JP2005196089A - Fiber bragg grating element - Google Patents

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Ikuo Ota
育生 大田
Shigeto Yodo
重人 淀
Toshiyuki Inukai
俊之 犬飼
Toshihiko Ota
寿彦 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high cut off quantity exceeding 40 dB in a broad band exceeding 1nm with a simple structure. <P>SOLUTION: An FBG part 40 filters at a high cut off of a light input exceeding 40 dB in a broad band exceeding 1nm, a photosensitive material having a sensitivity to ultraviolet light is provided in a clad region 42 and a chart Bragg grating which is the same as a core region 41 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、光入力に対し、広帯域で高遮断のフィルタリングを行う光フィルタとしての機能を有したファイバブラッググレーティング素子に関するものである。   The present invention relates to a fiber Bragg grating element having a function as an optical filter that performs high-bandwidth, high-blocking filtering on optical input.

従来から、光通信装置では、所望の波長帯域を遮断するためにファイバブラッググレーティング(FBG:Fiber Bragg Grating)を用いた光フィルタが多用されている。このFBGは、光ファイバに紫外線を照射すると屈折率が上昇する「光誘起屈折率変化」を利用したものであり、この光誘起屈折率変化を大きくすることによって大きな遮断量を得ることができる。FBGは、ファイバコア上に周期的な屈折率変化を形成したものであり、この周期的な屈折率変化は、二光束干渉法やフェーズマスクを用いた方法によって形成される。この周期的な屈折率変化によって、ブラッグ中心波長λBが反射され、結果的にこのブラッグ中心波長λB領域の光が遮断されることになる。なお、ブラッグ中心波長λBは、λB=2nΛで表される。ここで、nは、光ファイバの実効屈折率であり、Λは、周期的な屈折率変化の間隔を意味するグレーティングピッチである。このようなFBGは、WDM通信システム以外にも、合分波器、線路監視用フィルタ、温度センサ、ひずみセンサとしても用いられる。 Conventionally, in an optical communication apparatus, an optical filter using a fiber Bragg grating (FBG) is often used to cut off a desired wavelength band. This FBG utilizes a “photo-induced refractive index change” that increases the refractive index when an optical fiber is irradiated with ultraviolet rays, and a large blocking amount can be obtained by increasing the photo-induced refractive index change. The FBG is obtained by forming a periodic refractive index change on the fiber core, and this periodic refractive index change is formed by a method using a two-beam interference method or a phase mask. Due to this periodic refractive index change, the Bragg center wavelength λ B is reflected, and as a result, the light in the Bragg center wavelength λ B region is blocked. The Bragg center wavelength λB is expressed by λ B = 2nΛ. Here, n is an effective refractive index of the optical fiber, and Λ is a grating pitch that means an interval of periodic refractive index change. Such an FBG is used not only as a WDM communication system but also as a multiplexer / demultiplexer, a line monitoring filter, a temperature sensor, and a strain sensor.

特開2003−249898号公報JP 2003-249898 A

ところで、たとえば1nmを越える広帯域で光入力を遮断しようとする場合、FBGをチャープトグレーティングにし、さらにこの帯域で大きな遮断量を得ようとする場合、グレーティング長を長くすることによって大きな遮断量を実現している。たとえば、図16は、波長1650nm帯の10nm帯域の光を7mmのチャープトグレーティングによって遮断した結果を示しており、約35dBの遮断量(図では、透過損失で示しているが以下、遮断量という)を得ている。そして、図17は、同じ波長1650nm帯の10nm帯域の光を13mmのチャープトグレーティングによって遮断した結果を示しており、約40dBの遮断量を得ている。   By the way, for example, when trying to cut off the optical input in a wide band exceeding 1 nm, if FBG is made chirped grating, and if it is going to obtain a big cut off amount in this band, a big cut off amount is realized by lengthening the grating length. doing. For example, FIG. 16 shows the result of blocking light in the 10 nm band with a wavelength of 1650 nm by a 7 mm chirped grating. The blocking amount is about 35 dB (in the figure, it is indicated by transmission loss, but hereinafter referred to as blocking amount). ) FIG. 17 shows the result of blocking 10 nm band light of the same wavelength 1650 nm band with a 13 mm chirped grating, and a blocking amount of about 40 dB is obtained.

しかしながら、チャープトグレーティング長を約2倍にした場合、遮断量も約2倍となって約80dB程度の遮断量が得られるはずなのに、図17に示した遮断量は、若干(5dB程度)の遮断量増加となっているに過ぎない。すなわち、単にチャープトグレーティング長を長くしても大きな遮断量を得るには限界がある。   However, when the chirped grating length is approximately doubled, the blocking amount should be approximately doubled to obtain a blocking amount of about 80 dB, but the blocking amount shown in FIG. 17 is slightly (about 5 dB). It has only increased the amount of interception. That is, even if the chirped grating length is simply increased, there is a limit in obtaining a large blocking amount.

一方、近年の光通信分野などでは、監視通信系の光を実通信系の光と確実に分離する必要があり、この監視通信系の光が実通信系に漏れることによる実通信への影響を極力なくすため、たとえば60dB程度の遮断量が要求される場合がある。しかし、上述したように、広帯域で大きな遮断量を得るFBGは、約40dB程度が限界であり、1nmを越える広帯域で40dBを越える遮断量が得られるFBGの出現が要望されていた。   On the other hand, in recent optical communication fields, etc., it is necessary to reliably separate the light of the supervisory communication system from the light of the actual communication system. The influence of this supervisory communication system light on the actual communication system is affected. In order to eliminate as much as possible, for example, a cutoff amount of about 60 dB may be required. However, as described above, the FBG that obtains a large blocking amount in a wide band is limited to about 40 dB, and the appearance of an FBG that can obtain a blocking amount exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm has been demanded.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断量を得ることができるファイバブラッググレーティング素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a fiber Bragg grating element capable of obtaining a high cutoff amount exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm with a simple configuration.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかるファイバブラッググレーティング素子は、光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、光ファイバのクラッド領域に、紫外線に対して感光性を有する感光性材料を添付し、コア領域と同じチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a fiber Bragg grating element according to claim 1 is a fiber Bragg grating element that performs high-interruptible filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm for a desired optical input. In this case, a photosensitive material sensitive to ultraviolet rays is attached to the cladding region of the optical fiber, and the same chirped Bragg grating as that of the core region is formed.

また、請求項2にかかるファイバブラッググレーティング素子は、光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、開口数が0.2以上の光ファイバにチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とする。   The fiber Bragg grating element according to claim 2 is a fiber Bragg grating element that performs high-blocking filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm with respect to optical input, and having a numerical aperture of 0.2 or more. A chirped Bragg grating is formed on the optical fiber.

また、請求項3にかかるファイバブラッググレーティング素子は、光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、コア領域内の外側に該コア領域中心部に比して屈折率が低いリング状の領域を設け、少なくとも該コア領域にチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fiber Bragg grating element that performs a high-blocking filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm with respect to an optical input, wherein the core is disposed outside the core region. A ring-shaped region having a refractive index lower than that of the center of the region is provided, and a chirped Bragg grating is formed at least in the core region.

また、請求項4にかかるファイバブラッググレーティング素子は、光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、少なくともコア領域にチャープトブラッググレーティングを形成し、クラッド領域の外側であって該クラッド領域の屈折率以上の屈折率をもつ材料によってこのチャープトブラッググレーティングが形成されたコア領域の一部あるいは全部を覆うことを特徴とする。   The fiber Bragg grating element according to claim 4 is a fiber Bragg grating element that performs high-blocking filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm with respect to optical input, and at least a chirped Bragg grating in the core region. And a part or all of the core region in which the chirped Bragg grating is formed is covered with a material outside the cladding region and having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the cladding region.

また、請求項5にかかるファイバブラッググレーティング素子は、上記の発明において、クラッド領域の外側であって該クラッド領域の屈折率以上の屈折率をもつ材料によって前記チャープトブラッググレーティングの一部あるいは全部を覆うことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fiber Bragg grating element according to the above invention, wherein a part or all of the chirped Bragg grating is made of a material having a refractive index greater than a refractive index of the cladding region outside the cladding region. It is characterized by covering.

また、請求項6にかかるコネクタは、請求項1〜5に記載のファイバブラッググレーティング素子を内蔵し、光ファイバを結合することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, a connector includes the fiber Bragg grating element according to any one of the first to fifth aspects, and couples an optical fiber.

この発明にかかるファイバブラッググレーティング素子は、光ファイバのクラッド領域に、紫外線に対して感光性を有する感光性材料を添付し、コア領域と同じチャープトブラッググレーティングを形成し、または、開口数が0.2以上の光ファイバにチャープトブラッググレーティングを形成し、コア領域内の外側にクラッド領域に比して屈折率が低いリング状の領域を設け、少なくとも該コア領域にチャープトブラッググレーティングを形成し、または、少なくともコア領域にチャープトブラッググレーティングを形成し、クラッド領域の外側であって該クラッド領域の屈折率以上の屈折率をもつ材料によってこのチャープトブラッググレーティングが形成されたコア領域の一部あるいは全部を覆い、さらには、これらの組み合わせによって、グレーティング長が短くても、簡易な構成で、1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断量を得ることができるという効果を奏する。   In the fiber Bragg grating element according to the present invention, a photosensitive material that is sensitive to ultraviolet rays is attached to the cladding region of the optical fiber to form the same chirped Bragg grating as that of the core region, or the numerical aperture is 0. A chirped Bragg grating is formed in two or more optical fibers, a ring-shaped region having a refractive index lower than that of the cladding region is provided outside the core region, and at least the chirped Bragg grating is formed in the core region. Or, a chirped Bragg grating is formed at least in the core region, and a part of the core region in which the chirped Bragg grating is formed by a material outside the cladding region and having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the cladding region Or cover it all, and further Te, even short grating length, with a simple structure, an effect that it is possible to obtain a high cutoff amount exceeding 40dB wideband exceeding 1 nm.

以下、この発明を実施するための最良の形態であるファイバブラッググレーティング素子について説明する。   A fiber Bragg grating element that is the best mode for carrying out the present invention will be described below.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1にかかるファイバブラッググレーティング素子を用いた光分岐線路監視システムの概要構成を示す図である。この光分岐線路監視システムは、電送装置10に幹線光線路22が接続され、この幹線光線路22は、光スプリッタ28によって光多分岐され、複数の幹線光線路22に分岐される。この分岐された幹線光線路22は、光カプラ18を介して局外に延び、屋外の光スプリッタ3によって各分岐線路1a1〜1a8に光多分岐される。光多分岐された各分岐光線路1a1〜1a8は、ユーザ24内の各ONU(Optical Network Unit)20に接続される。なお、この光スプリッタ3は、図示しない光線路監視用デバイスを有し、この光監視線路用デバイスは、監視光λc1〜λc8のみをそれぞれ各分岐光線路1a1〜1a8に対応させて入出力する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical branch line monitoring system using a fiber Bragg grating element according to Embodiment 1 of the present invention. In this optical branch line monitoring system, a trunk optical line 22 is connected to the electric transmission device 10, and the trunk optical line 22 is optically branched by an optical splitter 28 and branched into a plurality of trunk optical lines 22. The branched main optical line 22 extends outside the station via the optical coupler 18 and is branched into multiple branch lines 1a 1 to 1a 8 by the outdoor optical splitter 3. Each of the branched optical lines 1 a 1 to 1 a 8 that have been subjected to optical multi-branching is connected to each ONU (Optical Network Unit) 20 in the user 24. The optical splitter 3 includes an optical line monitoring device (not shown). The optical monitoring line device associates only the monitoring lights λc 1 to λc 8 with the branched optical lines 1a 1 to 1a 8 , respectively. Input and output.

制御部26は、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)2が出力する可変波長の監視光の出力制御を行い、ファイバセレクタ(FS)25に出力するとともに、受信計測の制御をも行う。OTDR2は、この制御部26およびFS25を介して光カプラ18に接続される。   The control unit 26 performs output control of the monitoring light having a variable wavelength output from the OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) 2 and outputs the monitoring light to the fiber selector (FS) 25 and also controls reception measurement. The OTDR 2 is connected to the optical coupler 18 via the control unit 26 and the FS 25.

各ONU20は、各ONU20固有の監視光波長が割り当てられ、各ONU20内にはそれぞれ監視光波長帯域の監視光を反射し、出力を遮断するFBG21−1〜21−8が設けられている。なお、各FBG21−1〜21−8は、同じ構成のFBGであり、約10nm帯域の監視光を約60dB遮断する特性を有する。   Each ONU 20 is assigned a monitoring light wavelength unique to each ONU 20, and FBGs 21-1 to 21-8 that reflect the monitoring light in the monitoring light wavelength band and block the output are provided in each ONU 20. Each of the FBGs 21-1 to 21-8 is an FBG having the same configuration and has a characteristic of blocking about 60 dB of monitoring light in a band of about 10 nm.

制御部26は、監視すべきλc1〜λc8の監視光を周期的に出射させ、光カプラ18を介して幹線光線路22に出力される。この際、FS25は、出力すべき幹線光線路22を選択する。光カプラ18において、伝送装置10から伝搬した波長λbの通信光は、たとえば波長λc1の監視光とともに光スプリッタ3に入力され、波長λbの通信光は、分岐光線路1a1〜1a8を介して各ONU20に入力されるとともに、波長λc1の監視光は、分岐光線路1a1に接続されたONU20に入力される。 The control unit 26 periodically emits monitoring lights of λc 1 to λc 8 to be monitored, and outputs the monitoring lights to the trunk optical line 22 via the optical coupler 18. At this time, the FS 25 selects the trunk optical line 22 to be output. In the optical coupler 18, the communication light having the wavelength λb propagated from the transmission device 10 is input to the optical splitter 3 together with the monitoring light having the wavelength λc 1 , for example, and the communication light having the wavelength λb passes through the branched optical lines 1 a 1 to 1 a 8 . The monitoring light having the wavelength λc 1 is input to the ONU 20 connected to the branch optical line 1a 1 .

図2に示すように波長λc1の監視光は、FBG21−1によって反射されるが、波長λbの通信光は、そのまま光受信部31−1で受信され、O/E部32−1によって光/電気変換され、受信処理部33−1に入力される。同様にして、分岐光線路1a3に、波長λc3の監視光と波長λbの通信光とが入力された場合にも、波長λc1の監視光は、FBG21−3によって反射されるが、波長λbの通信光は、そのまま光受信部31−3で受信され、O/E部32−3によって光/電気変換され、受信処理部33−3に入力される。ここで、波長λc1などの監視光が光受信部31−1〜31−8に入力されると、通信エラーなどが生じ、通信に大きな影響を及ぼし、これらの監視光をFBG21−1〜21−8によって確実に遮断する必要がある。ここで、上述したようにFBG21−1〜21−8は、監視光の波長帯域約10nmにおいて約60dBの遮断量を有するので、確実に監視光を遮断することができる。なお、FBG21−1〜21−8は、図示しないフェルールなどによって固定され、コネクタ30−1〜30−8内に設けられる。 As shown in FIG. 2, the monitoring light having the wavelength λc 1 is reflected by the FBG 21-1, but the communication light having the wavelength λb is received as it is by the optical receiving unit 31-1, and is optically transmitted by the O / E unit 32-1. / Electrically converted and input to the reception processing unit 33-1. Similarly, when the monitoring light having the wavelength λc 3 and the communication light having the wavelength λb are input to the branch optical line 1a 3 , the monitoring light having the wavelength λc 1 is reflected by the FBG 21-3. The communication light of λb is received as it is by the optical receiving unit 31-3, optical / electrically converted by the O / E unit 32-3, and input to the reception processing unit 33-3. Here, when monitoring light such as the wavelength λc 1 is input to the optical receivers 31-1 to 31-8, a communication error or the like occurs, which greatly affects communication, and these monitoring lights are converted into FBGs 21-1 to 21. It is necessary to shut off reliably with -8. Here, as described above, the FBGs 21-1 to 21-8 have a blocking amount of about 60 dB in the wavelength band of monitoring light of about 10 nm, so that the monitoring light can be reliably blocked. The FBGs 21-1 to 21-8 are fixed by a ferrule (not shown) and provided in the connectors 30-1 to 30-8.

ここで、FBG21(21−1〜21−8)の構成について説明する。図3に示すように、FBG21は、波長λc1〜λc8に対応するグレーティングピッチΛが長手方向に変化するチャープトグレーティングであり、図4に示すように、ブラッグ中心波長が波長λc1〜λc8であるため、λc1〜λc8までの広帯域で反射することができ、この波長帯域の光を遮断することができる。この結果、ONU20は、同一のFBG21を用いることができる。なお、FBG21は、各監視光の波長をブラッグ中心波長として形成されたものを用いてもよい。 Here, the configuration of the FBG 21 (21-1 to 21-8) will be described. As shown in FIG. 3, FBG21 are chirped gratings the grating pitch Λ, corresponding to the wavelength λc 1 ~λc 8 is changed in the longitudinal direction, as shown in FIG. 4, the Bragg center wavelength of the wavelength λc 1 ~λc because it is 8, can be reflected in a wide band up to λc 1 ~λc 8, it is possible to cut off the light in this wavelength band. As a result, the ONU 20 can use the same FBG 21. The FBG 21 may be formed with the wavelength of each monitoring light as the Bragg center wavelength.

図5は、FBG21を含むFBG部40の縦断面図であり、図6は、FBG21を含むFBG部40の横断面図および屈折率プロファイルを示している。図5および図6において、FBG21は、コア41の領域の長手方向に形成されたチャープトグレーティングによって波長λc1〜λc8までの波長光を遮断し、その長さは13mmである。ここで、FBG部40のクラッド42の外部は、クラッド42の屈折率以上の屈折率をもつ高屈折率部43によって覆われている。なお、高屈折率部43は、FBG部21の周囲全体であることが好ましいが、一部であってもよい。高屈折率部43に用いられる部材は、コア41およびクラッド42の屈折率以上の高い屈折率をもつものであればよく、たとえばマッチングオイルでも、接着剤でもよい。なお、高屈折率部43は、コア41の屈折率以上の高い屈折率をもつものでもよい。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the FBG portion 40 including the FBG 21, and FIG. 6 illustrates a transverse sectional view and a refractive index profile of the FBG portion 40 including the FBG 21. 5 and 6, the FBG 21 blocks light of wavelengths λc1 to λc8 by a chirped grating formed in the longitudinal direction of the core 41 region, and its length is 13 mm. Here, the outside of the clad 42 of the FBG portion 40 is covered with a high refractive index portion 43 having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the clad 42. The high refractive index portion 43 is preferably the entire periphery of the FBG portion 21, but may be a part. The member used for the high refractive index portion 43 only needs to have a refractive index higher than the refractive indexes of the core 41 and the clad 42, and may be, for example, matching oil or an adhesive. The high refractive index portion 43 may have a refractive index higher than the refractive index of the core 41.

図7は、FBG部40の遮断特性を示す図である。図7では、マッチングオイルを高屈折率部43としたものであり、FBG部40は、1650nmを中心に約10nmの帯域で、光入力を、60dB以上遮断している。なお、透過損失が、−70dB近傍において揺らぎが生じるのは測定限界だからである。   FIG. 7 is a diagram illustrating the cutoff characteristics of the FBG unit 40. In FIG. 7, the matching oil is the high refractive index portion 43, and the FBG portion 40 blocks light input by 60 dB or more in a band of about 10 nm centering on 1650 nm. The transmission loss fluctuates in the vicinity of -70 dB because it is a measurement limit.

この実施の形態1では、FBG21を有したコア41に対応するクラッド42の外部に、クラッド42の屈折率以上の屈折率をもつ高屈折率部43で覆うことによって、10nm程度の広帯域でも約60dB以上の遮断特性を得ることができる。また、逆に、短いグレーティング長であっても、従来に比して大きな遮断特性を得ることができるのは言うまでもない。   In the first embodiment, the clad 42 corresponding to the core 41 having the FBG 21 is covered with a high refractive index portion 43 having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the clad 42 so as to be about 60 dB even in a wide band of about 10 nm. The above blocking characteristics can be obtained. On the other hand, it goes without saying that even with a short grating length, it is possible to obtain a larger cutoff characteristic than in the prior art.

なお、図1では、光スプリッタ3によって多分岐する構成を示したが、図8に示すように光スプリッタ28よりも下流の分岐されない単一の光線路1aに対してONU20が直接接続され、監視光を、光カプラ18を介して送受するようにしてもよい。この場合、単一波長λc4とするのが好ましい。これは、OTDR2が発光する光の中心波長ずれが大きいためであり、このために、1nmを超える広帯域のFBG20が必要となる。 Although FIG. 1 shows a configuration in which multiple branches are made by the optical splitter 3, as shown in FIG. 8, the ONU 20 is directly connected to a single optical line 1a that is not branched downstream from the optical splitter 28, and is monitored. The light may be transmitted and received via the optical coupler 18. In this case, the single wavelength λc 4 is preferable. This is because the center wavelength shift of the light emitted from the OTDR 2 is large. For this reason, a broadband FBG 20 exceeding 1 nm is required.

(実施の形態2)
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、チャープトグレーティングであるFBG21をコア41のみに形成するようにしていたが、この実施の形態2では、コア51のみでなくクラッド52領域にも同一のチャープトグレーティングを形成するようにしている。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the FBG 21 that is a chirped grating is formed only on the core 41. However, in the second embodiment, the same chirped grating is applied not only to the core 51 but also to the cladding 52 region. Try to form.

図9は、この発明の実施の形態2であるFBG21aを有したFBG部50の縦断面図を示し、図10は、FBG部50の横断面および屈折率プロファイルを示している。図9に示すように、FBG部50は、クラッド52の一部領域であるクラッド52aまでFBG21aが形成されている。このクラッド52aの領域に形成されたFBG21aによって、クラッド52を介した光が、基本モードと高次モードを結合しないようにしている。出力側に漏れないようにしている。このクラッド52内のクラッド52aの領域のチャープトグレーティングの形成は、クラッド52aの領域に、コア51に添加したGeとほぼ同量のGeをクラッド52aの領域に添加しておき、コア51の領域にチャープトグレーティングを形成すると同じように、二光束干渉法やフェーズマスクを用いた方法によって行うことができる。なお、この実施の形態2では、クラッド52aにGeを添加しているが、これに限らず、チャープトグレーティングがクラッド52aの領域に形成できればよく、たとえば、リンなどの紫外線に感光する材料をクラッド52aの領域に添加すればよい。また、必要に応じて、図5に示した高屈折率43をクラッド52の外側に形成してもよい。   9 shows a longitudinal sectional view of the FBG portion 50 having the FBG 21a according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows a transverse section and a refractive index profile of the FBG portion 50. As shown in FIG. 9, in the FBG portion 50, the FBG 21 a is formed up to the clad 52 a that is a partial region of the clad 52. The FBG 21a formed in the region of the clad 52a prevents light passing through the clad 52 from coupling the fundamental mode and the higher order mode. It is designed not to leak to the output side. In the formation of the chirped grating in the clad 52a region in the clad 52, approximately the same amount of Ge as that added to the core 51 is added to the clad 52a region. As in the case of forming a chirped grating, the two-beam interference method or a method using a phase mask can be used. In the second embodiment, Ge is added to the clad 52a. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient if a chirped grating can be formed in the clad 52a region. For example, a material sensitive to ultraviolet rays such as phosphorus is clad. What is necessary is just to add to the area | region of 52a. Further, the high refractive index 43 shown in FIG. 5 may be formed outside the cladding 52 as necessary.

この実施の形態2によっても、実施の形態1と同様に、図7に示したように、10nm程度の高帯域でも約60dB以上の遮断特性を得ることができるFBG部50を実現できる。   According to the second embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the FBG section 50 that can obtain a cutoff characteristic of about 60 dB or more even in a high band of about 10 nm can be realized.

(実施の形態3)
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。上述した実施の形態2では、クラッド52の領域にチャープトグレーティングを形成するようにしていたが、この実施の形態3では、コア61の領域の屈折率を通常よりも高くしている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the chirped grating is formed in the cladding 52 region. However, in the third embodiment, the refractive index of the core 61 region is higher than usual.

図11は、この発明の実施の形態3であるFBG21bを有したFBG部60の縦断面図を示し、図12は、FBG部60の横断面および屈折率プロファイルを示している。図11に示すように、FBG部60は、実施の形態1のコア41と同様に、コア61の領域にチャープトグレーティングであるFBG21bを形成している。ここで、コア61には、クラッド62に比して高い屈折率を有し、たとえば開口数(NA)を0.2以上とすることが好ましい。また、必要に応じて、図5に示した高屈折率43をクラッド52の外側に形成してもよい。   11 shows a longitudinal sectional view of the FBG portion 60 having the FBG 21b according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows a transverse section and a refractive index profile of the FBG portion 60. As shown in FIG. 11, the FBG section 60 forms an FBG 21 b that is a chirped grating in the region of the core 61, similarly to the core 41 of the first embodiment. Here, it is preferable that the core 61 has a higher refractive index than that of the clad 62 and has a numerical aperture (NA) of 0.2 or more, for example. Further, the high refractive index 43 shown in FIG. 5 may be formed outside the cladding 52 as necessary.

図13は、開口数が0.34となるファイバにおける遮断特性を示した図である。図13に示すように、この実施の形態3によっても、1650nmを中心とした約10nmの高帯域で、約60dB以上の遮断を実現している。   FIG. 13 is a diagram showing a cutoff characteristic in a fiber having a numerical aperture of 0.34. As shown in FIG. 13, according to the third embodiment, a cutoff of about 60 dB or more is realized in a high band of about 10 nm centering on 1650 nm.

(実施の形態4)
つぎに、この発明の実施の形態4について説明する。上述した実施の形態4では、コア61の領域の屈折率をクラッド62の領域よりも通常より高めの屈折率としたが、この実施の形態5では、コア71領域内の外側領域の屈折率をクラッド72の領域よりも低くしている。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment described above, the refractive index of the core 61 region is higher than the refractive index of the cladding 62 region. However, in the fifth embodiment, the refractive index of the outer region in the core 71 region is changed. It is lower than the region of the clad 72.

図14は、この発明の実施の形態4であるFBG21cを有したFBG部70の縦断面図を示し、図15は、FBG部70の横断面および屈折率プロファイルを示している。図14に示すように、FBG部70は、実施の形態1のコア41と同様に、コア71の領域にチャープトグレーティングであるFBG21cを形成している。ここで、図15に示すように、コア71は、コア71領域内の外側領域の屈折率を、クラッド72の領域の屈折率よりも低くし、そのプロファイルがW型(ディスプレイスドクラッドファイバ)になるようにしている。このように屈折率プロファイルをW型とすることによって、クラッド72に生じるクラッドモードM1が結合しないようにしている。さらに、実施の形態1に示したように高屈折率部73を設けることによって、クラッドモードM1自体が存在しないようにしてもよい。いずれの場合にも、クラッドモードが存在しないので、遮断特性を格段に向上させることができる。   14 shows a longitudinal sectional view of the FBG portion 70 having the FBG 21c according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 15 shows a transverse section and a refractive index profile of the FBG portion 70. As shown in FIG. 14, the FBG unit 70 forms an FBG 21 c that is a chirped grating in the region of the core 71 as in the core 41 of the first embodiment. Here, as shown in FIG. 15, in the core 71, the refractive index of the outer region in the core 71 region is made lower than the refractive index of the region of the cladding 72, and the profile thereof is W-type (displaced cladding fiber). It is trying to become. Thus, by making the refractive index profile W-shaped, the cladding mode M1 generated in the cladding 72 is prevented from coupling. Furthermore, the cladding mode M1 itself may not exist by providing the high refractive index portion 73 as shown in the first embodiment. In any case, since the cladding mode does not exist, the cutoff characteristic can be remarkably improved.

この実施の形態4によっても、実施の形態1と同様に、図7に示したように、10nm程度の高帯域でも約60dB以上の遮断特性を得ることができるFBG部70を実現できる。   According to the fourth embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the FBG section 70 that can obtain a cutoff characteristic of about 60 dB or more even in a high band of about 10 nm can be realized.

この発明の実施の形態1にかかるファイバブラッググレーティング素子を用いた光分岐線路監視システムの概要構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical branch line monitoring system using the fiber Bragg grating element concerning Embodiment 1 of this invention. ONU側における監視光と通信光との伝送状態を示す図である。It is a figure which shows the transmission state of the monitoring light and communication light in the ONU side. チャープトグレーティングの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a chirped grating. チャープトグレーティングによる広帯域フィルタの概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept of the broadband filter by a chirped grating. この発明の実施の形態1であるファイバブラッググレーティング素子の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fiber Bragg grating element which is Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1であるファイバブラッググレーティング素子の横断面および屈折率プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross section and refractive index profile of the fiber Bragg grating element which are Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1であるファイバブラッググレーティング素子によって1650nm帯の約10nmの帯域で60dB以上の遮断特性を得た実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which obtained the cutoff characteristic of 60 dB or more in the band of about 10 nm of 1650 nm band with the fiber Bragg grating element which is Embodiment 1 of this invention. この実施の形態1であるファイバブラッググレーティング素子が適用される他のシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the other system to which the fiber Bragg grating element which is this Embodiment 1 is applied. この発明の実施の形態2であるファイバブラッググレーティング素子の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fiber Bragg grating element which is Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2であるファイバブラッググレーティング素子の横断面および屈折率プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross section and refractive index profile of the fiber Bragg grating element which are Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3であるファイバブラッググレーティング素子の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fiber Bragg grating element which is Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3であるファイバブラッググレーティング素子の横断面および屈折率プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross section and refractive index profile of the fiber Bragg grating element which are Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3であるファイバブラッググレーティング素子によって1650nm帯の約10nmの帯域で60dB以上の遮断特性を得た実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which obtained the cutoff characteristic of 60 dB or more in the band of about 10 nm of 1650 nm band with the fiber Bragg grating element which is Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4であるファイバブラッググレーティング素子の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fiber Bragg grating element which is Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4であるファイバブラッググレーティング素子の横断面および屈折率プロファイルを示す図である。It is a figure which shows the cross section and refractive index profile of the fiber Bragg grating element which are Embodiment 4 of this invention. グレーティング長を7mmとした場合における従来の広帯域のファイバブラッググレーティング素子の遮断特性を示す図である。It is a figure which shows the interruption | blocking characteristic of the conventional broadband fiber Bragg grating element in case a grating length is 7 mm. 図16に示したグレーティング長を13mmとした場合における従来の広帯域のファイバブラッググレーティング素子の遮断特性を示す図である。It is a figure which shows the interruption | blocking characteristic of the conventional broadband fiber Bragg grating element in case the grating length shown in FIG. 16 is 13 mm.

符号の説明Explanation of symbols

1a1〜1a8 分岐光線路
2 OTDR
3,28 光スプリッタ
10 伝送装置
18 光カプラ
20 ONU
21,21−1〜21−8,21a,21b,21c FBG
22 基幹光線路
24 ユーザ
25 ファイバセレクタ
26 制御部
30−1,30−3 光コネクタ
31−1,31−3 光受信部
32−1,32−3 O/E部
33−1,33−3 受信処理部
40,50,60,70 FBG部
41,51,61,71 コア
42,52,62,72 クラッド
43,73 高屈折率部
λa,λb 通信光の波長
λc1〜λc8 監視光の波長
1a 1 to 1a 8 branch optical line 2 OTDR
3,28 Optical splitter 10 Transmission device 18 Optical coupler 20 ONU
21, 211-1 to 21-8, 21a, 21b, 21c FBG
22 Basic Optical Line 24 User 25 Fiber Selector 26 Control Unit 30-1, 30-3 Optical Connector 31-1, 31-3 Optical Receiver 32-1, 32-3 O / E Unit 33-1, 33-3 Reception processing unit 40, 50, 60, 70 FBG section 41, 51, 61, 71 core 42,52,62,72 clad 43,73 high refractive index portions [lambda] a, the wavelength of the wavelength λc 1 ~λc 8 monitoring light λb communication light

Claims (6)

光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、
光ファイバのクラッド領域に、紫外線に対して感光性を有する感光性材料を添付し、コア領域と同じチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とするファイバブラッググレーティング素子。
A fiber Bragg grating element that performs high cutoff filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding a desired 1 nm for optical input,
A fiber Bragg grating element, wherein a photosensitive material sensitive to ultraviolet rays is attached to a cladding region of an optical fiber, and the same chirped Bragg grating as that of a core region is formed.
光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、
開口数が0.2以上の光ファイバにチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とするファイバブラッググレーティング素子。
A fiber Bragg grating element that performs filtering with a high cut-off exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm for a desired optical input,
A fiber Bragg grating element, wherein a chirped Bragg grating is formed on an optical fiber having a numerical aperture of 0.2 or more.
光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、
コア領域内の外側にクラッド領域に比して屈折率が低いリング状の領域を設け、少なくとも該コア領域にチャープトブラッググレーティングを形成したことを特徴とするファイバブラッググレーティング素子。
A fiber Bragg grating element that performs high cutoff filtering exceeding 40 dB in a wide band exceeding a desired 1 nm for optical input,
A fiber Bragg grating element, wherein a ring-shaped region having a refractive index lower than that of a cladding region is provided outside a core region, and a chirped Bragg grating is formed at least in the core region.
光入力に対し、所望の1nmを越える広帯域で40dBを越える高遮断のフィルタリングを行うファイバブラッググレーティング素子であって、
少なくともコア領域にチャープトブラッググレーティングを形成し、クラッド領域の外側であって該クラッド領域の屈折率以上の屈折率をもつ材料によってこのチャープトブラッググレーティングが形成されたコア領域の一部あるいは全部を覆うことを特徴とするファイバブラッググレーティング素子。
A fiber Bragg grating element that performs filtering with a high cut-off exceeding 40 dB in a wide band exceeding 1 nm for a desired optical input,
A chirped Bragg grating is formed at least in the core region, and a part or all of the core region in which the chirped Bragg grating is formed by a material having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the cladding region outside the cladding region. A fiber Bragg grating element characterized by covering.
クラッド領域の外側であって該クラッド領域の屈折率以上の屈折率をもつ材料によって前記チャープトブラッググレーティングの一部あるいは全部を覆うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のファイバブラッググレーティング素子。   The part or the whole of the chirped Bragg grating is covered with a material having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the cladding region outside the cladding region. Fiber Bragg grating element. 請求項1〜5に記載のファイバブラッググレーティング素子を内蔵し、光ファイバを結合することを特徴とするコネクタ。   6. A connector comprising the fiber Bragg grating element according to claim 1 and incorporating an optical fiber.
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