JP2001242313A - 光ファイバー加工用位相マスクの製造方法及びその光ファイバー加工用位相マスクを使用して作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバー - Google Patents

光ファイバー加工用位相マスクの製造方法及びその光ファイバー加工用位相マスクを使用して作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバー

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JP2001242313A
JP2001242313A JP2000051487A JP2000051487A JP2001242313A JP 2001242313 A JP2001242313 A JP 2001242313A JP 2000051487 A JP2000051487 A JP 2000051487A JP 2000051487 A JP2000051487 A JP 2000051487A JP 2001242313 A JP2001242313 A JP 2001242313A
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phase mask
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manufacturing
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Toshiichi Segawa
敏一 瀬川
Masaaki Kurihara
栗原　　正彰
Tetsuo Komukai
哲郎 小向
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製される光ファイバー回折格子のスペクト
ル波形並びに群遅延特性を悪化させる繋ぎエラーを少な
くした光ファイバー加工用位相マスクの製造方法。 【解決手段】 透明基板の１面に格子状の凹溝と凸条の
繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンに
よる回折光を光ファイバーに照射して異なる次数の回折
光相互の干渉縞により光ファイバー中に回折格子を作製
する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法におい
て、ピッチが線形あるいは非線形に増加あるいは減少
し、凹溝と凸条の幅の比が一定の複数のパターンＰ1 〜
Ｐ5 を相互に並列したマスクを作製する際に、異なるピ
ッチデータを持つパターン間の接続部分のピッチと個別
パターン内のピッチとのずれを小さくするために多重露
光する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバー加工
用位相マスクの製造方法及びその光ファイバー加工用位
相マスクを使用して作製されたブラッグ回折格子付き光
ファイバーに関し、特に、光通信等に用いられる光ファ
イバー内に紫外線レーザ光を使用して回折格子を作製す
るための位相マスクの製造方法とそのマスクを用いて作
製されたブラッグ回折格子付き光ファイバーに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーは地球規模の通信に大革新
をもたらし、高品質、大容量の大洋横断電話通信を可能
にしたが、従来より、この光ファイバーに沿ってコア内
に周期的に屈折率分布を作り出し、光ファイバー内にブ
ラック回折格子を作り、その回折格子の周期と長さ、屈
折率変調の大きさによって回折格子の反射率の高低と波
長特性の幅を決めることにより、その回折格子を光通信
用の波長多重分割器、レーザやセンサーに使用される狭
帯域の高反射ミラー、ファイバーアンプにおける余分な
レーザ波長を取り除く波長選択フィルター等として利用
できることが知られている。
【０００３】しかし、石英光ファイバーの減衰が最小と
なり、長距離通信システムに適している波長は１．５５
μｍであることにより、この波長で光ファイバー回折格
子を使用するためには、格子間隔を約５００ｎｍとする
必要があり、このような細かい構造をコアの中に作るこ
と自体が当初は難しいとされており、光ファイバーのコ
ア内にブラック回折格子を作るのに、側面研磨、フォト
レジストプロセス、ホログラフィー露光、反応性イオン
ビームエッチング等からなる何段階もの複雑な工程がと
られていた。このため、作製時間が長く、歩留まりも低
かった。
【０００４】しかし、最近、紫外線を光ファイバーに照
射し、直接コア内に屈折率の変化をもたらし回折格子を
作る方法が知られるようになり、この紫外線を照射する
方法は複雑なプロセスを必要としないため、周辺技術の
進歩と共に次第に実施されるようになってきた。
【０００５】この紫外光を用いる方法の場合、上記のよ
うに格子間隔が約５００ｎｍと細かいため、２本の光束
を干渉させる干渉方法、（エキシマレーザからのシング
ルパルスを集光して回折格子面を１枚ずつ作る）１点毎
の書き込みによる方法、グレーティングを持つ位相マス
クを使って照射する方法等がとられている。
【０００６】上記の２光束を干渉させる干渉方法には、
横方向のビームの品質、すなわち空間コヒーレンスに問
題があり、１点毎の書き込みによる方法には、サブミク
ロンの大きさの緻密なステップ制御が必要で、かつ光を
小さく取り込み多くの面を書き込むことが要求され、作
業性にも問題があった。
【０００７】このため、上記問題に対応できる方法とし
て、位相マスクを用いる照射方法が注目されるようにな
ってきたが、この方法は図５（ａ）に示すように、石英
基板の１面に凹溝を所定のピッチで所定の深さに設けた
位相シフトマスク２１を用いて、ＫｒＦエキシマレーザ
光（波長：１９０〜３００ｎｍ）２３をそのマスク２１
照射し、光ファイバー２２のコア２２Ａに直接屈折率の
変化をもたらし、グレーティング（格子）を作製するも
のである（符号２２Ｂは光ファイバー２２のクラッドを
示す。）。なお、図５（ａ）には、コア２２Ａにおける
干渉縞パターン２４を分かりやすく拡大して示してあ
る。図５（ｂ）、図５（ｃ）はそれぞれ位相マスク２１
の断面図、それに対応する上面図の一部を示したもので
ある。位相マスク２１は、その１面に繰り返しピッチＰ
で深さＤの凹溝２６を設け、凹溝２６間に略同じ幅の凸
条２７を設けてなるバイナリー位相型回折格子状の構造
を有するものである。
【０００８】位相マスク２１の凹溝２６の深さ（凸条２
７と凹溝２６との高さの差）Ｄは、露光光であるエキシ
マレーザ光（ビーム）２３の位相をπラジアンだけ変調
するように選択されており、０次光（ビーム）２５Ａは
位相シフトマスク２１により５％以下に抑えられ、マス
ク２１から出る主な光（ビーム）は、回折光の３５％以
上を含むプラス１次の回折光２５Ｂとマイナス１次の回
折光２５Ｃに分割される。このため、このプラス１次の
回折光２５Ｂとマイナス１次の回折光２５Ｃによる所定
ピッチの干渉縞の照射を行い、このピッチでの屈折率変
化を光ファイバー２２内にもたらすものである。
【０００９】上記のような位相マスク２１を用いて作製
する光ファイバー中のグレーティングはピッチが一定の
ものであり、そのためその作製に用いられる位相マスク
２１の凹溝２６のピッチも一定のものであった。
【００１０】このような位相マスクを作製するには、電
子線レジストを塗布した石英基板上の凹溝２６に相当す
る位置を電子線描画装置により描画して、描画部をエッ
チング除去することにより作製していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、光フ
ァイバー中に形成するブラック回折格子として、格子の
ピッチが格子溝に直交する方向（格子の繰り返し方向）
の位置に応じて線形あるいは非線形に増加あるいは減少
しているチャープドグレーティングが要求されるように
なってきた。このようなグレーティングは、例えば反射
帯域を広げた高反射ミラー、光ファイバーの波長分散を
補償する手段として用いられる。
【００１２】このように格子のピッチが光ファイバーの
長さ方向の位置に応じて線形あるいは非線形に変化する
グレーティングを、位相マスクを用いてプラス１次の回
折光とマイナス１次の回折光の干渉により作製しようと
する場合、位相マスクの凹溝のピッチも、図５（ａ）の
原理より明らかなように、同様に位置に応じて線形ある
いは非線形に増加あるいは減少する必要がある（位相マ
スクの凹溝のピッチがより小さければ、プラス１次回折
光とマイナス１次回折光のなす角度がより大きくなり、
干渉縞のピッチはより小さくなる。）。このような位相
マスクを電子線描画装置により描画して作製するには、
従来、凹溝あるいはその間の凸条をマスクの全範囲にわ
たって描くための多くの描画データを必要とし、製造が
困難になる場合がある。このとき、描画データはアドレ
スグリッドの関係から、誤差が発生する問題がある。
【００１３】また、線形あるいは非線形に変化するグレ
ーティングを作製する際に、格子のピッチが異なるパタ
ーン間の接続において、ピッチのズレ（繋ぎエラー）と
いう問題が発生する。このような繋ぎエラーを持った位
相マスクを用いて作製された光ファイバー回折格子は、
図１６に反射特性を例示するように、本来のスペクトル
以外の不要なピークが多数生じてしまう。また、チャー
プドグレーティングにおいては、その群遅延特性に揺ら
ぎが生じ、光ファイバーの分散補償に用いる場合、重要
な問題となり得る。
【００１４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、光ファイバー加
工用位相マスクにおいて、作製される光ファイバー回折
格子のスペクトル波形並びに群遅延特性を悪化させる繋
ぎエラーを少なくした光ファイバー加工用位相マスクの
製造方法を提供することである。本発明は、また、この
ような光ファイバー加工用位相マスクを使用して作製さ
れたブラッグ回折格子付き光ファイバーを含むものであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光ファイバー加工用位相マスクの製造方法は、透明
基板の１面に格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンが
設けられ、その繰り返しパターンによる回折光を光ファ
イバーに照射して異なる次数の回折光相互の干渉縞によ
り光ファイバー中に回折格子を作製する光ファイバー加
工用位相マスクの製造方法において、ピッチが線形ある
いは非線形に増加あるいは減少し、凹溝と凸条の幅の比
が一定の複数のパターンを相互に並列したマスクを作製
する際に、異なるピッチデータを持つパターン間の接続
部分のピッチと個別パターン内のピッチとのずれを小さ
くするために多重露光することを特徴とする方法であ
る。
【００１６】この場合に、異なるピッチデータを持つ複
数のパターンを並列して多重描画する際に、同一方向に
多重描画するようにしてもよいし、逆方向に多重描画す
るようにしてもよい。
【００１７】また、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパタ
ーンのピッチは、近赤外域の光を反射させるために、通
常０．８５μｍ〜１．２５μｍの間で変化するように設
定される。
【００１８】また、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパタ
ーンの凹溝と凸条の高さの差は、光ファイバー加工用の
紫外線が透過する際に位相が略πだけずれる大きさであ
ることが望ましい。
【００１９】また、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパタ
ーンは一つの凹溝と凸条からなる基本パターンの描画デ
ータを基本とし、その基本パターンの描画データの縮尺
を変えてピッチが異なる凹溝と凸条からなるパターンを
連続的に描画することにより作製するようにすることが
できる。
【００２０】この場合に、格子状の凹溝と凸条の繰り返
しパターンのピッチの位置に応じた変化は、光ファイバ
ー中に作製される回折格子のピッチの変化に応じて定め
られ、その基本パターンの描画データの縮尺に応じた変
化により与えられるようにすることが望ましい。
【００２１】なお、描画は、電子線描画装置あるいはレ
ーザ光描画装置にて行うことができる。
【００２２】本発明は、上記の何れかの製造方法によっ
て製造された光ファイバー加工用位相マスクを使用して
作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバーも含むも
のである。
【００２３】そのブラッグ回折格子付き光ファイバー
は、例えば光ファイバーの分散補償用途に使用されるも
のであり、そのブラッグ回折格子付き光ファイバーの群
遅延揺らぎは±１０ｐｓ以内になっているものである。
【００２４】本発明においては、凹溝と凸条の幅の比が
一定の複数のパターンを相互に並列したマスクを作製す
る際に多重露光するので、図１に示すように、位置精度
のずれが平均化され、それによってピッチが異なるパタ
ーンの接続部分の繋ぎエラーが小さくなる。そのため、
従来のような異なるピッチのパターンを並列接続したと
きの繋ぎエラーの発生が低減され、このような位相マス
クを使用して作製されたブラッグ回折格子付き光ファイ
バーにおいては、本来のスペクトル以外の不要なピーク
が低減され、また、群遅延特性において揺らぎが低減さ
れる。
【００２５】本発明の製造方法は、縮尺率を変えて描画
する方法でも、異なるピッチの格子状の凹溝と凸条の繰
り返しパターンデータを並列して描画する方法のどちら
の場合でも、有効である。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバー加工
用位相マスクの製造方法を実施例に基づいて説明する。
【００２７】図２（ｂ）に、図５（ａ）のような配置で
光ファイバー中にブラッグ回折格子を作製するための交
互に凹溝２６と凸条２７の繰り返しパターンからなる位
相マスク２１の長尺方向の一部分の断面図を示す。この
ようなマスク２１の凹溝２６と凸条２７は、図２（ａ）
の上面図に示すように、電子線レジストを塗布した石英
基板（図４参照）上を電子ビームの走査線２８が凹溝２
６に沿う方向へ向くようにラスタースキャンして描画す
ることにより凹溝２６を露光し、図に破線で示すよう
に、電子ビームのスキャンをブランクにすることにより
凸条２７が作製される。本発明に基づく長尺のマスク２
１全体の露光は、図２（ａ）中、二重矢印で示す方向
（凹溝２６と凸条２７に直角な方向）へラスタースキャ
ンを行い、上記のように、凹溝２６を描画すべき位置に
おいては、所定の走査線数（図の場合は５本）だけ実際
のスキャンを行い、次の凸条２７を描画すべき位置にお
いては同じ走査線数だけスキャンをブランクにし、これ
を連続的に多数繰り返すことにより所定長さの位相マス
ク２１を一度に電子線露光する方法である。
【００２８】すなわち、図６に模式的に示すように、電
子銃１、電子銃１から放射された電子ビーム２を収束さ
せる電子レンズ３、収束された電子ビーム１４を偏向さ
せる電子線偏向器４、電子線偏向器４によって１方向
（Ｘ方向）に走査させる収束電子ビーム１４の走査方向
に直交する方向（Ｙ方向）へ移動可能な描画ステージ５
からなる電子線描画装置を用いて、描画ステージ５上に
電子線レジストを塗布した石英基板からなる位相マスク
ブランク１０を載置する。そして、描画ステージ５を走
査方向に直交する方向（Ｙ方向）へ一定速度で送りなが
ら、位相マスクブランク１０上に収束電子ビーム１４で
所定繰り返し間隔で走査方向（Ｘ方向）へ偏向して凹溝
２６を電子線描画する。
【００２９】このとき、多重露光を全パターン領域にわ
たって行い、繋ぎエラーを低減する。この原理を次に説
明する。図３は、異なるピッチを持つパターンＰ1 〜Ｐ
5 を接続してピッチが線形あるいは非線形に増加あるい
は減少するパターンを描画する様子を示す図であり、パ
ターンＰ1 〜Ｐ5 を順次描画しながら接続していく。こ
のとき、現実には繋ぎエラーにより各パターンの境界に
なる凸条になる部分が本来の設定値よりも狭くなった
り、広くなったりする。このような繋ぎエラーがある
と、そのような位相マスクを用いて作製されたファイバ
ーグレーティング上で特異点を形成し、図１６との関連
で説明したように、本来のスペクトル以外の不要なピー
クが多数生じたり、チャープドグレーティングにおいて
は、その群遅延特性に揺らぎが生じ、光ファイバーの分
散補償に用いる場合に重要な問題を生じる。
【００３０】図１は、パターンＰ1 とＰ2 間の境界を示
した図である。符号２６1 は、エラーなしで描画露光で
きた場合のＰ1 の最後の凹溝部分（実線）を示し、２６
2 はエラーなしで描画露光できた場合のＰ2 の最初の凹
溝部分（実線）を示す。また、２６3 は第ｉ回目に多重
露光されたＰ1 の最後の凹溝部分（破線）を示し、２６
4 は第ｉ回目に多重露光されたときのＰ2 の最初の凹溝
部分（破線）を示す。また、ΔＸｉは２６1 の中心位置
Ｘと２６3 の中心位置Ｘｉとの差を示し、ΔＹｉは２６
2 の中心位置Ｙと２６4 の中心位置Ｙｉとの差を示す。
なお、図１は、格子の繰り返し方向、格子溝に沿う方向
の両方向にエラーが生じる場合を考慮して図示してある
が、格子の繰り返し方向のみにエラーが生じる場合に
は、格子溝に沿う方向両端の実線と破線の位置間に誤差
は生じない。
【００３１】ここで、第ｉ回目に露光された部分だけを
考えると、Ｐ1 とＰ2 の間の繋ぎエラーはΔＹｉ−ΔＸ
ｉで与えられる。ところで、最終的には、Ｎ回の多重露
光により、パターンの繋ぎエラーは（ΔＹ1 ＋・・・＋
ΔＹN ）／Ｎ−（ΔＸ1 ＋・・・＋ΔＸN ）／Ｎになる
が、ｉが２以上の場合、統計的にこのエラー（ΔＹ1＋
・・・＋ΔＹN ）／Ｎ−（ΔＸ1 ＋・・・＋ΔＸN ）／
Ｎは、ΔＹ1 −ΔＸ1よりも小さくなる確率が高い。こ
れは、多重露光によりＰ1 とＰ2 の間の繋ぎエラーは減
少しやすいことを意味する。また、他のパターン間も同
様であって、結局、多重露光によって全体として繋ぎエ
ラーは減少することになる。
【００３２】この場合に、各パターンは通常よりも少な
い露光量で全描画領域を描画し、続けて各パターンを全
領域でオーバーラップさせて多重描画する。オーバーラ
ップさせて描画する回数が１回の場合には、露光量は従
来の方法の半分であり、オーバーラップの回数が増える
と共に、露光量は従来の方法に対して回数分の１とする
必要がある。なお、描画は電子線描画装置にて行っても
よく、また、レーザ光描画装置にて行うこともできる。
【００３３】具体例として、高圧水素充填を施して感光
性を高めた石英光ファイバーを感光性光ファイバー２２
（図５）とし、上記の本発明の方法で連続的に露光し、
下記の工程を経て作製された長さ３５ｍｍのピッチが一
定の位相マスク２１を用いて、図５（ａ）の配置で感光
性ファイバー２２のコア２２Ａに直接屈折率の変調をも
たらした。ただし、紫外線レーザ光源として、アルゴン
ＳＨＧレーザ（波長：２４４ｎｍ）を用いた。このよう
にして作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバーの
反射特性を図９に示す（図９の横軸は波長、縦軸は強度
である。）。図１６と比較すれば明らかなように、不要
なピークは小さくなっている。
【００３４】以下、上記位相マスク２１の製造工程につ
いて説明する。
【００３５】基本パターンデータとして、０．１２５μ
ｍのアドレスユニットからなり、１０本の走査線からな
る１ピッチ分の描画データを用意する。縮尺は（所望の
格子ピッチ）／（０．１２５×１０）で与えられる。こ
の縮尺と基本パターンデータとを用いて、電子線描画装
置により透明基板上に塗布された電子線レジスト上を描
画する。以下、このような描画方法を用いた本発明の位
相マスク製造方法の１実施例を説明する。
【００３６】図４はこの実施例の工程を示した断面図で
ある。図４中、１０は位相マスクのブランク、１１は石
英基板、１２はクロム薄膜、１２Ａはクロム薄膜パター
ン、１２Ｂはクロム薄膜開口部、１３は電子線レジス
ト、１３Ａはレジストパターン、１３Ｂはレジスト開口
部、１４は電子線（ビーム）、２１は位相マスク、２６
は凹溝、２７は凸条である。
【００３７】まず、図４（ａ）に示すように、石英基板
１１上に１５０Å厚のクロム薄膜１２をスパッタにて成
膜したブランクス１０を用意した。クロム薄膜１２は、
後工程の電子線レジスト１３に電子線１４を照射する際
のチャージアップ防止に役立ち、石英基板に凹溝２６を
作製する際のマスクとなるものであるが、クロム薄膜エ
ッチングにおける解像性の点でもその厚さの制御は重要
で、１００〜２００Å厚が適当である。
【００３８】次いで、図４（ｂ）に示すように、電子線
レジスト１３としては、電子線レジストを厚さ４００ｎ
ｍに塗布し、乾燥した。
【００３９】この後、図４（ｃ）に示すように、電子線
レジスト１３を電子線描画装置ＭＥＢＥＳIII （ＥＴＥ
Ｃ社製）にて、ピッチが同じ凹溝と凸条からなる複数の
パターンを並列させて露光量０．６μＣ／ｃｍ2 で描画
し、続いて、もう一度同じパターンを０．６μＣ／ｃｍ
2 で重ねて描画した。このとき、描画の順序は、図７に
示すように逆の方向から行う。なお、２度目の描画方向
は、図８に示すように、１度目と同じ方向でもよい。
【００４０】露光後、９０℃で５分間ベーク（ＰＥＢ：
Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｉｎｇ）した後、
２．３８％濃度のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド）で電子線レジスト１３を現像し、
図４（ｄ）に示すような所望のレジストパターン１３Ａ
を形成した。なお、露光後のベーク（ＰＥＢ）は電子ビ
ーム１４が照射された部分を選択的に感度アップするた
めのものである。
【００４１】次いで、レジストパターン１３Ａをマスク
として、ＣＨ2 Ｃｌ2 ガスを用いてドライエッチングし
て、図４（ｅ）に示すようなクロム薄膜パターン１２Ａ
を形成した。
【００４２】次いで、図４（ｆ）に示すように、クロム
薄膜パターン１２ＡをマスクとしてＣＦ4 ガスを用いて
石英基板１１を深さ２４０ｎｍだけエッチングした。深
さの制御はエッチング時間を制御することにより行わ
れ、深さ２００〜４００ｎｍの範囲で制御してエッチン
グが可能である。
【００４３】この後、図４（ｇ）に示すように、７０℃
の硫酸にてレジストパターン１３Ａを剥離し、次いで、
図４（ｈ）に示すように、硝酸第二セリウムアンモニウ
ム溶液によりクロム薄膜パターン１２Ａをエッチングし
て除去し、洗浄処理を経て、深さ２４０ｎｍ、ピッチ
１．０７μｍのライン（凸条２７）＆スペース（凹溝２
６）の位相マスク２１を完成した。
【００４４】この位相マスクを使って、光ファイバーの
コア内に回折格子を形成し、１．５５μｍ帯の広帯域な
光を光ファイバー内に入力し、その反射スペクトルを計
測した。その結果、図９のように、ノイズ成分が低減し
たスペクトルを得ることができた。
【００４５】以上は、一様なピッチのファイバーグレー
ティングの反射スペクトルを改善する例であったが、本
発明を利用して、線形若しくは非線形にピッチが長手方
向に変化するチャープドファイバーグレーティングの群
遅延特性も改善することができる。図１０〜図１２は、
描画回数が異なる３種類のチャープド位相マスクを用い
て作製した線形チャープドファイバーグレーティングの
群遅延特性を示したものである。これらの図の横軸は波
長、縦軸は相対群遅延時間である。これら線形チャープ
ドファイバーグレーティングの長さは１００ｍｍ、帯域
（半値全幅）は約１ｎｍであり、反射率は９９％であ
る。なお、作製に用いたチャープド位相ドマスクは、Λ
（ｉ）＝（Λ0 ＋ΔΛ×ｉ）／ｎ（Λ（ｉ）はｉ番目の
パターンのピッチ、ｎは光ファイバーのコア屈折率）の
式に従ってピッチが１．０７２２μｍから１．０７３０
μｍへ線形に変化する１００個のパターンを並列させて
描画接続し、上記の一様なピッチの位相マスクを作製す
る場合と同様の工程を経て作製したものであり、図１０
は従来の作製法、すなわち、描画回数が１回のマスクに
よるものであり、図１１は２回の描画回数のマスクによ
るものであり、図１２は描画回数が４回のマスクによる
ものである。明らかに、描画回数が多くなるにつれて、
それから得た線形チャープドファイバーグレーティング
の群遅延特性は滑らかになっている。図１３〜図１５は
それぞれ図１０〜図１２における群遅延特性を直線回帰
させて得た直線からのズレを示したものであり、群遅延
揺らぎを意味している。これらの図の横軸は波長、縦軸
は群遅延揺らぎである。図１３は群遅延揺らぎが±１５
ｐｓ程度であるが、図１４は±１０ｐｓ程度になってお
り、図１５は±１０ｐｓ以内になっている。
【００４６】以上、本発明の光ファイバー加工用位相マ
スクの製造方法及びその光ファイバー加工用位相マスク
を使用して作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバ
ーを実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら
実施例に限定されず、種々の変形が可能である。なお、
以上の発明においては、電子線描画装置としてラスター
スキャン型のものを用いるものとしたが、ベクタースキ
ャン型のもの、あるいは、その他の方式のものを用いる
場合にも、本発明を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、凹溝と凸条の幅の比が一定の複数のパターン
を相互に並列したマスクを作製する際に多重露光するの
で、位置精度のずれが平均化され、それによってピッチ
が異なるパターンの接続部分の繋ぎエラーが小さくな
る。そのため、ピッチが一様なファイバーグレーティン
グにおいては、中心のブラッグ波長の両側に不要なピー
クが生じないため、波長選択性が向上する。また、ピッ
チが線形若しくは非線形に変化するいわゆるチャープド
ファイバーグレーティングにおいては、その群遅延特性
において揺らぎが低減され、分散補償特性が飛躍的に向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によりパターンの接続部分の繋ぎエラー
が小さくなる原理を説明するための図である。
【図２】位相マスクの製造方法において用いられる電子
線描画方法と位相マスクの断面を示す図である。
【図３】異なるピッチを持つパターンを接続してピッチ
が変化するパターンを描画する様子を示す図である。
【図４】本発明の位相マスクの製造方法の１実施例の工
程を示した断面図である。
【図５】光ファイバー加工とそれに用いられる位相マス
クを説明するための図である。
【図６】電子線描画装置を用いて位相マスクのパターン
を電子線描画する様子を模式的に示す図である。
【図７】異なるピッチを持つ複数のパターンを逆方向に
多重描画する様子を示す図である。
【図８】異なるピッチを持つ複数のパターンを同一方向
に多重描画する様子を示す図である。
【図９】本発明の１具体例により作製されたブラッグ回
折格子付き光ファイバーの反射特性を示す図である。
【図１０】描画回数１回のチャープド位相マスクを用い
て作製した線形チャープドファイバーグレーティングの
群遅延特性を示した図である。
【図１１】描画回数２回のチャープド位相マスクを用い
て作製した線形チャープドファイバーグレーティングの
群遅延特性を示した図である。
【図１２】描画回数４回のチャープド位相マスクを用い
て作製した線形チャープドファイバーグレーティングの
群遅延特性を示した図である。
【図１３】図１０の場合の群遅延揺らぎを示した図であ
る。
【図１４】図１１の場合の群遅延揺らぎを示した図であ
る。
【図１５】図１２の場合の群遅延揺らぎを示した図であ
る。
【図１６】従来の１例のブラッグ回折格子付き光ファイ
バーの反射特性を示す図である。
【符号の説明】
１…電子銃 ２…電子ビーム ３…電子レンズ ４…電子線偏向器 ５…描画ステージ １０…位相マスクのブランク １１…石英基板 １２…クロム薄膜 １２Ａ…クロム薄膜パターン １２Ｂ…クロム薄膜開口部 １３…電子線レジスト １３Ａ…レジストパターン １３Ｂ…レジスト開口部 １４…電子線（ビーム） ２１…位相シフトマスク ２２…光ファイバー ２２Ａ…光ファイバーのコア ２２Ｂ…光ファイバーのクラッド ２３…ＫｒＦエキシマレーザ光 ２４…干渉縞パターン ２５Ａ…０次光（ビーム） ２５Ｂ…プラス１次回折光 ２５Ｃ…マイナス１次回折光 ２６…凹溝 ２６1 …エラーなしで描画露光できた場合のパターンＰ
1 の最後の凹溝部分 ２６2 …エラーなしで描画露光できた場合のパターンＰ
2 の最初の凹溝部分 ２６3 …第ｉ回目に多重露光されたＰ1 の最後の凹溝部
分 ２６4 …第ｉ回目に多重露光されたときのＰ2 の最初の
凹溝部分 ２７…凸条 ２８…電子ビームの走査線 Ｐ1 〜Ｐ5 …異なるピッチを持つパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 正彰 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 小向 哲郎 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA13 AA33 AA37 AA45 AA52 AA59 AA62 AA65 2H050 AC82 AC84

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板の１面に格子状の凹溝と凸条の
    繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンに
    よる回折光を光ファイバーに照射して異なる次数の回折
    光相互の干渉縞により光ファイバー中に回折格子を作製
    する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法におい
    て、ピッチが線形あるいは非線形に増加あるいは減少
    し、凹溝と凸条の幅の比が一定の複数のパターンを相互
    に並列したマスクを作製する際に、異なるピッチデータ
    を持つパターン間の接続部分のピッチと個別パターン内
    のピッチとのずれを小さくするために多重露光すること
    を特徴とするファイバー加工用位相マスクの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記の異なるピッチ
    データを持つ複数のパターンを並列して多重描画する際
    に、同一方向に多重描画することを特徴とする光ファイ
    バー加工用位相マスクの製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記の異なるピッチ
    データを持つ複数のパターンを並列して多重描画する際
    に、逆方向に多重描画することを特徴とする光ファイバ
    ー加工用位相マスクの製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項において、
    前記格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンのピッチが
    ０．８５〜１．２５μｍの間で変化していることを特徴
    とする光ファイバー加工用位相マスクの製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項において、
    前記格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンの凹溝と凸
    条の高さの差が、光ファイバー加工用の紫外線が透過す
    る際に位相が略πだけずれる大きさであることを特徴と
    する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から５の何れか１項において、
    前記格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンは、１つの
    凹溝と凸条からなる基本パターンの描画データを基本と
    し、その基本パターンの描画データの縮尺を変えて前記
    のピッチが異なる凹溝と凸条からなるパターンを連続的
    に描画することにより作製することを特徴とする光ファ
    イバー加工用位相マスクの製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項６において、前記の格子状の凹溝
    と凸条の繰り返しパターンのピッチの位置に応じた変化
    は、光ファイバー中に作製される回折格子のピッチの変
    化に応じて定められ、前記基本パターンの描画データの
    縮尺に応じた変化により与えられることを特徴とする光
    ファイバー加工用マスク製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１から７の何れか１項において、
    描画は電子線描画装置にて行うことを特徴とする光ファ
    イバー加工用マスク製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項１から７の何れか１項において、
    描画はレーザ光描画装置にて行うことを特徴とする光フ
    ァイバー加工用マスク製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９の何れか１項に記載の
    製造方法によって製造された光ファイバー加工用位相マ
    スクを使用して作製されたことを特徴とするブラッグ回
    折格子付き光ファイバー。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載のブラッグ回折格子付
    き光ファイバーは、光ファイバーの分散補償用途に使用
    されるものであることを特徴とするブラッグ回折格子付
    き光ファイバー。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のブラッグ回折格子付
    き光ファイバーの群遅延揺らぎが±１０ｐｓ以内になっ
    ていることを特徴とするブラッグ回折格子付き光ファイ
    バー。
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