JP3262749B2 - Manufacturing method of fiber grating - Google Patents

Manufacturing method of fiber grating

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JP3262749B2 JP26579697A JP26579697A JP3262749B2 JP 3262749 B2 JP3262749 B2 JP 3262749B2 JP 26579697 A JP26579697 A JP 26579697A JP 26579697 A JP26579697 A JP 26579697A JP 3262749 B2 JP3262749 B2 JP 3262749B2
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのコア
に対し縞状に屈折率に差をつけた回折格子(グレーティ
ング)を書き込み、このグレーティングによってそのグ
レーティングに対応した特定波長(Bragg 反射波長)の
光を反射させるデバイスもしくはフィルタとして用いら
れるファイバグレーティングの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of writing a diffraction grating (grating) having a refractive index difference in a stripe pattern on a core of an optical fiber, and using the grating, a specific wavelength (Bragg reflection wavelength) corresponding to the grating. The present invention relates to a method for manufacturing a fiber grating used as a device or a filter for reflecting light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のファイバグレーティ
ングとして、光ファイバのコアに対しグレーティングを
2光束干渉法もしくは位相マスク法等によって書き込ま
れたものが知られている(例えば、特開平6−2358
08号公報、特開平7−140311号公報、特許第2
521708号参照)。このようなファイバグレーティ
ングでは、ゲルマニュウム(Ge )をドープした石英ガ
ラス(コア)に対しコヒーレントな紫外レーザー光を照
射することにより該当箇所に光誘起屈折率変化を生ぜし
めてブラッグ(Bragg )グレーティングが生成(書き込
み)されるようになっている。
2. Description of the Related Art Hitherto, as this type of fiber grating, there has been known a fiber grating in which a grating is written into a core of an optical fiber by a two-beam interference method or a phase mask method (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2358).
No. 08, Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-140311, and Patent No. 2
No. 521708). In such a fiber grating, a quartz glass (core) doped with germanium (Ge) is irradiated with a coherent ultraviolet laser beam to generate a photo-induced refractive index change in a corresponding portion to generate a Bragg grating ( Write).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ブラッ
ググレーティングにより反射される特定波長(ブラッグ
波長)λB は次の(1) 式により表され、そのブラッグ波
長の光を反射する反射率は(2) 式により表される。
The specific wavelength (Bragg wavelength) .lambda.B reflected by the Bragg grating is expressed by the following equation (1), and the reflectance for reflecting the light having the Bragg wavelength is (2). It is represented by an equation.

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】[0005]

【数2】 (Equation 2)

【0006】ここで、上記の(2) 式において、グレーテ
ィング長Lを同一とした場合に特定波長λB に対する反
射率RB を向上させるには、屈折率変調分Δn を増大さ
せればよいということに着目して種々検討を行った。
In the above equation (2), when the grating length L is the same, the reflectance RB for a specific wavelength λB can be improved by increasing the refractive index modulation Δn. Various investigations were made with attention.

【0007】ところが、書き込み対象の光ファイバとし
て、従来の如く通常濃度(コア/クラッドの比屈折率差
が例えば0.9%になる程度の濃度)のGe をドープし
たコアを有する光ファイバを用いると、そのコアの光誘
起屈折率変化に対する感度(フォトセンシティビィテ
ィ)が比較的小さいため、紫外線を照射してもあまり大
きな屈折率変調分Δn を得ることはできないことにな
る。
However, as an optical fiber to be written, an optical fiber having a core doped with Ge at a normal concentration (a concentration at which the relative refractive index difference between the core and the clad becomes, for example, 0.9%) is used. In addition, since the sensitivity (photosensitivity) of the core to the light-induced refractive index change is relatively small, it is not possible to obtain a refractive index modulation Δn that is too large even by irradiating ultraviolet rays.

【0008】この点について、比較的大きな光誘起屈折
率変化を生じさせるために、書き込み対象のコアとし
て、通常濃度よりも高濃度(比屈折率差が例えば1.5
〜2.0%になる程度の濃度)のGe をドープしたコア
を用いるか、もしくは、通常濃度のGe をドープした後
に高圧下で水素を充填したコアを用いることが提案され
ている(電子情報通信学会論文誌Vol.J79-C-1 ,No.11
,415 頁,1996年11月参照)。
In this regard, in order to cause a relatively large change in the photo-induced refractive index, the core to be written has a higher density than the normal density (a relative refractive index difference of, for example, 1.5%).
It has been proposed to use a core doped with Ge at a concentration of about 2.0%) or to use a core doped with normal concentration of Ge and then filled with hydrogen under high pressure (electronic information). IEICE Transactions on Electronics Vol.J79-C-1, No.11
415, p. November 1996).

【0009】しかしながら、上記の高濃度のGe をドー
プしたコアを用いてファイバグレーティングを製作した
場合、このファイバグレーティングをフィルタ等として
使用するために通常の光ファイバに介装すると、上記フ
ァイバグレーティングに対し接続(融着)される光ファ
イバのコアが通常濃度でGe ドープされた通常仕様のも
のであるため両コア間の整合がとれず、Ge ドープの濃
度の差に起因して接続損失が増大してしまうという不都
合が生じることになる。一方、上記の高圧水素充填を施
したコアを用いてファイバグレーティングを製作しよう
とすると、充填した水素が時間の経過と共に拡散し、比
較的短期間(例えば数日間)で水素充填前の状態に戻っ
てしまうため、紫外線照射によるブラッググレーティン
グの形成期間がかなり短期間に制限されてしまうという
不都合が生じる。
However, when a fiber grating is manufactured using the core doped with Ge at a high concentration, if this fiber grating is inserted into a normal optical fiber to be used as a filter or the like, the fiber grating is Since the core of the optical fiber to be spliced (fused) is of a normal specification doped with Ge at a normal concentration, matching between the two cores cannot be achieved, and the connection loss increases due to the difference in the concentration of Ge doping. The inconvenience of doing so will occur. On the other hand, when fabricating a fiber grating using the above-described core filled with high-pressure hydrogen, the filled hydrogen diffuses with the passage of time and returns to the state before hydrogen filling in a relatively short period of time (for example, several days). Therefore, there is a disadvantage that the period of forming the Bragg grating by the irradiation of ultraviolet rays is limited to a relatively short period.

【0010】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、接続損失の増
大を招くことなく、かつ、ブラッググレーティングの形
成期間の制限を受けることなく容易に特定波長の反射率
を増大し得るファイバグレーティングの製造方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to easily increase connection loss without being limited by a Bragg grating forming period. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a fiber grating that can increase the reflectance at a specific wavelength.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、書き込み対象である光ファ
イバのコアに対しブラッググレーティングを書き込んだ
ファイバグレーティングの製造方法を前提とし、接続対
象の光ファイバのコアと同等のGe に加え、Sn を浸漬
法により共ドープしたコアを有する書き込み対象である
光ファイバを作製し、上記書き込み対象である光ファイ
バのコアに対し紫外線を照射することによりブラッググ
レーティングを書き込むようにしたものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides an optical fiber to be written.
I wrote a Bragg grating for Iva's core
Assuming the fiber grating manufacturing method,
In addition to Ge equivalent to the core of an elephant optical fiber, Sn is immersed
To be written with a core co-doped by the method
An optical fiber is manufactured, and the optical fiber
By irradiating the core of the bag with ultraviolet light,
The rating is written.

【0012】上記の構成の場合、浸漬法により共ドープ
されたSn (錫)によって書き込み対象である光ファイ
バのコアの光誘起屈折率変化が通常濃度のGe をドープ
しただけのコアと比べ定常的に増大することになる。こ
の結果、紫外線を照射した場合に上記の(2) 式における
屈折率変調分Δn が上記の通常濃度のGe をドープした
だけのコアと比べ増大して反射率が増大することにな
る。しかも、得られるファイバグレーティングのコアの
Ge ドープの濃度は接続対象の光ファイバのコアと同等
であるため、通常仕様の光ファイバと接続しても接続損
失の増大を招くこともない。さらに、高圧水素充填を行
わなくても、上記のSn の共ドープによって反射率の増
大が定常的に得られるため、上記の高圧水素充填を行っ
た場合のブラッググレーティングの形成期間に対する制
限を受けることもない。
In the case of the above configuration , the optical fiber to be written is made of Sn (tin) co-doped by the immersion method.
The photo-induced refractive index change of the core of the bar is steadily increased as compared with the core simply doped with the usual concentration of Ge. As a result, when ultraviolet light is irradiated, the refractive index modulation Δn in the above equation (2) increases compared to the core simply doped with the normal concentration of Ge, and the reflectance increases. In addition, since the Ge doping concentration of the core of the obtained fiber grating is equal to that of the core of the optical fiber to be connected, even if the optical fiber is connected to an optical fiber of a normal specification, the connection loss does not increase. Further, even if the high-pressure hydrogen filling is not performed, the reflectivity can be constantly increased by the above-described Sn co-doping, so that there is a limitation on the Bragg grating formation period when the high-pressure hydrogen filling is performed. Nor.

【0013】ここで、紫外線照射に対する光誘起屈折率
変化のメカニズムについては、Ge原子とSi O 2 (石
英ガラス)との結合が紫外線照射により変化して屈折率
変化を生じるとするクラマース−クローニッヒ機構に基
づく考え方、ガラス結合が紫外線照射により切断されて
ガラス構造の潰れが生じ、これにより、密度が増大して
屈折率が上昇するとする圧縮モデルに基づく考え方、ま
たは、双極子モデルに基づく考え方等の種々のものが提
案されているが、未だ完全には解明されていないのが実
情である。そして、上記のSn の共ドープにより光誘起
屈折率変化が増大するメカニズムについても定かではな
いが、本願発明者は、手間とかなりの期間(例えば2週
間)を要する上にブラッググレーティングの形成期間に
制限がある高圧水素充填という手段を用いることなく、
しかも、接続損失を招くことのないようにGe のドープ
量を通常仕様と同等にすることを前提にして、コアに対
するドープ物質について種々の検討・試験を行った結
果、上記のSn の共ドープを行えば従来の不都合を招く
ことなく反射率を増大させ得ることを見出だしたもので
ある。
The mechanism of the change of the photo-induced refractive index upon irradiation with ultraviolet rays is described by the Kramers-Kronig mechanism in which the bond between Ge atoms and SiO 2 (quartz glass) is changed by irradiation with ultraviolet rays to cause a change in the refractive index. Based on the compression model, which is based on the assumption that the glass bond is broken by ultraviolet irradiation and the glass structure collapses, thereby increasing the density and increasing the refractive index, or based on the dipole model Various things have been proposed, but the fact is that it has not been completely elucidated yet. Although the mechanism by which the co-doping of Sn causes an increase in the photo-induced refractive index change is not clear, the inventor of the present application requires labor and a considerable period of time (for example, two weeks), and requires a considerable time during the formation of the Bragg grating. Without using the means of high-pressure hydrogen filling with limitations,
Moreover, assuming that the doping amount of Ge is equal to the normal specification so as not to cause connection loss, various investigations and tests were performed on the doping material for the core. It has been found that the reflectance can be increased without inconvenience in the related art.

【0014】そして、上記のGe 及びSn のドープ量と
しては、請求項2記載の発明の如くGe をクラッドに対
するコアの比屈折率差が0.9%になる程度の量とする
一方、Sn を濃度10000ppm以上とするのが好ま
しい。さらに、共ドープされるSn の量として、濃度1
0000〜15000ppmとするのが好ましい。
The doping amount of Ge and Sn is such that Ge is such that the difference in the relative refractive index of the core with respect to the cladding becomes 0.9%, while Sn is used. The concentration is preferably at least 10,000 ppm. Further, as the amount of Sn to be co-doped, concentration 1
It is preferably 0000-15000 ppm.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の実施形態に係るファイバ
グレーティングの製造方法を説明するものであり、1は
ファイバグレーティングを構成する光ファイバ本体、2
はブラッググレーティング(回折格子)21の書き込み
対象であるコア、3は上記光ファイバ本体1のクラッド
である。
FIG. 1 illustrates a method of manufacturing a fiber grating according to an embodiment of the present invention.
Denotes a core to which a Bragg grating (diffraction grating) 21 is to be written, and 3 denotes a clad of the optical fiber main body 1.

【0017】上記光ファイバ本体1のコア2は、通常仕
様の光ファイバと同等のGe に加えSn が共ドープされ
作製されたものである。ここで、通常仕様の光ファイ
バとは上記光ファイバ1に対し接続される接続対象の光
ファイバのことであり、このような光ファイバはそのコ
アに対し比屈折率差が0.9%となる程度の量のGeが
ドープされて製造されたものである。そして、上記光フ
ァイバ本体1のコア2には、上記の通常仕様の光ファイ
バのコアと同量(比屈折率差が0.9%となる程度の
量)のGe に加え、濃度10000ppm以上、好まし
くは濃度10000〜15000ppmのSn が浸漬法
により共ドープされている。
The core 2 of the optical fiber main body 1 is manufactured by co-doping Sn in addition to Ge, which is equivalent to an optical fiber of a normal specification. Here, the optical fiber of the normal specification is an optical fiber to be connected to the optical fiber 1, and such an optical fiber has a relative refractive index difference of 0.9% with respect to its core. It is manufactured by doping a moderate amount of Ge. The core 2 of the optical fiber body 1 has the same amount of Ge as the core of the above-mentioned normal specification optical fiber (an amount such that the relative refractive index difference becomes 0.9%), and a concentration of 10,000 ppm or more. Preferably, Sn having a concentration of 10,000 to 15000 ppm is immersed.
Is co-doped with

【0018】上記のSn のドープは、Sn の化合物(S
n の場合、例えばSn Cl 2 ・2H 2 O)をメチルアルコ
ールと混合し、その溶液の中に浸漬すればよい。
The above-mentioned Sn doping is performed by using a compound of Sn (S
For n, for example, Sn Cl 2 · 2H 2 O) was mixed with methyl alcohol, it may be immersed in the solution.

【0019】次に、上記の如くGe とSn とがコア2に
共ドープされて作製された光ファイバ本体1に対しブラ
ッググレーティング21の書き込みを行う。このブラッ
ググレーティング21の書き込みは周知の種々の方法を
採用して行えばよく、例えば位相マスク法により行う場
合には、図1に示すように上記光ファイバ本体1の側方
直前に格子状の位相マスク4を配設し、この位相マスク
4に対し紫外レーザー光をシリンドリカルレンズ系5を
介して照射すればよい。この場合、例えばNd-YAGレ
ーザの4倍波長である266nmのコヒーレント紫外光
を照射すればよい。これにより、コア2に対し上記の位
相マスク4の格子ピッチに対応したグレーティングピッ
チのブラッググレーティング21が書き込まれることに
なる。
Next, the Bragg grating 21 is written on the optical fiber body 1 manufactured by co-doping the core 2 with Ge and Sn as described above. This writing of the Bragg grating 21 may be performed by using various well-known methods. For example, when the writing is performed by the phase mask method, as shown in FIG. The mask 4 may be provided, and the phase mask 4 may be irradiated with ultraviolet laser light via the cylindrical lens system 5. In this case, for example, coherent ultraviolet light of 266 nm, which is four times the wavelength of the Nd-YAG laser, may be irradiated. As a result, the Bragg grating 21 having a grating pitch corresponding to the grating pitch of the phase mask 4 is written into the core 2.

【0020】このブラッググレーティング21の書き込
みに際し、書き込み対象のコア2がGe に加えSn が
漬法により共ドープされたものであるため、上記紫外レ
ーザー光の照射を受けて比較的大きな光誘起屈折率変化
が生じ(フォトセンシティビティの高感度化)、高反射
率のブラッググレーティング21の形成が可能になる。
しかも、このようなブラッググレーティング21の高反
射率化が通常仕様の光ファイバのものと同等のGe ドー
プ量のままで達成できるため、ファイバグレーティング
を構成する光ファイバ本体1の両端に対し通常仕様の光
ファイバを接続してもGe ドープ量の非整合に伴う接続
損失が発生するおそれもなく、さらに、上記光誘起屈折
率変化の増大化が定常的なものであるため、高圧水素充
填による高反射率化の場合に受けるブラッググレーティ
ングの形成期間の制限が生じることはない。
When writing the Bragg grating 21, the core 2 to be written is immersed in Sn in addition to Ge.
Since it is co-doped by the immersion method, a relatively large photo-induced refractive index change is caused by the irradiation of the ultraviolet laser light (to increase the sensitivity of photosensitivity), and the Bragg grating 21 having a high reflectivity is formed. Becomes possible.
In addition, such a high reflectivity of the Bragg grating 21 can be achieved with the same Ge doping amount as that of the optical fiber of the normal specification, so that both ends of the optical fiber main body 1 constituting the fiber grating have the same reflectivity. Even if an optical fiber is connected, there is no risk of connection loss due to mismatch of the Ge doping amount, and since the above-mentioned increase in the photoinduced refractive index change is constant, high reflection due to high-pressure hydrogen filling occurs. There is no limitation on the formation period of the Bragg grating that is received in the case of efficiency.

【0021】このようなブラッググレーティング21が
書き込まれたファイバグレーティングの用途としては、
以下のようなものがある。例えば、分波器もしくは合波
器として用いる場合には、図2に示すように比較的狭い
幅の多くの異なる波長λ1 〜λn の光を伝送する場合
に、その内の特定波長λi の光だけを反射させその特定
波長λi の光をサーキュレータ6を介して分波させれば
よく、このような構成にして例えばAdd-Drop型波長多重
通信の分野において用いられる。また、上記の図2に示
すものと同様構成のものを温度や外力を検出するセンサ
として用いることもできる。すなわち、上記ブラッググ
レーティング21は温度もしくは張力が変化するとブラ
ッググレーティング21による反射波長が敏感にシフト
する特性があるため、このような反射波長の変化により
温度もしくは張力(外力)の変化を検出することができ
る。
The use of the fiber grating on which the Bragg grating 21 is written is as follows.
There are the following. For example, when used as a demultiplexer or a multiplexer, as shown in FIG. 2, when transmitting light of many different wavelengths λ1 to λn having a relatively narrow width, only the light of a specific wavelength λi is used. Is reflected and the light of the specific wavelength λi is demultiplexed via the circulator 6. Such a configuration is used in, for example, the field of Add-Drop type wavelength multiplex communication. Further, a sensor having the same configuration as that shown in FIG. 2 can be used as a sensor for detecting temperature and external force. That is, since the Bragg grating 21 has a characteristic that the reflection wavelength of the Bragg grating 21 shifts sensitively when the temperature or tension changes, it is possible to detect a change in temperature or tension (external force) due to such a change in reflection wavelength. it can.

【0022】また、図3に示すようにチャープトファイ
バグレーティング21′とすることで多層膜フィルタの
代用品として用いることができる。すなわち、複数の波
長帯(λ1 〜λn )の内から特定波長帯(中心波長λi
)の光を反射させることにより上記特定波長帯の光を
カットし、その特定波長帯を除く波長帯の光を透過させ
るようにするものである。上記のチャープトファイバグ
レーティング21′の応用例としては、特定波長帯の内
でも長波長側の光が早期に反射される一方、短波長の光
が遅れて反射されるという遅延特性を利用して、そのよ
うな反射波をサーキュレータにより取り出して分散状態
で伝送させるという分散補償器として用いることもでき
る。
As shown in FIG. 3, the chirped fiber grating 21 'can be used as a substitute for a multilayer filter. That is, a specific wavelength band (center wavelength λi) is selected from a plurality of wavelength bands (λ1 to λn).
The light of the above specific wavelength band is cut by reflecting the light of (2), and the light of the wavelength band excluding the specific wavelength band is transmitted. As an application example of the above-described chirped fiber grating 21 ', a delay characteristic is used in which light on the long wavelength side is reflected early in a specific wavelength band, while light with a short wavelength is reflected with a delay. It can also be used as a dispersion compensator that takes out such reflected waves with a circulator and transmits them in a dispersed state.

【0023】さらに、図4に示すように増幅媒体7を挟
んで両側にブラッググレーティング21,21を形成す
ることにより、各ブラッググレーティング21をレーザ
ーミラーとしての役割を果たさせて共振器を構成するこ
とができる。すなわち、特定波長の光を増幅媒体7を挟
んで両側のブラッググレーティング21,21で相互に
反射させるようにするものである。
Further, by forming Bragg gratings 21 and 21 on both sides of the amplification medium 7 as shown in FIG. 4, each Bragg grating 21 functions as a laser mirror to form a resonator. be able to. That is, light of a specific wavelength is reflected by the Bragg gratings 21 and 21 on both sides of the amplification medium 7.

【0024】本実施形態では、上記の如き各用途におい
てブラッググレーティング21,21′の高反射率化が
図られるため、特定波長もしくは特定波長帯の光をほぼ
完全に反射させることができ、その特定波長もしくは特
定波長帯の光のほぼ全てを取り出しもしくは遮断するこ
とができるようになる。 <他の実施形態> なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、その他種々の実施形態を包含するものである。すな
わち、上記実施形態では、Ge に対し共ドープする金属
元素をSn としているが、これに限らず、Sn と例えば
セシウム(Ce )、プラセオジウム(Pr )、テルビウ
ム(Tb )、ボロン(B)もしくはアルミニュウム(A
l )の各種金属元素の内の一種との組み合わせを共ドー
プしてもよい。
In the present embodiment, since the Bragg gratings 21 and 21 'have high reflectivity in each of the above-mentioned applications, light of a specific wavelength or a specific wavelength band can be reflected almost completely. Almost all light of a wavelength or a specific wavelength band can be extracted or cut off. <Other Embodiments> Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various other embodiments. That is, in the above embodiment, the metal element co-doped with Ge is Sn. However, the present invention is not limited to this. Sn and, for example, cesium (Ce), praseodymium (Pr), terbium (Tb), boron (B), or aluminum (A
l) The combination with one of the various metal elements may be co-doped.

【0025】[0025]

【実施例】Ge とSn とを共ドープしたコアに対しブラ
ッググレーティングを書き込んだ実施例と、通常仕様の
濃度でGe のみをドープしたコアに対しブラッググレー
ティングを書き込んだ第1比較例と、通常仕様よりも高
濃度のGe のみをドープしたコアに対しブラッググレー
ティングを書き込んだ第2比較例とを作成し、反射率の
性能比較を行った。
EXAMPLE An example in which a Bragg grating was written in a core co-doped with Ge and Sn, a first comparative example in which a Bragg grating was written in a core doped only with Ge at a concentration of a normal specification, and a normal specification A second comparative example in which a Bragg grating was written on a core doped only with a higher concentration of Ge than the comparative example was prepared, and the reflectance performance was compared.

【0026】以下、具体的に上記の実施例、第1及び第
2比較例について説明すると、それぞれ光ファイバ本体
1は外径125μm、モードフィールド径6μm、カッ
トオフ周波数1.3μm程度のものを用い、そのコアに
対し、実施例については光ファイバ本体1の比屈折率差
Δが0.9%になる程度の量のGe と10000ppm
のSn とを共ドープし、比屈折率差Δを1.0%とし
た。第1比較例については比屈折率差Δが0.9%にな
る程度の量のGe のみを、第2比較例については比屈折
率差Δが2.0%になる程度の量のGe のみをそれぞれ
ドープした。
The above embodiment and first and second comparative examples will be specifically described below. The optical fiber body 1 has an outer diameter of about 125 μm, a mode field diameter of about 6 μm, and a cutoff frequency of about 1.3 μm. In the embodiment, the amount of Ge relative to the core and the amount such that the relative refractive index difference Δ of the optical fiber body 1 becomes 0.9% and 10,000 ppm
Was co-doped, and the relative refractive index difference Δ was set to 1.0%. For the first comparative example, only the amount of Ge such that the relative refractive index difference Δ becomes 0.9%, and for the second comparative example, only the amount of Ge such that the relative refractive index difference Δ becomes 2.0%. Was respectively doped.

【0027】また、上記のコアに対し高圧水素充填を施
したものと、施さないもの(水素未処理)との2種類を
用意し、水素未処理と高圧水素充填との比較をも行っ
た。従って、水素未処理のものをそれぞれ実施例(E−
1),第1比較例(N−1),第2比較例(H−1)と
し、高圧水素充填のものをそれぞれ実施例(E−2),
第1比較例(N−2),第2比較例(H−2)とする。
なお、上記の高圧水素充填は200気圧の高圧水素を充
填した密封容器中に1〜2週間の範囲で一定期間封入す
ることにより行った。
Further, two types of cores were prepared, one in which the above-mentioned core was subjected to high-pressure hydrogen filling and the other in which the core was not subjected to hydrogen treatment (untreated with hydrogen). A comparison was made between untreated hydrogen and high-pressure hydrogen filling. Therefore, those not treated with hydrogen were used in Examples (E-
1), a first comparative example (N-1), and a second comparative example (H-1).
A first comparative example (N-2) and a second comparative example (H-2) are provided.
The high-pressure hydrogen filling was performed by sealing the container in a sealed container filled with high-pressure hydrogen at 200 atm for a certain period of time in the range of 1 to 2 weeks.

【0028】これら実施例、第1及び第2比較例の各光
ファイバ本体1に対するブラッググレーティングの書き
込みは、YAG レーザの4倍波長である266nm,パル
ス幅10ns,繰り返し周波数10Hz の紫外レーザ光
源を用い、レーザー出射パワー10mWのレンズ系5で
集光し位相マスク4を用いた位相マスク法により掌主時
間を種々変化させて行った(図1参照)。なお、この
際、実施例(E−1),第1比較例(N−1)及び第2
比較例(H−1)についてはグレーティング長がそれぞ
れ0.3mmのブラッググレーティングを形成し、実施
例(E−2),第1比較例(N−2)及び第2比較例
(H−2)についてはグレーティング長が2.0mmの
ブラッググレーティングを形成した。
The writing of the Bragg grating to each of the optical fiber bodies 1 of the embodiment and the first and second comparative examples is performed using an ultraviolet laser light source having a wavelength 266 nm, which is four times the wavelength of the YAG laser, a pulse width of 10 ns, and a repetition frequency of 10 Hz. The light was condensed by a lens system 5 having a laser output power of 10 mW, and the main hand time was variously changed by a phase mask method using a phase mask 4 (see FIG. 1). At this time, the embodiment (E-1), the first comparative example (N-1) and the second comparative example (N-1)
For the comparative example (H-1), a Bragg grating having a grating length of 0.3 mm was formed, and the example (E-2), the first comparative example (N-2), and the second comparative example (H-2) were formed. As for, a Bragg grating having a grating length of 2.0 mm was formed.

【0029】上記の3種類のドープの違いと、高圧水素
充填の有無による6種類のもの(E−1,N−1,H−
1,E−2,N−2,H−2)についての紫外光の照射
時間に対する反射率特性を図5に示す。
Differences between the above three types of dopes and six types (E-1, N-1, H-
FIG. 5 shows the reflectance characteristics of (1, E-2, N-2, H-2) with respect to the irradiation time of ultraviolet light.

【0030】この図5に基づいて水素未処理のものにつ
いて比較すると、Geに加えSnを共ドープした実施例
(E−1)では照射時間の増加と共に反射率が増大し4
0分〜50分の照射時間でほぼ70%の反射率に到達し
たのに対し、通常濃度のGeのみをドープした第1比較
例(N−1)では照射時間の増加と共に反射率が増大す
るものの40分〜50分の照射時間で30%前後の反射
率までしか到達せず、また、高濃度のGe のみをドープ
した第2比較例(H−1)では照射時間の増加と共に反
射率が増大し40分〜50分の照射時間でほぼ75%の
反射率に到達した。
Referring to FIG. 5, a comparison was made between the samples not treated with hydrogen. In Example (E-1) in which Sn was co-doped in addition to Ge, the reflectance increased as the irradiation time increased.
While the reflectance reached almost 70% in the irradiation time of 0 to 50 minutes, in the first comparative example (N-1) in which only the normal concentration of Ge was doped, the reflectance increased as the irradiation time increased. However, in the second comparative example (H-1) in which only a high concentration of Ge was doped, the reflectance reached only about 30% in the irradiation time of 40 minutes to 50 minutes, and the reflectance increased with the irradiation time. It increased and reached a reflectance of almost 75% with an irradiation time of 40 to 50 minutes.

【0031】従って、高圧水素充填を施さなくても、実
施例(E−1)では通常濃度のGeに加えSn を共ドー
プすることにより、通常濃度のGe のみをドープした第
1比較例(N−1)と比べ大幅に反射率を増大させるこ
とができる上に、比屈折率差で2.0%と高濃度のGe
をドープした第2比較例(H−1)とほぼ同等の高反射
率を得ることができた。
Therefore, even if the high-pressure hydrogen filling is not performed, in Example (E-1), Sn was co-doped in addition to the normal concentration of Ge, so that the first comparative example (N -1), the reflectivity can be greatly increased, and a high-concentration Ge of 2.0% in relative refractive index difference.
, A high reflectivity almost equivalent to that of the second comparative example (H-1) doped with is obtained.

【0032】また、高圧水素充填のものについて比較す
ると、実施例(E−2)では照射の開始直後から反射率
が急激に増大し数分の照射時間で95%以上の反射率に
到達したのに対し、通常濃度のGe のみをドープした第
1比較例(N−2)では照射時間の増加と共に反射率が
増大するものの30分以上の照射時間が経過しないと9
5%程度の反射率には到達せず、また、高濃度のGe の
みをドープした第2比較例(H−2)では上記実施例
(E−2)よりも僅かに劣るものの実施例(E−2)と
ほぼ同様の傾向を示した。
In comparison with the case of high pressure hydrogen filling, in Example (E-2), the reflectivity sharply increased immediately after the start of irradiation, and reached 95% or more in several minutes of irradiation time. On the other hand, in the first comparative example (N-2) doped with only the normal concentration of Ge, the reflectance increases with the increase of the irradiation time, but the irradiation time becomes longer if the irradiation time does not exceed 30 minutes.
In the second comparative example (H-2) in which the reflectivity did not reach about 5% and only high-concentration Ge was doped, the second comparative example (E-2) was slightly inferior to the example (E-2). -2) showed almost the same tendency.

【0033】従って、高圧水素充填を施こした場合であ
っても、実施例(E−2)では通常濃度のGeに加えS
n を共ドープすることにより、高濃度のGeをドープし
た第2比較例(H−2)とほぼ同等の高反射率を得るこ
とができる上に、通常濃度のGe のみをドープした第1
比較例(N−2)と比べ極めて短時間の紫外光の照射に
より95%以上という高反射率を得ることができた。
Therefore, even in the case where high-pressure hydrogen filling is performed, in Example (E-2), in addition to the normal concentration of Ge, S
By co-doping n, it is possible to obtain a high reflectance substantially equal to that of the second comparative example (H-2) doped with high concentration of Ge, and to obtain a first reflection doped only with normal concentration of Ge.
Compared to Comparative Example (N-2), a very high reflectance of 95% or more could be obtained by irradiation of ultraviolet light for a very short time.

【0034】なお、上記の実施例(E−1)及び実施例
(E−2)において、共ドープするSnの濃度を上記の
如く10000ppmではなく15000ppm(比屈
折率差にして0.15%相当)にした場合においても、
高反射率化の効果は10000ppmにした場合とほぼ
同等であった。
In the above Examples (E-1) and (E-2), the concentration of Sn to be co-doped is not 10000 ppm as described above but 15000 ppm (corresponding to 0.15% in terms of relative refractive index difference). ),
The effect of increasing the reflectance was almost the same as the case of 10,000 ppm.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は2
記載の発明におけるファイバグレーティングの製造方法
によれば、通常濃度のGe に加えSn を浸漬法により
ドープすることにより反射率を大幅に増大させて高反射
率のファイバグレーティングを実現させることができる
上に、接続対象の光ファイバと接続してもGe濃度の不
整合に起因する接続損失の増大発生を防止することがで
きるファイバグレーティングを得ることができる。しか
も、高圧水素充填を行わなくても定常的に高反射率が得
られるため、高圧水素充填を行った場合のブラッググレ
ーティングの形成期間に対する制限を受けることもな
く、ブラッググレーティングの形成を容易に行うことが
できるようになる。
As described above, according to the method for manufacturing a fiber grating according to the first or second aspect of the present invention, Sn is co-doped by the immersion method in addition to the normal concentration of Ge. It is possible to realize a fiber grating with high reflectance by greatly increasing the reflectance, and to prevent the occurrence of an increase in connection loss due to a mismatch in Ge concentration even when connected to an optical fiber to be connected. Thus, a fiber grating can be obtained . In addition, since a high reflectance is constantly obtained without filling with high-pressure hydrogen, the formation of the Bragg grating can be easily performed without being restricted by the period of forming the Bragg grating when filling with high-pressure hydrogen. Will be able to do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態におけるブラッググレーティ
ングの書き込み法を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a writing method of a Bragg grating in an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態の用途を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an application of the embodiment.

【図3】図2とは異なる用途を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a use different from that of FIG. 2;

【図4】図2及び図3とは異なる用途を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing an application different from those in FIGS. 2 and 3;

【図5】各種ファイバグレーティングの紫外光の照射時
間に対する反射率特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating reflectance characteristics of various fiber gratings with respect to irradiation time of ultraviolet light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ本体 2 書き込み対象のコア 3 クラッド 21,21′ ブラッググレーティング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber main body 2 Core for writing 3 Cladding 21, 21 'Bragg grating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−113729(JP,A) 特開 平9−236720(JP,A) IEEE PHOTONICS TE CHNOLOGY LETTERS,V OL.7(9)(1995),p.1048− 1050 OPTICS LETTERS,VO L.20(19)(1995),pp.1982− 1984 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/18 G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-113729 (JP, A) JP-A-9-236720 (JP, A) IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 7 (9) (1995), p. 1048-1050 OPTICS LETTERS, VOL. 20 (19) (1995) pp. 1982-1984 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/18 G02B 6/00 G02B 6/10 G02B 6/16-6/22 G02B 6/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 書き込み対象である光ファイバのコアに
対しブラッググレーティングを書き込んだファイバグレ
ーティングの製造方法において、 接続対象の光ファイバのコアと同等の濃度のGe に加
え、Sn を浸漬法により共ドープしたコアを有する書き
込み対象である光ファイバを作製し、 上記書き込み対象である光ファイバのコアに対し紫外線
を照射することによりブラッググレーティングを書き込
む、 ことを特徴とするファイバグレーティングの製造方法。
1. A core of an optical fiber to be written.
Fiber grating with Bragg grating
In the manufacturing method of the coating, Ge is added to the same concentration as the core of the optical fiber to be connected.
And having a core co-doped with Sn by the immersion method.
An optical fiber to be embedded is manufactured, and ultraviolet light is applied to the core of the optical fiber to be written.
Write Bragg grating by irradiating
A method of manufacturing a fiber grating.
【請求項2】 請求項1において、上記 書き込み対象である光ファイバのコアは、クラッド
に対するコアの比屈折率差が0.9%になる程度の量
のGe に加え、濃度10000ppm以上のSn が共ド
ープされている、 ことを特徴とするファイバグレーティングの製造方法
2. The method of claim 1, the core of the optical fiber which is the write target, in addition to Ge in an amount that the relative refractive index difference of the core is 0.9% with respect to the cladding, the concentration 10000ppm or more Sn There co de
Is-loop, a fiber grating fabricating method, characterized in that.
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.7(9)(1995),p.1048−1050
OPTICS LETTERS,VOL.20(19)(1995),pp.1982−1984

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