JP2003167138A - グレーティングの形成方法及び装置 - Google Patents
グレーティングの形成方法及び装置Info
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- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
- G02B6/02138—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference based on illuminating a phase mask
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- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
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- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02152—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating involving moving the fibre or a manufacturing element, stretching of the fibre
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラッドモード結合損失を低減させたグレー
ティングの形成方法及び装置を提供する。 【解決手段】 光ファイバ４や光導波路等の光部品のコ
アに、位相マスク３を介して紫外光１を照射する際に紫
外光１をコアに対して斜めに照射することにより、グレ
ーティング５を高精度に形成することができ、クラッド
モード結合損失が低減する。
ティングの形成方法及び装置を提供する。 【解決手段】 光ファイバ４や光導波路等の光部品のコ
アに、位相マスク３を介して紫外光１を照射する際に紫
外光１をコアに対して斜めに照射することにより、グレ
ーティング５を高精度に形成することができ、クラッド
モード結合損失が低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グレーティングの
形成方法及び装置に関する。
形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長多重伝送技術の進展に伴い、
波長合分波用の狭帯域反射素子や分散補償用器等への応
用面から光導波路グレーティング技術が重要となってき
ている。
波長合分波用の狭帯域反射素子や分散補償用器等への応
用面から光導波路グレーティング技術が重要となってき
ている。
【０００３】光導波路グレーティングは、光照射により
屈折率が恒久的に変化するフォトセンシティビティを利
用して光ファイバや平面型光導波路のコア部分の長手方
向に一定の周期的な変化、例えばコア屈折率の周期的な
変化を形成することによって屈折率変調型のグレーティ
ングを形成する技術である。
屈折率が恒久的に変化するフォトセンシティビティを利
用して光ファイバや平面型光導波路のコア部分の長手方
向に一定の周期的な変化、例えばコア屈折率の周期的な
変化を形成することによって屈折率変調型のグレーティ
ングを形成する技術である。
【０００４】狭帯域反射素子は、高い反射率、狭いスペ
クトル幅及び透過波長以外の光遮断する特性等の点で高
性能でなければならない。
クトル幅及び透過波長以外の光遮断する特性等の点で高
性能でなければならない。
【０００５】図６（ａ）は従来の狭帯域反射素子の光フ
ァイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、図
６（ｂ）は図６（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射
素子のスペクトル特性図である。図６（ａ）において横
軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸は光誘
起屈折率軸である。図６（ｂ）において横軸は波長軸で
あり、縦軸は損失軸である。
ァイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、図
６（ｂ）は図６（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射
素子のスペクトル特性図である。図６（ａ）において横
軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸は光誘
起屈折率軸である。図６（ｂ）において横軸は波長軸で
あり、縦軸は損失軸である。
【０００６】同図（ａ）に示すような屈折率変調特性を
有するグレーティングは図６（ｂ）に示すようなサイド
ローブが発生する。このサイドローブは所望の帯域以外
の波長の光信号を反射するため、波長合分波等の用途で
はできるだけ抑制する必要がある。サイドローブの大き
さは光ファイバの軸方向の屈折率変調に大きく依存す
る。
有するグレーティングは図６（ｂ）に示すようなサイド
ローブが発生する。このサイドローブは所望の帯域以外
の波長の光信号を反射するため、波長合分波等の用途で
はできるだけ抑制する必要がある。サイドローブの大き
さは光ファイバの軸方向の屈折率変調に大きく依存す
る。
【０００７】一般にグレーティングの周辺部では屈折率
変調の変調振幅が小さく、中心部で大きくなるように制
御するアポダイゼーションにより大幅に抑制できる。狭
帯域グレーティングの反射特性をシミュレーションした
結果、屈折率変調としてガウス型やｃｏｓ型等のアポダ
イゼーションをかけることがサイドローブ抑制効果が大
きいことが知られている。
変調の変調振幅が小さく、中心部で大きくなるように制
御するアポダイゼーションにより大幅に抑制できる。狭
帯域グレーティングの反射特性をシミュレーションした
結果、屈折率変調としてガウス型やｃｏｓ型等のアポダ
イゼーションをかけることがサイドローブ抑制効果が大
きいことが知られている。
【０００８】図７（ａ）は他の従来の狭帯域反射素子の
光ファイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であ
り、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した特性を有する狭帯
域反射素子のスペクトル特性図である。図７（ａ）にお
いて横軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸
は光誘起屈折率軸である。図７（ｂ）において横軸は波
長軸であり、縦軸は損失軸である。
光ファイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であ
り、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した特性を有する狭帯
域反射素子のスペクトル特性図である。図７（ａ）にお
いて横軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸
は光誘起屈折率軸である。図７（ｂ）において横軸は波
長軸であり、縦軸は損失軸である。
【０００９】同図７（ａ）、（ｂ）はｃｏｓ型の屈折率
変調を有するグレーティングのスペクトル特性のシミュ
レーション結果を示したものであり、サイドローブが抑
制されているのが分かる。しかしながら、ｃｏｓ型やガ
ウス型のアポダイゼーションをかけることにより、反射
波長の短波長側にリップルが発生する。これはグレーテ
ィング内である波長に対する反射点が２箇所あるため、
グレーティング内部でファブリペロー干渉が発生してい
るためと考えられる。このリップルを抑えるためにはグ
レーティング内部で平均屈折率が一定になるような操作
を行う。このリップルは、図８（ａ）、（ｂ）に示すよ
うなアポダイゼーションの変調と反転した変調をかける
ことで実現できる。
変調を有するグレーティングのスペクトル特性のシミュ
レーション結果を示したものであり、サイドローブが抑
制されているのが分かる。しかしながら、ｃｏｓ型やガ
ウス型のアポダイゼーションをかけることにより、反射
波長の短波長側にリップルが発生する。これはグレーテ
ィング内である波長に対する反射点が２箇所あるため、
グレーティング内部でファブリペロー干渉が発生してい
るためと考えられる。このリップルを抑えるためにはグ
レーティング内部で平均屈折率が一定になるような操作
を行う。このリップルは、図８（ａ）、（ｂ）に示すよ
うなアポダイゼーションの変調と反転した変調をかける
ことで実現できる。
【００１０】図８（ａ）は他の従来の狭帯域反射素子の
光ファイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であ
り、図８（ｂ）は図８（ａ）に示した特性を有する狭帯
域反射素子のスペクトル特性図である。図８（ａ）にお
いて横軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸
は光誘起屈折率軸である。図８（ｂ）において横軸は波
長軸であり、縦軸は損失軸である。
光ファイバの長さと屈折率との関係を示す特性図であ
り、図８（ｂ）は図８（ａ）に示した特性を有する狭帯
域反射素子のスペクトル特性図である。図８（ａ）にお
いて横軸は光ファイバの長さ方向の距離軸であり、縦軸
は光誘起屈折率軸である。図８（ｂ）において横軸は波
長軸であり、縦軸は損失軸である。
【００１１】ここで、位相マスクを使用せずに、グレー
ティング形成前（または形成後）に紫外光を反転分布で
照射することで平均屈折率のみ変化させることができ
る。グレーティング形成前に反転分布の照射を行うこと
をプレライトといい、グレーティング形成後に照射する
ことをポストライトという。このプレライトやポストラ
イトを行うことで平均屈折率を一定にすることができる
ので、干渉は発生せずリップルを抑えることができる。
ティング形成前（または形成後）に紫外光を反転分布で
照射することで平均屈折率のみ変化させることができ
る。グレーティング形成前に反転分布の照射を行うこと
をプレライトといい、グレーティング形成後に照射する
ことをポストライトという。このプレライトやポストラ
イトを行うことで平均屈折率を一定にすることができる
ので、干渉は発生せずリップルを抑えることができる。
【００１２】光導波路にコア屈折率の周期的変化を生じ
させてグレーティングを形成する方法としては、ＧｅＯ
2 が添加された石英ガラスに強い紫外光を照射すると、
その照射量に応じて屈折率が増加する現象を利用する方
法が知られている。
させてグレーティングを形成する方法としては、ＧｅＯ
2 が添加された石英ガラスに強い紫外光を照射すると、
その照射量に応じて屈折率が増加する現象を利用する方
法が知られている。
【００１３】例えば、コアにＧｅＯ2 が添加された石英
系光ファイバを、１００ａｔｍの水素加圧容器中で水素
添加処理した後、位相マスクを用いて光ファイバに紫外
光を照射する方法である。
系光ファイバを、１００ａｔｍの水素加圧容器中で水素
添加処理した後、位相マスクを用いて光ファイバに紫外
光を照射する方法である。
【００１４】図４は光ファイバグレーティングの形成方
法の従来例を示す説明図である。
法の従来例を示す説明図である。
【００１５】光源（エキシマレーザ：図示せず。）から
出射された波長２４８ｎｍの紫外光１１は、紫外光１１
を全反射する反射ミラー１２で折り返され、紫外光１１
が位相マスク１３を通して光ファイバ１４の被覆層が除
去された部分に垂直（法線方向）に照射されるようにな
っている。
出射された波長２４８ｎｍの紫外光１１は、紫外光１１
を全反射する反射ミラー１２で折り返され、紫外光１１
が位相マスク１３を通して光ファイバ１４の被覆層が除
去された部分に垂直（法線方向）に照射されるようにな
っている。
【００１６】このような構成の装置を用いて光ファイバ
グレーティングを製造するためには、光源から出射され
た紫外光１１を位相マスク１３を通して光ファイバ１４
に照射すればよい。この結果、光ファイバ１４の紫外光
１１が照射された部分のみコアの屈折率が増加するの
で、コア屈折率が周期的に変化したグレーティング１５
が形成される。反射ミラー１２を光ファイバ１４の長手
方向（矢印方向）に移動させながら紫外光１１を照射
し、紫外光１１の移動速度及び各照射位置における照射
時間を変化させることにより屈折率変調を制御する方法
により、グレーティングを形成する方法が用いられてい
る。また、図８（ａ）、（ｂ）に示すようなプレライト
やポストライト等の反転分布の変調をかけるためには位
相マスク１３を取り外した状態で紫外光１１を光ファイ
バ１４に照射すればよい。
グレーティングを製造するためには、光源から出射され
た紫外光１１を位相マスク１３を通して光ファイバ１４
に照射すればよい。この結果、光ファイバ１４の紫外光
１１が照射された部分のみコアの屈折率が増加するの
で、コア屈折率が周期的に変化したグレーティング１５
が形成される。反射ミラー１２を光ファイバ１４の長手
方向（矢印方向）に移動させながら紫外光１１を照射
し、紫外光１１の移動速度及び各照射位置における照射
時間を変化させることにより屈折率変調を制御する方法
により、グレーティングを形成する方法が用いられてい
る。また、図８（ａ）、（ｂ）に示すようなプレライト
やポストライト等の反転分布の変調をかけるためには位
相マスク１３を取り外した状態で紫外光１１を光ファイ
バ１４に照射すればよい。
【００１７】図５（ａ）は前述した方法で形成されたグ
レーティングの透過及び反射スペクトル特性を示す図で
あり、図５（ｂ）は図５（ａ）の領域Ａの部分拡大図で
ある。図５（ａ）、（ｂ）において横軸は波長軸であ
り、縦軸は損失軸である。
レーティングの透過及び反射スペクトル特性を示す図で
あり、図５（ｂ）は図５（ａ）の領域Ａの部分拡大図で
ある。図５（ａ）、（ｂ）において横軸は波長軸であ
り、縦軸は損失軸である。
【００１８】図５（ａ）より、透過遮断率約４５ｄＢで
反射スペクトルにサイドローブやリップルのないグレー
ティングを形成することができる。
反射スペクトルにサイドローブやリップルのないグレー
ティングを形成することができる。
【００１９】以上のように、従来技術では光ファイバの
長手方向に紫外光を移動させながら照射して屈折率変調
の型を制御することによりグレーティングを形成するこ
とができる。
長手方向に紫外光を移動させながら照射して屈折率変調
の型を制御することによりグレーティングを形成するこ
とができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術でグレーティングを形成すると以下のような問題があ
ることが分かった。
術でグレーティングを形成すると以下のような問題があ
ることが分かった。
【００２１】図５（ａ）において透過スペクトルの中心
波長から短波長側にリップルが発生している。これは導
波モードがクラッドモードへ結合することに起因してい
る。クラッドモード結合損失は、ＷＤＭシステムの使用
波長帯域内にある他の波長の系に損失を与えるという問
題がある。
波長から短波長側にリップルが発生している。これは導
波モードがクラッドモードへ結合することに起因してい
る。クラッドモード結合損失は、ＷＤＭシステムの使用
波長帯域内にある他の波長の系に損失を与えるという問
題がある。
【００２２】そこで、このクラッドモード結合損失の影
響を除去するための方法として、光ファイバのクラッド
にもＧｅＯ2 が添加された光ファイバにグレーティング
を形成する方法が用いられている。この方法により、ク
ラッドにもグレーティングが形成され、クラッドモード
の発生を抑えることができる。
響を除去するための方法として、光ファイバのクラッド
にもＧｅＯ2 が添加された光ファイバにグレーティング
を形成する方法が用いられている。この方法により、ク
ラッドにもグレーティングが形成され、クラッドモード
の発生を抑えることができる。
【００２３】図９はクラッドに添加するＧｅＯ2 量を変
化させた場合のクラッドモード結合損失の変化を示した
図である。同図において横軸は相対波長軸であり、縦軸
は損失軸である。
化させた場合のクラッドモード結合損失の変化を示した
図である。同図において横軸は相対波長軸であり、縦軸
は損失軸である。
【００２４】同図より、コアに対するクラッドのＧｅＯ
2 の添加量を０．６から０．８まで増加することによ
り、クラッドモード結合損失を約２ｄＢから約１．３ｄ
Ｂまで改善できることが分かる。
2 の添加量を０．６から０．８まで増加することによ
り、クラッドモード結合損失を約２ｄＢから約１．３ｄ
Ｂまで改善できることが分かる。
【００２５】図５（ａ）はクラッドにもＧｅＯ2 が添加
された光ファイバ（コアに対するクラッドのＧｅＯ2 の
添加量０．８）に従来技術によりグレーティングを形成
したものの透過及び反射スペクトル特性であるが、図５
（ｂ）に示すようにクラッドモード結合損失部を拡大す
ると、１．３９ｄＢ程度のクラッドモード結合損失が発
生していることが分かる。この結合損失はＷＤＭシステ
ムに適用する上で問題となる。また、クラッドに添加す
るＧｅＯ2 の量を制御することは非常に難しく、光ファ
イバ間でばらつきが生じ、クラッドモード結合損失を光
ファイバのみで低減することは大変な時間と労力を要す
るという問題があった。
された光ファイバ（コアに対するクラッドのＧｅＯ2 の
添加量０．８）に従来技術によりグレーティングを形成
したものの透過及び反射スペクトル特性であるが、図５
（ｂ）に示すようにクラッドモード結合損失部を拡大す
ると、１．３９ｄＢ程度のクラッドモード結合損失が発
生していることが分かる。この結合損失はＷＤＭシステ
ムに適用する上で問題となる。また、クラッドに添加す
るＧｅＯ2 の量を制御することは非常に難しく、光ファ
イバ間でばらつきが生じ、クラッドモード結合損失を光
ファイバのみで低減することは大変な時間と労力を要す
るという問題があった。
【００２６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、クラッドモード結合損失を低減させたグレーティン
グの形成方法及び装置を提供することにある。
し、クラッドモード結合損失を低減させたグレーティン
グの形成方法及び装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のグレーティングの形成方法は、光ファイバや
光導波路等の光部品のコアに紫外光を照射することによ
りコアの長手方向に周期的に屈折率が変化したグレーテ
ィングを形成するグレーティングの形成方法において、
紫外光をコアに対して斜めに照射するものである。
に本発明のグレーティングの形成方法は、光ファイバや
光導波路等の光部品のコアに紫外光を照射することによ
りコアの長手方向に周期的に屈折率が変化したグレーテ
ィングを形成するグレーティングの形成方法において、
紫外光をコアに対して斜めに照射するものである。
【００２８】上記構成に加え本発明のグレーティングの
形成方法は、紫外光と光部品とをコアの長手方向に沿っ
て相対的に移動させながら照射するのが好ましい。
形成方法は、紫外光と光部品とをコアの長手方向に沿っ
て相対的に移動させながら照射するのが好ましい。
【００２９】本発明のグレーティングの形成装置は、紫
外光を出射する光源と、光ファイバや光導波路等の光部
品を保持する保持機構と、紫外光を光部品のコアの長手
方向に沿って移動させながら照射する移動機構と、光部
品のグレーティングを形成すべくコアの上に配置される
位相マスクとを備えたグレーティングの形成装置におい
て、紫外光をコアに対して任意の角度で照射するように
したものである。
外光を出射する光源と、光ファイバや光導波路等の光部
品を保持する保持機構と、紫外光を光部品のコアの長手
方向に沿って移動させながら照射する移動機構と、光部
品のグレーティングを形成すべくコアの上に配置される
位相マスクとを備えたグレーティングの形成装置におい
て、紫外光をコアに対して任意の角度で照射するように
したものである。
【００３０】本発明によれば、光ファイバや光導波路等
の光部品のコアに、位相マスクを介して紫外光を照射す
る際に、紫外光をコアに対して斜めに照射することによ
り、グレーティングを高精度に形成することができ、ク
ラッドモード結合損失が低減する。
の光部品のコアに、位相マスクを介して紫外光を照射す
る際に、紫外光をコアに対して斜めに照射することによ
り、グレーティングを高精度に形成することができ、ク
ラッドモード結合損失が低減する。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００３２】図１は本発明の実施の形態をグレーティン
グの形成方法を適用した装置の概念図である。
グの形成方法を適用した装置の概念図である。
【００３３】同図に示す装置は、ビーム状の紫外光１を
出射する光源（図示しないエキシマレーザ）と、光ファ
イバ４を保持する保持機構（図示しない光部品ホルダ）
と、紫外光を光ファイバ４の長手方向（矢印方向）に沿
って移動させながら照射する移動機構（図示しないＸＹ
ステージ）と、光ファイバ４のグレーティング５を形成
すべくコアの上に配置される位相マスク３とを備えたグ
レーティングの形成装置であって、紫外光１を光ファイ
バ４の法線に対して任意の角度θで照射すべく反射ミラ
ー２を配置したものである。
出射する光源（図示しないエキシマレーザ）と、光ファ
イバ４を保持する保持機構（図示しない光部品ホルダ）
と、紫外光を光ファイバ４の長手方向（矢印方向）に沿
って移動させながら照射する移動機構（図示しないＸＹ
ステージ）と、光ファイバ４のグレーティング５を形成
すべくコアの上に配置される位相マスク３とを備えたグ
レーティングの形成装置であって、紫外光１を光ファイ
バ４の法線に対して任意の角度θで照射すべく反射ミラ
ー２を配置したものである。
【００３４】このように構成したことで、光ファイバ４
に高精度のグレーティング５を形成することができ、ク
ラッドモード結合損失が低減する。
に高精度のグレーティング５を形成することができ、ク
ラッドモード結合損失が低減する。
【００３５】次に具体的な数値を挙げて説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
【実施例】図１に示す装置において、光ファイバ４は、
光ファイバ４を強制的に固定する機構を有するＸＹステ
ージ上に載置されている。グレーティング５が形成され
る光ファイバ４はコアと、コアよりも屈折率の低いクラ
ッドとを有し、その比屈折率差は０．３〜６％程度に設
定されている。光ファイバ４のコアには少なくともＧｅ
Ｏ2 が添加されており、ビーム状の紫外光１が照射され
たときにその紫外光強度及び照射時間に応じて屈折率が
変化するようになっている。また、光ファイバ４のクラ
ッドにも少なくともＧｅＯ2 がコアの添加量の０．８倍
程度添加され、Ｆも添加されてコアよりも屈折率が低く
なっている（ＧｅＯ2 以外にＡｌ、Ｅｒ、Ｔｉ等が適宜
添加されていてもよい）。また、光ファイバ４の代わり
に、石英ガラス基板上に少なくともＧｅＯ2 の添加され
たコアと、コアよりも屈折率の低いクラッドとを有する
平面型光導波路回路を用いてもよい。この場合も、クラ
ッドにはＧｅＯ2 が添加されており、コアにはＧｅＯ2
以外にＡｌ、Ｅｒ、Ｔｉ等が適宜添加されていてもよ
い。
光ファイバ４を強制的に固定する機構を有するＸＹステ
ージ上に載置されている。グレーティング５が形成され
る光ファイバ４はコアと、コアよりも屈折率の低いクラ
ッドとを有し、その比屈折率差は０．３〜６％程度に設
定されている。光ファイバ４のコアには少なくともＧｅ
Ｏ2 が添加されており、ビーム状の紫外光１が照射され
たときにその紫外光強度及び照射時間に応じて屈折率が
変化するようになっている。また、光ファイバ４のクラ
ッドにも少なくともＧｅＯ2 がコアの添加量の０．８倍
程度添加され、Ｆも添加されてコアよりも屈折率が低く
なっている（ＧｅＯ2 以外にＡｌ、Ｅｒ、Ｔｉ等が適宜
添加されていてもよい）。また、光ファイバ４の代わり
に、石英ガラス基板上に少なくともＧｅＯ2 の添加され
たコアと、コアよりも屈折率の低いクラッドとを有する
平面型光導波路回路を用いてもよい。この場合も、クラ
ッドにはＧｅＯ2 が添加されており、コアにはＧｅＯ2
以外にＡｌ、Ｅｒ、Ｔｉ等が適宜添加されていてもよ
い。
【００３７】本実施例で用いられる紫外光１の波長は２
００〜３００ｎｍ程度が好ましく、光源としては例えば
ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）が用いられ
る。光源から出射された紫外光１は、紫外光１を全反射
する材質からなる反射ミラー２で折り返され、一定間隔
の格子が配列された位相マスク３を介して光ファイバ４
に照射される。反射ミラー２には、光ファイバ４のコア
に対して照射する紫外光１の角度を調整する機構が設け
られている（紫外光１の角度を調整する機構は光源に設
けられていてもよい。）。
００〜３００ｎｍ程度が好ましく、光源としては例えば
ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）が用いられ
る。光源から出射された紫外光１は、紫外光１を全反射
する材質からなる反射ミラー２で折り返され、一定間隔
の格子が配列された位相マスク３を介して光ファイバ４
に照射される。反射ミラー２には、光ファイバ４のコア
に対して照射する紫外光１の角度を調整する機構が設け
られている（紫外光１の角度を調整する機構は光源に設
けられていてもよい。）。
【００３８】次に、図１を参照して光ファイバにグレー
ティングを形成する方法について説明する。
ティングを形成する方法について説明する。
【００３９】光ファイバ４への紫外光照射に先立ち、水
素添加処理を行う。この水素添加処理は、紫外光照射に
よるコアの屈折率変化を十分に得るために行われ、光フ
ァイバ４を１００〜３００ａｔｍ、５０℃程度に調整さ
れた水素加圧容器中に約１週間程度収納することによっ
て達成される。
素添加処理を行う。この水素添加処理は、紫外光照射に
よるコアの屈折率変化を十分に得るために行われ、光フ
ァイバ４を１００〜３００ａｔｍ、５０℃程度に調整さ
れた水素加圧容器中に約１週間程度収納することによっ
て達成される。
【００４０】光ファイバ４をＸＹステージ上に固定す
る。
る。
【００４１】紫外光１を位相マスク３を介さない状態で
光ファイバ４に対して角度θだけ傾斜させて直接照射す
ると共に、反射ミラー２を一定の間隔で移動させる手段
により紫外光１の照射位置を光ファイバ４の長手方向に
移動させ、各照射位置での照射時間を調整することによ
って、グレーティング形成時とは反転分分布の紫外光照
射を行う（プレライト）。プレライトの代わりに、グレ
ーティング形成後に位相マスク３を外して同様の照射を
行ってもよい（ポストライト）。
光ファイバ４に対して角度θだけ傾斜させて直接照射す
ると共に、反射ミラー２を一定の間隔で移動させる手段
により紫外光１の照射位置を光ファイバ４の長手方向に
移動させ、各照射位置での照射時間を調整することによ
って、グレーティング形成時とは反転分分布の紫外光照
射を行う（プレライト）。プレライトの代わりに、グレ
ーティング形成後に位相マスク３を外して同様の照射を
行ってもよい（ポストライト）。
【００４２】位相マスク３を光ファイバ４の長手方向と
平行になるように配置する。位相マスク３と光ファイバ
４との間の間隔は０〜２００μｍ程度に設定される。
平行になるように配置する。位相マスク３と光ファイバ
４との間の間隔は０〜２００μｍ程度に設定される。
【００４３】位相マスク３の上から光ファイバ４に対し
て法線から角度θだけ傾斜した紫外光１を位相マスク３
を介して照射すると共に、図示しない移動機構（例えば
送りネジと、送りネジを回転させるモータと、送りネジ
に設けられたボールネジと、送りネジと平行に配置され
る案内ロッドとで構成される装置）を用いて反射ミラー
２を一定の速度で平行移動させることにより、紫外光１
の照射位置を光ファイバ４の長手方向に移動させる。紫
外光１の照射位置を移動させるには、位相マスク３及び
光ファイバ４とを相対的に移動させればよく、位相マス
ク３及び光ファイバ４を固定して紫外光１を光ファイバ
４の長手方向に移動させてもよく、紫外光１を固定して
位相マスク３及び光ファイバ４を光ファイバ４の長手方
向に移動させてもよく、あるいは紫外光１、位相マスク
３及び光ファイバ４を同時に移動させてもよい。
て法線から角度θだけ傾斜した紫外光１を位相マスク３
を介して照射すると共に、図示しない移動機構（例えば
送りネジと、送りネジを回転させるモータと、送りネジ
に設けられたボールネジと、送りネジと平行に配置され
る案内ロッドとで構成される装置）を用いて反射ミラー
２を一定の速度で平行移動させることにより、紫外光１
の照射位置を光ファイバ４の長手方向に移動させる。紫
外光１の照射位置を移動させるには、位相マスク３及び
光ファイバ４とを相対的に移動させればよく、位相マス
ク３及び光ファイバ４を固定して紫外光１を光ファイバ
４の長手方向に移動させてもよく、紫外光１を固定して
位相マスク３及び光ファイバ４を光ファイバ４の長手方
向に移動させてもよく、あるいは紫外光１、位相マスク
３及び光ファイバ４を同時に移動させてもよい。
【００４４】図２は本発明のグレーティングの形成方法
により得られた光ファイバグレーティングのビーム角度
（紫外光入射角度）θとクラッドモード結合損失との関
係を示す図であり、横軸がビーム角度軸であり、縦軸が
クラッドモード結合損失軸である。
により得られた光ファイバグレーティングのビーム角度
（紫外光入射角度）θとクラッドモード結合損失との関
係を示す図であり、横軸がビーム角度軸であり、縦軸が
クラッドモード結合損失軸である。
【００４５】図２より、紫外光のビーム角度θを−０．
７５°とすることで、クラッドモード結合損失を最小に
することができることが分かる。すなわち、紫外光の入
射角度θのみを調整することにより、得られるグレーテ
ィングのクラッドモード結合損失を最適化することがで
きる。
７５°とすることで、クラッドモード結合損失を最小に
することができることが分かる。すなわち、紫外光の入
射角度θのみを調整することにより、得られるグレーテ
ィングのクラッドモード結合損失を最適化することがで
きる。
【００４６】図３（ａ）は本発明の形成方法により形成
したグレーティングの透過及び反射スペクトルを示す図
であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の領域Ｂの部分拡大図
である。図３（ａ）、（ｂ）において、横軸が波長軸で
あり、縦軸が損失軸である。同図より、クラッドモード
結合損失を０．５ｄＢまで低減できたことが分かる。
したグレーティングの透過及び反射スペクトルを示す図
であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の領域Ｂの部分拡大図
である。図３（ａ）、（ｂ）において、横軸が波長軸で
あり、縦軸が損失軸である。同図より、クラッドモード
結合損失を０．５ｄＢまで低減できたことが分かる。
【００４７】したがって、光ファイバに照射する紫外光
の角度を調整する簡単な方法で再現性よく、クラッドモ
ード結合損失の小さいグレーティングを形成することが
できる。
の角度を調整する簡単な方法で再現性よく、クラッドモ
ード結合損失の小さいグレーティングを形成することが
できる。
【００４８】以上において本発明によれば、光ファイバ
に照射する紫外光の角度のみを最適化することで、グレ
ーティングのクラッドモード結合損失を容易に制御でき
る。また、グレーティング形成装置に特別な機構を必要
とせず、紫外光の角度を調整する簡単な機構のみで、通
常のグレーティング形成と同様の方法でクラッドモード
結合損失を容易に制御したグレーティングを得ることが
できる。
に照射する紫外光の角度のみを最適化することで、グレ
ーティングのクラッドモード結合損失を容易に制御でき
る。また、グレーティング形成装置に特別な機構を必要
とせず、紫外光の角度を調整する簡単な機構のみで、通
常のグレーティング形成と同様の方法でクラッドモード
結合損失を容易に制御したグレーティングを得ることが
できる。
【００４９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５０】クラッドモード結合損失を低減させたグレ
ーティングの形成方法及び装置の提供を実現することが
できる。
ーティングの形成方法及び装置の提供を実現することが
できる。
【図１】本発明の実施の形態をグレーティングの形成方
法を適用した装置の概念図である。
法を適用した装置の概念図である。
【図２】本発明のグレーティングの形成方法により得ら
れた光ファイバグレーティングのビーム角度θとクラッ
ドモード結合損失との関係を示す図である。
れた光ファイバグレーティングのビーム角度θとクラッ
ドモード結合損失との関係を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の形成方法により形成したグレ
ーティングの透過及び反射スペクトルを示す図であり、
（ｂ）は（ａ）の領域Ｂの部分拡大図である。
ーティングの透過及び反射スペクトルを示す図であり、
（ｂ）は（ａ）の領域Ｂの部分拡大図である。
【図４】光ファイバグレーティングの形成方法の従来例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】（ａ）は前述した方法で形成されたグレーティ
ングの透過及び反射スペクトル特性を示す図であり、
（ｂ）は（ａ）の領域Ａの部分拡大図である。
ングの透過及び反射スペクトル特性を示す図であり、
（ｂ）は（ａ）の領域Ａの部分拡大図である。
【図６】（ａ）は従来の狭帯域反射素子の光ファイバの
長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）は
（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペクト
ル特性図である。
長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）は
（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペクト
ル特性図である。
【図７】（ａ）は他の従来の狭帯域反射素子の光ファイ
バの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペク
トル特性図である。
バの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペク
トル特性図である。
【図８】（ａ）は他の従来の狭帯域反射素子の光ファイ
バの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペク
トル特性図である。
バの長さと屈折率との関係を示す特性図であり、（ｂ）
は（ａ）に示した特性を有する狭帯域反射素子のスペク
トル特性図である。
【図９】クラッドに添加するＧｅＯ2 量を変化させた場
合のクラッドモード結合損失の変化を示した図である。
合のクラッドモード結合損失の変化を示した図である。
１ 紫外光
２ 反射ミラー
３ 位相マスク
４ 光ファイバ
５ グレーティング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 本郷 晃史
茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立
電線株式会社オプトロシステム研究所内
Ｆターム(参考） 2H049 AA02 AA06 AA33 AA44 AA51
AA59 AA62
2H050 AC84
Claims (3)
- 【請求項１】 光ファイバや光導波路等の光部品のコア
に、位相マスクを介して紫外光を照射することによりコ
アの長手方向に周期的に屈折率が変化したグレーティン
グを形成するグレーティングの形成方法において、上記
紫外光を上記コアに対して斜めに照射することを特徴と
するグレーティングの形成方法。 - 【請求項２】 上記紫外光と上記光部品とを上記コアの
長手方向に沿って相対的に移動させながら照射する請求
項１に記載のグレーティングの形成方法。 - 【請求項３】 紫外光を出射する光源と、光ファイバや
光導波路等の光部品を保持する保持機構と、上記紫外光
を上記光部品のコアの長手方向に沿って移動させながら
照射する移動機構と、上記光部品のグレーティングを形
成すべくコアの上に配置される位相マスクとを備えたグ
レーティングの形成装置において、上記紫外光を上記コ
アに対して任意の角度で照射するようにしたことを特徴
とするグレーティングの形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370257A JP2003167138A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | グレーティングの形成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370257A JP2003167138A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | グレーティングの形成方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003167138A true JP2003167138A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19179507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001370257A Pending JP2003167138A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | グレーティングの形成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003167138A (ja) |
-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001370257A patent/JP2003167138A/ja active Pending
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