JP2000275442A - 光バンドパスフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファイバグレーティングを利用した光バンド
パスフィルタにおいて、低コストで、サイズの小さく、
接続損失の小さい光バンドパスフィルタを提供する。 【解決手段】 光ファイバの長手方向にそって、コアの
屈折率の周期的な変化を形成したファイバグレーティン
グからなり、前記コアの屈折率の振幅が、光ファイバの
長手方向にそって、所定の周期Λ2で変化していること
を特徴とする光バンドパスフィルタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファイバグレーティ
ングを利用した光バンドパスフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゲルマニウム添加石英ガラスに特
定波長の光を照射すると屈折率が上昇する現象が知られ
ている。光通信分野で広く使用されている石英系光ファ
イバのコアは、例えばゲルマニウム添加石英ガラスから
なり、これに２４０ｎｍ付近の特定波長の紫外光を照射
すると屈折率が変化する。したがって、光ファイバの長
手方向に微細な紫外光強度の周期的な分布を有する紫外
光を照射すると、この紫外光照射域の紫外光強度に応じ
てコアの屈折率変化の分布を形成することができる。こ
れが、光学の分野でいうグレーティング（回折格子）で
ある。

【０００３】図１１はファイバグレーティングの一例を
示した説明図である。図中符号１は裸光ファイバ（光フ
ァイバ）１であって、この裸光ファイバ１は高屈折率の
コア１ａとこのコア１ａの外周上に設けられた低屈折率
のクラッド１ｂとから構成されている。コア１ａはゲル
マニウム添加石英ガラスからなり、クラッド１ｂは純石
英ガラスまたはフッ素添加石英ガラスからなる。そし
て、コア１ａには上述のように紫外光強度の周期的な分
布によって作成したグレーティング部１ｃが設けられて
いる。図１２は、従来のファイバグレーティングのグレ
ーティング部１ｃの光ファイバの長手方向における屈折
率プロファイルを示したグラフである。横軸は光ファイ
バの長手方向の位置ｚを示しており、縦軸はコアの屈折
率変化を示している。この図に示したように、グレーテ
ィング部１ｃにおいては、光ファイバの長手方向にそっ
て屈折率が一定の振幅ｎで周期的に変化している。この
屈折率の周期的な変化の周期Λ1をグレーティングピッ
チという。

【０００４】ファイバグレーティングにおいては、グレ
ーティングピッチΛ1を比較的小さく設定することによ
って、コア１ａを正の方向に伝搬するモードと、これと
反対にコア１ａを負の方向に伝搬するモードとを結合さ
せることにより、特定波長帯の光が反射する特性が得ら
れる。そのため、特定波長帯の光を損失させる光フィル
タとして用いることができる。例えば、光通信で最もよ
く利用される波長帯域１５５０ｎｍで動作する反射型の
ファイバグレーティングを作製する場合、グレーティン
グピッチは５３０ｎｍ程度とされる。

【０００５】図１３（ａ）はファイバグレーティングを
透過した光の波長スペクトル（透過スペクトル）の一例
を示したもので、図１３（ｂ）はこのとき同時に得られ
る反射光の波長スペクトル（反射スペクトル）を示した
ものである。上述のように特定波長帯の光が反射する特
性によって、反射スペクトルにおいては、反射光の波長
帯に対応した反射帯域（反射ピーク）が生じ、透過スペ
クトルにおいては、この反射帯域に対応した透過阻止帯
域（透過損失ピーク）が生じる。

【０００６】また、反射型のファイバグレーティングに
おいては、一般に光フィルタとして用いられる誘電体多
層膜などと比べて、透過あるいは反射スペクトルにおい
て、透過帯域から透過阻止帯域（または反射帯域）への
遷移領域が狭く、急峻なフィルタ特性が得られるという
特徴がある。その理由は、ファイバグレーティングは、
誘電体多層膜などと比べて光の透過距離であるフィルタ
長を長くすることができるためである。すなわち、誘電
体多層膜は、複数の材料を順次積層して製造するため、
製造に時間や労力がかかり、フィルタ長の増加には限界
がある。これに対してファイバグレーティングにおいて
は、紫外光の照射という比較的簡便な方法で製造できる
ため、フィルタ長を長くすることができるのである。

【０００７】図１３（ａ）に示したファイバグレーティ
ングの透過阻止帯域の中心波長λは、以下の式で示した
ように、グレーティングピッチΛ1とコアの屈折率がｎ
／２上昇したときの光ファイバの実効屈折率ｎｅｆｆと
の積で表される。

【数１】

【０００８】また、前記透過阻止帯域の波長幅（阻止帯
域幅）は、グレーティング部１ｃの長さ（グレーティン
グ長）などによって変化する。また、光ファイバの長手
方向に沿ってグレーティングピッチΛ1を徐々に変化さ
せたものをチャープトピッチという。例えば、光ファイ
バの長手方向にそって、グレーティングピッチΛ1を徐
々に大きく（あるいは小さく）したものなどが知られて
いる。チャープトピッチでグレーティングを形成する
と、一定（ユニフォーム）のグレーティングピッチの場
合と比較して阻止帯域幅を広くすることができることが
知られている。よって、阻止帯域幅はグレーティングピ
ッチの変化率（チャープト率という）によっても調整す
ることができる。

【０００９】ファイバグレーティングを製造するにおい
て、上述のような紫外光強度の分布からなる微細な光の
明暗は、干渉縞を利用することによって得られる。干渉
縞の周期を再現性よく実現する方法として、位相マスク
法が知られている。図１４は、位相マスクの一例を示し
た斜視図であって、この位相マスク２は、純石英ガラス
などの紫外光を透過する材料からなり、その片面には複
数の直線状の溝２ａ…が平行に、かつ所定の周期で形成
されている。

【００１０】図１５は、この位相マスク２を用いたファ
イバグレーティングの製造方法を示した説明図である。
すなわち、まず、裸光ファイバ１の上に紫外線硬化型樹
脂などの被覆層が設けられた光ファイバ素線の途中の被
覆層（図示せず）を除去して裸光ファイバ１を露出させ
る。そして、位相マスク２を、その溝２ａの形成面が裸
光ファイバ１に対峙するように、かつ溝２ａ…の配列方
向が裸光ファイバ１の長手方向と平行になるように配置
する。ついで、レーザ光のように干渉性が良好な紫外光
３を、この位相マスク２を介して裸光ファイバ１に照射
する。すると、位相マスク２の溝２ａの形成面から、溝
２ａ…と紫外光３との位相整含条件にしたがって、位相
マスク２から直行する０次の回折光を中心として、いく
つかの回折光が放射状に、かつ左右対称に発生する。こ
れらの回折光は０次回折光に近いものから順に１（−
１）次回折光、２（−２）次回折光…と呼ばれる。１次
回折光と−１次回折光とは左右対称である。

【００１１】通常は０次の回折光のパワーが最も強く、
１（−１）次、２（−２）次の順に次第にそのパワーが
弱くなっていく。しかしながら、溝２ａの深さを紫外光
３の波長の約半分の深さに設定すると、溝２ａを形成し
た部分と溝２ａを形成していない部分とにおいて、それ
ぞれ回折された光が干渉し、打ち消しあう。そのため、
０次回折光を抑えて１（−１）次回折光のパワーを最も
強くすることができる。

【００１２】すると、図１５に示したように、位相マス
ク２の直下の１次回折光と−１次回折光とが交差する三
角形の領域４において、裸光ファイバ１の長手方向に対
して直交方向に干渉縞が生じる。そして、この部分のコ
ア１ａの屈折率が上昇し、グレーティング部１ｃが得ら
れる。この干渉縞の周期は位相マスク２の溝２ａ…の周
期の半分である。したがって、例えば約１μｍの周期で
溝２ａを形成した位相マスク２を用いることにより、グ
レーティングピッチΛ1が約０．５μｍのファイバグレ
ーティングを作製することができる。

【００１３】図１６はこのような反射型のファイバグレ
ーティングを利用した光バンドパスフィルタの一例を示
した概略構成図である。この光バンドパスフィルタはフ
ァイバグレーティング４の入力端子４ａと光サーキュレ
ータ５の第３のポート５ｃとを接続して構成されてい
る。光サーキュレータ５は第１のポート５ａ、第２のポ
ート５ｂおよび第３のポート５ｃを有しており、第１の
ポート５ａから入射した光は第３のポート５ｃから出射
し、第３のポート５ｃから入射した光は第２のポート５
ｂから出射するようになっている。

【００１４】したがって、第１のポート５ａから比較的
広い波長幅を有する光を入射すると、この光は第３のポ
ート５ｃ、入力端子４ａを介してファイバグレーティン
グ４に入射する。そして、ファイバグレーティング４に
おいて反射光が発生する。この反射光以外の光はファイ
バグレーティング４の出力端子４ｂから出射される。一
方、前記反射光は入力端子４ａ，第３のポート５ｃを経
て第２のポート５ｂから出射される。すなわち、第１の
ポート５ａから入射した光のうち、ファイバグレーティ
ング４の反射帯域の光のみを第２のポート５ｂから取り
出すことができる。したがって、特定波長帯のみが透過
する光バンドパスフィルタとしての特性が得られる。

【００１５】図１７（ａ）は、反射型のファイバグレー
ティングを用いた光バンドパスフィルタの他の例を示し
たもので、この光バンドパスフィルタは、ふたつのファ
イバグレーティング６，７が直列に接続されてなるもの
である。ファイバグレーティング６，７は異なる透過阻
止帯域を有し、かつこれらの透過阻止帯域間がある程度
はなれている。したがって、ファイバグレーティング６
の入力端子６ａから比較的広い波長幅を有する光を入射
すると、ファイバグレーティング６，７を透過すること
によって、ふたつの透過阻止帯域の光が損失した光がフ
ァイバグレーティング７の出力端子７ｂから得られる。

【００１６】図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示した光
バンドパスフィルタの透過スペクトルを示したものであ
って、このスペクトルにおいては、ファイバグレーティ
ング６，７にそれぞれ対応した透過阻止帯域６’，７’
が得られている。そして、図１７（ｂ）に示したよう
に、使用波長域を透過阻止帯域６’から透過阻止帯域
７’にかけて設定し、この波長帯の光を入力端子６ａか
ら入射すると、これら透過阻止帯域６’と透過阻止帯域
７’との間がバンドパス帯域となり、この波長帯の光の
みが選択的に出力端子７ｂから得られる光バンドパスフ
ィルタとして用いることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
に示した光バンドパスフィルタにおいては、光サーキュ
レータがファイバグレーティングと比較して高価である
ため、コストがかかるという問題があった。図１７
（ａ）に示した光バンドパスフィルタにおいても透過阻
止帯域の異なるふたつのファイバグレーティングを製造
しなければならないため、コストがかかるという問題が
あった。また、これらの光バンドパスフィルタにおいて
は、いずれもふたつのデバイスを直列に接続しているた
め、サイズが大きくなるという問題があった。また、接
続損失が大きくなるという問題があった。

【００１８】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ファイバグレーティングを利用した光バンドパスフ
ィルタにおいて、低コストの光バンドパスフィルタを提
供することを課題とする。さらに、サイズの小さい光バ
ンドパスフィルタを提供することを課題とする。また、
接続損失の小さい光バンドパスフィルタを提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明においては、光ファイバの長手方向にそって、
コアの屈折率の周期的な変化を形成したファイバグレー
ティングからなり、前記コアの屈折率の振幅が、光ファ
イバの長手方向にそって、所定の周期で変化しているこ
とを特徴とする光バンドパスフィルタを提案する。ま
た、前記コアの屈折率の周期的な変化の周期はチャープ
トピッチとすると好ましい。さらに、前記光ファイバが
高ＮＡの光ファイバであると好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の光バンドパスフィルタに
用いるファイバグレーティングは、図１１に示したよう
に光ファイバの長手方向にそってコア１ａの屈折率の周
期的な変化を形成してなるグレーティング部１ｃを有す
るものである。図１は本発明の光バンドパスフィルタに
用いるファイバグレーティングのグレーティング部の光
ファイバの長手方向における屈折率プロファイルの一例
を示したグラフである。

【００２１】この屈折率プロファイルが図１２に示した
従来のものと異なるのは、屈折率の振幅、すなわち屈折
率変化の大きさが一定ではない点である。すなわち、こ
の屈折率プロファイルの振幅は、光ファイバの長手方向
にそって、殆ど零に近い部分から徐々に増加し、最も大
きいｎ1に達すると反対に徐々に低下する変化が周期的
に繰り返されており、そのため、この屈折率プロファイ
ルはグラフ中、破線で示したｓｉｎ波状の形状を有して
いる。換言すれば、図１２に示した屈折率プロファイル
において、グレーティングピッチΛ1は一定で、屈折率
の振幅ｎを、図１に示したように周期的に変化させる
と、このファイバグレーティングの屈折率プロファイル
が得られる。以下、この屈折率の振幅の変化の周期を振
幅変調周期という。振幅変調周期は図１中、Λ2で示さ
れている。

【００２２】図２は本発明の光バンドパスフィルタに用
いるファイバグレーティングの屈折率プロファイルの他
の例を示したものである。この例においてもグレーティ
ングピッチΛ1は一定で、屈折率の振幅がファイバ長手
方向にそって周期的に変化しており、振幅が殆ど零の部
分ｗ1と振幅がｎ1の部分ｗ2とが周期Λ2で交互に形成さ
れている。すなわち、図１２に示した屈折率プロファイ
ルにおいて、グレーティングピッチΛ1は一定で、屈折
率振幅ｎを、図２に示したように周期的に変化させる
と、このファイバグレーティングの屈折率プロファイル
が得られる。

【００２３】図１、図２に示したいずれの例において
も、振幅変調周期Λ2は光ファイバの長手方向において
一定であると好ましい。一方グレーティングピッチΛ1
は、後述するように、チャープトピッチを採用するとさ
らに好ましい。

【００２４】図３は、これらのファイバグレーティング
の透過スペクトルの一例を示したグラフであって、この
波長スペクトルにおける特徴は、従来のファイバグレー
ティングにおいて得られる透過阻止帯域の両側に、ふた
つの透過阻止帯域が現れることである。すなわち、主透
過阻止帯域１０と、その両側に現れる側透過阻止帯域１
１，１２という３つの透過阻止帯域が得られる。主透過
阻止帯域１０の中心波長と側透過阻止帯域１１，１２の
中心波長との波長差の大きさは等しく、グラフ中Δλで
示されている。前記主透過阻止帯域１０と前記側透過阻
止帯域１１との間と、前記主透過阻止帯域１０と前記側
透過阻止帯域１２との間は、それぞれバンドパス帯域１
３ａ，１３ｂである。

【００２５】このファイバグレーティングにおいては、
例えば側透過阻止帯域１１と主透過阻止帯域１０にかけ
て使用波長域を設定することにより、バンドパス帯域１
３ａの光が選択的に透過する光バンドパスフィルタの特
性が得られる。主透過阻止帯域１０と側透過阻止帯域１
２との関係においても同様であって、この範囲に使用波
長域を設定することにより、バンドパス帯域１３ｂの光
が選択的に透過する光バンドパスフィルタとして用いる
ことができる。

【００２６】ファイバグレーティングの反射係数は、H.
Kogelnik^*によれば、グレーティングピッチが一定の場
合、グレーティングの長手方向の屈折率プロファイルの
フーリエ変換で表される（＊参考文献：The Bell Syste
m Technical Journal vol. 55, No.1, January 1976, P
P.109-125, Filter Response of NonuniformAlmost-Per
iodic Structure）。以下の式（１）は、グレーティン
グピッチ一定の場合の屈折率プロファイルを表したもの
である。

【００２７】

【数２】 式中、ｎ（ｚ）は光ファイバの長手方向の位置ｚにおけ
る屈折率の振幅、ｎa（Ｚ）はグレーティング部におけ
る最大の屈折率の振幅、Λ2は振幅変調周期を示してい
る。ｊは虚数単位である。また、このフーリエ変換理論
から、本発明に用いるファイバグレーティングにおいて
は、図３に示したように主透過阻止帯域１０の中心波長
が振幅変調周期Λ2に相当する基本周波数分だけ、正負
の方向にそれぞれシフトした中心波長を有する側透過阻
止帯域１１と側透過阻止帯域１２とが出現することにな
る。図３に示した主透過阻止帯域１０と側透過阻止帯域
１１，１２との中心波長差Δλと振幅変調周期Λ2との
関係は、以下の式（２）で表される。

【００２８】

【数３】

【００２９】式中λcは主透過阻止帯域１０の中心波
長、ｎｅｆｆはコアの屈折率がｎ1／２上昇したときの
光ファイバの実効屈折率である。図４は中心波長差Δλ
と振幅変調周期Λ2との関係を示したグラフであって、
横軸はグレーティングピッチΛ1、縦軸は振幅変調周期
Λ2である。上述のように、一般に１５５０ｎｍ帯で使
用する場合、グレーティングピッチΛ1は５３０ｎｍ付
近に設定される。このグラフにおいて、グレーティング
ピッチΛ1が５３０ｎｍであり、主透過阻止帯域１０の
中心波長λcが１５５０ｎｍである場合、中心波長差Δ
λを２ｎｍ，５ｎｍ，１０ｎｍ，１５ｎｍ，２０ｎｍと
する場合は、Λ2を、それぞれ４００μｍ、１６０μ
ｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ付近に設定するとよ
いことがわかる。また、振幅ｎ1の大きさやグレーティ
ング長は特に限定されるものではなく、要求されるファ
イバグレーティングの特性に応じて適宜設定される。振
幅ｎ1を大きくすると反射光の強度が大きくなり、３つ
の阻止帯域の透過損失が増加する。また、上述のように
グレーティング長を調節することによって、阻止帯域の
波長幅などを変化させることができる。

【００３０】また、反射型のファイバグレーティング
は、通常、透過阻止帯域（反射帯域）の波長幅が比較的
狭い。したがって、図５に示したように主透過阻止帯域
１０，側透過阻止帯域１１，１２の幅が狭すぎると、例
えばバンドパス帯域１３ａの波長幅と主透過阻止帯域１
０の波長幅と側透過阻止帯域１１の波長幅との合計が、
使用波長域よりも小さくなってしまう。そのため、主透
過阻止帯域１０の長波長側や側透過阻止帯域１１の短波
長側にに余分な光の透過域１４ａ，１４ｂが生じ、バン
ドパス帯域１３ａの光のみを透過させることができなく
なる。使用波長域の幅を狭くすることは通常困難なの
で、この場合、バンドパス帯域１３ａ，１３ｂの波長幅
が限定されるなどの不都合が生じる。

【００３１】したがって、主透過阻止帯域１０，側透過
阻止帯域１１，１３の波長幅はある程度広い方が好まし
い。これらの波長幅を広くするには、上述のようにグレ
ーティングピッチΛ1をチャープトピッチとする方法が
知られている。チャープトピッチを採用することによっ
て、例えばこれらの波長幅を３ｎｍ程度にすることがで
きる。

【００３２】例えば、図１に示した屈折率プロファイル
において、光ファイバの長手方向にそって、グレーティ
ング部全体のグレーティングピッチΛ1を徐々に大きく
（あるいは小さく）する。上述のように一般に１５５０
ｎｍ帯で使用する場合、グレーティングピッチΛ1は５
３０ｎｍ付近である。チャープトピッチにする場合は、
例えばチャープ率を１ｎｍ／ｍｍ以下に設定し、グレー
ティングピッチΛ1を５３０ｎｍ±１０ｎｍ程度の範囲
でわずかに変化させる。

【００３３】図２に示した例においても、同様にグレー
ティングピッチΛ1を光ファイバの長手方向にそって徐
々に変化させることによって、チャープトピッチとする
ことができる。この図２に示した屈折率プロファイルに
おいては、屈折率の振幅が殆ど零の部分ｗ1が存在する
が、この部分においても振幅零の屈折率変化が繰り返さ
れていると想定して、全体のチャープ率を設定するのが
通常である。換言すると、まず、図１２に示した屈折率
の振幅ｎが光ファイバの長手方向で一定の屈折率プロフ
ァイルにおいて、所定のチャープ率で、光ファイバの長
手方向に徐々にグレーティングピッチΛ1を変化させ
る。さらに、この屈折率プロファイルに図２に示したよ
うな周期Λ2の屈折率の振幅の変化を付与すると、図２
に示した屈折率プロファイルを有し、かつチャープトピ
ッチの屈折率プロファイルが得られる。

【００３４】また、チャープトピッチを適用すると、側
透過阻止帯域１１，１２の反射光の強度が低下し、側透
過阻止帯域１１，１２の透過損失が不足する場合があ
る。その場合には、振幅ｎ1を大きくすることによって
対応することができる。すなわち振幅ｎ1を大きくする
と主透過阻止帯域１０の透過損失が大きくなり、これに
付随して側透過阻止帯域１１，１２の透過損失を増加さ
せることができる。

【００３５】ところで、図１３（ａ）に示した従来の反
射型のファイバグレーティングの透過損失スペクトルに
おいては、透過損失帯域よりも短波長側の透過帯域に透
過損失が生じている。以下この帯域を過剰損失帯域とよ
ぶ。この過剰損失帯域は、コアを伝搬する光の一部がク
ラッドを伝搬する光（クラッドモード）と結合すること
によって生じるものである。そして、従来、高ＮＡ（開
口数）の光ファイバを用いることにより、過剰損失帯域
を短波長側にシフトさせることができることが知られて
いる。

【００３６】一方、図３に示した本発明に用いるファイ
バグレーティングの透過スペクトルの例において、バン
ドパス帯域１３ａに過剰損失帯域が発生すると透過光の
強度が低下するため不都合である。そこで、高ＮＡの光
ファイバを用いると、この過剰損失帯域を短波長側にシ
フトさせることができる。その結果、過剰損失帯域はバ
ンドパス帯域１３ａ外になり、バンドパス帯域１３ａに
おける透過損失の増加を防ぐことができる。本発明に適
した光ファイバのＮＡはΔで１％以上、好ましくはΔで
３％以上とされる。

【００３７】図６は本発明に用いるファイバグレーティ
ングの製造方法の一例を示したものである。図中符号１
５は振幅マスクであって、この振幅マスク１５には複数
のスリット１５ａが等間隔で複数並列に設けられてい
る。この振幅マスク１５はアルミニウムなどの光を透過
しない材料から形成されている。一方、符号１６は位相
マスクであって、その片面には所定の周期で複数の溝１
６ａが形成されている。

【００３８】そして、この位相マスク１６を、図１５に
示した例と同様にして裸光ファイバの側面にその溝１６
ａの形成面が対峙するように配し、さらにこの位相マス
ク１６の上に振幅マスク１５を配する。そして、紫外光
１７を、振幅マスク１５，位相マスク１６を介して裸光
ファイバに照射する。すると、位相マスク１６の溝１６
ａのうち、振幅マスク１５の複数のスリット１５ａの下
に位置する部分のみが露光される。そして、この露光さ
れた部分の溝１６ａに対応した干渉縞が発生し、この干
渉縞が生じた部分の裸光ファイバのコアの屈折率が上昇
する。したがって、所望の振幅変調周期Λ2が得られる
ように、スリット１５ａの幅と間隔を設定することによ
って、図２に示したような屈折率プロファイルを有する
ファイバグレーティングが得られる。また、溝１６ａの
周期をチャープトピッチに対応させた位相マスク１６を
用いることによって、チャープトピッチのファイバグレ
ーティングが得られる。

【００３９】図７は、本発明に用いるファイバグレーテ
ィングの製造方法の他の例を示したもので、図中符号１
８はシリンドリカルレンズ、符号１９は紫外光ビームで
ある。紫外光ビーム１９はレーザ発生装置から出力した
レーザ光を、レンズ、スリットなどを用いて照射範囲の
直径が約１ｍｍ以下になるように調整したものである。
この紫外光ビーム１９の照射位置は、レーザ光の照射位
置を調節するミラーなどによって、後述する裸光ファイ
バの長手方向にそって移動自在とされている。

【００４０】そして、図１５、図６に示した例と同様に
して裸光ファイバと位相マスク１６を配置し、この位相
マスク１６の上にシリンドリカルレンズ１８を配置す
る。そして、このシリンドリカルレンズ１８の上から紫
外光ビーム１９を照射すると、シリンドリカルレンズ１
８を介して集光されたビームが位相マスク１６に照射さ
れ、その露光範囲の溝１６ａに対応した干渉縞が発生
し、この干渉縞が生じた部分の裸光ファイバのコアの屈
折率が上昇する。ついで、紫外光ビーム１９の照射位置
を裸光ファイバ１の長手方向にそって移動させて再び紫
外光ビーム１９を照射する操作を繰り返して、ファイバ
グレーティングを得ることができる。

【００４１】この方法においては、紫外光ビーム１９の
照射範囲の中心は光の強度が強く、この中心から外側に
向かって同心円状に光の強度が弱くなる。裸光ファイバ
１のコア１ａにおける屈折率の上昇量は紫外光の強度に
比例するため、紫外光ビーム１９の照射位置の移動距離
を調節すると図１に示したようなｓｉｎ波状の屈折率プ
ロファイルあるいはこれに近い屈折率プロファイルを有
するファイバグレーティングが得られる。図６、図７に
示したいずれの方法においても、紫外光（紫外光ビー
ム）の強度、照射回数などは、目的とするファイバグレ
ーティングの振幅ｎ1などによって調整する。

【００４２】図８（ａ）は本発明の光バンドパスフィル
タの構成を示した図であって、この図に示したように、
本発明においては原則としてひとつのファイバグレーテ
ィング２０のみで光バンドパスフィルタを構成すること
ができる。そのため、接続損失が小さく、低コストで、
サイズの小さい光バンドパスフィルタを提供できる。

【００４３】また、必要に応じて図８（ｂ）に示したよ
うに、ファイバグレーティング２０手前に光アイソレー
タ２１を挿入することもできる。光アイソレータ２１は
入力端子２１ａから出力端子２１ｂ方向に進行する光は
透過し、出力端子２１ｂから入力端子２１ａ方向に進行
する光は阻止する特性を備えている。したがって、光ア
イソレータ２１の入力端子２１ａから光を入射した場
合、ファイバグレーティング２０によって反射された光
は光アイソレータ２１によって阻止され、コアを正の方
向に伝搬する光に影響することがない。

【００４４】

【実施例】（実施例１、２）ＮＡがΔで３％の光ファイ
バを用いて、実施例１においては、図６に示した方法で
ファイバグレーティングを製造し、実施例２において
は、図７に示した方法でファイバグレーティングを製造
した。このとき、いずれにおいてもグレーティング長は
３０ｍｍ、グレーティングピッチΛ1は５３４ｎｍ±
０．１ｎｍの範囲で、光ファイバの長手方向にそってチ
ャープ率０．００７ｎｍ／ｍｍで段階的に変化するチャ
ープトピッチとし、振幅変調周期Λ2は４００μｍとし
た。実施例１のファイバグレーティングの透過スペクト
ルを図９（ａ）に、反射スペクトルを図９（ｂ）に示し
た。実施例２のファイバグレーティングの透過スペクト
ルを図１０（ａ）に、反射スペクトルを図１０（ｂ）に
示した。これらの透過スペクトルにおいて、主透過阻止
帯域および側透過阻止帯域の波長幅は約１ｎｍであっ
た。

【００４５】図９（ａ）、図１０（ａ）に示した透過ス
ペクトルからわかるように、いずれにおいてもバンドパ
ス帯域には過剰損失が殆ど生じておらず、良好なバンド
パス特性が得られた。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のファイバグ
レーティングを用いた光バンドパスフィルタにおいて
は、原則として、ひとつのファイバグレーティングで光
バンドパスフィルタを構成することができる。そのた
め、接続損失が小さく、低コストで、サイズの小さい光
バンドパスフィルタを提供できる。また、チャープトピ
ッチを採用することによって、透過阻止帯域の波長幅を
広くすることができ、余分な光の透過域の発生を抑制す
ることができる。さらに、高ＮＡの光ファイバを用いる
ことによってクラッドモードとの結合に起因する過剰損
失のバンドパス領域への影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に用いるファイバグレーティングの光
ファイバ長手方向における屈折率プロファイルの一例を
示したグラフである。

【図２】 本発明に用いるファイバグレーティングの屈
折率プロファイルの他の例を示したグラフである。

【図３】 本発明に用いるファイバグレーティングの透
過スペクトルの一例を示したグラフである。

【図４】 本発明に用いるファイバグレーティングにお
ける中心波長差Δλと振幅変調周期Λ2との関係を示し
たグラフである。

【図５】 本発明に用いるファイバグレーティングにお
いて、透過阻止帯域の波長幅が狭い場合の透過スペクト
ルを示したものであって、光バンドパスフィルタとして
の使用例を示したグラフである。

【図６】 本発明に用いるファイバグレーティングの製
造方法の一例を示した平面図である。

【図７】 本発明に用いるファイバグレーティングの製
造方法の他の例を示した平面図である。

【図８】 図８（ａ）、図８（ｂ）は本発明の光バンド
パスフィルタの構成を示した概略構成図である。

【図９】 図９（ａ）は、実施例１のファイバグレーテ
ィングの透過スペクトルを示したグラフであり、図９
（ｂ）は反射スペクトルを示したグラフである。

【図１０】 図１０（ａ）は、実施例２のファイバグレ
ーティングの透過スペクトルを示したグラフであり、図
１０（ｂ）は反射スペクトルを示したグラフである。

【図１１】 ファイバグレーティングの一例を示した概
念図である。

【図１２】 従来のファイバグレーティングのファイバ
長手方向における屈折率プロファイルを示したグラフで
ある。

【図１３】 図１３（ａ）はファイバグレーティングの
透過スペクトルの一例を示したグラフ、図１３（ｂ）は
このときの反射スペクトルを示したグラフである。

【図１４】 位相マスクの一例を示した斜視図である。

【図１５】 図１４に示した位相マスクを用いたファイ
バグレーティングの製造方法の説明図である。

【図１６】 従来の反射型のファイバグレーティングを
利用した光バンドパスフィルタの構成の一例を示した概
略構成図である。

【図１７】 図１７（ａ）は、従来の反射型のファイバ
グレーティングを用いた光バンドパスフィルタの他の例
を示した概略構成図である。図１７（ｂ）はこの光バン
ドパスフィルタの透過スペクトルの一例を示したグラフ
である

【符号の説明】

１…裸光ファイバ（光ファイバ）、１ａ…コア、１ｃ…
グレーティング部、１０…主透過阻止帯域、１１，１２
…側透過阻止帯域、１３ａ，１３ｂ…バンドパス帯域、
２０…ファイバグレーティング、ｎ1…振幅、Λ1…グレ
ーティングピッチ、Λ2…屈折率の振幅変調周期。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの長手方向にそって、コアの
   屈折率の周期的な変化を形成したファイバグレーティン
   グからなり、 前記コアの屈折率の振幅が、光ファイバの長手方向にそ
   って、所定の周期で変化していることを特徴とする光バ
   ンドパスフィルタ。
2. 【請求項２】 前記コアの屈折率の周期的な変化の周期
   がチャープトピッチであることを特徴とする請求項１に
   記載の光バンドパスフィルタ。
3. 【請求項３】 前記光ファイバが高ＮＡの光ファイバで
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の光バン
   ドパスフィルタ。