JP2004037745A - Manufacturing method for optical waveguide grating - Google Patents

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refractive index
optical waveguide
grating
ultraviolet light
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Michihiro Nakai
中居 道弘
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for manufacturing an optical waveguide grating with an excellent performance by obtaining a high refractive index change with a smaller amount of ultraviolet ray irradiation than before. <P>SOLUTION: After diffusing hydrogen to an optical waveguide 1, a grating part 5 having a high refractive index part 4 is formed by performing interference exposure of ultraviolet rays and the entire grating part 5 is irradiated with the ultraviolet rays after dehydrogenation. Thus, since a refractive index modulation width is improved, the grating part 5 is easily and surely formed and the optical waveguide grating with excellent characteristics is manufactured. Further, it is preferable to heat the optical waveguide 1 and apply aging treatment thereto before irradiating the entire grating part 5 with the ultraviolet rays after the interference exposure. Thus, the optical waveguide grating of higher heat stability is manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外光照射により高屈折率部を有するグレーティング部を形成する光導波路グレーティングの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバブラッググレーティング(FBG)等の光導波路グレーティングは、波長選択デバイス等として広く利用されている。従来、この種の光導波路グレーティングは、光導波路内に水素を拡散させた後、紫外光を用いて干渉露光を行い、光導波路のコアの一部に周期的に屈折率変化を誘起して、高屈折率部を有するグレーティング部を形成することによって作製されている。
【0003】
このように紫外光照射によって形成された高屈折率部には、熱によって屈折率が劣化しやすい不安定な成分と、劣化しにくい安定な成分とが含まれていることが知られており、この内容がT. Eldoganらによる文献「紫外光誘起ファイバブラッググレーティングの劣化(“Decay of Ultraviolet−induced Fiber Bragg Gratings”)」J. Appl. Phys. 76(1), July 1994において開示されている。
【0004】
熱的に不安定な成分は環境温度に応じて経時的に劣化するので、光導波路グレーティングの性能の経時的変化をもたらし、長期に亘って運用される通信システムの設計に支障をきたすおそれがある。そこで、この影響を低減するため、光導波路グレーティングを加熱処理することにより、熱的に不安定な成分を除去するようにしている。これをエージング処理と呼んでいる。
図5に、一般的な光導波路グレーティングの製造工程を示す。この製造工程は、水素拡散工程、干渉露光工程、脱水素工程、エージング工程により構成されている。なお、図5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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エージング工程を行うと、高屈折率部中の熱的に不安定な成分が除去されることにより、高屈折率部の屈折率が低下する。一般に、エージング工程による屈折率の低下量は、グレーティング部を形成するときの条件の微妙な差異によって異なり、エージング処理前のグレーティングの特性から予測することは難しい。
【0006】
例えば、図6(a)に示すように、各高屈折率部4の間にある低屈折率部6の屈折率がほぼコア2の屈折率に等しくなっている場合と、図6(b)に示すように、低屈折率部6も紫外線に暴露されていて屈折率変化を起こしている場合とでは、高屈折率部4のコア2からの屈折率変化量が異なるので、エージング処理による屈折率低下量が異なる。このため、エージング処理前には屈折率変調幅Δn(高屈折率部4と低屈折率部6の屈折率差)が等しかったとしても、エージング処理後の屈折率変調幅Δnに違いが生じ、反射帯域の中心波長や帯域幅、反射率などのグレーティング特性が変わってしまうことがある。
【0007】
例えば、反射率Rは、グレーティング部の長さをL、屈折率変調幅をΔn、波長をλとするとき、下記式(1)によって与えられる。
【0008】
R=tanh(πLΔn/λ) …… (1)
【0009】
式(1)によれば、Δnが小さくなると反射率Rが低下する。この他、Δnが小さくなると、反射帯域の中心波長や帯域幅も低下し、波長選択特性が劣化する。
【0010】
エージング処理による屈折率低下量が予想以上に大きいと、エージング処理後の屈折率変化量が不足している場合、エージング工程後の光導波路グレーティングの特性が設計値を下回り、歩留まりを低下させるおそれがある。そこで、従来、エージング処理による屈折率の低下を見越して、高屈折率部4の屈折率増加量を、所望のグレーティング特性を得るために必要な量よりも過大にしている。
しかし、図7に示すように、紫外光照射時間あたりの屈折率増加量は、紫外光照射時間が長くなるほど低下するので、必要以上に屈折率増加量を大きくすると、紫外光照射時間が非常に長くなり、生産性の点で不利である。
しかも、紫外光照射量が過剰であると、1.38μm帯域の水酸基(OH基)の吸収による損失の増加が顕著になりやすいことが分かっており、グレーティングの性能の劣化をもたらすので、問題である。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも少ない紫外光照射量にて高い屈折率変化を得、性能の優れた光導波路グレーティングを製造することができる製造方法を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、光導波路に紫外光を照射することにより高屈折率部を有するグレーティング部を形成して光導波路グレーティングを製造する光導波路グレーティングの製造方法において、該光導波路に対して水素を拡散させた後、紫外線を照射して高屈折率部を有するグレーティング部を形成し、脱水素後に、グレーティング部全体に紫外線を照射することによって解決される。
さらに、グレーティング部の形成後、グレーティング部全体に紫外線を照射する前に、光導波路を加熱してエージング処理を行うことが好ましい。これにより、一層熱安定性の高い光導波路グレーティングを製造することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
図1に、光導波路グレーティングの概略構成を示す。同図において、符号1は光導波路である。光導波路1は、ゲルマニウムを含むコア2と、このコア2より低い屈折率を有するクラッド3とを備えている。光導波路1の種類としては、光ファイバでも、基板型光導波路であってもよい。
コア2の一部には、周期的に高屈折率部4が形成されてグレーティング部5となっている。
【0014】
図2に、光導波路グレーティングを製造する工程図を示す。本実施の形態では、水素拡散工程後に、光導波路1内に水素が拡散された状態で紫外光を用いて干渉露光を行ってグレーティングの書き込みを行い、脱水素工程の後、光導波路1を加熱処理(エージング処理)した後、グレーティング部5全体に紫外線を照射する。
【0015】
水素拡散工程は、少なくとも、10MPa以上、より好ましくは50MPa以上の水素加圧下で、光導波路1中に水素を拡散させる。このとき、加圧する水素ガスの圧力が高いほうが、紫外光照射による屈折率変化がより大きくなる。また、コア2に添加されているゲルマニウムの濃度が高いほうが、紫外光照射による屈折率変化がより大きくなる。
【0016】
次に、干渉露光を行う。干渉露光工程においては、光導波路1のコア2に紫外光を照射する際、紫外光を干渉させて照射強度に周期的な強弱を設け、照射強度が強まった部分に屈折率誘起変化を起こさせることにより、コア2の一部に周期的な高屈折率部4を形成する。このとき、紫外光照射量が多いほど屈折率変化量が大きくなる。紫外光照射量は、少なくとも0.5mJ/mm以上、より好ましくは1.0mJ/mm以上のエネルギー密度の紫外光を30秒以上照射する。
【0017】
紫外光を干渉させる方法としては、強度マスクや位相マスクを用いる方法、二光束干渉法、ステップバイステップ法などが挙げられる。
このうち、強度マスクは、透明体の一部に光が透過できない部分をスリット状に形成してなるものであり、紫外光は、強度マスクを介して光導波路1に照射されることにより、光導波路1に周期的な高屈折率部4が形成される。
【0018】
また、位相マスクは、一般に透明体で形成された透過型の回折格子であり、+1次または−1次の回折光の間に干渉を生じさせることにより、等間隔もしくはチャープなどの不等間隔の光強度の空間変調を生じさせるものである。このように変調された紫外光を光導波路1に照射することにより、光導波路1に等間隔もしくは不等間隔の屈折率変化を起こし、高屈折率部4を形成することができる。
【0019】
また、二光束干渉法は、紫外光をビームスプリッタによって2光束に分け、これらの光束のなす角度を制御することにより所望の周期のグレーティングを形成する方法であり、ステップバイステップ法は、紫外光を光導波路1の長手方向に走査して露光する方法である。
これらのいずれの方法によるかは、作製される光導波路グレーティングの用途によって定められる。
【0020】
このようにしてコア2の一部に周期的に高屈折率部4を形成したのち、光導波路1中に拡散させた水素を脱離させる。脱水素工程においては、水素拡散工程において光導波路1中に添加された水素を放出するために、常温で放置するか、または高温加熱処理を施す。常温で放置する場合には、少なくとも3週間、より好ましくは4週間以上放置する。高温処理の場合には、例えば120℃以上であれば、少なくとも12時間以上、220℃であれば少なくとも80分以上、より好ましくは120分以上放置する。
【0021】
次いで、脱水素された光導波路1に対して、グレーティング部5全体に紫外光を照射する。具体的には、0.5mJ/mm以上のエネルギー密度の紫外光を、60秒以上照射することにより、干渉露光により形成された高屈折率部4の屈折率が上昇する。
【0022】
次に、本発明の作用を説明する。本発明は、プレセンシティゼーション(presensitization)効果を応用したものである。このプレセンシティゼーション効果とは、光導波路1内において、水素存在下で紫外光を照射された領域は、その紫外光照射の際に屈折率が変化するが、一旦屈折率が変化した領域は、脱水素後の紫外光照射でもさらに屈折率が変化し、このように二回の紫外光照射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くなるというものである。この効果については、John Canningによる文献「光ファイバ中のレーザ誘起屈折率変化の光増感および光安定化(“Photosensitization and Photostabilization of Laser−induced Index Changes in Optical Fibers”)」 Optical Fiber Technology 6, P275−289 (2000)に開示されている。
【0023】
図3に、図2に示す製造工程における高屈折率部4の屈折率変化を示す。図3に示すように、干渉露光により形成されたグレーティング部5の屈折率変化は、脱水素工程により低下する。しかし、2回目の紫外光照射によって、再び高屈折率部4の屈折率を上昇させることができる。従って、脱水素工程による屈折率低下の影響を軽減することができる。
【0024】
しかも、脱水素後の2回目の紫外光照射による屈折率の上昇は、プレセンシティゼーション効果のため、干渉露光により屈折率変化が誘起された部分に対してのみ生じる。このため、2回目の紫外光照射において、紫外線は、グレーティング部5の全体に照射することができるので、実施は容易である。
また、プレセンシティゼーション効果による屈折率変化の上昇は、脱水素工程による屈折率低下に対して、その屈折率低下を打ち消す方向(屈折率を増加させる方向)の変化であるので、グレーティング部5の特性を改善することができる。
【0025】
さらに、2回目の紫外線照射により、屈折率変調幅Δnを改善することができるので、干渉露光における紫外光照射量を従来に比して少なくすることができる。これにより、過剰な紫外光照射による1.38μm帯のOH基生成による損失を低減することができる。
【0026】
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態を示す工程図である。本実施の形態においては、干渉露光によってグレーティング部5を形成した後、グレーティング部5全体に紫外線を照射する前に、光導波路1を加熱してエージング処理を行う。エージング工程は、脱水素後の光導波路1を、例えば、200〜300℃にて1/10〜1/2時間加熱することにより、実施される。これにより、熱的に不安定な成分を効率的に除去することができるので、光導波路グレーティングの熱安定性が一層向上する。
【0027】
【実施例】
<実施例1>
光導波路1として、コア径9μm、クラッド径125μmのシングルモード光ファイバを用い、この光ファイバに、位相マスクを介してエネルギー密度が1.8mJ/mmの紫外光を50秒間照射して、コア2中に、周期的に高屈折率部4を有するグレーティング部5を形成した。グレーティング部5の長さは0.9mm、周期は1.058μmであり、干渉露光直後の屈折率変調幅Δnは1×10−3であった。
次いで、光導波路1を120℃にて12時間加熱して、脱水素処理を行い、さらに、グレーティング部5全体にエネルギー密度が1.8mJ/mmの紫外光を1000秒間照射した。このようにして得られた光ファイバグレーティングの特性を測定したところ、屈折率変調幅Δnは2.5×10−3、波長1533.5nmにおける反射率Rは98.2%であり、優れたグレーティング特性を示した。
【0028】
<比較例1>
光導波路1として、実施例1で用いたものと同様の光ファイバを用い、これに実施例1と同様に干渉露光を行って、コア2中にグレーティング部5を形成した。干渉露光直後の屈折率変調幅Δnは2.0×10−3であった。
干渉露光後、光導波路1を120℃にて12時間加熱して脱水素処理を行った後、250℃にて1/6時間加熱してエージング処理を行った。このようにして得られた光ファイバグレーティングの特性を測定したところ、屈折率変調幅Δnは1.3×10−3、波長1533.5nmにおける反射率Rは88%であり、グレーティング特性は不十分なものであった。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光導波路グレーティングの製造方法は、水素が拡散された光導波路に干渉露光して高屈折率部を有するグレーティングを形成し、脱水素した後、グレーティング部全体に紫外線を照射するものであるので、脱水素工程で低下した高屈折率部の屈折率をプレセンシティゼーション効果により再び上昇させることができる。これにより、高屈折率部の屈折率低下によるグレーティング特性の劣化を抑制し、歩留まりを向上させることができる。
また、干渉露光工程による屈折率変化量は、所望のグレーティング特性を得るために必要な屈折率変化量に比べてあまり大きくする必要がなくなり、干渉露光工程における紫外光照射量を従来より少なくすることができるので、生産性を向上させ、製造コストを低減することができるとともに、過剰な紫外光照射による損失の増加を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光導波路グレーティングの一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す工程図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における屈折率の変化の一例を説明する図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す工程図である。
【図5】従来の光導波路グレーティングの製造方法の一例を示す工程図である。
【図6】エージング工程による光導波路グレーティングの特性のばらつきを説明する図である。
【図7】紫外光照射時間と屈折率増加量との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
1…光導波路、2…コア、3…クラッド、4…高屈折率部、5…グレーティング部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide grating that forms a grating portion having a high refractive index portion by irradiating ultraviolet light.
[0002]
[Prior art]
Optical waveguide gratings such as optical fiber Bragg gratings (FBG) are widely used as wavelength selection devices and the like. Conventionally, this type of optical waveguide grating diffuses hydrogen in the optical waveguide, performs interference exposure using ultraviolet light, and periodically induces a refractive index change in a part of the core of the optical waveguide, It is manufactured by forming a grating portion having a high refractive index portion.
[0003]
It is known that the high refractive index portion formed by ultraviolet light irradiation contains an unstable component whose refractive index is easily degraded by heat and a stable component that is hardly degraded by heat, This content is T. J. Eldogan et al., "Delay of Ultraviolet-Induced Fiber Bragg Gratings", J. Biol. Appl. Phys. 76 (1), July 1994.
[0004]
Since the thermally unstable component deteriorates with time according to the environmental temperature, the performance of the optical waveguide grating may change over time, which may hinder the design of a communication system operated for a long time. . Therefore, in order to reduce this effect, a thermally unstable component is removed by heating the optical waveguide grating. This is called aging processing.
FIG. 5 shows a manufacturing process of a general optical waveguide grating. This manufacturing process includes a hydrogen diffusion process, an interference exposure process, a dehydrogenation process, and an aging process. Note that the dehydrogenation step and the aging step shown in FIG. 5 may be performed simultaneously.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the aging step is performed, a thermally unstable component in the high refractive index portion is removed, so that the refractive index of the high refractive index portion decreases. In general, the amount of decrease in the refractive index due to the aging process differs depending on the subtle differences in the conditions when forming the grating portion, and it is difficult to predict from the characteristics of the grating before the aging process.
[0006]
For example, as shown in FIG. 6A, the case where the refractive index of the low refractive index portion 6 between the high refractive index portions 4 is substantially equal to the refractive index of the core 2 and FIG. As shown in the figure, the amount of change in the refractive index from the core 2 of the high refractive index portion 4 differs between the case where the low refractive index portion 6 is also exposed to ultraviolet rays and the refractive index changes. The rate of decrease is different. For this reason, even if the refractive index modulation width Δn (the refractive index difference between the high refractive index part 4 and the low refractive index part 6) is equal before the aging processing, a difference occurs in the refractive index modulation width Δn after the aging processing, Grating characteristics such as the center wavelength, bandwidth, and reflectivity of the reflection band may change.
[0007]
For example, the reflectance R is given by the following equation (1), where L is the length of the grating portion, Δn is the refractive index modulation width, and λ is the wavelength.
[0008]
R = tanh 2 (πLΔn / λ) (1)
[0009]
According to equation (1), the reflectance R decreases as Δn decreases. In addition, when Δn decreases, the center wavelength and bandwidth of the reflection band also decrease, and the wavelength selection characteristics deteriorate.
[0010]
If the amount of decrease in the refractive index due to the aging treatment is larger than expected, if the amount of change in the refractive index after the aging treatment is insufficient, the characteristics of the optical waveguide grating after the aging treatment fall below the design value, which may reduce the yield. is there. Therefore, conventionally, in anticipation of a decrease in the refractive index due to the aging process, the amount of increase in the refractive index of the high refractive index portion 4 is made larger than the amount required to obtain the desired grating characteristics.
However, as shown in FIG. 7, since the increase in the refractive index per ultraviolet light irradiation time decreases as the ultraviolet light irradiation time becomes longer, if the refractive index increase is made larger than necessary, the ultraviolet light irradiation time becomes very long. It is long and disadvantageous in terms of productivity.
In addition, it is known that an excessive amount of ultraviolet light irradiation tends to cause a significant increase in loss due to absorption of a hydroxyl group (OH group) in the 1.38 μm band, which deteriorates the performance of the grating. is there.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a manufacturing method capable of obtaining a high refractive index change with a smaller amount of irradiation of ultraviolet light than before, and manufacturing an optical waveguide grating having excellent performance. The task is to
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The object is to form a grating portion having a high refractive index portion by irradiating an optical waveguide with ultraviolet light to form an optical waveguide grating.In the method of manufacturing an optical waveguide grating, hydrogen is diffused into the optical waveguide. After that, the problem is solved by irradiating ultraviolet rays to form a grating portion having a high refractive index portion, and after dehydrogenation, irradiating the entire grating portion with ultraviolet rays.
Furthermore, after forming the grating portion and before irradiating the entire grating portion with ultraviolet rays, it is preferable to perform aging treatment by heating the optical waveguide. Thereby, an optical waveguide grating having higher thermal stability can be manufactured.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical waveguide grating. In the figure, reference numeral 1 denotes an optical waveguide. The optical waveguide 1 includes a core 2 containing germanium and a clad 3 having a lower refractive index than the core 2. The type of the optical waveguide 1 may be an optical fiber or a substrate type optical waveguide.
A high refractive index portion 4 is periodically formed in a part of the core 2 to form a grating portion 5.
[0014]
FIG. 2 shows a process chart for manufacturing the optical waveguide grating. In the present embodiment, after the hydrogen diffusion step, in the state where hydrogen is diffused in the optical waveguide 1, interference exposure is performed using ultraviolet light to write a grating, and after the dehydrogenation step, the optical waveguide 1 is heated. After the treatment (aging treatment), the entire grating section 5 is irradiated with ultraviolet rays.
[0015]
In the hydrogen diffusion step, hydrogen is diffused into the optical waveguide 1 at least under a hydrogen pressure of 10 MPa or more, more preferably 50 MPa or more. At this time, the higher the pressure of the pressurized hydrogen gas, the greater the change in the refractive index due to the irradiation of ultraviolet light. The higher the concentration of germanium added to the core 2, the greater the change in the refractive index due to the irradiation of ultraviolet light.
[0016]
Next, interference exposure is performed. In the interference exposure step, when irradiating the core 2 of the optical waveguide 1 with ultraviolet light, the ultraviolet light interferes to provide a periodic intensity to the irradiation intensity, thereby causing a refractive index-induced change in a portion where the irradiation intensity is increased. Thereby, a periodic high refractive index portion 4 is formed in a part of the core 2. At this time, the larger the amount of ultraviolet light irradiation, the larger the amount of change in the refractive index. The irradiation amount of ultraviolet light is at least 0.5 mJ / mm 2 or more, more preferably 1.0 mJ / mm 2 or more, for 30 seconds or more.
[0017]
Examples of the method of causing the ultraviolet light to interfere include a method using an intensity mask or a phase mask, a two-beam interference method, a step-by-step method, and the like.
Among them, the intensity mask is formed by forming a part of the transparent body through which a light cannot be transmitted in a slit shape, and the ultraviolet light is applied to the optical waveguide 1 through the intensity mask to form a light guide. A periodic high refractive index portion 4 is formed in the waveguide 1.
[0018]
The phase mask is generally a transmission type diffraction grating formed of a transparent body, and generates interference between + 1st-order or -1st-order diffracted light, so that the phase mask has equal intervals or irregular intervals such as chirp. This causes spatial modulation of light intensity. By irradiating the thus-modulated ultraviolet light to the optical waveguide 1, a change in the refractive index of the optical waveguide 1 at equal or unequal intervals is caused, and the high refractive index portion 4 can be formed.
[0019]
The two-beam interference method is a method in which ultraviolet light is divided into two light beams by a beam splitter, and a grating having a desired period is formed by controlling an angle formed by these light beams. In the longitudinal direction of the optical waveguide 1 for exposure.
Which of these methods is used depends on the use of the optical waveguide grating to be manufactured.
[0020]
After the high-refractive-index portions 4 are periodically formed in a part of the core 2 in this manner, the hydrogen diffused into the optical waveguide 1 is eliminated. In the dehydrogenation step, in order to release the hydrogen added into the optical waveguide 1 in the hydrogen diffusion step, it is left at normal temperature or subjected to a high-temperature heat treatment. When left at room temperature, it is left for at least 3 weeks, more preferably 4 weeks or more. In the case of high-temperature treatment, for example, if the temperature is 120 ° C. or more, it is left for at least 12 hours or more, if it is 220 ° C., it is left for at least 80 minutes or more, more preferably 120 minutes or more.
[0021]
Next, the dehydrogenated optical waveguide 1 is irradiated with ultraviolet light to the entire grating section 5. Specifically, by irradiating ultraviolet light having an energy density of 0.5 mJ / mm 2 or more for 60 seconds or more, the refractive index of the high refractive index portion 4 formed by interference exposure increases.
[0022]
Next, the operation of the present invention will be described. The present invention is an application of a presensitization effect. This presensitization effect means that, in the optical waveguide 1, a region irradiated with ultraviolet light in the presence of hydrogen changes its refractive index upon irradiation with ultraviolet light. The refractive index changes even after irradiation with ultraviolet light after dehydrogenation, and thus the change in refractive index formed by two irradiations of ultraviolet light is more stable than the change in refractive index formed by one irradiation of ultraviolet light. It is that the sex becomes better. This effect is described in the article by John Canning, "Photosensitization and Photostabilization of Laser-induced Index Changes in Optical Fiberbooks, 752," Photosensitization and Photostabilization of Laser-induced Index Changes in Optical Fiberbooks, 2nd ed. -289 (2000).
[0023]
FIG. 3 shows a change in the refractive index of the high refractive index portion 4 in the manufacturing process shown in FIG. As shown in FIG. 3, the change in the refractive index of the grating portion 5 formed by the interference exposure is reduced by the dehydrogenation step. However, by the second irradiation of the ultraviolet light, the refractive index of the high refractive index portion 4 can be increased again. Therefore, the influence of a decrease in the refractive index due to the dehydrogenation step can be reduced.
[0024]
In addition, the increase in the refractive index due to the second irradiation of the ultraviolet light after the dehydrogenation occurs only in the portion where the refractive index change is induced by the interference exposure due to the presensitization effect. For this reason, in the second ultraviolet light irradiation, the ultraviolet rays can be applied to the entire grating section 5, so that the implementation is easy.
The increase in the refractive index change due to the presensitization effect is a change in the direction in which the refractive index decrease is canceled (the direction in which the refractive index is increased) with respect to the refractive index decrease due to the dehydrogenation step. The characteristics can be improved.
[0025]
Furthermore, since the refractive index modulation width Δn can be improved by the second ultraviolet irradiation, the amount of ultraviolet light irradiation in interference exposure can be reduced as compared with the related art. As a result, it is possible to reduce the loss due to the generation of OH groups in the 1.38 μm band due to excessive ultraviolet light irradiation.
[0026]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a process chart showing a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, after forming the grating portion 5 by interference exposure, before irradiating the entire grating portion 5 with ultraviolet rays, the optical waveguide 1 is heated to perform an aging process. The aging step is performed by heating the optical waveguide 1 after dehydrogenation at, for example, 200 to 300 ° C. for 1/10 to 1/2 hour. This makes it possible to efficiently remove thermally unstable components, thereby further improving the thermal stability of the optical waveguide grating.
[0027]
【Example】
<Example 1>
A single mode optical fiber having a core diameter of 9 μm and a cladding diameter of 125 μm is used as the optical waveguide 1, and the optical fiber is irradiated with ultraviolet light having an energy density of 1.8 mJ / mm 2 through a phase mask for 50 seconds. In 2, a grating portion 5 having a high refractive index portion 4 periodically was formed. The length of the grating section 5 was 0.9 mm, the period was 1.058 μm, and the refractive index modulation width Δn immediately after interference exposure was 1 × 10 −3 .
Next, the optical waveguide 1 was heated at 120 ° C. for 12 hours to perform dehydrogenation treatment, and the entire grating section 5 was irradiated with ultraviolet light having an energy density of 1.8 mJ / mm 2 for 1000 seconds. When the characteristics of the optical fiber grating thus obtained were measured, the refractive index modulation width Δn was 2.5 × 10 −3 , the reflectance R at a wavelength of 1533.5 nm was 98.2%, and an excellent grating was obtained. The characteristics were shown.
[0028]
<Comparative Example 1>
The same optical fiber as that used in Example 1 was used as the optical waveguide 1, and interference exposure was performed on the same optical fiber as in Example 1 to form a grating portion 5 in the core 2. The refractive index modulation width Δn immediately after the interference exposure was 2.0 × 10 −3 .
After the interference exposure, the optical waveguide 1 was heated at 120 ° C. for 12 hours to perform a dehydrogenation treatment, and then heated at 250 ° C. for 1 / hour to perform an aging treatment. When the characteristics of the optical fiber grating thus obtained were measured, the refractive index modulation width Δn was 1.3 × 10 −3 , the reflectance R at a wavelength of 1533.5 nm was 88%, and the grating characteristics were insufficient. It was something.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the method of manufacturing an optical waveguide grating according to the present invention includes forming an optical waveguide in which hydrogen has been diffused by interference exposure to form a grating having a high refractive index portion, dehydrogenating, and then applying ultraviolet light to the entire grating portion. Therefore, the refractive index of the high refractive index portion reduced in the dehydrogenation step can be increased again by the presensitization effect. Thereby, it is possible to suppress the deterioration of the grating characteristics due to the decrease in the refractive index of the high refractive index portion, and to improve the yield.
In addition, the amount of change in the refractive index due to the interference exposure step does not need to be much larger than the amount of change in the refractive index required to obtain the desired grating characteristics. Therefore, productivity can be improved, manufacturing costs can be reduced, and an increase in loss due to excessive ultraviolet light irradiation can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an optical waveguide grating.
FIG. 2 is a process chart showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in a refractive index according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process chart showing an example of a conventional method for manufacturing an optical waveguide grating.
FIG. 6 is a diagram illustrating variations in characteristics of the optical waveguide grating due to an aging process.
FIG. 7 is a graph showing an example of a relationship between an ultraviolet light irradiation time and a refractive index increase amount.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical waveguide, 2 ... Core, 3 ... Cladding, 4 ... High refractive index part, 5 ... Grating part.

Claims (2)

光導波路に紫外光を照射することにより高屈折率部を有するグレーティング部を形成して光導波路グレーティングを製造する光導波路グレーティングの製造方法において、
該光導波路に対して水素を拡散させた後、紫外線を照射して高屈折率部を有するグレーティング部を形成し、脱水素後に、グレーティング部全体に紫外線を照射することを特徴とする光導波路グレーティングの製造方法。
In a method of manufacturing an optical waveguide grating for manufacturing an optical waveguide grating by forming a grating portion having a high refractive index portion by irradiating the optical waveguide with ultraviolet light,
After diffusing hydrogen into the optical waveguide, irradiating ultraviolet rays to form a grating portion having a high refractive index portion, and after dehydrogenation, irradiating the entire grating portion with ultraviolet rays, an optical waveguide grating. Manufacturing method.
グレーティング部の形成後、グレーティング部全体に紫外線を照射する前に、光導波路を加熱してエージング処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の光導波路グレーティングの製造方法。The method for manufacturing an optical waveguide grating according to claim 1, wherein after forming the grating portion and before irradiating the entire grating portion with ultraviolet rays, the optical waveguide is heated and subjected to an aging treatment.
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