JP2003195066A - フォトセンシティブファイバ - Google Patents
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Abstract
でき、感光波長帯域を広くし、これにより半導体LD励
起YAGレーザ高調波や銅蒸気レーザなどの新たな光源
を用いた加工を可能にする。 【解決手段】コア1と、コアの周囲に成層されたクラッ
ド2とから構成され、少なくともコアをUV照射により
感光させてファイバグレーティングなどの光部品を形成
するフォトセンシティブファイバであって、コアは、ド
ープすることによりUV照射前に屈折率を増加させUV
照射による屈折率変化で屈折率を増加させるためのGe
と、ドープすることによりUV照射前に屈折率を低下さ
せUV照射による屈折率変化で屈折率を増加させるため
のBとを含有する。
Description
ファイバに係わり、特に基本的な光学特性を維持したま
ま感光性を増強でき、感光波長帯域が広くなり、これに
より半導体LD励起YAGレーザ高調波などの新たな光
源を用いた加工が可能になるフォトセンシティブファイ
バに関する。
イバのコア材として、一般的にゲルマニウムを添加した
石英ガラスが使用されている。この材質は200〜26
0nmの紫外域において吸収帯を持ち、この領域の光を
照射することで屈折率を増加させることができる。この
現象は、ファイバグレーティング等の作製に応用されて
いる(特開平8−290931号公報)。
ファイバのGe濃度では感光性が弱い。このため通常の
シングルモードファイバでは屈折率変化量がきわめて低
いので(〜10-5)、実用に耐えない。このため、高圧
水素処理などの感光性を向上させる処理を行った後で紫
外照射加工が行われている(P. J. Lemaire et al., El
ectron. Lett., Vol.29, pp.1191-1193(1993))。
心は240nm近傍と短く、比較的帯域も狭い。このた
め、通常はKrFエキシマレーザ(λ=248nm)やAr
イオンレーザの第二高調波(λ=244nm)が使用されて
いる。近年、これらガスレーザより安定性が高い半導体
レーザ励起YAGレーザの高調波(λ=266nm)を発生
する装置が市販されているが、Ge添加ファイバではこ
の波長域での感光性が弱く、実用的ではない。このよう
にGeは吸収帯が短く、狭いので、加工に用いるレーザ
ーの種類が制限される。
存する。このため、Ge濃度を高めることで感光性を向
上させることが可能である。しかし、Ge濃度の増加に
伴いコア屈折率が上昇するため、著しくGe濃度を増加
させると光ファイバの伝送特性や接続特性が許容範囲を
逸脱し、光ファイバシステムとの親和性が保てなくな
る。このようにGeを高濃度にするだけは実用できな
い。
eと共添加する方法がある。これは、石英ガラスにフッ
素を添加すると屈折率が低下するため、GeとFを共添
加することにより屈折率を調整できるためである。しか
しながら、F添加によっては感光性は向上しない。この
ようにF+Ge共添加の方法では効率が良くない。
ラスに添加すると屈折率を下げる性質がある。またGe
と同じくBを添加した石英ガラスも、紫外線照射によっ
て屈折率が上昇する感光特性を有する(D. L. Williams
et al., Electron. Lett.,Vol.29, pp. 45-47(199
3))。しかしながら、B添加ファイバは長波長域にブロ
ードな吸収帯を持ち、濃度を上げすぎると光通信の使用
波長域(〜1650nm)における挿入損失が大きくな
り、実用に供せなくなる。このようにB+Geの共添加
なら効率が良いものの、B添加石英には通信波長域の損
失を増加させるという難点がある。
で、GeとBを共添加することによって、Ge高濃度化
に伴うコア屈折率上昇をB添加による屈折率降下で相殺
でき、基本的な光学特性を維持したまま感光性を増強で
きるフォトセンシティブファイバを提供することを目的
とする。
光性があるため、より一層の感光性を増強できるフォト
センシティブファイバを提供することを目的とする。
の吸収帯はGe添加石英とは異なるため、GeとBの共
添加により感光波長帯域が広くなり、これにより半導体
LD励起YAGレーザ高調波や銅蒸気レーザなどの新た
な光源を用いた加工が可能になるフォトセンシティブフ
ァイバを提供することを目的とする。
め、本発明のフォトセンシティブファイバは、 コア
と、コアの周囲に成層されたクラッドとから構成され、
少なくともコアをUV照射により感光させてファイバグ
レーティングなどの光部品を形成するフォトセンシティ
ブファイバであって、コアは、ドープすることによりU
V照射前に屈折率を増加させUV照射による屈折率変化
で屈折率を増加させるためのGeと、ドープすることに
よりUV照射前に屈折率を低下させUV照射による屈折
率変化で屈折率を増加させるためのBとを含有する。
1530〜1580nmでの波長域に用いる場合、Bの濃
度は7.5mol%以下である。
1620〜1680nmでの長波長域に用いる場合、Bの
濃度は3.5mol%以下である。
ファイバによれば、GeとBを共添加することによっ
て、Ge高濃度化に伴うコア屈折率上昇をB添加による
屈折率降下で相殺でき、高濃度にGeを添加してもB濃
度の調整によって比屈折率差を通常のシングルモードフ
ァイバと同等(約3%)に制御することで基本的な光学
特性を維持したまま感光性を増強できる。
バによれば、Bにも強い感光性があるため、より一層の
感光性を増強できる。
イバによれば、B添加石英の吸収帯はGe添加石英とは
異なるため、GeとBの共添加により感光波長帯域が広
く拡張され、加工に使用できる光源の選択枝が広がるこ
とにより半導体LD励起YAGレーザ高調波などの新た
な光源を用いた加工が可能になる。
ブファイバにおける好ましい実施の形態例を図面にした
がって説明する。
センシティブファイバ3を利用した光ファイバグレーテ
ィング4において、コア1と、コア1の周囲に成層され
たクラッド2とから構成され、少なくともコア1を感光
させてファイバグレーティング4などの光部品を形成す
るものである。
て、コア1は、ドープすることによりUV照射前に屈折
率を増加させUV照射による屈折率変化で屈折率を増加
させるためのGeと、ドープすることによりUV照射前
に屈折率を低下させUV照射による屈折率変化で屈折率
を増加させるためのBとを含有する。
ントGeO2とB2O3をドープして構成される。クラッ
ド2は少なくともSiO2で構成される。このクラッド
2は、VAD法であれば気相法によって合成され、MC
VD法の場合は出発石英管に当たる部分である。また、
OVD法によって合成された層で構成することもでき
る。
ファイバと同じとする。この場合、GeとBを共添加し
て、比屈折率差Δを0.3〜0.4%に調整する。
て、B添加ファイバは長波長にブロードな吸収を有す
る。このため、B濃度と長波長域の伝送損失には相関が
ある。1530〜1580nmの波長における伝送損失に
は約9dB/km・mol%の濃度依存がある。一般的にファイバ
グレーティングなどの光部品には用いられるファイバ長
は3m未満であり、0.2dB以上の挿入損失があるもの
は用途が狭くなってしまう。この場合の伝送損失は約6
7dB/kmであり、概ね7.5mol%以下にB濃度を制限す
る必要がある。したがって、このフォトセンシティブフ
ァイバにおいて、ファイバグレーティングなどの光部品
に用いる場合、Bの濃度Δは7.5mol%以下である(図
3)。
しているが、1620〜1680nmまで通信波長域が拡
張された場合、この波長における伝送損失の濃度依存は
約19dB/km・mol%であるため、3.5mol%以下にB濃度
を制限する必要がある。したがって、このフォトセンシ
ティブファイバにおいて、1620〜1680nmに近い
長波長域に用いる場合、Bの濃度Δは3.5mol%以下で
ある(図3)。
ァイバの作製方法を示す。この実施例では位相マスク法
を用いている。レーザー光源5から出射された紫外光6
は光ファイバ直前に設置された位相マスク7によって回
折し、それぞれの回折光8は光ファイバ9のコア1上で
干渉する。この干渉縞により感光されて光ファイバ9上
に回折格子10によって間隔Λ/2のグレーティングG
を形成する。グレーティングGの反射波長はこの位相マ
スク7の回折格子の間隔Λで決まる。
キシマレーザーを用い、マスクは反射長が1551nmに
なるように設定されたものを用いた。約2〜3分の照射
で反射率99%以上のグレーティングを作製した。
ファイバグレーティングを作製したが、ホログラフィッ
ク法によっても作製可能である。
ァイバ母材の作製方法もMCVD法でなくVAD法での
作製も可能である。
トセンシティブファイバを作製した。
り、また同等のファイバグレーティングを作製するのに
必要な紫外線照射量は通常のSMFに比べて約1/10
であった。
要な照射量が約1/10) このようにして作成されたフォトセンシティブファイバ
をその伝送損失と波長の関係について測定した。その結
果を図3に表す。
のフォトセンシティブファイバによれば、GeとBを共
添加することによって、Ge高濃度化に伴うコア屈折率
上昇をB添加による屈折率降下で相殺でき、基本的な光
学特性を維持したまま感光性を増強できる。
バによれば、Bにも強い感光性があるため、より一層の
感光性を増強できる。
イバによれば、B添加石英の吸収帯はGe添加石英とは
異なるため、GeとBの共添加により感光波長帯域が広
くなる。これにより、半導体LD励起YAGレーザ高調
波や銅蒸気レーザなどの新たな光源を用いた加工が可能
になる。
シティブファイバに用いる光ファイバの断面と屈折率分
布をそれぞれ示す図。
作製方法を示す図。
伝送損失と波長の関係を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】コアと、前記コアの周囲に成層されたクラ
ッドとから構成され、少なくとも前記コアをUV照射に
より感光させてファイバグレーティングなどの光部品を
形成するフォトセンシティブファイバであって、 前記コアは、ドープすることにより前記UV照射前に屈
折率を増加させ前記UV照射による屈折率変化で屈折率
を増加させるためのGeと、ドープすることにより前記
UV照射前に屈折率を低下させ前記UV照射による屈折
率変化で屈折率を増加させるためのBとを含有すること
を特徴とするフォトセンシティブファイバ。 - 【請求項2】1530〜1580nmでの波長域に用いる
場合、前記Bの濃度は7.5mol%以下であることを特徴
とする請求項1記載のフォトセンシティブファイバ。 - 【請求項3】1620〜1680nmでの長波長域に用い
る場合、前記Bの濃度は3.5mol%以下であることを特
徴とする請求項1記載のフォトセンシティブファイバ。
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JP2001400806A JP2003195066A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | フォトセンシティブファイバ |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005331849A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Nippon Paint Co Ltd | 回折格子素子およびその製造方法 |
US8965147B2 (en) | 2009-12-09 | 2015-02-24 | Baker Hughes Incorporated | Bend insensitive optical fiber with improved hydrogen resistance |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001400806A patent/JP2003195066A/ja active Pending
Cited By (3)
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US8965147B2 (en) | 2009-12-09 | 2015-02-24 | Baker Hughes Incorporated | Bend insensitive optical fiber with improved hydrogen resistance |
EP2510387B1 (en) * | 2009-12-09 | 2020-04-29 | Baker Hughes, a GE company, LLC | Apparatus comprising a bend insensitive optical fiber with improved hydrogen resistance |
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