JP2002537576A - 水素または重水素によるガラスの光増感方法及び光増感されたガラスからつくられる導波路 - Google Patents

水素または重水素によるガラスの光増感方法及び光増感されたガラスからつくられる導波路

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JP2002537576A JP2000600122A JP2000600122A JP2002537576A JP 2002537576 A JP2002537576 A JP 2002537576A JP 2000600122 A JP2000600122 A JP 2000600122A JP 2000600122 A JP2000600122 A JP 2000600122A JP 2002537576 A JP2002537576 A JP 2002537576A
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Abstract

(57)【要約】 導波路材が導波路材からの水素あるいは重水素の放散後も持続するＵＶ感光性を示す、導波路の形成に有用なガラスの感光性を増強するための方法。クラッド層(２６)をもち、高分子材被覆(２８)の一部分が取り除かれた、光導波路ファイバ(２２)は同伴ベースライン屈折率をもつ導波路コア(２４)を形成するために水素あるいは重水素が添加されたコア(２４)を有する。屈折率変化を誘起するために露出された導波路ファイバの少なくとも一部分がＵＶ光(３２)で露光され、次いで水素あるいは重水素を放散し、屈折率変化を固定するためにアニールされる。得られた導波路ファイバは、回折格子形成のような、屈折率のさらなる変化を可能にするに十分なＵＶ光感度を保持する。このプロセスは、回折格子の作製、強度または波長特性の最適化のための回折格子の改変または整調、及び波長感度の正確な空間制御性の提供に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の属する技術分野 本発明は概ね光導波路の感光性の増強に関し、さらに詳しくは、紫外光のよう
な光に対する光導波路の感光性を高めるための方法に関する。
【０００２】 本発明は広範な用途に向けられるが、光導波路に持続的な紫外感光性を与え、
そのような導波路の屈折率プロファイルを調整する目的に特によく適している。
【０００３】発明の背景 光導波路における紫外(ＵＶ)光誘起屈折率変化により作成される回折格子は、
技術上よく知られている。概括的に言えば、そのような導波路は概ね２つのカテ
ゴリーの内のいずれかに入る。長周期回折格子(ＬＰＧ)として知られる第１のカ
テゴリーの回折格子は、一般に強度マスクを通したＵＶ露光により形成される。
短周期回折格子またはファイバブラッグ回折格子(ＦＢＧ)として知られる第２の
カテゴリーは、一般に２ビーム干渉を用いて形成される。一般的に言えば、２ビ
ーム干渉を生じさせるための位相マスクの使用は光導波路への好ましいＦＢＧ“
書込”方法として現在認められている。回折格子の上記のカテゴリーのいずれに
関しても、 回折格子の強度(すなわちＵＶ露光前の光導波路の屈折率に対してＵ
Ｖ露光で生じる屈折率の変化)は、とりわけ、光導波路の感光性に依存する。
【０００４】 回折格子は一般に、遠距離通信システムの光エレクトロニクス部品及びその他
のデバイスのいずれにも普通用いられる、プレーナ型導波路及び光導波路ファイ
バに普通に用いられるドープトシリカガラスに形成される。ドープトシリカガラ
スを含む光導波路のＵＶ光に対する感光性は水素処理により増強し得ることが見
いだされている。初期に提案されたＨ２増感処理は、酸化ゲルマニウムドープシ
リカガラスを比較的高温、一般には少なくとも４００℃で、Ｈ２にさらすことが
必要であった。そのような高温は、酸化ゲルマニウムドープ光導波路ファイバに
も、その他のドーパントを含むその他の光導波路ファイバにも有害であることが
明らかになった。光導波路ファイバには一般に線引きプロセスの一部として高分
子被覆材がコーティングされているという事実により、そのような高温がファイ
バ被覆を破壊するか少なくとも激しく損傷させることがわかった。さらに、その
ような高温増感処理は一般に、ファイバにともなう減衰を大きくし、及び／また
はファイバ自体を弱化させた。上記の欠点の故に、改善されたＨ２添加技法が開
発された。この結果、標準的な光導波路材の光感度が劇的に高められた。
【０００５】 そのような技法の１つにおいては、Ｈ２が拡散して光導波路内に入るように、
ＳｉＯ２ベースの光導波路が、(高くとも２５０℃の)低温で、数日ないし数週間
(分圧が１気圧(１.０１３×１０５Ｐａ)より高い)Ｈ２雰囲気にさらされる。次
いでそのようなＨ２添加光導波路は、光導波路の照射部分の屈折率を高め、よっ
て回折格子を形成するために、ＵＶ光で露光される。本技法を用いて、実用デバ
イスに対しては５×１０−５ないし１０−４の大きさの正規化屈折率変化が得ら
れており、一方用途がそれほど実際的ではないある種の専用ファイバでは１０− ２ もの高い屈折率変化が報告されている。屈折率変化は、導波路が加熱されなけ
れば、実質的に永続的に保たれ得ること、及び少なくとも変化のかなりの部分は
中温加熱(例えば４００℃以下)後も存続し得ることが見いだされた。
【０００６】 さらに最近の進展において、酸化ゲルマニウムドープ光導波路ファイバの屈折
率を、ファイバを水素処理し、熱を加えることにより高め得ることが見いだされ
ている。ガラスは、十分な水素がファイバ内に拡散するまで、１４〜１１,００
０ｐｓｉ(約９.６５×１０４〜７.５８×１０７Ｐａ)の圧力の水素及び２１℃か
ら１５０℃の範囲の温度にさらされる。ファイバは次いで、１秒ないしそれより
短い時間、火炎または赤外光を用いて約５００℃以上の熱を受ける。この技法に
より、正規化屈折率に長期間持続するかなりの増大が生じる。単一モード酸化ゲ
ルマニウムドープ光導波路ファイバの火炎加熱により、４×１０−３の正規化屈
折率変化(Δｎ/ｎ)が得られている。
【０００７】 上述の技法はいずれも、水素添加に依存して光導波路の所要の感光性を得てい
る。水素が添加されると、次いで導波路は導波路の屈折率を変えるためにＵＶ光
または熱にさらされる。上述の技法では、屈折率変化を固定するためのアニール
を除いて、それ以上の処理工程は予定されていない。したがってこれらの技法で
作成されたデバイスは実質的に、とりわけ、ファイバ寸法の違い及び／またはフ
ァイバの真性光感度により変化し得る屈折率特性を有する。すなわち、上述の技
法はかなりの屈折率変化を生じ得るが、それらの変化の精度に関しては制御がほ
とんどなされていない。この結果、上述の技法で作成されたデバイスの内で、さ
らに何らかの処理を施さずにシステムが必要とする条件を十分に満たすことがで
きるものの割合は小さいものでしかない。
【０００８】 このことは回折格子に特に当てはまる。例えば、ＦＢＧデバイスに関しては、
上述のＨ２添加技法は所望の１つまたは複数の波長だけの選択的な除去を妥当な
歩留で得るに十分な精度をもっていない。ＬＰＧデバイスに対しては、中心周波
数の変動がデバイスの合格歩留を低くしている。
【０００９】 上述の点から見て、回折格子製造プロセスを簡略化する一方で回折格子の合格
歩留を高める、光導波路のＵＶ感光性増強方法が必要とされている。さらに、添
加ガスの外方拡散後にも十分な光感度を保持し、よって導波路に光処理をさらに
受けさせることによりかなりの屈折率変化が得られる、光導波路が必要とされて
いる。さらに、数μｍ台の空間スケールで光導波路の光感度を制御する方法が必
要とされている。
【００１０】発明の概要 本発明の一態様は、光導波路にＨ２またはＤ２を添加してベースライン屈折率
を与える工程；ベースライン屈折率に変化を誘起するために添加後の光導波路の
少なくとも一部分を光で処理する工程；及び、ベースライン屈折率に誘起された
変化に対して１０−５をこえる屈折率変化をその後の処理により生じさせるに十
分なＵＶ感光性を光導波路が保持するように、添加後の光導波路からガスを放散
させる工程を含む、光導波路の感光性を増強する方法に関する。
【００１１】 本発明の別の態様は前記放散工程後の光導波路への回折格子の書込に関する。
ＬＰＧデバイス及びＦＢＧデバイスのような回折格子は、技術上一般に適用され
ている技法を用いて光導波路に書き込むことができる。
【００１２】 本発明のまた別の態様は、光導波路にＨ２またはＤ２ガスを添加する工程；添
加後の光導波路に回折格子を書き込むために、添加後の光導波路の少なくとも一
部分に光を照射する工程；添加後の光導波路からガスを放散する工程；及び、回
折格子の屈折率に変化を誘起するために、添加後の光導波路の少なくとも一部分
をＵＶ光で露光する工程を含む、回折格子を調整する方法に関する。
【００１３】 本発明のさらに別の態様は、前記照射工程がＵＶ光に強度マスクを通過させて
光導波路内にＬＰＧデバイスを形成する工程を含む方法に関する。
【００１４】 本発明のさらにまた別の態様は、前記照射工程がＵＶ光に位相マスクを通過さ
せて光導波路にＦＢＧデバイスを形成する工程を含む方法に関する。
【００１５】 本発明の方法により、技術上既知の他の方法に優る多くの利点が得られる。例
えば、本発明の方法により添加ガスが光導波路から放散した後にも持続的なＵＶ
感光性を有する光導波路が作成される。したがって、もはや添加ガスを含んでい
ない光導波路に、十分な強度及び所望の特性を有する回折格子デバイスを書き込
むことができる。この結果、回折格子書込プロセスは改良され、添加ガスの早期
外方拡散による問題がほとんど生じないプロセスになる。光導波路のＨ２または
Ｄ２添加とこれに続くＵＶフラッド露光との新規な組合せにより、１０−４より
大きな屈折率変化を生じさせるに十分なＵＶ感光性を保持する導波路が得られた
。さらに、本発明のある種の用途においては、保持された、１０−４より小さい
屈折率変化を生じさせるに十分なＵＶ感光性は、新規であり、重要であると考え
られる。
【００１６】 さらに、本発明の方法では技術上既知の他の方法では得られない多くの利点が
得られる。回折格子が書き込まれてしまえば、ＵＶフラッド露光を回折格子波長
の整調に用いることができる。利得平坦化用途では、利得平坦化フィルタの波長
誤差により増幅器電力変動が波長の関数として生じるから、本発明を整調に用い
ればより安定な増幅器出力電力レベルが得られる。本発明の方法の上記態様は、
これらの能力により、増幅器に用いるための利得平坦化フィルタのような用途に
特によく適したものとなる。さらに、本発明の調整態様により、パッケージング
前の、所望の特性及び性能をもつ回折格子の歩留が高められる。これまで、とり
わけ、回折格子の強度及び波長の整調は、パッケージング後の張力整調のような
機械的整調技法に頼っていた。さらに、回折格子デバイス技術が成熟するにつれ
て、チャープ回折格子及び特殊なアポダイゼーションプロファイルをもつ回折格
子への関心が高まりつつある。一般に、そのような回折格子は露光ビームの空間
的制御及び／または専用位相マスクにより作製される。これまで、ファイバの光
感度の空間分布は一様のままであった。光ファイバの光感度は、今では数μｍ台
の空間スケールで制御できる。
【００１７】 本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、当業者にはあ
る程度は詳細な説明から容易に明らかであろうし、あるいは本明細書の記述及び
特許請求事項並びに添付図面で説明される本発明を実施することにより認められ
るであろう。上述の一般的説明及び以下の詳細な説明は本発明の例示に過ぎず、
特許請求される本発明の性質及び特徴を理解するための概説ないし枠組みを提供
することを目的としたものであることは当然である。
【００１８】 添付図面は本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み
入れられて、本明細書の一部をなす。図面は本発明の１つまたは複数の実施形態
を示し、記述とともに、本発明の原理及び作用の説明に役立つ。
【００１９】好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の現在好ましい実施形態をここで詳細に参照する。これらの実施形態の
例は添付図面に示される。可能な限り、同じ参照数字が同じかまたは同様の要素
を参照するために全図面を通して用いられる。全般的に言って、本発明の方法は
光導波路の少なくとも一部分に光を照射することにより光導波路の感光性を増強
することに向けられる。例示的実施例において、光導波路はＵＶ露光前に水素添
加される。本明細書において、発明者等は“水素”または“Ｈ２”により水素及
び／またはその同位体である重水素(Ｄ２)を意味している。
【００２０】 本発明では、本明細書に提示される特定の記述、図面または実施例のいずれに
も関わらず、単一モード及び多モードのいずれの光導波路ファイバの製造も、さ
らにプレーナ型導波路の製造も、明確に意識されている。さらに本発明が、気相
外付け(ＯＶＤ)法、改良化学的気相成長(ＭＣＶＤ)法、縦型気相軸付け(ＶＡＤ)
法、プラズマ化学的気相成長(ＰＣＶＤ)法、及びゾル−ゲル法を含むがこれらに
は限定されない、既知の光導波路作製法のいずれとも合わせて実施できると予期
される。本明細書の目的のため、また本発明の様々な実施形態を一層明確に説明
するため、光導波路の感光性を増強する方法の好ましい実施形態及び本方法で作
成された光導波路が本明細書に説明され、また光導波路ファイバ、特にＯＶＤ法
を用いて製造された光導波路ファイバとして、添付図面に示される。
【００２１】 光導波路ファイバの感光性を増強する方法の例示的実施形態が、部分的に、図
１に示される。ＵＶフラッド露光２０に先立ち、光導波路ファイバ２２には水素
が添加されている(２５℃、１００気圧(１.０１３×１０７Ｐａ)，２週間)。Ｈ
２の外方拡散を阻止するため、ＵＶ露光がなされるときが来るまで、水素添加光
導波路ファイバ２２をフリーザーに貯蔵しておくことができる。水素添加光導波
路ファイバ２２は、比較的屈折率が低いクラッド層２６に囲まれた、比較的屈折
率が高い細長いコア２４を含む。クラッド層２６は高分子材被覆２８でくるまれ
ていることが好ましい。ＳｉＯ２を主に含有する水素添加光導波路ファイバ２２
には、酸化ゲルマニウム(ＧｅＯ２)のような、ただしこれには限定されない、ド
ーパントがドープされていることが好ましい。被覆材２８の一部分が水素添加光
導波路ファイバ２２から除去され、ファイバ２２はエキシマーレーザ３０である
ことが好ましいＵＶ光源の近くに置かれる。レーザ３０は、水素添加光導波路フ
ァイバ２２の屈折率を高めるに十分な時間をかけて、光ファイバ２２の導波路露
出区画３４にわたり一様なＵＶ光３２を送る。一般的な露光時間は、所望のΔｎ
の大きさに依存して、数分から数時間の範囲である。一般的に言って、フラッド
露光時間が長くなるほど屈折率の変化は大きくなる。所望の屈折率変化が得られ
ると、光導波路ファイバ２２は約１２５℃で約２４時間アニールされる。アニー
ル工程(図示せず)は、添加光導波路ファイバ２２から水素を放散させる。しかし
、長時間かけて熱を加えずとも、水素がファイバ２２から放散されることは当業
者には当然であろう。露出された導波路区画３４は、１０−４より大きな屈折率
変化を生じるに十分なＵＶ感光性を保持する。
【００２２】 本発明の新規な方法には様々な用法がある。例示的実施形態の１つにおいて、
図２に示されるように、本発明の方法は感光性光導波路ファイバ４０のコア３６
内に屈折率回折格子をつくるために用いることができる。標準的なＨ２添加光導
波路ファイバにおいては、アニール又は別の方法により水素添加光導波路ファイ
バから水素が除去されてしまうと、ＵＶ光露光はファイバの屈折率に極めて少し
しか影響しない。しかし、図１に示したＵＶフラッド露光工程の結果、光導波路
ファイバ４０の先に露光された区画４２には水素の外方拡散後も感光性が残って
いる。
【００２３】 図２に示されるように、位相マスク４４がレーザ３０と光導波路４０の先に露
光された区画４２との間に置かれる。次いで、ＵＶ光３２がレーザ３０から位相
マスク４４を通して送られる。位相マスク４４を通過したＵＶ光５０は２ビーム
干渉を生じ、クラッド層３８を通過してコア３６に入り、コア３６のＵＶ光５０
に露光された領域でコア３６内に屈折率の変化を誘起する。コア３６のＵＶ露光
部分はファイバブラッグ回折格子５２を形成する。
【００２４】 屈折率変化の強度は初期フラッド露光時間の関数である。さらに、ＵＶ感光性
への効果はドーパント濃度に比例することが見いだされた。すなわち、フラッド
露光時のＵＶ光露光時間が長くなるほど、またドーパント濃度が高くなるほど、
コア３６内の誘起屈折率変化は大きくなりしたがって回折格子強度が高くなる。
図２に示される回折格子書込工程は位相マスク４４を組み入れているが、当業者
には、２ビーム干渉をつくりだすために用いられるその他の方法及びデバイスで
本発明のこの実施形態に用いられる位相マスク４４を置き換え得ることは当然で
あろう。さらに、本発明はＵＶ露光に限定されない。ＣＯ２レーザから送られる
ような赤外光あるいは何か他の挟指向性熱源を、本発明のこの実施形態にしたが
いファイバへのフラッド露光または回折格子デバイス書込に用いることができ、
さらに以下で説明されるように整調用途にも用いることができる。さらにＦＢＧ
デバイスだけでなくその他の回折格子も、以下の実施例で一層明確に説明される
ように、本発明の光導波路ファイバ２０のコアに書き込むことができる。
【００２５】 本発明の方法の別の例示的用法は、回折格子書込工程に続く回折格子波長の微
調整である。本発明のこの実施形態はＬＰＧデバイスに関して以下で説明される
が、この用法はＦＢＧデバイス及び技術上既知のその他の回折格子デバイスにも
同様に適用可能であることは当然である。
【００２６】 標準的なＬＰＧ露光プロセス５３は、水素添加光導波路ファイバを用いて初め
に行われる。したがって、回折格子書込前のＵＶフラッド露光工程は必要ではな
い。すなわち、図３に示されるように、強度マスク５４がエキシマーレーザ３０
と水素添加光導波路ファイバ５８の無被覆区画５６との間に置かれる。次いで、
ＵＶ光３２がレーザ３０から強度マスク５４及びクラッド層６２を通して光導波
路ファイバ５８のコア６０内に送り込まれる。強度マスク５４を通過したＵＶ光
６４がコア６０内に所望のＬＰＧデバイス６６を露光し、よってコアの露光部分
の屈折率を変化させる。
【００２７】 約１２５℃で約２４時間のアニール後、ＬＰＧデバイス６６は、図４に示され
るように、光導波路ファイバ５８の無被覆区間５６がエキシマーレーザ３０の近
くになるように、エキシマーレーザ露光装置内に置かれる。次いで光導波路ファ
イバ５８の無被覆区間５６は、強度マスクを用いずに、レーザ３０から送られる
一様なＵＶ光３２で露光される。この結果、回折格子６６の変調は露光時間とと
もに強められる。無添加ファイバ５８はそれほど感光性が強くないので、変調の
変化は、回折格子の先に露光された部分の屈折率がさらに高くなることによる。
整調用途にはナノメートル台の波長シフトが必要であるから、本発明のこの実施
形態はそのような用途に十分適している。
【００２８】 約１２５℃で約２４時間の最終アニールにより回折格子書込工程に続くフラッ
ド露光で得られた誘起屈折率変化が固定され、これによる誘起屈折率低下は約４
０％に過ぎない。図面には示されていないが、上述の実施形態はＦＢＧ及びその
他の回折格子デバイスにも同様に適用できる。しかし、正弦波型回折格子の初期
露光が一層複雑な初期増感を生じることは理解されよう。ＦＢＧデバイスのトラ
フだけが初めに軽く露光されるから、フラッド露光はＦＢＧデバイスのほとんど
に影響し、波長がシフトするので回折格子強度が消し去られるであろう。したが
って、中心波長を整調するためには、ある程度の強度低下は許容できるように、
かなり強度が高い回折格子を初めに書き込まなければならない。
【００２９】 本発明は、本発明の適例となることを目的とする、以下の実施例によりさらに
明確に説明されるであろう。
【００３０】実施例 １ 水素を添加したコーニング(Corning)社の分散シフトファイバを用いた標準的
ＬＰＧ露光プロセス及び約１２５℃で２４時間のアニールに続いて、長周期回折
格子を通常の強度マスクは外したエキシマーレーザ露光装置内に置いて、一様な
ＵＶビーム(約８５ｍＪ/ｃｍ２/パルス，１５Ｈｚ，２４８ｎｍ)でフラッド露光
した。コアモードから最低次クラッドモードへの結合に対応する損失ピークのス
ペクトルを、様々なフラッド露光時間について図５に示す。予想したように、回
折格子のピーク波長は露光時間とともに長波長側にシフトしている。さらに、回
折格子の損失ピークも露光時間とともに増大している。このことは、回折格子の
変調が露光の追加とともに強くなっていることを示唆する。無添加ファイバの感
光性はそれほど高くはないから、変調の変化は回折格子の先に露光された部分の
屈折率がさらに高くなることによる。
【００３１】 整調用途に対しては、ナノメートル台の波長シフトが必要である。本技法は明
らかにこの用途に適している。図６は波長シフトを露光時間の関数として示す。
上述のＬＰＧデバイスに対して、波長シフトは誘起屈折率変化にほぼ比例してい
る。 約１２５℃でさらに２４時間の第２アニール工程により、波長１５５１.２
ｎｍの最終ピークが得られるように誘起屈折率変化を固定した。それでも、誘起
屈折率の約４０％しか第２アニールで失われていなかった。
【００３２】実施例 ２ 水素が添加されたコーニング社のＣＳ−９８０ファイバ(屈折率Δ＝１.０％)
の一部分を一様なＵＶビーム(約６０ｍＪ/ｃｍ２/パルス，１５Ｈｚ，長さ３２
ｍｍ)で露光し、 続いて約１２５℃で約２４時間のアニールを行った。次いで、
２４０ｎｍ，１０Ｈｚで動作する、強度が約５０ｍＪ/ｃｍ２/パルスの、周波数
２逓倍ダイレーザを用いてＦＢＧデバイスを書き込んだ。 回折格子は長さ約３.
９ｍｍにわたりほぼ均一であった。約２０分の露光時間に対する透過スペクトル
を図７に示す。 回折格子は、７.０×１０−４の平均ＵＶ誘起屈折率変化及び６
.５×１０−４の変調屈折率変化を有する。平均ＵＶ誘起屈折率変化にはフラッ
ド露光プロセスによるベースライン屈折率からの増大分は含めていない。１２５
℃で約２４時間のアニール後も回折格子は６.４×１０−４の変調Δｎを維持し
ていた。
【００３３】 屈折率変化の強度が初期フラッド露光時間の関数であることを示すために、何
本かのコーニングＣＳ−９８０ファイバを以下の露光条件：２４０ｎｍ，６０ｍ
Ｊ/ｃｍ２/パルス，１５Ｈｚ，長さ３２ｍｍで、露光時間を１５分から１８０分
の間で変えて１本ずつフラッド露光した。約１２５℃で約２４時間のアニールに
続いて、ＦＢＧデバイスを上記ファイバのそれぞれに書き込んだ。図８にプロッ
トした変調Δｎは、フラッド露光時間の関数である。データは書込フルーエンス
の変化を考慮して比例補正してある。
【００３４】 上述の効果がドーパント濃度に比例することを示すため、１５分から６０分の
間でフラッド露光したコーニングＳＭＦ−２８ファイバ(屈折率Δ＝０.３６％)
に書き込んだ回折格子について、図８に示したものと同様のデータをとった。変
調Δｎを図９に示す。ＳＭＦ−２８の結果とＣＳ−９８０の結果との間の差は、
２種のファイバ内のゲルマニウムの相対量と概ね相関する。
【００３５】実施例 ３ パターン化感光性も、フラッド露光工程時に非一様な露光を用いて光導波路フ
ァイバのコアに書き込んだ。これはサンプリング回折格子を用いて行った。サン
プリング回折格子は長さに沿う櫛形フィルタ振幅をもつＦＢＧデバイスである。
以前は、このタイプの回折格子は位相マスクを位相マスクの直前に置かれた強度
マスクとともに用いて作成されていた。ＵＶ光が強度マスクを透過できる領域の
みが正弦波状の強度パターンで露光されて、回折格子を形成する。したがって、
本発明の技法によればＦＢＧ書込工程を簡略化できる。水素添加に続いて、中心
が５６４.７μｍの６４μｍウインドウをもつ強度マスクを通して、 ファイバを
ＵＶ光で露光した。次いで、このファイバをＦＢＧ書込前にアニールした。この
結果、ピークの強度及び位置に依存して、かなりの大きさの損失が導入されてい
るか、あるいは導入されていない、ＬＰＧデバイスが得られた。次いで、標準的
な位相マスクプロセス及び周波数２逓倍されて２４８ｎｍで動作するエキシマー
レーザ励起ダイレーザを用いて、 長さ約３.５ｍｍのＦＢＧデバイスを上記ファ
イバに書き込んだ。露光強度は約５０ｍＪ/ｃｍ２/パルスとした。ファイバが先
に露光されていた領域に強い回折格子が書き込まれ、他の領域にはファイバの真
性感光性が低いことによる比較的弱い回折格子が見られた。図１０に示す、得ら
れた反射スペクトルは、予想した櫛形状の応答を表す。回折格子長の約８９％か
らなる先に露光された領域に書き込まれた弱い回折格子により、中心回折格子ピ
ークがさらに強くなっている。
【００３６】 上の実施例３で例示した概念は同様に、様々なアポダイゼーションプロファイ
ルを含めるように拡張できまた位相シフト回折格子を含めるように拡張できる。
複雑な反射率及び／または分散プロファイルを有する回折格子を、本タイプの光
増感プロセスから得られるであろう。光感度の強度あるいはバックグラウンド屈
折率を調整することにより、チャープ回折格子を作製できる。フラッド露光プロ
セスは、露光時間の増加ともに増大する屈折率を生じさせる。このことは、一様
周期の露光プロセスを用いるが得られるピーク波長は非一様な、回折格子の製造
に用いることができる。例えば、回折格子に沿う露光量の線形変化により、線形
チャープ回折格子を作製できる。そのような露光量は、速度を変えながら細いビ
ームをファイバ長に沿ってスキャンさせるか、透過率を調節できるマスクを通し
てファイバを露光するか、あるいはこれら２つの手法の何らかの併用によりつく
りだすことができる。引き続いて、周期が一様な正弦波状強度パターンで露光す
ることで、長さの関数としての共振波長の線形変化により効果的にチャーピング
された回折格子が得られる。回折格子強度はフラッド露光量にも依存するから、
十分な強度をもつ回折格子をつくる最小限レベルより上で、露光量を変化させる
ことが好ましい。
【００３７】 本発明の精神または範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変更がな
され得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変
形が添付特許請求事項及びその等価物の範囲内に入るならば、本発明はそれらの
改変及び変形を包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の例示的実施形態のフラッド露光工程の略図である
【図２】 本発明の例示的実施形態のＦＢＧ書込工程の略図である
【図３】 本発明の例示的実施形態のＬＰＧ書込工程の略図である
【図４】 図３に示した例示的実施形態のフラッド露光工程の略図である
【図５】 本発明の実施例１にしたがって分散シフトファイバに書き込まれたＬＰＧに対
する波長スペクトルシフトをフラッド露光時間に対して示す
【図６】 本発明の実施例１にしたがって分散シフトファイバに書き込まれたＬＰＧに対
する波長シフトをフラッド露光時間に対して示す
【図７】 本発明の実施例２にしたがってＵＶフラッド露光されたＣＳ−９８０ファイバ
に書き込まれたＦＢＧの透過スペクトルを示す
【図８】 本発明の実施例２にしたがってＣＳ−９８０ファイバに書き込まれたＦＢＧに
対するＵＶ誘起屈折率をフラッド露光時間の関数として示す
【図９】 本発明の実施例２にしたがってＳＭＦ−２８ファイバに書き込まれたＦＢＧに
対するＵＶ誘起屈折率をフラッド露光時間の関数として示す
【図１０】 本発明の実施例３にしたがうサンプリングＦＢＧ回折格子デバイスの反射スペ
クトルを示す
【符号の説明】
２２ 光導波路ファイバ ２４ コア ２６ クラッド層 ２８ 高分子材被覆 ３０ エキシマーレーザ ３２ ＵＶ光
───────────────────────────────────────────────────── 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 6/16 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｍ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＥ，ＡＬ，Ａ Ｍ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，Ｈ Ｕ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ウィグリー，ピーター ジー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング ステイト ストリート 279 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 LA02 PA00 PA05 PA22 PA30 QA04 RA08 TA00 TA41 2H050 AA01 AB03Z AB05X AC82 AC84 AD00 4G062 AA06 BB02 LA10 LB10 NN01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路の感光性を増強する方法において、前記方法が： 同伴ベースライン屈折率をつくるためにＨ２及びＤ２からなる群から選ばれる
    ガスを光導波路に添加する工程； 前記添加された光導波路の少なくとも一部分を処理して、前記処理された部分
    の前記ベースライン屈折率に変化を誘起する工程； 前記添加された光導波路から前記ガスを放散して、前記ベースライン屈折率の
    前記誘起された変化を固定する工程；前記放散工程後、前記光導波路は前記ベー
    スライン屈折率の前記固定された誘起変化に対して１０−５より大きい屈折率変
    化を生じさせるに十分なＵＶ光感度を保持する；及び 少なくとも前記処理された部分を処理して、前記ベースライン屈折率の前記固
    定された誘起変化に変化を誘起する工程； を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記第１の処理工程が一様なＵＶ光ビームで照射する工程を
    含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第１の処理工程が非一様なＵＶ光ビームで照射する工程
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記放散工程後に回折格子を前記光導波路に書き込む工程を
    さらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記回折格子書込工程がＦＢＧ(ファイバブラッグ回折格子)
    デバイスを書き込む工程またはＬＰＧ（長周期回折格子）デバイスを書き込む工
    程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記放散工程後にサンプリング回折格子を前記光導波路に書
    き込む工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記第１及び第２の処理工程が赤外光で照射する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 回折格子を整調する方法において、前記方法が： Ｈ２及びＤ２からなる群から選ばれるガスを光導波路に添加する工程； 前記添加された光導波路の少なくとも一部分に光を照射して、前記添加された
    光導波路の前記少なくとも一部分に回折格子を書き込む工程； 前記添加された光導波路から前記ガスを放散する工程；及び 前記照射された部分の少なくとも一部分を光で露光して、前記回折格子の屈折
    率に変化を誘起する工程； を含むことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 前記照射工程がＵＶ光に強度マスクを通過させて前記光導波
    路内にＬＰＧを形成する工程またはＵＶ光に位相マスクを通過させて前記光導波
    路内にＦＢＧを形成する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記露光工程が前記光導波路の前記少なくとも一部分を一
    様なＵＶ光ビームでフラッド露光する工程を含むことを特徴とする請求項８に記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記露光工程が少なくとも前記照射部分を赤外光でフラッ
    ド露光する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 光導波路の感光性を増強する方法であって、同伴ベースラ
    イン屈折率を生じさせるために前記光導波路が水素添加され、前記ベースライン
    屈折率に変化を誘起するために前記添加された光導波路の少なくとも一部分が処
    理され、前記誘起された屈折率変化を固定するために前記添加された光導波路か
    ら前記水素が放散される方法において、前記方法が： 前記固定された誘起屈折率変化に１０−５より大きい変化を誘起するために少
    なくとも前記処理された部分を処理する工程； を含むことを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１の処理工程が一様なＵＶ光ビームで照射する工程
    を含む請求項１に記載の方法で作成されることを特徴とする光導波路。
  14. 【請求項１４】 前記放散工程後に回折格子を前記光導波路に書き込む工程
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の光導波路。
  15. 【請求項１５】 前記回折格子書込工程がＦＢＧデバイスを書き込む工程ま
    たはＬＰＧデバイスを書き込む工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の
    光導波路。
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