JP3003695B1 - 光ファイバ回折格子を有する光学装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼすこ
とを抑制すると共に、回折格子が形成された光ファイバ
部分及び光ファイバが固定される基材を保護することが
可能な光ファイバ回折格子を有する光学装置を提供する
こと。 【解決手段】 温度補償デバイス１は、石英ガラスによ
り形成された筒状部材２とＡｌブラケット３とにより構
成されている。Ａｌブラケット３には、回折格子部６が
形成された光ファイバ４が接着剤５により固定されてい
る。温度補償デバイス１は、ステンレス製の筐体７内に
設けられている。筐体７は、光ファイバ４の光軸方向に
延びる壁部７ａと壁部７ａの両端部に設けられるエンド
キャップ７ｂとで構成される。壁部７ａには、筐体７内
に突出する突起部８が形成されている。光ファイバ４の
径方向での突起部８間の間隔は、温度補償デバイス１の
筒状部材２の光ファイバ４の径方向での長さと同等にな
るように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのコア
部の屈折率を光軸に沿って周期的に変化させた回折格子
が形成されている光ファイバ回折格子を有する光学装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ回折格子は、入射光に対して
特定の反射波長の光を出射することができるため、波長
の異なる光信号を１本の光ファイバを介して多重伝送す
る分割多重伝送波長分割多重伝送方式の光通信システム
等における重要な光部品として注目されている。

【０００３】光ファイバ回折格子では、一般に、クラッ
ド部の周囲に設けられ樹脂からなる被覆層を軸方向の所
定長さにわたって除去し、クラッド部を露出させた状態
で紫外線を照射することにより、露出したクラッド部の
内側に位置するコア部の光軸方向に沿った所定領域に回
折格子を形成している。このように構成した光ファイバ
回折格子は、使用温度範囲では光ファイバが正の熱膨張
係数を有しているため、周囲温度が変化すると、光ファ
イバが伸縮して、光ファイバに応力が印加されることに
なる。したがって、光弾性効果により、光ファイバガラ
ス部の屈折率が変化するため、回折格子によるブラッグ
波長が変化することになる。この回折格子によるブラッ
グ波長の温度依存性を無くすためには、回折格子が形成
された光ファイバに加わる張力を低温時には増加させ、
高温時には低下させる必要がある。

【０００４】このため、温度補償デバイスに回折格子が
形成された光ファイバを固定することが行われている。
例えば、熱膨張係数の小さいアンバーから成る基材の両
端にそれぞれ熱膨張係数の比較的大きいＡｌブラケット
を取り付け、このＡｌブラケットに回折格子が形成され
た光ファイバを所定の張力を付与した状態で固定した構
造のものが提案されている。この構造では、２つの留め
金間の距離が高温時には収縮し、低温時には拡大するの
で、回折格子が形成された光ファイバに加わる張力を低
温時には増加させ、高温時には低下させることができ
る。

【０００５】また、回折格子が形成された光ファイバを
負の熱膨張係数を有する基材に固定することで、ブラッ
グ波長がほぼ温度に依存しなくなるようにし、上述した
光ファイバ回折格子における温度変化に対する反射波長
の不安定性に関する問題を解決した構造のものも提案さ
れている。（特開平１０−９６８２７号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】回折格子が形成された
光ファイバ部分及び光ファイバが固定される基材を、振
動、衝撃から保護するために、これらの部分を筐体内に
収納することが考えられる。しかしながら、このように
基材等の温度補償デバイスを筐体内に収納する場合、筐
体との接着などにより基材の熱変形量が容易に変化して
しまい、回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼし、所
望の光学特性を得ることができなくなるおそれがある。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑
制すると共に、回折格子が形成された光ファイバ部分及
び光ファイバが固定される基材等の温度補償デバイスを
保護することが可能な光ファイバ回折格子を有する光学
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光軸方向の所定長さにわたって回折格子が形成され
た光ファイバと、光ファイバの使用温度範囲で所定の熱
膨張係数を有し、光ファイバを固定するための基材とを
備え、基材の温度変化に伴う伸縮によって光ファイバの
光軸方向に生じる変位を光ファイバに印加するようにし
た光ファイバ回折格子を有する光学装置であって、光フ
ァイバ及び基材を収納する筐体を有し、基材が筐体に対
して、基材の少なくとも光ファイバの光軸方向への変位
を許容し得るように設けられていることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項１に記載の光ファイバ回折格子を有
する光学装置によれば、回折格子が形成された光ファイ
バ部分及び光ファイバが固定される基材が、筐体内に収
納されるので、外部からの振動、衝撃により回折格子が
形成された光ファイバ部分及び光ファイバが固定される
基材が破損等することなく、保護することが可能とな
る。また、基材が筐体に対して、基材の少なくとも光フ
ァイバの光軸方向への変位を許容し得るように設けられ
ているので、基板の熱変位が回折格子に伝わる際に阻害
されることがなく、回折格子でのブラッグ波長に影響を
及ぼすことがなくなる。従って、回折格子でのブラッグ
波長に影響を及ぼすことを抑制でき、且つ、回折格子が
形成された光ファイバ部分及び光ファイバが固定される
基材を保護することが可能な光ファイバ回折格子を有す
る光学装置を提供することが可能となる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、筐体が、光ファイバの光軸方向の端部
が閉じられた金属製の部材からなり、筐体の光ファイバ
の光軸方向での端部と基材との間に、基材の光ファイバ
の光軸方向への変位を許容する衝撃吸収部材が設けられ
ていることを特徴としている。この場合には、筐体の光
ファイバの光軸方向での端部と基材との間に、基材の光
ファイバの光軸方向への変位を許容する衝撃吸収部材が
設けられているので、基板の熱変位が回折格子に伝わる
際に阻害されることがなくなる。従って、回折格子での
ブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑制でき、基材を筐
体内に収納することが可能となる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、衝撃吸収部材がシリコーンゴムにて形
成されていることを特徴としている。この場合には、衝
撃吸収部材が基材の光ファイバの光軸方向でのがたつき
を抑え、外部からの振動、衝撃から基材を保護すること
が可能となる。また、シリコーンゴムは弾性係数が筐体
よりも低いため、基材の熱変位を阻害することはなく、
回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑制す
ることが可能となる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、筐体が、光ファイバの光軸方向の端部
が閉じられた金属製の部材からなり、筐体の光ファイバ
の光軸方向での端部と基材とで画成される空間に、基材
の光ファイバの光軸方向への変位を許容する衝撃吸収材
料が充填されていることを特徴としている。この場合に
は、筐体の光ファイバの光軸方向での端部と基材とで画
成される空間に、基材の光ファイバの光軸方向への変位
を許容する衝撃吸収材料が充填されているので、基板の
熱変位が回折格子に伝わる際に阻害されることがなくな
る。従って、回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼす
ことを抑制でき、基材を筐体内に収納することが可能と
なる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、衝撃吸収材料がマッチンググリスであ
ることを特徴としている。この場合には、マッチンググ
リスが基材の光ファイバの光軸方向でのがたつきを抑
え、外部からの振動、衝撃から基材を保護するととも
に、マッチンググリスは粘性の高い流体であり、変形速
度の遅い基材の熱変位を阻害することはない。また、マ
ッチンググリスは光ファイバと屈折率が整合されている
ので、光ファイバから染み出た信号光が再び光ファイバ
内に戻り、再結合の発生を抑制することが可能となる。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基材が筐体に対して、基材の光ファイ
バの径方向への変動を規制し得るように設けられている
ことを特徴としている。この場合には、筐体内での基材
の光ファイバの径方向でのがたつきを抑え、外部からの
振動、衝撃から基材を保護することが可能となる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、筐体が、光ファイバの光軸方向に延び
る壁部を有しており、壁部と基材との間に、壁部と基材
との摩擦を低減する摩擦低減部材が設けられていること
を特徴としている。この場合には、摩擦低減部材の存在
により、基材は、筐体内において光ファイバの径方向で
のがたつきが抑えられているにも拘わらず、光ファイバ
の光軸方向にスムーズに変位する。従って、基板の熱変
位が回折格子に伝わる際に筐体により阻害されることが
なく、回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを
抑制することが可能となる。

【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、摩擦低減部材として、壁部内面に、基
材と点接触する突起部が形成されていることを特徴とし
ている。この場合には、壁部内面に基材と点接触する突
起部を形成するという簡単な構成により、基材の光ファ
イバの光軸方向へのスムーズな変位を実現できる。

【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、摩擦低減部材として、壁部と基材との
間に、その表面にポリテトラフルオロエチレンを有する
部材が設けられていることを特徴としている。この場合
には、壁部と基材との間にその表面にポリテトラフルオ
ロエチレンを有する部材を設けるという簡単な構成によ
り、基材の光ファイバの光軸方向へのスムーズな変位を
実現できる。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、請求項７に記
載の発明において、摩擦低減部材として、壁部と基材と
の間に、樹脂製ローラが設けられていることを特徴とし
ている。この場合には、壁部と基材との間に樹脂製ロー
ラを設けるという簡単な構成により、基材の光ファイバ
の光軸方向へのスムーズな変位を実現できる。また、光
ファイバの径方向への熱歪みを樹脂製ローラが吸収する
ので、光ファイバの径方向に過剰な応力が発生した場合
でも、基材の破損を防止することが可能となる。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、基材は、光ファイバの使用温度範囲
で負の熱膨張係数を有した材料から成り、基材が筐体に
対して、基材の光ファイバの径方向への変位を許容し得
るように設けられていることを特徴としている。負の熱
膨張係数を有した材料から成る基材は、光ファイバの光
軸方向及び径方向に同じ熱歪みでもって熱変位が発生す
る。このため、光ファイバの径方向での熱変位を阻害す
ると、光ファイバの光軸方向での熱変位にも影響を及ぼ
すようになる。従って、基材が筐体に対して、基材の光
ファイバの径方向への変位を許容し得るようにも設けら
れているので、基材を負の熱膨張係数を有した材料とし
た場合に、光ファイバの光軸方向及び径方向の熱変位が
阻害されることがなく、回折格子でのブラッグ波長に影
響を及ぼすことを抑制することが可能となる。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の発明において、筐体は、光ファイバ及び基材を収
納する空間部を画成する金属製の壁部を有しており、壁
部と基材とで画成される空間に、基材の光ファイバの光
軸方向及び径方向への変位を許容する衝撃吸収材料が充
填されていることを特徴としている。この場合には、壁
部と基材とで画成される空間に、基材の光ファイバの光
軸方向及び径方向への変位を許容する衝撃吸収材料が充
填されているので、基板の熱変位が回折格子に伝わる際
に阻害されることがない。従って、回折格子でのブラッ
グ波長に影響を及ぼすことを抑制でき、基材を筐体内に
収納することが可能となる。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の発明において、衝撃吸収材料がマッチンググリス
であることを特徴としている。この場合には、マッチン
ググリスが基材の光ファイバの光軸方向及び径方向での
がたつきを抑え、外部からの振動、衝撃から基材を保護
するとともに、マッチンググリスは粘性の高い流体であ
り、変形速度の遅い基材の熱変位を阻害することはな
い。また、マッチンググリスは光ファイバと屈折率が整
合されているので、光ファイバから染み出た信号光が再
び光ファイバ内に戻り、再結合の発生を抑制することが
可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。なお、図面の説明において同一の要素に
は同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００２３】（第１の実施形態）先ず、第１の実施形態
について説明する。図１及び図２は、本発明にかかる第
１の実施形態の光ファイバ回折格子を有する光学装置を
示している。

【００２４】温度補償デバイス１は、石英ガラスにより
形成された筒状部材２とＡｌブラケット３とにより構成
されている。Ａｌブラケット３は、筒状部材２の両端部
に固定されている。Ａｌブラケット３には溝部３ａが形
成されている。温度補償デバイス１が、請求項における
基材を構成している。溝部３ａには光ファイバ４が接着
剤５により固定されている。光ファイバ４には、光ファ
イバ４の光軸方向に沿って光ファイバ４の少なくともコ
ア部の屈折率が変化する回折格子部６が所定領域形成さ
れている。回折格子部６は、例えば、クラッド部の周囲
に設けられた被覆層が所定長さにわたって除去されてク
ラッド部が露出している露出部分に対して、波長をモニ
ターしながら張力が調整され、ゲルマニウム元素が所定
割合添加された石英系光ファイバのコア部に対して紫外
線を照射することにより形成される。また、被覆層を除
去することなく回折格子部６を形成することも可能であ
る。なお、紫外線の照射は、公知のホログラフィック法
や位相格子法等によって行われる。筒状部材２は上側部
材２ａと下側部材２ｂとで構成され、上側部材２ａと下
側部材２ｂとで画成される内部空間２ｃに回折格子部６
が収納されることになる。

【００２５】光ファイバ４は、回折格子部６の中心波長
をモニターしながら回折格子部６に所定の張力が与えら
れた状態で、回折格子部６の両側において接着剤５によ
りＡｌブラケット３に固定される。光ファイバ４を固定
する際には、温度補償デバイス１及び光ファイバ４の回
折格子部６は所定の温度に加熱している。このようにし
て光ファイバ４を取り付けることにより、光ファイバ４
の使用温度範囲において、温度補償デバイス１（Ａｌブ
ラケット３）の熱変位が光ファイバ４に適切に伝えられ
るとこになり、回折格子部６での温度変化に対するブラ
ッグ波長の安定性を保つことが可能となる。接着剤５は
エポキシ系接着剤を使用している。

【００２６】光ファイバ４が固定された温度補償デバイ
ス１は、ステンレス製の筐体７内に設けられている。筐
体７は、光ファイバ４の光軸方向に延びる筒状の壁部７
ａと壁部７ａの両端部に設けられるエンドキャップ７ｂ
とで構成される。エンドキャップ７ｂには、光ファイバ
４を通すための貫通孔７ｃが形成されている。

【００２７】壁部７ａには、筐体７内に突出する突起部
８が形成されている。突起部８の高さは、光ファイバ４
の径方向での突起部８間の間隔が温度補償デバイス１の
筒状部材２の光ファイバ４の径方向での長さと同等にな
るように設定されている。従って、筐体７内に温度補償
デバイス１が設けられた際に、温度補償デバイス１の光
ファイバ４の径方向の変動を規制するように構成され
る。また、突起部８の先端部は所定の曲率を有した曲面
状に形成されており、突起部８と筒状部材２（上側部材
２ａ又は下側部材２ｂ）とが点接触するように構成され
ている。

【００２８】筐体７内に温度補償デバイス１が設けられ
た状態で、温度補償デバイス１の筒状部材２の光ファイ
バ４の光軸方向での端面とエンドキャップ７ｂとの間
に、シリコーンゴム９が設けられている。シリコーンゴ
ム９には、光ファイバ４を通すための貫通孔９ａが形成
されている。

【００２９】以上のように、本実施形態によれば、回折
格子部６及び光ファイバ４が固定される基材としての温
度補償デバイス１が、筐体７内に収納されるので、外部
からの振動、衝撃により回折格子部６及び温度補償デバ
イス１が破損等することなく、保護することが可能とな
る。

【００３０】また、筐体７のエンドキャップ７ｂと温度
補償デバイス１の筒状部材２のとの間に、温度補償デバ
イス１の光ファイバ４の光軸方向への変位を許容する衝
撃吸収部材としてのシリコーンゴム９が設けられている
ので、シリコーンゴム９は弾性係数がステンレス製の筐
体７よりも低いため、温度補償デバイス１の熱変位を阻
害することはなく、温度補償デバイス１の熱変位が回折
格子部６に伝わる際に阻害されることがなくなる。従っ
て、回折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすこと
を抑制した上で、回折格子部６及び温度補償デバイス１
を筐体７内に収納することが可能となる。

【００３１】更に、シリコーンゴム９は、光ファイバ４
の光軸方向の温度補償デバイス１の速度の早い変位や大
きな変位に対しては抵抗として作用するため、温度補償
デバイス１の光ファイバ４の光軸方向でのがたつきを抑
えるので、外部からの振動、衝撃から温度補償デバイス
１及び回折格子部６を保護することが可能となる。

【００３２】更に、壁部７ａ内面に温度補償デバイス１
の筒状部材２と点接触する突起部８が形成されており、
突起部８の高さが、光ファイバ４の径方向での突起部８
間の間隔が筒状部材２の光ファイバ４の径方向での長さ
と同等になるように設定されているので、突起部８によ
り筐体７内での温度補償デバイス１の光ファイバ４の径
方向への変動が規制される。これにより、温度補償デバ
イス１の光ファイバ４の径方向でのがたつきを抑え、外
部からの振動、衝撃から温度補償デバイス１を保護する
ことが可能となる。突起部８は筒状部材２（上側部材２
ａ又は下側部材２ｂ）と点接触するので、壁部７ａと筒
状部材２との間の摩擦を低減する摩擦低減部材として機
能し、温度補償デバイス１は、筐体７内において光ファ
イバ４の径方向でのがたつきが抑えられているにも拘わ
らず、光ファイバ４の光軸方向にスムーズに変位する。
従って、温度補償デバイス１の熱変位が回折格子部６に
伝わる際に筐体７により阻害されることがなく、回折格
子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑制する
ことが可能となる。また、壁部７ａ内面に筒状部材２と
点接触する突起部８を形成するという簡単な構成によ
り、温度補償デバイス１の光ファイバ４の光軸方向への
スムーズな変位が実現できる。

【００３３】本実施形態においては、突出部は、回折格
子部６の上側には１カ所、回折格子部６の下側には、回
折格子部６を挟んで２カ所形成されているが、この３カ
所に限られるものではない。多少温度補償デバイス１の
支持が不安定にはなるが、上下１カ所づつ突出部を形成
してもよいし、上述した３カ所以上形成してもよい。

【００３４】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について説明する。図３及び図４は、本発明にかかる第
２の実施形態の光ファイバ回折格子を有する光学装置を
示している。

【００３５】温度補償デバイス１は、第１の実施形態と
同様に、石英ガラスにより形成された筒状部材２と、光
ファイバ４を固定するための溝部３ａが形成されたＡｌ
ブラケット３とにより構成されている。また、温度補償
デバイス１は、ステンレス製の筐体７内に設けられてい
る。筐体７は、光ファイバ４の光軸方向に延びる筒状の
壁部７ａと壁部７ａの両端部に設けられるエンドキャッ
プ７ｂとで構成される。

【００３６】壁部７ａと温度補償デバイス１の筒状部材
２との間には、その表面がポリテトラフルオロエチレン
（商標名テフロン）にて被覆された金属プレート１０
ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられている。金属プレート１
０ａ、１０ｂ、１０ｃは、光ファイバ４の光軸方向に、
順に３カ所に設けられている。両側の金属プレート１０
ａ、１０ｂ、エンドキャップ７ｂ及び温度補償デバイス
１とで画成される空間には、マッチンググリス１１が充
填されている。

【００３７】以上のように、本実施形態によれば、回折
格子部６及び光ファイバ４が固定される基材としての温
度補償デバイス１が、筐体７内に収納されるので、外部
からの振動、衝撃により回折格子部６及び温度補償デバ
イス１が破損等することなく、保護することが可能とな
る。

【００３８】また、筐体７のエンドキャップ７ｂと温度
補償デバイス１の筒状部材２のとの間に、温度補償デバ
イス１の光ファイバ４の光軸方向への変位を許容する衝
撃吸収部材としてのマッチンググリス１１が充填されて
いるので、温度補償デバイス１の熱変位を阻害すること
はなく、温度補償デバイス１の熱変位が回折格子部６に
伝わる際に阻害されることがなくなる。マッチンググリ
ス１１は、粘性の高い流体であり、変形速度の遅い温度
補償デバイス１の熱変位を阻害することはない。従っ
て、回折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすこと
を抑制した上で、回折格子部６及び温度補償デバイス１
を筐体７内に収納することが可能となる。

【００３９】更に、マッチンググリス１１は粘性の高い
流体であり、光ファイバ４の光軸方向の温度補償デバイ
ス１の速度の早い変位や大きな変位に対しては抵抗とし
て作用するため、光ファイバ４の光軸方向でのがたつき
を抑えるので、外部からの振動、衝撃から温度補償デバ
イス１及び回折格子部６を保護することが可能となる。

【００４０】更に、マッチンググリス１１は光ファイバ
４と屈折率が整合されているので、光ファイバ４から染
み出た信号光が再び光ファイバ４内に戻り、再結合の発
生を抑制することが可能となる。

【００４１】更に、壁部７ａと温度補償デバイス１の筒
状部材２との間に表面がポリテトラフルオロエチレン
（商標名テフロン）にて被覆された金属プレート１０
ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられているので、金属プレー
ト１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより筐体７内での温度補償
デバイス１の光ファイバ４の径方向への変動が規制され
る。これにより、温度補償デバイス１の光ファイバ４の
径方向でのがたつきを抑え、外部からの振動、衝撃から
温度補償デバイス１を保護することが可能となる。金属
プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃにはポリテトラフルオ
ロエチレン（商標名テフロン）が被覆されているので、
被覆されたポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロ
ン）が金属プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃと筒状部材
２との間の摩擦を低減する摩擦低減部材として機能し、
温度補償デバイス１は、筐体７内において光ファイバ４
の径方向でのがたつきが抑えられているにも拘わらず、
光ファイバ４の光軸方向にスムーズに変位する。従っ
て、温度補償デバイス１の熱変位が回折格子部６に伝わ
る際に筐体７により阻害されることがなく、回折格子部
６でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑制すること
が可能となる。また、金属プレート１０ａ、１０ｂ、１
０ｃを設けるという簡単な構成により、温度補償デバイ
ス１の光ファイバ４の光軸方向へのスムーズな変位が実
現できる。

【００４２】更に、第１の実施形態のものに比べて、温
度補償デバイス１を筐体７（壁部７ａ）内に納める際
に、金属プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃでの滑りを利
用してスムーズに納めることができる。

【００４３】本実施形態においては、マッチンググリス
１１を充填しているが、光ファイバ４の光軸方向の温度
補償デバイス１の速度の早い変位や大きな変位に対して
は抵抗として作用するものであればよく、マッチンググ
リス１１の代わりにゲル状あるいはゼリー状材料を充填
してもよい。また、表面にポリテトラフルオロエチレン
（商標名テフロン）を被覆した金属プレート１０ａ、１
０ｂ、１０ｃを用いる代わりに、ポリテトラフルオロエ
チレン（商標名テフロン）からなる樹脂部材を用いても
よい。ポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロン）
からなる樹脂部材を用いた場合には、光ファイバ４の径
方向に筐体７（壁部７ａ）の熱歪み（熱膨張）が発生
し、筐体７（壁部７ａ）の内径が小さくなった場合に
も、この筐体７（壁部７ａ）の熱歪みを樹脂部材の弾性
により吸収するので、光ファイバ４の径方向に過剰な応
力の発生を抑制でき、温度補償デバイス１の破損を防止
することが可能となる。

【００４４】また、金属プレート１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ表面のポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロ
ン）の被覆も、金属プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃの
全面に被覆する必要はなく、少なくとも、筒状部材２と
接触する面にポリテトラフルオロエチレン（商標名テフ
ロン）を被覆しておけばよい。

【００４５】（第３の実施形態）次に、第３の実施形態
について説明する。図５及び図６は、本発明にかかる第
３の実施形態の光ファイバ回折格子を有する光学装置を
示している。

【００４６】温度補償デバイス１は、第１及び第２の実
施形態と同様に、石英ガラスにより形成された筒状部材
２と、光ファイバ４を固定するための溝部３ａが形成さ
れたＡｌブラケット３とにより構成されている。また、
温度補償デバイス１は、ステンレス製の筐体７内に設け
られている。筐体７は、光ファイバ４の光軸方向に延び
る筒状の壁部７ａと壁部７ａの両端部に設けられるエン
ドキャップ７ｂとで構成される。また、筐体７内に温度
補償デバイス１が設けられた状態で、温度補償デバイス
１の筒状部材２の光ファイバ４の光軸方向での端面とエ
ンドキャップ７ｂとの間に、シリコーンゴム９が設けら
れている。

【００４７】壁部７ａと温度補償デバイス１の筒状部材
２との間には、円柱状の樹脂製ローラ１２が設けられて
いる。樹脂製ローラ１２は、回折格子部６の上側には１
個、回折格子部６の下側には、回折格子部６を挟んで２
個設けられている。なお、樹脂製ローラ１２の数は３個
に限られるものではない。多少温度補償デバイス１の支
持が不安定にはなるが、上下１個づつ設けてもよいし、
上述した３個以上設けてもよい。

【００４８】以上のように、本実施形態によれば、回折
格子部６及び光ファイバ４が固定される基材としての温
度補償デバイス１が、筐体７内に収納されるので、外部
からの振動、衝撃により回折格子部６及び温度補償デバ
イス１が破損等することなく、保護することが可能とな
る。

【００４９】また、筐体７のエンドキャップ７ｂと温度
補償デバイス１の筒状部材２のとの間に、温度補償デバ
イス１の光ファイバ４の光軸方向への変位を許容する衝
撃吸収部材としてのシリコーンゴム９が設けられている
ので、シリコーンゴム９は弾性係数がステンレス製の筐
体７よりも低いため、温度補償デバイス１の熱変位を阻
害することはなく、温度補償デバイス１の熱変位が回折
格子部６に伝わる際に阻害されることがなくなる。従っ
て、回折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすこと
を抑制した上で、回折格子部６及び温度補償デバイス１
を筐体７内に収納することが可能となる。

【００５０】更に、シリコーンゴム９は、光ファイバ４
の光軸方向の温度補償デバイス１の速度の早い変位や大
きな変位に対しては抵抗として作用するため、温度補償
デバイス１の光ファイバ４の光軸方向でのがたつきを抑
えるので、外部からの振動、衝撃から温度補償デバイス
１及び光ファイバ４を保護することが可能となる。

【００５１】更に、壁部７ａと温度補償デバイス１の筒
状部材２との間に樹脂製ローラ１２が設けられているの
で、樹脂製ローラ１２により筐体７内での温度補償デバ
イス１の光ファイバ４の径方向への変動が規制される。
これにより、温度補償デバイス１の光ファイバ４の径方
向でのがたつきを抑え、外部からの振動、衝撃から温度
補償デバイス１を保護することが可能となる。温度補償
デバイス１が熱変位をした場合には樹脂製ローラ１２が
回転するので、樹脂製ローラ１２が摩擦低減部材として
機能し、温度補償デバイス１は、筐体７内において光フ
ァイバ４の径方向でのがたつきが抑えられているにも拘
わらず、光ファイバ４の光軸方向にスムーズに変位す
る。従って、温度補償デバイス１の熱変位が回折格子部
６に伝わる際に筐体７により阻害されることがなく、回
折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすことを抑制
することが可能となる。また、樹脂製ローラ１２を設け
るという簡単な構成により、温度補償デバイス１の光フ
ァイバ４の光軸方向へのスムーズな変位が実現できる。

【００５２】更に、光ファイバ４の径方向に筐体７（壁
部７ａ）の熱歪み（熱膨張）が発生し、筐体７（壁部７
ａ）の内径が小さくなった場合には、この筐体７（壁部
７ａ）の熱歪みを樹脂製ローラ１２の弾性により吸収す
るので、光ファイバ４の径方向に過剰な応力の発生を抑
制でき、温度補償デバイス１の破損を防止することが可
能となる。

【００５３】更に、第１及び第２の実施形態のものに比
べて、温度補償デバイス１を筐体７（壁部７ａ）内に納
める際に、樹脂製ローラ１２の転がりを利用してよりス
ムーズに納めることができる。

【００５４】本実施形態においては、円柱状の樹脂製ロ
ーラ１２を用いているが、これにかぎられるものではな
く、球状あるいは円筒状のものでもよい。

【００５５】（第４の実施形態）次に、第４の実施形態
について説明する。図７は、本発明にかかる第３の実施
形態の光ファイバ回折格子を有する光学装置を示してい
る。

【００５６】温度補償デバイス１３は、負の熱膨張係数
を有する上部基材１３ａと上部基材１３ａと同じ負の熱
膨張係数を有する下部基材１３ｂとにより構成されてい
る。光ファイバ４は、下部基材１３ｂの両端部において
固定される。下部基材１３ｂの両端部には、所定高さを
有する凸部１３ｃが形成されている。凸部１３ｃには溝
部１３ｄが形成されており、光ファイバ４は接着剤５を
用いて溝部１３ｄに固定される。回折格子部６は、上部
基材１３ａ及び下部基材１３ｂとで画成される内部空間
１３ｄ内に収納されることになる。上部基材１３ａ及び
下部基材１３ｂは、ＬｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系
結晶化ガラスにＢａＯを添加したものであって、（−８
３〜−９４）Ｅ−７／Ｋの熱膨張係数を有するものを使
用している。ＢａＯを添加するのは、温度補償デバイス
１３としての上部基材１３ａ及び下部基材１３ｂの熱膨
張係数を調整するためである。これにより、光ファイバ
４の使用温度範囲にわたって、回折格子部６におけるブ
ラッグ波長の温度変化に対する安定性を確保することが
可能となる。

【００５７】光ファイバ４が固定された温度補償デバイ
ス１３は、ステンレス製の筐体７内に設けられている。
筐体７は、光ファイバ４の光軸方向に延びる筒状の壁部
７ａと壁部７ａの両端部に設けられるエンドキャップ７
ｂとで構成される。エンドキャップ７ｂには、光ファイ
バ４を通すための貫通孔７ｃが形成されている。また、
筐体７と温度補償デバイス１３とで画成される空間に
は、マッチンググリス１１が充填されている。これによ
り、筐体７の壁部７ａと温度補償デバイス１３との間、
エンドキャップ７ｂと温度補償デバイス１３との間に
は、マッチンググリス１１が存在する。

【００５８】以上のように、本実施形態によれば、回折
格子部６及び光ファイバ４が固定される基材としての温
度補償デバイス１３が、筐体７内に収納されるので、外
部からの振動、衝撃により回折格子部６及び温度補償デ
バイス１３が破損等することなく、保護することが可能
となる。

【００５９】また、筐体７のエンドキャップ７ｂと温度
補償デバイス１３のとの間に、温度補償デバイス１３の
光ファイバ４の光軸方向への変位を許容する衝撃吸収部
材としてのマッチンググリス１１が充填されているの
で、温度補償デバイス１３の熱変位を阻害することはな
く、温度補償デバイス１３の熱変位が回折格子部６に伝
わる際に阻害されることがなくなる。マッチンググリス
１１は、粘性の高い流体であり、変形速度の遅い温度補
償デバイス１３の熱変位を阻害することはない。従っ
て、回折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼすこと
を抑制した上で、回折格子部６及び温度補償デバイス１
３を筐体７内に収納することが可能となる。

【００６０】負の熱膨張係数を有した材料から成る温度
補償デバイス１３は、光ファイバ４の光軸方向及び径方
向に同じ熱歪みでもって熱変位が発生するため、光ファ
イバ４の径方向での熱変位を阻害すると、光ファイバ４
の光軸方向での熱変位にも影響を及ぼすようになる。し
かしながら、光ファイバ４の径方向で見て、筐体７の壁
部７ａと温度補償デバイス１３との間にもマッチンググ
リス１１が充填されているので、温度補償デバイス１３
は、筐体７に対して光ファイバ４の径方向への変位を許
容し得るように設けられる。従って、温度補償デバイス
１３を負の熱膨張係数を有した材料で構成した場合にお
いても、光ファイバ４の径方向の熱変位が阻害されるこ
とがなく、回折格子部６でのブラッグ波長に影響を及ぼ
すことを抑制することが可能となる。

【００６１】更に、マッチンググリス１１は粘性の高い
流体であり、光ファイバ４の光軸方向及び径方向の温度
補償デバイス１３の速度の早い変位や大きな変位に対し
ては抵抗として作用するため、マッチンググリス１１に
より温度補償デバイス１３の光ファイバ４の光軸方向及
び径方向への変動を抑制する。これにより、光ファイバ
４の光軸方向及び径方向でのがたつきを抑えるので、外
部からの振動、衝撃から温度補償デバイス１３及び回折
格子部６を保護することが可能となる。

【００６２】更に、マッチンググリス１１は光ファイバ
４と屈折率が整合されているので、光ファイバ４から染
み出た信号光が再び光ファイバ４内に戻り、再結合の発
生を抑制することが可能となる。

【００６３】本実施形態においては、マッチンググリス
１１を充填しているが、光ファイバ４の光軸方向の温度
補償デバイス１３の速度の早い変位や大きな変位に対し
ては抵抗として作用するものであればよく、マッチング
グリス１１の代わりにゲル状あるいはゼリー状材料を充
填してもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、回折格子でのブラッグ波長に影響を及ぼすこと
を抑制すると共に、回折格子が形成された光ファイバ部
分及び光ファイバが固定される基材等の温度補償デバイ
スを保護することができる光ファイバ回折格子を有する
光学装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第１の実施形態を示す構成説明図である。

【図２】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第１の実施形態を示す構成説明図である。

【図３】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第２の実施形態を示す構成説明図である。

【図４】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第２の実施形態を示す構成説明図である。

【図５】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第３の実施形態を示す構成説明図である。

【図６】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第３の実施形態を示す構成説明図である。

【図７】本発明にかかる光ファイバ回折格子を有する光
学装置の第４の実施形態を示す構成説明図である。

【符号の説明】

１、１３…温度補償デバイス、２…筒状部材、３…Ａｌ
ブラケット、４…光ファイバ、５…接着剤、６…回折格
子部、７…筐体、７ａ…壁部、７ｂ…エンドキャップ、
８…突起部、９…シリコーンゴム、１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ…金属プレート、１１…マッチンググリス、１２…
樹脂製ローラ、１３ａ…上部基材、１３ｂ…下部基材、
１３ｃ…凸部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−96827（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−26804（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−186167（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−52144（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/34 G02B 6/28 G02B 5/18 G02B 6/10

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向の所定長さにわたって回折格子
   が形成された光ファイバと、 前記光ファイバの使用温度範囲で所定の熱膨張係数を有
   し、前記光ファイバを固定するための基材とを備え、 前記基材の温度変化に伴う伸縮によって前記光ファイバ
   の光軸方向に生じる変位を前記光ファイバに印加するよ
   うにした光ファイバ回折格子を有する光学装置であっ
   て、 前記光ファイバ及び前記基材を収納する筐体を有し、 前記基材が前記筐体に対して、前記基材の少なくとも前
   記光ファイバの光軸方向への変位を許容し得るように設
   けられていることを特徴とする光ファイバ回折格子を有
   する光学装置。
2. 【請求項２】 前記筐体が、前記光ファイバの光軸方向
   の端部が閉じられた金属製の部材からなり、 前記筐体の前記光ファイバの光軸方向での前記端部と前
   記基材との間に、前記基材の前記光ファイバの光軸方向
   への変位を許容する衝撃吸収部材が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の光ファイバ回折格子を有
   する光学装置。
3. 【請求項３】 前記衝撃吸収部材がシリコーンゴムにて
   形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光フ
   ァイバ回折格子を有する光学装置。
4. 【請求項４】 前記筐体が、前記光ファイバの光軸方向
   の端部が閉じられた金属製の部材からなり、 前記筐体の前記光ファイバの光軸方向での前記端部と前
   記基材とで画成される空間に、前記基材の前記光ファイ
   バの光軸方向への変位を許容する衝撃吸収材料が充填さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
   回折格子を有する光学装置。
5. 【請求項５】 前記衝撃吸収材料がマッチンググリスで
   あることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ回折
   格子を有する光学装置。
6. 【請求項６】 前記基材が前記筐体に対して、前記基材
   の前記光ファイバの径方向への変動を規制し得るように
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光フ
   ァイバ回折格子を有する光学装置。
7. 【請求項７】 前記筐体が、前記光ファイバの光軸方向
   に延びる壁部を有しており、 前記壁部と前記基材との間に、前記壁部と前記基材との
   摩擦を低減する摩擦低減部材が設けられていることを特
   徴とする請求項６に記載の光ファイバ回折格子を有する
   光学装置。
8. 【請求項８】 前記摩擦低減部材として、前記壁部内面
   に、前記基材と点接触する突起部が形成されていること
   を特徴とする請求項７に記載の光ファイバ回折格子を有
   する光学装置。
9. 【請求項９】 前記摩擦低減部材として、前記壁部と前
   記基材との間に、その表面にポリテトラフルオロエチレ
   ンを有する部材が設けられていることを特徴とする請求
   項７に記載の光ファイバ回折格子を有する光学装置。
10. 【請求項１０】 前記摩擦低減部材として、前記壁部と
    前記基材との間に、樹脂製ローラが設けられていること
    を特徴とする請求項７に記載の光ファイバ回折格子を有
    する光学装置。
11. 【請求項１１】 前記基材は、前記光ファイバの使用温
    度範囲で負の熱膨張係数を有した材料から成り、 前記基材が前記筐体に対して、前記基材の前記光ファイ
    バの径方向への変位を許容し得るように設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ回折格子
    を有する光学装置。
12. 【請求項１２】 前記筐体は、前記光ファイバ及び前記
    基材を収納する空間部を画成する金属製の壁部を有して
    おり、 前記壁部と前記基材とで画成される空間に、前記基材の
    前記光ファイバの光軸方向及び径方向への変位を許容す
    る衝撃吸収材料が充填されていることを特徴とする請求
    項１１に記載の光ファイバ回折格子を有する光学装置。
13. 【請求項１３】 前記衝撃吸収材料がマッチンググリス
    であることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ
    回折格子を有する光学装置。