JP2006078956A - Method and apparatus for manufacturing optical fiber grating - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing optical fiber grating Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006078956A JP2006078956A JP2004265302A JP2004265302A JP2006078956A JP 2006078956 A JP2006078956 A JP 2006078956A JP 2004265302 A JP2004265302 A JP 2004265302A JP 2004265302 A JP2004265302 A JP 2004265302A JP 2006078956 A JP2006078956 A JP 2006078956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- phase modulation
- grating
- modulation pattern
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光情報通信分野、光計測分野等において用いられる光ファイバグレーティングの作製に採用して好適な光ファイバグレーティング作製方法及び光ファイバグレーティング作製装置に関する。 The present invention relates to an optical fiber grating manufacturing method and an optical fiber grating manufacturing apparatus that are suitable for manufacturing optical fiber gratings used in the fields of optical information communication, optical measurement, and the like.
従来、光ファイバグレーティング作製方法として、石英製の位相マスクを通して紫外光を光ファイバに照射し、光ファイバ中に周期的な屈折率変化を作り込む方法が知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a method for manufacturing an optical fiber grating, there is known a method in which an optical fiber is irradiated with ultraviolet light through a quartz phase mask to create a periodic refractive index change in the optical fiber (see, for example, Patent Document 1). .
また、光ファイバを紫外線透過型樹脂で被覆し、被覆の上から石英製の位相マスクを通して紫外光を照射することによりグレーティングを作製する方法も提案されている(例えば特許文献2、特許文献3参照)。
石英製の位相マスクを通して紫外光を照射することによりグレーティングを作製する位相マスク法においては、露光中に位相マスクと光ファイバの位置がずれてしまうと、周期的な屈折率変化のコントラストが悪くなり、グレーティング特性悪化の原因となる。 In the phase mask method in which the grating is fabricated by irradiating ultraviolet light through a quartz phase mask, the contrast of the periodic refractive index change becomes worse if the position of the phase mask and the optical fiber shifts during exposure. This causes deterioration of the grating characteristics.
例えば、光通信で最も良く用いられる1550nm帯で反射するグレーティングを作製するためには、周期0.5ミクロン程度のグレーティングが必要であり、安定して露光するためには数十ナノメータオーダーでの位置制御が必要となる。 For example, in order to produce a grating that reflects in the 1550 nm band, which is most often used in optical communications, a grating with a period of about 0.5 microns is necessary, and in order to perform stable exposure, a position on the order of several tens of nanometers is required. Control is required.
このため、特開2003−29057号公報に示すように、光ファイバを特別な装置により固定するなどの対策が必要とされていた。また、周囲の振動や温度変化などでも位相マスクと光ファイバの位置関係が変化してしまうため、振動抑制や温度管理などの対策が必要であった。 For this reason, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-29057, measures such as fixing the optical fiber by a special device have been required. In addition, since the positional relationship between the phase mask and the optical fiber changes due to ambient vibrations and temperature changes, measures such as vibration suppression and temperature management are required.
また、位相マスク法による干渉露光の場合、位相マスクと光ファイバを数十ミクロンから数百ミクロンの至近距離におく必要があり、精度の良い位置調整が必要であった。 In the case of interference exposure by the phase mask method, the phase mask and the optical fiber need to be placed at a close distance of several tens of microns to several hundreds of microns, and accurate position adjustment is necessary.
さらに、位相マスクと光ファイバの距離が近いため、露光時のレーザ照射により光ファイバ表面の汚れや異物が位相マスクに付着してしまい、位相マスクの特性が劣化するという問題もあった。特に、光ファイバを紫外線透過型樹脂で被覆した場合、露光時の被覆樹脂による位相マスク劣化が量産の妨げとなっていた。 Furthermore, since the distance between the phase mask and the optical fiber is short, there is a problem that dirt and foreign matters on the surface of the optical fiber adhere to the phase mask due to laser irradiation during exposure, and the characteristics of the phase mask deteriorate. In particular, when an optical fiber is coated with an ultraviolet transmissive resin, phase mask deterioration due to the coating resin during exposure has hindered mass production.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、振動対策や温度管理などがいらない簡便で確実な光ファイバグレーティング作製方法及び光ファイバグレーティング作製装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a simple and reliable optical fiber grating manufacturing method and an optical fiber grating manufacturing apparatus that do not require vibration countermeasures and temperature management.
本発明の光ファイバグレーティング作製方法は、周囲を熱可塑性紫外線透過樹脂で被覆した光ファイバを用い、グレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型を加熱により軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に押し付ける行程と、前記位相変調パターン型を前記熱可塑性紫外線透過樹脂から取り外す行程と、転写された位相変調パターンを通して前記光ファイバにレーザを照射する行程とを有することを特徴とする。 The optical fiber grating manufacturing method of the present invention uses the optical fiber whose periphery is coated with a thermoplastic ultraviolet transparent resin, and the phase modulation pattern mold in which periodic grooves corresponding to the period of the grating are softened by heating is used. And a step of pressing the plastic ultraviolet transmissive resin, a step of removing the phase modulation pattern mold from the thermoplastic ultraviolet transmissive resin, and a step of irradiating the optical fiber with the laser through the transferred phase modulation pattern. .
また、本発明の光ファイバグレーティング作製方法は、前記光ファイバにレーザを照射する行程の前行程として、前記光ファイバ中に水素又は重水素を拡散させる行程を有することを特徴とする。 The optical fiber grating manufacturing method of the present invention is characterized by having a step of diffusing hydrogen or deuterium in the optical fiber as a step before irradiating the optical fiber with a laser.
また、本発明の光ファイバグレーティング作製方法は、光ファイバ母材を溶融して線引きし光ファイバを送り出す行程と、前記光ファイバの周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施す行程と、グレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型を加熱により軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に押し付ける行程と、前記位相変調パターン型を取り外す行程と、転写された位相変調パターンを通して前記光ファイバにレーザを照射する行程とを有することを特徴とする。 Further, the optical fiber grating manufacturing method of the present invention includes a step of melting and drawing an optical fiber preform and feeding the optical fiber, a step of coating the periphery of the optical fiber with a thermoplastic ultraviolet transparent resin, and a period of the grating A step of pressing the phase modulation pattern mold in which periodic grooves corresponding to the above are softened by heating, the process of removing the phase modulation pattern mold, and the light passing through the transferred phase modulation pattern And a step of irradiating the fiber with the laser.
また、本発明の光ファイバグレーティング作製装置は、熱可塑性紫外線透過樹脂で被覆された光ファイバを送り出す光ファイバ送り出し部と、この光ファイバ送り出し部から送り出された前記光ファイバを被覆する前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる加熱部と、グレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型を軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に押し付け長手方向に前記熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写する型押し部と、前記光ファイバに照射するレーザを発生するレーザ発生部と、前記レーザの照射によりグレーティングが形成された光ファイバを巻き取る光ファイバ巻き取り部とを具備することを特徴とする。 Further, the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention includes an optical fiber delivery unit that sends out an optical fiber coated with a thermoplastic ultraviolet ray transmitting resin, and the thermoplastic ultraviolet ray that coats the optical fiber delivered from the optical fiber delivery unit. A heating unit that heats and softens the transparent resin, and a phase modulation pattern mold in which a periodic groove corresponding to the period of the grating is pressed against the thermoplastic ultraviolet transparent resin that has been softened, and the thermoplastic ultraviolet transparent resin in the longitudinal direction An embossing part for transferring a phase modulation pattern to the optical fiber, a laser generating part for generating a laser for irradiating the optical fiber, and an optical fiber winding part for winding up the optical fiber on which a grating is formed by the laser irradiation. It is characterized by doing.
また、本発明の光ファイバグレーティング作製装置は、光ファイバ母材を溶融して線引きし光ファイバを送り出す炉心管と、この炉心管を加熱する炉心管加熱部と、前記光ファイバの周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施す熱可塑性紫外線透過樹脂槽と、硬化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる加熱部と、グレーティングの周期に対応した周期的な溝からなる位相変調パターンが周面に刻まれた円筒形のパターンローラーと、前記パターンローラーの周面と平行に対向する周面を有し、軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写するように加圧する円筒形の加圧ローラーと、前記光ファイバに照射するレーザを発生するレーザ発生部と、前記レーザの照射によりグレーティングが形成された光ファイバを巻き取る光ファイバ巻き取り部とを具備することを特徴とする。 In addition, the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention includes a furnace core tube that melts and draws an optical fiber preform, and sends the optical fiber, a furnace tube heating part that heats the furnace core tube, and a thermoplastic material around the optical fiber. A phase modulation pattern consisting of a thermoplastic UV transparent resin tank for coating the UV transparent resin, a heating part for heating and softening the cured thermoplastic UV transparent resin, and a periodic groove corresponding to the period of the grating is provided. Cylindrical pattern roller engraved on the surface, and a cylindrical shape having a peripheral surface facing in parallel with the peripheral surface of the pattern roller, and pressurizing the phase-modulation pattern onto the softened thermoplastic ultraviolet transparent resin A pressure roller, a laser generating unit for generating a laser for irradiating the optical fiber, and an optical fiber on which a grating is formed by the laser irradiation. Characterized by comprising an optical fiber take-up unit for taking up the driver.
本発明の光ファイバグレーティング作製方法によれば、光ファイバの周囲を被覆する熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写し、転写された位相変調パターンを通してレーザを光ファイバに照射するので、振動対策や温度管理なども行わずに、簡便で確実に光ファイバグレーティングを作製することができる。 According to the method for producing an optical fiber grating of the present invention, a phase modulation pattern is transferred to a thermoplastic ultraviolet transparent resin covering the periphery of the optical fiber, and a laser is irradiated to the optical fiber through the transferred phase modulation pattern. In addition, an optical fiber grating can be manufactured easily and reliably without performing temperature control and the like.
また、本発明の光ファイバグレーティング作製装置によれば、光ファイバの周囲を被覆する熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンが転写されるので、露光中に光ファイバが動いたり振動したりしても光ファイバ中の干渉パターンがずれることがなく、振動対策や温度管理なども行わずに、簡便で確実に光ファイバグレーティングを作製することができる。 Further, according to the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention, since the phase modulation pattern is transferred to the thermoplastic ultraviolet transmitting resin covering the periphery of the optical fiber, even if the optical fiber moves or vibrates during the exposure. The interference pattern in the optical fiber does not shift, and an optical fiber grating can be manufactured easily and reliably without taking measures against vibration and temperature control.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
本発明の光ファイバグレーティング作製方法の実施例1を図1に示すフローチャート及び図2に基づいて説明する。
Example 1
Example 1 of the optical fiber grating manufacturing method of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 1 and FIG.
まずステップS110では、図2(a)に示すように、例えばフッ素系樹脂などからなる熱可塑性紫外線透過樹脂11で光ファイバ1の周囲を被覆(コーティング)する。
First, in step S110, as shown in FIG. 2A, the periphery of the
ここで、コートの方法としては、通常の紫外線硬化樹脂で被覆した光ファイバの一部の被覆を取り除き、その部分に熱可塑性紫外線透過樹脂をコートする方法(リコート法)と、光ファイバを母材から線引きする際にコートする方法とがある。 Here, as a coating method, a part of the optical fiber coated with a normal ultraviolet curable resin is removed and a thermoplastic ultraviolet transmitting resin is coated on the part (recoating method), and the optical fiber is a base material. There is a method of coating when drawing from.
母材からの線引時にコートする方法は、露光時に被覆を除去する必要が無いため光ファイバの破断強度が劣化しにくい利点がある。また、被覆除去行程およびリコート行程を必要としないため工数削減につながり安価な光ファイバグレーティングの作製が可能となる。 The method of coating at the time of drawing from the base material has an advantage that the breaking strength of the optical fiber is hardly deteriorated because it is not necessary to remove the coating at the time of exposure. Further, since the coating removal process and the recoating process are not required, man-hours can be reduced, and an inexpensive optical fiber grating can be manufactured.
一方、リコート法では一部のみ熱可塑性紫外線透過樹脂を使用するため通常の光ファイバが利用できる利点がある。 On the other hand, the recoating method has an advantage that a normal optical fiber can be used because only a part of the thermoplastic ultraviolet transmitting resin is used.
次に、ステップS120では、図2(b),(c),(d)に示すように、被覆した熱可塑性紫外線透過樹脂11が軟化する温度まで被覆部分を加熱する。ここで、温度は熱可塑性紫外線透過樹脂11の軟化温度以上分解温度以下(100℃〜200℃程度)にする必要がある。加熱は、光ファイバ1の軟化加熱部分14を、V溝を有するヒータ2のV溝に載せて行う。なお、軟化状態とは次の行程で位相変調パターンの転写ができる程度に軟らかい状態をいう。
Next, in step S120, as shown in FIGS. 2B, 2C, and 2D, the coated portion is heated to a temperature at which the coated thermoplastic ultraviolet transmitting resin 11 is softened. Here, the temperature needs to be not less than the softening temperature and not more than the decomposition temperature (about 100 ° C. to 200 ° C.) of the thermoplastic ultraviolet transparent resin 11. Heating is performed by placing the softened
次に、ステップS130では、図2(c),(d)に示すように、軟化加熱部分14に位相変調パターン型3を押し付ける。位相変調パターン型3としては、従来の石英製位相マスクが転用可能であるが、通常の露光と違い石英のようには紫外光を透過する必要がないため石英以外の材料(例えばシリコンなど)を使用してもよい。
Next, in step S130, as shown in FIGS. 2C and 2D, the phase
次に、ステップS140、ステップS150では、図2(e)に示すように、必要に応じて軟化加熱部分14を硬化温度まで冷却し位相変調パターン型3を外す。高温で熱可塑性紫外線透過樹脂11があまりにも軟らかい状態で位相変調パターン型3を外すと、位相変調パターン型3の溝に樹脂が残ってしまい位相変調パターンの転写ができないためである。
Next, in step S140 and step S150, as shown in FIG. 2E, the softening
次に、ステップS160では、図2(g)に示すように、転写した位相変調パターン部15を通して紫外光レーザ4を光ファイバ1に照射する。紫外光レーザ4は位相変調パターンが刻まれた側から照射する。レーザとしては、エキシマレーザ、アルゴンレーザの第二高調波、銅蒸気レーザの第二高調波、YAGレーザの4倍波などが使用できる。
Next, in step S160, the
位相変調パターン部15を通過した紫外光レーザ4は、回折され±1次光5に分離されるが、図2(g)に示すように、その±1次光5が重なりあうところでは干渉縞により紫外光の周期的なパターンが生じる。そして紫外光レーザ4の強度分布に対応して光ファイバ1のコア12の屈折率が周期的に上昇し、図2(h)に示すように、光ファイバ1のコア12中にグレーティング16が完成する。
The ultraviolet light laser 4 that has passed through the phase
なお、使用する光ファイバ1は、紫外光に対し光感受性があればよいが、光感受性は高い方が望ましいので、例えばステップS110の前、ステップS110とステップS120の間、ステップS150とステップS160の間などの露光前の段階で、光ファイバ1中に水素あるいは重水素を拡散させる水素処理をする行程を入れることにより光ファイバ1の特性の改善が得られる。
The
露光時に使用する紫外光レーザ4の波長λと、熱可塑性紫外線透過樹脂11の屈折率nを用いると、図2(f)に示す位相変調パターン転写後の溝深さdが、
d=λ/(2(n−1)) (数式1)
を満たすような位相変調パターン型3を使用すると、図2(g)に示す0次光6の回折効率を小さくすることができる。0次光6を小さくすると±1次光5が強くなり、効率良くグレーティング16を作製できるため望ましい。ただし、0次光6が存在しても、±1次光5があればグレーティング16は作製できるため、この条件は必ずしも満たす必要はない。
When the wavelength λ of the ultraviolet laser 4 used for exposure and the refractive index n of the thermoplastic ultraviolet transmitting resin 11 are used, the groove depth d after the phase modulation pattern transfer shown in FIG.
d = λ / (2 (n−1)) (Formula 1)
When the phase
本実施例によれば、光ファイバ1と位相変調パターン部15が一体となっているため、露光時に位相マスクを使用する必要がなく、周囲の振動や温度変化の影響を受けないため振動対策や温度管理などが必要ない。また、位相マスクと光ファイバの距離を制御する必要もない。
According to the present embodiment, since the
また、露光時に被覆を剥く必要がないので、光ファイバの強度劣化がない。 Further, since it is not necessary to remove the coating during exposure, there is no deterioration in the strength of the optical fiber.
(実施例2)
次に、本発明の光ファイバグレーティング作製方法の実施例2を図3に示すフローチャートに基づいて説明する。
(Example 2)
Next,
本実施例ではリコート法を採用した。まずステップS310では、シングルモード光ファイバ(フジクラ製:商品名Future Guide(登録商標)−SM)の被覆を5cm除去し、紫外光透過型フッ素樹脂を被覆除去部にコートした。コートの方法は、紫外光透過型フッ素樹脂を溶媒にとかした溶液を用いダイス方式にてコートした。その後、溶媒を完全に揮発させフッ素樹脂を硬化させるために、リコート部を200℃で10分間加熱した。リコート部分の外径は160μmであった。 In this example, the recoat method was adopted. First, in step S310, a coating of a single mode optical fiber (manufactured by Fujikura: trade name Guide Guide (registered trademark) -SM) was removed by 5 cm, and an ultraviolet light transmitting fluororesin was coated on the coating removal portion. As a coating method, coating was performed by a dice method using a solution obtained by dissolving an ultraviolet light transmitting fluororesin in a solvent. Thereafter, the recoat portion was heated at 200 ° C. for 10 minutes in order to completely evaporate the solvent and cure the fluororesin. The outer diameter of the recoat portion was 160 μm.
使用した紫外光透過型フッ素樹脂の引張弾性率は1000MPaで、樹脂分解温度は390℃である。 The used ultraviolet light transmission type fluororesin has a tensile modulus of 1000 MPa and a resin decomposition temperature of 390 ° C.
次に、ステップS320では、ステップS310でコートした部分を120℃に加熱し、紫外光透過型フッ素樹脂を軟化させた。加熱には電熱ヒータを用いた。 Next, in step S320, the portion coated in step S310 was heated to 120 ° C. to soften the ultraviolet light transmissive fluororesin. An electric heater was used for heating.
次に、ステップS330では、ステップS320で加熱し軟化している被覆部分に位相変調パターン型を押し付けた。位相変調パターン型としては石英製の位相マスクを使用した。この位相マスクは、長さ30mmにわたり、周期1.06μm、溝深さ270nmの位相変調パターンが刻まれたマスクである。 Next, in step S330, the phase modulation pattern mold was pressed against the coating portion heated and softened in step S320. A quartz phase mask was used as the phase modulation pattern type. This phase mask is a mask in which a phase modulation pattern having a period of 1.06 μm and a groove depth of 270 nm is engraved over a length of 30 mm.
その後、ステップS340では、コート部分が硬化温度まで低下するまで待ち、ステップS350では位相変調パターン型を取り外した。加熱部分が外径160μmと細く熱容量も小さいため、約5秒程度で室温まで低下した。使用したフッ素樹脂の破壊伸度は140%以上であり、破断強度も20MPaと大きいため、樹脂が破断して位相マスク溝に残ることなく樹脂部に位相パターンが転写された。 Thereafter, in step S340, the process waited until the coating portion decreased to the curing temperature, and in step S350, the phase modulation pattern mold was removed. Since the heated portion was thin with an outer diameter of 160 μm and the heat capacity was small, the temperature decreased to room temperature in about 5 seconds. Since the fracture elongation of the used fluororesin was 140% or more and the breaking strength was as high as 20 MPa, the resin was broken and the phase pattern was transferred to the resin portion without remaining in the phase mask groove.
その後、ステップS360では、光ファイバ被覆部分の位相変調パターン転写側からアルゴンイオンレーザの第二高調波(波長244nm)を照射し、被覆表面の位相変調パターンによる回折により光ファイバ中にグレーティングを書き込んだ。使用したレーザの照射部分でのパワー密度は200mW/mm2であり、直径約0.5mmのレーザスポットを位相変調パターン転写部30mmに渡って移動させ、長さ30mmのグレーティングとした。これにより、反射率0.1%、中心波長1543nmのグレーティングの作製に成功した。 Thereafter, in step S360, the second harmonic (wavelength 244 nm) of an argon ion laser is irradiated from the phase modulation pattern transfer side of the optical fiber coating portion, and a grating is written in the optical fiber by diffraction by the phase modulation pattern on the coating surface. . The power density at the irradiated portion of the laser used was 200 mW / mm 2 , and a laser spot having a diameter of about 0.5 mm was moved over the phase modulation pattern transfer portion 30 mm to obtain a grating having a length of 30 mm. As a result, a grating having a reflectance of 0.1% and a center wavelength of 1543 nm was successfully produced.
(実施例3)
次に、本発明の光ファイバグレーティング作製方法の実施例3を図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
(Example 3)
Next, Example 3 of the optical fiber grating manufacturing method of the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS410では、シングルモード光ファイバ(フジクラ製:商品名Future Guide(登録商標)−SM)を55℃、30MPaの水素雰囲気中に5日間放置し、光ファイバコア部分にまで十分水素を拡散させた。 First, in step S410, a single-mode optical fiber (manufactured by Fujikura: trade name Future Guide (registered trademark) -SM) is left in a hydrogen atmosphere at 55 ° C. and 30 MPa for 5 days to sufficiently diffuse hydrogen to the optical fiber core. I let you.
その後、ステップS420〜S470では、実施例2のステップS310〜S360と同様の処理を行い、グレーティングを形成した。 Thereafter, in steps S420 to S470, processing similar to that in steps S310 to S360 of Example 2 was performed to form a grating.
その後、ステップS480では、被覆部分を含む光ファイバを120℃で12時間加熱し、ステップS410で光ファイバ中に拡散させた水素を大気中に再拡散させ、光ファイバ中の水素濃度を低減させた。これにより、反射率99%、中心波長1545nmのグレーティングの作製に成功した。 Thereafter, in step S480, the optical fiber including the coated portion is heated at 120 ° C. for 12 hours, and the hydrogen diffused in the optical fiber in step S410 is re-diffused into the atmosphere, thereby reducing the hydrogen concentration in the optical fiber. . As a result, a grating having a reflectance of 99% and a center wavelength of 1545 nm was successfully produced.
(実施例4)
次に、本発明の光ファイバグレーティング作製方法の実施例4を図5に示すフローチャート及び図6に基づいて説明する。
Example 4
Next, Embodiment 4 of the optical fiber grating manufacturing method of the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG. 5 and FIG.
まず、ステップS510では、光ファイバの母材を線引きによりファイバ化する際の被覆層として紫外線透過型のフッ素樹脂を光ファイバにコートした。 First, in step S510, the optical fiber was coated with an ultraviolet transmissive fluororesin as a coating layer when forming the optical fiber preform into a fiber by drawing.
ここで、線引き方法について、図6に示す線引き装置を参照して線引き方法を説明する。光ファイバ母材71を徐々に一定速度で炉心管72内に送り込み、先端を加熱溶融して線引きして得られた光ファイバ79を冷却部74で冷却して固化させ、熱可塑性紫外線透過樹脂槽75で表面にフッ素樹脂をコートし、溶媒を完全に揮発させて硬化させるために、線引き中に加熱部76で、300℃で10秒間加熱した。そして、硬化した光ファイバ79は引取機77を経て巻き取りボビン78で巻き取った。光ファイバ79のリコート部分の外径は180μmであった。
Here, the drawing method will be described with reference to the drawing device shown in FIG. The
光ファイバの屈折率分布および添加物はシングルモード光ファイバ(フジクラ製:商品名Future Guide(登録商標)−SM)と同等であり、使用したフッ素樹脂の引張弾性率は1000MPa、樹脂分解温度は390℃である。 The refractive index distribution and additives of the optical fiber are equivalent to those of a single mode optical fiber (manufactured by Fujikura: trade name Guide Guide (registered trademark) -SM). The tensile elastic modulus of the used fluororesin is 1000 MPa, and the resin decomposition temperature is 390. ° C.
次に、ステップS520では、ステップS510で作製した光ファイバを55℃、30MPaの水素雰囲気中に5日間放置し、光ファイバコア部分にまで十分水素を拡散させた。 Next, in step S520, the optical fiber manufactured in step S510 was left in a hydrogen atmosphere at 55 ° C. and 30 MPa for 5 days to sufficiently diffuse hydrogen to the optical fiber core portion.
その後、ステップS530〜S580では、実施例3のステップS430〜S480と同様の処理を行った。これにより、反射率99%、中心波長1545nmのグレーティングの作製に成功した。 Thereafter, in steps S530 to S580, processing similar to that in steps S430 to S480 of Example 3 was performed. As a result, a grating having a reflectance of 99% and a center wavelength of 1545 nm was successfully produced.
(実施例5)
次に、本発明の光ファイバグレーティング作製装置の実施例5を図7に基づいて説明する。
(Example 5)
Next, Example 5 of the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
図7は本発明の光ファイバグレーティング作製装置の実施例5の構成を示すもので、熱可塑性紫外線透過樹脂で被覆された光ファイバ81をドラムを回転させて送り出す光ファイバ送り出し部82と、V溝を有するヒータ83と、光ファイバ81に書き込むグレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型84と、レーザを発生するレーザ発生部85と、このレーザ発生部85から出射されたレーザを直角方向に反射するミラー86と、レーザの照射を受けてグレーティングが書き込まれた光ファイバ81をドラムを回転させて巻き取る光ファイバ巻き取り部88とを備えている。
FIG. 7 shows the configuration of
ここで、本実施例の光ファイバグレーティング作製装置の基本動作を説明する。光ファイバ送り出し部82は熱可塑性紫外線透過樹脂で被覆された光ファイバ81をドラムから送り出す。ヒータ83は光ファイバ81をV溝に載せ、光ファイバ81を被覆する熱可塑性紫外線透過樹脂が軟化する温度まで被覆部分を加熱する。
Here, the basic operation of the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present embodiment will be described. The optical
また、位相変調パターン型84は軟化した加熱部分に押し付けられ、熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写する。
Further, the phase
一方、レーザ発生部85はミラー86に向けてレーザを発生する。ミラー86はレーザを直角方向に反射し、光ファイバ81のグレーティングを書き込む部分にレーザを照射する。
On the other hand, the
光ファイバ巻き取り部88は、レーザの照射を受けてグレーティングが書き込まれた光ファイバ81をドラムに巻き取る。
The optical
本実施例によると、光ファイバ81の周囲を被覆する熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンが転写されるので、露光中に光ファイバ81が動いたり振動したりしても光ファイバ中の干渉パターンがずれることがなく、振動対策や温度管理なども行わずに、簡便で確実に光ファイバグレーティングを作製することができる。
According to the present embodiment, since the phase modulation pattern is transferred to the thermoplastic ultraviolet transparent resin covering the periphery of the
また、光ファイバ81を動かしながらでも露光することができるため連続流れ露光が可能となり、光ファイバグレーティング作製作業の効率化を図ることができる。
Further, since the exposure can be performed while moving the
(実施例6)
次に、本発明の光ファイバグレーティング作製装置及び作製方法の実施例6を図8及び図9に基づいて説明する。
(Example 6)
Next, Embodiment 6 of the optical fiber grating manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8は本発明の光ファイバグレーティング作製装置の実施例6の構成を示すもので、光ファイバ母材91を溶融して線引きし光ファイバ92を送り出す炉心管93と、炉心管93を加熱する炉心管加熱部94と、線引きされた光ファイバ92を冷却する冷却部95と、光ファイバ92の周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施す熱可塑性紫外線透過樹脂槽96と、光ファイバ92の周囲を被覆する前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して硬化させる第1の加熱部97と、硬化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる第2の加熱部98と、光ファイバ92に書き込むグレーティングの周期に対応した周期的な溝からなる位相変調パターンが周面に刻まれた円筒形のパターンローラー99と、パターンローラー99の周面と平行に対向する周面を有し、前記軟化した熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写するように加圧する円筒形の加圧ローラー100と、レーザを発生するレーザ発生部101と、レーザ発生部101から出射されたレーザを直角方向に反射するミラー102と、光ファイバ92を引取る引取機104と、ドラムを回転させて光ファイバ92を巻き取る光ファイバ巻き取り部105とを備える。
FIG. 8 shows the configuration of Embodiment 6 of the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention. A
ここで、本実施例の光ファイバグレーティング作製装置による光ファイバグレーティング作製方法を図8に示す構成図及び図9に示すフローチャートに基づいて説明する。 Here, an optical fiber grating manufacturing method by the optical fiber grating manufacturing apparatus of the present embodiment will be described based on the configuration diagram shown in FIG. 8 and the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS910では、炉心管加熱部94によって加熱された炉心管93は光ファイバ母材91を溶融して線引きし光ファイバ92を送り出す。冷却部95は線引きされた光ファイバ92を冷却して固化する。
First, in step S <b> 910, the
次に、ステップS920では、熱可塑性紫外線透過樹脂槽96は光ファイバ92の周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施し、第1の加熱部97は熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して溶媒を完全に揮発させて硬化させる。その後、ステップS930では、第2の加熱部98はさらに熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる。
Next, in step S920, the thermoplastic ultraviolet
その後、ステップS940では、光ファイバ92はパターンローラー99の周面と加圧ローラー100の周面との隙間を通過し、パターンローラー99の周面に刻まれた位相変調パターンに光ファイバ92が押し付けられることにより、軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンが転写される。
Thereafter, in step S940, the
そして、ステップS950では、レーザ発生部101はレーザを発生し、ミラー102はレーザを直角方向に反射して光ファイバ92のグレーティングを書き込む部分に照射する。
In step S950, the
そして、レーザの照射を受けてグレーティングが書き込まれた光ファイバ92は引取機104を経て光ファイバ巻き取り部105のドラムに巻き取られる。
Then, the
本実施例によると、光ファイバ92の線引きとグレーティング形成とを一つの装置で行えるので、光ファイバグレーティング作製作業の効率化を図ることができる。
According to the present embodiment, the drawing of the
1,79,81,92 光ファイバ
11 熱可塑性紫外線透過樹脂
12 コア
13 クラッド
14 軟化加熱部分
15 位相変調パターン部
16 グレーティング
2,83 ヒータ
3,84 位相変調パターン型
4 紫外光レーザ
5 ±1次光
6 0次光
71,91 光ファイバ母材
72,93 炉心管
73,94 炉心管加熱部
74,95 冷却部
75,96 熱可塑性紫外線透過樹脂槽
76 加熱部
77,104 引取機
78 巻き取りボビン
82 光ファイバ送り出し部
85,101 レーザ発生部
86,102 ミラー
88,105 光ファイバ巻き取り部
97 第1の加熱部
98 第2の加熱部
99 パターンローラー
100 加圧ローラー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記位相変調パターン型を前記熱可塑性紫外線透過樹脂から取り外す行程と、
転写された位相変調パターンを通して前記光ファイバにレーザを照射する行程と
を有することを特徴とする光ファイバグレーティング作製方法。 Using an optical fiber whose periphery is coated with a thermoplastic ultraviolet transparent resin, a process of pressing the phase modulation pattern mold in which a periodic groove corresponding to the period of the grating is engraved against the thermoplastic ultraviolet transparent resin softened by heating,
Removing the phase modulation pattern mold from the thermoplastic ultraviolet transparent resin;
And a step of irradiating the optical fiber with a laser through the transferred phase modulation pattern.
前記光ファイバの周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施す行程と、
グレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型を加熱により軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に押し付ける行程と、
前記位相変調パターン型を取り外す行程と、
転写された位相変調パターンを通して前記光ファイバにレーザを照射する行程と
を有することを特徴とする光ファイバグレーティング作製方法。 A process of melting and drawing the optical fiber preform and feeding the optical fiber;
A process of coating a thermoplastic ultraviolet transparent resin around the optical fiber;
A step of pressing a phase modulation pattern mold in which a periodic groove corresponding to the period of the grating is engraved against the thermoplastic ultraviolet transparent resin softened by heating;
Removing the phase modulation pattern mold;
And a step of irradiating the optical fiber with a laser through the transferred phase modulation pattern.
この光ファイバ送り出し部から送り出された前記光ファイバを被覆する前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる加熱部と、
グレーティングの周期に対応した周期的な溝が刻まれた位相変調パターン型を軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に押し付け長手方向に前記熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写する型押し部と、
前記光ファイバに照射するレーザを発生するレーザ発生部と、
前記レーザの照射によりグレーティングが形成された光ファイバを巻き取る光ファイバ巻き取り部と
を具備することを特徴とする光ファイバグレーティング作製装置。 An optical fiber delivery section for delivering an optical fiber coated with a thermoplastic ultraviolet transparent resin;
A heating unit that heats and softens the thermoplastic ultraviolet transmitting resin that covers the optical fiber delivered from the optical fiber delivery unit;
A mold pressing portion for pressing the phase modulation pattern mold in which periodic grooves corresponding to the period of the grating are softened against the thermoplastic ultraviolet transparent resin softened and transferring the phase modulation pattern to the thermoplastic ultraviolet transparent resin in the longitudinal direction;
A laser generator for generating a laser for irradiating the optical fiber;
An optical fiber grating manufacturing apparatus comprising: an optical fiber winding unit that winds an optical fiber on which a grating is formed by laser irradiation.
この炉心管を加熱する炉心管加熱部と、
前記光ファイバの周囲に熱可塑性紫外線透過樹脂の被覆を施す熱可塑性紫外線透過樹脂槽と、
硬化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂を加熱して軟化させる加熱部と、
グレーティングの周期に対応した周期的な溝からなる位相変調パターンが周面に刻まれた円筒形のパターンローラーと、
前記パターンローラーの周面と平行に対向する周面を有し、軟化した前記熱可塑性紫外線透過樹脂に位相変調パターンを転写するように加圧する円筒形の加圧ローラーと、
前記光ファイバに照射するレーザを発生するレーザ発生部と、
前記レーザの照射によりグレーティングが形成された光ファイバを巻き取る光ファイバ巻き取り部と
を具備することを特徴とする光ファイバグレーティング作製装置。 A furnace tube that melts and draws the optical fiber preform and delivers the optical fiber;
A core tube heating section for heating the core tube,
A thermoplastic ultraviolet transmissive resin tank for coating the periphery of the optical fiber with a thermoplastic ultraviolet transmissive resin;
A heating section for heating and softening the cured thermoplastic ultraviolet transparent resin;
A cylindrical pattern roller in which a phase modulation pattern composed of periodic grooves corresponding to the period of the grating is engraved on the peripheral surface;
A cylindrical pressure roller that has a peripheral surface that faces the peripheral surface of the pattern roller in parallel and pressurizes the softened thermoplastic ultraviolet transmitting resin so as to transfer a phase modulation pattern;
A laser generator for generating a laser for irradiating the optical fiber;
An optical fiber grating manufacturing apparatus comprising: an optical fiber winding unit that winds an optical fiber on which a grating is formed by laser irradiation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004265302A JP4390665B2 (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Optical fiber grating manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004265302A JP4390665B2 (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Optical fiber grating manufacturing equipment |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009190361A Division JP4547460B2 (en) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | Optical fiber grating manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006078956A true JP2006078956A (en) | 2006-03-23 |
JP4390665B2 JP4390665B2 (en) | 2009-12-24 |
Family
ID=36158439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004265302A Expired - Fee Related JP4390665B2 (en) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Optical fiber grating manufacturing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4390665B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271559A (en) * | 2009-08-19 | 2009-11-19 | Fujikura Ltd | Optical fiber grating preparing method |
CN113625388A (en) * | 2021-07-05 | 2021-11-09 | 哈尔滨工程大学 | Novel capillary fiber grating and preparation method thereof |
-
2004
- 2004-09-13 JP JP2004265302A patent/JP4390665B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271559A (en) * | 2009-08-19 | 2009-11-19 | Fujikura Ltd | Optical fiber grating preparing method |
JP4547460B2 (en) * | 2009-08-19 | 2010-09-22 | 株式会社フジクラ | Optical fiber grating manufacturing method |
CN113625388A (en) * | 2021-07-05 | 2021-11-09 | 哈尔滨工程大学 | Novel capillary fiber grating and preparation method thereof |
CN113625388B (en) * | 2021-07-05 | 2024-03-26 | 哈尔滨工程大学 | Novel capillary fiber bragg grating and preparation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4390665B2 (en) | 2009-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW445382B (en) | Near-ultra-violet formation of refractive-index grating using phase mask | |
WO2009087728A1 (en) | Optical fiber and method for producing the same | |
JP2015218090A (en) | Bent optical fiber manufacturing method | |
US20170031090A1 (en) | Writing of high mechanical strength fiber bragg gratings using ultrafast pulses and a phase mask | |
JP6784487B2 (en) | Optical body and display device | |
JPS6370209A (en) | Photoconductive fiber having tapered end section with lens | |
JP2006154447A (en) | Manufacturing method of film-like optical waveguide | |
JP4390665B2 (en) | Optical fiber grating manufacturing equipment | |
JP2013205573A (en) | Optical fiber end cap junction structure and manufacturing method thereof | |
WO2021044677A1 (en) | Optical fiber, laser generating device, laser processing device, and method for manufacturing optical fiber | |
JP4547460B2 (en) | Optical fiber grating manufacturing method | |
JP2007183468A (en) | Manufacturing method of optical waveguide with mirror | |
JP2005153271A (en) | Manufacturing method of mold for optical part | |
JP2014115328A (en) | Fiber bragg grating and method of manufacturing the same | |
JP2003021741A (en) | Manufacturing method for optical waveguide | |
WO2021193297A1 (en) | Method for manufacturing master plate, master plate, transferred object, and article | |
JP4288218B2 (en) | Optical fiber grating manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP7051256B2 (en) | A method for manufacturing a filler-filled film, a sheet-fed film, a laminated film, a laminated film, and a filler-filled film. | |
JP4242818B2 (en) | Optical fiber grating manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP2005128126A (en) | Method for manufacturing optical circuit pattern and high polymer optical waveguide | |
JP2002040271A (en) | Terminal structure for optical fiber and method for treating terminal of optical fiber | |
JP2009198680A (en) | Optical fiber and mode scrambler equipped with the same | |
JP2009031559A (en) | Method of splicing optical fibers | |
US20240230983A1 (en) | System and method for fabricating multiplexable active optical fiber sensors | |
JP6496695B2 (en) | Polymer clad fiber and method for producing polymer clad fiber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081121 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090519 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090819 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090915 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091006 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |