JP2002228856A - 光ファイバグレーティングの製造方法、光ファイバグレーティングの製造装置および光ファイバグレーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線誘起型の光ファイバグレーティングに
おいて、挿入損失の偏波依存性（ＰＤＬ）が改善された
光ファイバグレーティングを提供する。 【解決手段】 特定波長の光の照射によって屈折率が上
昇する材料からなる部位を備えた光ファイバ３の側面か
ら、該光ファイバ３の長さ方向にそって所定の周期で前
記特定波長の光を照射し、該照射部分の屈折率を上昇さ
せることによって、当該屈折率上昇部３ａが、複数、所
定の周期で間欠的に配列したグレーティング部を有する
光ファイバグレーティングを製造する方法であって、光
ファイバ３の円周方向において、均等に光を照射して前
記屈折率上昇部３ａを形成して光ファイバグレーティン
グを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光情報通信分野で用
いられる光ファイバグレーティングの製造方法および製
造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバグレーティングは特定波長の
光を減衰または反射させる特性を備えた光学素子であ
る。光ファイバグレーティングとしては、例えば紫外線
誘起型（以下、ＵＶ誘起型と示す）のものが知られてい
る。ＵＶ誘起型の光ファイバグレーティングは、ゲルマ
ニウムが添加された石英ガラス（以下、ゲルマニウム添
加石英ガラスと略記する）に２４０ｎｍ付近の特定波長
の紫外光を照射すると屈折率が上昇する現象を利用する
もので、従来例えば以下のような手順によって製造され
ていた。

【０００３】一般的にはコアがゲルマニウム添加石英ガ
ラスからなり、クラッドが石英ガラスからなる光ファイ
バを用意する。なお、最近はコアとクラッドの両方また
はクラッドがゲルマニウム添加石英ガラスからなる光フ
ァイバを用いて光ファイバグレーティングを製造する場
合もある。ついで、水素雰囲気中にこの光ファイバを放
置し、水素ガス浸漬処理を行って紫外光に対する屈折率
変動の感受性を高める。さらに、干渉露光法、位相マス
ク法、強度マスク法、集光したビームで直接露光する操
作を繰り返す方法（ステップバイステップ法）などの公
知の方法によって、光ファイバの側面に、一方向から、
この光ファイバの長さ方向にそって所定の周期で紫外光
を照射すると、露光された部分の光ファイバの屈折率が
上昇し、複数の屈折率上昇部が所定の周期で間欠的に配
列し、光ファイバの長さ方向にそって屈折率が周期的に
変動しているグレーティング部が形成される。その後、
脱水素処理を行い、好ましくはさらに加熱エージングを
行って光ファイバグレーティングを得る。加熱エージン
グは光ファイバグレーティングの長期安定性を向上させ
る目的で行われる。

【０００４】なお、このグレーティング部の屈折率変化
の周期（以下、グレーティング周期という）が比較的短
いものにおいては、コアを入射方向と同方向に進行する
特定波長の光を反射して減衰させるいわゆる反射型の特
性が得られる。一方、グレーティング周期が比較的長い
ものにおいては、コアを入射方向と同方向に進行する特
定波長の光を、同じ方向に進行するクラッドモードに結
合させて減衰させるいわゆる放射型の特性が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法においては、どのようなタイプのものであって
も光ファイバグレーティングの挿入損失の偏波依存性の
劣化を伴うことがわかった。挿入損失の偏波依存性（以
下、ＰＤＬと示す）は光ファイバを伝搬する光を構成す
るふたつの偏波成分間の挿入損失の差である。このＰＤ
Ｌの劣化の原因には、大きく分けて以下の２つがあると
考えられている。１つ目は、光ファイバにおいて、偏波
成分間の実効屈折率が異なることによって生じる偏波モ
ード分散（以下、ＰＭＤと示す）である。その原因は光
ファイバのコアのわずかな楕円化や偏心である。このＰ
ＭＤの影響は、偏心や楕円化の少ない光ファイバを選択
することなどによって、ある程度低減することができ
る。

【０００６】２つ目は、紫外光露光工程において生じる
屈折率変化が不均一であることである。図１２（ａ）〜
図１２（ｄ）は、従来の紫外光露光工程における屈折率
変化を示した説明図である。図１２（ａ）は屈折率を上
昇させる部分の１カ所に、光ファイバ３の側面に向かっ
て一方向（Ａ方向）から紫外光を照射している状態を示
した斜視図である。図１２（ｂ）は、このようにして形
成した屈折率上昇部３ａについて、この紫外光の照射強
度に起因する光ファイバ３の断面における屈折率変化を
示したものである。紫外光の照射位置に近い程、紫外光
の強度が大きいため、屈折率上昇量が大きく、光ファイ
バ３の断面に屈折率の分布が生じる。

【０００７】一方、ここで、光ファイバ３の進行方向を
ｚ軸方向、光ファイバ３の断面において直交する２つの
方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする。光ファイバ３に照射
する紫外光の偏光状態が光ファイバ３の屈折率の上昇自
体に複屈折を生じることが知られている。すなわち、照
射した紫外光の電界の向きと同方向の電界を持つ導波光
に対する屈折率の上昇が紫外光の電界と垂直な向きの電
界を持つ導波光に対する屈折率の上昇よりも高くなる。
図１２（ｃ）に示したようにＡ方向から照射した紫外光
の電界はｙ軸成分とｚ軸成分とに分けて考えることがで
きる。それらのうち、ｙ軸成分の電界によって生じる屈
折率変化が、光ファイバ３を導波する導波光に対して複
屈折を持つ。すなわち、屈折率変化はｘ軸方向に電界を
もつ導波光（便宜的にＸ偏波成分と呼ぶ）より、ｙ軸方
向に電界をもつ導波光（便宜的にＹ偏波成分と呼ぶ）に
対して大きくなる。図１２（ｄ）はこのときに導入され
る屈折率変化の異方性を示した説明図である。大きな屈
折率変化を生じる偏波成分の向きを太線矢印で示してい
る。その結果、Ｘ偏波成分とＹ偏波成分との間の伝搬定
数の差が大きくなり、ＰＤＬが劣化する。なお、ｚ軸方
向の電界成分をもつ紫外光による屈折率変化の影響は、
Ｘ偏波成分とＹ偏波成分に対して等価なので、ここで考
慮する必要はない。図１３は光ファイバ３の長さ方向に
そって、所定の周期でＡ方向のみから紫外光を照射して
グレーティング部を形成したときの偏波成分毎の屈折率
の変化を示したグラフである。Ｘ偏波成分とＹ偏波成分
との間に屈折率変化量の差が生じていることが明らかで
ある。

【０００８】図１４はこの製造方法によって製造した光
ファイバグレーティングの光学特性の一例を示したグラ
フである。この例の光ファイバグレーティングの製造に
おいて、光ファイバは、コアがゲルマニウム添加石英ガ
ラスからなり、クラッドが石英ガラスからなる１．５５
μｍ帯用のカットオフシフト光ファイバ（株式会社フジ
クラ製）を用いた。また、グレーティング周期２９５μ
ｍ、グレーティング長（グレーティング部の長さ）３５
ｍｍの、いわゆる放射型の光ファイバグレーティングを
製造した。なお、ここでグレーティング周期は、ファイ
バグレーティングの透過スペクトルにおいて阻止率（透
過損失値）が最大となる波長（以下「最大阻止波長」と
いう）が１５３０．０ｎｍとなるように２９５μｍの付
近で微調整を行った。また、露光量は最大阻止波長にお
ける透過損失値が４．０ｄＢとなるように、紫外光のパ
ワー及び紫外光照射時間を適宜調整した。なお、紫外光
を照射するための光源としては、ＫｒＦエキシマレー
ザ、Ａｒ−ＳＨＧ（アルゴン−光第２高周波発生装置）
などが用いられる。このグラフにおいて、ＰＤＬを示す
グラフにはふたつのピークが生じているが、一般に最も
大きいピークの値をＰＤＬ最悪値とする。この例の光フ
ァイバグレーティングのＰＤＬ最悪値は０．１７ｄＢで
ある。

【０００９】このようなＰＤＬの劣化の問題を改善する
ために、文献１^*1には以下に示す方法が提案されてい
る。 ＊ 1：Optics Letter V. 19, n. 16, pp. 1260-1262 (A
ug. 15, 1994)

【００１０】図１５（ａ）〜図１５（ｄ）はこの方法の
説明図であって、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示した
方法と異なるのは、図１５（ａ）に示したように、光フ
ァイバ３の側面に、一方向（Ａ方向）から紫外光を照射
するとともに、このＡ方向と対向する方向（Ｂ方向）か
ら紫外光を照射する点であった。その結果、図１５
（ｂ）に示したように、紫外光の照射強度に起因する光
ファイバ３の断面における屈折率の偏りの問題は解決す
ることができた。

【００１１】しかしながら、この方法においても図１５
（ｃ）に示したように、Ａ方向から照射する紫外光がｙ
軸方向とｚ軸方向に偏光していると、Ｂ方向から照射す
る紫外光もｙ軸方向とｚ軸方向に偏光しているため、Ｙ
偏波成分の屈折率変化がＸ偏波成分における屈折率変化
よりも大きくなる。図１５（ｄ）はこのときに導入され
る屈折率変化の異方性を示した説明図である。大きな屈
折率変化を生じる偏波成分の向きを太線矢印で示してい
る。図１６はＡ方向とＢ方向の２方向から紫外光を照射
した以外は上述の例と同様にして製造した光ファイバグ
レーティングの光学特性を示したグラフである。ＰＤＬ
最悪値は約０．１２ｄＢであり、図１４に示したものよ
りもやや小さくなっている。しかしながら、その値は十
分に小さいとは言い難く、さらなる改善が要求されてい
た。

【００１２】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ＰＤＬが改善された光ファイバグレーティングを得
ることを目的とする。具体的にはＵＶ誘起型の光ファイ
バグレーティングにおいて、紫外光の偏光に起因する複
屈折を低減することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、以下のような解決手段を提案する。第１の発明は、
光ファイバグレーティングの製造方法は、特定波長の光
の照射によって屈折率が上昇する材料からなる部位を備
えた光ファイバの側面から、該光ファイバの長さ方向に
そって所定の周期で前記特定波長の光を照射し、該照射
部分の屈折率を上昇させることによって、当該屈折率上
昇部が、複数、所定の周期で間欠的に配列したグレーテ
ィング部を有する光ファイバグレーティングを製造する
方法であって、光ファイバの円周方向において、均等に
光を照射して前記屈折率上昇部を形成することを特徴と
する光ファイバグレーティングの製造方法である。第２
の発明は、特定波長の光の照射によって屈折率が上昇す
る材料からなる部位を備えた光ファイバの側面から、該
光ファイバの長さ方向にそって所定の周期で前記特定波
長の光を照射し、該照射部分の屈折率を上昇させること
によって、当該屈折率上昇部が、複数、所定の周期で間
欠的に配列したグレーティング部を有する光ファイバグ
レーティングを製造する方法であって、前記複数の屈折
率上昇部を形成するにあたり、光の照射方向を光ファイ
バの長手方向に順次変更し、前記グレーティング部全体
に亘って光の照射量を光ファイバの長手方向に沿って積
分した結果が、光ファイバの円周方向において光が均等
となるように光を照射することを特徴とする光ファイバ
グレーティングの製造方法である。第３の発明は、前記
第１の発明において、放物面鏡を用いることにより、光
ファイバの円周方向において、均等に光を照射すること
を特徴とする光ファイバグレーティングの製造方法であ
る。第４の発明は、前記第１の発明または第２の発明に
おいて、複数の反射鏡を用いることにより、光ファイバ
の円周方向において均等に光を照射することを特徴とす
る光ファイバグレーティングの製造方法である。第５の
発明は、前記第１の発明または第２の発明において、光
ファイバ及び照射する光の一方または両方を光ファイバ
軸に沿って回転させることにより、光ファイバの円周方
向において均等に光を照射することを特徴とする光ファ
イバグレーティングの製造方法である。第６の発明は、
前記第１または第２の光ファイバグレーティングの製造
方法に用いる光ファイバグレーティングの製造装置であ
って、光ファイバを保持する保持手段と、該光ファイバ
に特定波長の光を照射する照射手段とを備え、前記保持
手段が、前記光ファイバをその円周方向に回転させる回
転機構を備えていることを特徴とする光ファイバグレー
ティングの製造装置である。第７の発明は、第３の発明
の光ファイバグレーティングの製造方法に用いる光ファ
イバグレーティングの製造装置であって、放物面鏡と、
該放物面鏡の内面に光を照射する照射手段と、該放物面
鏡内に光ファイバを配置して保持する保持手段と、前記
放物面鏡と該保持手段の少なくとも一方を前記光ファイ
バの長さ方向に移動させる移動手段とを備えていること
を特徴とする光ファイバグレーティングの製造装置であ
る。第８の発明は、前記第４の光ファイバグレーティン
グの製造方法に用いる光ファイバグレーティングの製造
装置であって、複数の反射鏡と、該反射鏡に光を照射す
るための照射手段と、該反射鏡により反射される光の光
路上に光ファイバを配置して保持するための保持手段
と、前記反射鏡と該保持手段の少なくとも一方を前記光
ファイバの長手方向に移動させるための移動手段とを備
えていることを特徴とする光ファイバグレーティングの
製造装置である。第９の発明は、光ファイバの長手方向
に沿って所定の周期で紫外光を照射することにより周期
的な屈折率分布を有する光ファイバグレーティングであ
って、該光ファイバグレーティングの使用波長範囲内に
おける挿入損失偏波依存性の最大値の同一製造ロット内
における分布が、前記挿入損失偏波依存性の最大値の同
一製造ロット内における平均値に比べて５分の１以下で
あることを特徴とする光ファイバグレーティングであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜図１（ｄ）は本発明
の光ファイバグレーティングの製造方法の一例を示した
ものである。本発明においては、図１（ａ）に示したよ
うに屈折率上昇部３ａを形成する部分の光ファイバ３の
側面全体に均等に紫外光を照射して屈折率上昇部３ａを
形成する。すなわち、図１５（ａ）に示した方法と同様
にＡ方向とこれに対向するＢ方向から紫外光を照射する
とともに、Ａ方向とＢ方向に直交するＣ方向からも紫外
光を照射し、かつこのＣ方向に対応する方向（Ｄ方向）
からも紫外光を照射する。換言すれば、光ファイバ３の
側面を光ファイバ３の長さ方向と平行に切り分けて円周
方向に４等分し、これらの４等分した部分にそれぞれ均
等に紫外光を照射することにより、光ファイバ３の円周
方向全体に紫外光を均等に照射する。また、光の照射方
向を光ファイバの長手方向に順次変更し、グレーティン
グ部全体に亘って光の照射量を光ファイバの長手方向に
沿って積分した結果が、光ファイバの円周方向において
光が均等となるように光を照射してもよい。

【００１５】その結果、図１（ｂ）に示したように、光
ファイバ３の断面において、紫外光の照射強度に起因す
る屈折率の不均一化は生じない。また、図１（ｃ）に示
したように、Ａ方向とＢ方向から照射する紫外光が光フ
ァイバ３のｙ軸方向とｚ軸方向に偏光していると、Ａ方
向とＢ方向に直交するＣ方向とＤ方向の紫外光の偏光は
ｘ軸方向とｚ軸方向となる。このようにｘ軸方向とｙ軸
方向の両方から露光することにより、図１（ｄ）に示し
たように、Ｘ偏波成分とＹ偏波成分の両方に対する屈折
率変化を等しくすることができる。なお、上述のように
図中太線矢印は大きな屈折率変化を生じる偏波成分の向
きを示している。

【００１６】図２は、光の照射方法以外は上述の例と同
様にして製造した光ファイバグレーティングの光学特性
を示したグラフである。すなわち、光ファイバ３の長さ
方向において、図１（ａ）に示したようにＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの４方向から紫外光を照射して屈折率上昇部３ａを形
成する操作を、所定の周期で繰り返して製造した光ファ
イバグレーティングの光学特性を示したものである。こ
の例の光ファイバグレーティングのＰＤＬ最悪値は０．
０８ｄＢであり、上述の図１４、図１６に示した例と比
較して小さな値が得られている。なお、ＰＤＬは上述の
ようにＰＭＤによっても生じるため、完全に零にするこ
とは困難である。

【００１７】図３は、図１（ａ）に示した方法（グラフ
中には「回転露光」と記載）、図１２（ａ）に示した方
法（グラフ中には「通常露光」と記載）、図１５（ａ）
に示した方法（グラフ中には「両面露光」と記載）によ
って製造した光ファイバグレーティングのＰＤＬを測定
した結果をまとめたものである。縦軸の度数はサンプル
数を示している。このグラフからわかるように、本発明
の製造方法によって製造した光ファイバグレーティング
においては、ＰＤＬの値が小さく、かつそのばらつきが
少ない。特に、実質的に同一の光学特性で、かつ光ファ
イバグレーティングの材料として用いている光ファイバ
が同種のものである場合、光ファイバグレーティングに
おいてはＰＤＬの分布の標準偏差は測定誤差程度とな
り、ＰＤＬの絶対値と比較してその５分の１以下となる
ことがわかった。よって、本発明の製造方法により、安
定した特性の光ファイバグレーティングを量産できるこ
とがわかる。

【００１８】図４〜図７は本発明の光ファイバグレーテ
ィングの製造方法に適した光ファイバグレーティングの
製造装置を示した概略構成図である。図４中、符号１は
板状の露光台であり、その上面には所定の間隔をあけて
ふたつのファイバクランプ２Ａ、２Ｂが設けられ、これ
らのファイバクランプ２Ａ、２Ｂに光ファイバ３が保持
されるようになっている。そして、これらのファイバク
ランプ２Ａ、２Ｂには図示しない回転機構が設けられて
おり、この回転機構を作動させることによって、光ファ
イバ３を、その中心軸が移動しないように、円周方向に
所定の角度だけ回転させることができるようになってい
る。回転機構としては、例えばステッピングモータによ
る回転駆動方式などを例示することができる。なお、こ
のファイバクランプ２Ａ、２Ｂによって保持された光フ
ァイバ３の両端は光学測定装置４に接続され、光ファイ
バグレーティングの光学特性をモニターしながら製造操
作が行われるようになっている。

【００１９】このように光ファイバ３をファイバクラン
プ２Ａ、２Ｂに保持した状態で、図５に示したように、
光源（図示せず）からマスク５を介して紫外光を照射す
ると、マスク５の下方に所定周期の光の強度分布が生
じ、光ファイバ３の長さ方向に所定の周期で紫外光が照
射され、光ファイバ３の長さ方向に間欠的に配置された
複数の屈折率上昇部が一度に形成される。マスク５とし
ては、グレーティング周期が１μｍ以下のグレーティン
グ周期が短い光ファイバグレーティングを製造する場合
は位相マスクが用いられ、グレーティング周期が１０μ
ｍ以上のグレーティング周期が比較的長い光ファイバグ
レーティングを製造する場合は、いわゆる強度マスクが
用いられる。このように光ファイバ３の側面に一方向か
ら紫外光を照射した後、ファイバクランプ２Ａ、２Ｂに
設けられた回転機構によって光ファイバ３を円周方向に
９０度回転させて同様に紫外光を照射する操作を繰り返
し、光ファイバ３の円周方向全体に均等に紫外光を照射
して光ファイバグレーティングを製造する。

【００２０】図６は屈折率上昇部を１カ所ずつ形成す
る、いわゆるステップバイステップ法に係る製造装置を
示したものである。図中符号６は全反射ミラー、符号７
はレンズである。これら全反射ミラー６、レンズ７はミ
ラー・レンズ台８ａに取り付けられ、このミラー・レン
ズ台８ａは移動装置８ｂに取り付けられている。そし
て、光源（図示せず）から出射した紫外光を全反射ミラ
ー６にて反射させ、レンズ７を介して絞り込むことによ
って光ファイバ３上に集光させる。そして、ファイバク
ランプ２Ａ、２Ｂに設けられた回転機構によって光ファ
イバ３を９０度回転させて同様に紫外光を照射する操作
を繰り返し、光ファイバ３の円周方向に均等に紫外光を
照射する。ついで、移動装置８ｂによってミラー・レン
ズ台８ａを所定距離、光ファイバ３の長さ方向にそって
移動させ、同様の操作を繰り返して光ファイバグレーテ
ィングを製造する。

【００２１】図７に示した製造装置は、図６に示した装
置において、ミラー・レンズ台８ａを移動させるかわり
に露光台１に移動装置９が取り付けられたものである。
ミラー・レンズ台８ａのかわりに移動装置９によって露
光台１を移動させて光ファイバ３への光の照射位置を変
化させる以外は図６に示したものと同様にして光ファイ
バグレーティングを製造することができる。

【００２２】なお、上述の説明においては、光ファイバ
３の側面を４分割し、紫外光の照射方向（光ファイバ３
の露光方向）を４方向としたが、光ファイバ３の円周方
向の全体に均等に紫外光を照射することができればこれ
に限定するものではない。

【００２３】図８は本発明の光ファイバグレーティング
の製造方法の他の例を示したものである。この方法にお
いては、光ファイバ３の側面を、光ファイバ３の円周方
向において４分割し、この分割した部分のひとつに、一
方向（Ｅ方向）から紫外光を照射して１段目の屈折率上
昇部３ａを形成し、ついで、光ファイバ３の長さ方向に
そって所定のグレーティング周期にしたがって照射位置
を移動し、かつ照射方向を９０度回転させて、Ｆ方向か
ら紫外光を照射して２段目の屈折率上昇部を形成する。
さらに同様にして照射位置を移動し、照射方向を４５度
回転させたＧ方向に変更して３段目の屈折率上昇部３ａ
を形成し、さらに同様にしてＨ方向から紫外光を照射し
て４段目の屈折率上昇部３ａを形成する。

【００２４】その結果、１段目〜４段目の屈折率上昇部
３ａ、３ａ…を形成するにあたって、紫外光は、光ファ
イバ３の円周を１周して光ファイバ３に照射されたこと
になり、１段目〜４段目の屈折率上昇部３ａ、３ａ…に
おいて生じたそれぞれの光ファイバ３の断面における屈
折率の偏りや複屈折は相互にうち消され、ＰＤＬの劣化
を防ぐことができる。この場合は、光ファイバ３に４方
向から紫外光を照射して４つの屈折率上昇部３ａを形成
する操作を１周期とし、この周期を所定のグレーティン
グ長が得られるまで繰り返して光ファイバグレーティン
グを製造する。なお、目的を達成することができれば紫
外光の照射方向の数はこれに限定するものではない。こ
の方法には、例えば図６、図７に示した装置が好適であ
る。すなわち、１段目の屈折率上昇部３ａを形成した
後、光ファイバ３の長さ方向にそって紫外光の照射位置
を移動させるとともに、光ファイバ３を円周方向に所定
の角度回転させて紫外光を照射して次の屈折率上昇部３
ａを形成する。このような操作を繰り返してグレーティ
ング部を形成することができる。

【００２５】図９は、本発明の光ファイバグレーティン
グの製造方法の他の例を示したもので、図中符号１０は
放物面鏡である。放物面鏡１０は底面に開口する中空ド
ーム型のもので、その内面が鏡面になっている。この例
においては、この放物面鏡１０の頂点に設けられた孔１
０ａに光ファイバ３を挿通し、放物面鏡１０の中空部の
中心に光ファイバ３を配置する。そして、放物面鏡１０
の開口１０ｂ側から紫外光を照射すると、放物面鏡１０
内の鏡面において紫外光が反射し、光ファイバ３の円周
方向の全体に集光し、ひとつの屈折率上昇部３ａが形成
される。ついで、所定のグレーティング周期にしたがっ
て、光ファイバ３または放物面鏡１０の少なくとも一方
を光ファイバ３の長さ方向にそって移動し、同様の操作
を繰り返して光ファイバグレーティングを製造する。

【００２６】この場合は、例えば、放物面鏡１０と、こ
の放物面鏡１０の内面に光を照射する光源と、この放物
面鏡１０内に光ファイバ３を配置して保持する保持手段
（図示せず）と、前記放物面鏡１０と保持手段の少なく
とも一方を前記光ファイバ３の長さ方向に移動させる移
動手段（図示せず）から構成した光ファイバグレーティ
ング製造装置を用いて光ファイバグレーティングを製造
することができ、保持手段に回転機構を設ける必要はな
い。

【００２７】図１０は、本発明の光ファイバグレーティ
ングの製造方法の他の例を示したものであり、図１０
（ａ）は光ファイバの長手方向に対して垂直な方向から
見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した
装置を光ファイバの断面側から見た図である。図１０
中、符号１１は凹面反射鏡である。この凹面反射鏡１１
は複数配置され、それぞれが同一点上に焦点を有するよ
うに配置され、光ファイバと同じ側の面が鏡面である。
この例においては、凹面反射鏡１１の焦点位置に光ファ
イバ３を配置する。そして、凹面反射鏡１１の開口１１
ｂ側から紫外光を照射すると、凹面反射鏡１１の鏡面に
おいて紫外光が反射し、光ファイバ３の円周に沿った方
向から集光し、一つの屈折率上昇部３ａが形成される。
なお、本発明の目的を達成することができれば、凹面反
射鏡１１を配置する数はこれに限定されるものではな
い。また、紫外光は光ファイバ３の長手方向に集光され
ればよく、凹面反射鏡１１は凹面円筒鏡であってもよ
い。その後、所定のグレーティング周期に従って、光フ
ァイバ３または凹面反射鏡１１の少なくとも一方を光フ
ァイバ３の長手方向に沿って移動し、同様の操作を繰り
返して光ファイバグレーティングを製造する。

【００２８】この例では、例えば、凹面反射鏡１１と、
この凹面反射鏡１１の内面に光を照射するための光源
と、この凹面反射鏡１１の焦点位置に光ファイバ３を配
置して保持するための保持手段（図示せず）と、前記凹
面反射鏡１１と保持手段の少なくとも一方を前記光ファ
イバ３の長手方向に移動させる移動手段（図示せず）か
ら構成される光ファイバグレーティング製造装置を用い
て光ファイバグレーティングを製造することができ、保
持手段を回転機構に設ける必要はない。

【００２９】図１１は、本発明の光ファイバグレーティ
ングの製造方法の他の例を示したものであり、図１１
（ａ）は光ファイバの長手方向に対して垂直な方向から
見た図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した
装置を光ファイバの断面側から見た図である。図１１
中、符号１２は反射鏡であり、符号１３は、凸レンズで
ある。この反射鏡１２と凸レンズ１３は複数配置され、
それぞれが同一点上に焦点を有するように配置され、反
射鏡１２の光ファイバと同じ側の面が鏡面である。この
例においては、凸レンズ１３の焦点位置に光ファイバ３
を配置する。そして、反射鏡１２の開口１２ｂ側から紫
外光を照射すると、反射鏡１２の鏡面において紫外光が
反射し、凸レンズ１３により紫外光が光ファイバ３の円
周に沿った方向から集光し、一つの屈折率上昇部３ａが
形成される。なお、本発明の目的を達成することができ
れば、反射鏡１２及び凸レンズ１３を配置する数はこれ
に限定されるものではない。また、紫外光は光ファイバ
３の長手方向に集光されればよく、凸レンズ１３は凸型
円筒レンズであってもよい。その後、所定のグレーティ
ング周期に従って、光ファイバ３または反射鏡１２及び
凸レンズ１３の少なくとも一方を光ファイバ３の長手方
向に沿って移動し、同様の操作を繰り返して光ファイバ
グレーティングを製造する。

【００３０】この例では、例えば、反射鏡１２と、この
反射鏡１２の内面に光を照射するための光源と、この反
射鏡１２の焦点位置に光ファイバ３を配置して保持する
ための保持手段（図示せず）と、前記反射鏡１２と保持
手段の少なくとも一方を前記光ファイバ３の長手方向に
移動させる移動手段（図示せず）から構成される光ファ
イバグレーティング製造装置を用いて光ファイバグレー
ティングを製造することができ、保持手段を回転機構に
設ける必要はない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
光の照射強度に起因する光ファイバの断面の屈折率の分
布や、光の偏光によって生じる光ファイバの複屈折を抑
制することができるため、製造過程におけるＰＤＬの劣
化を防ぐことができる。その結果、ＰＤＬの値が小さ
く、かつ複数の光ファイバグレーティングを製造した場
合にＰＤＬのばらつきが少ない光ファイバグレーティン
グの製造方法および製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（ａ）〜図１（ｄ）は、本発明の光ファ
イバグレーティングの製造方法の一例の説明図であっ
て、図１（ａ）は光ファイバの側面に向かって紫外光を
照射している状態を示した斜視図、図１（ｂ）は光ファ
イバの断面における紫外光の照射強度に起因する屈折率
の変化を示した説明図、図１（ｃ）は紫外光の偏光を示
した説明図、図１（ｄ）は図１（ｃ）に示した偏光によ
って生じる屈折率の異方性の説明図である。

【図２】 図１（ａ）〜図１（ｄ）に示した方法で製造
した光ファイバグレーティングの光学特性の一例を示し
たグラフである。

【図３】 製造方法の異なる光ファイバグレーティング
の光学特性を比較したグラフである。

【図４】 本発明の光ファイバグレーティングの製造装
置の一例を示した概略構成図である。

【図５】 本発明の光ファイバグレーティングの製造装
置の一例（位相マスク法）を示した概略構成図である。

【図６】 本発明の光ファイバグレーティングの製造装
置の一例を示した概略構成図である。

【図７】 本発明の光ファイバグレーティングの製造装
置の一例を示した概略構成図である。

【図８】 本発明の光ファイバグレーティングの製造方
法の他の例を示した説明図である。

【図９】 本発明の光ファイバグレーティングの製造方
法の他の例を示した説明図である。

【図１０】 本発明の光ファイバグレーティングの製造
方法の他の例を示した説明図である。

【図１１】 本発明の光ファイバグレーティングの製造
方法の他の例を示した説明図である。

【図１２】 図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、従来の光
ファイバグレーティングの製造方法の説明図であって、
図１２（ａ）は光ファイバの側面に向かって一方向から
紫外光を照射している状態を示した斜視図、図１２
（ｂ）は光ファイバの断面における紫外光の照射強度に
起因する屈折率の変化を示した説明図、図１０（ｃ）は
紫外光の偏光を示した説明図、図１２（ｄ）は図１２
（ｃ）に示した偏光によって生じる屈折率の異方性の説
明図である。

【図１３】 図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示した従来
の方法によって製造した光ファイバグレーティングの屈
折率変化を示したグラフである。

【図１４】 図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示した従来
の製造方法によって製造した光ファイバグレーティング
の光学特性の一例を示したグラフである。

【図１５】 図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、光ファイ
バの側面に対向する２方向から紫外光を照射して光ファ
イバグレーティングを製造する方法の説明図であって、
図１５（ａ）は紫外光の照射方向の説明図、図１５
（ｂ）は光ファイバの断面における紫外光の照射強度に
起因する屈折率の変化を示した説明図、図１５（ｃ）は
紫外光の偏光を示した説明図、図１５（ｄ）は図１５
（ｃ）に示した偏光によって生じる屈折率の異方性の説
明図である。

【図１６】 図１５（ａ）〜図１５（ｄ）に示した従来
の製造方法によって製造した光ファイバグレーティング
の光学特性の一例を示したグラフである。

【符号の説明】

１…露光台（保持手段）、２Ａ、２Ｂ…ファイバクラン
プ（保持手段）、３…光ファイバ、４…光学測定装置、
５…マスク、６…全反射ミラー、７…レンズ、８ａ…ミ
ラー・レンズ台、８ｂ…移動装置（移動手段）、９…移
動装置（移動手段）、１０…放物面鏡、１１…凹面反射
鏡、１２…反射鏡、１３…凸レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 AA02 AA06 AA33 AA36 AA45 AA51 AA62 2H050 AB04Y AB05X AC82 AC84 AD00

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定波長の光の照射によって屈折率が上
   昇する材料からなる部位を備えた光ファイバの側面か
   ら、該光ファイバの長さ方向にそって所定の周期で前記
   特定波長の光を照射し、該照射部分の屈折率を上昇させ
   ることによって、当該屈折率上昇部が、複数、所定の周
   期で間欠的に配列したグレーティング部を有する光ファ
   イバグレーティングを製造する方法であって、 光ファイバの円周方向において、均等に光を照射して前
   記屈折率上昇部を形成することを特徴とする光ファイバ
   グレーティングの製造方法。
2. 【請求項２】 特定波長の光の照射によって屈折率が上
   昇する材料からなる部位を備えた光ファイバの側面か
   ら、該光ファイバの長さ方向にそって所定の周期で前記
   特定波長の光を照射し、該照射部分の屈折率を上昇させ
   ることによって、当該屈折率上昇部が、複数、所定の周
   期で間欠的に配列したグレーティング部を有する光ファ
   イバグレーティングを製造する方法であって、 前記複数の屈折率上昇部を形成するにあたり、光の照射
   方向を光ファイバの長手方向に順次変更し、前記グレー
   ティング部全体に亘って光の照射量を光ファイバの長手
   方向に沿って積分した結果が、光ファイバの円周方向に
   おいて光が均等となるように光を照射することを特徴と
   する光ファイバグレーティングの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光ファイバグレーティ
   ングの製造方法において、放物面鏡を用いることによ
   り、光ファイバの円周方向において、均等に光を照射す
   ることを特徴とする光ファイバグレーティングの製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の光ファ
   イバグレーティングの製造方法において、複数の反射鏡
   を用いることにより、光ファイバの円周方向において均
   等に光を照射することを特徴とする光ファイバグレーテ
   ィングの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の光ファ
   イバグレーティングの製造方法において、光ファイバ及
   び照射する光の一方または両方を光ファイバ軸に沿って
   回転させることにより、光ファイバの円周方向において
   均等に光を照射することを特徴とする光ファイバグレー
   ティングの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１または２に記載の光ファイバグ
   レーティングの製造方法に用いる光ファイバグレーティ
   ングの製造装置であって、 光ファイバを保持する保持手段と、該光ファイバに特定
   波長の光を照射する照射手段とを備え、 前記保持手段が、前記光ファイバをその円周方向に回転
   させる回転機構を備えていることを特徴とする光ファイ
   バグレーティングの製造装置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載の光ファイバグレーティ
   ングの製造方法に用いる光ファイバグレーティングの製
   造装置であって、放物面鏡と、該放物面鏡の内面に光を
   照射する照射手段と、該放物面鏡内に光ファイバを配置
   して保持する保持手段と、前記放物面鏡と該保持手段の
   少なくとも一方を前記光ファイバの長さ方向に移動させ
   る移動手段とを備えていることを特徴とする光ファイバ
   グレーティングの製造装置。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の光ファイバグレーティ
   ングの製造方法に用いる光ファイバグレーティングの製
   造装置であって、複数の反射鏡と、該反射鏡に光を照射
   するための照射手段と、該反射鏡により反射される光の
   光路上に光ファイバを配置して保持するための保持手段
   と、前記反射鏡と該保持手段の少なくとも一方を前記光
   ファイバの長手方向に移動させるための移動手段とを備
   えていることを特徴とする光ファイバグレーティング製
   造装置。
9. 【請求項９】 光ファイバの長手方向に沿って所定の周
   期で紫外光を照射することにより周期的な屈折率分布を
   有する光ファイバグレーティングであって、該光ファイ
   バグレーティングの使用波長範囲内における挿入損失偏
   波依存性の最大値の同一製造ロット内における分布が、
   前記挿入損失偏波依存性の最大値の同一製造ロット内に
   おける平均値に比べて５分の１以下であることを特徴と
   する光ファイバグレーティング。