JP2003294956A - Method of manufacturing optical fiber grating, and optical fiber grating - Google Patents

Method of manufacturing optical fiber grating, and optical fiber grating

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JP2003294956A
JP2003294956A JP2002099330A JP2002099330A JP2003294956A JP 2003294956 A JP2003294956 A JP 2003294956A JP 2002099330 A JP2002099330 A JP 2002099330A JP 2002099330 A JP2002099330 A JP 2002099330A JP 2003294956 A JP2003294956 A JP 2003294956A
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optical fiber
ultraviolet light
grating
refractive index
fiber grating
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JP2002099330A
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Michihiro Nakai
道弘 中居
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical fiber grating, which easily realizes a desired grating strength and reduces thermal degradation. <P>SOLUTION: Ultraviolet light 2 is radiated with an intensity distribution after hydrogen is diffused in an optical fiber 1, so that a refractive index change is formed in accordance with the intensity distribution of the ultraviolet light. The optical fiber which has the refractive index change formed in this manner is subjected to a dehydrogeneration process and is irradiated through a phase mask 3 by the ultraviolet light 2 to perform interference exposure. In this interference exposure process, the ultraviolet light is radiated to a wide range of the optical fiber 1 with a uniform intensity to generate interference fringes in a wide area on the optical fiber 1. A refractive index change caused by interference exposure is added to the preliminarily formed refractive index change, thus forming the grating. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、特に波長
多重伝送の分野で用いられる光ファイバグレーティング
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber grating used in the field of optical communication, particularly wavelength division multiplex transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバグレーティングを作製すると
きの重要な技術としてアポダイズという技術がある。こ
れは、光ファイバ中に回折格子を作製する際に、グレー
ティングの強弱を光ファイバ長手方向につけ、光ファイ
バグレーティングの光学特性を所望の特性にする技術で
ある。図7(a)、(b)に、アポダイズによって形成
された代表的な屈折率分布の形状を示す。このアポダイ
ズは、露光時に光ファイバに照射する紫外光の光量を調
整することによって行う。これによって形成されるグレ
ーティングのグレーティング強度は、紫外光の照射パワ
ー、紫外光の照射時間、及び干渉効率に依存し、紫外光
量は照射パワーと照射時間の積として表すことができ
る。干渉効率を変化させることによってアポダイズを可
能とする技術も存在するが、この場合には特殊な位相マ
スクを用いることが必要となるため、この方法は広くは
用いられていない。その理由は、このような特殊な位相
マスクを使うと設計の自由度が無くなり、同一のアポダ
イズ形状しか得られなくなるからである。
2. Description of the Related Art There is a technique called apodization as an important technique for producing an optical fiber grating. This is a technique in which, when a diffraction grating is manufactured in an optical fiber, the strength and weakness of the grating is applied in the longitudinal direction of the optical fiber so that the optical characteristics of the optical fiber grating become desired. FIGS. 7A and 7B show typical refractive index profile shapes formed by apodization. This apodization is performed by adjusting the light amount of ultraviolet light with which the optical fiber is irradiated during exposure. The grating intensity of the grating thus formed depends on the irradiation power of ultraviolet light, the irradiation time of ultraviolet light, and the interference efficiency, and the amount of ultraviolet light can be expressed as the product of the irradiation power and the irradiation time. There is a technique that enables apodization by changing the interference efficiency, but in this case, it is necessary to use a special phase mask, so this method is not widely used. The reason is that when such a special phase mask is used, the degree of freedom in design is lost, and only the same apodized shape can be obtained.

【0003】この数年間で、アポダイズ技術に対する要
求は様変わりした。かつて、アポダイズは10mm程度の長
さのグレーティングについて、長手方向に緩やかにグレ
ーティング強度を変化させるために用いられる技術であ
った。しかし、最近ではモアレグレーティング(スーパ
ーストラクチャーグレーティング)などの作製時には、
1mm以下のグレーティング長の光ファイバグレーティン
グにおいて、急激なグレーティング強度変化をアポダイ
ズ技術によって実現することが要求されるようになって
いる。
In the last few years, the demand for apodization technology has changed. In the past, apodization was a technique used to gently change the grating strength in the longitudinal direction of a grating with a length of about 10 mm. However, recently, when making moire gratings (superstructure gratings),
In an optical fiber grating having a grating length of 1 mm or less, it is required to realize abrupt grating intensity change by an apodization technique.

【0004】アポダイズを行うために、照射する紫外光
の光量を調節する方法として、以下のような方法があ
る。第1の方法は、照射時間を変化させる方法である。
これは、小さく絞ったビームスポットを光ファイバ長手
方向に掃引し、この掃引の際にビームの移動速度を、ビ
ーム位置に依存する関数として変化させるものであり、
グレーティング強度はビームの移動速度を表す関数とお
およそ一致した関数となり、アポダイズが可能となる。
The following methods are available as methods for adjusting the amount of ultraviolet light to be irradiated in order to carry out apodization. The first method is to change the irradiation time.
This is to sweep a narrowed beam spot in the longitudinal direction of the optical fiber, and change the moving speed of the beam during this sweep as a function depending on the beam position.
The grating intensity is a function that roughly matches the function representing the moving speed of the beam, and apodization is possible.

【0005】第2の方法は、照射光のパワーを変化させ
る方法である。これは、照射時間を変化させる方法と同
様に、ビームを小さく絞って均一な速度で掃引させ、ビ
ームの強度をビームの位置に依存する関数として変化さ
せてアポダイズを可能とするものである。第3の方法
は、特開平9−304638号公報において開示されて
いる方法である。これは、ビームそのものはグレーティ
ング全体を照射できるほど大きくしておき、光ファイバ
に入射する光の領域をアパーチャを用いて時間と共に変
化させる方法であり、この結果、光ファイバ上に照射時
間の異なる領域を作ることができる。
The second method is to change the power of irradiation light. This is similar to the method of changing the irradiation time, in which the beam is narrowed down and swept at a uniform speed, and the intensity of the beam is changed as a function depending on the position of the beam to enable apodization. The third method is the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-304638. This is a method in which the beam itself is made large enough to illuminate the entire grating, and the area of the light incident on the optical fiber is changed with time using an aperture. Can be made.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、第1の方法に
よると、正確なアポダイズをかけようとするとビームを
小さく絞る必要があるため、レーザ光源のパワーを有効
に使うことができず、非常に効率が悪くなる。一般的
に、レーザ光は単色性が高いために、レンズを用いれば
容易に集光することができ、レーザのパワーを有効に使
用することができる。しかし、干渉に用いる場合には、
集光することによって空間干渉性が低下するため極端に
集光することができない。この結果、グレーティングの
製造スループットは著しく低下する。また、グレーティ
ング強度を時間で制御する場合、照射時間とグレーティ
ング強度との関係が線形でないことや、小さく絞ったレ
ーザビームの中でのエネルギー分布が均一でないこと、
さらにレーザビームパワーの時間安定性に欠くことなど
のために、ビームの移動速度を表す関数とグレーティン
グ強度を表す関数とをある程度以上一致させることが難
しかった。
However, according to the first method, it is necessary to narrow the beam in order to apply accurate apodization, so that the power of the laser light source cannot be effectively used, which is very difficult. It becomes less efficient. Generally, since laser light has high monochromaticity, it can be easily condensed by using a lens, and laser power can be effectively used. However, when used for interference,
Since the spatial coherence is reduced by condensing the light, the light cannot be extremely condensed. As a result, the manufacturing throughput of the grating is significantly reduced. Further, when controlling the grating intensity with time, the relationship between the irradiation time and the grating intensity is not linear, or the energy distribution in the laser beam narrowed down is not uniform,
Further, it is difficult to match the function representing the moving speed of the beam with the function representing the grating intensity to a certain extent or more due to lack of time stability of the laser beam power.

【0007】さらに、位相マスク下の回折光同士の干渉
領域の周辺には必ず干渉を起こさない領域が存在し、そ
のためにグレーティングが書き込まれない領域が存在す
る。この様子を図8に示す。図8(a)、(b)、
(c)中、符号1は光ファイバであり、この光ファイバ
1に対して紫外光2が照射され、位相マスク3によって
干渉露光されることにより、光ファイバグレーティング
が作製される。図8(a)はグレーティング長が長い場
合を示し、図8(b)、(c)となるに従ってグレーテ
ィング長が短くなっている。図中に二点鎖線で囲んだ領
域が、干渉を起こさないことによって、グレーティング
が書き込まれない領域である。
Further, there is an area where interference does not always occur around the interference area between the diffracted lights under the phase mask, and therefore there is an area where the grating is not written. This state is shown in FIG. 8 (a), (b),
In (c), reference numeral 1 is an optical fiber, and the optical fiber 1 is irradiated with ultraviolet light 2 and subjected to interference exposure by the phase mask 3, whereby an optical fiber grating is manufactured. FIG. 8A shows a case where the grating length is long, and the grating length becomes shorter as it goes to FIGS. 8B and 8C. A region surrounded by a chain double-dashed line in the drawing is a region where the grating is not written because no interference occurs.

【0008】このような理由により、グレーティングの
長さに関わらずグレーティング周辺には不要な屈折率変
化が生じる。しかし、グレーティング長が長くても短く
ても不要な部分の長さは一定であるため、グレーティン
グ長が短くなる程、不要な部分の比率は相対的に大きく
なる。そのため、微少な領域のみにグレーティングを作
製しようとすると、必ずその周辺に不要な屈折率変化を
起こし、これがグレーティング特性劣化の要因となって
いた。
For this reason, unnecessary refractive index changes occur around the grating regardless of the length of the grating. However, since the length of the unnecessary portion is constant regardless of whether the grating length is long or short, the ratio of the unnecessary portion becomes relatively large as the grating length becomes short. Therefore, if it is attempted to fabricate a grating only in a very small area, an unnecessary change in the refractive index will always occur around it, which has been a factor of grating characteristic deterioration.

【0009】また、第2の方法によると、第1の方法で
の問題点が全て当てはまる他に、ビームの照射強度と屈
折率変化量との関係は、ビームの照射時間と屈折率変化
量との関係以上に複雑であって線形の関係に無いため
に、照射強度の関数と屈折率変化の関数とは一致せず、
照射強度を制御することによって正確に屈折率変化を生
じさせることは困難であった。さらに、照射時間の制御
に比べればビームの照射強度の制御は困難であるために
通常第2の方法が用いられることは少ない。また、第3
の方法によると、連続的にグレーティング強度が変化す
る場合にはアパーチャサイズを小さくする必要がないた
め他の方法での問題点は生じないものの、グレーティン
グが長くなるとビームを大きくする必要があり、アポダ
イズ形状が不連続な場合には、ビームの大きさが小さく
なると他の方法と同様の問題が発生する。
Further, according to the second method, all the problems of the first method are applied, and the relationship between the irradiation intensity of the beam and the variation of the refractive index is the relationship between the irradiation time of the beam and the variation of the refractive index. The function of irradiation intensity and the function of refractive index change do not match, because they are more complicated than the relationship of
It was difficult to accurately change the refractive index by controlling the irradiation intensity. Further, since it is more difficult to control the irradiation intensity of the beam than the control of the irradiation time, the second method is usually rarely used. Also, the third
According to this method, when the grating intensity changes continuously, there is no need to reduce the aperture size, so the problems of other methods do not occur, but when the grating becomes longer, the beam needs to be increased and the apodization When the shape is discontinuous, the problem similar to the other methods occurs when the beam size becomes small.

【0010】さらに、上述したいずれの方法によって
も、作製するグレーティングのグレーティング長が5mm
以下になると、正確にアポダイズを行うのは非常に難し
くなり、1mm以下では不可能であった。この理由は、ビ
ームを0.5mm以下のサイズに絞ると回折の影響でビーム
のエネルギー分布や等位相面が乱れ、その結果位相マス
クによる干渉が起こらなくなったり、干渉の効率が著し
く低下したり、干渉が安定して起こらなくなるからであ
る。一方で、ビームサイズは作製しようとしているグレ
ーティングの長さよりも十分に小さくしなければ、正確
なアポダイズを行うことはできない。
Further, according to any of the above-mentioned methods, the grating length of the manufactured grating is 5 mm.
It became very difficult to accurately perform apodization at the following points, and it was not possible at less than 1 mm. The reason for this is that when the beam is narrowed to a size of 0.5 mm or less, the energy distribution of the beam and the equiphase surface are disturbed by the effect of diffraction, and as a result, the phase mask does not cause interference, the efficiency of interference decreases significantly, Is stable and will not occur. On the other hand, accurate apodization cannot be performed unless the beam size is made sufficiently smaller than the length of the grating to be manufactured.

【0011】また、通常の紫外線照射で作製したグレー
ティングは、熱によって容易にその屈折率変化が劣化す
る。このため通常は、使用の前に熱処理を行い熱安定性
を向上させる必要がある。そのため、一般的なグレーテ
ィング作製工程は、図9に示すように、水素拡散工程、
干渉露光、脱水素工程の後、エージング工程を行うこと
によって構成されている。なお、図9に示す脱水素工程
とエージング工程は同時に行うこともある。しかし、エ
ージング工程における加熱による屈折率変化の劣化量が
グレーティング中で一定でないことがあり、このため、
エージング前後でアポダイズ形状が変化し、特に繊細な
アポダイズ形状が要求されるグレーティングでは歩留ま
りが決定的に劣化することもあった。本発明は、このよ
うな事情を考慮してなされたもので、所望のグレーティ
ング強度を容易に実現することができ、かつ熱による劣
化の少ない光ファイバグレーティングの製造方法を提供
することを目的とする。
In addition, the refractive index change of a grating produced by ordinary ultraviolet irradiation is easily deteriorated by heat. Therefore, it is usually necessary to perform heat treatment before use to improve thermal stability. Therefore, a general grating manufacturing process, as shown in FIG.
After the interference exposure and the dehydrogenation process, the aging process is performed. The dehydrogenation step and the aging step shown in FIG. 9 may be performed at the same time. However, the deterioration amount of the change in refractive index due to heating in the aging process may not be constant in the grating, and therefore,
The apodized shape changes before and after aging, and the yield may be decisively deteriorated in a grating that requires a particularly delicate apodized shape. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical fiber grating which can easily realize a desired grating strength and is less deteriorated by heat. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、光ファイバに紫外光を照
射することにより高屈折率部を形成して光ファイバグレ
ーティングを製造する光ファイバグレーティングの製造
方法において、該光ファイバに対して水素を拡散した
後、強度分布を持つ紫外光を該光ファイバに照射して紫
外光の強度分布に応じた高屈折率部を生じさせ、脱水素
後に該高屈折率部に対して干渉露光を行うことにより、
所望の強度分布を持つ光ファイバグレーティングを製造
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。これにより、屈折率変化を熱安定性よく形
成することができるため、耐熱性に優れた光ファイバグ
レーティングを製造することができる。また、エージン
グ工程を必要としないため、エージング時にアポダイズ
の形状が劣化することがなく、信頼性の高い光ファイバ
グレーティングを製造することができる。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 manufactures an optical fiber grating by irradiating an optical fiber with ultraviolet light to form a high refractive index portion. In the method for manufacturing an optical fiber grating, after diffusing hydrogen into the optical fiber, the optical fiber is irradiated with ultraviolet light having an intensity distribution to generate a high refractive index portion according to the intensity distribution of the ultraviolet light, By performing interference exposure on the high refractive index portion after dehydrogenation,
A method of manufacturing an optical fiber grating, which comprises manufacturing an optical fiber grating having a desired intensity distribution. As a result, the refractive index change can be formed with good thermal stability, so that an optical fiber grating having excellent heat resistance can be manufactured. Further, since the aging process is not required, the shape of apodization does not deteriorate during aging, and a highly reliable optical fiber grating can be manufactured.

【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の光
ファイバグレーティングの製造方法において、前記干渉
露光は、前記光ファイバの高屈折率部に対して均一な強
度の紫外光を照射することにより行うことを特徴とす
る。これにより、最初の紫外光照射によって屈折率が大
きく変化したところほど、干渉露光による屈折率変化を
大きくすることができるため、所望のグレーティング強
度を容易に実現することができる。請求項3記載の発明
は、請求項1又は2のいずれかに記載の光ファイバグレ
ーティングの製造方法により製造されたことを特徴とす
る光ファイバグレーティングである。
According to a second aspect of the invention, in the method of manufacturing an optical fiber grating according to the first aspect, the interference exposure is performed by irradiating the high refractive index portion of the optical fiber with ultraviolet light of uniform intensity. It is characterized by performing by. As a result, the greater the change in the refractive index due to the first irradiation of ultraviolet light, the greater the change in the refractive index due to the interference exposure, so that the desired grating intensity can be easily realized. An invention according to claim 3 is an optical fiber grating manufactured by the method for manufacturing an optical fiber grating according to claim 1 or 2.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図1に、本発明の光ファイバグレーティングの製造方法
の一例を示す。この例の光ファイバグレーティングの製
造方法は、光ファイバに紫外光を照射する工程を2つの
工程に分け、光ファイバに対して水素を拡散した後に、
強度分布を持つ紫外光を光ファイバに照射して紫外光の
強度分布に応じた高屈折率部を生じさせ、脱水素後に高
屈折率部に対して干渉露光を行うことにより、所望の強
度分布を持つ光ファイバグレーティングを製造するもの
である。図1(a)は、グレーティング形成前に行う紫
外光照射の様子を示しており、符号1は光ファイバであ
り、この光ファイバ1に対して水素を拡散させた後、紫
外光2に強度分布を持たせて照射する。図1(a)にお
いて、照射される紫外光を表す線の長さが長いほど紫外
光強度が強いことを表す。このような紫外光照射によ
り、図1(a)に示すように、紫外光の強度分布に応じ
て屈折率変化が形成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 shows an example of a method for manufacturing the optical fiber grating of the present invention. In the method of manufacturing the optical fiber grating of this example, the step of irradiating the optical fiber with ultraviolet light is divided into two steps, and after hydrogen is diffused into the optical fiber,
The desired intensity distribution is obtained by irradiating the optical fiber with an intensity distribution of ultraviolet light to generate a high-refractive-index portion corresponding to the intensity distribution of the ultraviolet light, and by performing destructive exposure on the high-refractive-index portion. Is to manufacture an optical fiber grating having. FIG. 1A shows a state of ultraviolet light irradiation performed before the formation of a grating. Reference numeral 1 is an optical fiber. After hydrogen is diffused in the optical fiber 1, an intensity distribution of ultraviolet light 2 is obtained. And irradiate. In FIG. 1A, the longer the length of the line representing the irradiated ultraviolet light, the stronger the ultraviolet light intensity. By such ultraviolet light irradiation, a change in the refractive index is formed according to the intensity distribution of the ultraviolet light, as shown in FIG.

【0015】このようにして屈折率変化が形成された光
ファイバに対して、脱水素工程を経て、図1(b)に示
すように、位相マスク3を介して光ファイバ1に対して
紫外光2を照射して干渉露光を行う。この干渉露光工程
では、光ファイバ1の広い範囲に亘って均一な強度で紫
外線を照射し、光ファイバ1上の広い領域に干渉縞を生
じさせる。この干渉縞によってグレーティングが書き込
まれるのは、最初の紫外光照射で紫外光を照射された領
域だけであり、この領域では、図1(b)に示すよう
に、予め形成されていた屈折率変化に対して、干渉露光
による屈折率変化が付加されてグレーティングが形成さ
れる。
The optical fiber having the refractive index thus changed is subjected to a dehydrogenation process, and as shown in FIG. 2 is irradiated to perform interference exposure. In this interference exposure process, ultraviolet rays are irradiated with a uniform intensity over a wide area of the optical fiber 1 to generate interference fringes in a wide area on the optical fiber 1. The interference fringes cause the grating to be written only in the region irradiated with the ultraviolet light by the first irradiation of the ultraviolet light. In this region, as shown in FIG. On the other hand, a refractive index change due to interference exposure is added to form a grating.

【0016】図2に、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す。図2(a)は、光ファイ
バ1に対して位相マスク2を介して均一な強度の紫外光
2を照射して、均一な屈折率変化量を持つ光ファイバグ
レーティングを形成する様子を示しており、図2(b)
は、脱水素工程を経た後、この光ファイバグレーティン
グに対して、紫外光2に強度分布を持たせて照射する様
子を示している。図2(b)において、照射される紫外
光を表す線の長さが長いほど紫外光強度が強いことを表
す。このような紫外光照射により、図2(b)に示すよ
うに、紫外光の強度分布に応じて屈折率変化が形成され
る。
FIG. 2 shows another example of the method of manufacturing the optical fiber grating of the present invention. FIG. 2A shows a state in which the optical fiber 1 is irradiated with ultraviolet light 2 of uniform intensity through the phase mask 2 to form an optical fiber grating having a uniform amount of change in refractive index. , Fig. 2 (b)
Shows a state of irradiating the optical fiber grating with ultraviolet light 2 having an intensity distribution after the dehydrogenation step. In FIG. 2B, the longer the length of the line representing the ultraviolet light to be irradiated, the stronger the ultraviolet light intensity. By such ultraviolet light irradiation, as shown in FIG. 2B, a refractive index change is formed according to the intensity distribution of the ultraviolet light.

【0017】この干渉露光された領域内では、最初の紫
外光照射で用いられた紫外光の強度と、その後の干渉露
光による屈折率変化量が比例するので、最初の紫外光照
射によって屈折率が大きく変化したところほど、干渉露
光による屈折率変化が大きくなる。そのため、干渉露光
工程においては、紫外光を均一の強度で露光するだけで
アポダイズを行うことができる。
In this interference-exposed region, the intensity of the ultraviolet light used in the first irradiation of ultraviolet light is proportional to the change in the refractive index due to the subsequent interference exposure, so that the refractive index is changed by the first irradiation of ultraviolet light. The greater the change, the greater the change in refractive index due to interference exposure. Therefore, in the interference exposure step, apodization can be performed only by exposing the ultraviolet light with a uniform intensity.

【0018】次に、このような屈折率変化形成を可能と
する原理について説明する。本発明の光ファイバグレー
ティングの製造方法では、presensitizationの技術を応
用している。このpresensitizationの技術とは、光ファ
イバ内において、水素の存在下で紫外光を照射された領
域は、その照射の際に屈折率が変化するが、いったん屈
折率が変化した領域は水素脱離後の紫外光照射でもさら
に屈折率が変化し、この工程により形成された屈折率変
化は一回の紫外光照射により形成された屈折率変化より
も熱安定性がよいとするものである。これについては、
文献“Photosensitization and Photostabilization
of Laser-Induced Index Changes in Optical
Fibers”(John Canning,Optical Fiber Technolog
y6,P275−289(2000))において開示されている。
Next, the principle of enabling such refractive index change formation will be described. In the method of manufacturing the optical fiber grating of the present invention, the technique of presensitization is applied. The technology of this presensitization is that in the optical fiber, the region irradiated with ultraviolet light in the presence of hydrogen changes its refractive index during the irradiation, but the region whose refractive index has changed after hydrogen desorption The refractive index is further changed by the irradiation with the ultraviolet light, and the change in the refractive index formed by this step has better thermal stability than the change in the refractive index formed by one irradiation with the ultraviolet light. For this,
Reference “Photosensitization and Photostabilization
of Laser-Induced Index Changes in Optical
Fibers ”(John Canning, Optical Fiber Technolog
y6, P275-289 (2000)).

【0019】図3(a)は、上述したpresensitization
の技術を利用して光ファイバグレーティングを製造する
ための工程の一例を示しており、水素拡散工程後に水素
存在下で紫外光を照射し、脱水素工程の後、干渉露光し
て光ファイバグレーティングを形成する。この製造工程
における光ファイバの屈折率変化の様子を図4(a)に
示す。まず、水素拡散工程後の紫外光照射工程におい
て、パワーを均一とした紫外光2を光ファイバ1に照射
すると、照射された位置に変化量が一定となる屈折率変
化を生じる。次に、脱水素工程の後、位相マスク3を介
して光ファイバ1に紫外光2を照射して干渉露光する
と、すでに屈折率変化を生じている部分に、さらに干渉
縞による屈折率分布を生じる。
FIG. 3A shows the above-mentioned presensitization.
Shows an example of a process for manufacturing an optical fiber grating using the technology described in (1), which irradiates ultraviolet light in the presence of hydrogen after the hydrogen diffusion process, and after the dehydrogenation process, performs interference exposure to form the optical fiber grating. Form. FIG. 4A shows how the refractive index of the optical fiber changes during this manufacturing process. First, in the ultraviolet light irradiation step after the hydrogen diffusion step, when the ultraviolet light 2 having a uniform power is applied to the optical fiber 1, a change in the refractive index occurs at the irradiated position where the change amount is constant. Next, after the dehydrogenation step, when the optical fiber 1 is irradiated with the ultraviolet light 2 through the phase mask 3 to perform interference exposure, a refractive index distribution due to interference fringes is further generated in the portion where the refractive index change has already occurred. .

【0020】図3(b)は、光ファイバグレーティング
の製造方法の工程の他の例を示しており、水素拡散工程
後に水素存在下で干渉露光し、脱水素工程の後、紫外線
照射して光ファイバグレーティングを形成する。この製
造工程における光ファイバの屈折率変化の様子を図4
(b)に示す。まず、水素拡散工程後の紫外光照射工程
において、位相マスク3を介して紫外光2を光ファイバ
1に対して照射して干渉露光すると、干渉縞による屈折
率分布を生じる。次に、脱水素工程の後、パワーを均一
とした紫外光2を光ファイバ1に照射すると、すでに干
渉縞による屈折率変化を生じている部分にのみ屈折率変
化が付加される。
FIG. 3B shows another example of the steps of the method for manufacturing an optical fiber grating. After the hydrogen diffusion step, interference exposure is performed in the presence of hydrogen, and after the dehydrogenation step, ultraviolet irradiation is performed to perform light exposure. Form a fiber grating. FIG. 4 shows how the refractive index of the optical fiber changes during this manufacturing process.
It shows in (b). First, in the ultraviolet light irradiation step after the hydrogen diffusion step, when the ultraviolet light 2 is irradiated to the optical fiber 1 through the phase mask 3 and interference exposure is performed, a refractive index distribution due to interference fringes is generated. Next, after the dehydrogenation step, when the ultraviolet light 2 having a uniform power is applied to the optical fiber 1, the refractive index change is added only to the portion where the refractive index change has already occurred due to the interference fringes.

【0021】本発明の光ファイバグレーティングの製造
方法は、図3(a)に示す製造工程において、水素拡散
工程後の紫外光照射における紫外光強度に強度分布を持
たせてアポダイズを行い、位相マスクを用いた干渉露光
の際には均一なパワーを持つ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製造方法である。この例の
製造方法では、紫外光照射の際のレーザビームのサイズ
を、焦点距離100mmのレンズを用いてビーム径を10μmま
で小さくすることができた。従って、このときグレーテ
ィング長を1mmとすれば1mm/10μm=100分割したアポダ
イズ関数を作製することが可能である。
According to the method of manufacturing an optical fiber grating of the present invention, in the manufacturing process shown in FIG. 3A, apodization is performed by giving an intensity distribution to the ultraviolet light intensity in the ultraviolet light irradiation after the hydrogen diffusion process, and performing phase masking. Is a manufacturing method for manufacturing an optical fiber grating by irradiating ultraviolet light having a uniform power at the time of interference exposure using. In the manufacturing method of this example, the size of the laser beam during irradiation with ultraviolet light could be reduced to 10 μm by using a lens having a focal length of 100 mm. Therefore, at this time, if the grating length is 1 mm, it is possible to fabricate an apodization function divided into 1 mm / 10 μm = 100.

【0022】図5に、前処理としての紫外光照射の露光
時間に対して、その後の干渉露光において生じる屈折率
変化量をプロットした結果を示す。図5において、横軸
は、屈折率変化量が最大となる紫外光照射時間を1とし
たときの相対露光時間を表す。また、縦軸は、屈折率変
化の最大値を1としたときの相対屈折率変化量を表す。
図5からわかるように、屈折率変化量が最大値となるま
では、露光時間に対して屈折率変化量が直線的に増大し
ており、この領域を用いて屈折率変化を形成することが
好ましい。
FIG. 5 shows the result of plotting the amount of change in the refractive index caused in the subsequent interference exposure with respect to the exposure time of the ultraviolet light irradiation as the pretreatment. In FIG. 5, the horizontal axis represents the relative exposure time when the ultraviolet light irradiation time at which the amount of change in refractive index is maximum is 1. The vertical axis represents the relative refractive index change amount when the maximum value of the refractive index change is 1.
As can be seen from FIG. 5, the amount of change in the refractive index linearly increases with the exposure time until the amount of change in the refractive index reaches the maximum value, and this region can be used to form the change in the refractive index. preferable.

【0023】この例の製造方法によって製造された光フ
ァイバグレーティングの、熱による屈折率変化の劣化の
様子を図6に示す。この光ファイバグレーティングは、
800atmの水素存在下で、1200秒間に亘って紫
外光を照射し、脱水素工程を120℃で12時間行って
作製したものであり、この光ファイバグレーティングの
220℃での温度耐性を調べた結果を示している。従来
の光ファイバグレーティングに比べて、屈折率変化の劣
化が改善されていることがわかる。
FIG. 6 shows how the refractive index change of the optical fiber grating manufactured by the manufacturing method of this example is deteriorated by heat. This fiber optic grating
It was prepared by irradiating with ultraviolet light for 1200 seconds in the presence of 800 atm of hydrogen and performing the dehydrogenation step at 120 ° C. for 12 hours. As a result of examining the temperature resistance of this optical fiber grating at 220 ° C. Is shown. It can be seen that the deterioration of the change in the refractive index is improved as compared with the conventional optical fiber grating.

【0024】この例の光ファイバグレーティングの製造
方法によると、光ファイバに対して水素を拡散した後、
強度分布を持つ紫外光を光ファイバに照射して紫外光の
強度分布に応じた高屈折率部を生じさせ、脱水素後に高
屈折率部に対して干渉露光を行うことにより、所望の強
度分布を持つ光ファイバグレーティングを製造すること
ができる。また、光ファイバの高屈折率部に対して均一
な強度の紫外光を照射して干渉露光を行っても、最初の
紫外光照射によって屈折率が大きく変化したところほ
ど、干渉露光による屈折率変化を大きくすることができ
るため、所望のグレーティング強度を容易に実現するこ
とができる。また、この例の光ファイバグレーティング
の製造方法によると、屈折率変化を熱安定性よく形成す
ることができるため、耐熱性に優れた信頼性の高い光フ
ァイバグレーティングを製造することができる。また、
エージング工程を必要としないため、エージング時にア
ポダイズの形状が劣化することがなく、歩留りよく光フ
ァイバグレーティングを製造することができる。
According to the manufacturing method of the optical fiber grating of this example, after diffusing hydrogen into the optical fiber,
The desired intensity distribution is obtained by irradiating the optical fiber with an intensity distribution of ultraviolet light to generate a high-refractive-index portion corresponding to the intensity distribution of the ultraviolet light, and by performing destructive exposure on the high-refractive-index portion. It is possible to manufacture an optical fiber grating having Even if the high-refractive-index portion of the optical fiber is subjected to interference exposure by irradiating it with ultraviolet light of uniform intensity, the greater the change in the refractive index due to the first irradiation of ultraviolet light, the greater the change in refractive index due to interference exposure. Can be increased, so that a desired grating intensity can be easily realized. Further, according to the method of manufacturing the optical fiber grating of this example, since the change in the refractive index can be formed with good thermal stability, it is possible to manufacture a highly reliable optical fiber grating having excellent heat resistance. Also,
Since the aging process is not required, the shape of apodization does not deteriorate during aging, and the optical fiber grating can be manufactured with high yield.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光ファイバに対して水素を拡散した後、強度分布を持つ
紫外光を光ファイバに照射して紫外光の強度分布に応じ
た高屈折率部を生じさせ、脱水素後に高屈折率部に対し
て干渉露光を行うことにより、所望の強度分布を持つ光
ファイバグレーティングを製造することができる。ま
た、光ファイバの高屈折率部に対して均一な強度の紫外
光を照射して干渉露光を行っても、最初の紫外光照射に
よって屈折率が大きく変化したところほど、干渉露光に
よる屈折率変化を大きくすることができるため、所望の
グレーティング強度を容易に実現することができる。ま
た、屈折率変化を熱安定性よく形成することができるた
め、耐熱性に優れた光ファイバグレーティングを製造す
ることができる。また、エージング工程を必要としない
ため、エージング時にアポダイズの形状が劣化すること
がなく、信頼性の高い光ファイバグレーティングを製造
することができる。
As described above, according to the present invention,
After diffusing hydrogen into the optical fiber, the optical fiber is irradiated with ultraviolet light having an intensity distribution to generate a high refractive index portion corresponding to the intensity distribution of the ultraviolet light, and after dehydrogenation, the high refractive index portion is By performing interference exposure, it is possible to manufacture an optical fiber grating having a desired intensity distribution. Even if the high-refractive-index portion of the optical fiber is subjected to interference exposure by irradiating it with ultraviolet light of uniform intensity, the greater the change in the refractive index due to the first irradiation of ultraviolet light, the greater the change in refractive index due to interference exposure. Can be increased, so that a desired grating intensity can be easily realized. Further, since the change in refractive index can be formed with good thermal stability, an optical fiber grating having excellent heat resistance can be manufactured. Further, since the aging process is not required, the shape of apodization does not deteriorate during aging, and a highly reliable optical fiber grating can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光ファイバグレーティングの製造方法
の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a method for manufacturing an optical fiber grating of the present invention.

【図2】本発明の光ファイバグレーティングの製造方法
の他の例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing another example of a method for manufacturing an optical fiber grating according to the present invention.

【図3】光ファイバグレーティングの製造工程の一例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a manufacturing process of an optical fiber grating.

【図4】光ファイバグレーティングの製造方法の一例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a method for manufacturing an optical fiber grating.

【図5】前処理の露光時間と屈折率変化との関係を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an exposure time of pretreatment and a change in refractive index.

【図6】本発明の光ファイバグレーティングと従来の光
ファイバグレーティングについて、温度による屈折率変
化の劣化の様子を比較して示す図である。
6A and 6B are diagrams showing, in comparison, deterioration of a change in refractive index due to temperature in an optical fiber grating of the present invention and a conventional optical fiber grating.

【図7】アポダイズによって形成された代表的な屈折率
分布の形状を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a shape of a typical refractive index distribution formed by apodization.

【図8】位相マスク下の回折光同士の干渉領域を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing an interference region between diffracted lights under a phase mask.

【図9】従来の光ファイバグレーティングの製造工程を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional optical fiber grating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ファイバ、2…紫外光、3…位相マスク。 1 ... Optical fiber, 2 ... Ultraviolet light, 3 ... Phase mask.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバに紫外光を照射することによ
り高屈折率部を形成して光ファイバグレーティングを製
造する光ファイバグレーティングの製造方法において、 該光ファイバに対して水素を拡散した後、強度分布を持
つ紫外光を該光ファイバに照射して紫外光の強度分布に
応じた高屈折率部を生じさせ、脱水素後に該高屈折率部
に対して干渉露光を行うことにより、所望の強度分布を
持つ光ファイバグレーティングを製造することを特徴と
する光ファイバグレーティングの製造方法。
1. An optical fiber grating manufacturing method for manufacturing an optical fiber grating by forming a high refractive index portion by irradiating the optical fiber with ultraviolet light, the method comprising: diffusing hydrogen into the optical fiber; By irradiating the optical fiber with ultraviolet light having a distribution to generate a high-refractive-index portion corresponding to the intensity distribution of the ultraviolet light, and by performing interference exposure on the high-refractive-index portion after dehydrogenation, a desired intensity can be obtained. A method for manufacturing an optical fiber grating, which comprises manufacturing an optical fiber grating having a distribution.
【請求項2】 前記干渉露光は、前記光ファイバの高屈
折率部に対して均一な強度の紫外光を照射することによ
り行うことを特徴とする請求項1記載の光ファイバグレ
ーティングの製造方法。
2. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 1, wherein the interference exposure is performed by irradiating the high refractive index portion of the optical fiber with ultraviolet light of uniform intensity.
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかに記載の光フ
ァイバグレーティングの製造方法により製造されたこと
を特徴とする光ファイバグレーティング。
3. An optical fiber grating manufactured by the method for manufacturing an optical fiber grating according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180019564A1 (en) * 2015-02-19 2018-01-18 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Transient bragg gratings in optical waveguides and their applications
US10141709B2 (en) * 2015-02-19 2018-11-27 B. G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Transient Bragg gratings in optical waveguides and their applications

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