JP2014206734A - カーボンコート光ファイバ内におけるファイバブラッググレーティングおよびその製造のための技術 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、本出願の譲受人によって所有され、参照により全体が本明細書に組み込まれる2013年3月14日に出願した米国仮特許出願第61/784,347号の優先権の利益を主張するものである。
第二に、従来、一般的には、UVレーザービームに対するカーボンコーティングの透明性不足のため、グレーティングは、カーボンコーティングの塗布より後にファイバへ書き込むことはできないと考えられてきた。
上述のとおり、グレーティングがカーボンコーティングを透過してファイバに書き込まれるためには、ファイバが適切な程度の感光性を持っていなければならない。所定の状況において必要とされる感光性の程度は、(1)書き込まれるグレーティングの強度、および(2)書き込むレーザービームとグレーティングが書き込まれるのに透過されるカーボンコーティングとの相互作用、を含む複数の要因によって決まる。
本発明の態様は、カーボンコートされたテストファイバにグレーティングが首尾よく書き込まれた一連の実験において確認されている。これらの実験の成功結果は、カーボンコートグレーティングの大量生産に使用することができる以下に記載の複数の製造技術の開発につながる。
上記の有望な結果は、カーボンコート光ファイバ内のFBGの大量生産における複数の可能なシナリオを生む。第一のアプローチでは、FBGは、二次コーティング後の工程において、カーボンコート光ファイバに書き込まれる。第二のアプローチでは、FBGは、カーボンコーティングの塗布の後、線引き工程の一部としてファイバに書き込まれる。それらの取り組みのそれぞれは順に記載される。
本明細書において、「二次コーティング後の書き込み」という表現は、カーボンコート層上への一つまたはそれ以上の二次コーティングの塗布の後で実行される書き込み工程について言及している。「二次コーティング後の書き込み」技術は、光ファイバmp線引き工程の一部として線引きタワー内で実行することもできるし、またはファイバを線引きタワーから取り出した後、書き込み装置で実行することもできる。
本明細書において、「二次コーティング前の書き込み」という表現は、カーボンコーティング層の塗布の後で、しかしそのカーボンコーティング層上への二次コーティングの塗布より前に実行される書き込み工程について言及している。
図10は、本発明の上記態様による一般的技術100を説明するフローチャートである。
本発明により、カーボンコートファイバ内に作製されたファイバブラッググレーティングは、(1)ある温度以下で水素進入に耐えること、(2)ファイバがストレスを受け、湿度の高い環境にあるとき、長期信頼性を増加すること、を含む複数の利点を有する。
Claims (11)
- カーボンコート光ファイバ内に、一つまたはそれ以上のファイバグレーティングを作製する方法であって、
ハーメチックカーボン層を有する感光性光ファイバを提供すること、
前記ハーメチックカーボン層が損傷を受けないまま、一つまたはそれ以上の屈折率変調を、前記ハーメチックカーボン層を透過して前記光ファイバに書き込むように構成されたビーム出力を有するレーザーを提供すること、および、
前記ハーメチックカーボン層を透過して、一つまたはそれ以上のファイバグレーティングを前記光ファイバに書き込むために、位相マスクまたはホログラフィック技術においてレーザーを使用すること、
を含む方法。 - 前記カーボン層を前記ファイバ上に塗布した後で、線引き中に前記光ファイバに、前記一つまたはそれ以上のファイバグレーティングが書き込まれ、
線引き中に、前記一つまたはそれ以上のファイバグレーティングの前記ファイバへの前記書き込みの後、前記カーボン層上に外層コーティングが塗布される、請求項1に記載の方法。 - 前記カーボン層が線引き中に前記ファイバに塗布され、
線引き中に、外層コーティングが前記カーボン層上に塗布され、
前記カーボン層が損傷を受けないままで、紫外線レーザーが前記外層コーティングを透過して、続いて前記光ファイバに前記一つまたはそれ以上のファイバグレーティングを書き込めるように、前記外層コーティングが十分に低い紫外線吸収を有する、請求項1に記載の方法。 - 前記外層コーティングが、アクリレート類、脂肪族ポリアクリレート類、シルセスキオキサン類、アルキル置換シリコン類およびビニルエーテル類よりなる群から選択されたポリマーを含む、請求項3に記載の方法。
- 感光性のカーボンコート光ファイバを作製する方法であって、
高い感光性を有するようにファイバにドーピングすること、
前記ファイバのクラッドにハーメチックカーボン層を塗布すること、および、
前記ハーメチックカーボン層上に外層コーティングを塗布することを含み、
紫外線レーザーを使用して、前記外層コーティングおよび前記カーボン層を透過して、前記ファイバに一つまたはそれ以上のファイバグレーティングが書き込まれるように、前記外層コーティングが十分に低い紫外線吸収を有する方法。 - 前記ファイバがコアおよびクラッドを有し、前記コア、または前記コアおよび前記クラッドの一部にゲルマニウムまたは他の希土類ドーパントがドープされている、請求項5に記載の方法。
- 前記ファイバの前記感光性を増すために水素または重水素負荷を使用することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記カーボン層の前記塗布の後で、水素または重水素が前記カーボン層を透過して負荷される温度まで前記ファイバを加熱することにより、前記ファイバに前記水素または重水素が負荷される、請求項7に記載の方法。
- 感光性カーボンコート光ファイバであって、
感光性コア領域および取り囲むクラッド領域を有する導波路、
前記導波路を取り囲むハーメチックカーボン層、および、
前記カーボン層を取り囲む外層コーティングを有し、
前記カーボン層が損傷を受けないままで、紫外線レーザーが、前記外層コーティングおよび前記カーボン層を透過して、前記ファイバに一つまたはそれ以上のファイバグレーティングを書き込むために使用することができるようになる紫外線吸収を前記外層コーティングが有する、感光性カーボンコート光ファイバ。 - 前記外層コーティングが、アクリレート類、脂肪族ポリアクリレート類、シルセスキオキサン類、アルキル置換シリコン類およびビニルエーテル類よりなる群から選択されたポリマーを含む、請求項9に記載の光ファイバ。
- カーボンコート光ファイバグレーティングの大量生産のためのシステムであって、
光ファイバプリフォームを受けるため、および光ファイバがそこから線引きされるように前記プリフォームを加熱するために、上端部に加熱炉を有する線引きタワーと、
前記線引きされたファイバを受けるため、およびハーメチックカーボン層をそこへ塗布するために前記線引きタワー内で前記加熱炉の下に設置されたカーボン反応炉と、
前記カーボンコート光ファイバを受けるため、および前記カーボン層が損傷を受けないままで前記ハーメチックカーボン層を透過して前記カーボンコート光ファイバにグレーティングを書き込むのにレーザーを使用するため、前記線引きタワー内で前記カーボン反応炉の下に設置されたグレーティング書き込み部、および、
前記カーボンコート光ファイバおよびその中に書き込まれた前記ファイバグレーティングの上に外層コーティングを塗布するための外層コーティング塗布部、を有するシステム。
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