JP2003232942A - 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製造装置、光導波路型回折格子素子、光部品および光通信システム - Google Patents
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製造装置、光導波路型回折格子素子、光部品および光通信システムInfo
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- JP2003232942A JP2003232942A JP2002035862A JP2002035862A JP2003232942A JP 2003232942 A JP2003232942 A JP 2003232942A JP 2002035862 A JP2002035862 A JP 2002035862A JP 2002035862 A JP2002035862 A JP 2002035862A JP 2003232942 A JP2003232942 A JP 2003232942A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の特性を有する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装置を提供す
る。 【解決手段】 光源１３１から出力された屈折率変化誘
起光は、光アッテネータ１３２により所定の減衰が与え
られ、アパーチャ１３３により所定の光束幅とされ、ミ
ラー１３４により反射される。ミラー１３４がｚ軸方向
に移動することで、光ファイバ２１１への屈折率変化誘
起光の照射がｚ軸方向に走査され、光ファイバ２１１の
長手方向に沿った一定領域に亘って屈折率変調が形成さ
れる。位相格子マスク１５０もｚ軸方向に移動する。ま
た、ステージ１１２のｚ軸方向の振動が制御されて、ｚ
軸方向の各位置に応じた振動パターンで光ファイバ２１
１に対して相対的に位相格子マスク１５０が長手方向に
振動する。
を容易に製造することができる方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 光源１３１から出力された屈折率変化誘
起光は、光アッテネータ１３２により所定の減衰が与え
られ、アパーチャ１３３により所定の光束幅とされ、ミ
ラー１３４により反射される。ミラー１３４がｚ軸方向
に移動することで、光ファイバ２１１への屈折率変化誘
起光の照射がｚ軸方向に走査され、光ファイバ２１１の
長手方向に沿った一定領域に亘って屈折率変調が形成さ
れる。位相格子マスク１５０もｚ軸方向に移動する。ま
た、ステージ１１２のｚ軸方向の振動が制御されて、ｚ
軸方向の各位置に応じた振動パターンで光ファイバ２１
１に対して相対的に位相格子マスク１５０が長手方向に
振動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路の長手方
向に沿って屈折率変調が形成された光導波路型回折格子
素子、このような光導波路型回折格子素子を製造する方
法および装置、ならびに、このような光導波路型回折格
子素子を含む光部品および光通信システムに関するもの
である。
向に沿って屈折率変調が形成された光導波路型回折格子
素子、このような光導波路型回折格子素子を製造する方
法および装置、ならびに、このような光導波路型回折格
子素子を含む光部品および光通信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）の長手方向に沿ってコア領域に屈
折率変調が形成されたものである。光導波路型回折格子
素子は、例えば、石英ガラスをベースとしコア領域にＧ
ｅＯ2が添加された光ファイバを用意し、この光ファイ
バに対して側方より空間的に強度変調された紫外光を照
射して、この紫外光の空間的な強度分布に応じた屈折率
変化を生じさせることで製造される。
（例えば光ファイバ）の長手方向に沿ってコア領域に屈
折率変調が形成されたものである。光導波路型回折格子
素子は、例えば、石英ガラスをベースとしコア領域にＧ
ｅＯ2が添加された光ファイバを用意し、この光ファイ
バに対して側方より空間的に強度変調された紫外光を照
射して、この紫外光の空間的な強度分布に応じた屈折率
変化を生じさせることで製造される。
【０００３】このような光導波路型回折格子素子は、ブ
ラッググレーティング素子と長周期グレーティング素子
とに大別される。そのうち、ブラッググレーティング素
子は、屈折率変調周期が比較的短く、ブラッグ条件を満
たす波長（ブラッグ波長）の光を選択的に反射すること
ができる。また、ブラッググレーティング素子のうちで
も、屈折率変調形成領域内の各位置でブラッグ波長が異
なっているチャープトグレーティング素子が知られてい
る。このようなチャープトグレーティング素子は、反射
帯域幅が広く、光通信システムにおいて、光フィルタ、
光合分波器および分散調整器などの光部品の１構成要素
として用いられる。
ラッググレーティング素子と長周期グレーティング素子
とに大別される。そのうち、ブラッググレーティング素
子は、屈折率変調周期が比較的短く、ブラッグ条件を満
たす波長（ブラッグ波長）の光を選択的に反射すること
ができる。また、ブラッググレーティング素子のうちで
も、屈折率変調形成領域内の各位置でブラッグ波長が異
なっているチャープトグレーティング素子が知られてい
る。このようなチャープトグレーティング素子は、反射
帯域幅が広く、光通信システムにおいて、光フィルタ、
光合分波器および分散調整器などの光部品の１構成要素
として用いられる。
【０００４】光導波路型回折格子素子（チャープトグレ
ーティング素子）における屈折率変調形成領域内の長手
方向位置ｚにおけるブラッグ波長λB(z)は、
ーティング素子）における屈折率変調形成領域内の長手
方向位置ｚにおけるブラッグ波長λB(z)は、
【数１】
なる式で表される。ここで、Λ(z)は位置ｚにおける屈
折率変調の周期であり、Ｎ(z)は位置ｚにおける平均実
効的屈折率である。
折率変調の周期であり、Ｎ(z)は位置ｚにおける平均実
効的屈折率である。
【０００５】一般には、光導波路型回折格子素子（チャ
ープトグレーティング素子）は、平均実効的屈折率Ｎが
位置ｚによらず一定値とされ、屈折率変調周期Λ(z)が
位置ｚに応じて異なるものとされて、ブラッグ波長λ
B(z)が位置ｚに応じて異なるものとされている。このよ
うな光導波路型回折格子素子の屈折率変調周期分布は、
屈折率変調形成時に用いられる位相格子マスクの格子周
期分布により決定される。それ故、光導波路型回折格子
素子の波長分散値は、位相格子マスクの格子周期分布に
より決定される。もし、異なる波長分散値を有する光導
波路型回折格子素子を製造するには、異なる格子周期分
布を有する位相格子マスクを用いる必要がある。
ープトグレーティング素子）は、平均実効的屈折率Ｎが
位置ｚによらず一定値とされ、屈折率変調周期Λ(z)が
位置ｚに応じて異なるものとされて、ブラッグ波長λ
B(z)が位置ｚに応じて異なるものとされている。このよ
うな光導波路型回折格子素子の屈折率変調周期分布は、
屈折率変調形成時に用いられる位相格子マスクの格子周
期分布により決定される。それ故、光導波路型回折格子
素子の波長分散値は、位相格子マスクの格子周期分布に
より決定される。もし、異なる波長分散値を有する光導
波路型回折格子素子を製造するには、異なる格子周期分
布を有する位相格子マスクを用いる必要がある。
【０００６】一方、光導波路型回折格子素子（チャープ
トグレーティング素子）は、光ファイバへの屈折率変化
誘起光の照射を長手方向に走査し、その走査の際に、光
ファイバへの屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対
速度で光ファイバまたは位相格子マスクを長手方向に移
動させることによっても製造され得る（文献「M. J.Col
e, et al., "Moving fibre/phase mask scanning beam
technique for enhanced flexibility in producing fi
bre gratings with uniform phase mask", Electronics
Letters, Vol.31, No.19, pp.1488-1489 (1995)」参
照）。
トグレーティング素子）は、光ファイバへの屈折率変化
誘起光の照射を長手方向に走査し、その走査の際に、光
ファイバへの屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対
速度で光ファイバまたは位相格子マスクを長手方向に移
動させることによっても製造され得る（文献「M. J.Col
e, et al., "Moving fibre/phase mask scanning beam
technique for enhanced flexibility in producing fi
bre gratings with uniform phase mask", Electronics
Letters, Vol.31, No.19, pp.1488-1489 (1995)」参
照）。
【０００７】この場合、光ファイバへの屈折率変化誘起
光の照射の走査速度をＶscとし、光ファイバと位相格子
マスクとの間の相対的速度をＶfとし、光ファイバと位
相格子マスクとの位置関係が相対的に固定されていると
き（Ｖf＝０であるとき）に形成される屈折率変調にお
けるブラッグ波長をλBとして、Ｖf＜＜Ｖsc とする
と、ブラッグ波長シフト量Δλは、
光の照射の走査速度をＶscとし、光ファイバと位相格子
マスクとの間の相対的速度をＶfとし、光ファイバと位
相格子マスクとの位置関係が相対的に固定されていると
き（Ｖf＝０であるとき）に形成される屈折率変調にお
けるブラッグ波長をλBとして、Ｖf＜＜Ｖsc とする
と、ブラッグ波長シフト量Δλは、
【数２】
なる式で表される。
【０００８】この(2)式から判るように、ブラッグ波長
シフト量Δλは速度比（Ｖf／Ｖsc）に比例することか
ら、速度比（Ｖf／Ｖsc）を長手方向に沿って適切に制
御することで、長手方向に沿ってブラッグ波長が変化し
ている光導波路型回折格子素子（チャープトグレーティ
ング素子）が製造される。この製造方法では、１種類の
位相格子マスクが用いられるだけで、種々のブラッグ波
長分布を有する屈折率変調が形成された光導波路型回折
格子素子が製造され得る。
シフト量Δλは速度比（Ｖf／Ｖsc）に比例することか
ら、速度比（Ｖf／Ｖsc）を長手方向に沿って適切に制
御することで、長手方向に沿ってブラッグ波長が変化し
ている光導波路型回折格子素子（チャープトグレーティ
ング素子）が製造される。この製造方法では、１種類の
位相格子マスクが用いられるだけで、種々のブラッグ波
長分布を有する屈折率変調が形成された光導波路型回折
格子素子が製造され得る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバへの屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度
で光ファイバまたは位相格子マスクを長手方向に移動さ
せて屈折率変調を形成する上記の製造方法では、屈折率
変調振幅Δｎは、
イバへの屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度
で光ファイバまたは位相格子マスクを長手方向に移動さ
せて屈折率変調を形成する上記の製造方法では、屈折率
変調振幅Δｎは、
【数３】
なる式で表される。ここで、Ｄは、光ファイバへ照射さ
れる屈折率変化誘起光の光束幅（光ファイバ長手方向の
幅）である。また、照射量は長手方向に沿って一様とし
て、Ｖf＝０であるときにΔｎ＝０となるように、屈折
率変調振幅Δｎは規格化されている。この(3)式から判
るように、屈折率変調振幅Δｎは速度比（Ｖf／Ｖsc）
に依存している。
れる屈折率変化誘起光の光束幅（光ファイバ長手方向の
幅）である。また、照射量は長手方向に沿って一様とし
て、Ｖf＝０であるときにΔｎ＝０となるように、屈折
率変調振幅Δｎは規格化されている。この(3)式から判
るように、屈折率変調振幅Δｎは速度比（Ｖf／Ｖsc）
に依存している。
【００１０】したがって、長手方向に沿ってブラッグ波
長を変化させるために速度比（Ｖf／Ｖsc）を変化させ
ると、これに伴い屈折率変調振幅Δｎも変化してしま
う。すなわち、ブラッグ波長シフト量Δλが大きいほ
ど、屈折率変調振幅Δｎが小さくなる。このことから、
形成された屈折率変調において、長手方向に沿ったブラ
ッグ波長の分布が所望のものであったとしても、屈折率
変調振幅Δｎの分布は所望のものとはならず、それ故、
所望の特性を有する光導波路型回折格子素子は実現され
得ない。
長を変化させるために速度比（Ｖf／Ｖsc）を変化させ
ると、これに伴い屈折率変調振幅Δｎも変化してしま
う。すなわち、ブラッグ波長シフト量Δλが大きいほ
ど、屈折率変調振幅Δｎが小さくなる。このことから、
形成された屈折率変調において、長手方向に沿ったブラ
ッグ波長の分布が所望のものであったとしても、屈折率
変調振幅Δｎの分布は所望のものとはならず、それ故、
所望の特性を有する光導波路型回折格子素子は実現され
得ない。
【００１１】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、所望の特性を有する光導波路型回折格
子素子を容易に製造することができる方法および装置を
提供することを目的とする。
れたものであり、所望の特性を有する光導波路型回折格
子素子を容易に製造することができる方法および装置を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光導波路型
回折格子素子製造方法は、光導波路の側方に配された位
相格子マスクを介して光導波路に屈折率変化誘起光を照
射することで、光導波路の長手方向に沿って屈折率変調
が形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法で
あって、光導波路への屈折率変化誘起光の照射を長手方
向に走査し、その走査の際に、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じた相対速度で光導波路または位
相格子マスクを長手方向に移動させる。さらに、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた振動パター
ンで相対的に光導波路または位相格子マスクを長手方向
に振動させ、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じた照射量て屈折率変化誘起光を照射し、
或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた間隔で光導波路と位相格子マスクとを配置し、或い
は、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた
光束幅で屈折率変化誘起光を照射することを特徴とす
る。
回折格子素子製造方法は、光導波路の側方に配された位
相格子マスクを介して光導波路に屈折率変化誘起光を照
射することで、光導波路の長手方向に沿って屈折率変調
が形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法で
あって、光導波路への屈折率変化誘起光の照射を長手方
向に走査し、その走査の際に、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じた相対速度で光導波路または位
相格子マスクを長手方向に移動させる。さらに、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた振動パター
ンで相対的に光導波路または位相格子マスクを長手方向
に振動させ、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じた照射量て屈折率変化誘起光を照射し、
或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた間隔で光導波路と位相格子マスクとを配置し、或い
は、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた
光束幅で屈折率変化誘起光を照射することを特徴とす
る。
【００１３】本発明に係る光導波路型回折格子素子製造
装置は、光導波路の側方に配された位相格子マスクを介
して光導波路に屈折率変化誘起光を照射することで、光
導波路の長手方向に沿って屈折率変調が形成された光導
波路型回折格子素子を製造する装置であって、光導波路
への屈折率変化誘起光の照射を長手方向に走査する走査
手段と、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で光導波路または位相格子マスクを長手方
向に移動させる移動手段と、を備える。さらに、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた振動パター
ンで相対的に光導波路または位相格子マスクを長手方向
に振動させる振動手段、光導波路への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の照射量を調整す
る照射量調整手段、光導波路への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じて光導波路と位相格子マスクとの間隔を調
整する間隔調整手段、および、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の光束幅を
調整する光束幅調整手段、の何れかを備えることを特徴
とする。
装置は、光導波路の側方に配された位相格子マスクを介
して光導波路に屈折率変化誘起光を照射することで、光
導波路の長手方向に沿って屈折率変調が形成された光導
波路型回折格子素子を製造する装置であって、光導波路
への屈折率変化誘起光の照射を長手方向に走査する走査
手段と、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で光導波路または位相格子マスクを長手方
向に移動させる移動手段と、を備える。さらに、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた振動パター
ンで相対的に光導波路または位相格子マスクを長手方向
に振動させる振動手段、光導波路への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の照射量を調整す
る照射量調整手段、光導波路への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じて光導波路と位相格子マスクとの間隔を調
整する間隔調整手段、および、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の光束幅を
調整する光束幅調整手段、の何れかを備えることを特徴
とする。
【００１４】本発明に係る光導波路型回折格子素子製造
方法または装置によれば、光導波路の側方に位相格子マ
スクが配置され、この位相格子マスクを介して光導波路
に屈折率変化誘起光が照射されて、光導波路の長手方向
に沿って屈折率変調が形成された光導波路型回折格子素
子が製造される。このとき、光導波路への屈折率変化誘
起光の照射が長手方向に走査されるとともに、光導波路
への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で光
導波路または位相格子マスクが長手方向に移動すること
により、所望の屈折率変調の周期の分布が得られる。ま
た、その走査の際に、光導波路への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じた振動パターンで相対的に光導波路また
は位相格子マスクが長手方向に振動し、或いは、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた照射量て屈
折率変化誘起光が照射され、或いは、光導波路への屈折
率変化誘起光の照射位置に応じた間隔で光導波路と位相
格子マスクとが配置され、或いは、光導波路への屈折率
変化誘起光の照射位置に応じた光束幅で屈折率変化誘起
光が照射される。これにより、所望の屈折率変調の振幅
の分布が得られる。このような１つの屈折率変化誘起光
照射プロセスにより、所望の特性を有する光導波路型回
折格子素子が容易に製造され得る。
方法または装置によれば、光導波路の側方に位相格子マ
スクが配置され、この位相格子マスクを介して光導波路
に屈折率変化誘起光が照射されて、光導波路の長手方向
に沿って屈折率変調が形成された光導波路型回折格子素
子が製造される。このとき、光導波路への屈折率変化誘
起光の照射が長手方向に走査されるとともに、光導波路
への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で光
導波路または位相格子マスクが長手方向に移動すること
により、所望の屈折率変調の周期の分布が得られる。ま
た、その走査の際に、光導波路への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じた振動パターンで相対的に光導波路また
は位相格子マスクが長手方向に振動し、或いは、光導波
路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた照射量て屈
折率変化誘起光が照射され、或いは、光導波路への屈折
率変化誘起光の照射位置に応じた間隔で光導波路と位相
格子マスクとが配置され、或いは、光導波路への屈折率
変化誘起光の照射位置に応じた光束幅で屈折率変化誘起
光が照射される。これにより、所望の屈折率変調の振幅
の分布が得られる。このような１つの屈折率変化誘起光
照射プロセスにより、所望の特性を有する光導波路型回
折格子素子が容易に製造され得る。
【００１５】本発明に係る光導波路型回折格子素子は、
光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が形成された光
導波路型回折格子素子であって、上記の本発明に係る光
導波路型回折格子素子製造方法により製造されたもので
あり、長手方向に沿ってブラッグ波長が変化しているこ
とを特徴とする。また、本発明に係る光部品は、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特定波長の光を反射すること
で、光の合波、分波または分散調整を行うことを特徴と
する。光導波路型回折格子素子は上記の製造方法または
製造装置により製造されたものであるから、これら光導
波路型回折格子素子または光部品は所望の特性を有する
ものとなる。
光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が形成された光
導波路型回折格子素子であって、上記の本発明に係る光
導波路型回折格子素子製造方法により製造されたもので
あり、長手方向に沿ってブラッグ波長が変化しているこ
とを特徴とする。また、本発明に係る光部品は、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特定波長の光を反射すること
で、光の合波、分波または分散調整を行うことを特徴と
する。光導波路型回折格子素子は上記の製造方法または
製造装置により製造されたものであるから、これら光導
波路型回折格子素子または光部品は所望の特性を有する
ものとなる。
【００１６】本発明に係る光通信システムは、上記の本
発明に係る光導波路型回折格子素子を含み、信号光を伝
送するとともに、この信号光のうち特定波長のものを光
導波路型回折格子素子により反射することを特徴とす
る。或いは、上記の本発明に係る光部品を含み、信号光
を伝送するとともに、この信号光の合波、分波または分
散調整を光部品により行うことを特徴とする。この光通
信システムは、上記の光導波路型回折格子素子または光
部品を含むものであるから、信号光伝送品質が優れたも
のとなる。
発明に係る光導波路型回折格子素子を含み、信号光を伝
送するとともに、この信号光のうち特定波長のものを光
導波路型回折格子素子により反射することを特徴とす
る。或いは、上記の本発明に係る光部品を含み、信号光
を伝送するとともに、この信号光の合波、分波または分
散調整を光部品により行うことを特徴とする。この光通
信システムは、上記の光導波路型回折格子素子または光
部品を含むものであるから、信号光伝送品質が優れたも
のとなる。
【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】図１は、本実施形態に係る光導波路型回折
格子素子製造装置１００の構成図である。なお、この図
には、説明の便宜の為に、光ファイバ２１１の光軸と平
行なｚ軸を有するｘｙｚ直交座標系も示されている。こ
の図に示される装置１００は、光導波路である光ファイ
バ２１１に屈折率変調を形成して光導波路型回折格子素
子製造素子２１０を製造するものである。この装置１０
０は、基盤１１１、ステージ１１２、ホルダ１１３、ク
ランプ１２１，１２２、光源１３１、光アッテネータ１
３２、アパーチャ１３３、ミラー１３４、制御部１４０
および位相格子マスク１５０を備えている。
格子素子製造装置１００の構成図である。なお、この図
には、説明の便宜の為に、光ファイバ２１１の光軸と平
行なｚ軸を有するｘｙｚ直交座標系も示されている。こ
の図に示される装置１００は、光導波路である光ファイ
バ２１１に屈折率変調を形成して光導波路型回折格子素
子製造素子２１０を製造するものである。この装置１０
０は、基盤１１１、ステージ１１２、ホルダ１１３、ク
ランプ１２１，１２２、光源１３１、光アッテネータ１
３２、アパーチャ１３３、ミラー１３４、制御部１４０
および位相格子マスク１５０を備えている。
【００１９】基盤１１１に対してステージ１１２はｚ軸
方向に移動が可能である。この移動機構はピエゾ素子に
より実現され得る。ステージ１１２上に固定して設けら
れているホルダ１１３は、位相格子マスク１５０を保持
するものであり、また、ｚ軸方向に平行に配置される光
ファイバ２１１が貫通する孔部が設けられている。クラ
ンプ１２１，１２２は、光ファイバ２１１の両端を保持
するものであり、また、ｙ軸方向（位相格子マスク１５
０に垂直な方向）に移動が可能である。位相格子マスク
１５０は、石英ガラス平板の一方の面に位相格子が形成
されたものであり、その位相格子が形成された面が光フ
ァイバ２１１に対向するように、ホルダ１１３によりｘ
ｚ平面に平行に保持される。
方向に移動が可能である。この移動機構はピエゾ素子に
より実現され得る。ステージ１１２上に固定して設けら
れているホルダ１１３は、位相格子マスク１５０を保持
するものであり、また、ｚ軸方向に平行に配置される光
ファイバ２１１が貫通する孔部が設けられている。クラ
ンプ１２１，１２２は、光ファイバ２１１の両端を保持
するものであり、また、ｙ軸方向（位相格子マスク１５
０に垂直な方向）に移動が可能である。位相格子マスク
１５０は、石英ガラス平板の一方の面に位相格子が形成
されたものであり、その位相格子が形成された面が光フ
ァイバ２１１に対向するように、ホルダ１１３によりｘ
ｚ平面に平行に保持される。
【００２０】光ファイバ２１１は、石英ガラスをベース
とするものであって、コア領域にＧｅＯ2が添加されて
いる。このようなＧｅＯ2が添加された石英ガラスは、
屈折率変化誘起光が照射されると屈折率が上昇する。こ
の光ファイバ２１１は、屈折率変化誘起光照射に対して
高反応性であるのが好適であり、例えば５×１０-3程度
の屈折率上昇が可能であるものが好適である。
とするものであって、コア領域にＧｅＯ2が添加されて
いる。このようなＧｅＯ2が添加された石英ガラスは、
屈折率変化誘起光が照射されると屈折率が上昇する。こ
の光ファイバ２１１は、屈折率変化誘起光照射に対して
高反応性であるのが好適であり、例えば５×１０-3程度
の屈折率上昇が可能であるものが好適である。
【００２１】光源１３１は、このような屈折率変化誘起
光を出力するものであり、例えば、波長２４８ｎｍの紫
外レーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源が好適
である。光アッテネータ１３２は、減衰量が可変であっ
て、光源１３１から出力された屈折率変化誘起光を入力
し、この屈折率変化誘起光に所定の減衰を与えて出力す
る。アパーチャ１３３は、開口幅が可変であって、光ア
ッテネータ１３２から出力された屈折率変化誘起光を入
力し、この屈折率変化誘起光の光束幅を調整して出力す
る。ミラー１３４は、ｚ軸方向に移動が可能であって、
光アッテネータ１３２からｚ軸方向に平行に出力された
屈折率変化誘起光を入力し、この屈折率変化誘起光を反
射させて、その反射した屈折率変化誘起光をｙ軸方向に
平行に位相格子マスク１５０に入射させる。
光を出力するものであり、例えば、波長２４８ｎｍの紫
外レーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源が好適
である。光アッテネータ１３２は、減衰量が可変であっ
て、光源１３１から出力された屈折率変化誘起光を入力
し、この屈折率変化誘起光に所定の減衰を与えて出力す
る。アパーチャ１３３は、開口幅が可変であって、光ア
ッテネータ１３２から出力された屈折率変化誘起光を入
力し、この屈折率変化誘起光の光束幅を調整して出力す
る。ミラー１３４は、ｚ軸方向に移動が可能であって、
光アッテネータ１３２からｚ軸方向に平行に出力された
屈折率変化誘起光を入力し、この屈折率変化誘起光を反
射させて、その反射した屈折率変化誘起光をｙ軸方向に
平行に位相格子マスク１５０に入射させる。
【００２２】制御部１４０は、ミラー１３４のｚ軸方向
の移動を制御することにより、光ファイバ２１１への屈
折率変化誘起光の照射をｚ軸方向に走査するものであ
り、これらは走査手段として作用する。制御部１４０
は、ステージ１１２をｚ軸方向に移動させることによ
り、光ファイバ２１１への照射位置に応じて光ファイバ
２１１に対して相対的に位相格子マスク１５０を長手方
向に移動させるものであり、これらは移動手段として作
用する。制御部１４０は、ステージ１１２をｚ軸方向に
振動させることにより、光ファイバ２１１への照射位置
に応じた振動パターンで光ファイバ２１１に対して相対
的に位相格子マスク１５０を長手方向に振動させるもの
であり、これらは振動手段として作用する。
の移動を制御することにより、光ファイバ２１１への屈
折率変化誘起光の照射をｚ軸方向に走査するものであ
り、これらは走査手段として作用する。制御部１４０
は、ステージ１１２をｚ軸方向に移動させることによ
り、光ファイバ２１１への照射位置に応じて光ファイバ
２１１に対して相対的に位相格子マスク１５０を長手方
向に移動させるものであり、これらは移動手段として作
用する。制御部１４０は、ステージ１１２をｚ軸方向に
振動させることにより、光ファイバ２１１への照射位置
に応じた振動パターンで光ファイバ２１１に対して相対
的に位相格子マスク１５０を長手方向に振動させるもの
であり、これらは振動手段として作用する。
【００２３】制御部１４０は、光アッテネータ１３２に
おける透過光の減衰量を制御することにより、光ファイ
バ２１１への照射位置に応じて屈折率変化誘起光の照射
量を調整するものであり、これらは照射量調整手段とし
て作用する。制御部１４０は、クランプ１２１，１２２
のｙ軸方向の移動を制御することにより、光ファイバ２
１１への照射位置に応じて光ファイバ２１１と位相格子
マスク１５０との間隔を調整するものであり、これらは
間隔調整手段として作用する。また、制御部１４０は、
アパーチャ１３３の開口幅を制御することにより、光フ
ァイバ２１１への照射位置に応じて屈折率変化誘起光の
光束幅（ｚ軸方向の幅）を調整するものであり、これら
は光束幅調整手段として作用する。
おける透過光の減衰量を制御することにより、光ファイ
バ２１１への照射位置に応じて屈折率変化誘起光の照射
量を調整するものであり、これらは照射量調整手段とし
て作用する。制御部１４０は、クランプ１２１，１２２
のｙ軸方向の移動を制御することにより、光ファイバ２
１１への照射位置に応じて光ファイバ２１１と位相格子
マスク１５０との間隔を調整するものであり、これらは
間隔調整手段として作用する。また、制御部１４０は、
アパーチャ１３３の開口幅を制御することにより、光フ
ァイバ２１１への照射位置に応じて屈折率変化誘起光の
光束幅（ｚ軸方向の幅）を調整するものであり、これら
は光束幅調整手段として作用する。
【００２４】次に、装置１００の動作を説明するととも
に、本実施形態に係る光導波路型回折格子製造方法につ
いて説明する。以下では、４つの製造方法について説明
する。これら４つの製造方法において共通に、以下のよ
うな動作が行われる。光源１３１から出力された屈折率
変化誘起光は、光アッテネータ１３２により所定の減衰
が与えられ、アパーチャ１３３により所定の光束幅とさ
れ、ミラー１３４により反射されて、位相格子マスク１
５０に入射する。位相格子マスク１５０に屈折率変化誘
起光が入射すると、位相格子マスク１５０により屈折率
変化誘起光の＋１次回折光と−１次回折光とが生じ、こ
れら＋１次回折光と−１次回折光との干渉縞が形成され
る。この干渉縞における屈折率変化誘起光の強度分布に
応じて、光ファイバ２１１には屈折率変調が形成され
る。このとき、ミラー１３４がｚ軸方向に移動すること
で、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照射がｚ
軸方向に走査される。また、この走査の際に、ステージ
１１２がｚ軸方向に移動することで、光ファイバ２１１
への照射位置に応じた相対的速度で位相格子マスク１５
０が長手方向に移動する。これにより、光ファイバ２１
１の長手方向に沿った一定領域に亘って所望のブラッグ
波長分布を有する屈折率変調が形成される。
に、本実施形態に係る光導波路型回折格子製造方法につ
いて説明する。以下では、４つの製造方法について説明
する。これら４つの製造方法において共通に、以下のよ
うな動作が行われる。光源１３１から出力された屈折率
変化誘起光は、光アッテネータ１３２により所定の減衰
が与えられ、アパーチャ１３３により所定の光束幅とさ
れ、ミラー１３４により反射されて、位相格子マスク１
５０に入射する。位相格子マスク１５０に屈折率変化誘
起光が入射すると、位相格子マスク１５０により屈折率
変化誘起光の＋１次回折光と−１次回折光とが生じ、こ
れら＋１次回折光と−１次回折光との干渉縞が形成され
る。この干渉縞における屈折率変化誘起光の強度分布に
応じて、光ファイバ２１１には屈折率変調が形成され
る。このとき、ミラー１３４がｚ軸方向に移動すること
で、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照射がｚ
軸方向に走査される。また、この走査の際に、ステージ
１１２がｚ軸方向に移動することで、光ファイバ２１１
への照射位置に応じた相対的速度で位相格子マスク１５
０が長手方向に移動する。これにより、光ファイバ２１
１の長手方向に沿った一定領域に亘って所望のブラッグ
波長分布を有する屈折率変調が形成される。
【００２５】第１の製造方法では、この走査の際に、制
御部１４０によりステージ１１２のｚ軸方向の振動が制
御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じた振動パターンで光ファイバ２１１に対し
て相対的に位相格子マスク１５０が長手方向に振動す
る。第２の製造方法では、この走査の際に、制御部１４
０により光アッテネータ１３２における透過光の減衰量
が制御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じた照射量で屈折率変化誘起光が照射さ
れる。第３の製造方法では、この走査の際に、制御部１
４０によりクランプ１２１，１２２のｙ軸方向の移動が
制御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じて光ファイバ２１１と位相格子マスク１
５０との間隔が調整される。また、第４の製造方法で
は、この走査の際に、制御部１４０によりアパーチャ１
３３の開口幅が制御されて、光ファイバ２１１への屈折
率変化誘起光の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の光
束幅（ｚ軸方向の幅）が調整される。
御部１４０によりステージ１１２のｚ軸方向の振動が制
御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じた振動パターンで光ファイバ２１１に対し
て相対的に位相格子マスク１５０が長手方向に振動す
る。第２の製造方法では、この走査の際に、制御部１４
０により光アッテネータ１３２における透過光の減衰量
が制御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じた照射量で屈折率変化誘起光が照射さ
れる。第３の製造方法では、この走査の際に、制御部１
４０によりクランプ１２１，１２２のｙ軸方向の移動が
制御されて、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じて光ファイバ２１１と位相格子マスク１
５０との間隔が調整される。また、第４の製造方法で
は、この走査の際に、制御部１４０によりアパーチャ１
３３の開口幅が制御されて、光ファイバ２１１への屈折
率変化誘起光の照射位置に応じて屈折率変化誘起光の光
束幅（ｚ軸方向の幅）が調整される。
【００２６】なお、第１〜第４の製造方法のうち何れか
２以上の製造方法が併用されるのも好適である。すなわ
ち、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照射位置
に応じて、振動、照射量、間隔および光束幅のうち何れ
か２以上のものが制御されてもよい。また、形成途中の
特性を測定しながら屈折率変調を形成するのも好適であ
る。
２以上の製造方法が併用されるのも好適である。すなわ
ち、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の照射位置
に応じて、振動、照射量、間隔および光束幅のうち何れ
か２以上のものが制御されてもよい。また、形成途中の
特性を測定しながら屈折率変調を形成するのも好適であ
る。
【００２７】次に、第１の製造方法について更に詳細に
説明する。位相格子マスク１５０を振動させなかった場
合、光ファイバの長手方向に沿って形成される屈折率変
調ｎ(z)は、
説明する。位相格子マスク１５０を振動させなかった場
合、光ファイバの長手方向に沿って形成される屈折率変
調ｎ(z)は、
【数４】
なる式で表される。ここで、Ｆ(ｚ)は、位置ｚにおける
屈折率変調の振幅であり、例えば、sinc関数やcos関数
などで表される。これに対して、位相格子マスク１５０
が位置ｚを中心として振幅ａで矩形パターンで振動する
ものとして、位置(ｚ＋ａ)および位置(ｚ−ａ)それぞれ
における存在確率が１／２ずつとなるように位相格子マ
スク１５０を振動させた場合、光ファイバの長手方向に
沿って形成される屈折率変調ｎ(z)は、
屈折率変調の振幅であり、例えば、sinc関数やcos関数
などで表される。これに対して、位相格子マスク１５０
が位置ｚを中心として振幅ａで矩形パターンで振動する
ものとして、位置(ｚ＋ａ)および位置(ｚ−ａ)それぞれ
における存在確率が１／２ずつとなるように位相格子マ
スク１５０を振動させた場合、光ファイバの長手方向に
沿って形成される屈折率変調ｎ(z)は、
【数５】
なる式で表される。
【００２８】この(5)式から判るように、屈折率変調振
幅Ｆ(z)は、
幅Ｆ(z)は、
【数６】
なる式で表され、振動の振幅ａに依存したものとなる。
ここで、Δｎ0は、位置ｚにおける屈折率変化誘起光の
照射量に応じた値の係数である。
ここで、Δｎ0は、位置ｚにおける屈折率変化誘起光の
照射量に応じた値の係数である。
【００２９】図２および図３それぞれは、本実施形態に
係る光導波路型回折格子製造方法のうちの第１の製造方
法について説明する図である。図２の横軸は、振幅ａで
規格化されたｚ軸方向の位置（ｚ／ａ）を示し、同図
（ａ）は上記(4)式を示し、同図（ｃ）は上記(5)式右辺
の各項を示し、同図（ｄ）は上記(5)式を示す。また、
図３の横軸は、屈折率変調周期Λで規格化された振幅ａ
の値（ａ／Λ）を示し、同図は上記(6)式を示す。図３
に示されるように、屈折率変調振幅Ｆ(z)は振動の振幅
ａに依存しており、振幅ａが大きいほど屈折率変調振幅
は小さくなる。このように、第１の製造方法では、この
ように位相格子マスク１５０を振動させたときに形成さ
れる屈折率変調の振幅は屈折率変化誘起光の照射量だけ
でなく振幅ａにも依存する。第１の製造方法は、このこ
とを利用して、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほ
ど位相格子マスク１５０の振動振幅ａが小さくなるよう
に制御することにより、各位置での屈折率変調振幅を調
整するものである。
係る光導波路型回折格子製造方法のうちの第１の製造方
法について説明する図である。図２の横軸は、振幅ａで
規格化されたｚ軸方向の位置（ｚ／ａ）を示し、同図
（ａ）は上記(4)式を示し、同図（ｃ）は上記(5)式右辺
の各項を示し、同図（ｄ）は上記(5)式を示す。また、
図３の横軸は、屈折率変調周期Λで規格化された振幅ａ
の値（ａ／Λ）を示し、同図は上記(6)式を示す。図３
に示されるように、屈折率変調振幅Ｆ(z)は振動の振幅
ａに依存しており、振幅ａが大きいほど屈折率変調振幅
は小さくなる。このように、第１の製造方法では、この
ように位相格子マスク１５０を振動させたときに形成さ
れる屈折率変調の振幅は屈折率変化誘起光の照射量だけ
でなく振幅ａにも依存する。第１の製造方法は、このこ
とを利用して、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光
の照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほ
ど位相格子マスク１５０の振動振幅ａが小さくなるよう
に制御することにより、各位置での屈折率変調振幅を調
整するものである。
【００３０】次に、第２の製造方法について更に詳細に
説明する。上記の(3)式で表される屈折率変調振幅は、
照射量が長手方向に沿って一様であるとして規格化され
たものであった。この式に示されるように、照射量が長
手方向に沿って一様であれば、速度比（Ｖf／Ｖsc）が
大きいほど、屈折率変調振幅は小さくなる。そこで、第
２の製造方法は、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起
光の照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きい
ほど屈折率変化誘起光の照射量が大きくなるように制御
することにより、各位置での屈折率変調振幅を調整する
ものである。
説明する。上記の(3)式で表される屈折率変調振幅は、
照射量が長手方向に沿って一様であるとして規格化され
たものであった。この式に示されるように、照射量が長
手方向に沿って一様であれば、速度比（Ｖf／Ｖsc）が
大きいほど、屈折率変調振幅は小さくなる。そこで、第
２の製造方法は、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起
光の照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きい
ほど屈折率変化誘起光の照射量が大きくなるように制御
することにより、各位置での屈折率変調振幅を調整する
ものである。
【００３１】次に、第３および第４の製造方法について
更に詳細に説明する。図４および図５それぞれは、光フ
ァイバ２１１および位相格子マスク１５０の間の間隔と
干渉効率との関係を示す図である。図４は、屈折率変化
誘起光（波長２４８ｎｍ）の光束断面における強度が均
一である場合を示し、図５は、屈折率変化誘起光（波長
２５５ｎｍ）の光束断面における強度がガウシアン分布
である場合を示す。各図の横軸は、光ファイバ２１１お
よび位相格子マスク１５０の間の間隔を示す。各図
（ａ）の縦軸は、干渉効率（＝±１次回折光の干渉パワ
ー／全パワー）を示す。各図（ｂ）の縦軸は、屈折率変
調指数（＝干渉効率×光束幅）を示す。位相格子マスク
１５０の格子周期は１．０６２２μｍである。図中の数
値は屈折率変化誘起光の光束幅を表している。
更に詳細に説明する。図４および図５それぞれは、光フ
ァイバ２１１および位相格子マスク１５０の間の間隔と
干渉効率との関係を示す図である。図４は、屈折率変化
誘起光（波長２４８ｎｍ）の光束断面における強度が均
一である場合を示し、図５は、屈折率変化誘起光（波長
２５５ｎｍ）の光束断面における強度がガウシアン分布
である場合を示す。各図の横軸は、光ファイバ２１１お
よび位相格子マスク１５０の間の間隔を示す。各図
（ａ）の縦軸は、干渉効率（＝±１次回折光の干渉パワ
ー／全パワー）を示す。各図（ｂ）の縦軸は、屈折率変
調指数（＝干渉効率×光束幅）を示す。位相格子マスク
１５０の格子周期は１．０６２２μｍである。図中の数
値は屈折率変化誘起光の光束幅を表している。
【００３２】これらの図に示されるように、光ファイバ
２１１および位相格子マスク１５０の間の間隔が大きい
ほど、また、屈折率変化誘起光の光束幅が小さいほど、
干渉効率は小さく、屈折率変調指数は小さい。そこで、
第３の製造方法では、このことを利用して、光ファイバ
２１１への屈折率変化誘起光の照射位置に応じて、速度
比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほど間隔が小さくなるように
制御することにより、各位置での屈折率変調振幅を調整
するものである。また、第４の製造方法では、このこと
を利用して、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほど
光束径が大きくなるように制御することにより、各位置
での屈折率変調振幅を調整するものである。
２１１および位相格子マスク１５０の間の間隔が大きい
ほど、また、屈折率変化誘起光の光束幅が小さいほど、
干渉効率は小さく、屈折率変調指数は小さい。そこで、
第３の製造方法では、このことを利用して、光ファイバ
２１１への屈折率変化誘起光の照射位置に応じて、速度
比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほど間隔が小さくなるように
制御することにより、各位置での屈折率変調振幅を調整
するものである。また、第４の製造方法では、このこと
を利用して、光ファイバ２１１への屈折率変化誘起光の
照射位置に応じて、速度比（Ｖf／Ｖsc）が大きいほど
光束径が大きくなるように制御することにより、各位置
での屈折率変調振幅を調整するものである。
【００３３】以上のように、本実施形態に係る装置１０
０または本実施形態に係る製造方法によれば、１つの屈
折率変化誘起光照射プロセスにより、所望の特性を有す
る光導波路型回折格子素子２１０を容易に製造すること
ができる。図６は、本実施形態に係る光導波路型回折格
子素子２１０の説明図である。同図（ａ）は、光軸を含
む面で光導波路型回折格子素子２１０を切断したときの
断面を示す。同図（ｂ）は、屈折率変調周期Λおよび平
均実効屈折率Ｎそれぞれの長手方向分布を示す。同図
（ｃ）は、屈折率変調振幅およびブラッグ波長λBそれ
ぞれの長手方向分布を示す。この図にも、説明の便宜の
為にｘｙｚ直交座標系も示されている。
０または本実施形態に係る製造方法によれば、１つの屈
折率変化誘起光照射プロセスにより、所望の特性を有す
る光導波路型回折格子素子２１０を容易に製造すること
ができる。図６は、本実施形態に係る光導波路型回折格
子素子２１０の説明図である。同図（ａ）は、光軸を含
む面で光導波路型回折格子素子２１０を切断したときの
断面を示す。同図（ｂ）は、屈折率変調周期Λおよび平
均実効屈折率Ｎそれぞれの長手方向分布を示す。同図
（ｃ）は、屈折率変調振幅およびブラッグ波長λBそれ
ぞれの長手方向分布を示す。この図にも、説明の便宜の
為にｘｙｚ直交座標系も示されている。
【００３４】同図（ａ）に示されるように、光導波路型
回折格子素子２１０は、コア領域２１２およびクラッド
領域２１３を含む光ファイバ２１１において、本実施形
態に係る装置１００または本実施形態に係る製造方法に
より製造されたものであって、そのコア領域２１２の長
手方向に沿った一定領域に亘って屈折率変調２１４が形
成されたものである。光ファイバ２１１は、石英ガラス
をベースとしコア領域２１２にＧｅＯ2が添加されたも
のである。
回折格子素子２１０は、コア領域２１２およびクラッド
領域２１３を含む光ファイバ２１１において、本実施形
態に係る装置１００または本実施形態に係る製造方法に
より製造されたものであって、そのコア領域２１２の長
手方向に沿った一定領域に亘って屈折率変調２１４が形
成されたものである。光ファイバ２１１は、石英ガラス
をベースとしコア領域２１２にＧｅＯ2が添加されたも
のである。
【００３５】同図（ｂ）に示されるように、光導波路型
回折格子素子２１０は、屈折率変調２１４が形成された
領域において、平均実効屈折率Ｎが一定であるが、屈折
率変調周期Λが長手方向に沿って変化している。また、
同図（ｃ）に示されるように、光導波路型回折格子素子
２１０は、屈折率変調２１４が形成された領域において
屈折率変調振幅が一定である。そして、光導波路型回折
格子素子２１０は、屈折率変調２１４が形成された領域
においてブラッグ波長λBが長手方向に沿って変化して
いる。なお、屈折率変調２１４が形成された領域の両端
部で屈折率変調振幅が小さくなっているのも好適であ
る。本実施形態では、屈折率変調振幅分布を容易に所望
のものとすることができる。
回折格子素子２１０は、屈折率変調２１４が形成された
領域において、平均実効屈折率Ｎが一定であるが、屈折
率変調周期Λが長手方向に沿って変化している。また、
同図（ｃ）に示されるように、光導波路型回折格子素子
２１０は、屈折率変調２１４が形成された領域において
屈折率変調振幅が一定である。そして、光導波路型回折
格子素子２１０は、屈折率変調２１４が形成された領域
においてブラッグ波長λBが長手方向に沿って変化して
いる。なお、屈折率変調２１４が形成された領域の両端
部で屈折率変調振幅が小さくなっているのも好適であ
る。本実施形態では、屈折率変調振幅分布を容易に所望
のものとすることができる。
【００３６】図７は、本実施形態に係る光部品２００の
構成図である。この図に示される光部品２００は、上記
の光導波路型回折格子素子２１０および光サーキュレー
タ２２０を備えている。光サーキュレータ２２０は、第
1ポート２２１、第２ポート２２２および第３ポート２
２３を有しており、第２ポート２２２が光導波路型回折
格子素子２１０と接続されている。光サーキュレータ２
２０は、第１ポート２２１に入力した光を第２ポート２
２２に出力し、第２ポート２２２に入力した光を第３ポ
ート２２３に出力する。
構成図である。この図に示される光部品２００は、上記
の光導波路型回折格子素子２１０および光サーキュレー
タ２２０を備えている。光サーキュレータ２２０は、第
1ポート２２１、第２ポート２２２および第３ポート２
２３を有しており、第２ポート２２２が光導波路型回折
格子素子２１０と接続されている。光サーキュレータ２
２０は、第１ポート２２１に入力した光を第２ポート２
２２に出力し、第２ポート２２２に入力した光を第３ポ
ート２２３に出力する。
【００３７】この光部品２００は以下のように動作す
る。光部品２００の第１端２０１に光が入力すると、そ
の光は、光サーキュレータ２２０の第１ポート２２１に
入力して第２ポート２２２より出力され、光導波路型回
折格子素子２１０に入射する。光導波路型回折格子素子
２１０に入射した光のうち所定波長の光は、光導波路型
回折格子素子２１０により反射される。この反射された
光は、光サーキュレータ２２０の第２ポート２２２に入
力して第３ポート２２３より出力され、光部品２００の
第２端２０２より出力される。一方、光導波路型回折格
子素子２１０に入射して透過した光は、光部品２００の
第３端２０３より出力される。
る。光部品２００の第１端２０１に光が入力すると、そ
の光は、光サーキュレータ２２０の第１ポート２２１に
入力して第２ポート２２２より出力され、光導波路型回
折格子素子２１０に入射する。光導波路型回折格子素子
２１０に入射した光のうち所定波長の光は、光導波路型
回折格子素子２１０により反射される。この反射された
光は、光サーキュレータ２２０の第２ポート２２２に入
力して第３ポート２２３より出力され、光部品２００の
第２端２０２より出力される。一方、光導波路型回折格
子素子２１０に入射して透過した光は、光部品２００の
第３端２０３より出力される。
【００３８】すなわち、光部品２００の第１端２０１か
ら第２端２０２へ光が透過する際の光学的な諸特性（例
えば、透過率、波長分散、偏波モード分散、偏波依存損
失、等）は、光導波路型回折格子素子２１０において光
が反射する際の光学的な諸特性に依存している。また、
光部品２００の第１端２０１から第３端２０３へ光が透
過する際の光学的な諸特性は、光導波路型回折格子素子
２１０において光が透過する際の光学的な諸特性に依存
している。
ら第２端２０２へ光が透過する際の光学的な諸特性（例
えば、透過率、波長分散、偏波モード分散、偏波依存損
失、等）は、光導波路型回折格子素子２１０において光
が反射する際の光学的な諸特性に依存している。また、
光部品２００の第１端２０１から第３端２０３へ光が透
過する際の光学的な諸特性は、光導波路型回折格子素子
２１０において光が透過する際の光学的な諸特性に依存
している。
【００３９】このような光部品２００は、第１端２０１
に入力した光のうち所定波長域の光を第２端２０２に出
力するとともに、他の波長域の光を第３端２０３に出力
することができるので、光分波器として用いられ得る。
また、このような光部品２００は、第１端２０１に入力
した所定波長域の光と、第３端２０３に入力した他の波
長域の光とを合波して、その合波した光を第２端２０２
に出力することができるので、光合波器としても用いら
れ得る。また、このような光部品２００は、第１端２０
１に入力して第２端２０２に出力する光の波長分散を調
整することができるので、分散調整器としても用いられ
得る。この光部品２００は、上記の光導波路型回折格子
素子２１０を含むものであるので、所望の特性を有する
ものとなっている。
に入力した光のうち所定波長域の光を第２端２０２に出
力するとともに、他の波長域の光を第３端２０３に出力
することができるので、光分波器として用いられ得る。
また、このような光部品２００は、第１端２０１に入力
した所定波長域の光と、第３端２０３に入力した他の波
長域の光とを合波して、その合波した光を第２端２０２
に出力することができるので、光合波器としても用いら
れ得る。また、このような光部品２００は、第１端２０
１に入力して第２端２０２に出力する光の波長分散を調
整することができるので、分散調整器としても用いられ
得る。この光部品２００は、上記の光導波路型回折格子
素子２１０を含むものであるので、所望の特性を有する
ものとなっている。
【００４０】図８は、本実施形態に係る光通信システム
１の構成図である。この光通信システム１は、光送信器
１０、光中継器２０および光受信器３０を備えており、
光送信器１０と光中継器２０との間に光ファイバ伝送路
４０が敷設され、光中継器２０と光受信器３０との間に
光ファイバ伝送路５０が敷設され、また、光中継器２０
には光ファイバ伝送路６０も接続されている。光中継器
２０内には光分波器２１が設けられており、光受信器３
０内には分散調整器３１および受光部３２が設けられて
いる。光分波器２１および分散調整器３１それぞれは、
上述した本実施形態に係る光部品２００と同様の構成を
有する。
１の構成図である。この光通信システム１は、光送信器
１０、光中継器２０および光受信器３０を備えており、
光送信器１０と光中継器２０との間に光ファイバ伝送路
４０が敷設され、光中継器２０と光受信器３０との間に
光ファイバ伝送路５０が敷設され、また、光中継器２０
には光ファイバ伝送路６０も接続されている。光中継器
２０内には光分波器２１が設けられており、光受信器３
０内には分散調整器３１および受光部３２が設けられて
いる。光分波器２１および分散調整器３１それぞれは、
上述した本実施形態に係る光部品２００と同様の構成を
有する。
【００４１】光送信器１０は、多波長の信号光を多重化
して光ファイバ伝送路４０に送出する。光送信器１０か
ら光ファイバ伝送路４０を伝搬してきて光中継器２０に
到達した多波長の信号光は、光中継器２０内の光分波器
２１により２つの波長域に分波されて、一方の波長域の
信号光は光ファイバ伝送路５０に送出され、他方の波長
域の信号光は光ファイバ伝送路６０に送出される。光中
継器２０から光ファイバ伝送路３０を伝搬してきて光受
信器３０に到達した多波長の信号光は、光受信器３０内
の分散調整器３１により分散補償されて、受光部３２に
より波長毎に受光される。
して光ファイバ伝送路４０に送出する。光送信器１０か
ら光ファイバ伝送路４０を伝搬してきて光中継器２０に
到達した多波長の信号光は、光中継器２０内の光分波器
２１により２つの波長域に分波されて、一方の波長域の
信号光は光ファイバ伝送路５０に送出され、他方の波長
域の信号光は光ファイバ伝送路６０に送出される。光中
継器２０から光ファイバ伝送路３０を伝搬してきて光受
信器３０に到達した多波長の信号光は、光受信器３０内
の分散調整器３１により分散補償されて、受光部３２に
より波長毎に受光される。
【００４２】このように、本実施形態に係る光通信シス
テム１では、光送信器１０から送出された多波長の信号
光は、光中継器２０内の光分波器２１により分波され
て、一方の波長域の信号光が光受信器３０に到達する。
また、光送信器１０から光受信器３０に到達する信号光
は、光受信器３０内の分散調整器３１により分散補償さ
れる。特に、本実施形態に係る光通信システム１では、
上述した本実施形態に係る光部品２００と同様の構成を
有する光分波器２１および分散調整器３１が用いられて
いるので、信号光の伝送品質が優れたものとなる。
テム１では、光送信器１０から送出された多波長の信号
光は、光中継器２０内の光分波器２１により分波され
て、一方の波長域の信号光が光受信器３０に到達する。
また、光送信器１０から光受信器３０に到達する信号光
は、光受信器３０内の分散調整器３１により分散補償さ
れる。特に、本実施形態に係る光通信システム１では、
上述した本実施形態に係る光部品２００と同様の構成を
有する光分波器２１および分散調整器３１が用いられて
いるので、信号光の伝送品質が優れたものとなる。
【００４３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光導波路の側方に位相格子マスクが配置され、
この位相格子マスクを介して光導波路に屈折率変化誘起
光が照射されて、光導波路の長手方向に沿って屈折率変
調が形成された光導波路型回折格子素子が製造される。
このとき、光導波路への屈折率変化誘起光の照射が長手
方向に走査されるとともに、光導波路への屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた相対速度で光導波路または位相
格子マスクが長手方向に移動することにより、所望の屈
折率変調の周期の分布が得られる。また、その走査の際
に、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた
振動パターンで相対的に光導波路または位相格子マスク
が長手方向に振動し、或いは、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じた照射量て屈折率変化誘起光が
照射され、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じた間隔で光導波路と位相格子マスクとが配
置され、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照射
位置に応じた光束幅で屈折率変化誘起光が照射される。
これにより、所望の屈折率変調の振幅の分布が得られ
る。このような１つの屈折率変化誘起光照射プロセスに
より、所望の特性を有する光導波路型回折格子素子が容
易に製造され得る。
よれば、光導波路の側方に位相格子マスクが配置され、
この位相格子マスクを介して光導波路に屈折率変化誘起
光が照射されて、光導波路の長手方向に沿って屈折率変
調が形成された光導波路型回折格子素子が製造される。
このとき、光導波路への屈折率変化誘起光の照射が長手
方向に走査されるとともに、光導波路への屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた相対速度で光導波路または位相
格子マスクが長手方向に移動することにより、所望の屈
折率変調の周期の分布が得られる。また、その走査の際
に、光導波路への屈折率変化誘起光の照射位置に応じた
振動パターンで相対的に光導波路または位相格子マスク
が長手方向に振動し、或いは、光導波路への屈折率変化
誘起光の照射位置に応じた照射量て屈折率変化誘起光が
照射され、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照
射位置に応じた間隔で光導波路と位相格子マスクとが配
置され、或いは、光導波路への屈折率変化誘起光の照射
位置に応じた光束幅で屈折率変化誘起光が照射される。
これにより、所望の屈折率変調の振幅の分布が得られ
る。このような１つの屈折率変化誘起光照射プロセスに
より、所望の特性を有する光導波路型回折格子素子が容
易に製造され得る。
【図１】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子製造
装置１００の構成図である。
装置１００の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光導波路型回折格子製造方法
のうちの第１の製造方法について説明する図である。
のうちの第１の製造方法について説明する図である。
【図３】本実施形態に係る光導波路型回折格子製造方法
のうちの第１の製造方法について説明する図である。
のうちの第１の製造方法について説明する図である。
【図４】光ファイバおよび位相格子マスクの間の間隔と
干渉効率との関係を示す図である。
干渉効率との関係を示す図である。
【図５】光ファイバおよび位相格子マスクの間の間隔と
干渉効率との関係を示す図である。
干渉効率との関係を示す図である。
【図６】本実施形態に係る光導波路型回折格子素子２１
０の説明図である。
０の説明図である。
【図７】本実施形態に係る光部品２００の構成図であ
る。
る。
【図８】本実施形態に係る光通信システム１の構成図で
ある。
ある。
１…光通信システム、１０…光送信器、２０…光中継
器、３０…光受信器、１００…光導波路型回折格子素子
製造装置、１１１…基盤、１１２…ステージ、１１３…
ホルダ、１２１，１２２…クランプ、１３１…光源、１
３２…光アッテネータ、１３３…アパーチャ、１３４…
ミラー、１４０…制御部、１５０…位相格子マスク、２
００…光部品、２１０…光導波路型回折格子素子、２１
１…光ファイバ、２１２…コア領域、２１３…クラッド
領域、２１４…屈折率変調、２２０…光サーキュレー
タ。
器、３０…光受信器、１００…光導波路型回折格子素子
製造装置、１１１…基盤、１１２…ステージ、１１３…
ホルダ、１２１，１２２…クランプ、１３１…光源、１
３２…光アッテネータ、１３３…アパーチャ、１３４…
ミラー、１４０…制御部、１５０…位相格子マスク、２
００…光部品、２１０…光導波路型回折格子素子、２１
１…光ファイバ、２１２…コア領域、２１３…クラッド
領域、２１４…屈折率変調、２２０…光サーキュレー
タ。
フロントページの続き
(72)発明者 井上 享
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） 2H038 BA24 BA25
2H049 AA34 AA45 AA59 AA62 AA66
AA68
2H050 AB05X AC09 AC84 AD01
Claims (12)
- 【請求項１】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査し、その走査の際に、前記光導波路への前
記屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で前記
光導波路または前記位相格子マスクを前記長手方向に移
動させるとともに、前記光導波路への前記屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた振動パターンで相対的に前記光
導波路または前記位相格子マスクを前記長手方向に振動
させる、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２】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査し、その走査の際に、前記光導波路への前
記屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で前記
光導波路または前記位相格子マスクを前記長手方向に移
動させるとともに、前記光導波路への前記屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた照射量て前記屈折率変化誘起光
を照射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３】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査し、その走査の際に、前記光導波路への前
記屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で前記
光導波路または前記位相格子マスクを前記長手方向に移
動させるとともに、前記光導波路への前記屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた間隔で前記光導波路と前記位相
格子マスクとを配置する、 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４】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する方法であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査し、その走査の際に、前記光導波路への前
記屈折率変化誘起光の照射位置に応じた相対速度で前記
光導波路または前記位相格子マスクを前記長手方向に移
動させるとともに、前記光導波路への前記屈折率変化誘
起光の照射位置に応じた光束幅で前記屈折率変化誘起光
を照射する、 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５】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する装置であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査する走査手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で前記光導波路または前記位相格子マスク
を前記長手方向に移動させる移動手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた振動パターンで相対的に前記光導波路または前記位
相格子マスクを前記長手方向に振動させる振動手段と、 を備えることを特徴とする光導波路型回折格子素子製造
装置。 - 【請求項６】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する装置であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査する走査手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で前記光導波路または前記位相格子マスク
を前記長手方向に移動させる移動手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じて前記屈折率変化誘起光の照射量を調整する照射量調
整手段と、 を備えることを特徴とする光導波路型回折格子素子製造
装置。 - 【請求項７】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する装置であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査する走査手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で前記光導波路または前記位相格子マスク
を前記長手方向に移動させる移動手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じて前記光導波路と前記位相格子マスクとの間隔を調整
する間隔調整手段と、 を備えることを特徴とする光導波路型回折格子素子製造
装置。 - 【請求項８】 光導波路の側方に配された位相格子マス
クを介して前記光導波路に屈折率変化誘起光を照射する
ことで、前記光導波路の長手方向に沿って屈折率変調が
形成された光導波路型回折格子素子を製造する装置であ
って、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射を前記長
手方向に走査する走査手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じた相対速度で前記光導波路または前記位相格子マスク
を前記長手方向に移動させる移動手段と、 前記光導波路への前記屈折率変化誘起光の照射位置に応
じて前記屈折率変化誘起光の光束幅を調整する光束幅調
整手段と、 を備えることを特徴とする光導波路型回折格子素子製造
装置。 - 【請求項９】 光導波路の長手方向に沿って屈折率変調
が形成された光導波路型回折格子素子であって、 請求項１〜４の何れか１項に記載の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、前記長手方
向に沿ってブラッグ波長が変化している、ことを特徴と
する光導波路型回折格子素子。 - 【請求項１０】 請求項９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特定波長
の光を反射することで、光の合波、分波または分散調整
を行うことを特徴とする光部品。 - 【請求項１１】 請求項９記載の光導波路型回折格子素
子を含み、信号光を伝送するとともに、この信号光のう
ち特定波長のものを前記光導波路型回折格子素子により
反射することを特徴とする光通信システム。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の光部品を含み、信号
光を伝送するとともに、この信号光の合波、分波または
分散調整を前記光部品により行うことを特徴とする光通
信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035862A JP2003232942A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 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製造装置、光導波路型回折格子素子、光部品および光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035862A JP2003232942A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 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製造装置、光導波路型回折格子素子、光部品および光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232942A true JP2003232942A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27777933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035862A Pending JP2003232942A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 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製造装置、光導波路型回折格子素子、光部品および光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003232942A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051614A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 株式会社豊田自動織機 | センサ用光ファイバの製造方法及びセンサ用光ファイバ |
| EP3130948A4 (en) * | 2014-04-09 | 2017-04-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Grating manufacturing device and grating manufacturing method |
| CN110673258A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-10 | 北京工业大学 | 一种紫外激光掩模板法刻写多种光纤光栅的系统 |
-
2002
- 2002-02-13 JP JP2002035862A patent/JP2003232942A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051614A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 株式会社豊田自動織機 | センサ用光ファイバの製造方法及びセンサ用光ファイバ |
| JP2013092371A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-16 | Toyota Industries Corp | センサ用光ファイバの製造方法及びセンサ用光ファイバ |
| EP3130948A4 (en) * | 2014-04-09 | 2017-04-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Grating manufacturing device and grating manufacturing method |
| CN110673258A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-10 | 北京工业大学 | 一种紫外激光掩模板法刻写多种光纤光栅的系统 |
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