JP2002156542A - 光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子、合分波モジュールおよび光伝送システム - Google Patents
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子、合分波モジュールおよび光伝送システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の波長の光を選択的に反射することがで
きて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折格子素
子を容易に製造することができる方法等を提供する。 【解決手段】 光導波路型回折格子素子製造用ホログラ
ム３００は、第２面３２０の側から紫外レーザ光が入射
したときに第１面３１０の側にある光ファイバ１１０の
コア領域１１１において互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の
周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の干渉パターンを重畳して形成
するものである。この光導波路型回折格子素子製造用ホ
ログラム３００は、その屈折率変調の各周期Λkの２倍
の周期２Λkの凹凸が重畳されて第１面３１０に形成さ
れていて、第１面３１０における凹凸の深さｄ分布が所
定の式で表される。
きて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折格子素
子を容易に製造することができる方法等を提供する。 【解決手段】 光導波路型回折格子素子製造用ホログラ
ム３００は、第２面３２０の側から紫外レーザ光が入射
したときに第１面３１０の側にある光ファイバ１１０の
コア領域１１１において互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の
周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の干渉パターンを重畳して形成
するものである。この光導波路型回折格子素子製造用ホ
ログラム３００は、その屈折率変調の各周期Λkの２倍
の周期２Λkの凹凸が重畳されて第１面３１０に形成さ
れていて、第１面３１０における凹凸の深さｄ分布が所
定の式で表される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路における
光導波方向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格
子を形成して光導波路型回折格子素子を製造する際に用
いられる透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログ
ラム、この光導波路型回折格子素子製造用ホログラムを
用いて光導波路型回折格子素子を製造する方法、この光
導波路型回折格子素子製造方法により製造された光導波
路型回折格子素子、この光導波路型回折格子素子を含み
光を合波または分波する合分波モジュール、および、こ
の合分波モジュールを含み多波長の信号光を用いて光伝
送を行う光伝送システムに関するものである。
光導波方向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格
子を形成して光導波路型回折格子素子を製造する際に用
いられる透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログ
ラム、この光導波路型回折格子素子製造用ホログラムを
用いて光導波路型回折格子素子を製造する方法、この光
導波路型回折格子素子製造方法により製造された光導波
路型回折格子素子、この光導波路型回折格子素子を含み
光を合波または分波する合分波モジュール、および、こ
の合分波モジュールを含み多波長の信号光を用いて光伝
送を行う光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路型回折格子素子は、光導波路
（例えば光ファイバ）における光導波方向の所定範囲に
亘って屈折率変調による回折格子が形成された素子であ
って、この光導波路を導波する光のうち所定の反射帯域
内の光を回折格子により選択的に反射することができ
る。また、この光導波路型回折格子素子を含む合分波モ
ジュールは、光導波路型回折格子素子により反射帯域内
の光を選択的に反射することで光を合波または分波する
ことができ、波長多重した多波長の信号光を用いて光伝
送を行う波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Mult
iplexing）伝送システム等において用いられる。
（例えば光ファイバ）における光導波方向の所定範囲に
亘って屈折率変調による回折格子が形成された素子であ
って、この光導波路を導波する光のうち所定の反射帯域
内の光を回折格子により選択的に反射することができ
る。また、この光導波路型回折格子素子を含む合分波モ
ジュールは、光導波路型回折格子素子により反射帯域内
の光を選択的に反射することで光を合波または分波する
ことができ、波長多重した多波長の信号光を用いて光伝
送を行う波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Mult
iplexing）伝送システム等において用いられる。
【０００３】一般に、光導波路型回折格子素子は、光導
波路における光導波方向の所定範囲に亘って一定周期Λ
の屈折率変調による回折格子が形成されていて、この回
折格子により、λ＝２Ｎ・Λ なる式で表されるブラッグ
条件式を満たす波長λの光を選択的に反射し、他の波長
の光を透過する。ここで、Ｎは光導波路の屈折率変調領
域における平均の実効的屈折率である。
波路における光導波方向の所定範囲に亘って一定周期Λ
の屈折率変調による回折格子が形成されていて、この回
折格子により、λ＝２Ｎ・Λ なる式で表されるブラッグ
条件式を満たす波長λの光を選択的に反射し、他の波長
の光を透過する。ここで、Ｎは光導波路の屈折率変調領
域における平均の実効的屈折率である。
【０００４】このような光導波路型回折格子素子は例え
ば以下のようにして製造される（例えば、文献１「K.
O. Hill, et al., "Bragg gratings fabricated in mon
omodephotosensitive optical fiber by UV exposure t
hrough a phase mask", Appl. Phys. Lett., Vol.62, N
o.10, pp.1035-1037 (1993)」を参照）。すなわち、コ
ア領域にＧｅＯ2が添加された石英系の光導波路に対し
て、透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を介して、ＫｒＦエキシマレーザ光源から出力された紫
外レーザ光が照射される。この照射により、光導波路型
回折格子素子製造用ホログラムにより一定周期Λの干渉
パターンが光導波路のコア領域に形成され、この干渉パ
ターンにおける光強度に応じた屈折率上昇がコア領域に
誘起されて、一定周期Λの屈折率変調による回折格子が
形成される。以上のようにして製造される光導波路型回
折格子素子は、一定周期Λに応じた単一波長の光を選択
的に反射することができる。
ば以下のようにして製造される（例えば、文献１「K.
O. Hill, et al., "Bragg gratings fabricated in mon
omodephotosensitive optical fiber by UV exposure t
hrough a phase mask", Appl. Phys. Lett., Vol.62, N
o.10, pp.1035-1037 (1993)」を参照）。すなわち、コ
ア領域にＧｅＯ2が添加された石英系の光導波路に対し
て、透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を介して、ＫｒＦエキシマレーザ光源から出力された紫
外レーザ光が照射される。この照射により、光導波路型
回折格子素子製造用ホログラムにより一定周期Λの干渉
パターンが光導波路のコア領域に形成され、この干渉パ
ターンにおける光強度に応じた屈折率上昇がコア領域に
誘起されて、一定周期Λの屈折率変調による回折格子が
形成される。以上のようにして製造される光導波路型回
折格子素子は、一定周期Λに応じた単一波長の光を選択
的に反射することができる。
【０００５】これに対して、文献２「W. H. Loh, et a
l., "Novel designs for sampled grating-based multi
plexers-demultiplexers", Opt. Lett., Vol.24, No.2
1, pp.1457-1459 (1999)」に記載された光導波路型回折
格子素子は、複数の波長の光を選択的に反射することが
できる。この光導波路型回折格子素子は、光導波路の光
導波方向における間歇的な複数の微小区間それぞれに一
定周期の屈折率変調による回折格子が形成されたもので
あって、複数の微小区間それぞれに形成された回折格子
の相互間の多重反射を利用して複数の波長の光を選択的
に反射するものである。各微小区間における回折格子
は、上述した光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を用いた方法により形成される。
l., "Novel designs for sampled grating-based multi
plexers-demultiplexers", Opt. Lett., Vol.24, No.2
1, pp.1457-1459 (1999)」に記載された光導波路型回折
格子素子は、複数の波長の光を選択的に反射することが
できる。この光導波路型回折格子素子は、光導波路の光
導波方向における間歇的な複数の微小区間それぞれに一
定周期の屈折率変調による回折格子が形成されたもので
あって、複数の微小区間それぞれに形成された回折格子
の相互間の多重反射を利用して複数の波長の光を選択的
に反射するものである。各微小区間における回折格子
は、上述した光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を用いた方法により形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献２
に記載された光導波路型回折格子素子は、複数の波長の
光を選択的に反射することができるが、複数の微小区間
それぞれに回折格子を形成する際に高度の振幅および位
相の制御が必要であることから、所望の反射特性を有す
るものを製造することが困難である。また、この光導波
路型回折格子素子は、間歇的な複数の微小区間それぞれ
に回折格子が形成されたものであるから、素子全体の長
さが長くなり、温度変動に因り一般に生じる反射特性の
変動を抑制する為の温度調整機構または温度補償機構の
実現が困難である。
に記載された光導波路型回折格子素子は、複数の波長の
光を選択的に反射することができるが、複数の微小区間
それぞれに回折格子を形成する際に高度の振幅および位
相の制御が必要であることから、所望の反射特性を有す
るものを製造することが困難である。また、この光導波
路型回折格子素子は、間歇的な複数の微小区間それぞれ
に回折格子が形成されたものであるから、素子全体の長
さが長くなり、温度変動に因り一般に生じる反射特性の
変動を抑制する為の温度調整機構または温度補償機構の
実現が困難である。
【０００７】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、複数の波長の光を選択的に反射するこ
とができて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折
格子素子を容易に製造することができる方法、および、
この製造方法において好適に用いられる光導波路型回折
格子素子製造用ホログラムを提供することを目的とす
る。また、本発明は、この光導波路型回折格子素子製造
方法により製造された光導波路型回折格子素子、この光
導波路型回折格子素子を含む合分波モジュール、およ
び、この合分波モジュールを含む光伝送システムを提供
することをも目的とする。
れたものであり、複数の波長の光を選択的に反射するこ
とができて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折
格子素子を容易に製造することができる方法、および、
この製造方法において好適に用いられる光導波路型回折
格子素子製造用ホログラムを提供することを目的とす
る。また、本発明は、この光導波路型回折格子素子製造
方法により製造された光導波路型回折格子素子、この光
導波路型回折格子素子を含む合分波モジュール、およ
び、この合分波モジュールを含む光伝送システムを提供
することをも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光導波路型
回折格子素子製造用ホログラムは、光導波路における光
導波方向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格子
を形成して光導波路型回折格子素子を製造する際に用い
られる透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログラ
ムであって、一方の側から可干渉光が入射したときに他
方の側に互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝
１〜Ｋ）の干渉パターンを重畳して形成することを特徴
とする。
回折格子素子製造用ホログラムは、光導波路における光
導波方向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格子
を形成して光導波路型回折格子素子を製造する際に用い
られる透過型の光導波路型回折格子素子製造用ホログラ
ムであって、一方の側から可干渉光が入射したときに他
方の側に互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝
１〜Ｋ）の干渉パターンを重畳して形成することを特徴
とする。
【０００９】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造方法は、光導波路における光導波方向の所定範囲
に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波路
型回折格子素子を製造する方法であって、上記の本発明
に係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムの一方
の側から可干渉光を入射させ、この導波路型回折格子素
子製造用ホログラムの他方の側に配置した光導波路に互
いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の
干渉パターンを重畳して形成して、光導波路に屈折率変
調による回折格子を形成して光導波路型回折格子素子を
製造することを特徴とする。
子製造方法は、光導波路における光導波方向の所定範囲
に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波路
型回折格子素子を製造する方法であって、上記の本発明
に係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムの一方
の側から可干渉光を入射させ、この導波路型回折格子素
子製造用ホログラムの他方の側に配置した光導波路に互
いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の
干渉パターンを重畳して形成して、光導波路に屈折率変
調による回折格子を形成して光導波路型回折格子素子を
製造することを特徴とする。
【００１０】この光導波路型回折格子素子製造用ホログ
ラム、および、これを用いた光導波路型回折格子素子製
造方法によれば、光導波路における光導波方向の所定範
囲に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波
路型回折格子素子を製造することができる。しかも、互
いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の屈折率変調
が重畳された回折格子を１回の紫外光の照射により形成
することができる。このように、Ｋ個の波長の光を選択
的に反射することができて所望の反射特性を有し小型の
光導波路型回折格子素子を容易に製造することができ
る。
ラム、および、これを用いた光導波路型回折格子素子製
造方法によれば、光導波路における光導波方向の所定範
囲に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波
路型回折格子素子を製造することができる。しかも、互
いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の屈折率変調
が重畳された回折格子を１回の紫外光の照射により形成
することができる。このように、Ｋ個の波長の光を選択
的に反射することができて所望の反射特性を有し小型の
光導波路型回折格子素子を容易に製造することができ
る。
【００１１】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
それぞれが４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下であることを
特徴とする。この場合には、この光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムを用いて製造される光導波路型回折
格子素子は、上記周期Λkに対してブラッグ条件式を満
たす波長１４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の光を反射
することができる。
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
それぞれが４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下であることを
特徴とする。この場合には、この光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムを用いて製造される光導波路型回折
格子素子は、上記周期Λkに対してブラッグ条件式を満
たす波長１４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の光を反射
することができる。
【００１２】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周期Λj
との間に
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周期Λj
との間に
【数５】 なる関係式が成り立つことを特徴とする。この場合に
は、この光導波路型回折格子素子は、波長帯域１４００
ｎｍ〜１７００ｎｍにおいて、上記周期ΛiおよびΛjそ
れぞれに対してブラッグ条件式を満たす周波数間隔１０
ＧＨｚ以上３７．９ＴＨｚ以下の２波以上の光を反射す
ることができる。
は、この光導波路型回折格子素子は、波長帯域１４００
ｎｍ〜１７００ｎｍにおいて、上記周期ΛiおよびΛjそ
れぞれに対してブラッグ条件式を満たす周波数間隔１０
ＧＨｚ以上３７．９ＴＨｚ以下の２波以上の光を反射す
ることができる。
【００１３】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の
周期Λ i+1との間に
子製造用ホログラムは、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の
周期Λ i+1との間に
【数６】 なる関係式が成り立つことを特徴とする。ここで、Ｗは
多波長信号光の一定周波数間隔（ＧＨｚ）である。この
場合には、この光導波路型回折格子素子は、波長帯域１
４００ｎｍ〜１７００ｎｍにおいて、上記各周期Λkに
対してブラッグ条件式を満たす一定周波数間隔Ｗ（ＧＨ
ｚ）の各波長の光を反射することができる。周波数間隔
Ｗは、好適には２００ＧＨｚまたは１００ＧＨｚであ
り、より好適には５０ＧＨｚである。光導波路型回折格
子素子は、周波数間隔Ｗが小さいほど、一定の波長帯域
内においてより多くの波数の光を選択的に反射すること
ができる。
多波長信号光の一定周波数間隔（ＧＨｚ）である。この
場合には、この光導波路型回折格子素子は、波長帯域１
４００ｎｍ〜１７００ｎｍにおいて、上記各周期Λkに
対してブラッグ条件式を満たす一定周波数間隔Ｗ（ＧＨ
ｚ）の各波長の光を反射することができる。周波数間隔
Ｗは、好適には２００ＧＨｚまたは１００ＧＨｚであ
り、より好適には５０ＧＨｚである。光導波路型回折格
子素子は、周波数間隔Ｗが小さいほど、一定の波長帯域
内においてより多くの波数の光を選択的に反射すること
ができる。
【００１４】本発明に係る光導波路型回折格子素子は、
上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子製造方法に
より光導波路における光導波方向の所定範囲に亘って屈
折率変調による回折格子が形成されて製造されたことを
特徴とする。この光導波路型回折格子素子は、Ｋ波の波
長λk（＝２Ｎ・Λk）の光を選択的に反射することがで
きて所望の反射特性を有し小型のものである。
上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子製造方法に
より光導波路における光導波方向の所定範囲に亘って屈
折率変調による回折格子が形成されて製造されたことを
特徴とする。この光導波路型回折格子素子は、Ｋ波の波
長λk（＝２Ｎ・Λk）の光を選択的に反射することがで
きて所望の反射特性を有し小型のものである。
【００１５】本発明に係る合分波モジュールは、上記の
本発明に係る光導波路型回折格子素子を含み、この光導
波路型回折格子素子により反射帯域内の光を選択的に反
射して、光を合波または分波することを特徴とする。こ
の合分波モジュールは、本発明に係る光導波路型回折格
子素子を含んで構成されるので、小型である。さらに、
小型であることから、この合分波モジュールは、温度変
動に因る反射特性の変動を抑制する為の温度調整機構ま
たは温度補償機構の実現が容易である。
本発明に係る光導波路型回折格子素子を含み、この光導
波路型回折格子素子により反射帯域内の光を選択的に反
射して、光を合波または分波することを特徴とする。こ
の合分波モジュールは、本発明に係る光導波路型回折格
子素子を含んで構成されるので、小型である。さらに、
小型であることから、この合分波モジュールは、温度変
動に因る反射特性の変動を抑制する為の温度調整機構ま
たは温度補償機構の実現が容易である。
【００１６】本発明に係る光伝送システムは、波長多重
した多波長の信号光を用いて光伝送を行う光伝送システ
ムであって、上記の本発明に係る合分波モジュールを含
み、この合分波モジュールにより多波長の信号光を合波
または分波することを特徴とする。この光伝送システム
は、小型であって温度調整機構または温度補償機構の実
現が容易な本発明に係る合分波モジュールを含んで構成
されるので、安定した動作が保証される。
した多波長の信号光を用いて光伝送を行う光伝送システ
ムであって、上記の本発明に係る合分波モジュールを含
み、この合分波モジュールにより多波長の信号光を合波
または分波することを特徴とする。この光伝送システム
は、小型であって温度調整機構または温度補償機構の実
現が容易な本発明に係る合分波モジュールを含んで構成
されるので、安定した動作が保証される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【００１８】先ず、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造方法および光導波路型回折格子素子製造用ホログ
ラムの実施形態について説明する。図１は、本実施形態
に係る光導波路型回折格子素子製造方法および光導波路
型回折格子素子製造用ホログラム３００の説明図であ
る。この図は、光導波路型回折格子素子１００となるべ
き光ファイバ１１０の光軸を含む断面を示す。
子製造方法および光導波路型回折格子素子製造用ホログ
ラムの実施形態について説明する。図１は、本実施形態
に係る光導波路型回折格子素子製造方法および光導波路
型回折格子素子製造用ホログラム３００の説明図であ
る。この図は、光導波路型回折格子素子１００となるべ
き光ファイバ１１０の光軸を含む断面を示す。
【００１９】光ファイバ１１０は、回折格子１１３が形
成されることで光導波路型回折格子素子１００となるべ
きものであって、石英ガラスを主成分としていて、Ｇｅ
Ｏ2が添加されたコア領域１１１と、このコア領域１１
１を取り囲むクラッド領域１１２とを有している。この
光ファイバ１１０の外周に密着して或いは近傍に、この
光ファイバ１１０の光軸に対して平行に平板状の光導波
路型回折格子素子製造用ホログラム３００が配置され
る。この光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３０
０は、石英ガラスからなる平板状のものであって、光フ
ァイバ１１０に対向する第１面３１０に凹凸が形成され
ていて、この第１面３１０の反対側の第２面３２０が平
坦とされている。
成されることで光導波路型回折格子素子１００となるべ
きものであって、石英ガラスを主成分としていて、Ｇｅ
Ｏ2が添加されたコア領域１１１と、このコア領域１１
１を取り囲むクラッド領域１１２とを有している。この
光ファイバ１１０の外周に密着して或いは近傍に、この
光ファイバ１１０の光軸に対して平行に平板状の光導波
路型回折格子素子製造用ホログラム３００が配置され
る。この光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３０
０は、石英ガラスからなる平板状のものであって、光フ
ァイバ１１０に対向する第１面３１０に凹凸が形成され
ていて、この第１面３１０の反対側の第２面３２０が平
坦とされている。
【００２０】そして、ＫｒＦエキシマレーザ光源から出
力された紫外レーザ光を光導波路型回折格子素子製造用
ホログラム３００の第２面３２０の側に入射させると、
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００の第１
面３１０の側にある光ファイバ１１０のコア領域１１１
に干渉パターンが形成される。この干渉パターンにおけ
る光強度に応じた屈折率上昇がコア領域１１１に誘起さ
れて、屈折率変調による回折格子１１３が形成される。
これにより、光導波路型回折格子素子１００が製造され
る。
力された紫外レーザ光を光導波路型回折格子素子製造用
ホログラム３００の第２面３２０の側に入射させると、
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００の第１
面３１０の側にある光ファイバ１１０のコア領域１１１
に干渉パターンが形成される。この干渉パターンにおけ
る光強度に応じた屈折率上昇がコア領域１１１に誘起さ
れて、屈折率変調による回折格子１１３が形成される。
これにより、光導波路型回折格子素子１００が製造され
る。
【００２１】従来の光導波路型回折格子素子（一定周期
Λの屈折率変調による回折格子が形成されていて単一波
長λの光を選択的に反射する素子）を製造する為に用い
られる従来の光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
は、その屈折率変調の周期Λの２倍の周期２Λの凹凸が
第１面に形成されていて、第１面における凹凸の深さｄ
が
Λの屈折率変調による回折格子が形成されていて単一波
長λの光を選択的に反射する素子）を製造する為に用い
られる従来の光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
は、その屈折率変調の周期Λの２倍の周期２Λの凹凸が
第１面に形成されていて、第１面における凹凸の深さｄ
が
【数７】 なる式で表される。ここで、ｚは、光ファイバの光軸に
平行な直線上の位置を示す変数である。λUVは、紫外レ
ーザ光の波長である。ｎHは、紫外レーザ光の波長λUV
における光導波路型回折格子素子製造用ホログラムの材
料の屈折率である。ｎ0は、紫外レーザ光の波長λUVに
おける周辺雰囲気の屈折率であり、通常は、周辺雰囲気
は空気であり、屈折率ｎ0は略１である。
平行な直線上の位置を示す変数である。λUVは、紫外レ
ーザ光の波長である。ｎHは、紫外レーザ光の波長λUV
における光導波路型回折格子素子製造用ホログラムの材
料の屈折率である。ｎ0は、紫外レーザ光の波長λUVに
おける周辺雰囲気の屈折率であり、通常は、周辺雰囲気
は空気であり、屈折率ｎ0は略１である。
【００２２】これに対して、本実施形態に係る光導波路
型回折格子素子製造用ホログラム３００は、第２面３２
０の側から紫外レーザ光が入射したときに第１面３１０
の側にある光ファイバ１１０のコア領域１１１において
互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
の干渉パターンを重畳して形成するものである。この光
導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００は、その
屈折率変調の各周期Λ kの２倍の周期２Λkの凹凸が重畳
されて第１面３１０に形成されていて、第１面３１０に
おける凹凸の深さｄが
型回折格子素子製造用ホログラム３００は、第２面３２
０の側から紫外レーザ光が入射したときに第１面３１０
の側にある光ファイバ１１０のコア領域１１１において
互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
の干渉パターンを重畳して形成するものである。この光
導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００は、その
屈折率変調の各周期Λ kの２倍の周期２Λkの凹凸が重畳
されて第１面３１０に形成されていて、第１面３１０に
おける凹凸の深さｄが
【数８】 なる式で表される。
【００２３】或いは、本実施形態に係る光導波路型回折
格子素子製造用ホログラム３００の第１面３１０におけ
る凹凸の深さｄは
格子素子製造用ホログラム３００の第１面３１０におけ
る凹凸の深さｄは
【数９】 なる式で表されてもよい。
【００２４】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子
製造用ホログラム３００は、石英ガラス平板の第１面に
レジストを塗布し、このレジスト塗布された第１面に対
して電子ビーム描画法により上記(8)式または(9)式のパ
ターンを描画して現像し、深さ方向のエッチング加工を
行った後にレジストを除去することで製造される。な
お、電子ビーム描画法に替えて干渉露光法による多重露
光を行ってもよい。
製造用ホログラム３００は、石英ガラス平板の第１面に
レジストを塗布し、このレジスト塗布された第１面に対
して電子ビーム描画法により上記(8)式または(9)式のパ
ターンを描画して現像し、深さ方向のエッチング加工を
行った後にレジストを除去することで製造される。な
お、電子ビーム描画法に替えて干渉露光法による多重露
光を行ってもよい。
【００２５】また、この光導波路型回折格子素子製造用
ホログラム３００により光ファイバ１１０のコア領域１
１１に形成される回折格子１１３における屈折率変調Δ
ｎ(ｚ)は、
ホログラム３００により光ファイバ１１０のコア領域１
１１に形成される回折格子１１３における屈折率変調Δ
ｎ(ｚ)は、
【数１０】 なる式で表される。このような回折格子１１３が形成さ
れた光導波路型回折格子素子１００は、コア領域１１１
を伝搬する光のうちＫ波の波長λk（＝２Ｎ・Λk）の光
を選択的に反射し、他の波長の光を透過する。ここで、
Ｎは光ファイバ１１０の屈折率変調領域における平均の
実効的屈折率である。
れた光導波路型回折格子素子１００は、コア領域１１１
を伝搬する光のうちＫ波の波長λk（＝２Ｎ・Λk）の光
を選択的に反射し、他の波長の光を透過する。ここで、
Ｎは光ファイバ１１０の屈折率変調領域における平均の
実効的屈折率である。
【００２６】以上に説明した光導波路型回折格子素子製
造用ホログラム３００を用いた光導波路型回折格子素子
製造方法によれば、光ファイバ１１０における光導波方
向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格子１１３
を形成して光導波路型回折格子素子１００を製造するこ
とができる。しかも、互いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ
＝１〜Ｋ）の屈折率変調が重畳された回折格子１１３
（上記(10)式参照）を１回の紫外レーザ光の照射により
形成することができる。このように、Ｋ個の波長の光を
選択的に反射することができて所望の反射特性を有し小
型の光導波路型回折格子素子１００を容易に製造するこ
とができる。
造用ホログラム３００を用いた光導波路型回折格子素子
製造方法によれば、光ファイバ１１０における光導波方
向の所定範囲に亘って屈折率変調による回折格子１１３
を形成して光導波路型回折格子素子１００を製造するこ
とができる。しかも、互いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ
＝１〜Ｋ）の屈折率変調が重畳された回折格子１１３
（上記(10)式参照）を１回の紫外レーザ光の照射により
形成することができる。このように、Ｋ個の波長の光を
選択的に反射することができて所望の反射特性を有し小
型の光導波路型回折格子素子１００を容易に製造するこ
とができる。
【００２７】なお、光導波路型回折格子素子製造用ホロ
グラム３００が光ファイバ１１０のコア領域１１１に重
畳して形成するＫ個の干渉パターンそれぞれの周期Λk
が４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下であるのが好適であ
る。このようにすることで、この光導波路型回折格子素
子製造用ホログラム３００を用いて製造される光導波路
型回折格子素子１００は、上記周期Λkに対してブラッ
グ条件式を満たす波長１４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以
下の光を反射することができる。
グラム３００が光ファイバ１１０のコア領域１１１に重
畳して形成するＫ個の干渉パターンそれぞれの周期Λk
が４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下であるのが好適であ
る。このようにすることで、この光導波路型回折格子素
子製造用ホログラム３００を用いて製造される光導波路
型回折格子素子１００は、上記周期Λkに対してブラッ
グ条件式を満たす波長１４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以
下の光を反射することができる。
【００２８】また、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周期Λjとの
間に
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周期Λjとの
間に
【数１１】 なる関係式が成り立つ場合には、光導波路型回折格子素
子１００は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにお
いて、上記周期ΛiおよびΛjそれぞれに対してブラッグ
条件式を満たす周波数間隔１０ＧＨｚ以上３７．９ＴＨ
ｚ以下の２波以上の光を反射することができる。
子１００は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにお
いて、上記周期ΛiおよびΛjそれぞれに対してブラッグ
条件式を満たす周波数間隔１０ＧＨｚ以上３７．９ＴＨ
ｚ以下の２波以上の光を反射することができる。
【００２９】なお、上記(11)式の左辺の分母の数値２１
４．２は、波長１４００ｎｍを周波数（ＴＨｚ）で表記
した値を示し、右辺の分母の数値１７６．３は、波長１
７００ｎｍを周波数（ＴＨｚ）で表記した値を示してい
る。また、左辺の分子の数値０．０１は、最小周波数間
隔１０ＧＨｚを単位ＴＨｚで表記した値を示し、右辺の
分子の数値３７．９は、最大周波数間隔３７．９ＴＨｚ
を示している。
４．２は、波長１４００ｎｍを周波数（ＴＨｚ）で表記
した値を示し、右辺の分母の数値１７６．３は、波長１
７００ｎｍを周波数（ＴＨｚ）で表記した値を示してい
る。また、左辺の分子の数値０．０１は、最小周波数間
隔１０ＧＨｚを単位ＴＨｚで表記した値を示し、右辺の
分子の数値３７．９は、最大周波数間隔３７．９ＴＨｚ
を示している。
【００３０】また、Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の周期
Λi+1との間に
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の周期
Λi+1との間に
【数１２】 なる関係式が成り立つ場合には、光導波路型回折格子素
子１００は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにお
いて、上記各周期Λkに対してブラッグ条件式を満たす
一定周波数間隔Ｗ（ＧＨｚ）の各波長の光を反射するこ
とができる。周波数間隔Ｗは、好適には２００ＧＨｚま
たは１００ＧＨｚであり、より好適には５０ＧＨｚであ
る。光導波路型回折格子素子１００は、周波数間隔Ｗが
小さいほど、一定の波長帯域内においてより多くの波数
の光を選択的に反射することができる。
子１００は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにお
いて、上記各周期Λkに対してブラッグ条件式を満たす
一定周波数間隔Ｗ（ＧＨｚ）の各波長の光を反射するこ
とができる。周波数間隔Ｗは、好適には２００ＧＨｚま
たは１００ＧＨｚであり、より好適には５０ＧＨｚであ
る。光導波路型回折格子素子１００は、周波数間隔Ｗが
小さいほど、一定の波長帯域内においてより多くの波数
の光を選択的に反射することができる。
【００３１】図２〜図６は、本実施形態に係る光導波路
型回折格子素子製造用ホログラム３００の第１面３１０
における凹凸深さｄの分布の一例を示す図である。図２
には−２０ｍｍ≦ｚ≦２０ｍｍの範囲が示され、図３に
は−２ｍｍ≦ｚ≦２ｍｍの範囲が示され、図４には−２
０μｍ≦ｚ≦２０μｍの範囲が示され、図５には１４０
μｍ≦ｚ≦１８０μｍの範囲が示され、また、図６には
５８０μｍ≦ｚ≦６２０μｍの範囲が示されている。こ
の凹凸深さｄの分布は、上記(8)式に基づいてＫ＝４と
して設計されたものである。
型回折格子素子製造用ホログラム３００の第１面３１０
における凹凸深さｄの分布の一例を示す図である。図２
には−２０ｍｍ≦ｚ≦２０ｍｍの範囲が示され、図３に
は−２ｍｍ≦ｚ≦２ｍｍの範囲が示され、図４には−２
０μｍ≦ｚ≦２０μｍの範囲が示され、図５には１４０
μｍ≦ｚ≦１８０μｍの範囲が示され、また、図６には
５８０μｍ≦ｚ≦６２０μｍの範囲が示されている。こ
の凹凸深さｄの分布は、上記(8)式に基づいてＫ＝４と
して設計されたものである。
【００３２】また、図７は光導波路型回折格子素子１０
０の透過特性を示す図であり、図８は光導波路型回折格
子素子１００の反射特性を示す図である。この光導波路
型回折格子素子１００は、図２〜図６に凹凸深さｄの分
布が示された光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
３００を用いて製造されたものである。すなわち、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ光源から出力された紫外レーザ光が光
導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００を介して
光ファイバ１１０としての通信用の単一モード光ファイ
バに照射されて、光ファイバ１１０のコア領域１１１に
屈折率変調による回折格子１１３が形成される。これに
より製造された光導波路型回折格子素子１００は、波長
１５５０ｎｍ帯において周波数間隔１００ＧＨｚ（波長
間隔約０．８ｎｍ）の４波長の光を選択的に反射するこ
とができる。
０の透過特性を示す図であり、図８は光導波路型回折格
子素子１００の反射特性を示す図である。この光導波路
型回折格子素子１００は、図２〜図６に凹凸深さｄの分
布が示された光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
３００を用いて製造されたものである。すなわち、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ光源から出力された紫外レーザ光が光
導波路型回折格子素子製造用ホログラム３００を介して
光ファイバ１１０としての通信用の単一モード光ファイ
バに照射されて、光ファイバ１１０のコア領域１１１に
屈折率変調による回折格子１１３が形成される。これに
より製造された光導波路型回折格子素子１００は、波長
１５５０ｎｍ帯において周波数間隔１００ＧＨｚ（波長
間隔約０．８ｎｍ）の４波長の光を選択的に反射するこ
とができる。
【００３３】次に、本発明に係る合分波モジュールの実
施形態について説明する。以下に説明する合分波モジュ
ール１０は、上記の実施形態に係る光導波路型回折格子
素子１００を含むものである。以下では、Ｍ波の波長λ
1〜λMの光を考え、これらのうちの４波長λm1，λm2，
λm3およびλm4の光を光導波路型回折格子素子１００が
選択的に反射するものとして説明する。
施形態について説明する。以下に説明する合分波モジュ
ール１０は、上記の実施形態に係る光導波路型回折格子
素子１００を含むものである。以下では、Ｍ波の波長λ
1〜λMの光を考え、これらのうちの４波長λm1，λm2，
λm3およびλm4の光を光導波路型回折格子素子１００が
選択的に反射するものとして説明する。
【００３４】図９は、本実施形態に係る合分波モジュー
ル１０の説明図である。この合分波モジュール１０は、
光導波路型回折格子素子１００の一端に光サーキュレー
タ２１０が接続され、光導波路型回折格子素子１００の
他端に光サーキュレータ２２０が接続されて構成されて
いる。光サーキュレータ２１０は、第１端子２１１、第
２端子２１２および第３端子２１３を有しており、第１
端子２１１に入力した光を第２端子２１２より光導波路
型回折格子素子１００へ出力し、第２端子２１２に入力
した光を第３端子２１３より出力する。また、光サーキ
ュレータ２２０は、第１端子２２１、第２端子２２２お
よび第３端子２２３を有しており、第１端子２２１に入
力した光を第２端子２２２より光導波路型回折格子素子
１００へ出力し、第２端子２２２に入力した光を第３端
子２２３より出力する。
ル１０の説明図である。この合分波モジュール１０は、
光導波路型回折格子素子１００の一端に光サーキュレー
タ２１０が接続され、光導波路型回折格子素子１００の
他端に光サーキュレータ２２０が接続されて構成されて
いる。光サーキュレータ２１０は、第１端子２１１、第
２端子２１２および第３端子２１３を有しており、第１
端子２１１に入力した光を第２端子２１２より光導波路
型回折格子素子１００へ出力し、第２端子２１２に入力
した光を第３端子２１３より出力する。また、光サーキ
ュレータ２２０は、第１端子２２１、第２端子２２２お
よび第３端子２２３を有しており、第１端子２２１に入
力した光を第２端子２２２より光導波路型回折格子素子
１００へ出力し、第２端子２２２に入力した光を第３端
子２２３より出力する。
【００３５】この合分波モジュール１０では、光サーキ
ュレータ２１０の第１端子２１１に波長λ1〜λ
M（λm1，λm2，λm3およびλm4を除く。）の光が入力
すると、これらの光は、光サーキュレータ２１０の第２
端子２１２より光導波路型回折格子素子１００へ出力さ
れ、光導波路型回折格子素子１００を透過して、光サー
キュレータ２２０の第２端子２２２に入力し、光サーキ
ュレータ２２０の第３端子２２３より出力される。ま
た、光サーキュレータ２２０の第１端子２２１に波長λ
m1，λm2，λm3およびλm4の光が入力すると、これらの
光は、光サーキュレータ２２０の第２端子２２２より光
導波路型回折格子素子１００へ出力され、光導波路型回
折格子素子１００で反射して、光サーキュレータ２２０
の第２端子２２２に入力し、光サーキュレータ２２０の
第３端子２２３より出力される。すなわち、この場合に
は、この合分波モジュール１０は、合波器として動作
し、光サーキュレータ２１０の第１端子２１１に入力し
た波長λ1〜λM（λm1，λm2，λm3およびλm4を除
く。）の光と、光サーキュレータ２２０の第１端子２２
１に入力した波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光とを
合波して、その合波した波長λ1〜λMの光を光サーキュ
レータ２２０の第３端子２２３より出力する。なお、合
分波モジュール１０が合波器としてのみ用いられる場合
には光サーキュレータ２１０は不要である。
ュレータ２１０の第１端子２１１に波長λ1〜λ
M（λm1，λm2，λm3およびλm4を除く。）の光が入力
すると、これらの光は、光サーキュレータ２１０の第２
端子２１２より光導波路型回折格子素子１００へ出力さ
れ、光導波路型回折格子素子１００を透過して、光サー
キュレータ２２０の第２端子２２２に入力し、光サーキ
ュレータ２２０の第３端子２２３より出力される。ま
た、光サーキュレータ２２０の第１端子２２１に波長λ
m1，λm2，λm3およびλm4の光が入力すると、これらの
光は、光サーキュレータ２２０の第２端子２２２より光
導波路型回折格子素子１００へ出力され、光導波路型回
折格子素子１００で反射して、光サーキュレータ２２０
の第２端子２２２に入力し、光サーキュレータ２２０の
第３端子２２３より出力される。すなわち、この場合に
は、この合分波モジュール１０は、合波器として動作
し、光サーキュレータ２１０の第１端子２１１に入力し
た波長λ1〜λM（λm1，λm2，λm3およびλm4を除
く。）の光と、光サーキュレータ２２０の第１端子２２
１に入力した波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光とを
合波して、その合波した波長λ1〜λMの光を光サーキュ
レータ２２０の第３端子２２３より出力する。なお、合
分波モジュール１０が合波器としてのみ用いられる場合
には光サーキュレータ２１０は不要である。
【００３６】また、この合分波モジュール１０では、光
サーキュレータ２１０の第１端子２１１に波長λ1〜λM
の光が入力すると、これらの光は、光サーキュレータ２
１０の第２端子２１２より光導波路型回折格子素子１０
０へ出力される。そして、これらの光のうち、波長
λm1，λm2，λm3およびλm4の光は、光導波路型回折格
子素子１００で反射して、光サーキュレータ２１０の第
２端子２１２に入力し、光サーキュレータ２１０の第３
端子２１３より出力される。一方、波長λ1〜λ
M（λm1，λm2，λm3およびλm4を除く。）の光は、光
導波路型回折格子素子１００を透過して、光サーキュレ
ータ２２０の第２端子２２２に入力し、光サーキュレー
タ２２０の第３端子２２３より出力される。すなわち、
この場合には、この合分波モジュール１０は、分波器と
して動作し、光サーキュレータ２１０の第１端子２１１
に入力した波長λ1〜λMを分波して、波長λm1，λm2，
λm3およびλm4の光を光サーキュレータ２１０の第３端
子２１３より出力し、波長λ1〜λM（λ m1，λm2，λm3
およびλm4を除く。）の光を光サーキュレータ２２０の
第３端子２２３より出力する。なお、合分波モジュール
１０が分波器としてのみ用いられる場合には光サーキュ
レータ２２０は不要である。
サーキュレータ２１０の第１端子２１１に波長λ1〜λM
の光が入力すると、これらの光は、光サーキュレータ２
１０の第２端子２１２より光導波路型回折格子素子１０
０へ出力される。そして、これらの光のうち、波長
λm1，λm2，λm3およびλm4の光は、光導波路型回折格
子素子１００で反射して、光サーキュレータ２１０の第
２端子２１２に入力し、光サーキュレータ２１０の第３
端子２１３より出力される。一方、波長λ1〜λ
M（λm1，λm2，λm3およびλm4を除く。）の光は、光
導波路型回折格子素子１００を透過して、光サーキュレ
ータ２２０の第２端子２２２に入力し、光サーキュレー
タ２２０の第３端子２２３より出力される。すなわち、
この場合には、この合分波モジュール１０は、分波器と
して動作し、光サーキュレータ２１０の第１端子２１１
に入力した波長λ1〜λMを分波して、波長λm1，λm2，
λm3およびλm4の光を光サーキュレータ２１０の第３端
子２１３より出力し、波長λ1〜λM（λ m1，λm2，λm3
およびλm4を除く。）の光を光サーキュレータ２２０の
第３端子２２３より出力する。なお、合分波モジュール
１０が分波器としてのみ用いられる場合には光サーキュ
レータ２２０は不要である。
【００３７】さらに、この合分波モジュール１０は、合
波器として動作するとともに、分波器としても動作する
ことにより、光ＡＤＭ（Add-Drop Multiplexer）として
も動作する。すなわち、この合分波モジュール１０は、
光サーキュレータ２１０の第１端子２１１に入力した波
長λ1〜λMのうち波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光
を光サーキュレータ２１０の第３端子２１３より出力
（Drop）するとともに、他の情報を担う波長λm1，
λm2，λm3およびλm4の光を光サーキュレータ２２０の
第１端子２２１より入力（Add）する。そして、光サー
キュレータ２１０の第１端子２１１に入力した波長λ1
〜λMのうち波長λm1，λm2，λm3およびλm4を除く波
長の光と、光サーキュレータ２２０の第１端子２２１に
入力した波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光とを合波
して、その合波した波長λ1〜λMの光を光サーキュレー
タ２２０の第３端子２２３より出力する。
波器として動作するとともに、分波器としても動作する
ことにより、光ＡＤＭ（Add-Drop Multiplexer）として
も動作する。すなわち、この合分波モジュール１０は、
光サーキュレータ２１０の第１端子２１１に入力した波
長λ1〜λMのうち波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光
を光サーキュレータ２１０の第３端子２１３より出力
（Drop）するとともに、他の情報を担う波長λm1，
λm2，λm3およびλm4の光を光サーキュレータ２２０の
第１端子２２１より入力（Add）する。そして、光サー
キュレータ２１０の第１端子２１１に入力した波長λ1
〜λMのうち波長λm1，λm2，λm3およびλm4を除く波
長の光と、光サーキュレータ２２０の第１端子２２１に
入力した波長λm1，λm2，λm3およびλm4の光とを合波
して、その合波した波長λ1〜λMの光を光サーキュレー
タ２２０の第３端子２２３より出力する。
【００３８】この合分波モジュール１０は、既述した小
型の光導波路型回折格子素子１００を含んで構成される
ので、小型である。さらに、小型であることから、この
合分波モジュール１０は、温度変動に因る反射特性の変
動を抑制する為の温度調整機構または温度補償機構の実
現が容易である。
型の光導波路型回折格子素子１００を含んで構成される
ので、小型である。さらに、小型であることから、この
合分波モジュール１０は、温度変動に因る反射特性の変
動を抑制する為の温度調整機構または温度補償機構の実
現が容易である。
【００３９】次に、本発明に係る光伝送システムの実施
形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る光
伝送システム１の概略構成図である。この光伝送システ
ム１は、送信局２と中継局３との間が光ファイバ伝送路
５で接続され、中継局３と受信局４との間も光ファイバ
伝送路６で接続されており、また、中継局３に合分波モ
ジュール１０が設けられている。
形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る光
伝送システム１の概略構成図である。この光伝送システ
ム１は、送信局２と中継局３との間が光ファイバ伝送路
５で接続され、中継局３と受信局４との間も光ファイバ
伝送路６で接続されており、また、中継局３に合分波モ
ジュール１０が設けられている。
【００４０】送信局２は、波長λ1〜λMの信号光を波長
多重して光ファイバ伝送路５へ送出する。中継局３は、
光ファイバ伝送路５を伝搬してきた波長λ1〜λMの信号
光を入力し、これらを合分波モジュール１０により分波
して、波長λ1〜λM（λm1，λm2，λm3およびλm4を除
く。）の信号光を光ファイバ伝送路６へ送出し、波長λ
m1，λm2，λm3およびλm4の信号光を他の光ファイバ伝
送路へ送出する。また、中継局３は、合分波モジュール
１０により、他の光ファイバ伝送路を経て入力した波長
λm1，λm2，λm3およびλm4の信号光を光ファイバ伝送
路６へ送出する。受信局４は、光ファイバ伝送路６を伝
搬してきた波長λ1〜λMの信号光を入力し、これらを各
波長に分波して受信する。このように、この光伝送シス
テム１は、上記の本実施形態に係る光導波路型回折格子
素子１００を含む合分波モジュール１０を用いて、波長
λ1〜λMの信号光を合波または分波するものである。こ
の光伝送システム１は、既述した小型であって温度調整
機構または温度補償機構の実現が容易な合分波モジュー
ル１０を含んで構成されるので、安定した動作が保証さ
れる。
多重して光ファイバ伝送路５へ送出する。中継局３は、
光ファイバ伝送路５を伝搬してきた波長λ1〜λMの信号
光を入力し、これらを合分波モジュール１０により分波
して、波長λ1〜λM（λm1，λm2，λm3およびλm4を除
く。）の信号光を光ファイバ伝送路６へ送出し、波長λ
m1，λm2，λm3およびλm4の信号光を他の光ファイバ伝
送路へ送出する。また、中継局３は、合分波モジュール
１０により、他の光ファイバ伝送路を経て入力した波長
λm1，λm2，λm3およびλm4の信号光を光ファイバ伝送
路６へ送出する。受信局４は、光ファイバ伝送路６を伝
搬してきた波長λ1〜λMの信号光を入力し、これらを各
波長に分波して受信する。このように、この光伝送シス
テム１は、上記の本実施形態に係る光導波路型回折格子
素子１００を含む合分波モジュール１０を用いて、波長
λ1〜λMの信号光を合波または分波するものである。こ
の光伝送システム１は、既述した小型であって温度調整
機構または温度補償機構の実現が容易な合分波モジュー
ル１０を含んで構成されるので、安定した動作が保証さ
れる。
【００４１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施
形態の光導波路型回折格子素子は、光導波路である光フ
ァイバに屈折率変調による回折格子が形成されたもので
あった。しかし、これに限られず、平面基板上に形成さ
れた光導波路に屈折率変調による回折格子が形成された
ものであってもよい。
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施
形態の光導波路型回折格子素子は、光導波路である光フ
ァイバに屈折率変調による回折格子が形成されたもので
あった。しかし、これに限られず、平面基板上に形成さ
れた光導波路に屈折率変調による回折格子が形成された
ものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムは、一方
の側から可干渉光が入射したときに他方の側に互いに異
なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の干渉パ
ターンを重畳して形成するものである。また、本発明に
係る光導波路型回折格子素子製造方法は、上記の本発明
に係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムを用い
て光導波路型回折格子素子を製造するものである。この
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、および、こ
れを用いた光導波路型回折格子素子製造方法によれば、
互いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の屈折率変
調が重畳された回折格子を１回の紫外光の照射により形
成して光導波路型回折格子素子を製造することができ
る。このように、Ｋ個の波長の光を選択的に反射するこ
とができて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折
格子素子を容易に製造することができる。
係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムは、一方
の側から可干渉光が入射したときに他方の側に互いに異
なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の干渉パ
ターンを重畳して形成するものである。また、本発明に
係る光導波路型回折格子素子製造方法は、上記の本発明
に係る光導波路型回折格子素子製造用ホログラムを用い
て光導波路型回折格子素子を製造するものである。この
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、および、こ
れを用いた光導波路型回折格子素子製造方法によれば、
互いに異なるＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の屈折率変
調が重畳された回折格子を１回の紫外光の照射により形
成して光導波路型回折格子素子を製造することができ
る。このように、Ｋ個の波長の光を選択的に反射するこ
とができて所望の反射特性を有し小型の光導波路型回折
格子素子を容易に製造することができる。
【００４３】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）それぞれが４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下である場
合には、この光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を用いて製造される光導波路型回折格子素子は、上記周
期Λkに対してブラッグ条件式を満たす波長１４００ｎ
ｍ以上１７００ｎｍ以下の光を反射することができる。
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）それぞれが４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下である場
合には、この光導波路型回折格子素子製造用ホログラム
を用いて製造される光導波路型回折格子素子は、上記周
期Λkに対してブラッグ条件式を満たす波長１４００ｎ
ｍ以上１７００ｎｍ以下の光を反射することができる。
【００４４】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周
期Λjとの間に(5)式が成り立つ場合には、この光導波路
型回折格子素子は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎ
ｍにおいて、上記周期ΛiおよびΛjそれぞれに対してブ
ラッグ条件式を満たす周波数間隔１０ＧＨｚ以上３７．
９ＴＨｚ以下の２波以上の光を反射することができる。
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周
期Λjとの間に(5)式が成り立つ場合には、この光導波路
型回折格子素子は、波長帯域１４００ｎｍ〜１７００ｎ
ｍにおいて、上記周期ΛiおよびΛjそれぞれに対してブ
ラッグ条件式を満たす周波数間隔１０ＧＨｚ以上３７．
９ＴＨｚ以下の２波以上の光を反射することができる。
【００４５】また、本発明に係る光導波路型回折格子素
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番
目の周期Λi+1との間に(6)式が成り立つ場合には、この
光導波路型回折格子素子は、波長帯域１４００ｎｍ〜１
７００ｎｍにおいて、上記各周期Λkに対してブラッグ
条件式を満たす一定周波数間隔Ｗ（ＧＨｚ）の各波長の
光を反射することができる。
子製造用ホログラムにおいてＫ個の周期Λk（ｋ＝１〜
Ｋ）のうちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番
目の周期Λi+1との間に(6)式が成り立つ場合には、この
光導波路型回折格子素子は、波長帯域１４００ｎｍ〜１
７００ｎｍにおいて、上記各周期Λkに対してブラッグ
条件式を満たす一定周波数間隔Ｗ（ＧＨｚ）の各波長の
光を反射することができる。
【００４６】本発明に係る光導波路型回折格子素子は、
上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子製造方法に
より製造されたものであり、Ｋ波の波長λk（＝２Ｎ・Λ
k）の光を選択的に反射することができて所望の反射特
性を有し小型のものである。本発明に係る合分波モジュ
ールは、上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子に
より反射帯域内の光を選択的に反射して光を合波または
分波するものであって、小型であり、また、温度変動に
因る反射特性の変動を抑制する為の温度調整機構または
温度補償機構の実現が容易である。本発明に係る光伝送
システムは、波長多重した多波長の信号光を用いて光伝
送を行う光伝送システムであって、上記の本発明に係る
合分波モジュールにより多波長の信号光を合波または分
波するものであり、安定した動作が保証される。
上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子製造方法に
より製造されたものであり、Ｋ波の波長λk（＝２Ｎ・Λ
k）の光を選択的に反射することができて所望の反射特
性を有し小型のものである。本発明に係る合分波モジュ
ールは、上記の本発明に係る光導波路型回折格子素子に
より反射帯域内の光を選択的に反射して光を合波または
分波するものであって、小型であり、また、温度変動に
因る反射特性の変動を抑制する為の温度調整機構または
温度補償機構の実現が容易である。本発明に係る光伝送
システムは、波長多重した多波長の信号光を用いて光伝
送を行う光伝送システムであって、上記の本発明に係る
合分波モジュールにより多波長の信号光を合波または分
波するものであり、安定した動作が保証される。
【図１】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
方法および光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３
００の説明図である。
方法および光導波路型回折格子素子製造用ホログラム３
００の説明図である。
【図２】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
用ホログラム３００の第１面３１０における凹凸深さｄ
の分布の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子１０
０の透過特性を示す図である。
０の透過特性を示す図である。
【図８】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子１０
０の反射特性を示す図である。
０の反射特性を示す図である。
【図９】本実施形態に係る合分波モジュールの説明図で
ある。
ある。
【図１０】本実施形態に係る光伝送システムの概略構成
図である。
図である。
１…光伝送システム、２…送信局、３…中継局、４…受
信局、５，６…光ファイバ伝送路、１０…合分波モジュ
ール、１００…光導波路型回折格子素子、１１０…光フ
ァイバ（光導波路）、１１１…コア領域、１１２…クラ
ッド領域、１１３…回折格子、２１０，２２０…光サー
キュレータ、３００…光導波路型回折格子素子製造用ホ
ログラム。
信局、５，６…光ファイバ伝送路、１０…合分波モジュ
ール、１００…光導波路型回折格子素子、１１０…光フ
ァイバ（光導波路）、１１１…コア領域、１１２…クラ
ッド領域、１１３…回折格子、２１０，２２０…光サー
キュレータ、３００…光導波路型回折格子素子製造用ホ
ログラム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｆ (72)発明者 菅沼 寛 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 塩崎 学 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA11 LA02 LA18 PA30 TA02 TA41 2H049 AA34 AA59 AA62 AA66 CA04 CA05 CA09 CA15 CA23 CA28 2H050 AA07 AC71 AC82 AC84
Claims (10)
- 【請求項１】 光導波路における光導波方向の所定範囲
に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波路
型回折格子素子を製造する際に用いられる透過型の光導
波路型回折格子素子製造用ホログラムであって、一方の
側から可干渉光が入射したときに他方の側に互いに異な
るＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）の干渉パタ
ーンを重畳して形成することを特徴とする光導波路型回
折格子素子製造用ホログラム。 - 【請求項２】 前記Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）それ
ぞれが４８３ｎｍ以上５８７ｎｍ以下であることを特徴
とする請求項１記載の光導波路型回折格子素子製造用ホ
ログラム。 - 【請求項３】 前記Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第ｊ番目の周期Λjとの
間に 【数１】 なる関係式が成り立つことを特徴とする請求項１記載の
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム。 - 【請求項４】 前記Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の周期
Λi+1との間に 【数２】 なる関係式が成り立つことを特徴とする請求項１記載の
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム。 - 【請求項５】 前記Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の周期
Λi+1との間に 【数３】 なる関係式が成り立つことを特徴とする請求項１記載の
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム。 - 【請求項６】 前記Ｋ個の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）のう
ちの任意の第ｉ番目の周期Λiと第(ｉ＋１)番目の周期
Λi+1との間に 【数４】 なる関係式が成り立つことを特徴とする請求項１記載の
光導波路型回折格子素子製造用ホログラム。 - 【請求項７】 光導波路における光導波方向の所定範囲
に亘って屈折率変調による回折格子を形成して光導波路
型回折格子素子を製造する方法であって、請求項１記載
の光導波路型回折格子素子製造用ホログラムの一方の側
から可干渉光を入射させ、前記光導波路型回折格子素子
製造用ホログラムの他方の側に配置した前記光導波路に
互いに異なるＫ個（Ｋ≧２）の周期Λk（ｋ＝１〜Ｋ）
の干渉パターンを重畳して形成して、前記光導波路に屈
折率変調による回折格子を形成して光導波路型回折格子
素子を製造することを特徴とする光導波路型回折格子素
子製造方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の光導波路型回折格子素子
製造方法により光導波路における光導波方向の所定範囲
に亘って屈折率変調による回折格子が形成されて製造さ
れたことを特徴とする光導波路型回折格子素子。 - 【請求項９】 請求項８記載の光導波路型回折格子素子
を含み、この光導波路型回折格子素子により反射帯域内
の光を選択的に反射して、光を合波または分波すること
を特徴とする合分波モジュール。 - 【請求項１０】 波長多重した多波長の信号光を用いて
光伝送を行う光伝送システムであって、請求項９記載の
合分波モジュールを含み、この合分波モジュールにより
前記多波長の信号光を合波または分波することを特徴と
する光伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353173A JP2002156542A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子、合分波モジュールおよび光伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353173A JP2002156542A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子、合分波モジュールおよび光伝送システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002156542A true JP2002156542A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18825966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000353173A Pending JP2002156542A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 光導波路型回折格子素子製造用ホログラム、光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子、合分波モジュールおよび光伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002156542A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403599B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
| CN105742948A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 燕山大学 | 一种基于光纤重叠光栅的可调谐光纤激光器 |
| CN112513689A (zh) * | 2018-08-03 | 2021-03-16 | 脸谱科技有限责任公司 | 用于监控光栅形成的系统 |
-
2000
- 2000-11-20 JP JP2000353173A patent/JP2002156542A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403599B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
| CN105742948A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 燕山大学 | 一种基于光纤重叠光栅的可调谐光纤激光器 |
| CN112513689A (zh) * | 2018-08-03 | 2021-03-16 | 脸谱科技有限责任公司 | 用于监控光栅形成的系统 |
| CN112513689B (zh) * | 2018-08-03 | 2022-12-06 | 元平台技术有限公司 | 用于监控光栅形成的系统 |
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