JP2020034613A - 多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティング製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 - Google Patents
多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティング製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020034613A JP2020034613A JP2018158581A JP2018158581A JP2020034613A JP 2020034613 A JP2020034613 A JP 2020034613A JP 2018158581 A JP2018158581 A JP 2018158581A JP 2018158581 A JP2018158581 A JP 2018158581A JP 2020034613 A JP2020034613 A JP 2020034613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber grating
- grating
- fiber
- optical axis
- core
- 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
Abstract
Description
以下、図面とともに多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティングの設計方法、多チャンネルファイバグレーティングの製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。具体的には、新しいマルチチャンネルのらせん状長周期ファイバグレーティングを有する多チャンネルファイバグレーティングとその設計方法、製造装置及び製造方法について説明する。
式(1)において、Reは、実部について扱うことを意味する。Δn0(z)は、最大屈折率変調である。zは、ファイバグレーティング1に沿った方向における位置である。Λ0は、シード長周期であるファイバグレーティング1のピッチである。S(z)は、連続的な位相サンプリング関数である。
上記の多チャンネルファイバグレーティングの設計方法を用いて、3チャンネルのサンプリング関数の最適化を行った。その結果を、図4に示す。図4は、3チャンネルのサンプリング関数における位相分布(グラフG5)を示す。この位相分布は、解析的な形式を用いると、式(7)のように示すことができる。
概念的な原理を証明するために、伝達行列法を用いて、らせん状長周期ファイバグレーティングの数値シミュレーションを行った。この解析の条件として、計算対象の長周期ファイバグレーティングについて、波長帯域を1520nm以上1620nm以下とした。さらに、基本コアモード(HE11)とクラッディングモード(HE13)の結合のみが起こるものと仮定した。
上記の多チャンネルファイバグレーティングの設計方法を用いて、9チャンネルのサンプリング関数の最適化を行った。つまり、上記のファイバグレーティングの設計方法を用いて、9チャンネルであって位相をサンプリングしたサンプリング関数の最適化を行った。その結果を、図8に示す。図8は、9チャンネルのサンプリング関数における位相分布(グラフG11)を示す。この位相分布(φ(z))は、解析的な形式を用いると、式(10)のように示すことができる。
9チャンネルである光ファイバについても、実施例2と同様の数値シミュレーションを行った。解析の条件として、サンプリング周期を1.984cmとした。グレーティングの全長は5.952cm(3サンプリング周期)とした。9チャンネルであるらせん状長周期ファイバグレーティングの最大屈折率変化は、3.0×10−4と仮定した。
第2実施形態に係るファイバグレーティングについて説明する。第1実施形態に係るファイバグレーティング1は、透過率のらせんピッチ(周期)を変化させることにより、多チャンネル化を実現するものであった。第2実施形態に係るファイバグレーティングは、透過率のらせんピッチ(周期)が一定であること、及び、シードグレーティングを有する点で、第1実施形態のファイバグレーティングと相違する。また、らせんピッチ(周期)が一定であるらせん状の長周期ファイバグレーティングは、重複して設けられる。
3チャンネルのファイバグレーティングを製造し、そのスペクトルを確認した。ファイバグレーティングの形成は、上述した多チャンネルファイバグレーティング製造装置10を用いた。まず、第1ステップとして、図14の(a)部に示すように、ファイバグレーティング1Dにらせん状長周期ファイバグレーティングを形成した。上記の数値シミュレーションと比較可能であるように、らせん状長周期ファイバグレーティングの周期を15mmとした。また、らせん状長周期ファイバグレーティングの長さを60mmとした。
9チャンネルであるファイバグレーティングを製造し、そのスペクトルを確認した。設計及び製造については、3チャンネルであるファイバグレーティングのものと同等である。図16は、製造したファイバグレーティングの透過スペクトル(グラフG15)である。図16によれば、9個のノッチP15a〜P15i(チャンネル)が存在していることが確認できた。つまり、上記の設計方法及び製造装置によって、9チャンネルであるファイバグレーティングを製造できることがわかった。
Claims (10)
- 互いに異なる2以上のチャンネルを有するグレーティング部を含むコアと、
前記コアの周囲に形成されたクラッドと、を備え、
前記グレーティング部では、前記コアの光軸を回転中心として前記コアが捩じられている多チャンネルファイバグレーティング。 - 前記グレーティング部は、前記光軸の方向に沿って前記コアの屈折率がらせん状に変化する部分を含む、請求項1に記載の多チャンネルファイバグレーティング。
- 前記グレーティング部では、前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが変化する、請求項2に記載の多チャンネルファイバグレーティング。
- 前記グレーティング部では、前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが一定である、請求項2に記載の多チャンネルファイバグレーティング。
- 前記グレーティング部は、前記光軸の方向に沿って互いに異なる屈折率を有する領域が交互に設けられた部分をさらに含む、請求項1、2及び4のいずれか一項に記載の多チャンネルファイバグレーティング。
- 筒状を呈し、コアと前記コアの周囲に形成されたクラッドとを有する光ファイバが挿通される加熱部と、
前記光ファイバの光軸方向において、前記光ファイバに対する前記加熱部の相対的な位置を制御する位置制御部と、
前記光ファイバに対して、前記光軸方向のまわりにおける所定方向に捩じり力を付与する捩じり力付与部と、
前記位置制御部及び前記捩じり力付与部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
互いに異なる2以上のチャンネルを有するファイバグレーティングのための、前記光軸方向に沿った前記コアにおける位置と前記位置における屈折率の周期と、の関係を示す情報を保持する情報保持部と、
前記情報保持部に保持された情報に基づいて、前記捩じり力付与部及び前記位置制御部を制御するための信号を出力する信号出力部と、を有する、多チャンネルファイバグレーティング製造装置。 - 位相サンプリング関数を用いて、コアと前記コアの周囲に形成されたクラッドとを有する光ファイバの光軸方向に沿った、前記コアにおける位置と前記位置における屈折率の周期を設定する第1ステップと、
前記光軸の方向に沿って前記コアの屈折率がらせん状に変化する部分を含むグレーティング部を前記光ファイバに形成する第2ステップと、を有し、
前記第2ステップでは、
前記第1ステップで得た前記光軸方向に沿った前記コアの位置と前記位置における屈折率の周期に応じて、前記光ファイバを加熱しつつ、前記加熱される部分を前記光ファイバの光軸方向へ移動させながら、前記光ファイバを前記光軸のまわりに捩じる、多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。 - 前記第2ステップでは、前記光軸方向に沿った前記コアの位置に対応する屈折率の周期を変化させるように、前記光ファイバを前記光軸方向へ移動させながら、前記光ファイバを前記光軸のまわりに捩じる、請求項7に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。
- 前記グレーティング部に、前記光軸の方向に沿って互いに異なる屈折率を有する領域が交互に設けられた部分を形成する第3ステップをさらに含み、
前記第2ステップは、前記グレーティング部に前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが第1の値である部分を形成する第1ピッチ形成ステップを含む、請求項7に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。 - 前記第2ステップは、前記グレーティング部に前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが前記第1の値とは異なる第2の値である部分を形成する第2ピッチ形成ステップをさらに含む、請求項9に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158581A JP7182250B2 (ja) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | 多チャンネルファイバグレーティング、及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158581A JP7182250B2 (ja) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | 多チャンネルファイバグレーティング、及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020034613A true JP2020034613A (ja) | 2020-03-05 |
JP7182250B2 JP7182250B2 (ja) | 2022-12-02 |
Family
ID=69667903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018158581A Active JP7182250B2 (ja) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | 多チャンネルファイバグレーティング、及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7182250B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112665518A (zh) * | 2020-12-20 | 2021-04-16 | 桂林电子科技大学 | 一种基于多芯螺旋光纤光栅的级联式形变传感器 |
CN112763424A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-05-07 | 上海大学 | 一种无酶葡萄糖检测传感器及其制造方法 |
WO2023092484A1 (zh) * | 2021-11-23 | 2023-06-01 | 深圳大学 | 全光纤轨道角动量光束产生器用的螺旋折变型光纤光栅的制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005512152A (ja) * | 2001-12-06 | 2005-04-28 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | カイラルなフアイバー内の調整可能な偏光子装置と方法 |
JP2005521108A (ja) * | 2002-03-22 | 2005-07-14 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | 長周期キラルファイバーグレーティング装置 |
US20060045416A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Hojoon Lee | Wavelength division multiplexing device capable of compensating for dispersion and dispersion slope using purely phase-sampled fiber bragg grating |
JP2008524637A (ja) * | 2004-10-24 | 2008-07-10 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | キラルファイバー中偏光子装置および方法 |
CN203561765U (zh) * | 2013-11-20 | 2014-04-23 | 中国科学技术大学 | 一种螺旋光纤光栅的刻写装置 |
CN106842417A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 深圳大学 | 预扭曲结构的光纤光栅、光纤光栅制作设备及工艺 |
-
2018
- 2018-08-27 JP JP2018158581A patent/JP7182250B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005512152A (ja) * | 2001-12-06 | 2005-04-28 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | カイラルなフアイバー内の調整可能な偏光子装置と方法 |
JP2005521108A (ja) * | 2002-03-22 | 2005-07-14 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | 長周期キラルファイバーグレーティング装置 |
US20060045416A1 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-02 | Hojoon Lee | Wavelength division multiplexing device capable of compensating for dispersion and dispersion slope using purely phase-sampled fiber bragg grating |
JP2008524637A (ja) * | 2004-10-24 | 2008-07-10 | チラル・フオトニクス・インコーポレーテツド | キラルファイバー中偏光子装置および方法 |
CN203561765U (zh) * | 2013-11-20 | 2014-04-23 | 中国科学技术大学 | 一种螺旋光纤光栅的刻写装置 |
CN106842417A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 深圳大学 | 预扭曲结构的光纤光栅、光纤光栅制作设备及工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LI, J. ET AL.: "Sampled Bragg gratings formed in helically twisted fibers and their potential application for the si", OPTICS EXPRESS, vol. 26, no. 10, JPN6022030128, 4 May 2018 (2018-05-04), pages 12903 - 12911, ISSN: 0004833605 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112763424A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-05-07 | 上海大学 | 一种无酶葡萄糖检测传感器及其制造方法 |
CN112665518A (zh) * | 2020-12-20 | 2021-04-16 | 桂林电子科技大学 | 一种基于多芯螺旋光纤光栅的级联式形变传感器 |
WO2023092484A1 (zh) * | 2021-11-23 | 2023-06-01 | 深圳大学 | 全光纤轨道角动量光束产生器用的螺旋折变型光纤光栅的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7182250B2 (ja) | 2022-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang | Review of long period fiber gratings written by CO2 laser | |
Zhao et al. | All-fiber bandwidth tunable ultra-broadband mode converters based on long-period fiber gratings and helical long-period gratings | |
Marshall et al. | Point-by-point written fiber-Bragg gratings and their application in complex grating designs | |
JP7182250B2 (ja) | 多チャンネルファイバグレーティング、及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 | |
Xu et al. | Femtosecond laser point-by-point inscription of an ultra-weak fiber Bragg grating array for distributed high-temperature sensing | |
US20190193208A1 (en) | Femtosecond laser inscription | |
Huang et al. | FBGs written in specialty fiber for high pressure/high temperature measurement | |
Zhang et al. | Femtosecond-laser-inscribed sampled fiber Bragg grating with ultrahigh thermal stability | |
Li et al. | Residual-stress-induced helical long period fiber gratings for sensing applications | |
Li et al. | Sampled Bragg gratings formed in helically twisted fibers and their potential application for the simultaneous measurement of mechanical torsion and temperature | |
Zhang et al. | Ultrashort Bessel beam photoinscription of Bragg grating waveguides and their application as temperature sensors | |
Zhu et al. | DC-sampled helical fiber grating and its application to multi-channel OAM generator | |
EP2082195A2 (en) | Method of filtering optical signals with a capillary waveguide tunable optical device | |
Zhu et al. | Optimal design and fabrication of multichannel helical long-period fiber gratings based on phase-only sampling method | |
Tan et al. | Review on an arc-induced long-period fiber grating and its sensor applications | |
Ma et al. | Review of helical long-period fiber gratings | |
Heck et al. | Control of higher-order cladding mode excitation with tailored femtosecond-written long period fiber gratings | |
Zhong et al. | Long period fiber gratings inscribed with an improved two-dimensional scanning technique | |
Xu et al. | High diffraction order cladding modes of helical long-period gratings inscribed by CO 2 laser | |
Rego et al. | Arc-induced long-period fiber gratings at INESC TEC. Part I: Fabrication, characterization and mechanisms of formation | |
Zhu et al. | Characterization of long-period fiber gratings written by CO $ _ {2} $ laser in twisted single-mode fibers | |
Liu et al. | Light coupling between two parallel CO2-laser written long-period fiber gratings | |
Zhu et al. | Ultra-broadband OAM mode generator based on a phase-modulated helical grating working at a high radial-order of cladding mode | |
Zhu et al. | Phase-inserted fiber gratings and their applications to optical filtering, optical signal processing, and optical sensing | |
Chang et al. | High-efficiency broadband third-order OAM mode converter based on a multi-period preset-twist long-period fiber grating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210713 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220916 |
|
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: 20221108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221114 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7182250 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |