JP2022074424A - Optical fiber grating manufacturing device and optical fiber grating manufacturing method - Google Patents

Optical fiber grating manufacturing device and optical fiber grating manufacturing method Download PDF

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Mengshi Zhu
ミハイル イラリオノフ
Illarionov Mikhail
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Abstract

To provide an optical fiber grating manufacturing device and an optical fiber grating manufacturing method, capable of easily manufacturing a high-quality optical fiber grating.SOLUTION: An optical fiber grating manufacturing device 1 comprises: a phase mask 11 on which a grating pattern 11a is provided; an irradiation unit 13 irradiating an optical fiber FB via the phase mask with a laser beam LB; and a fiber guide 12 arranged between the phase mask and the optical fiber, having a flat surface on the phase mask side, and including a groove 12d for disposing the optical fiber on the optical fiber side. The groove is formed to be parallel to the flat surface, and includes an open end in an extension direction. The flat surface of the fiber guide is arranged to be parallel to the phase mask.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光ファイバグレーティング製造装置及び光ファイバグレーティング製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber grating manufacturing apparatus and an optical fiber grating manufacturing method.

光ファイバグレーティングは、光ファイバのコアに周期的な屈折率変化(グレーティング)を形成したものであり、FBG(Fiber Bragg Grating:ファイバブラッググレーティング)とも呼ばれる。光ファイバグレーティングは、例えば、紫外領域のレーザ光の干渉光を光ファイバのコアに照射することによって製造される。グレーティングを形成するために光ファイバに照射された光が、光ファイバの円筒形状のクラッドによって集光されてコアに対して不均一に照射されると、光ファイバグレーティングの品質が低下する。 An optical fiber grating is formed by forming a periodic change in the refractive index (grating) in the core of an optical fiber, and is also called an FBG (Fiber Bragg Grating). The optical fiber grating is manufactured, for example, by irradiating the core of the optical fiber with the interference light of the laser beam in the ultraviolet region. When the light radiated to the optical fiber to form the glazing is collected by the cylindrical clad of the optical fiber and irradiated non-uniformly to the core, the quality of the optical fiber glazing deteriorates.

以下の非特許文献1には、光の照射面が平坦面とされた円筒状のキャピラリを用いることで、品質の高い光ファイバグレーティングを製造する方法が開示されている。この方法では、キャピラリに光ファイバを挿入し、キャピラリを介して光ファイバのクラッドに光を入射させることで、クラッドによって光が集光されるのを緩和している。これにより、光ファイバのコアに照射される光のエネルギー密度が均一化されるため、品質の高い光ファイバグレーティングを製造することができる。 The following Non-Patent Document 1 discloses a method for producing a high-quality optical fiber grating by using a cylindrical capillary having a flat surface irradiated with light. In this method, the optical fiber is inserted into the capillary, and light is incident on the clad of the optical fiber through the capillary to alleviate the light being condensed by the clad. As a result, the energy density of the light applied to the core of the optical fiber is made uniform, so that a high-quality optical fiber grating can be manufactured.

Emma Lindley, Seong-Sik Min, Sergio Leon-Saval, Nick Cvetojevic, Jon Lawrence, Simon Ellis, and Joss Bland-Hawthorn, “Demonstration of uniform multicore fiber Bragg gratings”, 2014, Optics Express Vol. 22, Issue 25, p. 31575-31581Emma Lindley, Seong-Sik Min, Sergio Leon-Saval, Nick Cvetojevic, Jon Lawrence, Simon Ellis, and Joss Bland-Hawthorn, “Demonstration of uniform multicore fiber Bragg gratings”, 2014, Optics Express Vol. 22, Issue 25, p . 31575-31581

ところで、上述した非特許文献1に開示された方法では、円筒状のキャピラリを光ファイバの所望の位置(例えば、グレーティングを形成すべき位置)に配置するためには、光ファイバが挿入された状態で、キャピラリを光ファイバに沿って移動させる必要がある。また、キャピラリを所望の位置に移動させる過程において、キャピラリと光ファイバとが擦れあって、光ファイバの表面に傷や汚れが付く場合もある。このように、上述した非特許文献1に開示された方法は、品質の高い光ファイバグレーティングを製造することができるものの、製造が容易ではないという問題があった。 By the way, in the method disclosed in Non-Patent Document 1 described above, in order to arrange the cylindrical capillary at a desired position of the optical fiber (for example, a position where a grating should be formed), the optical fiber is inserted. So we need to move the grating along the fiber optics. Further, in the process of moving the capillary to a desired position, the capillary and the optical fiber may rub against each other, and the surface of the optical fiber may be scratched or soiled. As described above, the method disclosed in Non-Patent Document 1 described above can produce a high-quality optical fiber grating, but has a problem that the production is not easy.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、品質の高い光ファイバグレーティングを容易に製造することが可能な光ファイバグレーティング製造装置及び光ファイバグレーティング製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber grating manufacturing apparatus and an optical fiber grating manufacturing method capable of easily manufacturing a high-quality optical fiber grating.

上記課題を解決するために、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、格子パターン(11a)が設けられた位相マスク(11)と、前記位相マスクを介して光ファイバ(FB)にレーザ光(LB)を照射する照射ユニット(13)と、を有する光ファイバグレーティング製造装置(1~7)であって、前記位相マスクと前記光ファイバとの間に配置され、前記位相マスク側が平面とされ、前記光ファイバ側に前記光ファイバを設置する溝(12d、12f、12j、12m)を有する光学補正部材(12)を備え、前記溝が、前記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされており、前記光学補正部材が、前記平面が前記位相マスクに対して平行になるよう配置される。 In order to solve the above problems, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention has a phase mask (11) provided with a lattice pattern (11a) and a laser on the optical fiber (FB) via the phase mask. An optical fiber grating manufacturing apparatus (1 to 7) having an irradiation unit (13) for irradiating light (LB), which is arranged between the phase mask and the optical fiber, and the phase mask side is a flat surface. An optical correction member (12) having a groove (12d, 12f, 12j, 12m) for installing the optical fiber is provided on the optical fiber side, and the groove is formed so as to be parallel to the plane. The end portion in the stretching direction is an open end, and the optical correction member is arranged so that the plane is parallel to the phase mask.

本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置では、位相マスクと光ファイバとの間に、位相マスク側が平面とされ、光ファイバ側に光ファイバを設置する溝を有する光学補正部材が配置されている。ここで、光学補正部材の溝は、上記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされており、光学補正部材は、上記平面が位相マスクに対して平行になるよう配置される。この光学補正部材を透過して溝の内壁面から射出したレーザ光が光ファイバに入射することで、光ファイバのコアに照射されるレーザ光のエネルギー密度が均一化されるため、グレーティングの品質が向上する。また、従来のように、光キャピラリに光ファイバを挿入させる必要はなく、光ファイバを光学補正部材に近づけるだけで、光ファイバの任意の箇所を溝の内部に容易に配置することができる。このように、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置では、品質の高い光ファイバグレーティングを容易に製造することが可能である。 In the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, an optical correction member having a flat surface on the phase mask side and a groove for installing the optical fiber on the optical fiber side is arranged between the phase mask and the optical fiber. .. Here, the groove of the optical correction member is formed so as to be parallel to the plane, and the end portion in the stretching direction is an open end, and the optical correction member has the plane with respect to the phase mask. Arranged so that they are parallel to each other. By incident the laser light emitted from the inner wall surface of the groove through the optical correction member onto the optical fiber, the energy density of the laser light emitted to the core of the optical fiber is made uniform, so that the quality of the grating is improved. improves. Further, unlike the conventional case, it is not necessary to insert the optical fiber into the optical capillary, and any part of the optical fiber can be easily arranged inside the groove only by bringing the optical fiber close to the optical correction member. As described above, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention can easily manufacture a high quality optical fiber grating.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光学補正部材が、前記光ファイバに照射されたレーザ光が前記光ファイバの内部において集光されないように、前記溝の延伸方向(D1~D3)と直交する断面内において、前記光ファイバに照射されるレーザ光の少なくとも一部のレーザ光の光路を前記溝によって補正する。 Further, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the optical correction member extends the groove in the extending direction (D1) so that the laser light irradiated to the optical fiber is not focused inside the optical fiber. Within the cross section orthogonal to D3), the optical path of at least a part of the laser beam irradiated to the optical fiber is corrected by the groove.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記溝の延伸方向(D1)と直交する断面における前記溝の形状が円弧とされている。 Further, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the shape of the groove in the cross section orthogonal to the extending direction (D1) of the groove is an arc.

ここで、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光学補正部材の屈折率が、前記溝の延伸方向と直交する断面における前記光ファイバの中心軸(L)を中心とする全てのコア(C)を含む最小半径の円領域の半径(a)を前記光ファイバの素線の半径(R)で除して得られる値が、空気の屈折率(n0)を前記光学補正部材の屈折率(n1)で除して得られる値以下となるようにされ、前記円弧の曲率半径(r)が、前記光ファイバの素線の半径(R)以上である。 Here, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, all the optical fiber grating manufacturing apparatus is centered on the central axis (L) of the optical fiber in the cross section in which the refractive index of the optical correction member is orthogonal to the stretching direction of the groove. The value obtained by dividing the radius (a) of the circular region having the minimum radius including the core (C) by the radius (R) of the strands of the optical fiber is the value obtained by dividing the refractive index (n 0 ) of air by the optical correction member. The radius of curvature (r) of the arc is equal to or greater than the radius (R) of the strand of the optical fiber.

或いは、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記溝(12f)の延伸方向(D2)と直交する断面における前記溝の形状は、前記光ファイバの中心軸と前記溝の最も深い部分とを結んだ線に対して一方側にて前記光ファイバの周面と接する又は最も近接する第1直線部(12g)と、前記光ファイバの中心軸に対して他方側にて前記光ファイバの周面と接する又は最も近接する第2直線部(12h)と、前記第1直線部の端部と前記第2直線部との端部を接続する底円弧部(12i)とを有する形状とされている。 Alternatively, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the shape of the groove in the cross section orthogonal to the stretching direction (D2) of the groove (12f) is the central axis of the optical fiber and the deepest portion of the groove. The first straight line portion (12 g) that is in contact with or closest to the peripheral surface of the optical fiber on one side with respect to the line connecting the optical fiber and the optical fiber on the other side with respect to the central axis of the optical fiber. It has a shape having a second straight line portion (12h) that is in contact with or closest to the peripheral surface, and a bottom arc portion (12i) that connects the end portion of the first straight line portion and the end portion of the second straight line portion. ing.

ここで、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光学補正部材の屈折率が、前記溝の延伸方向と直交する断面における前記光ファイバの中心軸(L)を中心とする全てのコア(C)を含む最小半径の円領域の半径(a)を前記光ファイバの素線の半径(R)で除して得られる値が、空気の屈折率(n0)を前記光学補正部材の屈折率(n1)で除して得られる値以下となるようにされ、前記底円弧部の曲率半径(ra)が、前記光ファイバの素線の半径(R)以下である。 Here, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, all the optical fiber grating manufacturing apparatus is centered on the central axis (L) of the optical fiber in the cross section in which the refractive index of the optical correction member is orthogonal to the stretching direction of the groove. The value obtained by dividing the radius (a) of the circular region having the minimum radius including the core (C) by the radius (R) of the strands of the optical fiber is the value obtained by dividing the refractive index (n 0 ) of air by the optical correction member. The radius of curvature ( ra ) of the bottom arc portion is not less than or equal to the value obtained by dividing by the refractive index (n 1 ) of the optical fiber.

ここで、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光ファイバに入射される前のレーザ光のエネルギー密度に対する前記光ファイバに入射された後のレーザ光のエネルギー密度の割合を変化率(β)とし、前記光ファイバに入射された後のレーザ光のエネルギー密度が、前記光ファイバに入射されるレーザ光に求められるエネルギー密度の許容下限値となる前記変化率を下限変化率(βmin)とした場合に、前記底円弧部の曲率半径が、前記光ファイバの素線の半径に前記下限変化率を乗じて得られる値よりも大きい。 Here, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention changes the ratio of the energy density of the laser light after being incident on the optical fiber to the energy density of the laser light before being incident on the optical fiber. Let (β) be the lower limit change rate (β), where the energy density of the laser light after being incident on the optical fiber is the allowable lower limit of the energy density required for the laser light incident on the optical fiber. When min ) is set, the radius of curvature of the bottom arc portion is larger than the value obtained by multiplying the radius of the strand of the optical fiber by the lower limit change rate.

ここで、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記溝の深さ(h)が、前記底円弧部の中心角の半分の角度(θ)の正弦値の二乗に対して、前記底円弧部の曲率半径を乗じて得られる値よりも大きい。 Here, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the groove depth (h) is the square of a sine and cosine value of half the angle (θ) of the central angle of the bottom arc portion. It is larger than the value obtained by multiplying the radius of curvature of the bottom arc.

或いは、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記溝(12j)の延伸方向(D3)と直交する断面における前記溝の形状が、複数の直線部(12k)が互いに屈曲して接続された有角形状とされている。 Alternatively, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the shape of the groove in the cross section orthogonal to the stretching direction (D3) of the groove (12j) is connected by bending a plurality of straight portions (12k) to each other. It is said to have a rectangular shape.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光学補正部材が、前記位相マスク側が平面とされるとともに前記光ファイバ側に前記溝が設けられた基部(12a)と、前記基部の前記レーザ光が透過する領域(R1)の外にて前記基部から突出して設けられた補強部(12b)と、を備える。 Further, in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, the optical correction member has a base portion (12a) having a flat surface on the phase mask side and a groove provided on the optical fiber side, and the base portion. A reinforcing portion (12b) provided so as to project from the base portion outside the region (R1) through which the laser beam is transmitted is provided.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光学補正部材と前記位相マスクとの間に介挿された保護箔(14)を備える。 Further, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention includes a protective foil (14) interposed between the optical correction member and the phase mask.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記溝の内壁面と前記光ファイバとの間に充填配置された光学流体(15)を備える。 Further, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention includes an optical fluid (15) filled and arranged between the inner wall surface of the groove and the optical fiber.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置は、前記光ファイバの一端側を送り出す送出スプール(16)と、前記光ファイバの他端側を巻き取る巻取スプール(17)とを備える。 Further, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention includes a delivery spool (16) that sends out one end side of the optical fiber and a take-up spool (17) that winds up the other end side of the optical fiber.

また、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造方法は、光ファイバ(FB)のコアに(C)グレーティング(G)が形成されてなる光ファイバグレーティング製造方法であって、一方側が平面とされるとともに他方側に溝(12d、12f、12j、12m)が設けられた光学補正部材(12)の前記平面側に、前記平面に対して平行となるように位相マスク(11)を配置する位相マスク配置ステップ(S1)と、前記溝に光ファイバを設置する光ファイバ設置ステップ(S2)と、前記位相マスク及び前記光学補正部材を介して、レーザ光(LB)を前記光ファイバに照射して前記グレーティングを形成するグレーティング形成ステップ(S3)と、を有し、前記溝が、前記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされている。 Further, the optical fiber grating manufacturing method according to one aspect of the present invention is an optical fiber grating manufacturing method in which (C) grating (G) is formed in a core of an optical fiber (FB), and one side thereof is a flat surface. A phase mask (11) is arranged on the plane side of the optical correction member (12) provided with grooves (12d, 12f, 12j, 12m) on the other side so as to be parallel to the plane. The optical fiber is irradiated with laser light (LB) via the arrangement step (S1), the optical fiber installation step (S2) for installing the optical fiber in the groove, and the phase mask and the optical correction member. It has a grating forming step (S3) for forming a grating, the groove is formed so as to be parallel to the plane, and an end portion in the stretching direction is an open end.

本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造方法では、位相マスクと光ファイバとの間に、位相マスク側が平面とされ、光ファイバ側に光ファイバを設置する溝を有する光学補正部材が配置されている。ここで、光学補正部材の溝は、上記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされており、光学補正部材は、上記平面が位相マスクに対して平行になるよう配置される。この光学補正部材を透過して溝の内壁面から射出したレーザ光が光ファイバに入射することで、光ファイバのコアに照射されるレーザ光のエネルギー密度が均一化されるため、グレーティングの品質が向上する。また、従来のように、光キャピラリに光ファイバを挿入させる必要はなく、光ファイバを光学補正部材に近づけるだけで、光ファイバの任意の箇所を溝の内部に容易に配置することができる。このように、本発明の一態様による光ファイバグレーティング製造装置では、品質の高い光ファイバグレーティングを容易に製造することが可能である。 In the optical fiber grating manufacturing method according to one aspect of the present invention, the phase mask side is a flat surface and an optical correction member having a groove for installing the optical fiber is arranged between the phase mask and the optical fiber. .. Here, the groove of the optical correction member is formed so as to be parallel to the plane, and the end portion in the stretching direction is an open end, and the optical correction member has the plane with respect to the phase mask. Arranged so that they are parallel to each other. By incident the laser light emitted from the inner wall surface of the groove through the optical correction member onto the optical fiber, the energy density of the laser light emitted to the core of the optical fiber is made uniform, so that the quality of the grating is improved. improves. Further, unlike the conventional case, it is not necessary to insert the optical fiber into the optical capillary, and any part of the optical fiber can be easily arranged inside the groove only by bringing the optical fiber close to the optical correction member. As described above, the optical fiber grating manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention can easily manufacture a high quality optical fiber grating.

本発明によれば、品質の高い光ファイバグレーティングを容易に製造可能という効果がある。 According to the present invention, there is an effect that a high quality optical fiber grating can be easily manufactured.

本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図1中のA-A線に沿う断面矢視図である。FIG. 3 is a cross-sectional arrow view taken along the line AA in FIG. 本発明の第1実施形態で用いられる光ファイバの光軸に沿った断面図である。It is sectional drawing along the optical axis of the optical fiber used in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造装置が備えるファイバガイドの三面図である。It is a three-view view of the fiber guide provided in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるファイバガイドの溝の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the groove of the fiber guide in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるファイバガイドの溝にマルチコアファイバを設置した様子を示す図である。It is a figure which shows the state which installed the multi-core fiber in the groove of the fiber guide in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical fiber grating manufacturing method by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝の形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape of the groove of the fiber guide in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における光ファイバの素線の半径下限値を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the radius lower limit value of the wire | wire of the optical fiber in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝にマルチコアファイバを設置した様子を示す図である。It is a figure which shows the state which installed the multi-core fiber in the groove of the fiber guide in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝に設置されたマルチコアファイバにレーザ光を照射した様子を示す図である。It is a figure which shows the state of irradiating the multi-core fiber installed in the groove of the fiber guide in the 2nd Embodiment of this invention with a laser beam. 本発明の第3実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus according to 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus according to 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus according to 5th Embodiment of this invention. 図15中のB-B線に沿う断面矢視図である。It is sectional drawing along the line BB in FIG. 本発明の第6実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus according to the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the optical fiber grating manufacturing apparatus according to 7th Embodiment of this invention. ファイバガイドの溝の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the groove of a fiber guide. 図19に示す溝に大径の光ファイバを設置した様子を示す図である。It is a figure which shows the state which installed the large-diameter optical fiber in the groove shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による光ファイバグレーティング製造装置及び光ファイバグレーティング製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the optical fiber grating manufacturing apparatus and the optical fiber grating manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図1は、本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。図2は、図1中のA-A線に沿う断面矢視図である。図1及び図2に示す通り、光ファイバグレーティング製造装置1は、位相マスク11、ファイバガイド12(光学補正部材)、及び照射ユニット13を備える。このような光ファイバグレーティング製造装置1は、照射ユニット13からのレーザ光を、位相マスク11及びファイバガイド12を介して光ファイバFBに照射することにより、光ファイバFBのコアC(図3参照)にグレーティングGを形成するものである。
[First Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional arrow view taken along the line AA in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 includes a phase mask 11, a fiber guide 12 (optical correction member), and an irradiation unit 13. In such an optical fiber grating manufacturing apparatus 1, the laser beam from the irradiation unit 13 is irradiated to the optical fiber FB via the phase mask 11 and the fiber guide 12, so that the core C of the optical fiber FB (see FIG. 3). It forms a grating G.

図3は、本発明の第1実施形態で用いられる光ファイバの光軸に沿った断面図である。図3に示す通り、光ファイバFBは、円柱状のコアC及びコアCの外側面を覆う円筒状のクラッドCLからなる素線と、素線の外側面を覆う円筒状の被覆CVとを有するシングルコアファイバである。この光ファイバFBは、例えば、LMA(Large Mode Area)ファイバである。 FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the optical axis of the optical fiber used in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the optical fiber FB has a cylindrical core C and a wire composed of a cylindrical clad CL covering the outer surface of the core C, and a cylindrical coated CV covering the outer surface of the wire. It is a single core fiber. This optical fiber FB is, for example, an LMA (Large Mode Area) fiber.

コアCは、例えばゲルマニウム(Ge)を含む石英ガラスによって形成されており、クラッドCLは石英ガラスによって形成されている。被覆CVは、アクリル、紫外光透過シリコーン、ポリイミド等によって形成されている。尚、図1に示す通り、位相マスク11、ファイバガイド12(光学補正部材)、及び照射ユニット13が配置される部位では、光ファイバFBの被覆CVが除去されて、クラッドCLの表面が露出されている。 The core C is formed of, for example, quartz glass containing germanium (Ge), and the clad CL is formed of quartz glass. The coated CV is formed of acrylic, ultraviolet light transmitting silicone, polyimide, or the like. As shown in FIG. 1, at the portion where the phase mask 11, the fiber guide 12 (optical correction member), and the irradiation unit 13 are arranged, the coating CV of the optical fiber FB is removed, and the surface of the clad CL is exposed. ing.

位相マスク11は、光ファイバFBのクラッドCLが露出された部位にて、光ファイバFBの側方(図1に示す例では、光ファイバFBの上方)に配置される。位相マスク11は、光ファイバFBのコアCにグレーティングGを形成するためのものである。位相マスク11には格子パターン11aが設けられており、照射ユニット13から射出される紫外領域のレーザ光LBが照射される。これにより、+1次回折光及び-1次回折光が生じ、これら回折光の干渉光がファイバガイド12を介して光ファイバFBのコアCに照射されることで、光ファイバFBのコアCにグレーティングGが形成される。 The phase mask 11 is arranged on the side of the optical fiber FB (above the optical fiber FB in the example shown in FIG. 1) at the portion where the clad CL of the optical fiber FB is exposed. The phase mask 11 is for forming a grating G on the core C of the optical fiber FB. The phase mask 11 is provided with a grid pattern 11a, and is irradiated with the laser beam LB in the ultraviolet region emitted from the irradiation unit 13. As a result, +1st-order diffracted light and -1st-order diffracted light are generated, and the interference light of these diffracted lights is applied to the core C of the optical fiber FB via the fiber guide 12, so that the grating G is applied to the core C of the optical fiber FB. It is formed.

ファイバガイド12は、位相マスク11に対して照射ユニット13の反対側に配置されており、位相マスク11と光ファイバFBとの間に介挿されている。尚、位相マスク11は、ファイバガイド12と照射ユニット13との間に配置されているということもできる。このファイバガイド12は、光ファイバFBに照射されたレーザ光LBが光ファイバFBの内部において集光されないように、光ファイバFBに照射されるレーザ光LBの少なくとも一部のレーザ光LBの光路を補正する。つまり、ファイバガイド12は、光ファイバFBのコアCに照射されるレーザ光LBのエネルギー密度を均一化する。尚、ファイバガイド12の詳細については後述する。 The fiber guide 12 is arranged on the opposite side of the irradiation unit 13 with respect to the phase mask 11, and is interposed between the phase mask 11 and the optical fiber FB. It can also be said that the phase mask 11 is arranged between the fiber guide 12 and the irradiation unit 13. The fiber guide 12 guides the optical path of at least a part of the laser light LB irradiated on the optical fiber FB so that the laser light LB irradiated on the optical fiber FB is not focused inside the optical fiber FB. to correct. That is, the fiber guide 12 equalizes the energy density of the laser beam LB irradiated to the core C of the optical fiber FB. The details of the fiber guide 12 will be described later.

照射ユニット13は、位相マスク11の上方に配置されている。照射ユニット13は、不図示の制御装置の制御の下で、位相マスク11に照射されるレーザ光LBを射出する。この照射ユニット13から射出されるレーザ光LBとしては、例えばエキシマレーザから射出される波長240~360nm程度のレーザ光を用いることができる。尚、上述したエキシマレーザ等の光源装置は、照射ユニット13内に設けられていても良く、照射ユニット13とは別に設けられていても良い。 The irradiation unit 13 is arranged above the phase mask 11. The irradiation unit 13 emits the laser beam LB irradiated on the phase mask 11 under the control of a control device (not shown). As the laser beam LB emitted from the irradiation unit 13, for example, a laser beam having a wavelength of about 240 to 360 nm emitted from an excimer laser can be used. The light source device such as the excimer laser described above may be provided in the irradiation unit 13 or may be provided separately from the irradiation unit 13.

〈ファイバガイド〉
図4は、本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造装置が備えるファイバガイドの三面図である。図4において、(a)が正面図であり、(b)が平面図であり、(c)が右側面図である。ファイバガイド12は、光ファイバFBのクラッドCLと屈折率が同一或いは近い材料によって形成されており、本実施形態では石英ガラスによって全体が形成されている。
<Fiber guide>
FIG. 4 is a three-view view of a fiber guide provided in the optical fiber grating manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, (a) is a front view, (b) is a plan view, and (c) is a right side view. The fiber guide 12 is made of a material having the same or similar refractive index as the clad CL of the optical fiber FB, and is entirely made of quartz glass in this embodiment.

ファイバガイド12は、図4に示す通り、基部12aと補強部12bとを有している。尚、基部12aと補強部12bとは一体化されているが、図4(a)においては基部12aと補強部12bとの境界面を仮想線で示している。 As shown in FIG. 4, the fiber guide 12 has a base portion 12a and a reinforcing portion 12b. Although the base portion 12a and the reinforcing portion 12b are integrated, in FIG. 4A, the boundary surface between the base portion 12a and the reinforcing portion 12b is shown by a virtual line.

基部12aは、位相マスク11側の面(本実施形態では図2の上側の面)が位相マスク11との当接面12cとされている。この当接面12cは、平面とされている。ファイバガイド12は、当接面12cが位相マスク11に対して平行になるよう配置される。基部12aの光ファイバFB側には、光ファイバFBの中心軸Lに沿うように延伸された溝12dが設けられている。この溝12dには、光ファイバFBが設置される。つまり、本実施形態において、ファイバガイド12は、位相マスク11側が平面の当接面12cとされ、光ファイバFB側に光ファイバFBが設置される溝12dが設けられている。 In the base portion 12a, the surface on the phase mask 11 side (the upper surface in FIG. 2 in this embodiment) is the contact surface 12c with the phase mask 11. The contact surface 12c is a flat surface. The fiber guide 12 is arranged so that the contact surface 12c is parallel to the phase mask 11. On the optical fiber FB side of the base portion 12a, a groove 12d extended along the central axis L of the optical fiber FB is provided. An optical fiber FB is installed in this groove 12d. That is, in the present embodiment, the fiber guide 12 has a flat contact surface 12c on the phase mask 11 side, and a groove 12d on which the optical fiber FB is installed is provided on the optical fiber FB side.

溝12dの延伸方向D1と直交する断面における溝12dの形状は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、図4(c)に示す通り、円弧とされている。つまり、溝12dの内壁面は、屈曲部位が設けられていない円滑な曲面とされている。このように、溝12dの延伸方向D1と直交する断面における溝12dの形状が円弧とされているため、溝12dの形状が多角形状である場合と比較して、溝12dを容易に形成することが可能となる。 The shape of the groove 12d in the cross section orthogonal to the stretching direction D1 of the groove 12d is not particularly limited, but in the present embodiment, it is an arc as shown in FIG. 4C. That is, the inner wall surface of the groove 12d is a smooth curved surface without a bent portion. As described above, since the shape of the groove 12d in the cross section orthogonal to the stretching direction D1 of the groove 12d is an arc, the groove 12d can be easily formed as compared with the case where the shape of the groove 12d is a polygonal shape. Is possible.

溝12dの最も深い位置Pでの基部12aの厚さd1は、例えば100~200μmとされている。厚さd1を100~200μmとすることで、位相マスク11を光ファイバFBに近づけ、グレーティングGの形成に十分な強度のレーザ光LBを光ファイバFBに照射することができる。 The thickness d1 of the base portion 12a at the deepest position P of the groove 12d is set to, for example, 100 to 200 μm. By setting the thickness d1 to 100 to 200 μm, the phase mask 11 can be brought close to the optical fiber FB, and the optical fiber FB can be irradiated with a laser beam LB having a sufficient intensity for forming the grating G.

また、溝12dは、図4(a)に示す通り、延伸方向D1における基部12aの一方端から他方端に至る長さで直線状に設けられている。この溝12dは、当接面12cに対して平行となるように(つまり、最も深い位置Pでの基部12aの厚さd1が、延伸方向D1に亘って一定となるように)形成されている。溝12dは、両端が開放端12eとされている。このように、ファイバガイド12の溝12dは、延伸方向D1における端部が開放端12eとされているため、光ファイバFBを湾曲させることなく溝12dに配置することができる。これによって、光ファイバFBを湾曲させた際に生じる復元力によって光ファイバFBが意図せずに溝12dの内部で移動することを防止できる。尚、溝12dの形状の詳細については後述する。 Further, as shown in FIG. 4A, the groove 12d is linearly provided with a length extending from one end to the other end of the base portion 12a in the stretching direction D1. The groove 12d is formed so as to be parallel to the contact surface 12c (that is, the thickness d1 of the base portion 12a at the deepest position P is constant over the stretching direction D1). .. Both ends of the groove 12d are open ends 12e. As described above, since the groove 12d of the fiber guide 12 has an open end 12e in the stretching direction D1, the optical fiber FB can be arranged in the groove 12d without bending. This makes it possible to prevent the optical fiber FB from unintentionally moving inside the groove 12d due to the restoring force generated when the optical fiber FB is curved. The details of the shape of the groove 12d will be described later.

補強部12bは、基部12aの位相マスク11が当接される当接面12cから突出して設けられている。補強部12bは、溝12dの延伸方向D1における基部12aの2つの端部の各々に設けられている。つまり、本実施形態において、補強部12bは2箇所に設けられている。これらの補強部12bは、ファイバガイド12の端部の厚さを増加することによって、ファイバガイド12の強度を向上させる。尚、照射ユニット13から射出されたレーザ光LBは、ファイバガイド12の中央部を透過し、端部は透過しない。つまり、補強部12bは、基部12aのレーザ光LBが透過する領域R1の外にて基部12aから突出して設けられている。 The reinforcing portion 12b is provided so as to project from the contact surface 12c to which the phase mask 11 of the base portion 12a abuts. Reinforcing portions 12b are provided at each of the two ends of the base portion 12a in the stretching direction D1 of the groove 12d. That is, in this embodiment, the reinforcing portions 12b are provided at two locations. These reinforcing portions 12b improve the strength of the fiber guide 12 by increasing the thickness of the end portion of the fiber guide 12. The laser beam LB emitted from the irradiation unit 13 passes through the central portion of the fiber guide 12 and does not transmit the end portion. That is, the reinforcing portion 12b is provided so as to project from the base portion 12a outside the region R1 through which the laser beam LB of the base portion 12a passes.

このように、ファイバガイド12は、位相マスク11側が平面とされるとともに光ファイバFB側に溝12dが設けられた基部12aと、基部12aのレーザ光LBが透過する領域R1の外にて基部から突出して設けられた補強部12bとを有している。このため、補強部12bを設けない場合と比較してファイバガイド12の強度を向上させることができ、ファイバガイド12の取り扱いを容易とすることが可能となる。 As described above, the fiber guide 12 is provided from the base portion 12a having the phase mask 11 side flat and the groove 12d provided on the optical fiber FB side, and from the base portion outside the region R1 through which the laser beam LB of the base portion 12a is transmitted. It has a reinforcing portion 12b provided so as to project. Therefore, the strength of the fiber guide 12 can be improved as compared with the case where the reinforcing portion 12b is not provided, and the fiber guide 12 can be easily handled.

図5は、本発明の第1実施形態におけるファイバガイドの溝の形状を説明するための図である。図5に示す通り、光ファイバFBの中心軸Lを中心とするコアCを含む最小半径の円領域の半径(本実施形態ではコアCの半径に相当)をaとする。また、光ファイバFBの素線の半径(被覆CVが除去された部分の半径)をRとする。また、溝12dの曲率半径をrとする。また、空気の屈折率をn0とし、ファイバガイド12の屈折率をn1とする。 FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the groove of the fiber guide according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, let a be the radius of the circle region having the minimum radius including the core C centered on the central axis L of the optical fiber FB (corresponding to the radius of the core C in this embodiment). Further, the radius of the wire of the optical fiber FB (the radius of the portion where the coated CV is removed) is defined as R. Further, the radius of curvature of the groove 12d is r. Further, the refractive index of air is n 0 , and the refractive index of the fiber guide 12 is n 1 .

ここで、以下の(1),(2)式が満たされる場合には、ファイバガイド12から射出されたレーザ光LBの集光の程度は抑えられる。このため、光ファイバFBのコアCに入射するレーザ光LBのエネルギー密度は、ファイバガイド12を設置しない場合と比較して均一化される。 Here, when the following equations (1) and (2) are satisfied, the degree of focusing of the laser beam LB emitted from the fiber guide 12 is suppressed. Therefore, the energy density of the laser beam LB incident on the core C of the optical fiber FB is made uniform as compared with the case where the fiber guide 12 is not installed.

Figure 2022074424000002
Figure 2022074424000002

Figure 2022074424000003
Figure 2022074424000003

また、上記(2)式が満たされる場合には、光ファイバFBを、溝12dの最も深い位置Pで溝12dの内壁面に接触させることができる。この場合において、溝12dの延伸方向D1と直交する断面における溝12dの曲率半径rに理論上の制限はない。但し、溝12dの曲率半径rが大きくなるほど、不必要にファイバガイド12が大型化する。また、溝12dの曲率半径rが大きくなるほど、溝12dの最も深い位置Pの周囲が平坦化して光ファイバFBが水平方向(図5中のX方向)に動きやすくなり、光ファイバFBの安定度が減少する。このため、溝12dの曲率半径rは光ファイバFBの素線の半径Rの1.5倍を上限とすることが好ましい。 Further, when the above equation (2) is satisfied, the optical fiber FB can be brought into contact with the inner wall surface of the groove 12d at the deepest position P of the groove 12d. In this case, there is no theoretical limitation on the radius of curvature r of the groove 12d in the cross section orthogonal to the stretching direction D1 of the groove 12d. However, as the radius of curvature r of the groove 12d becomes larger, the fiber guide 12 becomes unnecessarily large. Further, as the radius of curvature r of the groove 12d becomes larger, the circumference of the deepest position P of the groove 12d becomes flat and the optical fiber FB becomes easier to move in the horizontal direction (X direction in FIG. 5), and the stability of the optical fiber FB becomes stable. Decreases. Therefore, it is preferable that the radius of curvature r of the groove 12d is up to 1.5 times the radius R of the wire of the optical fiber FB.

図6は、第1実施形態におけるファイバガイドの溝にマルチコアファイバを設置した様子を示す図である。図6に示す通り、マルチコアファイバFBMの中心軸Lを中心とする全てのコアCを含む最小半径の円領域をコア領域RCとした場合に、コア領域RCの半径がaとなる。このようなマルチコアファイバFBMを溝12dに設置し、前述した(1),(2)式が満たされる場合にも、レーザ光LBは、コア領域RCで平行光とならないものの、集光の程度は抑えられる。このため、マルチコアファイバFBMのコアCに入射するレーザ光LBのエネルギー密度は、ファイバガイド12を設置しない場合と比較して均一化される。このため、複数のコアCにおけるグレーティングGの反射率が不均一となることを防止できる。 FIG. 6 is a diagram showing a state in which the multi-core fiber is installed in the groove of the fiber guide in the first embodiment. As shown in FIG. 6, when the circular region having the minimum radius including all the cores C centered on the central axis L of the multi-core fiber FBM is set as the core region RC, the radius of the core region RC is a. Even when such a multi-core fiber FBM is installed in the groove 12d and the above-mentioned equations (1) and (2) are satisfied, the laser beam LB does not become parallel light in the core region RC, but the degree of light collection is high. It can be suppressed. Therefore, the energy density of the laser beam LB incident on the core C of the multi-core fiber FBM is made uniform as compared with the case where the fiber guide 12 is not installed. Therefore, it is possible to prevent the reflectance of the grating G from becoming non-uniform in the plurality of cores C.

このように、本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置1においては、溝12dの延伸方向D1と直交する断面における光ファイバFBの中心軸Lを中心とする全てのコアCを含む最小半径の円領域の半径aを光ファイバFBの素線の半径Rで除して得られる値が、空気の屈折率n0をファイバガイド12の屈折率n1で除して得られる値以下となるようにされている。また、ファイバガイド12に設けられた溝12dの曲率半径rが、光ファイバFBの素線の半径R以上にされている。これにより、光ファイバFB(或いは、マルチコアファイバFBM)のコアCに入射するレーザ光LBのエネルギー密度は、ファイバガイド12を設置しない場合と比較して均一化されるため、品質の高いグレーティングGを形成することができる。 As described above, in the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, a circular region having a minimum radius including all cores C centered on the central axis L of the optical fiber FB in a cross section orthogonal to the stretching direction D1 of the groove 12d. The value obtained by dividing the radius a of the optical fiber FB by the radius R of the strands of the optical fiber FB is equal to or less than the value obtained by dividing the refractive index n 0 of air by the refractive index n 1 of the fiber guide 12. ing. Further, the radius of curvature r of the groove 12d provided in the fiber guide 12 is set to be equal to or larger than the radius R of the strands of the optical fiber FB. As a result, the energy density of the laser beam LB incident on the core C of the optical fiber FB (or the multi-core fiber FBM) is made uniform as compared with the case where the fiber guide 12 is not installed. Can be formed.

〈光ファイバグレーティング製造方法〉
図7は、本発明の第1実施形態による光ファイバグレーティング製造方法の一例を示すフローチャートである。光ファイバグレーティングの製造が開始されると、まず、ファイバガイド12の当接面12cに位相マスク11を配置する工程が行われる(ステップS1:位相マスク配置ステップ)。つまり、一方側が平面にされて他方側に溝12dが設けられたファイバガイド12の平面(当接面12c)側に位相マスク11を配置する工程が行われる。これにより、位相マスク11は、ファイバガイド12の当接面12cに対して平行になるよう配置される。言い替えると、ファイバガイド12は、当接面12cが、位相マスク11に対して平行になるよう配置される。
<Optical fiber grating manufacturing method>
FIG. 7 is a flowchart showing an example of an optical fiber grating manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. When the production of the optical fiber grating is started, first, a step of arranging the phase mask 11 on the contact surface 12c of the fiber guide 12 is performed (step S1: phase mask arranging step). That is, a step of arranging the phase mask 11 on the flat surface (contact surface 12c) side of the fiber guide 12 having a flat surface on one side and a groove 12d on the other side is performed. As a result, the phase mask 11 is arranged so as to be parallel to the contact surface 12c of the fiber guide 12. In other words, the fiber guide 12 is arranged so that the contact surface 12c is parallel to the phase mask 11.

以上の配置が行われた位相マスク11及びファイバガイド12は、照射ユニット13の下方において、位相マスク11を照射ユニット13側に向けた状態で位置決めされる。言い換えると、位相マスク11及びファイバガイド12は、ファイバガイド12と照射ユニット13との間に位相マスク11が配置される状態で位置決めされる。尚、位相マスク11とファイバガイド12とは、レーザ光LBが透過する領域R1を避けて、不図示の接着剤や締結構造によって固定されても良い。 The phase mask 11 and the fiber guide 12 having the above arrangement are positioned below the irradiation unit 13 with the phase mask 11 facing the irradiation unit 13. In other words, the phase mask 11 and the fiber guide 12 are positioned in a state where the phase mask 11 is arranged between the fiber guide 12 and the irradiation unit 13. The phase mask 11 and the fiber guide 12 may be fixed by an adhesive or a fastening structure (not shown) while avoiding the region R1 through which the laser beam LB is transmitted.

次に、ファイバガイド12の溝12dに光ファイバFBを設置する工程が行われる(ステップS2:光ファイバ設置ステップ)。具体的には、光ファイバFBをファイバガイド12の下側から近接させ、光ファイバFBの素線(クラッドCL)が露出された部位の少なくとも一部が、ファイバガイド12の溝12dの内部に入り込むようにする。尚、光ファイバFBは、溝12dの内壁面に接触していても良く、溝12dの内壁面に対して僅かな隙間を空けて配置されていても良い。 Next, a step of installing the optical fiber FB in the groove 12d of the fiber guide 12 is performed (step S2: optical fiber installation step). Specifically, the optical fiber FB is brought close to the fiber guide 12 from the lower side, and at least a part of the portion where the wire (clad CL) of the optical fiber FB is exposed enters the inside of the groove 12d of the fiber guide 12. To do so. The optical fiber FB may be in contact with the inner wall surface of the groove 12d, or may be arranged with a slight gap from the inner wall surface of the groove 12d.

ここで、ファイバガイド12の溝12dの形状は、図4(c)に示す通り、位相マスク11が配置される側とは逆側に向けて開放される形状である。このため、ファイバガイド12の下側から光ファイバFBを近づけることで、光ファイバFBの任意の箇所を溝12dの内部に容易に配置することができる。また、溝12dは、当接面12cに対して平行となるように形成されているため、光ファイバFBを溝12dに配置すれば、光ファイバFBを、当接面12c及び位相マスク11に対して平行となるように配置することができる。 Here, as shown in FIG. 4C, the shape of the groove 12d of the fiber guide 12 is a shape that opens toward the side opposite to the side on which the phase mask 11 is arranged. Therefore, by bringing the optical fiber FB closer from the lower side of the fiber guide 12, any portion of the optical fiber FB can be easily arranged inside the groove 12d. Further, since the groove 12d is formed so as to be parallel to the contact surface 12c, if the optical fiber FB is arranged in the groove 12d, the optical fiber FB can be placed on the contact surface 12c and the phase mask 11. Can be arranged so as to be parallel to each other.

次に、位相マスク11及びファイバガイド12を介して、レーザ光LBを光ファイバFBに照射してグレーティングGを形成する工程が行われる(ステップS3:グレーティング形成ステップ)。この工程が開始されると、照射ユニット13からレーザ光が射出される。照射ユニット13から射出されたレーザ光LBは、位相マスク11の上面に照射される。 Next, a step of irradiating the optical fiber FB with the laser beam LB via the phase mask 11 and the fiber guide 12 to form the grating G is performed (step S3: grating forming step). When this step is started, laser light is emitted from the irradiation unit 13. The laser beam LB emitted from the irradiation unit 13 irradiates the upper surface of the phase mask 11.

位相マスク11の上面にレーザ光LBが照射されると回折光が生じ、回折光がファイバガイド12を介して溝12dの内壁面から射出されて光ファイバFBのクラッドCLに入射する。レーザ光LBの回折光は、ファイバガイド12が設置されていない場合と比較して、光ファイバFBの素線の内部にて集光されないようにファイバガイド12によって光路補正される。このため、光ファイバFBの素線の内部における回折光のエネルギー密度が均一化される。このような回折光の干渉光が光ファイバFBのコアCに照射されることで、光ファイバFBのコアCにはグレーティングGが形成される。 When the upper surface of the phase mask 11 is irradiated with the laser beam LB, diffracted light is generated, and the diffracted light is emitted from the inner wall surface of the groove 12d via the fiber guide 12 and incident on the clad CL of the optical fiber FB. The diffracted light of the laser beam LB is optical path corrected by the fiber guide 12 so as not to be focused inside the wire of the optical fiber FB as compared with the case where the fiber guide 12 is not installed. Therefore, the energy density of the diffracted light inside the wire of the optical fiber FB is made uniform. By irradiating the core C of the optical fiber FB with the interference light of such diffracted light, a grating G is formed on the core C of the optical fiber FB.

尚、ここでは、照射ユニット13の下方に位相マスク11及びファイバガイド12を配置し、光ファイバFBをファイバガイド12の下側から近接させ、レーザ光LBを位相マスク11の上側から照射する例について説明した。しかしながら、照射ユニット13の上方に位相マスク11及びファイバガイド12を配置し、光ファイバFBをファイバガイド12の上側から近接させ、レーザ光LBを位相マスク11の下側から照射するようにしても良い。或いは、照射ユニット13の側方(例えば、右側方)に位相マスク11及びファイバガイド12を配置し、光ファイバFBをファイバガイド12の横側(例えば、右側)から近接させ、レーザ光LBを位相マスク11の横側(例えば、左側)から照射するようにしても良い。 Here, an example in which the phase mask 11 and the fiber guide 12 are arranged below the irradiation unit 13, the optical fiber FB is brought close to the fiber guide 12 from the lower side, and the laser beam LB is irradiated from the upper side of the phase mask 11. explained. However, the phase mask 11 and the fiber guide 12 may be arranged above the irradiation unit 13, the optical fiber FB may be brought close to the fiber guide 12 from above, and the laser beam LB may be irradiated from below the phase mask 11. .. Alternatively, the phase mask 11 and the fiber guide 12 are arranged on the side (for example, the right side) of the irradiation unit 13, the optical fiber FB is brought close to the side (for example, the right side) of the fiber guide 12, and the laser light LB is phased. Irradiation may be performed from the side surface (for example, the left side) of the mask 11.

以上説明した通り、本実施形態では、位相マスク11と光ファイバFBとの間に配置されたファイバガイド12に光ファイバFBを近づけて、光ファイバFBの素線をファイバガイド12の溝12dに設置している。そして、照射ユニット13から照射されるレーザ光を、位相マスク11及びファイバガイド12を介して光ファイバFBの素線に照射している。これにより、光ファイバFBのコアCに照射されるレーザ光LBのエネルギー密度を均一化することができるため、品質の高い光ファイバグレーティングを容易に製造することが可能である。 As described above, in the present embodiment, the optical fiber FB is brought close to the fiber guide 12 arranged between the phase mask 11 and the optical fiber FB, and the wire of the optical fiber FB is installed in the groove 12d of the fiber guide 12. are doing. Then, the laser beam emitted from the irradiation unit 13 is irradiated to the strands of the optical fiber FB via the phase mask 11 and the fiber guide 12. As a result, the energy density of the laser beam LB irradiated to the core C of the optical fiber FB can be made uniform, so that a high-quality optical fiber grating can be easily manufactured.

〔第2実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図8は、本発明の第2実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。尚、図8においては、図2に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置2は、図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とは、ファイバガイド12に設けられる溝の形状が異なる。尚、本実施形態における光ファイバグレーティング製造方法は第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Second Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG. The optical fiber grating manufacturing apparatus 2 of the present embodiment is different from the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 2 in the shape of the groove provided in the fiber guide 12. Since the optical fiber grating manufacturing method in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

〈ファイバガイド〉
ファイバガイド12に設けられる溝12fの断面形状は、第1直線部12g、第2直線部12h、及び底円弧部12iを有する形状とされている。第1直線部12gは、光ファイバFBの中心軸Lと溝12fの最も深い部分とを結んだ線に対して一方側(図8における右側)にて光ファイバFBの周面と接する又は最も近接する直線状の部位である。この第1直線部12gは、上端が底円弧部12iの一端(図8における右端)と屈曲することなく接続され、底円弧部12iから下方に向かうにつれて第2直線部12hから水平方向に離れるように傾斜されている。
<Fiber guide>
The cross-sectional shape of the groove 12f provided in the fiber guide 12 is a shape having a first straight line portion 12g, a second straight line portion 12h, and a bottom arc portion 12i. The first straight line portion 12g is in contact with or closest to the peripheral surface of the optical fiber FB on one side (right side in FIG. 8) with respect to the line connecting the central axis L of the optical fiber FB and the deepest portion of the groove 12f. It is a linear part. The upper end of the first straight line portion 12g is connected to one end of the bottom arc portion 12i (right end in FIG. 8) without bending, and the first straight line portion 12g is horizontally separated from the second straight line portion 12h as it goes downward from the bottom arc portion 12i. Is tilted to.

第2直線部12hは、光ファイバFBの中心軸Lに対して他方側(図8における左側)にて光ファイバFBの周面と接する又は最も近接する直線状の部位である。この第2直線部12hは、上端が底円弧部12iの他端(図8における左端)と屈曲することなく接続され、底円弧部12iから下方に向かうにつれて第1直線部12gから水平方向に離れるように傾斜されている。 The second straight line portion 12h is a linear portion that is in contact with or closest to the peripheral surface of the optical fiber FB on the other side (left side in FIG. 8) with respect to the central axis L of the optical fiber FB. The upper end of the second straight line portion 12h is connected to the other end of the bottom arc portion 12i (left end in FIG. 8) without bending, and is horizontally separated from the first straight portion 12g as it goes downward from the bottom arc portion 12i. It is tilted like this.

底円弧部12iは、溝12fの底部を形成しており、第1直線部12gの上端と第2直線部12hの上端とを接続する円弧形状の部位である。この底円弧部12iの曲率半径は一定とされている。尚、第1直線部12g及び第2直線部12hは、底円弧部12iとの接続点における底円弧部12iの接線と重なるように設けられている。 The bottom arc portion 12i forms the bottom portion of the groove 12f, and is an arc-shaped portion connecting the upper end of the first straight line portion 12g and the upper end of the second straight line portion 12h. The radius of curvature of the bottom arc portion 12i is constant. The first straight line portion 12g and the second straight line portion 12h are provided so as to overlap with the tangent line of the bottom arc portion 12i at the connection point with the bottom arc portion 12i.

図9は、本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝の形状を説明するための図である。尚、図9においては、図5に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。図9に示す通り、溝12fの底円弧部12iの曲率半径をraとする。また、溝12fの深さをhとする。 FIG. 9 is a diagram for explaining the shape of the groove of the fiber guide in the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG. As shown in FIG. 9, the radius of curvature of the bottom arc portion 12i of the groove 12f is ra. Further, the depth of the groove 12f is set to h.

スネルの法則によると、ファイバガイド12の内部からファイバガイド12の外部(空気)に進む光の全反射の臨界角θcは、以下の(3)式で示される。 According to Snell's law, the critical angle θ c of total reflection of light traveling from the inside of the fiber guide 12 to the outside (air) of the fiber guide 12 is expressed by the following equation (3).

Figure 2022074424000004
Figure 2022074424000004

従って、底円弧部12iの中心角の半分の角度をθとすると、以下の(4)式のように表される。 Therefore, assuming that the angle of half of the central angle of the bottom arc portion 12i is θ, it is expressed as the following equation (4).

Figure 2022074424000005
Figure 2022074424000005

ここで、前述した(1)式が成り立つ場合において、曲率半径raは以下の(5)式で示される範囲に制限される。 Here, when the above-mentioned equation (1) holds, the radius of curvature ra is limited to the range shown by the following equation (5).

Figure 2022074424000006
Figure 2022074424000006

上記(5)式において、Rminは、光ファイバFBの素線の半径の下限値(半径下限値)である。図10は、本発明の第2実施形態における光ファイバの素線の半径下限値を説明するための図である。図10に示す通り、レーザ光LBがファイバガイド12の内部から溝12fの内壁面に至った場合に、光ファイバFBの素線の直径よりも狭い幅W1で示す範囲のレーザ光LBのみが光ファイバFBに入射する。 In the above equation (5), R min is a lower limit value (radius lower limit value) of the radius of the wire of the optical fiber FB. FIG. 10 is a diagram for explaining the lower limit radius of the wire of the optical fiber according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, when the laser beam LB reaches the inner wall surface of the groove 12f from the inside of the fiber guide 12, only the laser beam LB in the range shown by the width W1 narrower than the diameter of the wire of the optical fiber FB is available. It is incident on the optical fiber FB.

幅W1の範囲を通過するレーザ光LBは、溝12fの内壁面において屈折され、光ファイバFBの素線の内部にて幅W1よりも広い幅W2の範囲(コアCを含む範囲)を照射する。言い換えると、コアCを含む幅W2の範囲に照射されるレーザ光LBは、ファイバガイド12の内部において幅W2よりも狭い幅W1の範囲を通過するレーザ光LBのみである。 The laser beam LB passing through the range of the width W 1 is refracted on the inner wall surface of the groove 12f, and the range of the width W 2 wider than the width W 1 inside the wire of the optical fiber FB (the range including the core C). Irradiate. In other words, the laser light LB that irradiates the range of the width W 2 including the core C is only the laser light LB that passes through the range of the width W 1 narrower than the width W 2 inside the fiber guide 12.

このようにレーザ光LBは、光ファイバFBの素線の内部で広がることから、光ファイバFBの素線の内部においてレーザ光LBのエネルギー密度は減少する。つまり、光ファイバFBで受けるレーザ光LBのエネルギー密度(受光エネルギー密度)は、光ファイバFBに入射するレーザ光LBのエネルギー密度(入射エネルギー密度)よりも小さくなる。 Since the laser light LB spreads inside the wire of the optical fiber FB in this way, the energy density of the laser light LB decreases inside the wire of the optical fiber FB. That is, the energy density (light receiving energy density) of the laser beam LB received by the optical fiber FB is smaller than the energy density (incident energy density) of the laser beam LB incident on the optical fiber FB.

エネルギー密度の変化率βは、以下の(6)式で表すことができる。 The rate of change β of the energy density can be expressed by the following equation (6).

Figure 2022074424000007
Figure 2022074424000007

上記(6)式に示す通り、変化率βは、光ファイバFBの素線の半径Rによって変化する。ここで、照射ユニット13から射出されるレーザ光LBの出力が一定である場合を考える。この場合において、グレーティングGを形成するために必要なエネルギー密度の最小値を確保できる変化率の下限値(下限変化率βmin)と、上述の光ファイバFBの素線の半径下限値Rminとの関係は、以下の(7)式で表される。 As shown in the above equation (6), the rate of change β changes depending on the radius R of the strands of the optical fiber FB. Here, consider a case where the output of the laser beam LB emitted from the irradiation unit 13 is constant. In this case, the lower limit of the rate of change (lower limit change rate β min ) that can secure the minimum value of the energy density required to form the grating G, and the lower limit radius R min of the wire of the optical fiber FB described above. The relationship of is expressed by the following equation (7).

Figure 2022074424000008
Figure 2022074424000008

つまり、上記(5)式が満たされている場合には、底円弧部12iの曲率半径raが、光ファイバFBの半径Rに下限変化率βminを乗じて得られる値よりも大きくなる。これにより、光ファイバFBの素線を透過するレーザ光LBのエネルギー密度を、グレーティングGを形成するために最低限要するエネルギー密度よりも高くすることができる。 That is, when the above equation (5) is satisfied, the radius of curvature ra of the bottom arc portion 12i becomes larger than the value obtained by multiplying the radius R of the optical fiber FB by the lower limit change rate β min . Thereby, the energy density of the laser beam LB transmitted through the strands of the optical fiber FB can be made higher than the minimum energy density required for forming the grating G.

図9に戻り、溝12fの深さhは、以下の(8)式に示す通り、底円弧部12iの中心角の半分の角度θの正弦値の二乗に対して、底円弧部12iの曲率半径raを乗じて得られる値よりも大きい。これにより、コアCの全体に対してレーザ光LBを確実に照射することが可能となる。 Returning to FIG. 9, the depth h of the groove 12f is the curvature of the bottom arc portion 12i with respect to the square of the sine and cosine value of the angle θ which is half the central angle of the bottom arc portion 12i, as shown in the following equation (8). Greater than the value obtained by multiplying the radius ra . This makes it possible to reliably irradiate the entire core C with the laser beam LB.

Figure 2022074424000009
Figure 2022074424000009

尚、以下の(9)式が満たされる場合には、光ファイバFBとファイバガイド12との間を充填する屈折整合材料を配置することが好ましい。屈折整合材料は流体或いは固体であり、屈折率が空気よりもファイバガイド12に近い材料によって形成される。これによって、より確実にコアCの全体に対してレーザ光LBを均一に照射することができる。 When the following equation (9) is satisfied, it is preferable to arrange a refraction matching material that fills the space between the optical fiber FB and the fiber guide 12. The refraction matching material is a fluid or solid and is formed of a material whose refractive index is closer to the fiber guide 12 than air. As a result, the laser beam LB can be more reliably irradiated to the entire core C.

Figure 2022074424000010
Figure 2022074424000010

図11は、本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝にマルチコアファイバを設置した様子を示す図である。また、図12は、本発明の第2実施形態におけるファイバガイドの溝に設置されたマルチコアファイバにレーザ光を照射した様子を示す図である。図11及び図12に示す通り、マルチコアファイバFBMの中心軸Lを中心とする全てのコアCを含む最小半径の円領域をコア領域RCとした場合に、コア領域RCの半径がaとなる。 FIG. 11 is a diagram showing a state in which a multi-core fiber is installed in a groove of a fiber guide according to a second embodiment of the present invention. Further, FIG. 12 is a diagram showing a state in which the multi-core fiber installed in the groove of the fiber guide according to the second embodiment of the present invention is irradiated with the laser beam. As shown in FIGS. 11 and 12, when the circular region having the minimum radius including all the cores C centered on the central axis L of the multi-core fiber FBM is defined as the core region RC, the radius of the core region RC is a.

このようなマルチコアファイバFBMを溝12fに設置し、前述した(1),(5)式が満たされる場合にも、光ファイバFBを透過するレーザ光LBを平行光とし、コアCに照射されるエネルギー密度をより均一化することができる。また、コアCに照射されるレーザ光LBのエネルギー密度をグレーティングGが確実に形成可能な強さとすることができる。 Even when such a multi-core fiber FBM is installed in the groove 12f and the above-mentioned equations (1) and (5) are satisfied, the laser beam LB transmitted through the optical fiber FB is used as parallel light and is irradiated to the core C. The energy density can be made more uniform. Further, the energy density of the laser beam LB irradiated to the core C can be set to the strength that the grating G can surely form.

〔第3実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図13は、本発明の第3実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。尚、図13においては、図2に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置3は、図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とは、ファイバガイド12に設けられる溝の形状が異なる。尚、本実施形態における光ファイバグレーティング製造方法は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Third Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 13, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG. The optical fiber grating manufacturing apparatus 3 of the present embodiment is different from the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 2 in the shape of the groove provided in the fiber guide 12. Since the optical fiber grating manufacturing method in this embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

〈ファイバガイド〉
本実施形態において、ファイバガイド12に設けられる溝12jの断面形状は、複数の直線部12kが互いに屈曲して接続された有角形状とされている。各々の直線部12kの長さは同一とされ、直線部12k同士が接続されてなる角度も同一とされている。
<Fiber guide>
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the groove 12j provided in the fiber guide 12 is an angular shape in which a plurality of straight portions 12k are bent and connected to each other. The length of each straight line portion 12k is the same, and the angle at which the straight line portions 12k are connected is also the same.

このような本実施形態の溝12jによれば、多数の箇所において溝12jの内壁面と光ファイバFBとを当接させることができる。従って、光ファイバFBを溝12jの内壁面に当接配置する場合に、溝12jの内部において、光ファイバFBを安定的に位置決めすることが可能となる。 According to the groove 12j of the present embodiment as described above, the inner wall surface of the groove 12j and the optical fiber FB can be brought into contact with each other at many points. Therefore, when the optical fiber FB is abutted against the inner wall surface of the groove 12j, the optical fiber FB can be stably positioned inside the groove 12j.

〔第4実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図14は、本発明の第4実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。尚、図14においては、図2に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置4は、図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とは、保護箔14を備える点が異なる。尚、本実施形態における光ファイバグレーティング製造方法は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG. The optical fiber grating manufacturing apparatus 4 of the present embodiment is different from the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 2 in that it includes a protective foil 14. Since the optical fiber grating manufacturing method in this embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

保護箔14は、図14に示す通り、位相マスク11とファイバガイド12との間に介挿されている。つまり、本実施形態において、位相マスク11は、保護箔14を介してファイバガイド12の当接面12cに当接されている。この保護箔14は、例えば、レーザ光LBの透過率が高く、ファイバガイド12と同程度の屈折率を有する材料によって形成されている。この保護箔14としては、例えば、厚さが10~20μm程度の溶融石英ガラス板を用いることができる。 As shown in FIG. 14, the protective foil 14 is interposed between the phase mask 11 and the fiber guide 12. That is, in the present embodiment, the phase mask 11 is in contact with the contact surface 12c of the fiber guide 12 via the protective foil 14. The protective foil 14 is made of, for example, a material having a high transmittance of laser light LB and a refractive index comparable to that of the fiber guide 12. As the protective foil 14, for example, a fused silica glass plate having a thickness of about 10 to 20 μm can be used.

このような保護箔14を位相マスク11とファイバガイド12との間に介挿することによって、位相マスク11をファイバガイド12に向けて強く押し当てることができる。これにより、位相マスク11とファイバガイド12とが傷つくことを防止しつつ、位相マスク11とファイバガイド12とを近接させることが可能となる。また、位相マスク11とファイバガイド12との間に隙間が生じることを防止し、位相マスク11とファイバガイド12との間でレーザ光LBのエネルギーが損失すること等を抑止することが可能となる。 By inserting such a protective foil 14 between the phase mask 11 and the fiber guide 12, the phase mask 11 can be strongly pressed against the fiber guide 12. This makes it possible to bring the phase mask 11 and the fiber guide 12 close to each other while preventing the phase mask 11 and the fiber guide 12 from being damaged. Further, it is possible to prevent a gap from being generated between the phase mask 11 and the fiber guide 12, and to prevent the energy of the laser beam LB from being lost between the phase mask 11 and the fiber guide 12. ..

〔第5実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図15は、本発明の第5実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。また、図16は、図15中のB-B線に沿う断面矢視図である。尚、図15及び図16においては、図1に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。
[Fifth Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Further, FIG. 16 is a cross-sectional arrow view taken along the line BB in FIG. In FIGS. 15 and 16, the same reference numerals are given to the same configurations as those shown in FIG. 1.

本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置5は、図1及び図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とほぼ同様の構成である。但し、本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置5は、全体に被覆CVが施されたマルチコアファイバFBMに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成する点が図1及び図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とは異なる。 The optical fiber grating manufacturing apparatus 5 of the present embodiment has substantially the same configuration as the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2. However, the optical fiber grating manufacturing apparatus 5 of the present embodiment irradiates the multi-core fiber FBM having the entire coated CV with the laser beam LB to form the grating G, which is the light shown in FIGS. 1 and 2. It is different from the fiber grating manufacturing apparatus 1.

本実施形態において、被覆CVは、マルチコアファイバFBMの長さ方向の全体に切れ目なく設けられている。つまり、マルチコアファイバFBMの途中部位に、被覆CVが除去されて素線(クラッドCL)の外表面が露出された部位は設けられていない。尚、被覆CVは、アクリル、紫外光透過シリコーン、ポリイミド等の紫外線を透過可能な材料によって形成されている。 In the present embodiment, the coated CV is provided seamlessly in the entire length direction of the multi-core fiber FBM. That is, there is no portion in the middle of the multi-core fiber FBM where the coated CV is removed and the outer surface of the strand (clad CL) is exposed. The coated CV is made of a material capable of transmitting ultraviolet rays, such as acrylic, ultraviolet light transmitting silicone, and polyimide.

〈光ファイバグレーティング製造方法〉
本実施形態による光ファイバグレーティング製造方法は、基本的には、第1実施形態による光ファイバグレーティング製造方法と同様であり、図7に示すフローチャートに示す工程が行われる。但し、ステップS2では、光ファイバFBの任意の部位(被覆CVが設けられた任意の部位)をファイバガイド12の溝12dの内部に配置する点が第1実施形態とは異なる。また、ステップS3では、位相マスク11及びファイバガイド12を介したレーザ光LBを、被覆CVを透過させて光ファイバFBの芯線に照射する点が第1実施形態とは異なる。
<Optical fiber grating manufacturing method>
The optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment is basically the same as the optical fiber grating manufacturing method according to the first embodiment, and the process shown in the flowchart shown in FIG. 7 is performed. However, in step S2, an arbitrary portion of the optical fiber FB (arbitrary portion provided with the coated CV) is arranged inside the groove 12d of the fiber guide 12, which is different from the first embodiment. Further, in step S3, the point that the laser beam LB via the phase mask 11 and the fiber guide 12 is transmitted through the coated CV and irradiated to the core wire of the optical fiber FB is different from the first embodiment.

尚、本実施形態においては、マルチコアファイバFBMに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成する例について説明した。しかしながら、同様に、シングルコアの光ファイバFBに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成することも可能である。 In this embodiment, an example of irradiating a multi-core fiber FBM with a laser beam LB to form a grating G has been described. However, similarly, it is also possible to irradiate the single-core optical fiber FB with the laser beam LB to form the grating G.

〔第6実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図17は、本発明の第6実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す断面図である。尚、図17においては、図16に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。
[Sixth Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG.

本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置6は、図16に示す光ファイバグレーティング製造装置5とほぼ同様の構成である。但し、本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置6は、全体に被覆CVが施されたマルチコアファイバFBMとファイバガイド12との間に、マッチングオイル15(光学流体)が充填配置されている点が異なる。 The optical fiber grating manufacturing apparatus 6 of the present embodiment has substantially the same configuration as the optical fiber grating manufacturing apparatus 5 shown in FIG. However, the optical fiber grating manufacturing apparatus 6 of the present embodiment is different in that the matching oil 15 (optical fluid) is filled and arranged between the multi-core fiber FBM coated on the entire surface and the fiber guide 12. ..

マルチコアファイバFBMとファイバガイド12の溝12dの内壁面とは僅かな隙間を空けて対向配置されている。この隙間の寸法は、毛細管現象によりマッチングオイル15がマルチコアファイバFBMとファイバガイド12との間に保持可能な寸法とされている。このように僅かな隙間にマッチングオイル15を充填して配置することによって、マッチングオイル15を保持する機構やファイバガイド12をマッチングオイル15に浸漬させる機構を別途設ける必要がない。また、マッチングオイル15の使用量を最小限に抑えることができる。また、隙間にパーティクルが侵入する可能性を低減することができる。 The multi-core fiber FBM and the inner wall surface of the groove 12d of the fiber guide 12 are arranged so as to face each other with a slight gap. The size of this gap is set so that the matching oil 15 can be held between the multi-core fiber FBM and the fiber guide 12 due to the capillary phenomenon. By filling and arranging the matching oil 15 in such a small gap, it is not necessary to separately provide a mechanism for holding the matching oil 15 or a mechanism for immersing the fiber guide 12 in the matching oil 15. In addition, the amount of matching oil 15 used can be minimized. In addition, the possibility of particles entering the gap can be reduced.

マッチングオイル15は、空気よりも屈折率がファイバガイド12に近い液体である。このマッチングオイル15がマルチコアファイバFBMとファイバガイド12との間に充填されることよって、レーザ光LBが空気中を透過することを抑制し、より均一にレーザ光LBをコアCに照射することが可能となる。 The matching oil 15 is a liquid having a refractive index closer to that of the fiber guide 12 than air. By filling the matching oil 15 between the multi-core fiber FBM and the fiber guide 12, it is possible to suppress the transmission of the laser beam LB through the air and irradiate the core C with the laser beam LB more uniformly. It will be possible.

〈光ファイバグレーティング製造方法〉
本実施形態による光ファイバグレーティング製造方法は、基本的には、第5実施形態による光ファイバグレーティング製造方法と同様である。但し、ステップS2において、マルチコアファイバFBMを、ファイバガイド12の溝12dの内壁面に対して僅かな隙間を空けて対向配置させる点が第5実施形態とは異なる。
<Optical fiber grating manufacturing method>
The optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment is basically the same as the optical fiber grating manufacturing method according to the fifth embodiment. However, in step S2, the multi-core fiber FBM is arranged so as to face the inner wall surface of the groove 12d of the fiber guide 12 with a slight gap, which is different from the fifth embodiment.

また、ステップS2とステップS3との間に、マルチコアファイバFBMとファイバガイド12との隙間にマッチングオイル15を充填するステップが設けられる点が第5実施形態とは異なる。尚、マルチコアファイバFBMの下方にファイバガイド12が配置される場合には、溝12dにマルチコアファイバFBMを配置する前にマッチングオイル15を溝12dに配置しても良い。 Further, it is different from the fifth embodiment in that a step of filling the gap between the multi-core fiber FBM and the fiber guide 12 with the matching oil 15 is provided between steps S2 and S3. When the fiber guide 12 is arranged below the multi-core fiber FBM, the matching oil 15 may be arranged in the groove 12d before arranging the multi-core fiber FBM in the groove 12d.

尚、本実施形態においては、マルチコアファイバFBMに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成する例について説明した。しかしながら、第5実施形態と同様に、シングルコアの光ファイバFBに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成することも可能である。 In this embodiment, an example of irradiating a multi-core fiber FBM with a laser beam LB to form a grating G has been described. However, as in the fifth embodiment, it is also possible to irradiate the single-core optical fiber FB with the laser beam LB to form the grating G.

〔第7実施形態〕
〈光ファイバグレーティング製造装置〉
図18は、本発明の第7実施形態による光ファイバグレーティング製造装置の概略構成を示す図である。尚、図18においては、図1に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置7は、図1及び図2に示す光ファイバグレーティング製造装置1とは、送出スプール16及び巻取スプール17を備える点、全体に被覆CVが施されたマルチコアファイバFBMに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成する点が異なる。
[7th Embodiment]
<Optical fiber grating manufacturing equipment>
FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of an optical fiber grating manufacturing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 18, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG. The optical fiber grating manufacturing apparatus 7 of the present embodiment has a point that the optical fiber grating manufacturing apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a transmission spool 16 and a take-up spool 17, and is a multi-core fiber having a coated CV as a whole. The difference is that the FBM is irradiated with the laser beam LB to form the grating G.

本実施形態において、被覆CVは、マルチコアファイバFBMの長さ方向の全体に切れ目なく設けられている。つまり、第6実施形態と同様に、マルチコアファイバFBMの途中部位に、被覆CVが除去されて素線(クラッドCL)の外表面が露出された部位は設けられていない。 In the present embodiment, the coated CV is provided seamlessly in the entire length direction of the multi-core fiber FBM. That is, as in the sixth embodiment, there is no portion in the middle of the multi-core fiber FBM where the coated CV is removed and the outer surface of the strand (clad CL) is exposed.

送出スプール16は、位相マスク11、ファイバガイド12、及び照射ユニット13の上流側(マルチコアファイバFBMの搬送方向D4における上流側)に配置されている。送出スプール16は、不図示の制御装置の制御の下で、グレーティングGが形成されていないマルチコアファイバFBMの搬送方向D4への送り出しを行う。例えば、送出スプール16は、不図示の制御装置によって指示された回転量だけ回転して、グレーティングGが形成されていないマルチコアファイバFBMを一定の長さだけ間欠的に送り出す。 The delivery spool 16 is arranged on the upstream side of the phase mask 11, the fiber guide 12, and the irradiation unit 13 (upstream side in the transport direction D4 of the multi-core fiber FBM). The delivery spool 16 delivers the multi-core fiber FBM in which the grating G is not formed in the transport direction D4 under the control of a control device (not shown). For example, the delivery spool 16 rotates by a rotation amount instructed by a control device (not shown) to intermittently deliver the multi-core fiber FBM in which the grating G is not formed by a certain length.

また、送出スプール16は、不図示の制御装置の制御の下で、位相マスク11、ファイバガイド12、及び照射ユニット13の上流側においてマルチコアファイバFBMに付与する張力を調整する。送出スプール16が、マルチコアファイバFBMに付与する張力を調整するのは、マルチコアファイバFBMに形成されるグレーティングGのブラッグ波長を調整するためである。 Further, the delivery spool 16 adjusts the tension applied to the multi-core fiber FBM on the upstream side of the phase mask 11, the fiber guide 12, and the irradiation unit 13 under the control of a control device (not shown). The tension applied to the multi-core fiber FBM by the transmission spool 16 is adjusted in order to adjust the Bragg wavelength of the grating G formed on the multi-core fiber FBM.

巻取スプール17は、位相マスク11、ファイバガイド12、及び照射ユニット13の下流側(マルチコアファイバFBMの搬送方向D4における下流側)に配置されている。巻取スプール17は、不図示の制御装置の制御の下で、グレーティングGが形成されたマルチコアファイバFBMの巻き取りを行う。例えば、巻取スプール17は、不図示の制御装置によって指示された回転量だけ回転して、グレーティングGが形成されたマルチコアファイバFBMを一定の長さだけ間欠的に巻き取る。尚、巻取スプール17は、送出スプール16と連動して動作する。 The take-up spool 17 is arranged on the downstream side of the phase mask 11, the fiber guide 12, and the irradiation unit 13 (downstream side in the transport direction D4 of the multi-core fiber FBM). The take-up spool 17 winds the multi-core fiber FBM on which the grating G is formed under the control of a control device (not shown). For example, the take-up spool 17 rotates by a rotation amount instructed by a control device (not shown) to intermittently wind the multi-core fiber FBM on which the grating G is formed by a certain length. The take-up spool 17 operates in conjunction with the delivery spool 16.

また、巻取スプール17は、不図示の制御装置の制御の下で、位相マスク11、ファイバガイド12、及び照射ユニット13の下流側においてマルチコアファイバFBMに付与する張力を調整する。巻取スプール17が、マルチコアファイバFBMに付与する張力を調整するのは、送出スプール16と同様に、マルチコアファイバFBMに形成されるグレーティングGのブラッグ波長を調整するためである。 Further, the take-up spool 17 adjusts the tension applied to the multi-core fiber FBM on the downstream side of the phase mask 11, the fiber guide 12, and the irradiation unit 13 under the control of a control device (not shown). The tension applied to the multi-core fiber FBM by the take-up spool 17 is adjusted in order to adjust the Bragg wavelength of the grating G formed on the multi-core fiber FBM, similarly to the delivery spool 16.

このように本実施形態の光ファイバグレーティング製造装置7は、マルチコアファイバFBMの一端側を送り出す送出スプール16と、マルチコアファイバFBMの他端側を巻き取る巻取スプール17とを有している。このため、マルチコアファイバFBMに作用する張力を調整することが可能となる。 As described above, the optical fiber grating manufacturing apparatus 7 of the present embodiment has a delivery spool 16 that sends out one end side of the multi-core fiber FBM and a take-up spool 17 that winds up the other end side of the multi-core fiber FBM. Therefore, it is possible to adjust the tension acting on the multi-core fiber FBM.

また、送出スプール16及び巻取スプール17は、マルチコアファイバFBMをファイバガイド12に対して近接させる或いは離間させる方向(図18に示す例では、マルチコアファイバFBMの上下方向)に移動可能とされている。送出スプール16及び巻取スプール17は、不図示の制御装置の制御の下で、レーザ光LBをマルチコアファイバFBMに照射する際にマルチコアファイバFBMをファイバガイド12に対して近接させる。また、送出スプール16及び巻取スプール17は、不図示の制御装置の制御の下で、マルチコアファイバFBMを送り出す或いは巻き取る際にマルチコアファイバFBMをファイバガイド12から離間させる。 Further, the transmission spool 16 and the take-up spool 17 are movable in a direction in which the multi-core fiber FBM is brought close to or separated from the fiber guide 12 (in the example shown in FIG. 18, the vertical direction of the multi-core fiber FBM). .. The delivery spool 16 and the take-up spool 17 bring the multi-core fiber FBM close to the fiber guide 12 when irradiating the multi-core fiber FBM with the laser beam LB under the control of a control device (not shown). Further, the delivery spool 16 and the take-up spool 17 separate the multi-core fiber FBM from the fiber guide 12 when the multi-core fiber FBM is sent out or taken up under the control of a control device (not shown).

送出スプール16及び巻取スプール17が、マルチコアファイバFBMをファイバガイド12に対して近接させる或いは離間させる方向に移動可能であることにより、マルチコアファイバFBMがファイバガイド12に対して摺動することを防止できる。従って、マルチコアファイバFBM及びファイバガイド12の表面が傷つくことや汚れることを防止できる。 Since the transmission spool 16 and the take-up spool 17 can move in the direction in which the multi-core fiber FBM is brought close to or separated from the fiber guide 12, the multi-core fiber FBM is prevented from sliding with respect to the fiber guide 12. can. Therefore, it is possible to prevent the surfaces of the multi-core fiber FBM and the fiber guide 12 from being damaged or soiled.

尚、本実施形態では、送出スプール16及び巻取スプール17が、マルチコアファイバFBMをファイバガイド12に対して近接させる或いは離間させる方向に移動させる例について説明した。しかしながら、送出スプール16及び巻取スプール17が、マルチコアファイバFBMを移動させることなく、マルチコアファイバFBMからファイバガイド12が離間するように、ファイバガイド12及び位相マスク11を移動させるようにしても良い。 In the present embodiment, an example in which the transmission spool 16 and the take-up spool 17 move the multi-core fiber FBM in the direction of approaching or separating from the fiber guide 12 has been described. However, the sending spool 16 and the take-up spool 17 may move the fiber guide 12 and the phase mask 11 so that the fiber guide 12 is separated from the multi-core fiber FBM without moving the multi-core fiber FBM.

また、本実施形態においては、マルチコアファイバFBMに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成する例について説明した。しかしながら、第5,第6実施形態と同様に、シングルコアの光ファイバFBに対してレーザ光LBを照射してグレーティングGを形成することも可能である。 Further, in the present embodiment, an example in which the multi-core fiber FBM is irradiated with the laser beam LB to form the grating G has been described. However, as in the fifth and sixth embodiments, it is also possible to irradiate the single-core optical fiber FB with the laser beam LB to form the grating G.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、光ファイバFB及びマルチコアファイバFBMは、シングルクラッドファイバであっても良く、ダブルクラッドファイバであっても良い。シングルクラッドファイバは、コアの外側面を覆う円筒状のクラッドが1つである光ファイバであり、ダブルクラッドファイバは、コアの外側面を覆う円筒状のクラッド(インナークラッド)と、インナークラッドの外側面を覆う円筒状のクラッド(アウタークラッド)とを有する光ファイバである。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, the optical fiber FB and the multi-core fiber FBM may be a single clad fiber or a double clad fiber. The single clad fiber is an optical fiber having one cylindrical clad covering the outer surface of the core, and the double clad fiber is a cylindrical clad (inner clad) covering the outer surface of the core and the outer side of the inner clad. It is an optical fiber having a cylindrical clad (outer clad) that covers the side surface.

また、上記第1実施形態では、ファイバガイド12の溝12dの断面形状が曲率半径一定の円弧とされていた。しかしながら、ファイバガイド12の溝は、図19に示す通り、断面形状が楕円形の半分とされた形状の溝12mであっても良い。図19は、ファイバガイドの溝の他の例を示す断面図である。尚、図20に示す通り、溝12mに対しては、溝12mの底部との間に隙間が設けられるように大径の光ファイバFBを設置しても良い。図20は、図19に示す溝に大径の光ファイバを設置した様子を示す図である。 Further, in the first embodiment, the cross-sectional shape of the groove 12d of the fiber guide 12 is an arc having a constant radius of curvature. However, as shown in FIG. 19, the groove of the fiber guide 12 may be a groove 12 m having a cross-sectional shape that is half of an elliptical shape. FIG. 19 is a cross-sectional view showing another example of the groove of the fiber guide. As shown in FIG. 20, a large-diameter optical fiber FB may be installed in the groove 12 m so that a gap is provided between the groove 12 m and the bottom of the groove 12 m. FIG. 20 is a diagram showing a state in which a large-diameter optical fiber is installed in the groove shown in FIG.

また、本発明において、ファイバガイド12に設けられた溝の断面形状は、上述の例に限定されず、放物線形状や、レーストラック形状を半分にした形状、2つの直線が屈曲して接続された形状等、様々な形状とすることが可能である。また、ファイバガイド12の当接面12cは、上述の例のように平面に限定されることはなく、曲面であっても良い。例えば、図2に示す上下方向に凸形状の曲面であっても良く、凹形状の曲面であっても良い。 Further, in the present invention, the cross-sectional shape of the groove provided in the fiber guide 12 is not limited to the above-mentioned example, and a parabolic shape, a shape obtained by halving the race track shape, and two straight lines are bent and connected. It can be made into various shapes such as a shape. Further, the contact surface 12c of the fiber guide 12 is not limited to a flat surface as in the above example, and may be a curved surface. For example, it may be a curved surface having a convex shape in the vertical direction shown in FIG. 2, or a curved surface having a concave shape.

また、上記実施形態においては、紫外領域のレーザ光LBをコアCに照射することによってグレーティングGを形成する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、紫外領域のレーザ光ではない光をコアCに照射してグレーティングGを形成することを除外するものではない。 Further, in the above embodiment, a configuration is adopted in which the grating G is formed by irradiating the core C with the laser beam LB in the ultraviolet region. However, the present invention is not limited to this. For example, it does not exclude the formation of the grating G by irradiating the core C with light other than the laser beam in the ultraviolet region.

本発明は、センシング分野、加工分野、通信分野、その他の様々な分野で広く利用可能である。 The present invention can be widely used in the sensing field, the processing field, the communication field, and various other fields.

1~7…光ファイバグレーティング製造装置、11…位相マスク、11a…格子パターン、12…ファイバガイド(光学補正部材)、12a…基部、12b…補強部、12c…当接面、12d…溝、12e…開放端、12f…溝、12g…第1直線部、12h…第2直線部、12i…底円弧部、12j…溝、12k…直線部、12m…溝、13…照射ユニット、14…保護箔、15…マッチングオイル(光学流体)、16…送出スプール、17…巻取スプール、C…コア、CL…クラッド、CV…被覆、FB…光ファイバ、FBM…マルチコアファイバ、G…グレーティング、L…中心軸、LB…レーザ光 1-7 ... Optical fiber grating manufacturing equipment, 11 ... Phase mask, 11a ... Grating pattern, 12 ... Fiber guide (optical correction member), 12a ... Base, 12b ... Reinforcing part, 12c ... Contact surface, 12d ... Groove, 12e ... Open end, 12f ... Groove, 12g ... First straight part, 12h ... Second straight part, 12i ... Bottom arc part, 12j ... Groove, 12k ... Straight part, 12m ... Groove, 13 ... Irradiation unit, 14 ... Protective foil , 15 ... Matching oil (optical fluid), 16 ... Delivery spool, 17 ... Take-up spool, C ... Core, CL ... Clad, CV ... Coating, FB ... Optical fiber, FBM ... Multi-core fiber, G ... Grating, L ... Center Axis, LB ... Laser light

Claims (11)

格子パターンが設けられた位相マスクと、前記位相マスクを介して光ファイバにレーザ光を照射する照射ユニットと、を有する光ファイバグレーティング製造装置であって、
前記位相マスクと前記光ファイバとの間に配置され、前記位相マスク側が平面とされ、前記光ファイバ側に前記光ファイバを設置する溝を有する光学補正部材を備え、
前記溝は、前記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされており、
前記光学補正部材は、前記平面が前記位相マスクに対して平行になるよう配置される、
光ファイバグレーティング製造装置。
An optical fiber grating manufacturing apparatus comprising a phase mask provided with a grating pattern and an irradiation unit for irradiating an optical fiber with laser light through the phase mask.
An optical correction member is provided between the phase mask and the optical fiber, the phase mask side is a flat surface, and the optical fiber side has a groove for installing the optical fiber.
The groove is formed so as to be parallel to the plane, and the end portion in the stretching direction is an open end.
The optical correction member is arranged so that the plane is parallel to the phase mask.
Optical fiber grating manufacturing equipment.
前記光学補正部材は、前記光ファイバに照射されたレーザ光が前記光ファイバの内部において集光されないように、前記溝の延伸方向と直交する断面内において、前記光ファイバに照射されるレーザ光の少なくとも一部のレーザ光の光路を前記溝によって補正する、請求項1記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The optical correction member is a member of the optical correction member, so that the laser light emitted to the optical fiber is not focused inside the optical fiber, so that the laser light emitted to the optical fiber is provided in a cross section orthogonal to the extending direction of the groove. The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the optical path of the laser beam is corrected by the groove. 前記溝の延伸方向と直交する断面における前記溝の形状は円弧とされている請求項2記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the shape of the groove in a cross section orthogonal to the extending direction of the groove is an arc. 前記光学補正部材の屈折率は、前記溝の延伸方向と直交する断面における前記光ファイバの中心軸を中心とする全てのコアを含む最小半径の円領域の半径を前記光ファイバの素線の半径で除して得られる値が、空気の屈折率を前記光学補正部材の屈折率で除して得られる値以下となるようにされ、
前記円弧の曲率半径は、前記光ファイバの素線の半径以上である、
請求項3記載の光ファイバグレーティング製造装置。
The refractive index of the optical correction member is the radius of the circle region of the minimum radius including all the cores centered on the central axis of the optical fiber in the cross section orthogonal to the stretching direction of the groove, and the radius of the strand of the optical fiber. The value obtained by dividing by is set to be equal to or less than the value obtained by dividing the refractive index of air by the refractive index of the optical correction member.
The radius of curvature of the arc is equal to or greater than the radius of the wire of the optical fiber.
The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 3.
前記溝の延伸方向と直交する断面における前記溝の形状は、前記光ファイバの中心軸と前記溝の最も深い部分とを結んだ線に対して一方側にて前記光ファイバの周面と接する又は最も近接する第1直線部と、前記光ファイバの中心軸に対して他方側にて前記光ファイバの周面と接する又は最も近接する第2直線部と、前記第1直線部の端部と前記第2直線部との端部を接続する底円弧部とを有する形状とされている請求項2記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The shape of the groove in a cross section orthogonal to the extending direction of the groove is in contact with the peripheral surface of the optical fiber on one side with respect to the line connecting the central axis of the optical fiber and the deepest portion of the groove. The closest first straight line portion, the second straight line portion that is in contact with or closest to the peripheral surface of the optical fiber on the other side of the central axis of the optical fiber, the end portion of the first straight line portion, and the above. The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 2, which has a shape having a bottom arc portion connecting an end portion with a second straight line portion. 前記光学補正部材の屈折率は、前記溝の延伸方向と直交する断面における前記光ファイバの中心軸を中心とする全てのコアを含む最小半径の円領域の半径を前記光ファイバの素線の半径で除して得られる値が、空気の屈折率を前記光学補正部材の屈折率で除して得られる値以下となるようにされ、
前記底円弧部の曲率半径は、前記光ファイバの素線の半径以下である、
請求項5記載の光ファイバグレーティング製造装置。
The refractive index of the optical correction member is the radius of the circle region of the minimum radius including all the cores centered on the central axis of the optical fiber in the cross section orthogonal to the stretching direction of the groove, and the radius of the strand of the optical fiber. The value obtained by dividing by is set to be equal to or less than the value obtained by dividing the refractive index of air by the refractive index of the optical correction member.
The radius of curvature of the bottom arc portion is equal to or less than the radius of the wire of the optical fiber.
The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 5.
前記光ファイバに入射される前のレーザ光のエネルギー密度に対する前記光ファイバに入射された後のレーザ光のエネルギー密度の割合を変化率とし、
前記光ファイバに入射された後のレーザ光のエネルギー密度が、前記光ファイバに入射されるレーザ光に求められるエネルギー密度の許容下限値となる前記変化率を下限変化率とした場合に、
前記底円弧部の曲率半径は、前記光ファイバの素線の半径に前記下限変化率を乗じて得られる値よりも大きい、
請求項6記載の光ファイバグレーティング製造装置。
The ratio of the energy density of the laser light after being incident on the optical fiber to the energy density of the laser light before being incident on the optical fiber is defined as the rate of change.
When the rate of change in which the energy density of the laser light after being incident on the optical fiber is the allowable lower limit value of the energy density required for the laser light incident on the optical fiber is set as the lower limit change rate.
The radius of curvature of the bottom arc portion is larger than the value obtained by multiplying the radius of the wire of the optical fiber by the lower limit change rate.
The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 6.
前記溝の深さは、前記底円弧部の中心角の半分の角度の正弦値の二乗に対して、前記底円弧部の曲率半径を乗じて得られる値よりも大きい請求項5記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The optical fiber according to claim 5, wherein the depth of the groove is larger than the value obtained by multiplying the square of the sine and cosine value at half the angle of the central angle of the bottom arc portion by the radius of curvature of the bottom arc portion. Grating manufacturing equipment. 前記溝の延伸方向と直交する断面における前記溝の形状は、複数の直線部が互いに屈曲して接続された有角形状とされている請求項2記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The optical fiber grating manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the shape of the groove in a cross section orthogonal to the extending direction of the groove is an angular shape in which a plurality of straight portions are bent and connected to each other. 前記光ファイバの一端側を送り出す送出スプールと、前記光ファイバの他端側を巻き取る巻取スプールとを備える請求項1から請求項9の何れか一項に記載の光ファイバグレーティング製造装置。 The optical fiber grating manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising a delivery spool that feeds out one end side of the optical fiber and a take-up spool that winds up the other end side of the optical fiber. 光ファイバのコアにグレーティングが形成されてなる光ファイバグレーティング製造方法であって、
一方側が平面とされるとともに他方側に溝が設けられた光学補正部材の前記平面側に、前記平面に対して平行となるように位相マスクを配置する位相マスク配置ステップと、
前記溝に光ファイバを設置する光ファイバ設置ステップと、
前記位相マスク及び前記光学補正部材を介して、レーザ光を前記光ファイバに照射して前記グレーティングを形成するグレーティング形成ステップと、
を有し、
前記溝は、前記平面に対して平行となるように形成されていて、延伸方向における端部が開放端とされている、
光ファイバグレーティング製造方法。
It is an optical fiber grating manufacturing method in which a grating is formed on the core of an optical fiber.
A phase mask arrangement step of arranging a phase mask so as to be parallel to the plane on the plane side of the optical correction member having a plane on one side and a groove on the other side.
An optical fiber installation step for installing an optical fiber in the groove,
A grating forming step of irradiating the optical fiber with a laser beam through the phase mask and the optical correction member to form the grating.
Have,
The groove is formed so as to be parallel to the plane, and the end portion in the stretching direction is an open end.
Optical fiber grating manufacturing method.
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