JP2002082235A - スラント型短周期グレーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過光の波長スペクトルにおいて、狭い帯域
に損失ピークが得られるスラント型短周期グレーティン
グを提供する。 【解決手段】 コア１が、光の照射によって石英ガラス
の屈折率を変化させる光感受性のドーパントを添加した
石英ガラスからなり、クラッド２の少なくとも前記コア
に隣接する層が、光感受性のドーパントを添加した石英
ガラスからなる光感受層である光ファイバに光を照射
し、所定のグレーティング周期で所定のスラント角度を
もって変化させてグレーティング部４を形成したスラン
ト型短周期グレーティングを形成するにあたって、前記
コア１の外径を５μｍ以上とし、該コア１の前記クラッ
ド２の光感受層に対する相対光感受率が、所定の式を満
足する様に設計する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野などに
おいて、光フィルタなどとして用いられるスラント型短
周期グレーティングに関する。

【０００２】

【従来の技術】ファイバ型の光フィルタの一例として光
ファイバグレーティングがある。光ファイバグレーティ
ングには、長周期グレーティング（ＬＰＧ）と短周期グ
レーティング（ＳＰＧ）がある。光ファイバグレーティ
ングは、従来は、コアに、その長さ方向に所定のグレー
ティング周期で屈折率の変化を形成したものである。な
お、グレーティング周期とは、この屈折率変化の周期の
ことである。ＬＰＧのグレーティング周期は数百μｍ程
度である。ＬＰＧにおいては、屈折率の変化を形成した
グレーティング部において、入射光のうち、所定の波長
域の光が入射光と同方向に進行する前進クラッドモード
と結合し、この波長域の光が損失した透過光が得られ
る。これに対してＳＰＧはグレーティング周期が、光の
波長の半分〜１／３程度のものである。つまり、動作波
長が１．５５μｍ付近であれば、例えばその１／３程度
の値が設定される。その結果、光ファイバのコアを伝搬
する導波モードのうち、所定の波長域の光が反射して反
射モードと結合し、この光が損失した透過光が得られ
る。

【０００３】ＬＰＧにおいては、信号波形の劣化の原因
となる微小リップルが存在しないという利点がある。微
小リップルとは、波長を横軸、透過率を縦軸にとった透
過光の波長スペクトルにおける微小な変動のことであ
る。そのため、ＬＰＧは波長スペクトルにおいては滑ら
かな特性が得られる。また、反射光が殆ど存在しないこ
とも利点のひとつである。しかしながら、透過特性の調
整が困難で任意の透過特性を得難いという欠点がある。

【０００４】ＳＰＧにおいては、グレーティング周期や
グレーティング部の屈折率変化量などの他、グレーティ
ング周期を長さ方向にそって徐々に拡大、あるいは縮小
させて変化させるチャープトグレーティングを適用する
ことによって、損失光の波長帯域を広くしたり、損失光
の強度を調整することができ、比較的自由に任意の透過
特性を実現することができる。しかしながら、ＳＰＧに
おいては、反射光の作用によって多重反射が生じ、その
結果、透過光の波長スペクトルにおいて、微小リップル
を生じ、滑らかな波長スペクトル特性が得られないとい
う問題がある。また、反射光が大きいという問題もあ
る。そこで、最近では、ＳＰＧの設計の自由度を生か
し、さらに微小リップルが生じにくいスラント型ＳＰＧ
の開発が進められている。

【０００５】図２４はスラント型ＳＰＧの一例を示した
側断面図である。以下、このスラント型ＳＰＧの製造方
法にそって説明する。図中符号１はコアであって、この
コア１の外周上に、このコア１よりも低い屈折率を備え
たクラッド２が設けられて光ファイバが構成されてい
る。コア１とクラッド２は石英系ガラスからなり、コア
１には、特定波長の光を照射することによって石英ガラ
スの屈折率を上昇させる光感受性のドーパントが添加さ
れている。光感受性のドーパントとしては、通常ゲルマ
ニウムが用いられる。ゲルマニウムを添加した石英ガラ
スに２４０ｎｍ付近の紫外光を照射すると、屈折率が上
昇する。したがって、位相マスクなどを介することによ
り、光ファイバの一側面より、コア１の長さ方向にそっ
て所定のグレーティング周期で光を照射すると、光が照
射された部分のコア１の屈折率が上昇し、複数の高屈折
率部３、３…が所定グレーティング周期で配列されたグ
レーティング部４が得られる。

【０００６】高屈折率部３、３…はコア１を横切るよう
に、かつコア１の中心軸Ｂに直交せず、斜めに形成され
ている。そして、複数の高屈折率部３、３…がコア１の
長さ方向にそって相互に平行に配列されている。高屈折
率部３に直交する線Ａの方向をグレーティング方向とい
う。あるいはグレーティング部の格子ベクトル方向とい
う。そして、このグレーティング方向Ａとコア１の中心
軸Ｂとの角度θをスラント角度といい、このθによって
高屈折率部３の傾きの大きさを表す。なお、通常のＳＰ
Ｇは、グレーティング方向がコア１の中心軸と一致して
おり、θはゼロである。

【０００７】その結果、入射方向と同じ方向にコア１を
進行する導波モードがグレーティング部４において反射
された光は、クラッド２に放出され、入射光と逆行する
後進クラッドモードと結合する。すなわち、コア１を逆
行する反射モードと結合しないため、多重反射が生じに
くくなる。そして、波長スペクトルにおいて得られる微
小リップルの強度を小さくすることができる。

【０００８】図２５（ａ）、図２５（ｂ）、図２６
（ａ）、図２６（ｂ）は、スラント角度を変化させた場
合の波長スペクトルを示したものである。なお、導波モ
ードは複数の後進クラッドモードと結合するため、波長
スペクトルにおいては複数の損失ピークが近接して並列
している。スラント角度を０度、２．９度、４度、５．
８度と増加すると、導波モードの反射モードへの結合
は、４度において最小となり、さらにこのスラント角度
が５．８度に増加すると、前記結合が再び増加する。す
なわち、スラント角度の増加に伴って、反射モードへの
結合が増加、減少を繰り返す周期的な特性を奏する。こ
の反射モードへの結合が最初に極小値となる角度を反射
抑制角と呼ぶことにする（この例においては図２６
（ａ）に示した様に４度）。スラント型ＳＰＧにおいて
は、スラント角度を反射抑制角付近に設定すると、微小
リップルの影響を小さくすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コアと、その
外周上に設けられ、このコアよりも低い屈折率を備えた
クラッドとを有し、コアがゲルマニウム添加石英ガラス
からなり、クラッドが純粋石英ガラスからなる一般的な
シングルモード光ファイバを用いたスラント型ＳＰＧに
おいては、スラント角度を反射抑制角付近に設定する
と、導波モードがクラッドモードに結合する帯域が広く
なり、急峻な波長スペクトルが得られないという欠点が
ある。図２７は、この様な一般的なシングルモード光フ
ァイバのコアに、一定のグレーティング周期で、スラン
ト短周期型のグレーティング部を、スラント角度が反射
抑制角付近になる様に形成したスラント型ＳＰＧの透過
光の波長スペクトルの一例を示したものである。損失帯
域（損失ピークの帯域）は２０ｎｍ以上に及んでいる。
またスラント型ＳＰＧにおいては、透過光の波長スペク
トルにおいて得られる損失ピークが大きい波長帯域をメ
インバンド、メインバンドの短波長側にあらわれる小さ
い波長帯域をサイドバンド、という様に、分けることが
できる場合がある。そして、メインバンドの損失ピーク
の長波長側の部分に不要なゴーストモードのピークが存
在する場合や、メインバンドの損失ピークに並列する様
に現れるノイズとなるサイドバンドの透過損失が大きく
なる場合がある。ゴーストピークが存在したり、サイド
バンドの透過損失が大きくなったりすると、実質的には
充分に損失帯域を狭くすることができず、急峻な波長ス
ペクトルは得られない場合がある。また、同じ露光量、
つまり同じ屈折率変化を与えても、透過損失のメインバ
ンドの面積（以下、「透過損失面積」という場合があ
る。）が小さい場合は、同じフィルタ特性を得るのに長
く露光しなければならないため、製造上不利となる。

【００１０】この様にスラント型ＳＰＧにおいては、急
峻な波長スペクトル、ゴーストモードのピークの低減、
サイドバンドの透過損失の低減、透過損失面積の拡大な
どの種々の課題があり、所望の特性を得ることが困難な
場合があり、光学特性の設計の自由度は、未だ充分では
なかった。特に狭い損失帯域を得ることは困難な場合が
あった。スラント型ＳＰＧは、例えばエルビウム（Ｅ
ｒ）添加光ファイバ増幅器の波長−利得特性を等化する
ために用いられる。スラント型ＳＰＧは、前記Ｅｒ添加
光ファイバ増幅器の利得−波長特性の光学特性に対応す
る様に、種々の設計ができるものが好ましい。そして、
このときゴーストモードやサイドバンドの大きさが問題
とならないものが好ましい。

【００１１】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、自由に光学特性を設計することができるスラント型
ＳＰＧを提供することを課題とする。具体的には、透過
光の波長スペクトルにおいて、狭い損失帯域を備えたス
ラント型ＳＰＧを提供することを課題とする。さらに同
じ屈折率変化で、より透過損失面積の大きいスラント型
ＳＰＧを提供することを課題とする。さらに、ゴースト
モードのピークを低減したスラント型ＳＰＧを提供する
ことを課題とする。さらに、サイドバンドの透過損失の
低減を図ることができるスラント型ＳＰＧを提供するこ
とを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては以下の様な解決手段を提案する。
第１の発明は、コアと該コアの外周上に設けられたクラ
ッドを有し、該コアが、光の照射によって石英ガラスの
屈折率を変化させる光感受性のドーパントを添加した石
英ガラスからなり、該クラッドが、１層または２層以上
からなり、少なくとも前記コアに隣接する層が、光の照
射によって石英ガラスの屈折率を変化させる光感受性の
ドーパントを添加した石英ガラスからなる光感受層であ
る光ファイバに光を照射し、前記コアと前記クラッドの
光感受層の屈折率を、当該光ファイバの長さ方向にそっ
て所定のグレーティング周期で所定のスラント角度をも
って変化させてグレーティング部を形成したスラント型
短周期グレーティングであって、前記コアの外径が５μ
ｍ以上であり、該コアに隣接する前記クラッドの光感受
層に対する、当該コアの相対光感受率が、以下の式
（１）

【数５】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
波数、Ｐは、該コアに隣接する前記クラッドの光感受層
に対する、当該コアの相対光感受率）を満足し、かつ前
記スラント角度が導波モードの反射モードへの結合によ
る損失が極小値になる角度に設定されていることを特徴
とするスラント型短周期グレーティングである。第２の
発明は、前記第１の発明のスラント型短周期グレーティ
ングにおいて、前記コアの外径が７μｍ以上であること
を特徴とするスラント型短周期グレーティングである。
第３の発明は、前記第１または第２の発明のスラント型
短周期グレーティングにおいて、前記コアの相対光感受
率が０．１〜０．４であることを特徴とするスラント型
短周期グレーティングである。第４の発明は、前記第１
〜３のいずれかの発明のスラント型短周期グレーティン
グにおいて、前記クラッドの光感受層の外径が、前記コ
アの外径の４倍以上であることを特徴とするスラント型
短周期グレーティングである。第５の発明は、前記第１
〜４の発明のいずれかのスラント型短周期グレーティン
グにおいて、前記コアの外径が１２μｍ以下であること
を特徴とするスラント型短周期グレーティングである。
第６の発明は、前記第１〜５のいずれかの発明のスラン
ト型短周期グレーティングにおいて、前記コア−前記ク
ラッドの比屈折率差が０．５％以下であることを特徴と
するスラント型短周期グレーティングである。第７の発
明は、前記第１〜６のいずれかの発明のスラント型短周
期グレーティングにおいて、前記コアにアルミニウムま
たはリンが添加されていることを特徴とするスラント型
短周期グレーティングである。第８の発明は、コアと該
コアの外周上に設けられたクラッドを有し、該クラッド
が、１層または２層以上からなり、少なくともそのうち
の１層が、光の照射によって石英ガラスの屈折率を変化
させる光感受性のドーパントを添加した石英ガラスから
なる光感受層である光ファイバに光を照射し、該光感受
層の屈折率を、当該光ファイバの長さ方向にそって所定
のグレーティング周期で所定のスラント角度をもって変
化させてグレーティング部を形成したスラント型短周期
グレーティングであって、前記クラッド中の最も光感受
性の高い光感受層に対する、前記コアの相対光感受率
が、以下の式（２）

【数６】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
を特徴とするスラント型短周期グレーティングである。
第９の発明は、コアと該コアの外周上に設けられたクラ
ッドを有し、該クラッドが、１層または２層以上からな
り、少なくともそのうちの１層が、光の照射によって石
英ガラスの屈折率を変化させる光感受性のドーパントを
添加した石英ガラスからなる光感受層である光ファイバ
に光を照射し、該光感受層の屈折率を、当該光ファイバ
の長さ方向にそって所定のグレーティング周期で所定の
スラント角度をもって変化させてグレーティング部を形
成したスラント型短周期グレーティングであって、前記
クラッド中の最も光感受性の高い光感受層に対する、前
記コアの相対光感受率が、以下の式（３）

【数７】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
を特徴とするスラント型短周期グレーティングである。
第１０の発明は、コアと該コアの外周上に設けられたク
ラッドを有し、該クラッドが、１層または２層以上から
なり、少なくともそのうちの１層が、光の照射によって
石英ガラスの屈折率を変化させる光感受性のドーパント
を添加した石英ガラスからなる光感受層である光ファイ
バに光を照射し、該光感受層の屈折率を、当該光ファイ
バの長さ方向にそって所定のグレーティング周期で所定
のスラント角度をもって変化させてグレーティング部を
形成したスラント型短周期グレーティングであって、前
記光感受層に対する前記コアの相対光感受率が、以下の
式（４）

【数８】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
を特徴とするスラント型短周期グレーティングである。
第１１の発明は、前記第８〜１０のいずれかの発明のス
ラント型短周期グレーティングにおいて、導波モードの
反射モードへの結合による損失が極小値になるスラント
角度が設定されていることを特徴とするスラント型短周
期グレーティングである。第１２の発明は、前記第８〜
１１のいずれかの発明のスラント型短周期グレーティン
グにおいて、前記光感受層に対する前記コアの相対光感
受率が０．２以上であることを特徴とするスラント型短
周期グレーティングである。第１３の発明は、前記第８
〜１２のいずれかの発明のスラント型短周期グレーティ
ングにおいて、前記グレーティング周期がチャープトピ
ッチであり、該グレーティング周期ののチャープ率が２
０ｎｍ／ｃｍ以下であることを特徴とするスラント型短
周期グレーティングである。第１４の発明は、前記第１
〜１３のいずれかの発明のスラント型短周期グレーティ
ングにおいて、波長１５５０ｎｍ、かつ直径６０ｍｍの
巻き径の条件下における、前記光ファイバの曲げ損失
が、１ｄＢ/ｍ以下であることを特徴とするスラント型
短周期グレーティングである。第１５の発明は、前記第
１〜１４のいずれかの発明のスラント型短周期グレーテ
ィングにおいて、波長１５５０ｎｍ、かつ直径４０ｍｍ
の巻き径の条件下における、前記光ファイバの曲げ損失
が、０.１ｄＢ/ｍ以下であることを特徴とするスラント
型短周期グレーティングである。第１６の発明は、前記
第１〜１５のいずれかの発明のスラント型短周期グレー
ティングにおいて、当該スラント型短周期グレーティン
グの動作波長における前記光ファイバの導波モードのモ
ードフィールド径が１５μｍ以下であることを特徴とす
るスラント型短周期グレーティングである。第１７の発
明は、第１〜１６のいずれかの発明のスラント型短周期
グレーティングにおいて、前記光感受層の外径が、当該
スラント型短周期グレーティングの動作波長における前
記光ファイバの導波モードのモードフィールド径の１．
５倍以上であることを特徴とするスラント型短周期グレ
ーティングである。第１８の発明は、前記第１〜１７の
いずれかの発明のスラント型短周期グレーティングにお
いて、前記光感受層の外径が６０μｍ以下であることを
特徴とするスラント型短周期グレーティングである。第
１９の発明は、前記第１〜１８のいずれかの発明のスラ
ント型短周期グレーティングにおいて、前記グレーティ
ング部の長さが１〜１００ｍｍであることを特徴とする
スラント型短周期グレーティングである。第２０の発明
は、前記第１〜１９のいずれかの発明のスラント型短周
期グレーティングと、光増幅器とを備えた光増幅器モジ
ュールであって、当該スラント型短周期グレーティング
によって該光増幅器の利得等化を行うものであることを
特徴とする光増幅器モジュールである。第２１の発明
は、前記第２０の発明の光増幅器モジュールにおいて、
前記光増幅器がエルビウム添加光ファイバ増幅器である
ことを特徴とする光増幅器モジュールである。第２２の
発明は、前記第２０または２１の発明の光増幅器モジュ
ールを用いたことを特徴とする光通信システムである。
第２３の発明は、前記第１〜１９のいずれかひとつの発
明の条件を満足するように、スラント型短周期グレーテ
ィングを設計し、製造することを特徴とするスラント型
短周期グレーティングの製造方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】１．第１の実施形態例 本発明者らは、まず、狭い損失帯域を得ること、を目的
として検討を行った。以下、本発明の検討の経過を追っ
て、本発明について詳細に説明する。第１の実施形態例
においては、実質的にグレーティング周期が一定のスラ
ント型ＳＰＧに適用可能な条件であって、「狭い損失帯
域」と、「サイドバンドの損失ピークの抑制」、の効果
が得られる。上述の様に、スラント型ＳＰＧにおいて
は、透過光の波長スペクトルにおいて得られる損失ピー
クが大きい波長帯域をメインバンド、メインバンドの短
波長側に現れる小さい波長帯域をサイドバンド、という
様に、分けることができる場合がある。

【００１４】図２８は、メインバンドとサイドバンドが
存在する波長スペクトルの一例を示したものである。長
波長側がメインバンド、短波長側がサイドバンドであ
る。光フィルタにおいては、上述の様にサイドバンドの
透過損失がノイズとなる場合がある。また、光フィルタ
としては、メインバンドとサイドバンドの透過損失の差
が小さい程、設計の自由度が高くなり、好ましい。した
がって、「サイドバンドの損失ピークの抑制」が求めら
れる。

【００１５】図１は、コアの外径ａ、正規化周波数Ｖ、
クラッドにおいて、コアに隣接する光感受層に対するコ
アの相対光感受率Ｐの３つのパラメータの設計条件を示
したものである。図１に示したように、クラッドはコア
に隣接する第１層Ｃと、その外周上の第２層Ｄとから構
成されている。第１層Ｃは光感受性のドーパントを添加
した石英ガラスからなる光感受層である。この例におい
て、第１層Ｃの半径は、コア半径ａ／２の５倍である。
また、クラッドの半径は６２．５μｍである。この設計
条件で、上記３つのパラメータが、メインバンドの帯
域、およびサイドバンド損失のメインバンド損失に対す
る比率にどのように影響するかについて説明する。

【００１６】グラフ中において、光ファイバの屈折率プ
ロファイルは実線で囲まれている。屈折率プロファイル
においては、コアの屈折率が最も高く、クラッドの第１
層Ｃと、第２層Ｄの屈折率は等しく設定されている。な
お、第１層Ｃと第２層Ｄの屈折率は必ずしも一致してい
る必要はなく、第１層Ｃの屈折率の方が高い場合、逆に
第２層Ｄの屈折率の方が高い場合も考えられる。光感受
性のプロファイルは、縦軸に示した相対光感受率を基準
に表されており、一点鎖線で囲まれている。このプロフ
ァイルにおいては、第１層Ｃに光感受性のドーパントが
最も多量に添加されている。相対光感受率は、最も多量
に光感受性のドーパントが添加されている光感受層（こ
の例においては第１層Ｃ）における光感受性のドーパン
ト濃度を１としたときの、他の層（コア、あるいはクラ
ッドを構成する他の層；この例においてはコアと、第２
層Ｄ）における光感受性のドーパントの添加量の割合で
ある。なお、コア内において、光感受性のドーパントの
濃度が一定である必要はない。コア内において光感受性
のドーパント濃度が異なる場合は、コア全域で平均化し
たドーパント濃度から、相対光感受率を算出する。図１
からわかる様に、この例においてはコアには少量の光感
光性のドーパントが添加され、第２層Ｄには光感光性の
ドーパントは添加されていない。

【００１７】従来の例においては、コアにのみ光感受性
のドーパントを添加した例を示したが、この実施形態例
においては、主にクラッドの第１層Ｃに光感受性のドー
パントが添加され、さらにコアにも少量の光感受性のド
ーパントが添加されている。コアには、相対光感受率を
調整するためにゲルマニウムが添加され、屈折率を調整
するためにリン、アルミニウムなどが添加されている。
リン、アルミニウムは光感受性がなく、かつ屈折率を上
昇させる作用を有するドーパントである。クラッドの第
１層Ｃには、光感受性を調整するため、ゲルマニウムが
添加され、必要に応じてホウ素、フッ素などが添加さ
れ、屈折率が調整されている。第２層Ｄは、純粋石英ガ
ラス、または屈折率を調整するため、ホウ素、フッ素な
どを添加した石英ガラスから形成されている。

【００１８】なお、この例において検討したコアの外径
は、７、８、１０μｍの３種である。正規化周波数Ｖは
コアの外径とコア−クラッドの比屈折率差によって、以
下の式

【００１９】

【数９】

【００２０】によって定まる。式中、λは動作波長、ａ
はコアの外径（単位：μｍ）、ｎ_cladはクラッドの屈折
率、ｎ_coreはコアの屈折率、Δはコア−クラッドの比屈
折率差である。正規化周波数Ｖは１．７〜２．３の範囲
で変化させている。また、コアの相対光感受率は０〜
０．４の範囲で変化させている。なお、本実施形態例に
おいて、スラント型ＳＰＧの動作波長は１５００〜１６
００ｎｍである。

【００２１】そして、まず、コアの外径、正規化周波
数、コアの相対光感受率の値を設定した上で、スラント
角度を０度から徐々に大きくしていったときに、導波モ
ードの、反射モード（後進ＬＰ０１モード）への結合に
よる損失が極小値（通常は０〜０．０１ｄＢ程度）とな
る最初の角度（反射抑制角）にスラント角度を設定して
いる。したがって、本実施例において、反射モードへの
結合は殆どない。スラント角度は他の条件によっても異
なるが実質的には１．５〜８度、好ましくは１．５〜６
度ある。ついで、この条件で、導波モードのＬＰ０Ｘモ
ード群への結合と、導波モードのＬＰ１Ｘモード群への
結合について、実効屈折率と結合係数の計算を行った。
ＬＰ０Ｘモード群とＬＰ１Ｘモード群はメインバンドお
よびサイドバンドを構成するクラッドモード群である。
さらに、この実効屈折率と結合係数を、動作波長１５５
０ｎｍ、一定のグレーティング周期でスラント型ＳＰＧ
を作製したときの結合波長（導波モードがクラッドモー
ドと結合する波長）と透過損失に、モード結合理論を用
い、それぞれの結合によって生じる透過損失の和をとる
ことにより、変換した。

【００２２】 図２は計算結果の例を示したグラフであ
る。●はＬＰ０Ｘモード（ＬＰ０１、ＬＰ０２…）と導
波モードが結合する波長（結合波長）とそのときの透過
損失をプロットしたものである。○はＬＰ１Ｘモード
（ＬＰ１１、ＬＰ１２、…）（Ｘは整数）と、導波モー
ドが結合する波長（結合波長）と、そのときの透過損失
をプロットしたものである。なお、メインバンドの損失
帯域（メインバンド帯域）は、メインバンドの最長波長
側に現れるＬＰ１１モードの結合波長から、損失が最小
になる最初のＬＰ１Ｘモードの結合波長までの幅であ
る。図３（ａ）〜図５（ｂ）は、コアの外径ａ、正規化
周波数Ｖ、コアの相対光感受率Ｐを変化させて、同様に
反射モードへの結合が最小になるスラント角度（反射抑
制角）を求め、計算を行い、各条件についてメインバン
ド帯域と、サイドバンド／メインバンド損失を求めた結
果を示したものである。

【００２３】図３（ａ）、図３（ｂ）は、それぞれ、コ
アの外径７μｍのときのコアの相対光感受率とメインバ
ンド帯域との関係と、コアの相対光感受率とサイドバン
ド／メインバンド損失比との関係を示したグラフであ
る。結果は正規化周波数ごとにまとめられている。

【００２４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、コアの外径８
μｍの場合の同様のグラフである。図５（ａ）、図５
（ｂ）は、コアの外径１０μｍの場合の同様のグラフで
ある。なお、メインバンド損失はメインバンドの透過損
失のピークトップの値、サイドバンド損失は、サイドバ
ンドの透過損失のピークトップの値である。これらのグ
ラフより、メインバンド帯域はコアの相対光感受率が大
きくなると大きくなることがわかる。すなわち、コアの
相対光感受率が大きいとコアの屈折率変化量が大きくな
るため、反射モードへの結合が生じやすくなる。したが
って、これを防ぐためにスラント角度を大きくする必要
が生じる。そして、メインバンド帯域はスラント角度が
大きくなると大きくなる傾向があるため、結果としてメ
インバンド帯域が大きくなる。

【００２５】メインバンド帯域は、コアの外径と正規化
周波数にも比較的大きく依存している。メインバンド帯
域は、コアの外径が大きくなると狭くなり、正規化周波
数Ｖが小さくなると狭くなる傾向がある。すなわち、コ
アの外径が大きくなるとファイバ断面において光が広が
る傾向があり、また、同じコアの外径であれば、正規化
周波数が小さいと、コア−クラッド比屈折率差が小さく
なって、同様に光が広がる傾向にある。スラント型ＳＰ
Ｇにおいては、ファイバ断面方向にも周期構造が存在す
るが、断面方向における位相整合条件が光の広がりによ
って厳しくなる。その結果、スラント角度が小さくても
反射モードへの結合が小さくなり、メインバンドを狭く
することができる。

【００２６】また、コアの相対光感受率が大きくなる
と、サイドバンド／メインバンド損失比が小さくなる。
理由は以下の通りである。図６にサイドバンドを構成す
るクラッドモードの電界強度を示したものである。ま
た、導波モードの電界強度もあわせて示されている。コ
アとクラッドの境界付近のクラッド側において、導波モ
ードは比較的強い正の電界強度をもち、サイドバンド内
のクラッドモードは負の電界強度をもち、逆向きであ
る。したがって、結合係数が負の値である。一方コア側
では、導波モードとクラッドモードが同じ正の電界強度
を持ち、向きが同じであって、これらふたつのモードの
オーバーラップはコア側では正の値をもつ。したがっ
て、コアにグレーティングが形成されると、コア側とク
ラッド側でオーバーラップが相殺され、結合係数が小さ
くなる。

【００２７】また、サイドバンド／メインバンド損失比
は、コアの外径と正規化周波数にはそれほど大きく依存
しておらず、どの条件においても、コアの相対光感受率
が０．２付近になるとサイドバンド／メインバンド損失
比が大きく減少する傾向がある。

【００２８】これらの前提をふまえた上で、実用可能で
あり、かつ本発明の目的を達成できるスラント型ＳＰＧ
の条件を、メインバンド帯域は１０ｎｍ以下、サイドバ
ンド／メインバンド損失比を０．２以下とする。このよ
うな特性を備えたものは従来、得られていなかったこと
は言うまでもない。この様な特性を備えることにより、
光フィルタを作成する際の設計の自由度が高くなる、と
いう効果が得られ、エルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバ
増幅器（略称：ＥＤＦＡ）の利得を平坦化（等化）する
利得等化器（略称：ＧＥＱ）に適用した場合には、利得
等化残さが小さくできる、という効果が得られる。そし
て、コアの外径、コアの相対光感受率、正規化周波数の
関係から、この範囲を満足する範囲を求めると、図７に
示した範囲となる。なお、この例の計算では７μｍ以上
の範囲を求めているが、実質的にはコアの外径が５μｍ
以上であり、かつ上記の式（１）を満足する範囲であ
る。

【００２９】図８は、このような条件で作製したスラン
ト型ＳＰＧの一例の透過光の波長スペクトルを示したも
のである。メインバンド帯域が８．５ｎｍと狭く、サイ
ドバンド／メインバンド損失比が０．１８と小さく、好
ましい特性が得られていることがわかる。

【００３０】なお、このスラント型ＳＰＧにおいては、
石英ガラスのゲルマニウムとアルミニウムを添加したガ
ラスからコアを形成し、クラッドの第１層Ｃをゲルマニ
ウムとフッ素を添加した石英ガラスから形成し、第２層
Ｄをフッ素を添加した石英ガラスから形成している。コ
アの相対光感受率は０．１８、正規化周波数は２．３で
ある。また、コアの外径１０μｍ、コア−クラッドの比
屈折率差０．３％、クラッドの光感受層の外径４０μ
ｍ、クラッド径１２５μｍ、モードフィールド径１２μ
ｍ、ブラッグ波長１５５０ｎｍ、グレーティング周期５
３６ｎｍ、グレーティング長（グレーティング部の長
さ）１０ｍｍ、スラント角度３度、直径６０ｍｍの巻き
径の曲げ損失は０．０２ｄＢである。

【００３１】本実施形態例のスラント型ＳＰＧは、コア
の外径が５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上で、前記の
式（１）を満足することが条件となるが、さらに、以下
の条件を満足すると好ましい。すなわち、コアの相対光
感受率は０．１〜０．４であると好ましい。この範囲外
であると、条件によっては所望の特性が得られない場合
がある。また、クラッドの光感受率層の外径は透過損失
を充分に得られる様にするという点から、コアの外径ａ
の４倍以上であることが好ましい。また、コアの外径は
１２μｍ以下であると好ましい。１２μｍをこえると曲
げ損失が大きくなり不都合である。また、条件によって
は所望の特性が得られない場合がある。

【００３２】さらに、図７に示した範囲において、コア
−クラッドの比屈折率差は０．５％以下である。実質的
には０．２〜０．４％であると好ましい。０．５％をこ
えると、条件によっては所望の特性が得られない場合が
ある。また、グレーティングを形成する光ファイバの曲
げ損失は、動作波長（好ましくは波長１５５０ｎｍ）に
おいて、直径６０ｍｍの巻き径で１ｄＢ／ｍ以下である
と好ましい。さらに好ましくは、波長１５５０ｎｍ、か
つ直径４０ｍｍの巻き径の条件下の曲げ損失が０.１ｄ
Ｂ/ｍ以下（さらに好ましくは０．０１ｄＢ／ｍ以下）
である。曲げ損失が大きくなると、モジュールに収納す
る場合のハンドリング性などが低下するため不都合であ
る。

【００３３】また、スラント型ＳＰＧに用いる光ファイ
バの動作波長（本実施形態例において、１５００〜１６
００ｎｍ、好ましくは１５５０ｎｍ）における導波モー
ドのモードフィールド径は１５μｍ以下であると好まし
い。１５μｍをこえると光の閉じこめが弱く高損失であ
り、実用に適しない場合がある。また、他のファイバと
の接続の際に接続損失が大きくなるおそれがある。な
お、曲げ損失とモードフィールド径は、コアの外径に大
きく影響され、コアの外径が大きくなれば曲げ損失が大
きくなる。また、モードフィールド径も大きくなる。そ
のため、コアの外径は上述の様に例えば１２μｍ以下が
好ましい。

【００３４】本実施形態例のスラント型ＳＰＧにおいて
は、グレーティング周期は動作波長の１／３〜半分程度
であって、所望の特性によって設定されるが、狭いメイ
ンバンド帯域を得るためにはグレーティング周期を一定
周期とすると好ましい。また、一定周期の場合はグレー
ティング長を短くとすると好ましい。グレーティング長
が長いと、各クラッドモードへ結合しているスペクトル
が細くなり、リップルが大きくなる傾向がある。特に限
定するものではないが、好ましくはグレーティング長は
１〜１００ｍｍ以下、さらに好ましくは５ｍｍ以下とさ
れる。１ｍｍ未満では、短かすぎて必要な透過損失が得
られないおそれがある。１００ｍｍをこえると、グレー
ティング部の形成が困難になるばかりでなく、デバイス
が大きくなり、モジュールなどに収納する際に不都合を
生じるおそれがある。なお、グレーティング長は、フィ
ルタ帯域、透過損失などの光学特性に影響するため、所
望の特性を考慮して適宜調整すると好ましい。

【００３５】また、クラッドの光感受層の外径は、この
スラント型ＳＰＧの動作波長（本実施形態例においては
１５００〜１６００ｎｍ、好ましくは１５５０ｎｍ）の
導波モードのモードフィールド径の１．５倍以上である
と好ましい。なお、上限値は特に限定しないが、実質的
には８倍以下とされる。１．５倍未満では、導波モード
が伝搬する領域に光感受層のグレーティング部が形成さ
れないため、充分な損失ピークが得られない場合があ
る。また、この条件を満足した上で、クラッドの光感受
層の外径は６０μｍ以下であると好ましい。光感受層は
グレーティング形成時に照射される特定波長の光を吸収
する傾向があるため、光感受層の外径が大きすぎると、
光ファイバの側面から光を照射した場合に、光の照射面
と反対側に位置する光感受層の部分に必要充分な光が照
射されない。その結果、屈折率を充分に上昇させること
ができず、屈折率の変化が不均一となる場合がある。

【００３６】また、クラッドは光感受層を備えていれ
ば、１層であっても２層以上の多層構造でもよいが、製
造性の観点からは、２層以上の多層構造とすると好まし
い。さらに、光感光性のドーパント、屈折率を調整する
ためのドーパントの添加量などの条件については設計条
件にしたがって適宜変更可能である。また、本実施形態
例において、スラント型ＳＰＧに用いる光ファイバは、
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法に
よって製造することができ、グレーティング部は、光源
としてエキシマレーザなどを用いて公知の方法によって
製造することができる。このように、本実施形態例のス
ラント型ＳＰＧは、透過光の波長スペクトルにおいて、
メインバンドの帯域が狭く、かつサイドバンド損失が小
さいため、狭い帯域に損失ピークが得られる。なお、上
述した手順に従ってスラント型ＳＰＧを設計して製造す
れば、所望の特性を備えたスラント型ＳＰＧを確実に製
造することができる。

【００３７】２．第２の実施形態例 第１の実施形態例はグレーティング周期が一定周期のも
のに適用すると好ましく、グレーティング周期が変化す
るチャープトピッチに適用しても必ずしも充分な効果を
得ることができない場合がある。設計条件の自由度を拡
大するためには、例えば狭い損失帯域を設定した上で、
さらにチャープトピッチを適用して微調整することがで
きると好ましい。第２の実施形態例は、グレーティング
周期が一定周期の場合でも、チャープトピッチの場合で
も区別なく適用できるものである。

【００３８】２−１．狭い損失帯域を得るための条件：
まず、メインバンド帯域を狭くすることができる条件を
検討した。上述の様にメインバンド帯域が狭く、サイド
バンド損失が比較的小さければ、損失帯域を狭くするこ
とができる。本実施形態例においても、図１に示した構
造の光ファイバを用いて種々の条件のスラント型ＳＰＧ
を製造し、その特性を比較した。なお、本実施例のスラ
ント型ＳＰＧのグレーティング周期は動作波長などの条
件にもよるが、例えば動作波長の１／３〜半分程度とさ
れる。またチャープトピッチにする場合は、チャープ率
は０よりも大きければよく、例えばチャープ率２０ｎｍ
／ｃｍ以下、好ましくは０．２〜１０ｎｍ／ｃｍとす
る。チャープ率は光ファイバの長さ方向において、変化
させるグレーティング周期の割合を示したものである。
特にチャープ率が２０ｎｍ／ｃｍの場合は、グレーティ
ング長約７ｍｍで、Ｃ−Ｂａｎｄ、Ｅｒ添加光ファイバ
増幅器の利得を等化するための利得等化のために通常必
要な帯域である４０ｎｍを、充分にカバーできる。な
お、チャープトピッチは光ファイバの長さ方向にそっ
て、グレーティング周期を徐々に拡大したり縮小する様
に変化させたものである。例えば、グレーティング長
と、グレーティング部の長さ方向の中心のグレーティン
グ周期などの基準になるグレーティング周期と、チャー
プ率と、グレーティング周期を徐々に拡大、あるいは縮
小しているかがわかっていれば、グレーティング部の高
屈折率部の配列状態を特定することができる。

【００３９】本実施形態例においては、図１に示した設
計条件において、検討に用いた第１層Ｃの外径の半径は
１５μｍ、クラッドの半径は６２．５μｍである。ま
た、コア、第１層Ｃ、第２層Ｄはいずれも石英系ガラス
から構成し、コアと第１層Ｃにはゲルマニウムを添加
し、各層に、必要に応じて他のドーパントを共添加する
点は前記第１の実施形態例と同様である。なお、第１の
実施形態例においては、コアに光感受性のドーパントを
添加することが必須であるが、第２の実施形態例におい
ては、後述する様に前記式（２）に係る条件を満足すれ
ば、コアに光感受性のドーパントが添加されていなくて
もよい場合がある。また、第１の実施形態例において
は、クラッドの光感受層がコアに隣接する必要があった
が、第２の実施形態例においては、必ずしもコアに隣接
する必要はなく、図１に示したグラフにおいて、例えば
第２層Ｄを光感受層とすることもできるし、クラッドを
３層以上から形成し、その中間層を光感受層とすること
もできる。

【００４０】本実施形態例においては、 コアの外径ａ、 正規化周波数Ｖ、 クラッドの光感受層に対するコアの相対光感受率Ｐ という３つのパラメータの、光学特性への影響について
検討した。以下、検討の経緯にそって説明する。なお、
第２の実施形態例において、コアの相対光感受率Ｐは、
前記クラッド中の最も光感受性の高い光感受層に対す
る、前記コアの相対光感受率である。すなわち、第２の
実施形態例において、クラッドには光感受層を２層以上
設けることができる。コアの相対光感受率は、前記光感
受層のうち、最も光感受性の高い（光感受性のドーパン
トの添加濃度が高い）光感受層に対する相対的な割合で
表す。

【００４１】また、検討した各数値範囲は以下の通りで
ある。 コアの外径ａ：４〜１０μｍ 正規化周波数Ｖ：１．７〜２．３ クラッドの光感受層に対するコアの相対光感受率Ｐ：
０〜０.３ なお、本実施形態例において、スラント型ＳＰＧの動作
波長は１５５０ｎｍとした。また、すべての計算条件に
おいて、図２４に示したグレーティング部４の高屈折率
部３の屈折率変化量は０.００１、グレーティング長
（グレーティング部４の長さ）は１ｍｍである。

【００４２】まず、コアの外径ａ、正規化周波数
Ｖ、クラッドの光感受層に対するコアの相対光感受率
Ｐ、の３つの値の組み合わせを設定し、この設定条件毎
に、スラント角度θを０度から徐々に大きくしていき、
反射モード（後進ＬＰ０１モード）への結合による透過
損失が極小値（通常は０〜０．０１ｄＢ程度）となる最
初の角度（反射抑制角）をスラント角度θとした。スラ
ント角度θは他の条件によっても異なるが実質的には
１．５〜８度、好ましくは１．５〜６度である。

【００４３】ついで、このコアの外径ａ、正規化周
波数Ｖ、クラッドの光感受層に対するコアの相対光感
受率Ｐ、の３つの値の組み合わせとスラント角度を反射
抑制角に決定したスラント型ＳＰＧについて、導波モー
ドのＬＰ０Ｘモード群およびＬＰ１Ｘモード群への結合
について、実効屈折率と結合定数の計算を行った。上述
の様に、ＬＰ０Ｘモード群およびＬＰ１Ｘモード群への
結合は、メインバンドとサイドバンドを構成するクラッ
ドモード群への結合である。図９はこの計算結果の例を
示したグラフである。図中の●はＬＰ０Ｘモード（ＬＰ
０１、ＬＰ０２…）、○はＬＰ１Ｘモード（ＬＰ１１、
ＬＰ１２、…）（Ｘは整数）である。なお、メインバン
ドの損失帯域（メインバンド帯域）は、メインバンドの
最長波長側に現れるＬＰ１１モードと、損失が最小にな
る最初のＬＰ１Ｘモードに対応する結合波長との間とす
る。また、それよりも短波側に結合が生じる帯域をサイ
ドバンドの損失帯域（サイドバンド帯域）とする。

【００４４】さらに、この実効屈折率と結合定数を、グ
レーティング周期を徐々に拡大した形態であって、中心
のグレーティング周期が５３０ｎｍで、チャープ率が
０.３５ｎｍ/ｍｍの条件のスラント型ＳＰＧの透過損失
を作成した場合の結合波長と透過損失に、各モードでの
透過損失を伝搬行列を用いて求め、その透過損失和を計
算することにより、変換する。そして、図１０に示した
様な波長−透過損失の関係を示したグラフを求める。そ
して、このグラフから、メインバンド帯域を求める。

【００４５】この計算を、コアの外径ａ、正規化周
波数Ｖ、クラッドの光感受層に対するコアの相対光感
受率Ｐ、の３つの値の組み合わせを変化させた各スラン
ト型ＳＰＧについて行い、メインバンド帯域（ｎｍ）を
それぞれ求める。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２
（ａ）、図１２（ｂ）は、正規化周波数Ｖごとに、相対
光感受率Ｐとメインバンド帯域との関係を示したグラフ
である。各グラフには、コアの外径ａの値毎にグラフが
まとめられている。

【００４６】これらのグラフより、チャープトピッチの
スラント型ＳＰＧにおいては、メインバンド帯域はコア
の相対光感受率が大きくなると大きくなり、また、その
傾向はコアの半径が小さいほど顕著になることがわか
る。コアの相対光感受率が大きいと、グレーティング部
を形成したときにコアの屈折率変化量が大きくなる。そ
のため、反射モードへの結合が生じやすくなる。そし
て、この反射モードへの結合を防ぐために、スラント角
度θを大きくする必要が生じる。一方、メインバンド帯
域はスラント角度θが大きくなると大きくなる傾向があ
るため、結果としてメインバンド帯域が大きくなる。

【００４７】また、これらのグラフより、メインバンド
帯域は、コアの外径と正規化周波数にも依存しているこ
とが確認できる。すなわち、コアの外径が大きくなると
メインバンドは狭くなり、正規化周波数が小さくなると
狭くなる傾向がある。つまり、コアの外径が大きくなる
とファイバ断面において光が広がる傾向があり、また、
同じコアの半径であれば、正規化周波数が小さいと、コ
ア−クラッド比屈折率差が小さくなって、同様に光が広
がる傾向がある。スラント型ＳＰＧにおいては、ファイ
バ断面方向にも周期構造が存在するが、断面方向におけ
る位相整合条件が光の広がりによって厳しくなる。その
結果、スラント角度θが小さくても反射モードへの結合
が小さくなり、メインバンド帯域を狭くすることができ
る。

【００４８】したがって、図１１（ａ）〜図１２（ｂ）
に示したグラフより、メインバンド帯域を狭くするには
コアの相対光感受率を小さくし、コアの外径を大きく
し、正規化周波数を小さくすれば良いことが明らかであ
る。ここで、実用可能であり、かつ本発明の目的を達成
できるスラント型ＳＰＧのメインバンド帯域を１０ｎｍ
以下とする。そして、このメインバンド帯域１０ｎｍ以
下の条件を満足するコアの外径ａ、正規化周波数
Ｖ、クラッドの光感受層に対するコアの相対光感受率
Ｐの関係は、前記式（２）にて表される。

【００４９】この関係を満たす様にコアの外径、正規化
周波数、コアの相対光感受率を設定すれば、グレーティ
ング周期が一定であると、チャープトピッチであるとに
係わらず、メインバンド帯域の狭い透過特性をもつスラ
ント型ＳＰＧが得られる。なお、前記式（２）中、相対
光感受率Ｐの数値範囲が０以下または虚数になる場合、
相対光感受率Ｐはゼロとし、コアには光感受性のドーパ
ントを添加しない構成とする。前記式（２）を満足する
ことにより、光フィルタを作成する際の設計自由度が高
くなる、という効果が得られる。また、Ｅｒ添加光ファ
イバ光増幅器の利得を等化する利得等化器に適用した場
合には、利得等化残さが小さくできる、という効果が得
られる。

【００５０】２−２．透過損失（メインバンドの面積）
を大きくするため条件：また、光フィルタとしては、損
失帯域を狭くするだけではなく、用途などに応じて、さ
らに好ましくは「透過損失（メインバンドの面積）を大
きくすること」、が必要とされる。効率よく特定波長の
光をフィルタリングするためには、導波モードからクラ
ッドモードに結合する光のパワーを大きくしなければな
らないからである。グレーティング部の屈折率変化量を
大きくすればこの結合する光のパワーは大きくなる。し
かし、屈折率変化量の増加には限界がある。例えば屈折
率変化量は１．０×１０^-2以下、実質的には５．０×１
０^-4〜５．０×１０^-3である。そこで、小さい屈折率変
化量によってもクラッドモードに結合する光のパワーが
充分に大きくなる特性、が求められる。なお、ここで、
小さい屈折率変化量とは、例えば３×１０^-3以下、好ま
しくは５．０×１０^-4〜２．０×１０^-3である。

【００５１】そこで、図１０にメインバンドの損失ピー
クの積分値が大きくなる条件について検討した。積分値
は図１０に示したグラフ中の斜線部の面積である。すな
わち、上述の２−１において説明した様に、図１０に示
した様な波長−透過損失の関係を示したグラフを求め、
これらのグラフのメインバンドの損失ピークの積分値を
求める。

【００５２】この計算を、スラント角度を反射抑制角と
し、コアの外径ａ、正規化周波数Ｖ、クラッドの
光感受層に対するコアの相対光感受率Ｐ、の３つの値の
組み合わせを変化させた各スラント型ＳＰＧについて行
い、メインバンドの損失ピークの面積の積分値を、数値
計算により、それぞれ求めた。なお、積分値の単位はｄ
Ｂ・ｎｍである。ただし、ここで使用している積分値は
絶対的な値ではなく、パラメータを変化させたときの透
過損失面積の大きさを比較するための相対的な値であ
る。この計算例においては 正規化周波数Ｖ＝１．９、 コアの外径ａ＝８μｍ、 コアの相対光感受率Ｐ＝０ のときの積分値を１２．０８と定め、基準としている。

【００５３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４
（ａ）、図１４（ｂ）は、正規化周波数Ｖごとに、相対
光感受率Ｐとメインバンドの透過損失面積の積分値との
関係を示したグラフである。各グラフにおいては、コア
の外径ａの値毎にまとめられている。

【００５４】これらのグラフより、積分値は相対光感受
率が大きい方が大きくなる傾向にある。これは、コアの
相対光感受率が大きくなると、クラッドモードへの結合
効率が大きくなるためである。また、積分値は正規化周
波数にも依存し、正規化周波数が小さい方が大きくな
る。これは、正規化周波数が小さいと、導波モードが、
光感受率の大きいクラッドの光感受層に、より多くしみ
出しやすくなるためである。なお、積分値は、同じ正規
化周波数であればコアの外径にはほとんど影響を受けな
いことも確認できる。したがって、積分値を大きくする
には、コアの相対光感受率を大きくして、正規化周波数
を小さくすればよいことが明らかである。

【００５５】ここで、実用可能であり、かつ透過損失が
大きい光学特性を得るという目的を達成できることを考
慮し、スラント型ＳＰＧの積分値を１５以上とする。こ
の条件を満足することにより、同一屈折率変化で大きな
損失を達成できるため、同じ損失の光フィルタを作成す
る場合は、短時間の露光時間で作成でき、同じ時間をか
けて光を照射して屈折率の変化を生じさせれば、より大
きい透過損失を備えた光フィルタを作成できる、という
効果が得られる。また、例えばＥｒ添加光ファイバ増幅
器の利得を等化する利得等化器に適用した場合には、露
光時間の短縮による量産効果が得られる。なお、積分値
は大きい程好ましいため、上限値は特に限定しない。こ
の条件を満足するには、コアの相対光感受率が、前記式
（３）を満足すると好ましい。なお、前記式（３）中、
相対光感受率Ｐの数値範囲が０以下または虚数になる場
合、相対光感受率はゼロとし、コアには光感受性のドー
パントを添加しない構成とする。

【００５６】また、前記式（２）、前記式（３）の両方
を満たすとメインバンド帯域を狭くすることができ、か
つ透過損失を大きくすることができ、好ましい。図１５
（ａ）は前記式（２）、前記式（３）の両方を満足しな
い以下の条件で作成したスラント型ＳＰＧの波長スペク
トルを示したものである。 相対光感受率Ｐ＝０．２ 正規化周波数Ｖ＝２．３ コアの外径ａ＝５μｍ 図１５（ｂ）は前記式（２）、式（３）の両方を満足す
る以下の条件で作成したスラント型ＳＰＧの波長スペク
トルを示したものである。 相対光感受率Ｐ＝０．１ 正規化周波数Ｖ＝１．７ コアの外径ａ＝５μｍ

【００５７】図１５（ａ）に示した波長スペクトルにお
いては、メインバンドとサイドバンドの差はなく、損失
ピーク全体が広帯域の略ひとつのピークを形成してい
る。このピークの帯域は２９ｎｍ、メインバンドの積分
値は１３程度であり、小さい。これに対して図１５
（ｂ）に示した波長スペクトルにおいては、サイドバン
ドに対してメインバンドが充分に大きい。また、メイン
バンド帯域は６．５ｎｍと充分に狭く、メインバンドの
損失ピークの積分値は１９であり、充分に大きい。

【００５８】２−３．ゴーストモードのピークを抑制す
るための条件：また、スラント型ＳＰＧは、用途などに
応じて、さらに好ましくは「ゴーストモードのピークの
抑制」、が必要とされる。図１６はゴーストモードのピ
ークが存在する透過光の波長スペクトルの一例を示した
ものである。ゴーストモードとは、導波モードと結合す
るクラッドモードのうち、長波側において、特に大きく
導波モードと結合するクラッドモードのことである。図
１６に示した様に、このゴーストモードのピークが存在
すると、長波側が滑らかなフィルタ特性が得られない。

【００５９】ゴーストモードのピークは、導波モードと
低次のクラッドモードであるＬＰ１１モードとの結合の
割合が、導波モードと他のモードとの結合に対して大き
すぎる場合に発生する。図１７（ａ）、図１７（ｂ）、
図１８（ａ）、図１８（ｂ）は、上述の２−１、２−２
で示した例と同様にして、図１に示した設計条件で、反
射抑制角を設定したチャープトピッチのスラント型ＳＰ
Ｇにおいて、ＬＰ１１モードへの結合定数の、他のモー
ドへの結合定数のうち、一番大きい結合定数に対する比
（結合定数比）を、正規化周波数との関係でグラフ化し
たものである。それぞれの図において、コアの外径ａは
一定である。また、各グラフはコアの相対光感受率Ｐ毎
にまとめられている。なお、結合定数比が小さい方がゴ
ーストモードのピークが発生にくくなる。

【００６０】これらのグラフより、結合定数比は正規化
周波数に大きく依存し、正規化周波数が大きいほど結合
定数比が小さくなり、ゴーストモードのピークが発生し
やすくなる。 これは、正規化周波数が大きくなると、
ＬＰ１１モードの電界分布がコア付近で強くなり、ＬＰ
１１モードの電界分布と導波モードの電界分布との重な
りが大きくなるためである。図１９（ａ）はコアの外径
ａが８μｍ、正規化周波数が１．７の場合、図１９
（ｂ）はコアの外径ａが８μｍ、正規化周波数が２．３
の場合のＬＰ１１モードと導波モードの電界分布を示し
たグラフである。

【００６１】ここで、ゴーストモードのピークが殆ど問
題とならない範囲として、結合定数比を０．２以下と規
定する。この条件を満足することにより、長波長側もな
めらかな特性の光フィルタが得られる。また、Ｅｒ添加
光ファイバ増幅器の利得を等化する利得等化器に適用し
た場合はフィルタ帯域がより細く、長波長側もなめらか
なフィルタ特性が得られる。

【００６２】この条件を満足するには、コアの相対光感
受率が、前記式（４）を満足すると好ましい。なお、前
記式（４）中、相対光感受率Ｐの数値範囲が０以下また
は虚数になる場合、相対光感受率はゼロとし、コアには
光感受性のドーパントを添加しない構成とする。

【００６３】図２０（ａ）は、前記式（４）を満たさな
い、以下に示した条件でスラント型ＳＰＧを形成した場
合の波長スペクトルの一例を示したものである。 正規化周波数Ｖ＝２．３、 コアの外径ａ＝７μｍ、 コアの相対光感受率Ｐ＝０．１５

【００６４】図２０（ｂ）は、前記式（４）を満足す
る、以下に示した条件でスラント型ＳＰＧを形成した場
合の波長スペクトルの一例を示したものである。 正規化周波数Ｖ＝１．７、 コアの外径ａ＝７μｍ、 コアの相対光感受率Ｐ＝０．１ これらのグラフを比較すると、前記式（４）を満たすこ
とにより、ゴーストモードのピークが低減することが明
らかである。

【００６５】なお、第２の実施形態例において、これら
２−１〜２−３に示した３つの条件は、１つ以上満たし
ていればよく、好ましくは２つ満足し、最も好ましくは
３つの条件を全て満足することが望ましい。

【００６６】２−４．サイドバンドの損失ピークを抑制
するための条件：上述の第１の実施形態例において説明
した様に、光フィルタとしては、メインバンドとサイド
バンドの透過損失の差が小さい程、設計の自由度が高く
なり、好ましい。したがって、「サイドバンドの損失ピ
ークの抑制」が求められる。ここで、第１の実施形態例
は、グレーティング周期が一定の場合に適用できる条件
であるが、本実施形態例においては、グレーティング周
期が一定であると、チャープトピッチであるとに限ら
ず、適用することができる。

【００６７】図２１（ａ）、図２１（ｂ）、図２２
（ａ）、図２２（ｂ）は、上述の２−１〜２−３と同様
に、反射抑制角を設定したチャープトピッチのスラント
型ＳＰＧにおいて、メインバンドに対するサイドバンド
の、ｄＢ表示した透過損失比（サイドバンド／メインバ
ンド損失比）と、コアの外径ａとの関係を示したグラフ
である。それぞれの図において、正規化周波数Ｖは一定
である。また、各グラフはコアの相対光感受率Ｐ毎にま
とめられている。

【００６８】これらのグラフより、サイドバンド／メイ
ンバンド損失比は正規化周波数やコアの外径にはほとん
ど依存せず、コアの相対光感受率にのみ影響を受けるこ
とがわかる。また、第１の実施形態例について、図６に
示したグラフを用いて説明した様に、サイドバンド／メ
インバンド損失比を小さくするには、コアの相対光感受
率が大きい方が好ましい。サイドバンド／メインバンド
損失を０．１以下とするためには、コアの相対光感受率
を０．２以上に設定することが必要とされる。この様な
特性を備えることにより、より広帯域なフィルタ特性の
設計自由度が高くなるという効果が得られる。また、Ｅ
ｒ添加光ファイバ増幅器の利得を等化する利得等化器に
適用した場合には、広帯域において、利得等化の残さが
小さくなるという効果が得られる。

【００６９】図２３（ａ）は、以下に示した条件でスラ
ント型ＳＰＧを形成した場合の波長スペクトルの一例を
示したものである。 正規化周波数Ｖ＝１．７、 コアの外径ａ＝７μｍ、 コアの相対光感受率Ｐ＝０．００ 図２３（ｂ）は、以下に示した条件でスラント型ＳＰＧ
を形成した場合の波長スペクトルの一例を示したもので
ある。 正規化周波数Ｖ＝１．７、 コアの外径ａ＝７μｍ、 コアの相対光感受率Ｐ＝０．２５ これらのグラフより、コアの相対光感受率Ｐを０．２以
上にすると、サイドバンドを抑制できることが明らかで
ある。なお、この条件は、前記式（２）〜（４）のう
ち、少なくとも１つを満足した上で、満足すべきもので
ある。

【００７０】２−５．その他の光学特性について：ま
た、本実施形態例において、スラント型ＳＰＧに使用す
る光ファイバの曲げ損失は、波長１５５０ｎｍにおい
て、直径６０ｍｍの巻き径で１ｄＢ／ｍ以下であると好
ましい。さらには、直径４０ｍｍの巻き径で０．１ｄＢ
／ｍ以下（さらに好ましくは０．０１ｄＢ／ｍ以下）で
あると好ましい。曲げ損失が大きくなると、モジュール
に収納する場合のハンドリング性などが低下するため不
都合である。また、光ファイバの動作波長（例えば１５
００〜１６００ｎｍ、好ましくは１５５０ｎｍ）におけ
るモードフィールド径は１５μｍ以下であると好まし
い。１５μｍをこえると光の閉じこめが弱くなり、損失
が大きくなるため、実用に適しない場合がある。また、
他のファイバとの接続の際に接続損失が大きくなるおそ
れがある。なお、曲げ損失とモードフィールド径は、コ
アの外径ａに大きく影響され、コアの外径ａが大きくな
れば曲げ損失が大きくなる。また、モードフィールド径
も大きくなる。そのため、コアの外径ａは例えば１２μ
ｍ以下にすることが好ましい。

【００７１】また、クラッドの光感受層の外径は、この
スラント型ＳＰＧの動作波長（例えば１５００〜１６０
０ｎｍ、好ましくは１５５０ｎｍ）における導波モード
のモードフィールド径の１．５倍以上であると好まし
い。なお、上限値は特に限定しないが、実質的には８倍
以下とされる。１．５倍未満では、導波モードが伝搬す
る領域に光感受層のグレーティング部が形成されないた
め、導波モードの充分な透過損失が得られない場合があ
る。また、この条件を満足した上で、クラッドの光感受
層の外径は６０μｍ以下であると好ましい。光感受層は
グレーティング形成時に照射される特定波長の光を吸収
する傾向があるため、光感受層の外径が大きすぎると、
光ファイバの側面から光を照射した場合に、光の照射面
と反対側に位置する光感受層の部分に充分などに光が照
射されず、屈折率を充分に上昇させることができず、屈
折率の変化が不均一となる場合がある。

【００７２】グレーティング長は１〜１００ｍｍである
と望ましい。１ｍｍ未満では、短すぎて必要な透過損失
が得られないおそれがあり、得られない。１００ｍｍを
こえると、グレーティング部の形成が困難になるばかり
でなく、デバイスが大きくなり、モジュールなどに収納
する際に不都合を生じるおそれがある。なお、グレーテ
ィング長は、帯域損失などの光学特性に影響するため、
所望の特性を考慮して適宜調整すると好ましい。

【００７３】また、クラッドは光感受層を備えていれ
ば、１層であっても２層以上の多層構造でもよいが、製
造性の観点からは、２層以上の多層構造とすると好まし
い。さらに、光感光性のドーパント、屈折率を調整する
ためのドーパントの添加量などの条件については設計条
件にしたがって適宜変更可能である。また、本実施形態
例において、スラント型ＳＰＧに用いる光ファイバは、
ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法に
よって製造することができ、グレーティン部は、光源と
してエキシマレーザなどを用いて公知の方法によって製
造することができる。

【００７４】なお、正規化周波数Ｖと理論カットオフ波
長λｃは以下の式（５）で表すことができる。

【数１０】 式中、λｃは理論カットオフ波長、Ｖｃは２．４０４８
２５６の定数、λは動作波長であって、本実施形態例に
おいては、例えば１５００〜１６００ｎｍ、好ましくは
１５５０ｎｍである。したがって、正規化周波数Ｖの値
などを前記式（５）に代入してλｃの値を求めることに
より、正規化周波数Ｖにかえて、λｃを用いて本発明の
条件を説明することもできる。なお、実際のスラント型
ＳＰＧのカットオフ波長は、理論λｃではなく、実行カ
ットオフ波長を用いて評価される場合が多く、実行カッ
トオフ波長はＪＩＳＣ ６８２５の８．２．３で定めら
れており、理論カットオフ波長よりも短い値となる。

【００７５】なお、上述した手順に従い、前記式（２）
〜（４）の少なくともひとつの条件（好ましくは２つ以
上、最も好ましくは３つ）を満足する様にスラント型Ｓ
ＰＧを設計し、スラント型ＳＰＧを製造すれば、所望の
特性を備えたスラント型ＳＰＧを確実に得ることができ
る。

【００７６】３．スラント型ＳＰＧの用途について：第
１乃至第２の実施形態例のスラント型ＳＰＧは、スラン
ト型であるため、反射光が小さいという利点がある。ま
た、条件の選択によっては、狭帯域で滑らかなスペクト
ル特性が得られる。また上述の条件を組み合わせること
により、種々の光学特性をもつものを設計することがで
きる。そのため光増幅器の利得の波長依存性を等価化す
る利得等化器に適用し、当該光増幅器と利得等化器を備
えた光増幅器モジュールを構成すると好ましい。光増幅
器としては、波長１５５０ｎｍ付近の光信号の増幅に適
しているめＥｒ添加光ファイバを用いたＥｒ添加光ファ
イバ増幅器が好適に用いられる。

【００７７】なお、従来、かかる利得等化器には長周期
グレーティングやエタロンなどが用いられている。例え
ば長周期グレーティングは、異なる波長域にて光を損失
する特性を備えたものを、複数、直列に接続して利得等
化器とされる。そして、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器とこ
の様な利得等化器とが組み合わされて、光ファイバ増幅
器モジュールが構成される。

【００７８】なお、ひとつの長周期グレーティングで得
られる損失ピークは略三角形の釣り鐘型である。そのた
め、利得等化器の波長スペクトルにおいては、細い略三
角形のピークが複数並んだ形状の損失ピークが得られ
る。したがって、光ファイバ増幅器モジュールを透過し
た光の波長スペクトルにおいては、複数の損失ピークの
間に、利得を平坦化することができなかったいわゆる利
得残さが存在する。一方、この様な光ファイバ増幅器モ
ジュールを複数、多段に、直列に接続した長距離伝送用
の光通システムがある。なお、光通信システムは、その
一方の端部には光信号を発信する送信部、他方の端部に
は光信号を受信する受信部が設けられたものである。光
増幅器モジュールは、これら送信部と受信部をつなぐ光
伝送路中に挿入される。このシステムを構成する個々の
光ファイバ増幅器モジュールを透過することによって生
じる利得残さは、それぞれ同じ波長帯域に存在してい
る。したがって、複数の光ファイバ増幅器モジュールを
透過することにより、利得残さが蓄積し、伝送特性に影
響する。そこで、従来は、光ファイバ増幅器モジュール
１０〜２０個毎に、集中等化器を挿入して、蓄積した利
得残さを除去していた。そのため、コストの点で問題と
なっていた。しかし、本発明のスラント型ＳＰＧは、Ｌ
ＰＧを用いる場合と比べて任意の透過損失が得られる。
そのため、例えばＥｒ添加光ファイバ増幅器と、本発明
のスラント型ＳＰＧとを組み合わせて光ファイバ増幅器
モジュールを構成すれば、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の
利得をより精度よく等化して、利得残さを減少させるこ
とができる。その結果、集中利得等化器の数を大幅に低
減して、光通信システムの低コスト化を図ることができ
る。

【００７９】なお、利得の等化が必要とされるＥｒ添加
光ファイバ増幅器の波長帯域は１０ｎｍ〜４５ｎｍであ
る。また、グレーティング周期が一定のスラント型ＳＰ
Ｇの損失ピークが得られる帯域は、例えば５ｎｍ〜１０
ｎｍである。これをＥｒ添加光ファイバ増幅器の利得等
化帯域１０〜４５ｎｍの範囲に拡げるためには、チャー
プトピッチとし、微調整すると好ましい。チャープ率は
０よりも大きければよく、利得等化帯域とグレーティン
グ長の関係で、２０ｎｍ／ｃｍ以下が好ましい。また、
フィルタ形状（損失ピークの形状）の制御性の点から実
質的には０．２ｎｍ／ｃｍ以上であると好ましい。この
様な光増幅器モジュールは、種々の光通信システムに適
用することができる。例えば分散シフト光ファイバなど
を用いて長距離、波長多重伝送などを行いにおいて、伝
送路の途中にかかる光増幅器モジュールを挿入し、光信
号を増幅しながら光通信を行う光通信システムなどに適
用することができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、透過光の波長スペクトルにおいて、狭い損失帯域を
備えたスラント型ＳＰＧ、ゴーストモードのピークを低
減したスラント型ＳＰＧ、サイドバンドの透過損失の低
減を図ることができるスラント型ＳＰＧを提供すること
ができる。したがって、自由に光学特性を設計すること
ができるため、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器などの種々の
光デバイスの光学特性の調整に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 光ファイバの屈折率プロファイルと相対光感
受率プロファイルの設計条件を示したグラフである。

【図２】 第１の実施形態例の結合波長と透過損失の計
算結果例を示したグラフである。

【図３】 図３（ａ）、図３（ｂ）は、第１の実施形態
例に係るコアの相対光感受率とメインバンド帯域との関
係と、コアの相対光感受率とサイドバンド／メインバン
ド損失比との関係を示したグラフである。

【図４】 図４（ａ）、図４（ｂ）は、第１の実施形態
例に係るコアの相対光感受率とメインバンド帯域との関
係と、コアの相対光感受率とサイドバンド／メインバン
ド損失比との関係を示したグラフである。

【図５】 図５（ａ）、図５（ｂ）は、第１の実施形態
例に係るコアの相対光感受率とメインバンド帯域との関
係と、コアの相対光感受率とサイドバンド／メインバン
ド損失比との関係を示したグラフである。

【図６】 サイドバンドを構成するクラッドモードの電
界強度を示したグラフである。

【図７】 第１の実施形態例のスラント型ＳＰＧの特性
を満足する３つのパラメータの範囲を示したグラフであ
る。

【図８】 第１の実施形態例のスラント型ＳＰＧの透過
光の波長スペクトルの一例を示したグラフである。

【図９】 第２の実施形態例のスラント型ＳＰＧにおい
て、実行屈折率と結合定数の関係を計算した結果を示し
たグラフである。

【図１０】 第２の実施形態例における波長−透過損失
特性の関係の一例を示したグラフである。

【図１１】 図１１（ａ）、図１１（ｂ）は第２の実施
形態例において、コアの相対光感受率−メインバンド帯
域の関係の一例を示したグラフである。

【図１２】 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は第２の実施
形態例において、コアの相対光感受率−メインバンド帯
域の関係の一例を示したグラフである。

【図１３】 図１３（ａ）、図１３（ｂ）は第２の実施
形態例において、コアの相対光感受率−メインバンド帯
域の関係の一例を示したグラフである。

【図１４】 図１４（ａ）、図１４（ｂ）は第２の実施
形態例において、コアの相対光感受率−積分値の関係の
一例を示したグラフである。

【図１５】 図１５（ａ）、図１５（ｂ）は第２の実施
形態例において、コアの波長−透過損失の関係の一例を
示したグラフである。

【図１６】 ゴーストモードのピークが存在するスラン
ト型ＳＰＧの波長スペクトルの例を示したグラである。

【図１７】 図１７（ａ）、図１７（ｂ）は第２の実施
形態例において、正規化周波数−結合定数比の関係の一
例を示したグラフである。

【図１８】 図１８（ａ）、図１８（ｂ）は第２の実施
形態例において、正規化周波数−結合定数比の関係の一
例を示したグラフである。

【図１９】 図１９（ａ）、図１９（ａ）は、ＬＰ１１
モードと導波モードの電界分布を示したグラフである。

【図２０】 図２０（ａ）、図２０（ｂ）は、第２の実
施形態例において、ゴーストモードのピークが存する例
と存在しない例を示したグラフである。

【図２１】 図２１（ａ）、図２１（ｂ）は、第２の実
施形態例において、コアの外径−サイドバンド／メイン
バンド損失比を示したグラフである。

【図２２】 図２２（ａ）、図２２（ｂ）は、第２の実
施形態例において、コアの外径−サイドバンド／メイン
バンド損失比を示したグラフである。

【図２３】 図２３（ａ）、図２３（ｂ）は、第２の実
施形態例において、サイドバンドが大きい場合の例と小
さい場合の例を示したグラフである。

【図２４】 スラント型ＳＰＧの構成の一例を示したが
説明図である。

【図２５】 図２５（ａ）、図２５（ｂ）は、スラント
角度を変化させたときのスラント型ＳＰＧの波長スペク
トルの一例を示したグラフである。

【図２６】 図２６（ａ）、図２６（ｂ）は、スラント
角度を変化させたときのスラント型ＳＰＧの波長スペク
トルの一例を示したグラフである。

【図２７】 従来のスラント型ＳＰＧの波長スペクトル
の一例を示したグラフである。

【図２８】 サイドバンドとメインバンドが存在するス
ラント型ＳＰＧの波長スペクトルの一例を示したグラフ
である。

【符号の説明】

１…コア、２…クラッド、３…高屈折率部、４…グレー
ティング部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 玲子 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 稲田 具貞 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 奥出 聡 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 西出 研二 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2H050 AB07 AB08 AC82 AC84

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアと該コアの外周上に設けられたクラ
   ッドを有し、 該コアが、光の照射によって石英ガラスの屈折率を変化
   させる光感受性のドーパントを添加した石英ガラスから
   なり、 該クラッドが、１層または２層以上からなり、少なくと
   も前記コアに隣接する層が、光の照射によって石英ガラ
   スの屈折率を変化させる光感受性のドーパントを添加し
   た石英ガラスからなる光感受層である光ファイバに光を
   照射し、 前記コアと前記クラッドの光感受層の屈折率を、当該光
   ファイバの長さ方向にそって所定のグレーティング周期
   で所定のスラント角度をもって変化させてグレーティン
   グ部を形成したスラント型短周期グレーティングであっ
   て、 前記コアの外径が５μｍ以上であり、 該コアに隣接する前記クラッドの光感受層に対する、当
   該コアの相対光感受率が、以下の式（１） 【数１】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
   波数、Ｐは、該コアに隣接する前記クラッドの光感受層
   に対する、当該コアの相対光感受率）を満足し、 かつ前記スラント角度が導波モードの反射モードへの結
   合による損失が極小値になる角度に設定されていること
   を特徴とするスラント型短周期グレーティング。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスラント型短周期グレ
   ーティングにおいて、前記コアの外径が７μｍ以上であ
   ることを特徴とするスラント型短周期グレーティング。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のスラント型短
   周期グレーティングにおいて、前記コアの相対光感受率
   が０．１〜０．４であることを特徴とするスラント型短
   周期グレーティング。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のス
   ラント型短周期グレーティングにおいて、前記クラッド
   の光感受層の外径が、前記コアの外径の４倍以上である
   ことを特徴とするスラント型短周期グレーティング。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載のス
   ラント型短周期グレーティングにおいて、前記コアの外
   径が１２μｍ以下であることを特徴とするスラント型短
   周期グレーティング。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載のス
   ラント型短周期グレーティングにおいて、前記コア−前
   記クラッドの比屈折率差が０．５％以下であることを特
   徴とするスラント型短周期グレーティング。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載のス
   ラント型短周期グレーティングにおいて、前記コアにア
   ルミニウムまたはリンが添加されていることを特徴とす
   るスラント型短周期グレーティング。
8. 【請求項８】 コアと該コアの外周上に設けられたクラ
   ッドを有し、 該クラッドが、１層または２層以上からなり、少なくと
   もそのうちの１層が、光の照射によって石英ガラスの屈
   折率を変化させる光感受性のドーパントを添加した石英
   ガラスからなる光感受層である光ファイバに光を照射
   し、 該光感受層の屈折率を、当該光ファイバの長さ方向にそ
   って所定のグレーティング周期で所定のスラント角度を
   もって変化させてグレーティング部を形成したスラント
   型短周期グレーティングであって、 前記クラッド中の最も光感受性の高い光感受層に対す
   る、前記コアの相対光感受率が、以下の式（２） 【数２】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
   波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
   受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
   を特徴とするスラント型短周期グレーティング。
9. 【請求項９】 コアと該コアの外周上に設けられたクラ
   ッドを有し、 該クラッドが、１層または２層以上からなり、少なくと
   もそのうちの１層が、光の照射によって石英ガラスの屈
   折率を変化させる光感受性のドーパントを添加した石英
   ガラスからなる光感受層である光ファイバに光を照射
   し、 該光感受層の屈折率を、当該光ファイバの長さ方向にそ
   って所定のグレーティング周期で所定のスラント角度を
   もって変化させてグレーティング部を形成したスラント
   型短周期グレーティングであって、 前記クラッド中の最も光感受性の高い光感受層に対す
   る、前記コアの相対光感受率が、以下の式（３） 【数３】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
   波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
   受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
   を特徴とするスラント型短周期グレーティング。
10. 【請求項１０】 コアと該コアの外周上に設けられたク
    ラッドを有し、 該クラッドが、１層または２層以上からなり、少なくと
    もそのうちの１層が、光の照射によって石英ガラスの屈
    折率を変化させる光感受性のドーパントを添加した石英
    ガラスからなる光感受層である光ファイバに光を照射
    し、 該光感受層の屈折率を、当該光ファイバの長さ方向にそ
    って所定のグレーティング周期で所定のスラント角度を
    もって変化させてグレーティング部を形成したスラント
    型短周期グレーティングであって、 前記光感受層に対する前記コアの相対光感受率が、以下
    の式（４） 【数４】 （式中、ａはコアの外径（単位：μｍ）、Ｖは正規化周
    波数、Ｐは、前記クラッド中の最も光感受性の高い光感
    受層に対する、前記コアの相対光感受率）を満たすこと
    を特徴とするスラント型短周期グレーティング。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、導波モー
    ドの反射モードへの結合による損失が極小値になるスラ
    ント角度が設定されていることを特徴とするスラント型
    短周期グレーティング。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、前記光感
    受層に対する前記コアの相対光感受率が０．２以上であ
    ることを特徴とするスラント型短周期グレーティング。
13. 【請求項１３】 請求項８〜１２のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、 前記グレーティング周期がチャープトピッチであり、該
    グレーティング周期ののチャープ率が２０ｎｍ／ｃｍ以
    下であることを特徴とするスラント型短周期グレーティ
    ング。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、 波長１５５０ｎｍ、かつ直径６０ｍｍの巻き径の条件下
    における、前記光ファイバの曲げ損失が、１ｄＢ/ｍ以
    下であることを特徴とするスラント型短周期グレーティ
    ング。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、 波長１５５０ｎｍ、かつ直径４０ｍｍの巻き径の条件下
    における、前記光ファイバの曲げ損失が、０.１ｄＢ/ｍ
    以下であることを特徴とするスラント型短周期グレーテ
    ィング。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、当該スラ
    ント型短周期グレーティングの動作波長における前記光
    ファイバの導波モードのモードフィールド径が１５μｍ
    以下であることを特徴とするスラント型短周期グレーテ
    ィング。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、前記光感
    受層の外径が、当該スラント型短周期グレーティングの
    動作波長における前記光ファイバの導波モードのモード
    フィールド径の１．５倍以上であることを特徴とするス
    ラント型短周期グレーティング。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、前記光感
    受層の外径が６０μｍ以下であることを特徴とするスラ
    ント型短周期グレーティング。
19. 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングにおいて、前記グレ
    ーティング部の長さが１〜１００ｍｍであることを特徴
    とするスラント型短周期グレーティング。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１９のいずれか一項に記載
    のスラント型短周期グレーティングと、光増幅器とを備
    えた光増幅器モジュールであって、 当該スラント型短周期グレーティングによって該光増幅
    器の利得等化を行うものであることを特徴とする光増幅
    器モジュール。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の光増幅器モジュー
    ルにおいて、前記光増幅器がエルビウム添加光ファイバ
    増幅器であることを特徴とする光増幅器モジュール。
22. 【請求項２２】 請求項２０または２１に記載の光増幅
    器モジュールを用いたことを特徴とする光通信システ
    ム。
23. 【請求項２３】 請求項１〜１９のいずれか一項に記載
    の条件を満足するように、スラント型短周期グレーティ
    ングを設計し、製造することを特徴とするスラント型短
    周期グレーティングの製造方法。