開平9−
113741号公報及び特開平10−82919号公報
に、被覆を除去せずに紫外光の照射による屈折率変化パ
ターンの形成を行う方法が記載されている。このように
被覆を除去せずに紫外光の照射を行う場合、被覆の材質
として紫外光を充分に透過させる(紫外光に対する透過
率が高い)ものを用いる必要がある。このような材質と
しては、特開平9−113741号公報には脂肪性ポリ
(メタ)アクラレート、シルセスキオキサン、ビニル、
エーテル、またはアルキル置換シリコンが例示されてお
り、また、特開平10−82919号公報においてはシ
リコン樹脂またはエポキシ樹脂が示されている。
In the step of irradiating ultraviolet light, a method of irradiating with the optical fiber coating removed has conventionally been adopted. However, in this case, problems such as deterioration of the glass surface are caused. Is generated. In contrast, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-113741 and JP-A-10-82919 describe a method of forming a refractive index change pattern by irradiation with ultraviolet light without removing a coating. When irradiating with ultraviolet light without removing the coating in this way, it is necessary to use a material that sufficiently transmits ultraviolet light (has a high transmittance to ultraviolet light) as a material of the coating. Examples of such materials include fatty poly (meth) acrylate, silsesquioxane, vinyl, and the like in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-113741.
Ether or alkyl-substituted silicon is exemplified, and in JP-A-10-82919, a silicone resin or an epoxy resin is described.

【0006】上記したような製造方法を用いた場合の被
覆については、従来の構造による光ファイバにおいて
は、(1)照射される所定波長の紫外光に対する吸収係
数が小さい、という上記の条件と同時に(2)クラッド
よりも大きい屈折率を有し、マルチモード伝搬の発生を
抑制することができる、という条件が必要である。しか
しながら、光吸収と複素屈折率との関係より、屈折率を
上昇させると吸収係数が増大してしまい、また、被覆厚
さを薄くして吸収を低減された場合には、これによって
光ファイバの強度が劣化するという問題を生じ、したが
って、従来の構造によっては上記した2つの条件の両立
が困難であった。
[0006] Coating in the case of using the manufacturing method as described above, in the case of an optical fiber having a conventional structure, (1) at the same time as the above condition that the absorption coefficient for ultraviolet light of a predetermined wavelength to be irradiated is small. (2) It is necessary to have a condition that it has a higher refractive index than the cladding and can suppress the occurrence of multi-mode propagation. However, due to the relationship between light absorption and the complex refractive index, increasing the refractive index increases the absorption coefficient, and if the absorption is reduced by reducing the coating thickness, this reduces the optical fiber. There is a problem that the strength is deteriorated, and therefore, it has been difficult to satisfy the above two conditions depending on the conventional structure.

【0007】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、照射される紫外光の被覆による吸収が低減
されているとともに、マルチモード伝搬の発生が抑制さ
れる光ファイバ型光学部品及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an optical fiber type optical component in which the absorption of irradiated ultraviolet light by coating is reduced and the occurrence of multi-mode propagation is suppressed. And a method for producing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による光ファイバ型光学部品は、コア
部及びクラッド部の少なくとも一方の所定領域に対し
て、所定波長の紫外光を照射することによって屈折率変
化パターンの書込が行われた光ファイバを含む光学部品
であって、光ファイバのクラッド部は、コア部の外周に
設けられた第1クラッド部と、第1クラッド部の外周に
設けられ、第1クラッド部よりも大きい屈折率の第2ク
ラッド部と、を有して構成されるとともに、光ファイバ
の外周に、熱硬化型シリコーンからなる被覆部が形成さ
れた被覆光ファイバから形成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical fiber type optical component according to the present invention provides an ultraviolet light of a predetermined wavelength to at least one of a core region and a cladding region. An optical component including an optical fiber on which a refractive index change pattern is written by irradiating, wherein a clad portion of the optical fiber includes a first clad portion provided on an outer periphery of a core portion, and a first clad portion. And a second cladding portion having a refractive index higher than the first cladding portion, and a coating portion made of thermosetting silicone formed on the outer periphery of the optical fiber. It is characterized by being formed from an optical fiber.

【0009】また、被覆光ファイバの被覆部は、所定波
長の紫外光が照射される所定領域に対応する部分を含み
一体に形成されていることを特徴とする。
Further, the coated portion of the coated optical fiber is characterized by being integrally formed including a portion corresponding to a predetermined region irradiated with ultraviolet light of a predetermined wavelength.

【0010】上記した光ファイバ型光学部品において
は、コア部及びクラッド部からなる光ファイバの外周に
形成される被覆部の材質に熱硬化型シリコーンを用い
る。熱硬化型シリコーンは紫外光に対する透過率が高い
ものが多く、したがって、熱硬化型シリコーンを被覆部
に用いることによって、例えば、紫外光を照射する所定
領域に対応する被覆部を除去せずに紫外光照射による屈
折率変化パターンの書込を行う製造方法を適用すること
が可能となる。この場合、被覆部はこの所定領域に対応
する部分を含んで一体に形成されたものとなる。
In the above-mentioned optical fiber type optical component, thermosetting silicone is used as a material of a coating portion formed on an outer periphery of an optical fiber comprising a core portion and a cladding portion. Many thermosetting silicones have a high transmittance to ultraviolet light.Therefore, by using thermosetting silicone for the coating portion, for example, the ultraviolet light can be removed without removing the coating portion corresponding to a predetermined region to be irradiated with ultraviolet light. It becomes possible to apply a manufacturing method for writing a refractive index change pattern by light irradiation. In this case, the covering portion is integrally formed including a portion corresponding to the predetermined region.

【0011】このとき、熱硬化型シリコーンからなる被
覆部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも小さくなる場
合があり、実用上、マルチモード伝搬の発生の問題を生
じる。これに対して、クラッド部を少なくとも第1クラ
ッド部及び第2クラッド部を有する2層以上の構成と
し、第2クラッド部の屈折率を第1クラッド部の屈折率
よりも大きい値とすることによって、マルチモード伝搬
の発生を抑制して、その特性を良好なものとすることが
できる。
In this case, the refractive index of the coating portion made of the thermosetting silicone may be smaller than the refractive index of the cladding portion, which causes a problem of occurrence of multimode propagation in practical use. On the other hand, by making the clad part at least two layers having a first clad part and a second clad part, and making the refractive index of the second clad part larger than that of the first clad part. In addition, it is possible to suppress the occurrence of multi-mode propagation and improve the characteristics.

【0012】また、熱硬化型シリコーンの屈折率は、
1.39以上1.43以下であることを特徴とする。
The refractive index of thermosetting silicone is:
It is not less than 1.39 and not more than 1.43.

【0013】上述したように、光吸収と複素屈折率との
関係より、屈折率を上昇させると吸収係数が増大する。
本発明による光ファイバ型光学装置においては、マルチ
モード伝搬の抑制のために別個に第2クラッド部を設け
たので、被覆部を構成する熱硬化型シリコーンの屈折率
を上記の値に限定して小さい値とすることが可能であ
る。このとき、熱硬化型シリコーンの光吸収係数が低減
されるので、紫外光照射による屈折率変化パターンの書
込をより良好に行うことができる。
As described above, due to the relationship between light absorption and complex refractive index, increasing the refractive index increases the absorption coefficient.
In the optical fiber type optical device according to the present invention, since the second clad portion is separately provided for suppressing the multi-mode propagation, the refractive index of the thermosetting silicone constituting the coating portion is limited to the above value. It can be a small value. At this time, since the light absorption coefficient of the thermosetting silicone is reduced, the writing of the refractive index change pattern by irradiation with ultraviolet light can be performed more favorably.

【0014】さらに、熱硬化型シリコーンは、直鎖アル
キル基のみを含有して形成されていることを特徴とす
る。
Further, the thermosetting silicone is characterized in that it is formed containing only a linear alkyl group.

【0015】熱硬化型シリコーンにおいては、通常フェ
ニル基の含有量によってその屈折率が調整されるが、フ
ェニル基の含有量を増加させることによって屈折率が増
大すると同時に紫外光の吸収も大きくなる。したがっ
て、メチル基などの直鎖アルキル基のみを含有させ、フ
ェニル基を実質的に含まない熱硬化型シリコーンを用い
ることによって、紫外光の吸収がさらに低減された被覆
部とすることができる。
In a thermosetting silicone, the refractive index is usually adjusted by the content of the phenyl group. However, by increasing the content of the phenyl group, the refractive index increases and the absorption of ultraviolet light also increases. Therefore, by using a thermosetting silicone containing only a straight-chain alkyl group such as a methyl group and substantially not containing a phenyl group, it is possible to obtain a coating portion in which ultraviolet light absorption is further reduced.

【0016】また、第1クラッド部は、フッ素が所定量
添加された石英ガラスからなり、第2クラッド部は、水
酸基が所定量添加された石英ガラスからなることを特徴
とする。
Further, the first clad portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of fluorine is added, and the second clad portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of hydroxyl group is added.

【0017】この構成では、第2クラッド部に対して、
光通信に使用される波長帯の光に対して減衰性を有する
水酸基が添加されており、これによって、フッ素が添加
された第1クラッド部よりもその屈折率を大きくすると
ともに、第2クラッド部まで広がった光成分を減衰させ
てマルチモード伝搬の発生をさらに抑制することができ
る。なお、この第2クラッド部は紫外光の吸収及び感光
性を有しない。
In this configuration, the second clad portion is
A hydroxyl group having an attenuating property with respect to light in a wavelength band used for optical communication is added, whereby the refractive index is made larger than that of the first clad portion to which fluorine is added, and the second clad portion is added. It is possible to further suppress the occurrence of multi-mode propagation by attenuating the light component that spreads out. The second cladding has no ultraviolet light absorption and photosensitivity.

【0018】また、本発明による光ファイバ型光学部品
の製造方法は、コア部と、第1クラッド部及び第1クラ
ッド部よりも大きい屈折率の第2クラッド部を有するク
ラッド部とからなり、コア部またはクラッド部の少なく
とも一方に感光性成分を有する光ファイバの外周に、熱
硬化型シリコーンからなる被覆部が形成された被覆光フ
ァイバを用い、光ファイバの所定領域に対して、被覆光
ファイバの被覆部を介して側面より所定波長の紫外光を
照射することによって、コア部またはクラッド部の少な
くとも一方に屈折率変化パターンを書き込むことを特徴
とする。
Further, a method of manufacturing an optical fiber type optical component according to the present invention comprises a core portion and a clad portion having a first clad portion and a second clad portion having a higher refractive index than the first clad portion. A coated optical fiber in which a coating made of thermosetting silicone is formed on the outer periphery of an optical fiber having a photosensitive component on at least one of the portion and the cladding portion. By irradiating ultraviolet light of a predetermined wavelength from the side surface through the coating portion, a refractive index change pattern is written on at least one of the core portion and the cladding portion.

【0019】上記した構成による被覆光ファイバを用い
ることによって、上述したように良好な特性を有する光
ファイバ型光学部品を製造することができ、また、被覆
部を除去せずに紫外光の照射による屈折率変化パターン
の書込を効率的に行うことが可能となる。特に、被覆部
の除去を行わない製造方法とすることによって、光ファ
イバのガラス表面の劣化等が抑制されるとともに、製造
工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
By using the coated optical fiber having the above-described configuration, it is possible to manufacture an optical fiber-type optical component having good characteristics as described above. Writing of the refractive index change pattern can be performed efficiently. In particular, by adopting a manufacturing method in which the covering portion is not removed, deterioration and the like of the glass surface of the optical fiber can be suppressed, and the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0020】また、所定波長は、220nm以上350
nm以下であることを特徴とする。
The predetermined wavelength is not less than 220 nm and not more than 350 nm.
nm or less.

【0021】この紫外光の波長範囲は、短波長側の22
0nmについては被覆の吸収端によって限定され、一
方、長波長側の350nmについては書込における感光
性によって限定される。したがって、用いる紫外光を上
記の波長範囲に限定することによって、被覆による紫外
光吸収の低減化と、紫外光照射による書込の効率化とを
実現した製造方法とすることができる。
The wavelength range of the ultraviolet light is 22 on the short wavelength side.
0 nm is limited by the absorption edge of the coating, while 350 nm on the longer wavelength side is limited by the photosensitivity in writing. Therefore, by limiting the ultraviolet light used to the above-mentioned wavelength range, a manufacturing method can be realized in which the ultraviolet light absorption by coating is reduced and the writing efficiency by ultraviolet light irradiation is improved.

【0022】また、熱硬化型シリコーンの屈折率は、
1.39以上1.43以下であることを特徴としても良
い。
The refractive index of the thermosetting silicone is:
It may be characterized by being not less than 1.39 and not more than 1.43.

【0023】さらに、熱硬化型シリコーンは、直鎖アル
キル基のみを含有して形成されていることを特徴として
も良い。
Further, the thermosetting silicone may be characterized in that it is formed containing only a straight-chain alkyl group.

【0024】また、第1クラッド部は、フッ素が所定量
添加された石英ガラスからなり、第2クラッド部は、水
酸基が所定量添加された石英ガラスからなることを特徴
としても良い。
Further, the first clad portion may be made of quartz glass to which a predetermined amount of fluorine is added, and the second clad portion may be made of quartz glass to which a predetermined amount of hydroxyl group is added.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による光
ファイバ型光学部品及びその製造方法の好適な実施形態
について詳細に説明する。なお、図面の説明においては
同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一
致していない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an optical fiber type optical component and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【0026】図1は、本発明に係る光ファイバ型光学部
品に用いられる被覆光ファイバ20の一実施形態の断面
構造、及びファイバ径方向(図中の線Lで示された方
向)の屈折率プロファイルを示す図である。この被覆光
ファイバ20は、光ファイバ10を構成するコア部1及
びクラッド部2と、光ファイバ10の外周に形成された
被覆部3とからなり、さらにクラッド部2は、第1クラ
ッド部2a、及びその外側の第2クラッド部2bとから
構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a coated optical fiber 20 used in an optical fiber type optical component according to the present invention, and a refractive index in a fiber radial direction (a direction indicated by a line L in the figure). It is a figure showing a profile. The coated optical fiber 20 includes a core portion 1 and a clad portion 2 constituting the optical fiber 10 and a coated portion 3 formed on the outer periphery of the optical fiber 10, and the clad portion 2 further includes a first clad portion 2a, And a second cladding portion 2b on the outside thereof.

【0027】なお、図1に示された屈折率プロファイル
の横軸は、図中の線Lに沿った、コア部1の中心軸に対
して垂直な断面上の各位置に対応しており、その下方に
各部との対応を明確にするために被覆光ファイバ20の
対応する部分の符号を付してある。また、各部に対応す
る屈折率及び比屈折率差の値は、コア部1が屈折率n 1
及び比屈折率差Δn1、第1クラッド部2aが屈折率n
2a及び比屈折率差Δn2a、第2クラッド部2bが屈折率
2b及び比屈折率差Δn2b、被覆部3が屈折率n 3及び
比屈折率差Δn3とする。以下では、比屈折率差はSi
2(石英ガラス)を基準として定義したものを用い
る。
The refractive index profile shown in FIG.
The horizontal axis of the figure corresponds to the central axis of the core 1 along the line L in the figure.
Corresponding to each position on the vertical section,
In order to clarify the correspondence with each part,
The corresponding parts are denoted by reference numerals. In addition, corresponding to each part
The value of the refractive index and relative refractive index difference is such that the core 1 has a refractive index n. 1
And relative refractive index difference Δn1, The first cladding portion 2a has a refractive index n
2aAnd relative refractive index difference Δn2a, The second cladding 2b has a refractive index
n2bAnd relative refractive index difference Δn2b, The coating portion 3 has a refractive index n Threeas well as
Relative refractive index difference ΔnThreeAnd Below, the relative refractive index difference is Si
OTwo(Quartz glass)
You.

【0028】本発明に係る光ファイバ型光学部品に用い
られる被覆光ファイバ20は、本実施形態においては、
クラッド部2がその屈折率がn2b>n2aを満たすように
形成された第1クラッド部2a及び第2クラッド部2b
からなる2層構造を有して構成されている。このような
屈折率分布を有する光ファイバは、例えば次のようにし
て構成することができる。すなわち、コア部1はSiO
2にGeO2(酸化ゲルマニウム)を所定量添加し屈折率
を高くして、例えばΔn1=0.4%に形成し、第1ク
ラッド部2aはSiO2にF(フッ素)を所定量添加し
屈折率を低くして、例えばΔn2a=−0.1%に形成す
る。
In the present embodiment, the coated optical fiber 20 used for the optical fiber type optical component according to the present invention is as follows.
A first cladding portion 2a and a second cladding portion 2b in which the cladding portion 2 is formed such that its refractive index satisfies n 2b > n 2a
And has a two-layered structure. An optical fiber having such a refractive index distribution can be configured, for example, as follows. That is, the core 1 is made of SiO
2 , a predetermined amount of GeO 2 (germanium oxide) is added to increase the refractive index, for example, to form Δn 1 = 0.4%, and the first cladding portion 2a is formed by adding a predetermined amount of F (fluorine) to SiO 2. The refractive index is reduced to form, for example, Δn 2a = −0.1%.

【0029】このとき、第1クラッド部2aを外径80
μmまでの範囲とし、クラッド径80〜125μmの領
域を上記したように第1クラッド部2aよりも大きい屈
折率を有する第2クラッド部2bとする。この第2クラ
ッド部2bは、例えばOH(水酸基)を200〜300
ppm程度含有するSiO2で、例えばΔn2b≒0%と
なっている。また、クラッド部2の外周には、熱硬化型
シリコーンからなる被覆部3が形成されて、被覆光ファ
イバ20が構成される。
At this time, the first cladding portion 2a has an outer diameter of 80 mm.
The range is up to μm, and the region having a cladding diameter of 80 to 125 μm is the second cladding portion 2b having a larger refractive index than the first cladding portion 2a as described above. The second clad 2b is formed, for example, by adding OH (hydroxyl group) to 200 to 300.
For example, Δn 2b ≒ 0% in SiO 2 containing about ppm. Further, a coating portion 3 made of thermosetting silicone is formed on the outer periphery of the cladding portion 2 to form a coated optical fiber 20.

【0030】上記した構成を有する被覆光ファイバ20
に対して、図2に示すように紫外線照射による屈折率変
化パターンの書込を行って、光ファイバ型光学部品を製
造する。すなわち、被覆部3を除去しない状態の被覆光
ファイバ20に対して、マスク4を介してレーザなどの
光源5から側面より所定波長の紫外光を照射することに
よって、コア部1またはクラッド部2の少なくとも一方
に所定の屈折率変化パターンの書込を行う。
The coated optical fiber 20 having the above configuration
Then, as shown in FIG. 2, writing of a refractive index change pattern by irradiation of ultraviolet rays is performed to manufacture an optical fiber type optical component. That is, by irradiating the coated optical fiber 20 in a state in which the coating portion 3 is not removed from a side surface of the coated optical fiber 20 from the light source 5 such as a laser through the mask 4 with ultraviolet light of a predetermined wavelength, At least one of the predetermined refractive index change patterns is written.

【0031】マスク4としては、例えば長周期ファイバ
グレーティングやブラッグ回折型ファイバグレーティン
グなど、形成する屈折率変化パターン及び書込方法に対
応したものを使用し、これによって、目的とする光ファ
イバ型光学部品を製造する。書込方法としては、例えば
位相格子法、ホログラフィック法、強度変調マスク法な
どがある。また、コア部1及びクラッド部2のうち、屈
折率変化パターンの書込を行う部分については、感光性
成分であるGeO2を含んで形成する必要がある。上記
の実施形態においては、GeO2を含むコア部1が屈折
率変化パターンの書込の対象となる。
As the mask 4, for example, a mask corresponding to a refractive index change pattern to be formed and a writing method, such as a long-period fiber grating or a Bragg diffraction type fiber grating, is used. To manufacture. Examples of the writing method include a phase grating method, a holographic method, and an intensity modulation mask method. Further, of the core portion 1 and the clad portion 2, the portion where the refractive index change pattern is written needs to be formed to contain GeO 2 which is a photosensitive component. In the above embodiment, the core portion 1 containing GeO 2 is a target of writing the refractive index change pattern.

【0032】本発明による光ファイバ型光学部品及びそ
の製造方法においては、上記したように被覆部3を除去
せずに、所定波長の紫外光の照射による光ファイバ10
への屈折率変化パターンの書込・形成を行う。紫外光照
射時に被覆を除去する製造方法を用いた場合には、光フ
ァイバの表面が直接空気と接触し、ガラス表面が劣化を
起こしたり、製造中に光ファイバの表面に傷がついて引
張強度の低下をきたすといった問題を生じる。また、被
覆除去工程と、紫外光照射による屈折率変化パターンの
書込終了後の再被覆工程とによって、製造工程が複雑化
し高コスト化するという問題があった。これに対して、
被覆部3を除去せずに被覆部3を介して光ファイバ10
に紫外光を照射することによって、これらの問題を解決
して、得られる光ファイバ型光学部品の特性を向上させ
るとともに、その製造コストを低減することができる。
In the optical fiber type optical component and the method for manufacturing the same according to the present invention, the optical fiber 10 is irradiated with ultraviolet light of a predetermined wavelength without removing the coating 3 as described above.
Writing and forming of a refractive index change pattern on the substrate. In the case of using a manufacturing method that removes the coating when irradiating ultraviolet light, the surface of the optical fiber comes into direct contact with air, causing the glass surface to deteriorate, or the surface of the optical fiber to be damaged during manufacturing, resulting in a decrease in tensile strength. This causes a problem such as lowering. Further, there is a problem that the manufacturing process is complicated and the cost is increased by the coating removing process and the recoating process after the writing of the refractive index change pattern by the irradiation of ultraviolet light. On the contrary,
The optical fiber 10 can be passed through the coating 3 without removing the coating 3.
By irradiating the optical fiber with ultraviolet light, these problems can be solved, the characteristics of the obtained optical fiber type optical component can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【0033】このとき、被覆部3に適用される樹脂等の
材質の組成としては、用いられる紫外光を充分に透過す
るものを用いる必要がある。この材質の組成の選択にお
いては、材質中における様々な発色団の知られている電
子スペクトル等と使用する紫外光の波長とを考慮し、所
定波長の紫外光の領域において吸収を持たない、または
吸収係数が充分に小さい組成の樹脂等の材質を選択す
る。ただし、光吸収係数が小さい場合においても、照射
強度が大きいときに光吸収による発熱・劣化とそれによ
る吸収の増大を生じることがあるので、製造工程におけ
る具体的な照射条件等についても充分に考慮しつつ用い
る樹脂等を選択する。
At this time, as a composition of a material such as a resin applied to the covering portion 3, it is necessary to use a material which sufficiently transmits ultraviolet light used. In the selection of the composition of this material, considering the known electronic spectrum of various chromophores in the material and the wavelength of ultraviolet light used, does not have absorption in the ultraviolet light region of a predetermined wavelength, or A material such as a resin having a composition having a sufficiently small absorption coefficient is selected. However, even when the light absorption coefficient is small, heat generation and deterioration due to light absorption and an increase in absorption due to light absorption may occur when the irradiation intensity is high. Therefore, sufficient consideration should be given to specific irradiation conditions in the manufacturing process. Resin and the like to be used.

【0034】このとき、従来の構造による光ファイバを
用いた場合、被覆部3を形成する樹脂等の材質について
は、光ファイバ型光学部品の製造面からは(1)照射さ
れる所定波長の紫外光に対する吸収係数が小さい、とい
う条件(以下、条件(1)という)が要求され、一方、
光ファイバ型光学部品の性能面からは(2)クラッドよ
りも大きい屈折率を有し、マルチモード伝搬の発生を抑
制することができる、という条件(以下、条件(2)と
いう)が要求される。
At this time, when the optical fiber having the conventional structure is used, the material such as the resin forming the coating portion 3 is (1) from the manufacturing surface of the optical fiber type optical component, (1) the ultraviolet light of a predetermined wavelength to be irradiated. A condition that the light absorption coefficient is small (hereinafter referred to as condition (1)) is required.
From the performance point of view of the optical fiber type optical component, (2) a condition that the refractive index is larger than that of the clad and that the occurrence of multi-mode propagation can be suppressed (hereinafter referred to as condition (2)) is required. .

【0035】しかしながら、光吸収と複素屈折率との関
係より、屈折率を上昇させると吸収係数が増大してしま
い、上記の2つの条件を両立させることは困難である。
図3に、異なる屈折率(1.41、1.42、1.4
8、1.52、1.55)を有する5種類のシリコーン
樹脂に対する光吸収係数の紫外光領域での波長依存性を
示す。横軸は、照射される紫外光の波長であり、波長2
00〜360nmの範囲について示してある。上記の条
件(1)及び条件(2)をともに満たすためには、吸収
係数が小さくかつ屈折率が大きい材質が必要であるが、
図3の各曲線とその相関に示されているように、屈折率
が大きい材質ほど光吸収係数も大きくなり、したがっ
て、2条件を同時に満たすことはできない。また、例え
ば被覆厚さを薄くして吸収を低減させた場合には、これ
によって光ファイバの機械的強度が劣化するという問題
を生じる。
However, due to the relationship between light absorption and complex refractive index, increasing the refractive index increases the absorption coefficient, making it difficult to satisfy both of the above two conditions.
FIG. 3 shows different refractive indices (1.41, 1.42, 1.4).
8, 1.52, 1.55) shows the wavelength dependence in the ultraviolet region of the light absorption coefficient for five types of silicone resins. The horizontal axis indicates the wavelength of the ultraviolet light to be irradiated, and the wavelength 2
The range is from 00 to 360 nm. In order to satisfy both the above conditions (1) and (2), a material having a small absorption coefficient and a large refractive index is required.
As shown in each curve of FIG. 3 and its correlation, a material having a higher refractive index has a larger light absorption coefficient, and therefore cannot satisfy the two conditions at the same time. Further, for example, when the thickness of the coating is reduced to reduce the absorption, this causes a problem that the mechanical strength of the optical fiber is deteriorated.

【0036】図4(a)及び(b)に、光ファイバ型光
学部品の製造に用いられる従来の構成による被覆光ファ
イバの屈折率プロファイルを示す。図4(a)に示す例
では、被覆光ファイバはコア部1、クラッド部2、及び
被覆部3から構成されており、被覆部3はマルチモード
伝搬の発生を防止するためにクラッド部2よりも屈折率
が大きい構成とされている。この場合、上記したように
被覆部3の光吸収が増大してしまい、紫外光照射による
光ファイバ型回折格子などの光ファイバ型光学部品の形
成・製造を良好に行うことができない。
FIGS. 4A and 4B show a refractive index profile of a coated optical fiber having a conventional configuration used for manufacturing an optical fiber type optical component. In the example shown in FIG. 4A, the coated optical fiber includes a core 1, a cladding 2, and a coating 3, and the coating 3 is separated from the cladding 2 in order to prevent multi-mode propagation. Is also configured to have a large refractive index. In this case, as described above, the light absorption of the coating portion 3 increases, and it is not possible to favorably form and manufacture an optical fiber type optical component such as an optical fiber type diffraction grating by irradiation with ultraviolet light.

【0037】また、図4(b)に示す例では、被覆部3
が第1被覆部3aと第2被覆部3bとから構成されてい
る。このうち、第1被覆部3aはマルチモード伝搬の発
生を防止するためにクラッド部2よりも屈折率が大きく
形成され、また、第2被覆部3bは光吸収が低減された
構成とされており、それに伴って屈折率がクラッド部2
よりも小さく形成されている。この場合においても、図
4(a)に示す例に比較して改善されているものの、第
1被覆部3aによる光吸収の問題は依然として存在して
いる。
Further, in the example shown in FIG.
Are composed of a first covering portion 3a and a second covering portion 3b. Among them, the first coating portion 3a is formed to have a larger refractive index than the cladding portion 2 in order to prevent the occurrence of multi-mode propagation, and the second coating portion 3b is configured to reduce light absorption. The refractive index is accordingly increased to the cladding 2
It is formed smaller than. In this case as well, although there is an improvement over the example shown in FIG. 4A, the problem of light absorption by the first covering portion 3a still exists.

【0038】上記の問題について、以下さらに具体的に
説明する。本発明による光ファイバ型光学部品において
は、被覆光ファイバ20の被覆部3の材質として熱硬化
型シリコーンを用いる。このようなシリコーンは、紫外
光の透過損失が小さく、また、通常の被覆光ファイバに
適用されている材質であるので、入手しやすく低コスト
となる。
The above problem will be described more specifically below. In the optical fiber type optical component according to the present invention, thermosetting silicone is used as the material of the coating portion 3 of the coated optical fiber 20. Such a silicone has a small transmission loss of ultraviolet light and is a material applied to an ordinary coated optical fiber, so that it is easily available and low in cost.

【0039】熱硬化型シリコーンは、通常は下記の反応
式(a) …Si−CH=CH2 + H−Si… → …Si−CH2CH2−Si… (a) に示されるようなヒドロシリル化反応により重合硬化す
る。実用化されている樹脂材質のうち、低屈折率のもの
としては例えば、東芝シリコーン社製XE14-062、東レ−
ダウ−シリコーン社製CY52-130、信越シリコーン社製OF
180、OF101、OF111などがある。
The thermosetting silicone is usually prepared by a hydrosilyl represented by the following reaction formula (a): Si—CH = CH 2 + H—Si— → Si—CH 2 CH 2 —Si (a) It is polymerized and cured by a chemical reaction. Among the resin materials that have been put into practical use, those having a low refractive index include, for example, XE14-062 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.
Dow-Silicone CY52-130, Shin-Etsu Silicone OF
180, OF101, OF111 and the like.

【0040】このような熱硬化型シリコーンにおける屈
折率の調整は、フェニル基(ベンゼン環構造)の含有率
によって調整することが標準的に行われている。図5
に、メチル基に対するフェニル基の含有比率とシリコー
ンの屈折率との相関を示す。また、図6は、メチル基に
対するフェニル基の含有比率と波長260nmの紫外光
に対する光吸収係数との相関を示している。
It is standard practice to adjust the refractive index of such a thermosetting silicone by the content of a phenyl group (benzene ring structure). FIG.
FIG. 2 shows the correlation between the content ratio of phenyl group to methyl group and the refractive index of silicone. FIG. 6 shows the correlation between the content ratio of the phenyl group to the methyl group and the light absorption coefficient for ultraviolet light having a wavelength of 260 nm.

【0041】図5に示されているように、シリコーン中
におけるフェニル基の含有比率を増加させることによっ
て、得られるシリコーンの屈折率を大きくすることがで
きる。一方、フェニル基は波長250nm付近に吸収を
持ち、したがって、図6に示されているように、フェニ
ル基の含有比率の増加に伴って光吸収が増大してしま
う。このことは、前述した図3にも同様に示されてい
る。
As shown in FIG. 5, the refractive index of the obtained silicone can be increased by increasing the content ratio of the phenyl group in the silicone. On the other hand, the phenyl group has an absorption near a wavelength of 250 nm, and therefore, as shown in FIG. 6, the light absorption increases with an increase in the content ratio of the phenyl group. This is also shown in FIG. 3 described above.

【0042】したがって、紫外光に対する光吸収を低減
させて良好な光学部品の製造を可能とするためには、フ
ェニル基の含有量を少なく設定することが必要である。
例えば、熱硬化型シリコーンの屈折率を1.39以上
1.43以下とすることが好ましい。このとき、図5よ
りメチル基に対するフェニル基の含有比率はおよそ0.
1以下に相当する。さらに、フェニル基が実質的に含有
されていない条件とし、メチル基などの直鎖アルキル基
のみを含有した熱硬化型シリコーンを用いることによっ
て、特に良好な紫外光の透過特性を有する被覆部3を形
成することができる。なお、紫外光の透過特性をさらに
向上するためには、反応式(a)に示すC=C結合を低減
することが望ましい。そのためには、…Si−CH=CH2のH
−Si…に対する量の比率を小さくすることが望ましい。
Therefore, it is necessary to set the content of the phenyl group to be small in order to reduce the absorption of ultraviolet light and to manufacture a good optical component.
For example, it is preferable that the refractive index of the thermosetting silicone be 1.39 or more and 1.43 or less. At this time, as shown in FIG. 5, the content ratio of the phenyl group to the methyl group is about 0.1.
1 or less. Furthermore, by using a thermosetting silicone containing only a straight-chain alkyl group such as a methyl group under the condition that the phenyl group is not substantially contained, the coating portion 3 having particularly good ultraviolet light transmission characteristics can be formed. Can be formed. In order to further improve the ultraviolet light transmission characteristics, it is desirable to reduce the C = C bond shown in the reaction formula (a). For this purpose, the ... Si-CH = CH 2 H
It is desirable to reduce the ratio of the amount to -Si ...

【0043】上記したようにフェニル基を含有しない熱
硬化型シリコーンによって被覆部3を形成した場合、被
覆部3の屈折率は、図1の屈折率プロファイルに示され
ているように、クラッド部2よりも小さい値となる。こ
のような被覆部3を図4(c)に示すように従来の単一
クラッド構造のステップインデックス型光ファイバに適
用した場合、その屈折率プロファイルによって光ファイ
バ全体がマルチモード伝搬しうる構造となり、基底モー
ド以外のモードの伝搬が発生し、基底モードと高次モー
ドとの間に結合が生じて伝搬特性が変化する。
As described above, when the coating portion 3 is formed of the thermosetting silicone containing no phenyl group, the refractive index of the coating portion 3 is, as shown in the refractive index profile of FIG. It becomes a value smaller than. When such a coating 3 is applied to a conventional step index type optical fiber having a single clad structure as shown in FIG. 4 (c), the entire optical fiber has a structure capable of multi-mode propagation due to its refractive index profile. Propagation of a mode other than the fundamental mode occurs, coupling occurs between the fundamental mode and the higher-order mode, and the propagation characteristics change.

【0044】例えば、屈折率変化を行った領域において
特に、クラッド部に放射したモードのコア部への再結合
による特性の変動という問題が生じる。また、例えばフ
ァイバグレーティングがコア部に書き込まれた場合を考
えると、被覆部3の屈折率が低いときに、伝搬する高次
モードとの結合によってカットオフ波長より短波長の波
長において損失を生じる問題がある。また、長周期ファ
イバグレーティングの場合、基底モードから変換された
高次モードが光ファイバ中を伝搬してしまうので、外乱
によって損失特性が変化してしまうことがある。
For example, in a region where the refractive index is changed, there is a problem in that the mode radiated to the clad changes in characteristics due to recombination with the core. Further, for example, when a fiber grating is written in a core portion, there is a problem that when the refractive index of the coating portion 3 is low, a loss occurs at a wavelength shorter than the cutoff wavelength due to coupling with a propagating higher mode. There is. In the case of a long-period fiber grating, a higher-order mode converted from a fundamental mode propagates through an optical fiber, and thus loss characteristics may change due to disturbance.

【0045】図7に、図4(c)に示した構成において
クラッド部2の屈折率をn2、被覆部3の屈折率をn3
し、クラッド部2と被覆部3の屈折率差n2−n3が0.
05である光ファイバを用いてブラッグ型ファイバグレ
ーティングを作製した場合の、ブラッグ反射波長近辺で
の光の透過特性についてその一例を示す。横軸は、光フ
ァイバ中を伝搬する光の波長である。
FIG. 7 shows that in the configuration shown in FIG. 4C, the refractive index of the cladding 2 is n 2 , the refractive index of the coating 3 is n 3, and the refractive index difference n between the cladding 2 and the coating 3 is n. 2 -n 3 is 0.
An example of the transmission characteristics of light near the Bragg reflection wavelength when a Bragg-type fiber grating is manufactured using the optical fiber No. 05 will be described. The horizontal axis is the wavelength of light propagating in the optical fiber.

【0046】図7に示すグラフにおいて、ブラッグ反射
波長である1555〜1556nmの波長帯よりも短波
長の領域(波長1552nm付近)において、多くのリ
ップルを有する損失(以下、短波長損失という)のピー
クが生じている。これは、マルチモード伝搬の発生に起
因するものである。
In the graph shown in FIG. 7, the peak of a loss having a large amount of ripple (hereinafter, referred to as a short wavelength loss) in a region of a wavelength shorter than the wavelength band of 1555 to 1556 nm which is the Bragg reflection wavelength (around a wavelength of 1552 nm). Has occurred. This is due to the occurrence of multi-mode propagation.

【0047】図8に、屈折率差n2−n3(横軸)を変化
させたときの短波長損失の変化を示す。このグラフよ
り、クラッド部2と被覆部3の屈折率差の増加、すなわ
ち被覆部3の屈折率がクラッド部2に比べて小さくなる
にしたがって、マルチモード伝搬の影響が増大し、短波
長損失が増大して性能が劣化していることがわかる。
FIG. 8 shows a change in the short wavelength loss when the refractive index difference n 2 −n 3 (horizontal axis) is changed. From this graph, as the refractive index difference between the cladding part 2 and the coating part 3 increases, that is, as the refractive index of the coating part 3 becomes smaller than that of the cladding part 2, the influence of multi-mode propagation increases, and the short wavelength loss decreases. It can be seen that the performance has deteriorated due to the increase.

【0048】このような問題に対して、本発明による光
ファイバ型光学部品においては、クラッド部2を第1ク
ラッド部2aと第2クラッド部2bとからなる2重クラ
ッド構造とし、第2クラッド部2bの屈折率n2bが第1
クラッド部2aの屈折率n2aよりも大きい構成としてい
る。すなわち、上述したように、製造面からの吸収係数
についての条件(1)と、性能面からの屈折率について
の条件(2)とを被覆部3のみによって実現することは
困難である。これに対して、本発明による光ファイバ型
光学部品では、条件(1)を被覆部3により調整し、一
方、条件(2)をクラッド部2の外側の部分である第2
クラッド部2bにより調整することによって、2条件の
両立を実現している。
In order to solve such a problem, in the optical fiber type optical component according to the present invention, the clad portion 2 has a double clad structure including a first clad portion 2a and a second clad portion 2b, The refractive index n 2b of 2b is the first
It is larger configuration than the refractive index n 2a of the cladding portion 2a. That is, as described above, it is difficult to realize the condition (1) for the absorption coefficient from the manufacturing aspect and the condition (2) for the refractive index from the performance aspect only by the covering portion 3. On the other hand, in the optical fiber type optical component according to the present invention, the condition (1) is adjusted by the coating portion 3, while the condition (2) is adjusted to the second portion, which is the portion outside the cladding portion 2.
Adjustment by the cladding portion 2b realizes both conditions.

【0049】このような構成においては、第2クラッド
部2bの屈折率が第1クラッド部2aよりも大きいこと
によって第2クラッド部2bがクラッド部2を伝搬する
高次モードの除去フィルタとして機能し、放射モードの
コア部1への再結合が抑制される。これによって図8に
示すように、短波長損失、及び屈折率差n2a−n3の増
加に伴う短波長損失の増大が、単一クラッド構造の場合
と比較して著しく低減される。
In such a configuration, since the refractive index of the second cladding portion 2b is larger than that of the first cladding portion 2a, the second cladding portion 2b functions as a filter for removing a higher-order mode propagating through the cladding portion 2. In addition, recombination of the radiation mode with the core unit 1 is suppressed. As a result, as shown in FIG. 8, the short wavelength loss and the increase in the short wavelength loss due to the increase in the refractive index difference n 2a −n 3 are significantly reduced as compared with the case of the single clad structure.

【0050】また、上記した実施形態のように第2クラ
ッド部2bが通信波長帯の光に対する損失が大きいOH
を多量に含有している場合、このOHによってクラッド
部2中を伝搬する放射モードが減衰されて、放射モード
の影響がさらに低減される。このとき、OHは赤外吸収
を増大させるが、屈折率変化の書込に用いられる紫外光
の領域では吸収を持たず、したがって、紫外光の透過を
損なうことはない。
Further, as in the above-described embodiment, the second cladding portion 2b has an OH having a large loss with respect to light in the communication wavelength band.
Is contained in a large amount, the radiation mode propagating in the cladding portion 2 is attenuated by the OH, and the influence of the radiation mode is further reduced. At this time, OH increases infrared absorption, but has no absorption in a region of ultraviolet light used for writing a refractive index change, and therefore does not impair transmission of ultraviolet light.

【0051】このような構造及び製造方法による光ファ
イバ型光学部品の一実施例として、被覆部3の材質とし
て信越シリコーン社製OF111を用い、ガラス径(第2ク
ラッド部2bの外径)125μm、樹脂径(被覆部3の
外径)250μmに線引した被覆光ファイバを用いて光
ファイバ型光学部品の製造を行った。この光ファイバの
損失は、波長1.55μmにおいて0.20dB/km
と良好な透過特性を示した。この光ファイバを25℃、
20MPaの条件において水素処理による増感処理を1
5日間行った。このように光ファイバに水素加圧処理に
よって水素を添加することによって、紫外光の照射によ
る屈折率変化量を増大させることができ、屈折率変化パ
ターンの書込をより効率化することができる。
As an embodiment of the optical fiber type optical component having such a structure and a manufacturing method, OF111 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. is used as the material of the coating portion 3, and the glass diameter (outer diameter of the second cladding portion 2 b) is 125 μm. An optical fiber type optical component was manufactured using a coated optical fiber drawn to a resin diameter (outer diameter of the coating portion 3) of 250 μm. The loss of this optical fiber is 0.20 dB / km at a wavelength of 1.55 μm.
And good transmission characteristics. This optical fiber is 25 ° C,
Sensitization treatment by hydrogen treatment under the condition of 20 MPa
I went for five days. As described above, by adding hydrogen to the optical fiber by the hydrogen pressurizing process, the amount of change in the refractive index due to the irradiation of the ultraviolet light can be increased, and the writing of the refractive index change pattern can be made more efficient.

【0052】次いで、図2に示す照射光源5をKrFエ
キシマレーザとして波長247nmの紫外光を用い、2
00mJ/cm2の照射密度で被覆部3を介して光ファ
イバに紫外光を15分間照射して、GeO2が添加され
ているコア部1に対し長さ8mmにわたって位相マスク
法によってブラッグ型ファイバグレーティングを形成し
た。このように作製されたブラッグ型ファイバグレーテ
ィングによる光の遮断量は、ピーク値で20dB程度が
得られた。
Next, the irradiation light source 5 shown in FIG. 2 was a KrF excimer laser using ultraviolet light having a wavelength of 247 nm.
The optical fiber is irradiated with ultraviolet light for 15 minutes through the coating 3 at an irradiation density of 00 mJ / cm 2 , and a Bragg-type fiber grating is applied to the core 1 to which GeO 2 is added by a phase mask method over a length of 8 mm. Was formed. The light blocking amount of the Bragg-type fiber grating manufactured as described above was about 20 dB at the peak value.

【0053】また、同様の条件で、20本のブラッグ型
ファイバグレーティングを製造したが、その遮断量は2
0〜30dBの範囲内であった。また、これらの光ファ
イバについて引張強度を評価したところ、平均破断強度
は5.0GPaであり、紫外光照射前の値5.2GPa
からの劣化はわずかであって、良好な特性が得られてい
る。
Under the same conditions, 20 Bragg-type fiber gratings were manufactured.
It was in the range of 0 to 30 dB. When the tensile strength of these optical fibers was evaluated, the average breaking strength was 5.0 GPa, and the value before irradiation with ultraviolet light was 5.2 GPa.
The deterioration is slight, and good characteristics are obtained.

【0054】なお、屈折率変化パターンの書込に用いる
紫外光の波長としては、220nm以上350nm以下
とすることが好ましい。この波長範囲は、短波長側の2
20nmについては被覆の吸収端によって限定され、一
方、長波長側の350nmについては書込における感光
性によって限定される。したがって、上記の波長範囲の
紫外光を用いることによって、被覆による紫外光吸収の
低減化と、紫外光照射による書込の効率化とをともに実
現した製造方法とすることができる。
The wavelength of the ultraviolet light used for writing the refractive index change pattern is preferably 220 nm or more and 350 nm or less. This wavelength range is the short wavelength side 2
20 nm is limited by the absorption edge of the coating, while 350 nm on the longer wavelength side is limited by the photosensitivity in writing. Therefore, by using the ultraviolet light in the above-mentioned wavelength range, it is possible to provide a manufacturing method that realizes both the reduction of the ultraviolet light absorption by the coating and the efficiency of the writing by the irradiation of the ultraviolet light.

【0055】本発明による光ファイバ型光学部品及びそ
の製造方法は、上記した実施形態に限られるものではな
く、様々な変形及び変更が可能である。例えば、クラッ
ド部の構造については、上記した第1クラッド部及び第
2クラッド部にさらに1層以上のクラッド部を加えて3
重以上のクラッド構造とすることも可能である。
The optical fiber type optical component and the method of manufacturing the same according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made. For example, regarding the structure of the clad part, one or more clad parts are further added to the first clad part and the second clad part described above.
It is also possible to have a cladding structure having a weight or more.

【0056】また、上記した実施形態においてはコア部
のみに屈折率変化パターンの書込を行う構成としたが、
コア部及びクラッド部、あるいはクラッド部のみに書込
を行うようにしても良い。いずれの場合においても、書
き込む屈折率変化パターンについては目的とする光学部
品に応じて様々に設定することが可能である。
In the above embodiment, the writing of the refractive index change pattern is performed only in the core portion.
Writing may be performed on the core and clad portions, or only on the clad portion. In either case, the refractive index change pattern to be written can be set variously according to the target optical component.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明による光ファイバ型光学部品は、
以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。す
なわち、紫外光に対する透過性が高い熱硬化型シリコー
ンを被覆光ファイバの被覆部に用いることによって、被
覆部を除去しない状態で紫外光照射による光ファイバへ
の屈折率変化パターンの書込を行うことができる。熱硬
化型シリコーンとしては、特にフェニル基を実質的に含
まない構成とすることが好ましい。
The optical fiber type optical component according to the present invention is
As described in detail above, the following effects are obtained. That is, by using a thermosetting silicone having high transparency to ultraviolet light for the coating portion of the coated optical fiber, writing the refractive index change pattern on the optical fiber by irradiating the ultraviolet light without removing the coating portion. Can be. In particular, the thermosetting silicone preferably has a configuration substantially free of a phenyl group.

【0058】このとき、被覆部による紫外光吸収の低減
に伴って、被覆部の屈折率が小さくなり、マルチモード
伝搬の発生という問題を生じる。これに対して、光ファ
イバのクラッド部を第1クラッド部及び第2クラッド部
によって構成し、外周側の第2クラッド部の屈折率を第
1クラッド部の屈折率よりも高くすることによって、マ
ルチモード伝搬を抑制して、光ファイバ型光学部品の特
性の劣化を防ぐことができる。
At this time, as the ultraviolet light absorption by the covering portion is reduced, the refractive index of the covering portion becomes small, and there is a problem that multi-mode propagation occurs. On the other hand, by forming the clad portion of the optical fiber by the first clad portion and the second clad portion and making the refractive index of the second clad portion on the outer peripheral side higher than the refractive index of the first clad portion, the multi-layer structure is improved. Mode propagation can be suppressed to prevent deterioration of characteristics of the optical fiber type optical component.

【0059】また、本発明による光ファイバ型光学部品
の製造方法においては、被覆部の除去を行わずに紫外光
照射による屈折率変化パターンの書込を行うことによっ
て、光ファイバのガラス表面の劣化等を抑制して製造の
歩留まりを向上するとともに、製造工程を簡素化して製
造コストを低減することができる。このとき、上記した
構成による被覆光ファイバを用いて製造を行うことによ
って、屈折率変化パターンの書込の効率化と、得られる
光ファイバ型光学部品の特性の向上とを実現することが
できる。
Further, in the method of manufacturing an optical fiber type optical component according to the present invention, the deterioration of the glass surface of the optical fiber is achieved by writing the refractive index change pattern by irradiating ultraviolet light without removing the coating. And the like can be suppressed to improve the production yield, and the production process can be simplified to reduce the production cost. At this time, by manufacturing using the coated optical fiber having the above-described configuration, it is possible to improve the efficiency of writing the refractive index change pattern and improve the characteristics of the obtained optical fiber type optical component.

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

【図1】本発明に係る光ファイバ型光学部品に用いられ
る被覆光ファイバの断面構造及び屈折率プロファイルを
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure and a refractive index profile of a coated optical fiber used for an optical fiber type optical component according to the present invention.

【図2】本発明に係る光ファイバ型光学部品の製造方法
を模式的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a method for manufacturing an optical fiber type optical component according to the present invention.

【図3】シリコーン樹脂の光吸収係数の紫外光領域での
波長依存性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a wavelength dependence of a light absorption coefficient of a silicone resin in an ultraviolet region.

【図4】光ファイバ型光学部品に用いられる従来の被覆
光ファイバ等の屈折率プロファイルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a refractive index profile of a conventional coated optical fiber or the like used for an optical fiber type optical component.

【図5】熱硬化型シリコーンの屈折率とメチル基に対す
るフェニル基の含有比率との相関を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a correlation between the refractive index of a thermosetting silicone and the content ratio of a phenyl group to a methyl group.

【図6】熱硬化型シリコーンの波長260nmでの光吸
収係数とメチル基に対するフェニル基の含有比率との相
関を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a correlation between a light absorption coefficient of a thermosetting silicone at a wavelength of 260 nm and a content ratio of a phenyl group to a methyl group.

【図7】単一クラッド構造による被覆光ファイバを用い
て製造されたブラッグ型ファイバグレーティングの光透
過特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing light transmission characteristics of a Bragg fiber grating manufactured using a coated optical fiber having a single clad structure.

【図8】本発明に係る2重クラッド構造による被覆光フ
ァイバを用いて製造されたブラッグ型ファイバグレーテ
ィングによる短波長損失を単一クラッド構造による場合
と比較するためのグラフである。
FIG. 8 is a graph for comparing short-wavelength loss due to a Bragg-type fiber grating manufactured using a coated optical fiber having a double clad structure according to the present invention with that of a single clad structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光ファイバ、20…被覆光ファイバ、1…コア
部、2…クラッド部、2a…第1クラッド部、2b…第
2クラッド部、3…被覆部、4…マスク、5…光源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical fiber, 20 ... Coated optical fiber, 1 ... Core part, 2 ... Clad part, 2a ... First clad part, 2b ... Second clad part, 3 ... Coated part, 4 ... Mask, 5 ... Light source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂原 政一 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 常石 克之 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 2H049 AA33 AA43 AA44 AA45 AA59 AA62 2H050 AB05X AB10Y AB14Y AC36 AC82 AC84 BB04Q BB35Q ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiichi Mobara 1st Tayacho, Sakae-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works (72) Inventor Katsuyuki Tsuneishi 1st Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Sumitomo Electric Industry Co., Ltd. Yokohama Works F-term (reference) 2H049 AA33 AA43 AA44 AA45 AA59 AA62 2H050 AB05X AB10Y AB14Y AC36 AC82 AC84 BB04Q BB35Q

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コア部及びクラッド部の少なくとも一方
の所定領域に対して、所定波長の紫外光を照射すること
によって屈折率変化パターンの書込が行われた光ファイ
バを含む光学部品であって、 前記光ファイバの前記クラッド部は、 前記コア部の外周に設けられた第1クラッド部と、 前記第1クラッド部の外周に設けられ、前記第1クラッ
ド部よりも大きい屈折率の第2クラッド部と、を有して
構成されるとともに、 前記光ファイバの外周に、熱硬化型シリコーンからなる
被覆部が形成された被覆光ファイバから形成されたこと
を特徴とする光ファイバ型光学部品。
1. An optical component including an optical fiber in which a predetermined area of at least one of a core portion and a clad portion is irradiated with ultraviolet light having a predetermined wavelength to write a refractive index change pattern. A cladding portion of the optical fiber, a first cladding portion provided on an outer periphery of the core portion, and a second cladding portion provided on an outer periphery of the first cladding portion and having a refractive index larger than that of the first cladding portion. And an optical fiber-type optical component comprising: a coated optical fiber having a coating made of thermosetting silicone formed on the outer periphery of the optical fiber.
【請求項2】 前記被覆光ファイバの前記被覆部は、前
記所定波長の紫外光が照射される前記所定領域に対応す
る部分を含み一体に形成されていることを特徴とする請
求項1記載の光ファイバ型光学部品。
2. The coated optical fiber according to claim 1, wherein the coated portion of the coated optical fiber includes a portion corresponding to the predetermined region irradiated with the ultraviolet light of the predetermined wavelength. Optical fiber type optical parts.
【請求項3】 前記熱硬化型シリコーンの屈折率は、
1.39以上1.43以下であることを特徴とする請求
項2記載の光ファイバ型光学部品。
3. The thermosetting silicone has a refractive index of:
3. The optical fiber-type optical component according to claim 2, wherein the ratio is from 1.39 to 1.43.
【請求項4】 前記熱硬化型シリコーンは、直鎖アルキ
ル基のみを含有して形成されていることを特徴とする請
求項2記載の光ファイバ型光学部品。
4. The optical fiber type optical component according to claim 2, wherein said thermosetting silicone is formed containing only a straight chain alkyl group.
【請求項5】 前記第1クラッド部は、フッ素が所定量
添加された石英ガラスからなり、前記第2クラッド部
は、水酸基が所定量添加された石英ガラスからなること
を特徴とする請求項2記載の光ファイバ型光学部品。
5. The method according to claim 2, wherein the first clad portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of fluorine is added, and the second clad portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of hydroxyl group is added. The optical fiber type optical component according to the above.
【請求項6】 コア部と、第1クラッド部及び前記第1
クラッド部よりも大きい屈折率の第2クラッド部を有す
るクラッド部とからなり、前記コア部または前記クラッ
ド部の少なくとも一方に感光性成分を有する光ファイバ
の外周に、熱硬化型シリコーンからなる被覆部が形成さ
れた被覆光ファイバを用い、 前記光ファイバの所定領域に対して、前記被覆光ファイ
バの前記被覆部を介して側面より所定波長の紫外光を照
射することによって、前記コア部または前記クラッド部
の少なくとも一方に屈折率変化パターンを書き込むこと
を特徴とする光ファイバ型光学部品の製造方法。
6. A core part, a first clad part and the first clad part.
A cladding portion having a second cladding portion having a refractive index larger than that of the cladding portion, and a coating portion made of thermosetting silicone on an outer periphery of an optical fiber having a photosensitive component in at least one of the core portion and the cladding portion. By irradiating a predetermined region of the optical fiber with ultraviolet light having a predetermined wavelength from a side surface through the coating portion of the coated optical fiber, the core portion or the clad A method of manufacturing an optical fiber-type optical component, comprising writing a refractive index change pattern on at least one of the portions.
【請求項7】 前記所定波長は、220nm以上350
nm以下であることを特徴とする請求項6記載の光ファ
イバ型光学部品の製造方法。
7. The predetermined wavelength is not less than 220 nm and not more than 350 nm.
7. The method for manufacturing an optical fiber-type optical component according to claim 6, wherein the diameter is not more than nm.
【請求項8】 前記熱硬化型シリコーンの屈折率は、
1.39以上1.43以下であることを特徴とする請求
項6記載の光ファイバ型光学部品の製造方法。
8. The refractive index of the thermosetting silicone is:
7. The method of manufacturing an optical fiber-type optical component according to claim 6, wherein the ratio is from 1.39 to 1.43.
【請求項9】 前記熱硬化型シリコーンは、直鎖アルキ
ル基のみを含有して形成されていることを特徴とする請
求項6記載の光ファイバ型光学部品の製造方法。
9. The method of manufacturing an optical fiber type optical component according to claim 6, wherein said thermosetting silicone is formed containing only a linear alkyl group.
【請求項10】 前記第1クラッド部は、フッ素が所定
量添加された石英ガラスからなり、前記第2クラッド部
は、水酸基が所定量添加された石英ガラスからなること
を特徴とする請求項6記載の光ファイバ型光学部品の製
造方法。
10. The method according to claim 6, wherein the first cladding portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of fluorine is added, and the second cladding portion is made of quartz glass to which a predetermined amount of hydroxyl group is added. The manufacturing method of the optical fiber type optical component described in the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000226458A (en) * 1999-02-08 2000-08-15 Nitto Denko Corp Optical film, optical member, and optical element

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