JP2008145807A - Fiber bragg grating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ファイバブラッググレーティング(FBG)構造を持つ光ファイバ素子とサーモモジュールとを有するファイバブラッググレーティング装置に関するものである。 The present invention relates to a fiber Bragg grating device having an optical fiber element having a fiber Bragg grating (FBG) structure and a thermo module.
位相符号方式OCDM(光符号分割多重)における符号器又は復号器として、多点位相シフト構造を有するスーパーストラクチャFBG(SSFBG)を用いることができる。SSFBGは、光ファイバに、長さ及び屈折率変化領域の周期が同一な(すなわち、反射波長が等しい)複数個の単位FBG構造を、構成する符号に応じた、間隔(間隔0をも含む。)及び個数設けることによって、形成された光ファイバ素子である。対を成すOCDM符号器とOCDM復号器においては、両者の波長差が僅か数pmであっても、OCDM復号器における復号化を行うことができなくなる。したがって、対を成すOCDM符号器とOCDM復号器の波長は、高い精度で一致させる必要がある。 A superstructure FBG (SSSFBG) having a multipoint phase shift structure can be used as an encoder or a decoder in phase code system OCDM (optical code division multiplexing). The SSFBG includes an interval (interval 0) corresponding to a code constituting a plurality of unit FBG structures having the same length and the same period of the refractive index change region (that is, having the same reflection wavelength) in the optical fiber. ) And the number of the optical fiber elements formed. In the OCDM encoder and the OCDM decoder that form a pair, even if the wavelength difference between the two is only a few pm, the OCDM decoder cannot perform decoding. Therefore, the wavelengths of the OCDM encoder and the OCDM decoder that form a pair need to be matched with high accuracy.
しかし、FBGは、光ファイバのコア内に、格子状に屈折率変化領域(グレーティング)を形成したデバイスであり、FBGの屈折率は温度依存性を有し、また、光ファイバは温度変化に伴って伸縮するので、FBGの反射波長は、環境温度の変化によって大きく変動する。 However, the FBG is a device in which a refractive index change region (grating) is formed in a lattice shape in the core of the optical fiber, and the refractive index of the FBG has temperature dependence. Therefore, the reflection wavelength of the FBG largely fluctuates with changes in the environmental temperature.
特表2000−503415号公報(特許文献1)には、負の熱膨張係数を有する板状ガラスセラミック基板上にFBGを固定することによって、環境温度の変化に起因するFBGの反射波長の変動を抑制する技術が提案されている。しかし、この技術では、OCDM符号器やOCDM復号器に要求される波長変動量の精密な制御は難しい。 In Japanese translation of PCT publication No. 2000-503415 (Patent Document 1), FBG is fixed on a plate-shaped glass ceramic substrate having a negative thermal expansion coefficient, thereby changing the reflection wavelength of FBG caused by changes in environmental temperature. Suppression techniques have been proposed. However, with this technique, it is difficult to precisely control the amount of wavelength variation required for the OCDM encoder and the OCDM decoder.
また、特開2005−173246号公報(特許文献2)には、SSFBGを加熱又は冷却することによって、環境温度の変化に起因する反射波長の変動を抑制する技術の提案がある。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-173246 (Patent Document 2) proposes a technique for suppressing fluctuations in reflection wavelength caused by changes in environmental temperature by heating or cooling SSFBG.
位相符号方式OCDMにおいてより高い通信セキュリティを提供するために符号長を長くすると、SSFBGを構成する単位FBGの数が増えるためSSFBGの全長が長くなる。SSFBGは、長さ及び屈折率変化領域の周期が同一な単位FBGによって構成されるので、個々の単位FBGが同じ反射特性を示さないと所定の符号化あるいは復号化動作を行うことはできない。すなわち、SSFBGを構成する単位FBGが同じ反射特性を示すためには、SSFBG形成領域全域で温度が均一である必要がある。このような要求に対して、上記特許文献2に開示されている符号器又は復号器は、SSFBGの加熱又は冷却源となるサーモモジュールを大きく(長く)することで対応できる。しかし、サーモモジュールを大きくすると、温度制御の直接対象となるベースプレートや放熱を担う筐体と、サーモモジュールの熱膨張係数が異なるため、加熱及び冷却の繰り返しによって、サーモモジュールの接触面(ベースプレートとの接触面又は筐体との接触面)が破壊されるおそれがある。
If the code length is increased in order to provide higher communication security in the phase code method OCDM, the number of unit FBGs constituting the SSFBG increases, so that the total length of the SSFBG becomes longer. Since the SSFBG is composed of the unit FBGs having the same length and the same refractive index change region period, a predetermined encoding or decoding operation cannot be performed unless the individual unit FBGs exhibit the same reflection characteristics. That is, in order for the unit FBGs constituting the SSFBG to exhibit the same reflection characteristics, the temperature needs to be uniform throughout the SSFBG formation region. The encoder or the decoder disclosed in
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、サーモモジュールの破壊を防止しつつ、環境温度の変化に起因する光ファイバ素子の特性変動を抑制することができるファイバブラッググレーティング装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can prevent fluctuations in the characteristics of the optical fiber element due to changes in the environmental temperature while preventing destruction of the thermomodule. An object is to provide a fiber Bragg grating device.
本発明のファイバブラッググレーティング装置は、ファイバブラッググレーティングを含む光ファイバ素子と、前記光ファイバ素子の外周を覆う実装プレートと、前記実装プレートで覆われた前記光ファイバ素子を収容する筐体と、前記筐体内において前記実装プレートを保持するプレートホルダと、前記筐体内において前記光ファイバ素子の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うサーモモジュールと、前記サーモモジュールと前記プレートホルダとの間に挟まれた第1の応力緩和層と、前記筐体の内面と前記サーモモジュールとの間に挟まれた第2の応力緩和層と、前記筐体内における前記光ファイバ素子の温度を検出する第1の温度センサとを有するものである。 The fiber Bragg grating device of the present invention includes an optical fiber element including a fiber Bragg grating, a mounting plate that covers an outer periphery of the optical fiber element, a housing that houses the optical fiber element covered with the mounting plate, A plate holder for holding the mounting plate in the housing, a thermo module for heating and cooling the optical fiber element in the housing, and a first sandwiched between the thermo module and the plate holder A stress relaxation layer, a second stress relaxation layer sandwiched between the inner surface of the housing and the thermo module, and a first temperature sensor for detecting the temperature of the optical fiber element in the housing. It is what you have.
本発明のファイバブラッググレーティング装置によれば、サーモモジュールの破壊を防止しつつ、環境温度の変化に起因する光ファイバ素子の特性変動を抑制することができるという効果を得ることができる。 According to the fiber Bragg grating device of the present invention, it is possible to obtain an effect that the characteristic variation of the optical fiber element due to the change of the environmental temperature can be suppressed while the destruction of the thermo module is prevented.
《1.構成の説明》
図1は、本発明の実施の形態のファイバブラッググレーティング(FBG)装置の概略的な構成図であり、FBGパッケージ1の断面構造を含んでいる。また、図2は、図1に示されるFBGパッケージ1のS2−S2線断面図である。本発明の実施の形態のFBG装置は、例えば、OCDM符号器モジュール又はOCDM復号器モジュールである。
<< 1. Description of configuration >>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fiber Bragg grating (FBG) device according to an embodiment of the present invention, and includes a cross-sectional structure of an
図に示されるように、実施の形態のFBG装置は、FBGパッケージ1と、FBGパッケージ1に電気的に接続された温度コントローラ2とを有している。
As shown in the figure, the FBG device according to the embodiment has an
FBGパッケージ1は、FBGを含む光ファイバ素子3と、光ファイバ素子3の外周を覆う実装プレート4と、実装プレート4で覆われた光ファイバ素子3を収容する筐体5とを有している。また、FBGパッケージ1は、筐体5内において実装プレート4を保持するプレートホルダ6と、筐体5内において光ファイバ素子3の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うサーモモジュール7と、サーモモジュール7とプレートホルダ6との間に挟まれた第1の応力緩和層8と、筐体5の内面とサーモモジュール7との間に挟まれた第2の応力緩和層9とを有している。さらに、FBGパッケージ1は、筐体5内における光ファイバ素子3の温度を検出する第1の温度センサ10と、FBGパッケージ1が設置された場所の環境温度を検出する第2の温度センサ11とを有している。
The FBG
光ファイバ素子3は、そのファイバコアに、SSFBGを形成した光ファイバデバイスである。
The
実装プレート4は、例えば、インバーにより構成される。ただし、実装プレート4を、ガラスセラミックなどの低熱膨張材料によって構成することもできる。実装プレート4は、熱膨張係数が1.2×10−6/K以下の材料で構成することが望ましい。実装プレート4は、光ファイバ素子3を貫通させる孔、又は、光ファイバ素子3を固定するための溝を形成した柱状部材である。
The
プレートホルダ6は、例えば、銅により構成される。ただし、プレートホルダ6を、アルミニウムなどの熱伝導率が大きい他の材料によって構成することもできる。プレートホルダ6は、熱伝導率が200W/(m・K)以上の材料で構成されることが望ましい。
The
実装プレート4は、プレートホルダ6の貫通孔を貫通している。実装プレート4とプレートホルダ6は、シリコングリスを介して密着しており、実装プレート4とプレートホルダ6との間の熱伝導効率を高めるだけでなく、両者間の潤滑性も高めている。また、実装プレート4の長手方向中央部の一側面には、位置決め用の凸部(図示せず)が形成されており、プレートホルダ6には、実装プレート4の位置決め用の凸部に係合する凹部(図示せず)が形成されている。プレートホルダ6の凹部は、実装プレート4の位置決め用の凸部よりも大きく形成されており、位置決め用の凸部の長手方向の両側に少なくとも0.5mmの空隙ができるように形成されている。プレートホルダ6の凹部と実装プレート4の位置決め用の凸部によって、プレートホルダ6に対する実装プレート4の移動可能範囲が制限される。
The
サーモモジュール7は、ペルチェ素子を用いた加熱及び/又は冷却モジュールである。サーモモジュール7がプレートホルダ6を加熱する場合には、サーモモジュール7のプレートホルダ6側の面7aが、サーモモジュール7の温度制御面(放熱面)になり、その反対側の面(すなわち、筐体5の内面に対向する面)7bが、サーモモジュール7の吸熱面となる。また、サーモモジュール7がプレートホルダ6を冷却する場合には、サーモモジュール7のプレートホルダ6側の面7aが、サーモモジュール7の温度制御面(吸熱面)になり、その反対側の面(すなわち、筐体5の内面に対向する面)7bが、サーモモジュール7の放熱面になる。サーモモジュール7は、光ファイバ素子3のSSFBGの形成領域に対向する大きさを持ち、SSFBGの形成領域よりも小さくないことが望ましい。
The
図1に示されるように、プレートホルダ6は、第1の応力緩和層8を介してサーモジュール7に固定される。また、サーモモジュール7は、第2の応力緩和層9を介して筐体5内部の底面に固定される。第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、サーモモジュール7によるプレートホルダ6の加熱又は冷却時に、サーモモジュール7とプレートホルダ6の熱膨張係数の差、及び、サーモモジュール7と筐体5の熱膨張係数の差によって、サーモモジュール7に生じる応力を緩和する機能を持つ。第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9の厚さは、それぞれ、50μm〜200μmの範囲内である。
As shown in FIG. 1, the
図3は、図1に示される第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9の構造の一例を示す側面図である。図3に示されるように、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、例えば、バッファ材13と、その両面に備えられた粘着層12,14とを有する複層構造とすることができる。
FIG. 3 is a side view showing an example of the structure of the first
図4は、図1に示される第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9の応力緩和層の構造の他の例を示す側面図である。図4に示されるように、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、例えば、バッファ材としての機能を持つ粘着性の材料からなる単層構造の粘着性材料層とすることができる。
FIG. 4 is a side view showing another example of the structure of the stress relaxation layer of the first
第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、アクリル系やウレタン系などの材料で構成することができる。ただし、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、これらの材料には限定されず、他の材料を用いてもよい。また、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、各層の表面に平行な方向(面方向)に10%以上伸縮する伸縮性に優れた材料であることが望ましい。さらに、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は、面方向及び厚さ方向の熱伝導係数が、1W/m・K以上であることが望ましい。さらにまた、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9の180度剥離に対する粘着力は、5N/cm以上であることが望ましく、せん断保持力は、1kg荷重に対して0.1mm未満であることが望ましい。
The 1st
また、図1に示される第1の温度センサ10及び第2の温度センサ11は、例えば、サーミスタより構成される。ただし、第1の温度センサ10及び第2の温度センサ11は、サーミスタに限定されるものではなく、例えば、熱電対や白金熱抵抗体などの他の温度センサを用いてもよい。
Moreover, the
第1の温度センサ10は、例えば、実装プレート10に埋設して設置するが、実装プレート4の表面、プレートホルダ6の上面や側面に埋設して設置するなど、他の位置に設置してもよい。また、第1の温度センサ10は、光ファイバ素子3の両端など、複数個設けてもよい。
For example, the
第2の温度センサ11は、例えば、筐体5の外表面に設置するのが望ましい。ただし、第2の温度センサ11は、筐体5が設置されている基板(図示せず)上などの他の位置に設置してもよい。なお、第2の温度センサ11を複数個備えてもよい。また、第2の温度センサ11の設置位置は、図示の例に限定されない。
The
温度コントローラ2には、FBG装置の特性(例えば、位相符号器/復号器としての特性)に基づいた参照データが記録されている。温度コントローラ2は、第1の温度センサ10、第2の温度センサ11、及びサーモモジュール7と接続されており、第1の温度センサ10及び第2の温度センサ11の検出温度に応じて、サーモモジュールの動作を制御する。より具体的に言えば、温度コントローラ2は、第1の温度センサ10の検出温度に応じて、光ファイバ素子3の温度を所定の設定温度に近づけるように、サーモジュール7の動作を制御する。また、温度コントローラ2は、第2の温度センサ11の検出温度に応じて、予め保持するデータ、好ましくはテーブルデータを用いて、サーモジュール7の加熱強度又は冷却強度を制御する。第2の温度センサ11の検出温度に基づく制御は、環境温度の変化に起因する筐体5の膨張又は縮小、環境温度の変化に起因する光ファイバ素子3内における温度差などの影響を、予め保持しているデータ、好ましくはテーブルデータに基づいて補正するために用いられる。
The
図5は、図1に示される光ファイバ素子に形成されるSSFBG構造の一例を示す説明図であり、符号列として15ビットのM系列を用いた場合のSSFBGを示している。光ファイバ素子3は、光ファイバコアに、例えば、ゲルマニウムなどを添加して紫外感光性を高めたシングルモード光ファイバに、多点位相シフト構造を有するSSFBGを形成したものである。図5において、記号‘A’〜記号‘O’で示される単位FBGのそれぞれは、等しい長さを持ち、かつ、同一の屈折率変調領域周期を有する。ここで、単位FBG‘C’と‘D’の間、単位FBG‘G’と‘H’の間、単位FBG‘H’と‘I’の間、単位FBG‘I’と‘J’の間、単位FBG‘J’と‘K’の間、単位FBG‘L’と‘M’の間、単位FBG‘N’と‘O’の間には、光搬送波の波長をλとしたときにλ/4に相当する間隔が設けられており、他の単位FBGの間には間隔0(ゼロ)を空けて単位FBGを配置すること、すなわち、隣接する単位FBG同士を密着させて配置することを意味する。λ/4に相当する間隔は、光搬送波の位相π/2に相当する間隔であるため、例えば、図5の左側(単位FBG‘A’側)から光パルスが入射した場合、単位FBG‘A’、‘B’、及び‘C’での反射パルスに対して、単位FBG‘D’、‘E’、‘F’、及び‘G’での反射パルスは位相がπシフトしていることになる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the SSFBG structure formed in the optical fiber element shown in FIG. 1, and shows an SSFBG when a 15-bit M-sequence is used as a code string. The
光ファイバ素子3は、引張張力や圧縮力などの応力が印加されていない状態で、実装プレート4の両端において接着固定され、実装プレート4と密着している。実装プレート4ヘの接着固定点間に、SSFBGを含む。本実施の形態における光ファイバデバイスの実装プレート4ヘの接着固定には、紫外線硬化型のアクリル系接着剤(Summers Optical社製、製品番号:VTC−2)を用いているが、これに限定されるものではなく、エポキシ系などの接着剤も利用できる。
The
箇体5は、例えば、表面に金メッキを施したアルミニウムよりなる。ただし、箇体5の材料は、これに限定されるものではなく、例えば、銅など安価かつ加工が容易な他の材料で筐体5を構成することもできる。筐体5は、熱伝導率が230W/(m・K)以上である材料で構成されることが望ましい。筐体5は、箱状をなし、その側面にSSFBG実装部に含まれるサーモモジュール7ヘの電力供給端子及び第1の温度センサ10からの出力端子を有する。これらの端子部を介して温度コントローラ2に接続され、サーモモジュール7の加熱又は冷却が制御される。
The
《2.動作の説明》
次に、温度コントローラ2による制御内容を説明する。温度コントローラ2で設定された温度に基づき、当該設定値と第1の温度センサ10による計測温度との差に応じて、温度コントローラ2は、第1の温度センサ10の計測温度が当該設定値と等しくなるように、サーモモジュール7の加熱又は冷却を制御する。温度コントローラ2でのサーモモジュール7の制御により、プレートホルダ6を介して実装プレート4は一定温度に保たれる。ここで、サーモモジュール7によって加熱又は冷却されたプレートホルダ6からの熱伝導により実装プレート4は加熱又は冷却されるが、高熱伝導材からなるプレートホルダ6が実装プレート4を覆っているため、実装プレート4の長手方向における温度分布の発生(温度差の増大)は抑制される。
<< 2. Explanation of operation >>
Next, the contents of control by the
また、温度コントローラ2は、第2の温度センサ11の検出温度に応じて、予め保持するデータ、好ましくはテーブルデータを用いて、サーモジュール7の加熱強度又は冷却強度を制御する。この制御により、環境温度の変化に起因する筐体5の膨張又は縮小、環境温度の変化に起因する光ファイバ素子3内における温度差などの影響を少なくすることができる。ただし、第2の温度センサ11及び第2の温度センサ11に基づく制御は、本発明のFBG装置が環境変化の無い場所に設置される場合などにおいては、必ずしも必要ではない。
Further, the
また、プレートホルダ6と実装プレート4は機械的な固定ではなくシリコングリスを介して密着しているのみであるため、サーモモジュール7による加熱又は冷却によって発生するプレートホルダ6の伸縮は実装プレート4には伝達されない。また、実装プレート4は低熱膨張材料で構成されるため、実装プレート4自体の伸縮も発生しない。光ファイバ素子3に含まれるSSFBGは、実装プレート4に固定されているため、実装プレート4の温度変化に伴ってSSFBGの温度のみが変化し、SSFBGの反射波長を温度のみによって制御することができる。
In addition, since the
次に、サーモモジュール7によって実装プレート4を加熱する(すなわち、長波長側に波長を調整する)場合を例に挙げて、サーモモジュール7の固定に用いた第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9による熱応力の緩和動作を説明する。
Next, the case where the mounting
図6は、プレートホルダ加熱時における、従来のFBG装置のサーモモジュールに発生する応力の説明図であり、図7は、プレートホルダ加熱時における、本発明の実施の形態のFBG装置のサーモモジュールに発生する応力の説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the stress generated in the thermo module of the conventional FBG device when the plate holder is heated, and FIG. 7 is the thermo module of the FBG device according to the embodiment of the present invention when the plate holder is heated. It is explanatory drawing of the stress which generate | occur | produces.
実装プレート4を加熱するときには、熱移動により、サーモモジュール7の筐体5側の面(吸熱面)7bとサーモモジュール7のプレートホルダ6側の温度制御面(発熱面)7aとの間に温度差が生じる。一般に、サーモモジュール7の表面を形成するセラミックは、発熱側となるプレートホルダ6を形成する銅や、吸熱側となる筐体5を形成するアルミニウムと比較すると熱膨張係数が小さい。このため、図6に示すように、プレートホルダ6又は筐体5の温度変化に伴う伸縮量と、サーモモジュール7表面の温度変化に伴う伸縮量は異なる。このとき、図6に示されるように、サーモモジュール7とプレートホルダ6や筐体5が強固に固定されていると、サーモモジュール7に内部応力が発生し、ペルチェ素子そのものや、電極への半田付け部に伸縮量の差異によって、サーモモジュール7が破壊してしまうおそれがある。
When the mounting
一方、図7に示される本発明の場合のように、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9を介してサーモモジュール7を固定すると、サーモモジュール7表面と実装プレート4や筐体5との伸縮量の差異を第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9が面方向に伸縮することで吸収するため、応力の発生を抑制できサーモモジュール7の破壊を回避することができる。さらに、第1の応力緩和層8及び第2の応力緩和層9は熱伝導にも優れ、かつ十分に薄いため、サーモモジュール7の制御面と実装プレート4間、及びサーモモジュール7の放熱面と筐体5間の熱伝導において熱抵抗となることはなく、サーモモジュール7によるSSFBGの温度制御を妨げることはない。
On the other hand, when the
《3.効果の説明》
以上説明したように、本発明の実施の形態のFBG装置におけるサーモモジュール7の固定方法を用いることで、例えば、プレートホルダ6を固定するためのビスや断熱材などの部品点数を減らせることに加え、筐体5のビス穴加工を省けるなど加工工程も減らせることができ、製造にかかるコストや時間を削減できる。
<< 3. Explanation of effects >>
As described above, by using the fixing method of the
また、本発明の実施の形態のFBG装置によれば、任意波長への調整を高波長調整分解能で行うことができるOCDM符号器モジュールを安価に、かつ簡略な構成で実現でき、符号器モジュールに含まれるSSFBGの製造誤差に影響されず、波長を高精度に調整することができる。 Further, according to the FBG device of the embodiment of the present invention, an OCDM encoder module capable of performing adjustment to an arbitrary wavelength with high wavelength adjustment resolution can be realized at a low cost and with a simple configuration. The wavelength can be adjusted with high accuracy without being affected by the manufacturing error of the included SSFBG.
《4.変形例》
なお、上記説明においては、FBG装置が、OCDM符号器モジュール又はOCDM復号器モジュールである場合を説明したが、本発明のFBG装置はこれらに限定されない。本発明のFBG装置は、例えば、波長ホップ方式OCDMにおける符号器又は復号器、WDMシステムにおけるフィルタデバイスなどに適用することもでき、FBG装置がOCDM符号器モジュールである場合と同様の効果を得ることができる。
<< 4. Modifications >>
In the above description, the case where the FBG device is an OCDM encoder module or an OCDM decoder module has been described. However, the FBG device of the present invention is not limited to these. The FBG device of the present invention can also be applied to, for example, an encoder or decoder in wavelength hopping OCDM, a filter device in a WDM system, etc., and obtains the same effect as when the FBG device is an OCDM encoder module Can do.
また、上記説明において用いた図は、本発明を適用した装置の一構成例を示し、発明が理解できる程度に各構成要素の断面形状や配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、本発明は、図示された例に限定されない。 Further, the drawings used in the above description show one configuration example of the apparatus to which the present invention is applied, and only schematically show the cross-sectional shape and arrangement relationship of each component to the extent that the invention can be understood. The invention is not limited to the illustrated example.
さらに、上記説明においては、特定の材料や条件、寸法等を例示しているが、これらの材料や条件、寸法は好適例の一つを示したものであり、本発明は、これらに限定されるものではない。 Furthermore, in the above description, specific materials, conditions, dimensions, etc. are illustrated, but these materials, conditions, dimensions, etc. show one of preferred examples, and the present invention is not limited to these. It is not something.
1 FBGパッケージ、 2 温度コントローラ、 3 光ファイバ素子、 4 実装プレート、 5 筐体、 6 プレートホルダ、 7 サーモモジュール、 7a サーモモジュールのプレートホルダ側の面、 7b サーモモジュールの筐体側の面、 8 第1の応力緩和層、 9 第2の応力緩和層、 10 第1の温度センサ、 11 第2の温度センサ、 12,14 粘着層、 13 バッファ材。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記光ファイバ素子の外周を覆う実装プレートと、
前記実装プレートで覆われた前記光ファイバ素子を収容する筐体と、
前記筐体内において前記実装プレートを保持するプレートホルダと、
前記筐体内において前記光ファイバ素子の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うサーモモジュールと、
前記サーモモジュールと前記プレートホルダとの間に挟まれた第1の応力緩和層と、
前記筐体の内面と前記サーモモジュールとの間に挟まれた第2の応力緩和層と、
前記筐体内における前記光ファイバ素子の温度を検出する第1の温度センサと
を有することを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。 An optical fiber element including a fiber Bragg grating;
A mounting plate covering the outer periphery of the optical fiber element;
A housing for housing the optical fiber element covered with the mounting plate;
A plate holder for holding the mounting plate in the housing;
A thermo module that performs at least one of heating and cooling of the optical fiber element in the housing;
A first stress relaxation layer sandwiched between the thermo module and the plate holder;
A second stress relaxation layer sandwiched between the inner surface of the housing and the thermo module;
A fiber Bragg grating device comprising: a first temperature sensor that detects a temperature of the optical fiber element in the housing.
前記第1の応力緩和層及び前記第2の応力緩和層の熱伝導係数は、1W/m・K以上である
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のファイバブラッググレーティング装置。 The expansion / contraction ratio of the first stress relaxation layer and the second stress relaxation layer in the direction parallel to the surface of the first stress relaxation layer and the second stress relaxation layer contacting the thermo module is 10 % Or more,
The fiber Bragg grating according to any one of claims 1 to 8, wherein a thermal conductivity coefficient of the first stress relaxation layer and the second stress relaxation layer is 1 W / m · K or more. apparatus.
前記第2の応力緩和層は、前記筐体の内面及び前記サーモモジュールに接触するそれぞれの面に粘着性を有する
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のファイバブラッググレーティング装置。 The first stress relaxation layer has adhesiveness on each surface that contacts the thermo module and the plate holder,
The fiber Bragg grating according to any one of claims 1 to 9, wherein the second stress relaxation layer has adhesiveness on an inner surface of the casing and on each surface contacting the thermo module. apparatus.
前記第1の応力緩和層及び前記第2の応力緩和層のせん断保持力は、1kg荷重に対して0.1mm未満である
ことを特徴とする請求項10に記載のファイバブラッググレーティング装置。 The adhesive strength of the first stress relaxation layer and the second stress relaxation layer is 5 N / cm or more in a 180 degree peel test,
The fiber Bragg grating device according to claim 10, wherein a shear holding force of the first stress relaxation layer and the second stress relaxation layer is less than 0.1 mm with respect to a 1 kg load.
前記プレートホルダは、熱伝導率が200W/(m・K)以上の金属材料で構成される
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のファイバブラッググレーティング装置。 The mounting plate is made of a material having a coefficient of thermal expansion of 1.2 × 10 −6 / K or less,
The fiber Bragg grating device according to any one of claims 1 to 14, wherein the plate holder is made of a metal material having a thermal conductivity of 200 W / (m · K) or more.
前記プレートホルダは、銅又はアルミニウムである
ことを特徴とする請求項15に記載のファイバブラッググレーティング装置。
The mounting plate is invar or glass ceramic,
The fiber Bragg grating device according to claim 15, wherein the plate holder is made of copper or aluminum.
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