JP2001124941A

JP2001124941A - グレーティング型光部品

Info

Publication number: JP2001124941A
Application number: JP30885999A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tsuda; 寿昭津田; Shigeto Yodo; 重人淀; Ario Shirasaka; 有生白坂; Yoshihiro Emori; 芳博江森
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11
Also published as: WO2001033265A1; EP1148359A1

Abstract

(57)【要約】【課題】波長１５３０ｎｍ〜１５３５ｎｍにおけるＥ
ＤＦＡの温度依存性を補償して、波長１５３０ｎｍ〜１
６１０ｎｍの波長多重伝送を実現する。【解決手段】光ファイバにグレーティング周期変化が
約３００〜５００μｍの長周期グレーティングを形成
し、光ファイバの長周期グレーティングを介しての伝搬
モードと高次のクラッドモードに起因する約１５００〜
１５２５ｎｍの光透過損失ピークを持った光透過損失特
性を光ファイバに持たせる。光透過損失ピーク波長の温
度依存シフト量を約０．０２／℃〜約０．０５／℃と
し、該シフトにより波長１５３０ｎｍにおける６５℃で
の光透過損失（特性線ａ）を２５℃での光透過損失（特
性線ｂ）よりも約０．４〜０．６ｄＢ大きくし、ＥＤＦ
Ａとエタロンフィルタとを組み合わせたデバイスにおけ
る利得温度依存性を±０．２ｄＢ以下に補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＥＤＦＡ
（エルビウム添加光ファイバ型光増幅器）等の光増幅器
の利得温度特性（利得温度依存性）を補償するために用
いられる、長周期グレーティング（ＬＰＧ；Ｌｏｎｇ
ＰｅｒｉｏｄＧｒａｔｉｎｇ）を有するグレーティン
グ型光部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の発展により、通信情報量が
飛躍的に増大する傾向にあり、光ファイバ通信における
高速大容量化は、必要かつ、不可欠の課題となってい
る。この高速大容量化へのアプローチとして、エルビウ
ム添加ファイバなどの希土類添加光ファイバを用いるこ
とにより、光信号を光のまま増幅できる光ファイバアン
プタイプの光増幅器が開発され、この光ファイバアンプ
タイプの光増幅器の開発によって信号光自体の大容量化
が急速に発展しつつある。

【０００３】また、その一方で、光通信における通信容
量の拡大のために、異なる波長を持つ光信号を１本の光
ファイバで伝送する波長多重伝送方式による通信の開発
が行われており、この波長多重伝送方式を用いた光通信
システム（波長多重伝送システム）に前記光ファイバア
ンプタイプの光増幅器を適用することにより、さらなる
通信容量の拡大および長距離伝送の実現化が期待され
る。

【０００４】前記光ファイバアンプタイプの光増幅器の
代表例として、ＥＤＦＡがあり、このＥＤＦＡを用い、
例えばＥＤＦＡの利得帯域である波長１５３０ｎｍ〜１
６１０ｎｍの波長を伝送帯域として上記波長多重伝送を
行なうことが検討されている。

【０００５】ＥＤＦＡを波長多重伝送用として用いるた
めには、伝送帯域において利得波長依存性が少ないこ
と、すなわち、伝送帯域における利得が均一性を有する
ことが要求されるが、例えば図１１の特性線ａ〜ｃに示
すように、ＥＤＦＡの利得は波長依存性を有しており、
特に波長１５３０ｎｍ〜１５４０ｎｍ付近の利得は均一
でない。すなわち、ＥＤＦＡの利得は、波長１５３３ｎ
ｍ付近に利得の最大値を有し、波長約１５３３ｎｍから
波長１５３０ｎｍに近づくにつれて利得が小さくなり、
また、波長約１５３３ｎｍから波長約１５４０ｎｍに近
づくにつれて利得が小さくなる。

【０００６】なお、同図の特性線ａには６５℃における
ＥＤＦＡの利得波長依存性が、特性線ｂには０℃におけ
るＥＤＦＡの利得波長依存性が、特性線ｃには２５℃に
おけるＥＤＦＡの利得波長依存性がそれぞれ示されてい
る。

【０００７】そこで、このような、ＥＤＦＡの利得波長
依存性を補償するために、例えば利得等化用のエタロン
フィルタをＥＤＦＡに組み合わせたＥＤＦＡデバイスが
用いられている。なお、エタロンフィルタは、周知の如
く、光透過損失特性（光透過特性）が余弦波形状を有す
るフィルタ機能部品である。

【０００８】上記ＥＤＦＡデバイスに適用されるエタロ
ンフィルタは、例えば２５℃における波長１５３０ｎｍ
〜１５４０ｎｍ付近の光透過特性がＥＤＦＡの利得の波
長依存性と逆の特性となるように形成されるものであ
る。すなわち、図１２に示すように、上記ＥＤＦＡデバ
イスに適用されるエタロンフィルタの光透過特性は、波
長１５３３ｎｍ付近に光透過率の最小値（光透過損失の
最大値）を有し、波長約１５３３ｎｍから波長１５３０
ｎｍに近づくにつれて光透過率が大きく（光透過損失が
小さく）なり、また、波長約１５３３ｎｍから波長約１
５４０ｎｍに近づくにつれて光透過率が大きく（光透過
損失が小さく）なるように形成される。

【０００９】このような光透過特性を有するエタロンフ
ィルタをＥＤＦＡに組み合わせれば、波長１５３０ｎｍ
〜１５４０ｎｍ付近におけるＥＤＦＡの大きな利得波長
依存性を２５℃において補償することができるために、
波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍの広い範囲の伝送帯域
を用いて、２５℃での波長多重伝送を実現することが可
能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｅ
ＤＦＡの利得は温度依存性を有しており、図１１の特性
線ａ〜ｃに示したように、温度によって利得特性が異な
る。すなわち、例えば同図の特性線ｃに示した２５℃に
おける利得特性と同図の特性線ａに示した６５℃におけ
る利得特性を比較してみると明らかなように、温度が高
くなると波長１５３０ｎｍ〜１５４０ｎｍ付近の利得が
大きくなる。

【００１１】一方、上記エタロンフィルタは、光透過特
性が、例えば０．００５ｎｍ／℃程度の温度依存シフト
特性を有しており、使用環境温度が高くなると光透過特
性が長波長側にシフトし、使用環境温度が低くなると光
透過特性が短波長側にシフトする。

【００１２】したがって、図１２に示した特性を有する
エタロンフィルタの２５℃における光透過特性を基準
（０）として、波長多重伝送システムの使用環境温度上
限値と言われている６５℃における光透過特性を求める
と、図１０の特性線ａに示すようになり、同様に、エタ
ロンフィルタの２５℃における光透過特性を基準とし
て、波長多重伝送システムの使用環境温度下限値と言わ
れている０℃における光透過特性を求めると、図１０の
特性線ｂに示すようになる。

【００１３】ここで、図１０に示されているエタロンフ
ィルタの波長１５３０ｎｍ付近の光透過特性と、図１１
に示されているＥＤＦＡの波長１５３０ｎｍ付近の利得
とを比較してみれば明らかなように、２５℃を基準とし
たときに、６５℃においては、波長１５３０ｎｍ付近に
おけるＥＤＦＡの利得とエタロンフィルタの光透過特性
がいずれもプラスとなり、０℃においては、波長１５３
０ｎｍ付近のＥＤＦＡの利得とエタロンフィルタの光透
過特性がいずれもマイナスになっている。

【００１４】したがって、上記ＥＤＦＡとエタロンフィ
ルタとを組み合わせたＥＤＦＡデバイスの２５℃におけ
る利得波長依存性を基準として、このＥＤＦＡデバイス
の６５℃における利得波長依存性と０℃における利得波
長依存性とをそれぞれ求めると、図９の特性線ａ（６５
℃）、特性線ｂ（０℃）に示すようになり、同図の特性
線ａに示すように、２５℃における利得を基準としたと
きの６５℃における利得は、波長１５３５ｎｍ以下にな
ると徐々に大きくなって、波長１５３０ｎｍにおいて
０．６ｄＢにもなってしまう。

【００１５】波長多重伝送システムにＥＤＦＡデバイス
を適用するためには、２５℃における利得を基準とした
利得が、０℃〜６５℃の温度範囲内で約±０．２ｄＢ以
下であることが求められているために、上記ＥＤＦＡデ
バイスは、この要求に応じることができなかった。

【００１６】なお、図９には、波長１５３０ｎｍ〜１５
６０ｎｍまでの特性しか示されていないが、波長１５６
０ｎｍ〜１６１０ｎｍの範囲においても、２５℃におけ
る利得を基準とした利得は、０℃〜６５℃の温度範囲内
で、約±０．２ｄＢ以下となり、図９に示したＥＤＦＡ
デバイスは、上記伝送帯域の長波長側においては、上記
利得偏差の補償要求が満足されていた。

【００１７】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、例えば波長１５３
０ｎｍ〜１５４０ｎｍといった設定した利得補償帯域に
おいて光増幅器の利得温度特性を使用温度範囲内で補償
することができるグレーティング型光部品を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、コア及
びクラッドで形成される光導波路を有し、該光導波路に
は長周期グレーティングが形成され、該長周期グレーテ
ィングを介しての伝搬モードと高次のクラッドモードと
の結合に起因する光透過損失特性の波形のピーク波長が
温度に依存して長波長側又は短波長側にシフトし、前記
光透過損失特性の波形も温度に依存して前記ピーク波長
と同じ側にシフトするグレーティング型光部品であっ
て、前記光透過損失特性の波形が温度に依存して長波長
側又は短波長側にシフトすることにより光増幅器の利得
温度特性を補償する帯域における光透過損失値が温度に
依存して増加又は減少して、この光透過損失値の増減に
よって前記光増幅器の利得温度特性を補償する構成をも
って課題を解決する手段としている。

【００１９】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、伝送帯域よりも短波長側に光透過損失特性の
波形のピーク波長を有し、前記伝送帯域のうち光増幅器
の利得温度特性を補償する帯域よりも長波長側の帯域に
おいては、使用温度範囲内における光透過損失の最大値
と最小値との差が０．５ｄＢ以下と成している構成をも
って課題を解決する手段としている。

【００２０】さらに、第３の発明は、上記第２の発明の
構成に加え、前記光増幅器の利得温度特性を補償する帯
域において、使用温度範囲内における光透過損失の最大
値と最小値との差が２．６ｄＢ以下と成している構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２１】さらに、第４の発明は、コア及びクラッド
で形成される光導波路を有し、該光導波路にはグレーテ
ィングの周期変化が約１００μｍ〜数１００μｍの長周
期グレーティングが形成されて、該長周期グレーティン
グを介しての伝搬モードと高次のクラッドモードとの結
合に起因する１次モードからＮ次モード（Ｎは２以上の
整数）の複数の互いに波長間隔を介した光透過損失ピー
クを持った光透過損失特性を有しており、これらの光透
過損失ピークのうち予め定めた設定次数モードの光透過
損失ピーク波長が伝送帯域よりも短波長側と成し、か
つ、前記設定次数の次の次数モードの光透過損失ピーク
波長が前記伝送帯域より長波長側と成し、さらに、前記
伝送帯域のうち光増幅器の利得温度特性を補償する帯域
よりも長波長側の帯域においては、使用温度範囲内にお
ける光透過損失の最大値と最小値との差が０．５ｄＢ以
下と成しており、前記設定次数モードの光透過損失ピー
ク波長と共に該ピーク波長を含む光透過損失特性の波形
が温度に依存して長波長側もしくは短波長側にシフトす
ることにより、光増幅器の利得温度特性を補償する帯域
における光透過損失値が温度に依存して増加又は減少し
て前記光増幅器の利得温度特性を補償する構成をもって
課題を解決する手段としている。

【００２２】さらに、第５の発明は、上記第４の発明の
構成に加え、前記伝送帯域を約１５３０ｎｍ〜１６１０
ｎｍとし、設定次数モードの光透過損失ピーク波長を約
１５００ｎｍ〜約１５２５ｎｍとした構成をもって課題
を解決する手段としている。

【００２３】さらに、第６の発明は、上記第４または第
５の発明の構成に加え、前記設定次数モードの光透過損
失ピーク波長が温度に依存して長波長側にシフトする大
きさを約０．０２ｎｍ／℃〜約０．０５ｎｍ／℃とした
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２４】さらに、第７の発明は、上記第１乃至第６
のいずれか一つの発明の構成に加え、グレーティングの
周期変化を約３００μｍ〜約５００μｍとした構成をも
って課題を解決する手段としている。

【００２５】さらに、第８の発明は、上記第４乃至第７
のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記設定次
数モードを４次モードから７次モードのいずれかの次数
モードとした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００２６】さらに、第９の発明は、上記第１乃至第８
のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、波長１５３
０ｎｍにおける６５℃での光透過損失が２５℃での光透
過損失よりも約０．４ｄＢ〜約０．６ｄＢ大きい構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２７】さらに、第１０の発明は、上記第１乃至第
９のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記光導
波路は光ファイバとした構成をもって課題を解決する手
段としている。

【００２８】さらに、第１１の発明は、上記第１０の発
明の構成に加え、前記グレーティングの形成部を石英材
料からなる保護部材に収容した構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００２９】上記構成の本発明において、グレーティン
グ型光部品に適用されている光ファイバ等の光導波路に
は長周期グレーティングが形成されており、該長周期グ
レーティングを介しての伝搬モードと高次のクラッドモ
ードとの結合に起因する光透過損失特性の波形のピーク
波長および前記光透過損失特性の波形は、温度に依存し
て長波長側又は短波長側にシフトする。そして、本発明
においては、前記シフトにより、光増幅器の利得温度特
性を補償する帯域における光透過損失値が温度に依存し
て増加又は減少し、この光透過損失値の増減によって前
記光増幅器の利得温度特性を補償する構成であるため
に、本発明のグレーティング型光部品を用いることによ
り、光増幅器の利得温度特性を補償することが可能とな
る。

【００３０】また、第２乃至第１１の発明においては、
伝送帯域のうち光増幅器の利得温度特性を補償する帯域
よりも長波長側の帯域においては、使用温度範囲内にお
ける光透過損失の最大値と最小値との差が０．５ｄＢ以
下と成してほぼフラット化しているため、グレーティン
グ型光部品の光透過損失特性によって伝送帯域の長波長
側における光増幅器の利得に影響を与えることは殆どな
い。

【００３１】そして、第４乃至第１１の発明において
は、例えば設定次数モードの光透過損失ピークを持った
光透過損失特性を有しており、この光透過損失ピーク波
長が伝送帯域よりも短波長側と成し、かつ、前記設定次
数モードの光透過損失ピーク波長と共に該ピーク波長を
含む光透過損失特性の波形が温度に依存して長波長側に
シフトすることにより、光増幅器の利得温度特性を補償
する帯域における光透過損失値が温度に依存して増加し
て前記光増幅器の利得温度特性を補償する構成と成して
いるために、光ファイバ等の光導波路の光透過損失特性
によって、光増幅器の利得温度特性を補償することが可
能となる。

【００３２】したがって、例えば従来例で示したよう
な、ＥＤＦＡ等の光増幅器とエタロンフィルタとを組み
合わせたデバイスに本発明のグレーティング型光部品を
組み合わせると、光増幅器の利得の温度特性を例えば伝
送帯域において補償することが可能となり、使用環境温
度全域において品質の高い波長多重伝送を実現すること
が可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１の（ａ）には、本発明に係るグ
レーティング型光部品の一実施形態例の光透過損失特性
（光透過特性）が示されている。なお、同図の特性線ａ
は６５℃における光透過損失特性を示し、同図の特性線
ｂは０℃における光透過損失特性を示し、同図の特性線
ｃは２５℃における光透過損失特性を示している。

【００３４】本実施形態例のグレーティング型光部品
は、例えば波長約１５３０ｎｍ〜約１６１０ｎｍの伝送
帯域の波長多重伝送システムに適用されるものであり、
図９に示した利得波長依存特性を有する従来のＥＤＦＡ
デバイス（ＥＤＦＡとエタロンフィルタを組み合わせた
デバイス）に本実施形態例のグレーティング型光部品を
組み合わせることにより、前記伝送帯域における光増幅
利得の等化を使用環境温度範囲内で実現するものであ
る。

【００３５】本実施形態例のグレーティング型光部品
は、コアの周りをクラッドで覆って形成される光導波路
としての光ファイバを有している。この光ファイバは、
光通信用として一般的に用いられているシングルモード
光ファイバであり、光ファイバの屈折率形状は周知のス
テップインデックス型である。コアの純石英に対する比
屈折率差Δは例えば０．３５％、コア径は約１０μｍと
成している。コアはＧｅＯ_２のゲルマニウムをドープし
た石英により形成され、クラッドは純石英により形成さ
れている。

【００３６】なお、本明細書においては、純石英に対す
るコアの比屈折率差Δは、コアの屈折率をｎ_ｃｏとし、
純石英の屈折率をｎ_０としたとき、次の（１）式により
定義している。

【００３７】 Δｃ＝｛（ｎ_ｃｏ ^２ −ｎ_０ ^２）／２ｎ_ｃｏ ^２｝×１００・・・・・（１）

【００３８】上記光ファイバにはグレーティングの周期
変化が約４４０μｍの長周期グレーティングが形成され
ており、この光ファイバは、図１の（ａ）に示すよう
に、光ファイバの長周期グレーティングを介しての伝搬
モードと高次のクラッドモードとの結合に起因する光透
過損失特性の波形のピーク波長を持っており、このピー
ク波長は、例えば同図の特性線ａ，ｂ，ｃにおいては、
Ｐａ（６５℃），Ｐｂ（０℃），Ｐｃ（２５℃）であ
る。言い換えると、本実施形態例に適用されている光フ
ァイバは、光透過損失ピークの波長（例えばＰａ（６５
℃），Ｐｂ（０℃），Ｐｃ（２５℃））を持った光透過
損失特性を有している。

【００３９】なお、この光透過損失ピーク波長Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃの値は、上記のように、温度に依存する値であ
り、温度が高くなるにつれて、光透過損失ピーク波長
が、例えばＰｂ→Ｐｃ→Ｐａといったように、長波長側
にシフトしている。また、この光透過損失ピーク波長Ｐ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃを含む光透過損失特性の波形も温度に依
存し、光透過損失ピーク波長Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと同じ側
にシフトしている（言い換えると、光透過損失ピーク波
長および光透過損失波形が正方向の温度依存シフト特性
を有している）。

【００４０】また、上記長周期グレーティングは、例え
ば上記組成の光ファイバを１５ＭＰａで３週間高圧水素
処理を行ない、その後、第２高調波を発生させるアルゴ
ンレーザにより、グレーティング周期変化を約４４０μ
ｍとしてグレーティング長２２ｍｍに照射を行なうこと
により形成されている。

【００４１】なお、周知の如く、ゲルマニウムをドープ
した石英系ガラスに波長２４０ｎｍ付近の紫外光を照射
すると、ガラスの格子に欠陥が生じ、屈折率が上昇する
フォトグラクティブ効果と呼ばれる性質が生じる。この
性質を利用して、ゲルマニウムドープコアの長手方向に
沿って周期的に紫外光を照射することにより、例えばコ
ア部の屈折率を周期的に上昇させたものが前記グレーテ
ィングである。また、グレーティング周期（周期変化）
を約１００μｍ〜数１００μｍとしたものが長周期グレ
ーティングと呼ばれている。

【００４２】本実施形態例のグレーティング型光部品の
特徴的なことは、上記長周期グレーティングの形成によ
って以下の特性を有することである。

【００４３】すなわち、前記の如く、光透過損失ピーク
波長（Ｐａ等）を、伝送帯域である波長１５３０ｎｍ〜
１６１０ｎｍよりも短波長側とし、この光透過損失ピー
ク波長を含む光透過損失波形の正方向の温度依存シフト
特性により前記補償帯域における光透過損失値が温度に
依存して増加し、それにより、前記光増幅器の利得温度
特性を±０．２ｄＢ以下に補償するようにしたことと、
図１の（ｂ）に示すように、前記伝送帯域のうち光増幅
器の利得温度特性を補償する補償帯域（約１５３０ｎｍ
〜約１５４０ｎｍ）よりも長波長側の帯域において、使
用温度範囲内における光透過損失の最大値と最小値との
差を０．５ｄＢ以下としたことである。

【００４４】本実施形態例では、上記の特性を有してい
ることから、本実施形態例のグレーティング型光部品を
図９に示した利得特性を有する従来のＥＤＦＡデバイス
（ＥＤＦＡとエタロンフィルタを組み合わせたデバイ
ス）と組み合わせたときに、図８に示すように、（ＥＤ
ＦＡデバイス＋グレーティング型光部品）の利得温度依
存性を伝送帯域全域において±０．２ｄＢ以下にしてい
る。

【００４５】前記光透過損失ピーク波長の温度依存シフ
ト特性（光透過損失ピーク波長が温度に依存して長波長
側もしくは短波長側にシフトする大きさ）は、約０．０
４ｎｍ／℃と成しており、この特性を図４に示してい
る。なお、図４は、−２０℃における光透過損失ピーク
波長を基準としてそのシフト量を求め、グラフ化したも
のである。

【００４６】また、この光透過損失ピーク波長の温度依
存シフト特性に伴い、光透過損失波形が長波長側もしく
は短波長側にシフトし（本実施形態例では温度に依存し
て長波長側にシフトし）、前記光透過損失ピーク波長の
長波長側に形成される光透過損失の裾の部分（図１のＡ
の部分）がシフトするので、２５℃における光透過損失
特性を基準としたときの６５℃における光透過損失特性
は図３の特性線ａに示すようになり、２５℃における光
透過損失特性を基準としたときの０℃における光透過損
失特性は図３の特性線ｂに示すようになる。

【００４７】なお、同図には、上記各光透過損失特性を
波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍまでの範囲のみ示して
あるが、波長１５６０ｎｍ〜１６１０ｎｍの範囲におい
ては、波長１５５０ｎｍ〜１５６０ｎｍの特性と同様で
ある。

【００４８】図３の特性線ａに示すように、２５℃にお
ける光透過損失特性を基準としたときの６５℃における
光透過損失特性は、波長１５４０ｎｍから波長１５３０
ｎｍに向かうにつれて損失が大きくなっており、６５℃
における波長１５３０ｎｍの光透過損失は２５℃におけ
る値よりも約０．４ｄＢ大きくなっている。また、同図
の特性線ｂに示すように、２５℃における光透過損失特
性を基準としたときの０℃における光透過損失特性は、
波長１５４０ｎｍから波長１５３０ｎｍに向かうにつれ
て損失が小さくなっており、０℃における波長１５３０
ｎｍの光透過損失は２５℃における値よりも約０．２ｄ
Ｂ小さくなっている。

【００４９】なお、本実施形態例のグレーティング型光
部品の光透過損失特性は、図２の（ａ）に示すように、
光増幅器の利得温度特性を補償する波長約１５３０ｎｍ
〜約１５４０ｎｍの帯域において、使用温度範囲（０℃
〜６５℃）内における光透過損失の最大値と最小値との
差が１．３ｄＢ以下と成している。

【００５０】本実施形態例は、上記のような光透過損失
特性を有しており、本実施形態例では、上記特性を保持
するために、図５の（ｃ）〜（ｆ）に示すように、ファ
イバグレーティングの形成部６を石英材料からなる保護
部材３に収容している。

【００５１】なお、保護部材３は、同図の（ａ）に示す
ような円柱形状に開口部５を形成したものとしてもよい
し、同図の（ｂ）に示すように、半割スリーブを２つ向
かい合わせに当接させて円筒形状としてもよい。同図の
（ａ）に示す保護部材３を適用した例が同図の（ｃ）、
（ｅ）であり、同図の（ｂ）に示す保護部材３を適用し
た例が同図の（ｄ）、（ｆ）である。同図の（ｃ）、
（ｄ）に示すように、各保護部材３の両端側とグレーテ
ィングの形成部６の両端側は接着剤７によって固定され
ている。

【００５２】通常、光ファイバにグレーティングを形成
してなるファイバグレーティングは、クラッドの外周側
の被覆を除去した状態で紫外光照射して形成されるため
に、光ファイバに形成されているグレーティングの形成
部６は外部から付与される力の影響を受けやすい。そこ
で、本実施形態例では、このグレーティングの形成部６
を石英材料の保護部材３に収容し、光透過損失特性の波
形のピーク（中心）波長が外部付与力の影響で変化しな
いように、グレーティングの形成部６の少なくとも両端
を接着剤７で固定することにより張力を保つようにし
て、上記光透過損失特性を保持できるようにしている。

【００５３】ところで、本発明者は、本実施形態例のグ
レーティング型光部品の構成を特定するにあたり、以下
のような検討を行なった。

【００５４】光ファイバは、一般に、単一モード光ファ
イバ（シングルモード光ファイバ）と呼ばれている光フ
ァイバであっても、クラッド厚さが有限の値であること
に起因して厳密には単一モードではなく、コアを伝搬す
るモード（ＨＥ_１１）以外に、閉じ込めが弱くてすぐに
減衰してしまう多数の高次のモード（ＨＥ_１２，ＨＥ
_１３，・・・，ＨＥ_１ｍ等）が存在する。この高次のモ
ードをクラッドモードと呼ぶ。

【００５５】そして、光ファイバに、グレーティングの
周期変化が約１００μｍ〜数１００μｍの長周期グレー
ティングを形成すると、光ファイバの長周期グレーティ
ングを介しての伝搬モードと高次のクラッドモードとの
結合に起因する１次モードからＮ次モード（Ｎは２以上
の整数）の複数の互いに波長間隔を介した光透過損失ピ
ークを持った光透過損失特性を持たせることができる。

【００５６】なお、グレーティング周期変化を１００μ
ｍ〜数１００μｍにすると、光ファイバの導波モードの
パワーをクラッドモードへ結合させることができ、クラ
ッドモードへ結合したパワーのほとんどがそのまま損失
となるため、長周期グレーティングを形成すると、上記
のように、光透過損失ピーク波長を持たせることがで
き、長周期グレーティングは、短周期グレーティングと
は異なり、反射のないフィルタ素子としての機能を有す
る。そのため、長周期グレーティングは、ＥＤＦＡのＡ
ＳＥ（ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光抑制の機能も有する。

【００５７】グレーティングの周期をΛ、コア中の伝搬
モードの実効屈折率をｎ_ｃｏ、ｎ次（ｎは１以上の整
数）のクラッドモードの実効屈折率をｎ_ｃｌ ^（ｎ）とす
ると、上記１次モードからＮ次モードの複数の光透過損
失ピーク波長（中心波長）λｃは、次式（２）により示
すことができる。

【００５８】 λｃ＝Λ（ｎ_ｃｏ−ｎ_ｃｌ ^（ｎ））・・・・・（２）

【００５９】なお、式（２）において、１次モードの光
透過損失ピーク波長を求めるときには、ｎ_ｃｌ ^（ｎ）の
ｎは１とし、Ｎ次モードの光透過損失ピーク波長を求め
るときには、ｎ_ｃｌ ^（ｎ）のｎは、ｎ＝Ｎとする。

【００６０】上記コア中の伝搬モードの実効屈折率およ
びクラッドモードの実効屈折率は、それぞれ、コアおよ
びクラッドの組成等によって決定されるので、光ファイ
バの組成とグレーティング周期の少なくとも一方を様々
に設定することによって、上記１次モードからＮ次モー
ドの複数の光透過損失ピーク波長を決定することができ
る。

【００６１】なお、１次モードは、基本モード（伝搬モ
ード）ＨＥ_１１が高次モードＨＥ_１ _２と結合するカップ
リング波長である。そして、それぞれ、２次モードは、
基本モードＨＥ_１１が高次モードＨＥ_１３と結合するカ
ップリング波長であり、３次モードは、基本モードＨＥ
_１１が高次モードＨＥ_１４と結合するカップリング波長
であり、ｎ次モードは、基本モードＨＥ_１１が高次モー
ドＨＥ_１ｍ（この場合、ｍ＝ｎ＋１）と結合するカップ
リング波長である。

【００６２】図６には、光ファイバの組成を一定にした
ときの、光ファイバに形成するグレーティング周期と光
ファイバのカップリング波長との関係が模式的に示され
ている。同図の特性線ａ〜ｊに示すカップリング波長は
光透過損失の極値（ピーク）となる波長であるので、本
明細書では、上記カップリング波長を１次モードからＮ
（ここではＮ＝１０）次モードの光透過損失ピーク波長
と呼んでいる。なお、同図に示す特性線ａが１次モー
ド、特性線ｂが２次モード、特性線ｃが３次モード、特
性線ｄが４次モードであり、図の右側から順に、１，
２，３，・・・１０次モードの光透過損失ピークを示し
ている。同図に示す値は２５℃における値である。

【００６３】同図に示すように、例えば光ファイバに形
成するグレーティング周期（ファイバグレーティング周
期）を１５０μｍ〜約５８０μｍにすることにより、波
長０．９μｍ（９００ｎｍ）〜１．６μｍ（１６００ｎ
ｍ）の範囲内で、複次数モードの光透過損失ピーク波長
を形成することができる。また、ファイバグレーティン
グ周期を変えることにより、各次数モードの２５℃にお
けるピーク波長を自在に決定することができる。

【００６４】そこで、本発明者は、本実施形態例のグレ
ーティング型光部品をＥＤＦＡの利得帯域であり、波長
多重伝送システムの伝送帯域として検討している波長１
５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍの利得等化器として適用する
ために、上記複数の光透過損失ピークのうち予め定めた
設定次数モードの光透過損失ピーク波長が伝送帯域より
も短波長側と成し、かつ、前記設定次数の次の次数モー
ドの光透過損失ピーク波長が前記伝送帯域より長波長側
と成し、さらに、伝送帯域のうち光増幅器の利得温度特
性を補償する帯域（波長約１５３０ｎｍ〜約１５４０ｎ
ｍ）よりも長波長側の帯域においては、使用温度範囲内
における光透過損失の最大値と最小値との差が０．５ｄ
Ｂ以下となるように、シングルモード光ファイバに形成
するグレーティング周期と設定次数モードの検討を行な
った。

【００６５】その結果、グレーティング周期を約４４０
μｍとすると、図７に示すように、１次モードから５次
モードの光透過損失ピーク波長が形成され、設定次数モ
ードを４次モードとすると、４次モードの光透過損失ピ
ーク波長は約１５１０ｎｍとなり、設定次数モードの次
の次数モードである５次モードの光透過損失ピーク波長
は１６１０ｎｍよりも長波長側（同図では約１６４０ｎ
ｍ）となり、しかも、伝送帯域のうちの前記補償帯域の
長波長側（約１５４０ｎｍ〜１６１０ｎｍ）において
は、光透過損失特性の最大値と最小値との差が０．５ｄ
Ｂ以下でほぼフラット化することを見出した。

【００６６】なお、波長１５１０ｎｍ付近に光透過損失
ピーク波長を形成しようとする場合、図６に示したいず
れの特性線ａ〜ｊにも波長１．５１μｍ（１５１０ｎ
ｍ）と交わる点がある。したがって、グレーティングの
周期変化の値に対応させて、設定次数モードを決定する
ことにより、グレーティング周期変化の値が約４４０μ
ｍと異なる値であっても、波長１５１０ｎｍ付近に光透
過損失ピーク波長を有するグレーティング型光部品を構
成することができる。

【００６７】しかし、グレーティングの周期変化を例え
ば約１９０μｍといった小さい値にすると、波長１５１
０ｎｍと交わる特性線ｊ（１０次モードの特性線）の傾
きが急であることから、グレーティングの周期変化の形
成誤差により、光透過損失ピーク波長の値が大きくずれ
るおそれがあり、グレーティング型光部品の歩留まりを
向上させることが難しくなる。

【００６８】また、グレーティングの周期変化を例えば
約５３０μｍといった大きい値にすると、波長１５１０
ｎｍと交わる特性線ａ（１次モードの特性線）と次の特
性線ｂ（２次モードの特性線）が近接しているので、波
長１５１０ｎｍの長波長側の波長１５２０ｎｍ付近に次
のモードの光透過損失ピーク波長が形成されてしまう。
したがって、上記実施形態例のように、伝送帯域を１５
３０ｎｍ〜１６１０ｎｍとして、この帯域の長波長側の
光透過損失はほぼフラットとしたい場合は、同図におい
てはグレーティングの周期変化を４４０μｍより大きく
することは好ましくない。

【００６９】そこで、このような、グレーティング型光
部品の製造しやすさや、伝送帯域を考慮して、本実施形
態例では、上記のように、グレーティング周期を約４４
０μｍとし、設定次数モードを４次モードとした。

【００７０】また、本実施形態例のように長周期グレー
ティングを形成したグレーティング型光部品の光透過損
失特性の温度依存特性は、上記式（２）を温度Ｔで微分
することにより求めることができ、次式（３）で示され
る。

【００７１】ｄλｃ／ｄＴ＝｛（ｎ_ｃｏ−ｎ_ｃｌ ^（ｎ））ｄΛ／ｄＴ｝＋Λ｛（ｎ_ｃｏ／ｄＴ）−（ｎ_ｃｌ ^（ｎ）／ｄＴ）｝・・・・・（３）

【００７２】ここで、ｄΛ／ｄＴ≒０なので、式（３）
は次式（４）で近似できる。

【００７３】ｄλｃ／ｄＴ＝Λ｛（ｎ_ｃｏ／ｄＴ）−（ｎ_ｃｌ ^（ｎ）／ｄＴ）｝・・・・（４）

【００７４】したがって、Ｎ次の光透過損失ピーク波長
の温度依存シフト特性は、コア中の伝搬モードの実効屈
折率とｎ次のクラッドモード（ここで、ｎ＝Ｎ）の実効
屈折率との差により生じることが分かる。なお、１次の
光透過損失ピーク波長の温度依存シフト特性は、コア中
の伝搬モードと１次のクラッドモードとの実効屈折率の
差により生じる。そして、Ｎ次の光透過損失ピーク波長
の温度依存シフト特性は、それぞれ、クラッドモードの
次数によって異なるものとなる。

【００７５】また、本実施形態例のように、グレーティ
ング型光部品を構成する光ファイバが上記比屈折率差Δ
を有するシングルモード光ファイバの場合、（ｎ_ｃｏ／
ｄｔ）>（ｎ_ｃｌ ^（ｎ）／ｄＴ）となるので、１次から
Ｎ次までのそれぞれの光透過損失ピーク波長は、温度上
昇と共に長波長側にシフトする。

【００７６】そして、グレーティング周期を約４４０μ
ｍとし、設定次数モードを４次モードとして、この４次
モードの光透過損失ピーク波長（約１５１０ｎｍ）の温
度依存シフト特性を前記式（４）から求めたところ、約
０．０４ｎｍ／℃となることが分かった。

【００７７】また、実際に、組成、コア径および比屈折
率差Δが前記値のシングルモード光ファイバにグレーテ
ィング周期が約４４０μｍの長周期グレーティングを形
成して本実施形態例のグレーティング型光部品とし、こ
のグレーティング型光部品について、０℃、２５℃、６
５℃における光透過損失特性を求めたところ、図１に示
すようになり、さらに、２５℃を基準としたときの、０
℃および６５℃における光透過損失特性は図３に示すよ
うになった。

【００７８】そして、このグレーティング型光部品を、
図９に示した特性を有するＥＤＦＡデバイスに組み合わ
せ、（ＥＤＦＡデバイス＋グレーティング型光部品）の
伝送帯域の利得温度依存性を求めたところ、図８に示す
ようになり、０℃〜６５℃の温度範囲内における利得温
度依存性を、前記伝送帯域全域において、±０．２ｄＢ
以下にすることができた。

【００７９】本実施形態例によれば、上記検討結果に基
づき、上記シングルモード光ファイバにグレーティング
周期約４４０μｍの長周期グレーティングを形成するこ
とにより、４次モードの光透過損失ピーク波長（約１５
１０ｎｍ）の温度依存シフト特性を０．０４ｎｍ／℃と
し、１５３０ｎｍにおける６５℃での光透過損失を２５
℃での光透過損失よりも約０．４ｄＢ大きくしたため
に、図８に示したように、光増幅器の利得温度特性を補
償する帯域（波長１５３０ｎｍ〜１５４０ｎｍ）におけ
る従来のＥＤＦＡデバイスの利得温度依存性を、０℃〜
６５℃の範囲内で±０．２ｄＢ以下に補償することがで
きるようになり、この補償により、前記伝送帯域全帯域
において、ＥＤＦＡデバイスの利得温度依存性を±０．
２ｄＢ以下にすることができた。

【００８０】また、本実施形態例によれば、ファイバグ
レーティングの形成部６を保護部材３に収容することに
より、ファイバグレーティングの形成部６に外部付与力
の影響を与え難くすることができ、光ファイバ２のクラ
ッドモードが変化しないようにできるので、上記優れた
特性を有し、その特性を長期に渡って維持できる信頼性
の高いグレーティング型光部品とすることができる。

【００８１】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、上記実施形態例では、グレーティ
ングの周期変化を約４４０μｍとしたが、グレーティン
グの周期変化は特に限定されるものではなく、適宜設定
されるものである。

【００８２】例えば、伝送帯域を１５３０ｎｍ以上と
し、この伝送帯域よりも短波長側の波長１５１０ｎｍ付
近に光透過損失ピーク波長を形成しようとする場合、図
６において、いずれの特性線にも波長１．５１μｍ（１
５１０ｎｍ）と交わる点がある。したがって、グレーテ
ィングの周期変化の値に対応させて、設定次数モードを
決定することにより、グレーティング周期変化の値が約
４４０μｍと異なる値であっても、波長１５１０ｎｍ付
近に光透過損失ピーク波長を有するグレーティング型光
部品を構成することができる。

【００８３】ただし、前記のように、グレーティング型
光部品の製造しやすさや、伝送帯域の広さなどを考慮す
る必要があるので、伝送帯域を１５３０ｎｍ〜１６１０
ｎｍとする場合は、シングルモード光ファイバに約３０
０〜約５００μｍの周期変化の長周期グレーティングを
形成することが好ましく、特に、上記実施形態例と同様
に、シングルモード光ファイバに約４４０μｍの周期変
化の長周期グレーティングを形成することが好ましい。

【００８４】また、上記実施形態例では、波長１５１０
ｎｍの光透過損失ピーク波長の温度依存シフト特性を
０．０４ｎｍ／℃としたが、この温度依存シフト特性は
特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであ
る。例えば、光透過損失ピーク波長の温度依存シフト特
性を０．０２ｎｍ／℃〜０．０５ｎｍ／℃とすることに
より、上記実施形態例とほぼ同様の効果を奏することが
できる。

【００８５】なお、例えば、コアに、ゲルマニウム（Ｇ
ｅＯ_２）の量に対してボロン（Ｂ_２Ｏ_３）をドープ（例
えば３対１程度にドープ）することによって、光透過損
失ピーク波長の温度依存シフト特性を０．０２ｎｍ／℃
とすることができる。このようにした場合も、１５３０
ｎｍ〜約１５４０ｎｍにおけるＥＤＦＡ等の光増幅器の
利得温度依存性を、使用環境温度範囲内で例えば±０．
２ｄＢ以下に補償するようにすればよい。

【００８６】例えば、光透過損失ピーク波長の温度依存
シフト特性を０．０２ｎｍ／℃とした場合、グレーティ
ング型光部品の光透過損失特性は、図２の（ｂ）に示す
ように、ＥＤＦＡの利得温度特性を補償する波長約１５
３０ｎｍ〜約１５４０ｎｍの帯域において、使用温度範
囲（０℃〜６５℃）内における光透過損失の最大値と最
小値との差が２．６ｄＢ以下となるようにすればよい。

【００８７】さらに、本発明のグレーティング型光部品
によって利得温度特性を補償する光増幅器の特性によっ
ては、光透過損失ピーク波長の温度依存シフト特性を負
の値とし、光透過損失特性の波形のピーク波長が温度に
依存して短波長側にシフトし、前記光透過損失特性の波
形も温度に依存して前記ピーク波長と同じ側にシフトす
るグレーティング型光部品を形成してもよい。この場
合、前記光透過損失特性の波形が温度に依存して短波長
側にシフトすることにより光増幅器の利得温度特性を補
償する帯域における光透過損失値が温度に依存して減少
して、この光透過損失値の増減によって前記光増幅器の
利得温度特性を補償する構成とすればよい。

【００８８】さらに、式（２）、（４）に示したよう
に、１次モードからＮ次モードの光透過損失ピーク波長
およびその温度依存シフト特性は、コア中の伝搬モード
の実効屈折率によっても変わるものなので、コア中の伝
搬モードの実効屈折率を変えることによって、１次モー
ドからＮ次モードの光透過損失ピーク波長およびその温
度依存シフト特性を制御し、波長約１５３０ｎｍ〜約１
５４０ｎｍにおけるＥＤＦＡ等の光増幅器の利得温度依
存性を、使用環境温度範囲内で例えば±０．２ｄＢ以下
に補償するようにしてもよい。

【００８９】この場合、コア中の伝搬モードの実効屈折
率を変化させるには、例えば光ファイバにドープされて
いるゲルマニウムの量を変えてコアの比屈折率差Δを変
えたり、ファイバグレーティングを形成する際の紫外光
の量を変えたりして、コアの屈折率を変化させ（例えば
増大させ）ることができる。

【００９０】さらに、上記実施形態例では、伝送帯域を
１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍとしたが、伝送帯域は特に
限定されるものではなく、例えば波長多重伝送システム
に適用される波長帯域に対応させて適宜設定されるもの
である。

【００９１】さらに、上記実施形態例では、ＥＤＦＡの
利得温度特性の補償帯域を約１５３０ｎｍ〜約１５４０
ｎｍとしたが、この補償帯域は特に限定されるものでは
なく、例えば波長多重伝送システムに適用されるＥＤＦ
Ａ等の光増幅器および波長多重伝送波長帯域等に対応さ
せて適宜設定されるものである。

【００９２】さらに、上記実施形態例では、ＥＤＦＡの
利得温度特性の補償帯域を約１５３０ｎｍ〜約１５４０
ｎｍとし、この補償帯域に対応させて設定次数モードの
光透過損失ピーク波長を約１５１０ｎｍとしたが、設定
次数モードの光透過損失ピーク波長は、例えばＥＤＦＡ
等の利得温度特性の補償帯域に対応させて適宜設定され
るものである。また、上記補償帯域を約１５３０ｎｍ〜
約１５４０ｎｍとした場合にも、設定次数モードの光透
過損失ピーク波長は例えば約１５００ｎｍ〜約１５２５
ｎｍの範囲内で適宜設定されるものである。

【００９３】さらに、上記実施形態例では、設定次数モ
ードを４次モードとしたが、設定次数モードは特に限定
されるものではなく、適宜設定されるものであり、長周
期グレーティングの周期変化などに対応させて、例えば
４次モードから７次モードのいずれかの次数モードにす
ると、上記実施形態例とほぼ同様の効果を奏することが
できるグレーティング型光部品を形成しやすい。

【００９４】さらに、上記実施形態例では、図５に示し
たように、ファイバグレーティングの形成部６を保護部
材３に収容したが、保護部材３の形状等の構成は特に限
定されるものではなく、適宜設定されるものであり、フ
ァイバグレーティングの形成部６を石英材料からなる保
護部材３に収容することにより、グレーティング型光部
品の光透過損失特性を保持し、上記実施形態例と同様の
効果を奏することができる。

【００９５】なお、リコート（再被覆）等の方法によ
り、保護部材３は省略することもできる。ただし、保護
部材３を設けることにより、グレーティング型光部品の
光透過損失特性を保持することができるために、保護部
材３を設けることが望ましい。

【００９６】さらに、上記実施形態例では、従来開発さ
れているＥＤＦＡとエタロンフィルタとを組み合わせた
デバイスに上記実施形態例のグレーティング型光部品を
組み合わせる例について述べたが、ＥＤＦＡに組み合わ
せるエタロンフィルタの特性は特に限定されるものでは
なく、適宜設定されるものであり、エタロンフィルタの
特性に応じて変わるＥＤＦＡデバイスに対応させて、本
発明のグレーティング型光部品の光透過損失特性を設定
することができる。

【００９７】また、本実施形態例のグレーティング型光
部品を単独でＥＤＦＡ等の光増幅器と組み合わせた場合
も、波長約１５３０ｎｍ〜約１５４０ｎｍにおけるＥＤ
ＦＡ等の光増幅器の利得温度依存性を、使用環境温度範
囲内で補償することができる。

【００９８】さらに、本発明により利得温度依存性を補
償する光増幅器は、必ずしもＥＤＦＡとは限らず、伝送
帯域の短波長側にＥＤＦＡのような温度依存性を有する
光増幅器であれば、ＥＤＦＡ以外の希土類添加光ファイ
バ型アンプとしてもよいし、光ファイバ型アンプ以外の
光増幅器としてもよい。

【００９９】さらに、上記実施形態例では、グレーティ
ング型光部品は、光導波路としての光ファイバ２に長周
期グレーティングを形成して構成したが、本発明のグレ
ーティング型光部品は、例えば平面型光導波路回路等に
形成されている光導波路に長周期グレーティングを形成
して構成してもよい。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、光導波路に形成されて
いる長周期グレーティングを介しての伝搬モードと高次
のクラッドモードとの結合に起因する、光透過損失特性
の波形のピーク波長と前記光透過損失特性の波形が温度
に依存して長波長側又は短波長側にシフトし、このシフ
トにより、光増幅器の利得温度特性を補償する帯域にお
ける光透過損失値が温度に依存して増加又は減少して、
この光透過損失値の増減によって前記光増幅器の利得温
度特性を補償する構成であるために、本発明のグレーテ
ィング型光部品を用いることにより、光増幅器の利得温
度特性を補償することができる。

【０１０１】したがって、例えば従来開発したＥＤＦＡ
等の光増幅器とエタロンフィルタとを組み合わせたデバ
イスに本発明のグレーティング型光部品を組み合わせる
と、光増幅器の利得の温度依存性を全伝送帯域において
補償することが可能となり、例えば使用環境温度全域に
おいて品質の高い波長多重伝送を実現することができ
る。

【０１０２】また、伝送帯域のうち光増幅器の利得温度
特性を補償する帯域よりも長波長側の帯域においては、
使用温度範囲内における光透過損失の最大値と最小値と
の差が０．５ｄＢ以下した第２の発明の構成を有するも
のにあっては、グレーティング型光部品の光透過損失特
性によって伝送帯域の長波長側における光増幅器の利得
に影響を与えることは殆どない。

【０１０３】そして、第３の発明のように、光増幅器の
利得温度特性を補償する帯域において、使用温度範囲内
における光透過損失の最大値と最小値との差を２．６ｄ
Ｂ以下とすることにより、上記光透過損失特性の波形の
温度によるシフト量を適切な値にすることができ、光増
幅器の利得温度特性の補償を的確に行なうことができ
る。

【０１０４】また、光導波路に形成されている長周期グ
レーティングを介しての伝搬モードと高次のクラッドモ
ードとの結合に起因する光透過損失ピーク波長のうち、
設定次数モードの光透過損失ピーク波長と共に該ピーク
波長を含む光透過損失特性の波形が温度に依存して長波
長側もしくは短波長側にシフトすることにより、光増幅
器の利得温度特性を補償する帯域における光透過損失値
が温度に依存して増加又は減少して前記光増幅器の利得
温度特性を補償する構成と成している第４の発明の構成
を有するものにあっては、光導波路の光透過損失特性に
よって、光増幅器の利得温度特性を確実に補償すること
ができる。

【０１０５】特に、前記伝送帯域を約１５３０ｎｍ〜１
６１０ｎｍとし、設定温度における設定次数モードの光
透過損失ピーク波長を約１５００ｎｍ〜約１５２５ｎｍ
とした本発明によれば、光増幅器として代表的なＥＤＦ
Ａの利得帯域であり、現在波長多重伝送用として検討さ
れている波長域を伝送帯域とすることにより、この波長
多重伝送システムにおけるＥＤＦＡの利得温度依存性を
補償し、高品質の波長多重伝送の実現を可能とすること
ができる。

【０１０６】さらに、設定次数モードの光透過損失ピー
ク波長が温度に依存して長波長側又は短波長側にシフト
する大きさを約０．０２ｎｍ／℃〜約０．０５ｎｍ／℃
とした本発明によれば、上記温度依存シフト特性を適切
な値とし、この温度依存シフト特性に伴う光透過損失特
性のシフトによって、光増幅器の波長約１５３０ｎｍ〜
約１５４０ｎｍの利得温度依存性を補償することができ
る。

【０１０７】さらに、グレーティングの周期変化を約３
００μｍ〜約５００μｍとした本発明によれば、光通信
用として用いられている一般的なシングルモード光ファ
イバに上記周期変化を有するグレーティングを形成する
ことによって、波長約１５００ｎｍ〜約１５２５ｎｍお
よび、波長１６１０ｎｍを越える領域に光透過損失ピー
クを有し、波長１５４０ｎｍ〜１６１０ｎｍの光透過損
失特性の最大値と最小値との差が０．５ｄＢ以下となる
ようにほぼフラット化した光透過損失特性を備えたグレ
ーティング型光部品を容易に形成することができる。

【０１０８】さらに、設定次数モードを４次モードから
７次モードのいずれかの次数モードとした本発明によれ
ば、グレーティングの周期変化を約３００μｍ〜約５０
０μｍとしたときに、設定次数モードの光透過損失ピー
ク波長を約１５００ｎｍ〜約１５２５ｎｍとし、設定次
数の次の次数モードの光透過損失ピーク波長を、波長１
６１０ｎｍを越える領域とすることができ、波長１５４
０ｎｍ〜１６１０ｎｍの光透過損失特性の最大値と最小
値との差が０．５ｄＢ以下となるようにほぼフラット化
した光透過損失特性を備えたグレーティング型光部品を
容易に形成することができる。

【０１０９】さらに、波長１５３０ｎｍにおける６５℃
での光透過損失が２５℃での光透過損失よりも約０．４
ｄＢ〜約０．６ｄＢ大きい構成の本発明によれば、従来
開発されているＥＤＦＡとエタロンフィルタとを組み合
わせたデバイスの波長１５３０ｎｍにおける温度依存性
を±０．２ｄＢ以下に確実に補償することができる。

【０１１０】さらに、光導波路は光ファイバとした本発
明によれば、上記優れた効果を奏するグレーティング型
光部品を光ファイバを用いて形成することができ、例え
ば波長多重伝送用としてこの光ファイバとＥＤＦＡとを
組み合わせることにより、高品質の波長多重伝送の実現
を容易に図ることができる。

【０１１１】さらに、グレーティングの形成部を石英材
料からなる保護部材に収容した本発明によれば、ファイ
バグレーティングの形成部に外部付与力が及び難くする
ことができ、光ファイバのクラッドモードが変化しない
ようにできるので、上記優れた特性を有するグレーティ
ング型光部品を長期にわたって信頼性の高いものとする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るグレーティング型光部品の一実施
形態例の光透過損失特性を示すグラフ（ａ）と前記光透
過損失特性を一部拡大して示すグラフ（ｂ）である。

【図２】波長１５４０ｎｍ〜１５６０ｎｍの範囲で上記
実施形態例の光透過特性を示すグラフ（ａ）と、同範囲
で本発明に係るグレーティング型光部品の他の実施形態
例の光透過特性を示すグラフ（ｂ）である。

【図３】上記実施形態例のグレーティング型光部品の、
２５℃における光透過損失特性を基準とした６５℃にお
ける光透過損失特性および０℃における光透過損失特性
を示すグラフである。

【図４】上記実施形態例における光透過損失ピーク波長
の温度依存シフト特性を示すグラフである。

【図５】上記実施形態例においてグレーティング形成部
を保護する保護部材の例を示す斜視図（ａ）、（ｂ）
と、上記実施形態例のグレーティング型光部品の保護部
材配設部位の縦断面図（ｃ）、（ｄ）および横断面図
（ｅ）、（ｆ）である。

【図６】光ファイバの組成を一定にしたときの、光ファ
イバに形成するグレーティング周期と光ファイバのカッ
プリング波長との関係を模式的に示すグラフである。

【図７】図６において、光ファイバのグレーティング周
期を約４４０μｍとした光ファイバに形成される光透過
損失特性を模式的に示すグラフである。

【図８】上記実施形態例のグレーティング型光部品と従
来のＥＤＦＡデバイス（ＥＤＦＡ＋エタロンフィルタ）
とを組み合わせたときの利得波長依存性を示すグラフで
ある。

【図９】従来のＥＤＦＡデバイス（ＥＤＦＡ＋エタロン
フィルタ）の利得波長依存性を示すグラフである。

【図１０】従来のＥＤＦＡデバイスとしてＥＤＦＡと組
み合わさせて用いられるエタロンフィルタの、２５℃に
おける光透過損失特性を基準とした６５℃における光透
過損失特性および０℃における光透過損失特性を示すグ
ラフである。

【図１１】ＥＤＦＡの利得波長依存性を示すグラフであ
る。

【図１２】従来のＥＤＦＡデバイスとしてＥＤＦＡと組
み合わさせて用いられるエタロンフィルタの２５℃にお
ける光透過特性を示すグラフである。

【符号の説明】

２光ファイバ３保護部材５開口部６グレーティングの形成部７接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白坂有生東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者江森芳博東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H050 AB04Y AB05X AC03 AC09 AC71 AC82 AC84 AD00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア及びクラッドで形成される光導波路
を有し、該光導波路には長周期グレーティングが形成さ
れ、該長周期グレーティングを介しての伝搬モードと高
次のクラッドモードとの結合に起因する伝送帯域よりも
短波長側に位置する光透過損失特性の波形のピーク波長
が温度に依存して長波長側又は短波長側にシフトし、前
記光透過損失特性の波形も温度に依存して前記ピーク波
長と同じ側にシフトするグレーティング型光部品であっ
て、前記光透過損失特性の波形が温度に依存して長波長
側又は短波長側にシフトすることにより光増幅器の利得
温度特性を補償する帯域における光透過損失値が温度に
依存して増加又は減少して、この光透過損失値の増減に
よって前記光増幅器の利得温度特性を補償する構成とし
たことを特徴とするグレーティング型光部品。
【請求項２】伝送帯域よりも短波長側に光透過損失特
性の波形のピーク波長を有し、前記伝送帯域のうち光増
幅器の利得温度特性を補償する帯域よりも長波長側の帯
域においては、使用温度範囲内における光透過損失の最
大値と最小値との差が０．５ｄＢ以下と成していること
を特徴とする請求項１記載のグレーティング型光部品。
【請求項３】光増幅器の利得温度特性を補償する帯域
において、使用温度範囲内における光透過損失の最大値
と最小値との差が２．６ｄＢ以下と成していることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のグレーティング型
光部品。
【請求項４】コア及びクラッドで形成される光導波路
を有し、該光導波路にはグレーティングの周期変化が約
１００μｍ〜数１００μｍの長周期グレーティングが形
成されて、該長周期グレーティングを介しての伝搬モー
ドと高次のクラッドモードとの結合に起因する１次モー
ドからＮ次モード（Ｎは２以上の整数）の複数の互いに
波長間隔を介した光透過損失ピークを持った光透過損失
特性を有しており、これらの光透過損失ピークのうち予
め定めた設定次数モードの光透過損失ピーク波長が伝送
帯域よりも短波長側と成し、かつ、前記設定次数の次の
次数モードの光透過損失ピーク波長が前記伝送帯域より
長波長側と成し、さらに、前記伝送帯域のうち光増幅器
の利得温度特性を補償する帯域よりも長波長側の帯域に
おいては、使用温度範囲内における光透過損失の最大値
と最小値との差が０．５ｄＢ以下と成しており、前記設
定次数モードの光透過損失ピーク波長と共に該ピーク波
長を含む光透過損失特性の波形が温度に依存して長波長
側もしくは短波長側にシフトすることにより、光増幅器
の利得温度特性を補償する帯域における光透過損失値が
温度に依存して増加又は減少して前記光増幅器の利得温
度特性を補償する構成としたことを特徴とするグレーテ
ィング型光部品。
【請求項５】伝送帯域を約１５３０ｎｍ〜１６１０ｎ
ｍとし、設定次数モードの光透過損失ピーク波長を約１
５００ｎｍ〜約１５２５ｎｍとしたことを特徴とする請
求項４記載のグレーティング型光部品。
【請求項６】設定次数モードの光透過損失ピーク波長
が温度に依存して長波長側にシフトする大きさを約０．
０２ｎｍ／℃〜約０．０５ｎｍ／℃としたことを特徴と
する請求項４又は請求項５記載のグレーティング型光部
品。
【請求項７】グレーティングの周期変化を約３００μ
ｍ〜約５００μｍとしたことを特徴とする請求項１乃至
請求項６のいずれか一つに記載のグレーティング型光部
品。
【請求項８】設定次数モードを４次モードから７次モ
ードのいずれかの次数モードとしたことを特徴とする請
求項４乃至請求項７のいずれか一つに記載のグレーティ
ング型光部品。
【請求項９】波長１５３０ｎｍにおける６５℃での光
透過損失が２５℃での光透過損失よりも約０．４ｄＢ〜
約０．６ｄＢ大きいことを特徴とする請求項１乃至請求
項８のいずれか一つに記載のグレーティング型光部品。
【請求項１０】光導波路は光ファイバとしたことを特
徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の
グレーティング型光部品。
【請求項１１】グレーティングの形成部を石英材料か
らなる保護部材に収容したことを特徴とする請求項１０
記載のグレーティング型光部品。