JP2001066443A - 光ファイバ格子製作装置及び方法 - Google Patents
光ファイバ格子製作装置及び方法Info
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
- G02B6/02138—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference based on illuminating a phase mask
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産歩留りが高められる光ファイバ格子製作
装置及び方法と、センサとして利用するのに適合した光
ファイバ格子の生産歩留りを向上させうる製作装置及び
方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、格子が刻まれているマスクを
使用する光ファイバ格子製作方法において、光敏感性コ
アに周期的屈折率の変化を与えて格子が形成される光フ
ァイバを少なくとも２つ以上多数個に並んで配列する過
程と、多数個の光ファイバの格子が形成される部分を含
むように多数個の光ファイバ上にマスクを形成する過程
と、光ファイバのコアに屈折率を変化させるレーザ光を
マスク上に多数個の光ファイバの格子が形成される部分
を含む集束光のサイズで照射する過程とを含んでなるこ
とを特徴とする。
装置及び方法と、センサとして利用するのに適合した光
ファイバ格子の生産歩留りを向上させうる製作装置及び
方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、格子が刻まれているマスクを
使用する光ファイバ格子製作方法において、光敏感性コ
アに周期的屈折率の変化を与えて格子が形成される光フ
ァイバを少なくとも２つ以上多数個に並んで配列する過
程と、多数個の光ファイバの格子が形成される部分を含
むように多数個の光ファイバ上にマスクを形成する過程
と、光ファイバのコアに屈折率を変化させるレーザ光を
マスク上に多数個の光ファイバの格子が形成される部分
を含む集束光のサイズで照射する過程とを含んでなるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ素子の
光ファイバ格子(fiber grating 又は fiber bragg grat
ing)に関するもので、特に光ファイバ格子を製作する装
置及び方法に関するものである。
光ファイバ格子(fiber grating 又は fiber bragg grat
ing)に関するもので、特に光ファイバ格子を製作する装
置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバブラック格子は、光敏感性(p
hotosensitivity)を有する光ファイバのコアに紫外線領
域のエキシマーレーザ(KrF 又は ArF eximer laser)を
照射して周期的屈折率の変化を刻むものである。このと
き、レーザ光に露出した程度にしたがってコアの屈折率
が増加するが、レーザ光がコアの長さ方向に周期的に照
射されるようにして周期的な屈折率変化を与える。
hotosensitivity)を有する光ファイバのコアに紫外線領
域のエキシマーレーザ(KrF 又は ArF eximer laser)を
照射して周期的屈折率の変化を刻むものである。このと
き、レーザ光に露出した程度にしたがってコアの屈折率
が増加するが、レーザ光がコアの長さ方向に周期的に照
射されるようにして周期的な屈折率変化を与える。
【０００３】光ファイバ格子は、前記屈折率の変化周期
と屈折率の変化程度及び格子の長さなどによりコアに進
行する光から特定の波長成分を選択的に反射し、あるい
はクラッドに漏らせる特性を有する。このとき、反射ま
たは漏洩される波長成分を中心波長と呼ばれる。
と屈折率の変化程度及び格子の長さなどによりコアに進
行する光から特定の波長成分を選択的に反射し、あるい
はクラッドに漏らせる特性を有する。このとき、反射ま
たは漏洩される波長成分を中心波長と呼ばれる。
【０００４】この特性を有する光ファイバ格子を用いる
光ファイバレーザの開発とセンサとしての応用などが活
発に研究されており、チャーピングされた光ファイバ格
子(chirped fiber grating)、長周期光ファイバ格子、
傾けた格子(tilted grating)などの変形改良された形態
の光ファイバ格子が開発された。最近、光ファイバ格子
は光信号の分散補償(dispersion compensation)、パル
ス圧縮(pulse compression)、センサー、ＥＤＦ(Erbium
Doped Fiber)利得スペクトルの平坦化などに広く利用
されている。
光ファイバレーザの開発とセンサとしての応用などが活
発に研究されており、チャーピングされた光ファイバ格
子(chirped fiber grating)、長周期光ファイバ格子、
傾けた格子(tilted grating)などの変形改良された形態
の光ファイバ格子が開発された。最近、光ファイバ格子
は光信号の分散補償(dispersion compensation)、パル
ス圧縮(pulse compression)、センサー、ＥＤＦ(Erbium
Doped Fiber)利得スペクトルの平坦化などに広く利用
されている。
【０００５】光ファイバ格子の製作方法にはホログラフ
ィー方法と、位相マスク方法、点対点(point by point)
方法などがある。ホログラフィー方法は干渉(interfere
nce)方法とも呼ばれており、ビームスプリッタ(beam sp
liter)を用いてレーザ光を分離した後、分離された光を
反射ミラーを通じて光ファイバ上に再結合するので、干
渉スペクトルによる周期的パターンを光ファイバのコア
に形成する方法である。ホログラフィー方法は全体的シ
ステムの整列が難しく、コヒーレンス距離が大きい高価
のレーザを使用しなければならないという短所がある。
ィー方法と、位相マスク方法、点対点(point by point)
方法などがある。ホログラフィー方法は干渉(interfere
nce)方法とも呼ばれており、ビームスプリッタ(beam sp
liter)を用いてレーザ光を分離した後、分離された光を
反射ミラーを通じて光ファイバ上に再結合するので、干
渉スペクトルによる周期的パターンを光ファイバのコア
に形成する方法である。ホログラフィー方法は全体的シ
ステムの整列が難しく、コヒーレンス距離が大きい高価
のレーザを使用しなければならないという短所がある。
【０００６】位相マスクはＤＯＥ(Diffractive Optical
Element)で、入射されたレーザ光をいろいろの次数の
回折方向にしたがって分離させる役割をする。このよう
な位相マスクを用いて光ファイバ格子を製作する方法に
おいては、位相マスクに刻まれた格子の高さを適切に設
定して位相マスクに垂直に入射されるレーザの０次回折
パターンは数％以内に抑制し、大部分のレーザ光は±１
次方向に回折されるようにすることにより、この方向に
回折された光がコアで干渉を起こすようにする方式であ
る。この位相マスクを使用する方法はホログラフィー方
法に比べてシステムが簡単で、安定的に格子を生産で
き、レーザ光の時間的コーヒレンス特性に大きく影響を
受けないので、低価の産業用レーザが利用可能であると
いう長所がある。以下、位相マスクを使用して光ファイ
バ格子を製作する方法を添付図面を参照して説明する。
Element)で、入射されたレーザ光をいろいろの次数の
回折方向にしたがって分離させる役割をする。このよう
な位相マスクを用いて光ファイバ格子を製作する方法に
おいては、位相マスクに刻まれた格子の高さを適切に設
定して位相マスクに垂直に入射されるレーザの０次回折
パターンは数％以内に抑制し、大部分のレーザ光は±１
次方向に回折されるようにすることにより、この方向に
回折された光がコアで干渉を起こすようにする方式であ
る。この位相マスクを使用する方法はホログラフィー方
法に比べてシステムが簡単で、安定的に格子を生産で
き、レーザ光の時間的コーヒレンス特性に大きく影響を
受けないので、低価の産業用レーザが利用可能であると
いう長所がある。以下、位相マスクを使用して光ファイ
バ格子を製作する方法を添付図面を参照して説明する。
【０００７】図１は従来の位相マスクを使用する光ファ
イバ格子製作装置の概略図で、説明の便宜のために各部
品の形態や位置などは多少誇張した。同図を参照すれ
ば、従来の光ファイバ格子製作装置は紫外線レーザ光を
照射する高出力のレーザ光源１０と、レーザ光源１０か
ら放出されるレーザ光を集束するレンズ部２０と、レン
ズ部２０により集束された光が照射される位相マスク３
０と、位相マスク３０と密着されて格子が刻まれる光フ
ァイバ５０を固定する固定台４０とから構成される。そ
の他にも図示しないが、レーザ光源１０から放出される
光の経路を変換してレンズ部２０に正確に入射されるよ
うにする反射ミラーなどが更に備えられる。
イバ格子製作装置の概略図で、説明の便宜のために各部
品の形態や位置などは多少誇張した。同図を参照すれ
ば、従来の光ファイバ格子製作装置は紫外線レーザ光を
照射する高出力のレーザ光源１０と、レーザ光源１０か
ら放出されるレーザ光を集束するレンズ部２０と、レン
ズ部２０により集束された光が照射される位相マスク３
０と、位相マスク３０と密着されて格子が刻まれる光フ
ァイバ５０を固定する固定台４０とから構成される。そ
の他にも図示しないが、レーザ光源１０から放出される
光の経路を変換してレンズ部２０に正確に入射されるよ
うにする反射ミラーなどが更に備えられる。
【０００８】図１のＡ部分は固定台４０と光ファイバ５
０の接触部分の端部を拡大したもので、固定台４０には
光ファイバ５０を安着させて固定するためのＶ−溝４２
が形成されている。光ファイバ５０は格子が形成される
部分のコーティングが剥がれ、固定台４０のＶ−溝４２
に安着されて固定される。位相マスク３０はこの光ファ
イバ５０のコーティングが除去された部分と接触される
ように設けられる。
０の接触部分の端部を拡大したもので、固定台４０には
光ファイバ５０を安着させて固定するためのＶ−溝４２
が形成されている。光ファイバ５０は格子が形成される
部分のコーティングが剥がれ、固定台４０のＶ−溝４２
に安着されて固定される。位相マスク３０はこの光ファ
イバ５０のコーティングが除去された部分と接触される
ように設けられる。
【０００９】レーザ光源１０で発生した紫外線領域のレ
ーザ光はレンズ部２０を経て位相マスク３０に焦点が結
ぶようになる。このとき、焦点サイズはおおよそ数μm
〜数十μmである。位相マスク３０に焦点が結ぶレーザ
光は位相マスク３０により光敏感性を有する光ファイバ
５０のコアで干渉を起こし、これにより適切な周期を有
する格子が光ファイバ５０のコアに形成される。上記の
ように、格子が形成された光ファイバ５０には前記格子
が形成された部分に更にコーティングを行うことで最終
的に光ファイバ格子として完成されることである。
ーザ光はレンズ部２０を経て位相マスク３０に焦点が結
ぶようになる。このとき、焦点サイズはおおよそ数μm
〜数十μmである。位相マスク３０に焦点が結ぶレーザ
光は位相マスク３０により光敏感性を有する光ファイバ
５０のコアで干渉を起こし、これにより適切な周期を有
する格子が光ファイバ５０のコアに形成される。上記の
ように、格子が形成された光ファイバ５０には前記格子
が形成された部分に更にコーティングを行うことで最終
的に光ファイバ格子として完成されることである。
【００１０】最近、光伝送システムで広く採用されてい
る波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing：
ＷＤＭ）伝送方式においては、より多くのチャンネルを
確保するためにチャンネル間の間隔を狭め、あるいは使
用可能な波長帯域を広げる技術が開発されている。な
お、光ファイバレーザやフィルタなどとして使用されて
いる光ファイバ格子には一層精密な動作が求められる。
これにより、上記図１に示したような製作装置及び過程
において、レーザ光源１０とレンズ２０、位相マスク３
０の位置及びこれによる焦点サイズは非常に精密に設定
されるべきである。したがって、一つの光ファイバ格子
を製作するのに長い時間がかかって歩留りが落ち、光フ
ァイバ格子の価格が高くなる。
る波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing：
ＷＤＭ）伝送方式においては、より多くのチャンネルを
確保するためにチャンネル間の間隔を狭め、あるいは使
用可能な波長帯域を広げる技術が開発されている。な
お、光ファイバレーザやフィルタなどとして使用されて
いる光ファイバ格子には一層精密な動作が求められる。
これにより、上記図１に示したような製作装置及び過程
において、レーザ光源１０とレンズ２０、位相マスク３
０の位置及びこれによる焦点サイズは非常に精密に設定
されるべきである。したがって、一つの光ファイバ格子
を製作するのに長い時間がかかって歩留りが落ち、光フ
ァイバ格子の価格が高くなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、生産歩留りが高められる光ファイバ格子製作装置
及び方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
センサとして利用するのに適合した光ファイバ格子の生
産歩留りを向上させうる製作装置及び方法を提供するこ
とにある。
的は、生産歩留りが高められる光ファイバ格子製作装置
及び方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
センサとして利用するのに適合した光ファイバ格子の生
産歩留りを向上させうる製作装置及び方法を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、格子が刻まれているマスクを使用す
る光ファイバ格子製作方法において、光敏感性コアに周
期的屈折率の変化を与えて格子が形成される光ファイバ
を少なくとも２つ以上多数個に並んで配列する過程と、
上記多数個の光ファイバの格子が形成される部分を含む
ように前記多数個の光ファイバ上に前記マスクを形成す
る過程と、前記光ファイバのコアに屈折率を変化させる
レーザ光を前記マスク上に前記多数個の光ファイバの格
子が形成される部分を含む集束光のサイズで照射する過
程とを含んでなることを特徴とする。
るために本発明は、格子が刻まれているマスクを使用す
る光ファイバ格子製作方法において、光敏感性コアに周
期的屈折率の変化を与えて格子が形成される光ファイバ
を少なくとも２つ以上多数個に並んで配列する過程と、
上記多数個の光ファイバの格子が形成される部分を含む
ように前記多数個の光ファイバ上に前記マスクを形成す
る過程と、前記光ファイバのコアに屈折率を変化させる
レーザ光を前記マスク上に前記多数個の光ファイバの格
子が形成される部分を含む集束光のサイズで照射する過
程とを含んでなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の望ましい実施例をより詳細に説明する。本発明では
具体的な構成素子やレーザ光源の焦点サイズ、光ファイ
バ格子の出力特性などの特定事項を説明しているが、こ
れは本発明のより全般的な理解のために提供されるだけ
で、このような特定事項が本発明の範囲内で所定の変形
や変更が可能であることは、この技術分野で通常の知識
を有する者なら自明なことであろう。
明の望ましい実施例をより詳細に説明する。本発明では
具体的な構成素子やレーザ光源の焦点サイズ、光ファイ
バ格子の出力特性などの特定事項を説明しているが、こ
れは本発明のより全般的な理解のために提供されるだけ
で、このような特定事項が本発明の範囲内で所定の変形
や変更が可能であることは、この技術分野で通常の知識
を有する者なら自明なことであろう。
【００１４】本発明では、位相マスクを使用する光ファ
イバ格子製作方法において、マスク上に照射されるレー
ザ光の焦点を従来と比較して相対的に大きく形成する。
そして、格子が形成される光ファイバを前記マスクの下
部に多数個配置しておき、レーザ光及びマスクを用いて
一度に多数個の光ファイバに格子を形成するようにな
る。このような方式は従来に比べて焦点のサイズや、マ
スクを通過して光ファイバのコアに走査される光の強さ
の分布が比較的不均一になる。したがって、本発明の方
式により製作される光ファイバ格子は従来の方式より中
心波長の正確度が設計時に目標としたものに比べて落ち
るようになる。
イバ格子製作方法において、マスク上に照射されるレー
ザ光の焦点を従来と比較して相対的に大きく形成する。
そして、格子が形成される光ファイバを前記マスクの下
部に多数個配置しておき、レーザ光及びマスクを用いて
一度に多数個の光ファイバに格子を形成するようにな
る。このような方式は従来に比べて焦点のサイズや、マ
スクを通過して光ファイバのコアに走査される光の強さ
の分布が比較的不均一になる。したがって、本発明の方
式により製作される光ファイバ格子は従来の方式より中
心波長の正確度が設計時に目標としたものに比べて落ち
るようになる。
【００１５】ところが、最近非常に精密な動作特性を必
要とする光ファイバ格子が求められるが、比較的正確度
が大きく要求されない、例えば中心波長の正確度が０．
５nm程度の製造工程上の誤差を持ってもよい光ファイバ
格子を製作するのに本発明が適用されることができる。
特に、センサとして光ファイバ格子を用いる場合に上記
のような本発明により製作される光ファイバ格子を十分
に活用できる。
要とする光ファイバ格子が求められるが、比較的正確度
が大きく要求されない、例えば中心波長の正確度が０．
５nm程度の製造工程上の誤差を持ってもよい光ファイバ
格子を製作するのに本発明が適用されることができる。
特に、センサとして光ファイバ格子を用いる場合に上記
のような本発明により製作される光ファイバ格子を十分
に活用できる。
【００１６】上記光ファイバ格子をセンサとして活用す
ることを説明すれば、上記のように光ファイバ格子はコ
アに形成される屈折率変化の周期と屈折率のサイズなど
に理解中心波長の選択度を有するようになるので、歪み
(strain)や温度などの外部物理量により屈折率変化の周
期やサイズの変化がある場合、それにより中心波長の変
化を示す。加えられた物理量に対する中心波長の変化率
は線形的で、したがって中心波長の変化量を測定するの
で加えられた物理量に対する情報を逆に計算することが
可能である。
ることを説明すれば、上記のように光ファイバ格子はコ
アに形成される屈折率変化の周期と屈折率のサイズなど
に理解中心波長の選択度を有するようになるので、歪み
(strain)や温度などの外部物理量により屈折率変化の周
期やサイズの変化がある場合、それにより中心波長の変
化を示す。加えられた物理量に対する中心波長の変化率
は線形的で、したがって中心波長の変化量を測定するの
で加えられた物理量に対する情報を逆に計算することが
可能である。
【００１７】このように、加えられた物理量による光フ
ァイバ格子の反応は中心波長の変化で現れ、光ファイバ
格子の中心波長が設計時に目標とすることと正確に一致
するかどうかはあまり重要でない。したがって、光ファ
イバ格子をセンサとして利用する場合には製造工程上に
比較的大きな許容誤差を持ってもよい。上記のように、
比較的正確度が大きく要求されない光ファイバ格子を製
作するのに有用な本発明を、以下図２を参照して説明す
る。
ァイバ格子の反応は中心波長の変化で現れ、光ファイバ
格子の中心波長が設計時に目標とすることと正確に一致
するかどうかはあまり重要でない。したがって、光ファ
イバ格子をセンサとして利用する場合には製造工程上に
比較的大きな許容誤差を持ってもよい。上記のように、
比較的正確度が大きく要求されない光ファイバ格子を製
作するのに有用な本発明を、以下図２を参照して説明す
る。
【００１８】図２は本発明の一実施形態による位相マス
クを使用する光ファイバ格子製作装置の概略図で、説明
の便宜のために各部品の形態や位置などは多少誇張され
る。同図に示すように本発明による光ファイバ格子製作
装置は、一度に少なくとも２つ以上の光ファイバ格子が
製作できる。図２においては、一例として２つの光ファ
イバ格子を同時に製作する装置を示す。本発明の一実施
例による光ファイバ格子製作装置は従来と同様に紫外線
レーザ光を照射する高出力のレーザ光源１０と、レーザ
光源１０から放出されるレーザ光を集束するレンズ部２
０と、レンズ部２０により集束される光が照射される位
相マスク３０と、位相マスク３０と密着されて格子が刻
まれる光ファイバ５０ａ、５０ｂを固定する固定台４１
とから構成される。
クを使用する光ファイバ格子製作装置の概略図で、説明
の便宜のために各部品の形態や位置などは多少誇張され
る。同図に示すように本発明による光ファイバ格子製作
装置は、一度に少なくとも２つ以上の光ファイバ格子が
製作できる。図２においては、一例として２つの光ファ
イバ格子を同時に製作する装置を示す。本発明の一実施
例による光ファイバ格子製作装置は従来と同様に紫外線
レーザ光を照射する高出力のレーザ光源１０と、レーザ
光源１０から放出されるレーザ光を集束するレンズ部２
０と、レンズ部２０により集束される光が照射される位
相マスク３０と、位相マスク３０と密着されて格子が刻
まれる光ファイバ５０ａ、５０ｂを固定する固定台４１
とから構成される。
【００１９】このとき、固定台４１は従来とは異なっ
て、少なくとも２つ以上の多数個の光ファイバを固定す
ることが可能な構造を有する。図２の点線部分Ｂは固定
台４１と２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂの接触部分の
端部を拡大したもので、固定台４１には２つの光ファイ
バ５０ａ、５０ｂを安着させて固定するための２つのＶ
-溝４４ａ、４４ｂが並んで形成されている。２つの光
ファイバは格子が形成される部分のコーティングが剥
げ、この固定台４１の２つのＶ−溝４４ａ、４４ｂに安
着されて固定される。
て、少なくとも２つ以上の多数個の光ファイバを固定す
ることが可能な構造を有する。図２の点線部分Ｂは固定
台４１と２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂの接触部分の
端部を拡大したもので、固定台４１には２つの光ファイ
バ５０ａ、５０ｂを安着させて固定するための２つのＶ
-溝４４ａ、４４ｂが並んで形成されている。２つの光
ファイバは格子が形成される部分のコーティングが剥
げ、この固定台４１の２つのＶ−溝４４ａ、４４ｂに安
着されて固定される。
【００２０】位相マスク３０は２つの光ファイバ５０
ａ、５０ｂのコーティングが除去された部分と接触する
ように設けられる。このとき、位相マスク３０は２つの
光ファイバ５０ａ、５０ｂの格子が形成される部分を含
むように設けられる。上記では２つのＶ−溝４４ａ、４
４ｂを有する固定台４１とこれに対応して設けられる位
相マスク３０を備えて２つの光ファイバ格子を同時に製
作する装置を示したが、この固定台４１のＶ−溝の個数
を増加し、位相マスク３０の形態を適切に設定して二つ
以上多数個の光ファイバ格子を同時に製作可能である。
図２では、ただ２つの光ファイバ格子を同時に製作する
ことを示したが、このとき位相マスク３０を従来と同一
のものとして使用することができる。
ａ、５０ｂのコーティングが除去された部分と接触する
ように設けられる。このとき、位相マスク３０は２つの
光ファイバ５０ａ、５０ｂの格子が形成される部分を含
むように設けられる。上記では２つのＶ−溝４４ａ、４
４ｂを有する固定台４１とこれに対応して設けられる位
相マスク３０を備えて２つの光ファイバ格子を同時に製
作する装置を示したが、この固定台４１のＶ−溝の個数
を増加し、位相マスク３０の形態を適切に設定して二つ
以上多数個の光ファイバ格子を同時に製作可能である。
図２では、ただ２つの光ファイバ格子を同時に製作する
ことを示したが、このとき位相マスク３０を従来と同一
のものとして使用することができる。
【００２１】レーザ光源１０で発生した紫外線領域のレ
ーザ光はレンズ部２０を経て位相マスク３０に集束され
る。このとき、集束光のサイズはおおよそ数百μm程度
になる。図２の点線部分Ｃは位相マスク３０自体の格子
部分を示すもので、２つの楕円形３２、３４は集束光の
形態を示す。点線で表示した小さい楕円形３２は従来の
焦点サイズの一例を示し、実線で示す大きい楕円形３４
は本発明の一実施形態による集束光のサイズを示す。図
示したように本発明の集束光のサイズは従来に比べても
っと大きく、これは位相マスク３０を通じて２つの光フ
ァイバ５０ａ、５０ｂに同時に光を照射するためであ
る。
ーザ光はレンズ部２０を経て位相マスク３０に集束され
る。このとき、集束光のサイズはおおよそ数百μm程度
になる。図２の点線部分Ｃは位相マスク３０自体の格子
部分を示すもので、２つの楕円形３２、３４は集束光の
形態を示す。点線で表示した小さい楕円形３２は従来の
焦点サイズの一例を示し、実線で示す大きい楕円形３４
は本発明の一実施形態による集束光のサイズを示す。図
示したように本発明の集束光のサイズは従来に比べても
っと大きく、これは位相マスク３０を通じて２つの光フ
ァイバ５０ａ、５０ｂに同時に光を照射するためであ
る。
【００２２】位相マスク３０に集束される集束光のサイ
ズを大きくすることは、レンズ部２０を従来と違って適
切に設定して焦点距離を伸ばし、あるいはレーザ光源１
０を適宜に設定することで達成可能である。望ましく
は、従来と同一の構成でレーザ光源１０及びレンズ部２
０を構成し、位相マスク３０の位置を従来の焦点が結ぶ
位置の前または後に設定することにより集束光のサイズ
を大きく調節するようになる。
ズを大きくすることは、レンズ部２０を従来と違って適
切に設定して焦点距離を伸ばし、あるいはレーザ光源１
０を適宜に設定することで達成可能である。望ましく
は、従来と同一の構成でレーザ光源１０及びレンズ部２
０を構成し、位相マスク３０の位置を従来の焦点が結ぶ
位置の前または後に設定することにより集束光のサイズ
を大きく調節するようになる。
【００２３】このとき、集束光のサイズが大きいほど単
位面積当たり光の強さが小さくなるという問題点がある
が、これはレーザ光源１０の出力を高めることで解決可
能である。なお、図２に示したように、ただ２つの光フ
ァイバ格子を同時に製作する場合には、前記レーザ光源
１０の出力を従来と同一に設定しても有効な光ファイバ
格子が得られる。
位面積当たり光の強さが小さくなるという問題点がある
が、これはレーザ光源１０の出力を高めることで解決可
能である。なお、図２に示したように、ただ２つの光フ
ァイバ格子を同時に製作する場合には、前記レーザ光源
１０の出力を従来と同一に設定しても有効な光ファイバ
格子が得られる。
【００２４】上記のように格子が同時に形成された２つ
の光ファイバ５０ａ、５０ｂは格子が形成される部分に
さらにコーティングが行われるので、光ファイバ格子と
して最終的に完成される。以下、製作が完了した光ファ
イバ格子の特性を添付の図面を参照して説明する。
の光ファイバ５０ａ、５０ｂは格子が形成される部分に
さらにコーティングが行われるので、光ファイバ格子と
して最終的に完成される。以下、製作が完了した光ファ
イバ格子の特性を添付の図面を参照して説明する。
【００２５】図３は本発明の一実施形態による光ファイ
バ格子製作装置により製作される光ファイバ格子特性測
定装置の概略的ブロック構成図で、図４は図３の光ファ
イバ格子特性測定装置により測定された光ファイバ格子
の光スペクトル例示図である。まず、図３を参照して光
ファイバ格子特性装置を説明する。光ファイバ格子特性
測定装置は測定用レーザ光を発生する測定光源６０と、
測定光源６０で発生して格子が形成される光ファイバ５
０ａまたは５０ｂを通過した光を分析する分析部７０と
から構成される。分析部７０はスペクトル分析器であ
る。
バ格子製作装置により製作される光ファイバ格子特性測
定装置の概略的ブロック構成図で、図４は図３の光ファ
イバ格子特性測定装置により測定された光ファイバ格子
の光スペクトル例示図である。まず、図３を参照して光
ファイバ格子特性装置を説明する。光ファイバ格子特性
測定装置は測定用レーザ光を発生する測定光源６０と、
測定光源６０で発生して格子が形成される光ファイバ５
０ａまたは５０ｂを通過した光を分析する分析部７０と
から構成される。分析部７０はスペクトル分析器であ
る。
【００２６】レーザ光源１０で発生した光はレンズ部２
０と通じて位相マスク３０に集束され、これにより２つ
の光ファイバ５０ａ、５０ｂに格子が形成される。この
とき、２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂにそれぞれ測定
光源６０で発生した測定用レーザ光が入力され、光ファ
イバ５０ａ、５０ｂで出力されるレーザ光は分析部７０
で分析される。
０と通じて位相マスク３０に集束され、これにより２つ
の光ファイバ５０ａ、５０ｂに格子が形成される。この
とき、２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂにそれぞれ測定
光源６０で発生した測定用レーザ光が入力され、光ファ
イバ５０ａ、５０ｂで出力されるレーザ光は分析部７０
で分析される。
【００２７】本発明の一実施形態で、光ファイバ格子の
中心波長が１５５０．８nmになるように設計する位相マ
スク３０を設け、レーザ光源１０の出力を１４０mJ／cm
2に設定し、５Hzのレーザ光を３分間照射することによ
り、２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂに格子を同時に形
成した場合、分析部７０で分析した各光ファイバ５０
ａ、５０ｂの特性を図４に示す。上記のような本発明の
一実施形態での格子形成条件は従来と同一に設定した。
中心波長が１５５０．８nmになるように設計する位相マ
スク３０を設け、レーザ光源１０の出力を１４０mJ／cm
2に設定し、５Hzのレーザ光を３分間照射することによ
り、２つの光ファイバ５０ａ、５０ｂに格子を同時に形
成した場合、分析部７０で分析した各光ファイバ５０
ａ、５０ｂの特性を図４に示す。上記のような本発明の
一実施形態での格子形成条件は従来と同一に設定した。
【００２８】図４を参照すれば、それぞれの光ファイバ
５０ａ、５０ｂの中心波長はそれぞれ約１５５０．８２
nmと１５５１．０２nmで、２つの光ファイバ５０ａ、５
０ｂ間の中心波長間隔ｄは約０．２nmである。このよう
に、本発明の一実施形態により２つの光ファイバ５０
ａ、５０ｂに同時に格子を形成する場合に製造工程上の
誤差は０．５nm以下で、これにより製造された光ファイ
バ格子はセンサなどで活用可能である。
５０ａ、５０ｂの中心波長はそれぞれ約１５５０．８２
nmと１５５１．０２nmで、２つの光ファイバ５０ａ、５
０ｂ間の中心波長間隔ｄは約０．２nmである。このよう
に、本発明の一実施形態により２つの光ファイバ５０
ａ、５０ｂに同時に格子を形成する場合に製造工程上の
誤差は０．５nm以下で、これにより製造された光ファイ
バ格子はセンサなどで活用可能である。
【００２９】一方、本発明の説明において具体的実施形
態に関して説明したが、多様な変形が本発明の範囲を外
れない限りで実施されうる。特に、上記実施形態では本
発明が位相マスクを使用して光ファイバ格子を製作する
のに適用されることを説明したが、本発明は振幅マスク
を用いて光ファイバ格子を製作することにも適用可能で
ある。振幅マスクは光の干渉性を利用する位相マスクと
は異なってクロム（Cr）などの材質を利用して光の透過
及び遮断パターンを周期的に形成したマスクである。こ
のような振幅マスクに前記パターンにしたがって形成さ
れた周期的な間隔を有する窓を通じて光が通過され、こ
こに光敏感性コアを有する光ファイバを置いて格子を形
成する。振幅マスクを利用して光ファイバ格子を製作す
る方法は主に長周期光ファイバを製作するのに使用され
る。
態に関して説明したが、多様な変形が本発明の範囲を外
れない限りで実施されうる。特に、上記実施形態では本
発明が位相マスクを使用して光ファイバ格子を製作する
のに適用されることを説明したが、本発明は振幅マスク
を用いて光ファイバ格子を製作することにも適用可能で
ある。振幅マスクは光の干渉性を利用する位相マスクと
は異なってクロム（Cr）などの材質を利用して光の透過
及び遮断パターンを周期的に形成したマスクである。こ
のような振幅マスクに前記パターンにしたがって形成さ
れた周期的な間隔を有する窓を通じて光が通過され、こ
こに光敏感性コアを有する光ファイバを置いて格子を形
成する。振幅マスクを利用して光ファイバ格子を製作す
る方法は主に長周期光ファイバを製作するのに使用され
る。
【００３０】本発明は上記のような振幅マスクを利用す
る長周期光ファイバを製作するのにも適用可能であり、
チャーピングされた光ファイバ格子及び傾けた光ファイ
バ格子などを製作するのにも適用可能である。したがっ
て、本発明の範囲は説明された実施例により定められ
ず、請求範囲とその請求範囲と均等なものにより定めら
れなければならない。
る長周期光ファイバを製作するのにも適用可能であり、
チャーピングされた光ファイバ格子及び傾けた光ファイ
バ格子などを製作するのにも適用可能である。したがっ
て、本発明の範囲は説明された実施例により定められ
ず、請求範囲とその請求範囲と均等なものにより定めら
れなければならない。
【００３１】
【発明の効果】上記したように本発明は位相マスクなど
を使用する光ファイバ格子製作方法において、マスク上
に照射されるレーザ光の焦点を従来に比べて相対的に大
きく形成する。そして、格子が形成される光ファイバを
マスクの下部に配置しておき、このレーザ光及びマスク
を用いて一度に多数個の光ファイバに格子を形成するよ
うになるので、特にセンサで利用するのに適合した光フ
ァイバ格子の生産歩留りを高くすることができる。
を使用する光ファイバ格子製作方法において、マスク上
に照射されるレーザ光の焦点を従来に比べて相対的に大
きく形成する。そして、格子が形成される光ファイバを
マスクの下部に配置しておき、このレーザ光及びマスク
を用いて一度に多数個の光ファイバに格子を形成するよ
うになるので、特にセンサで利用するのに適合した光フ
ァイバ格子の生産歩留りを高くすることができる。
【図１】 従来の位相マスクを使用する光ファイバ格子
製作装置の概略図である。
製作装置の概略図である。
【図２】 本発明の一実施形態による位相マスクを使用
する光ファイバ格子製作装置の概略図である。
する光ファイバ格子製作装置の概略図である。
【図３】 本発明の一実施形態による光ファイバ格子製
作装置により製作される光ファイバ格子特性測定装置の
概略的ブロック構成図である。
作装置により製作される光ファイバ格子特性測定装置の
概略的ブロック構成図である。
【図４】 図３の光ファイバ格子特性測定装置により測
定された光ファイバ格子の光スペクトルの例示図であ
る。
定された光ファイバ格子の光スペクトルの例示図であ
る。
１０ レーザ光源 ２０ レンズ部 ３０ 位相マスク ４１ 固定台 ４４ａ、４４ｂ Ｖ−溝 ５０ａ、５０ｂ 光ファイバ ６０ 測定光源 ７０ 分析部
Claims (10)
- 【請求項１】 格子が刻まれているマスクを使用する光
ファイバ格子製作方法において、 光敏感性コアに周期的屈折率の変化を与えて格子が形成
される光ファイバを少なくとも２つ以上多数個に並んで
配列する過程と、 上記多数個の光ファイバの格子が形成される部分を含む
ように前記多数個の光ファイバ上に前記マスクを形成す
る過程と、 前記光ファイバのコアに屈折率を変化させるレーザ光を
前記マスク上に前記多数個の光ファイバの格子が形成さ
れる部分を含む集束光のサイズで照射する過程とを含ん
でなることを特徴とする光ファイバ格子製作方法。 - 【請求項２】 前記マスクは位相マスクである請求項１
記載の光ファイバ格子制作方法。 - 【請求項３】 前記マスクは振幅マスクである請求項１
記載の光ファイバ格子制作方法。 - 【請求項４】 前記集束光のサイズは数百μmである請
求項１記載の光ファイバ格子制作方法。 - 【請求項５】 位相マスクを使用する光ファイバ格子制
作方法において、 前記位相マスクの下部に格子を形成するための光ファイ
バを多数個配列する過程と、 前記位相マスク上に結ばれる集束光のサイズを少なくと
も焦点のサイズより大きく形成してレーザ光を照射する
過程とを有することを特徴とする光ファイバ格子製作方
法。 - 【請求項６】 前記位相マスク上に結ばれる集束光のサ
イズを少なくとも焦点のサイズより大きく形成すること
が、前記位相マスクの位置を前記焦点が結ぶ位置より前
に設定してなる請求光５記載の光ファイバ格子製作方
法。 - 【請求項７】 前記集束光のサイズは数百μmである請
求項５記載の光ファイバ格子製作方法。 - 【請求項８】 光ファイバ格子製作装置において、 紫外線レーザ光を照射する高出力のレーザ光源と、 光敏感性コアに周期的屈折率の変化を与えて格子が形成
される光ファイバを少なくとも２つ以上多数個に並んで
安着させ固定する固定台と、 入射する光が前記固定台に固定される光ファイバの格子
の形成部分に周期的な強さの変化をもって提供するマス
クと、 前記レーザ光源から放出されるレーザ光を集束して前記
マスク上に前記多数個の光ファイバの格子が形成される
部分を含む集束光のサイズで照射するレンズ部とを含ん
でなることを特徴とする光ファイバ格子製作装置。 - 【請求項９】 前記マスクは位相マスクである請求項８
記載の光ファイバ格子製作装置。 - 【請求項１０】 前記固定台は前記２つ以上多数個の光
ファイバをそれぞれ安着固定するための多数個のＶ−溝
を有する請求項８記載の光ファイバ格子製作装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990027277A KR100334799B1 (ko) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | 광섬유격자 제작 장치 및 방법 |
| KR199927277 | 1999-07-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001066443A true JP2001066443A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=19599967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000204266A Pending JP2001066443A (ja) | 1999-07-07 | 2000-07-05 | 光ファイバ格子製作装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6529658B1 (ja) |
| EP (1) | EP1067411A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001066443A (ja) |
| KR (1) | KR100334799B1 (ja) |
| CN (1) | CN1172203C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180028753A (ko) * | 2016-09-09 | 2018-03-19 | 한국과학기술원 | 광섬유 프리프레그 시트의 제조 방법 |
| KR20210086211A (ko) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 대한광통신 주식회사 | 파이버 브래그 그레이팅을 구비하는 광섬유의 제조방법 및 이에 이용하는 장치 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415312B1 (ko) * | 2001-07-19 | 2004-01-16 | 학교법인 성균관대학 | 광섬유 편광자 |
| KR100782879B1 (ko) | 2006-12-07 | 2007-12-06 | 한국전자통신연구원 | 광섬유 브래그 격자 제조 장치 및 그 장치로 제조된 브래그격자를 갖는 광섬유 및 중적외선 광섬유 레이저 |
| KR101052901B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2011-07-29 | 전남대학교산학협력단 | 광섬유 격자의 제조방법 |
| KR101695293B1 (ko) * | 2010-10-04 | 2017-01-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 레이저 패턴 마스크 및 이의 제조 방법 |
| WO2013093788A1 (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Fiber sensing system based on a bragg grating and optical time domain reflectometry |
| CN105137532A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-09 | 西北工业大学 | 一种同时制备多根耐高温光纤光栅的方法及装置 |
| CN107807443A (zh) * | 2016-09-08 | 2018-03-16 | 南京理工大学 | 自动调整紫外激光光束位置的装置及其调整方法 |
| CN106908896A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-30 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 一种制作光纤光栅的方法及装置 |
| CN111552024B (zh) * | 2020-03-29 | 2022-05-13 | 桂林电子科技大学 | 基于120度夹角反射曝光叠加的异形芯光纤光栅制备技术 |
| CN112285724B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-10-17 | 电子科技大学 | 一种全固态激光雷达及其设计方法 |
| CN112643206A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-13 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于铬膜辅助的飞秒激光诱导超规整纳米光栅的方法 |
| CN114660705B (zh) * | 2022-03-24 | 2023-05-23 | 西北大学 | 基于高折射率匹配液逐面刻写光纤布拉格光栅的方法 |
| CN114918552B (zh) * | 2022-06-24 | 2024-01-30 | 长沙麓邦光电科技有限公司 | 光栅尺的并行同步制备系统 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367588A (en) * | 1992-10-29 | 1994-11-22 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Communications | Method of fabricating Bragg gratings using a silica glass phase grating mask and mask used by same |
| AUPM386794A0 (en) | 1994-02-14 | 1994-03-10 | University Of Sydney, The | Optical grating |
| JP3413820B2 (ja) * | 1995-04-18 | 2003-06-09 | 住友電気工業株式会社 | ファイバ型回折格子の製造装置 |
| GB9509874D0 (en) | 1995-05-16 | 1995-07-12 | Univ Southampton | Optical waveguide grating |
| WO1996036892A1 (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-21 | Cornell Research Foundation, Inc. | Cascaded self-induced holography |
| US5859945A (en) * | 1996-04-01 | 1999-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Array type light emitting element module and manufacturing method therefor |
| US5600665A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-04 | Hughes Aircraft Company | Multiple output fiber laser with passive frequency control and method |
| US5620495A (en) | 1995-08-16 | 1997-04-15 | Lucent Technologies Inc. | Formation of gratings in polymer-coated optical fibers |
| TW358167B (en) | 1996-03-25 | 1999-05-11 | Corning Inc | Method of forming a grating in an optical waveguide |
| US5745615A (en) * | 1996-10-11 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Method of making an optical fiber grating, and article made by the method |
| JPH10115701A (ja) | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子の形成方法および光導波路 |
| US5745617A (en) * | 1996-12-30 | 1998-04-28 | D-Star Technologies, Llc | Near-ultra-violet formation of refractive-index grating using reflective phase mask |
| IT1292316B1 (it) * | 1997-05-20 | 1999-01-29 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e dispositivo per la realizzazione di reticoli di bragg in fibre o guide d'onda ottiche. |
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-
1999
- 1999-07-07 KR KR1019990027277A patent/KR100334799B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-06-26 EP EP00113501A patent/EP1067411A1/en not_active Withdrawn
- 2000-06-30 US US09/608,133 patent/US6529658B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-05 JP JP2000204266A patent/JP2001066443A/ja active Pending
- 2000-07-07 CN CNB00120355XA patent/CN1172203C/zh not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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