JP3281349B2 - 光ファイバー格子の製造方法及び装置 - Google Patents
光ファイバー格子の製造方法及び装置Info
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- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
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- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
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- G02B6/02142—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating based on illuminating or irradiating an amplitude mask, i.e. a mask having a repetitive intensity modulating pattern
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- Prostheses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーブラ
ッグ格子のような光ファイバー格子を製造する技術に関
する。
ッグ格子のような光ファイバー格子を製造する技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】このような技術の一般的な概説として、
T.Erdogan による「ファイバー格子スペクトル(Fiber G
rating Spectra) 」（Journal of Lightwave Technolog
y 、Vol.15、No.8、１９９７年８月、１２７７〜１２９
４頁）が参照できる。特に、本発明は、これも前記文献
に記載されているアポダイゼーション(apodisation) と
して公知の技術に係り、該技術は、本質的にファイバー
軸に沿って屈折率の増加を生じさせ、その包絡線は、一
定の平均屈折率が得られるような特定の空間分布を示
す。この包絡線は、両凸状又は目状(eye) 挙動を示す
（例えば、「レイズド・ガウシアン(raised Gaussian)
」と称される型の分布を有する）。
T.Erdogan による「ファイバー格子スペクトル(Fiber G
rating Spectra) 」（Journal of Lightwave Technolog
y 、Vol.15、No.8、１９９７年８月、１２７７〜１２９
４頁）が参照できる。特に、本発明は、これも前記文献
に記載されているアポダイゼーション(apodisation) と
して公知の技術に係り、該技術は、本質的にファイバー
軸に沿って屈折率の増加を生じさせ、その包絡線は、一
定の平均屈折率が得られるような特定の空間分布を示
す。この包絡線は、両凸状又は目状(eye) 挙動を示す
（例えば、「レイズド・ガウシアン(raised Gaussian)
」と称される型の分布を有する）。
【０００３】異なるアポダイゼーション技術が、H.Sing
h とM.Zippinによる論文「一様な位相マスクを用いたＤ
ＷＤＭ用アポダイゼーションファイバーブラッグ格子(A
podized fiber Bragg gratings for DWDM applications
using uniform phase masks) 」（ＥＣＯＣ’９８コン
ファレンスに提出、１９９８年９月２０〜２４日、マド
リッド、スペイン）だけでなく、例えば、R.Kashyap と
P.J.Armes による「チャープ及び非チャープファイバー
ブラッグ格子をアポダイゼーションするための簡単な技
術(Simple technique for apodising chirped and unch
irped fibre Bragg gratings) 」（Electronics Letter
s 、１９９６年６月１０日、Vol.32、No13、１２２６〜
１２２７頁）、M.Guy 、J.Lauzon、M.Palletier 、P.Eh
bets、D.Asselin による論文「スペクトル的に全ファイ
バーフィルターを設計しファイバー格子をアポダイゼー
ションするための簡単かつ柔軟な技術(Simple and flex
ible technique for spectrally designing all-fibre
filter and apodizing fibre gratings)」（ＥＣＯＣ’
９７コンファレンスに提出、１９９７年９月２２〜２５
日、Conference Publication No 448 、IEE 1997、１９
５〜１９８頁）、及びJ.J.Pan 、F.Q.Zhou、Y.She 、S.
X.Liによる論文「最適ＦＢＧのためアポダイゼーション
された有効位相マスク(Effective Apodized Phase Mask
For OptimumFBGs)」（Ｃｌｅｏ Ｅｕｒｏｐｅ’９８
コンファレンスに提出、１９９８年９月１４〜１８日、
グラスゴー、スコットランド）にも記載されている。上
記H.Singh とM.Zippinによる論文は、請求項１の前段の
基礎として使用されている。
h とM.Zippinによる論文「一様な位相マスクを用いたＤ
ＷＤＭ用アポダイゼーションファイバーブラッグ格子(A
podized fiber Bragg gratings for DWDM applications
using uniform phase masks) 」（ＥＣＯＣ’９８コン
ファレンスに提出、１９９８年９月２０〜２４日、マド
リッド、スペイン）だけでなく、例えば、R.Kashyap と
P.J.Armes による「チャープ及び非チャープファイバー
ブラッグ格子をアポダイゼーションするための簡単な技
術(Simple technique for apodising chirped and unch
irped fibre Bragg gratings) 」（Electronics Letter
s 、１９９６年６月１０日、Vol.32、No13、１２２６〜
１２２７頁）、M.Guy 、J.Lauzon、M.Palletier 、P.Eh
bets、D.Asselin による論文「スペクトル的に全ファイ
バーフィルターを設計しファイバー格子をアポダイゼー
ションするための簡単かつ柔軟な技術(Simple and flex
ible technique for spectrally designing all-fibre
filter and apodizing fibre gratings)」（ＥＣＯＣ’
９７コンファレンスに提出、１９９７年９月２２〜２５
日、Conference Publication No 448 、IEE 1997、１９
５〜１９８頁）、及びJ.J.Pan 、F.Q.Zhou、Y.She 、S.
X.Liによる論文「最適ＦＢＧのためアポダイゼーション
された有効位相マスク(Effective Apodized Phase Mask
For OptimumFBGs)」（Ｃｌｅｏ Ｅｕｒｏｐｅ’９８
コンファレンスに提出、１９９８年９月１４〜１８日、
グラスゴー、スコットランド）にも記載されている。上
記H.Singh とM.Zippinによる論文は、請求項１の前段の
基礎として使用されている。
【０００４】上記引用した文献に記載のアポダイゼーシ
ョン技術は全て、アポダイゼーション・プロセスを実施
することの複雑さ／高コスト、並びに／又はマスクの除
去及び／若しくはファイバーの縦方向変位若しくはいず
れにしてもファイバー自身への作用の必要性を主たる原
因とする不正確さのような要因による幾つかの欠点を多
かれ少なかれ有する。前記不正確さは、ファイバー内に
作られる格子の特性に悪影響を与える。さらに、参照し
てきた技術の一つでは、ファイバーの両面を照射するこ
とが要求され、このことは、光誘導光学ベンチの構造に
重大な制限を加える。
ョン技術は全て、アポダイゼーション・プロセスを実施
することの複雑さ／高コスト、並びに／又はマスクの除
去及び／若しくはファイバーの縦方向変位若しくはいず
れにしてもファイバー自身への作用の必要性を主たる原
因とする不正確さのような要因による幾つかの欠点を多
かれ少なかれ有する。前記不正確さは、ファイバー内に
作られる格子の特性に悪影響を与える。さらに、参照し
てきた技術の一つでは、ファイバーの両面を照射するこ
とが要求され、このことは、光誘導光学ベンチの構造に
重大な制限を加える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アポ
ダイゼーションされた格子を光ファイバー内に製造する
技術であって、上記欠点に影響されず、かつ、簡単で正
確で経済的な方法で実現できる該技術を提供することで
ある。
ダイゼーションされた格子を光ファイバー内に製造する
技術であって、上記欠点に影響されず、かつ、簡単で正
確で経済的な方法で実現できる該技術を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により、上記目的
は、特許請求の範囲に記載の特徴を有する方法により達
成される。本発明は、関連の装置にも関する。
は、特許請求の範囲に記載の特徴を有する方法により達
成される。本発明は、関連の装置にも関する。
【０００７】
【実施例】以下、単に非制限的な例により添付図面を参
照して本発明を説明する。図１と図２は、本発明による
方法を実施する連続した２つの段階を略示する。図３
は、図２の変形を示す。図４〜１０は、書き込み放射の
強度の、及び／又は本方法の連続段階にて得られるファ
イバーの屈折率の代表的な特性を示す。図１１は、本方
法を実施するための装置の可能な実施態様を略示する。
照して本発明を説明する。図１と図２は、本発明による
方法を実施する連続した２つの段階を略示する。図３
は、図２の変形を示す。図４〜１０は、書き込み放射の
強度の、及び／又は本方法の連続段階にて得られるファ
イバーの屈折率の代表的な特性を示す。図１１は、本方
法を実施するための装置の可能な実施態様を略示する。
【０００８】ブラッグ格子のような格子を光ファイバー
Ｆ内に作るため、現在のところ好適な本発明の実施態様
では、以下の要素を使用する必要がある。 （１）格子をファイバー内に書き込むのに用いられる電
磁放射の発生用光源１。これは、単色紫外光源（例え
ば、周波数重複により約２４４ナノメートルの範囲内に
放出波長を有するようされたアルゴンレーザー）であ
り、例えばほぼガウス型とし得るビーム強度の２次元(b
i-dimensional)プロファイルを有する。 （２）レンズ２。代表的には円柱レンズ。これにより、
光源１を出た書き込みビームをフォーカシングでき、図
１、２、３に示されたデカルト基準系のｚ軸の方向に延
びたフォーカシング軸Ａ−Ａ’上に書き込みビームを集
中できる。 （３）レンズ２とファイバーＦの間に配置される位相マ
スク３。 （４）交換可能な第１及び第２絞り４、４’。後でさら
に説明する基準に従って光源１と円柱レンズ２の間に配
置される。 上記要素１、２、３、４（及び４’）は、光源１により
発生される放射の一般的な伝播方向に沿って相互に整列
される。この伝播方向は、図１、２及び３に示された基
準系のｙ軸に対応する。後で分かるように、絞り４を使
用しないこともできる。
Ｆ内に作るため、現在のところ好適な本発明の実施態様
では、以下の要素を使用する必要がある。 （１）格子をファイバー内に書き込むのに用いられる電
磁放射の発生用光源１。これは、単色紫外光源（例え
ば、周波数重複により約２４４ナノメートルの範囲内に
放出波長を有するようされたアルゴンレーザー）であ
り、例えばほぼガウス型とし得るビーム強度の２次元(b
i-dimensional)プロファイルを有する。 （２）レンズ２。代表的には円柱レンズ。これにより、
光源１を出た書き込みビームをフォーカシングでき、図
１、２、３に示されたデカルト基準系のｚ軸の方向に延
びたフォーカシング軸Ａ−Ａ’上に書き込みビームを集
中できる。 （３）レンズ２とファイバーＦの間に配置される位相マ
スク３。 （４）交換可能な第１及び第２絞り４、４’。後でさら
に説明する基準に従って光源１と円柱レンズ２の間に配
置される。 上記要素１、２、３、４（及び４’）は、光源１により
発生される放射の一般的な伝播方向に沿って相互に整列
される。この伝播方向は、図１、２及び３に示された基
準系のｙ軸に対応する。後で分かるように、絞り４を使
用しないこともできる。
【０００９】光源１、レンズ２及び位相マスク３を選択
する基準は、当該技術では一般に知られており、本発明
を理解するのに重要でもないので、ここでさらに詳細に
説明する必要はないであろう。このことは、特に、位相
マスク３の特性に関しても当てはまる。この位相マスク
は、直線表面エッチングのアレイにより、ファイバーＦ
に面する表面３ａ上に設けられる。この直線表面エッチ
ングは、通常は軸Ａ−Ａ’に対して直交する方向、すな
わち、後によく分かるように、ファイバーＦの軸に直交
する方向に配置される。本発明による方法は、本質的
に、両段階においてマスクを除去することなく、光源１
により発生された放射にファイバーＦを二回露光する。
最初の露光は、図１に示された基準に従って行われる。
すなわち、ファイバーＦは、レンズ２の焦点軸Ａ−Ａ’
に沿って配置され、位相マスク３は、ファイバーＦに近
接して（通常は直接接触して）配置され、ｙ軸（すなわ
ち、光源１から到達しレンズ２により集中される書き込
み放射の伝播方向）に対し直交する面内に存在する。図
１にて、参照符号「＋１」と「−」は、位相マスクの対
応する第１次の回折を略示し、これらは干渉領域を与え
る。ファイバーＦは、干渉領域内に配置され、ファイバ
ーに入射する書き込み放射の強度変調の所望の効果を生
じさせ、その結果、同ファイバーの屈折率の対応する変
調が得られる。
する基準は、当該技術では一般に知られており、本発明
を理解するのに重要でもないので、ここでさらに詳細に
説明する必要はないであろう。このことは、特に、位相
マスク３の特性に関しても当てはまる。この位相マスク
は、直線表面エッチングのアレイにより、ファイバーＦ
に面する表面３ａ上に設けられる。この直線表面エッチ
ングは、通常は軸Ａ−Ａ’に対して直交する方向、すな
わち、後によく分かるように、ファイバーＦの軸に直交
する方向に配置される。本発明による方法は、本質的
に、両段階においてマスクを除去することなく、光源１
により発生された放射にファイバーＦを二回露光する。
最初の露光は、図１に示された基準に従って行われる。
すなわち、ファイバーＦは、レンズ２の焦点軸Ａ−Ａ’
に沿って配置され、位相マスク３は、ファイバーＦに近
接して（通常は直接接触して）配置され、ｙ軸（すなわ
ち、光源１から到達しレンズ２により集中される書き込
み放射の伝播方向）に対し直交する面内に存在する。図
１にて、参照符号「＋１」と「−」は、位相マスクの対
応する第１次の回折を略示し、これらは干渉領域を与え
る。ファイバーＦは、干渉領域内に配置され、ファイバ
ーに入射する書き込み放射の強度変調の所望の効果を生
じさせ、その結果、同ファイバーの屈折率の対応する変
調が得られる。
【００１０】上記既に述べたように、光源１から来る紫
外放射のビームは、通常はほぼガウス型の２次元強度プ
ロファイルを有する。レンズ２を介してファイバーＦの
コアー上に集中される前に、ビームは、特定の場合にと
って最適な形状を有する絞り４により成形される。絞り
４は、放射ビームが円柱レンズ２の焦点において焦点軸
Ａ−Ａ’に平行な方向に（すなわちファイバーコアーの
軸に沿って）所望の数学関数により表し得る強度プロフ
ァイルを有することが可能なように、（公知の方法に
て）設計される。図１は、例として、ｚ軸方向の軸に対
称的な２つのガウス型曲線により定められる開口を有す
る絞りを示し、位相マスク３が存在しない場合には光学
軸Ａ−Ａ’に沿って光強度のガウス型プロファイルが理
想的に得られる。このプロファイルは、図４に示され
る。図５は、ファイバーＦに接触して又は近接して配置
された位相マスク３の効果を示す。実際、マスクは、フ
ァイバーコアーに入射する書き込み放射の強度を変調
し、それにより、そのコアー内に図７に表された型の特
性を有する屈折率の変調を生じさせる。図７では、包絡
線及び平均値は、実質的にガウス型の特性を有する。
外放射のビームは、通常はほぼガウス型の２次元強度プ
ロファイルを有する。レンズ２を介してファイバーＦの
コアー上に集中される前に、ビームは、特定の場合にと
って最適な形状を有する絞り４により成形される。絞り
４は、放射ビームが円柱レンズ２の焦点において焦点軸
Ａ−Ａ’に平行な方向に（すなわちファイバーコアーの
軸に沿って）所望の数学関数により表し得る強度プロフ
ァイルを有することが可能なように、（公知の方法に
て）設計される。図１は、例として、ｚ軸方向の軸に対
称的な２つのガウス型曲線により定められる開口を有す
る絞りを示し、位相マスク３が存在しない場合には光学
軸Ａ−Ａ’に沿って光強度のガウス型プロファイルが理
想的に得られる。このプロファイルは、図４に示され
る。図５は、ファイバーＦに接触して又は近接して配置
された位相マスク３の効果を示す。実際、マスクは、フ
ァイバーコアーに入射する書き込み放射の強度を変調
し、それにより、そのコアー内に図７に表された型の特
性を有する屈折率の変調を生じさせる。図７では、包絡
線及び平均値は、実質的にガウス型の特性を有する。
【００１１】図４及び図５では、図６〜１０と同様に、
図の横軸は、図１〜３のデカルト基準系のｚ軸に実際に
対応する。特に、図６は、図１の構成中の直線Ｂ−Ｂ’
に沿って検出される放射強度の特性を示す。該直線Ｂ−
Ｂ’は、軸Ａ−Ａ’に平行であり、かつ、書き込み放射
の伝播方向ｙにおいて同軸Ａ−Ａ’に整列又は実質的に
整列している。直線Ｂ−Ｂ’とＡ−Ａ’の距離は、格子
長に関係する。例えば、直線Ｂ−Ｂ’は、格子が５〜１
０ｍｍ長の場合、軸Ａ−Ａ’から約１０〜２０ｍｍの距
離にそれぞれ配置され得る。実際には、直線Ｂ−Ｂ’に
おいて位相マスクにより導入される回折次数＋１と−１
間の相互干渉の効果が存在し得ないだけの距離で十分で
ある。この直線に沿って検出できる放射の強度プロファ
イルが、実際には２つのベル形に対応し、ベル形の各々
は、（図示された例では）ガウス型プロファイルを有
し、両方のベル形の相互に内側の裾野が重なり合ってい
るところは、最も僅かな加法的影響しか与えないので、
実際には無視できることが分かる。ここに例示された実
施例では、絞り４を使用するのが好ましいのではある
が、決して強制されるものではない。このことは、少な
くとも、光源１により発生される放射強度の空間分布が
（ガウス型か否かに関わらず）それ自身満足なものと見
なされるプロファイルを有するならば、当てはまる。明
らかに、光源とは異なる強度プロファイルがファイバー
書き込みのために使用されるならば、このような異なる
プロファイルを生じるような絞り４が採用される。
図の横軸は、図１〜３のデカルト基準系のｚ軸に実際に
対応する。特に、図６は、図１の構成中の直線Ｂ−Ｂ’
に沿って検出される放射強度の特性を示す。該直線Ｂ−
Ｂ’は、軸Ａ−Ａ’に平行であり、かつ、書き込み放射
の伝播方向ｙにおいて同軸Ａ−Ａ’に整列又は実質的に
整列している。直線Ｂ−Ｂ’とＡ−Ａ’の距離は、格子
長に関係する。例えば、直線Ｂ−Ｂ’は、格子が５〜１
０ｍｍ長の場合、軸Ａ−Ａ’から約１０〜２０ｍｍの距
離にそれぞれ配置され得る。実際には、直線Ｂ−Ｂ’に
おいて位相マスクにより導入される回折次数＋１と−１
間の相互干渉の効果が存在し得ないだけの距離で十分で
ある。この直線に沿って検出できる放射の強度プロファ
イルが、実際には２つのベル形に対応し、ベル形の各々
は、（図示された例では）ガウス型プロファイルを有
し、両方のベル形の相互に内側の裾野が重なり合ってい
るところは、最も僅かな加法的影響しか与えないので、
実際には無視できることが分かる。ここに例示された実
施例では、絞り４を使用するのが好ましいのではある
が、決して強制されるものではない。このことは、少な
くとも、光源１により発生される放射強度の空間分布が
（ガウス型か否かに関わらず）それ自身満足なものと見
なされるプロファイルを有するならば、当てはまる。明
らかに、光源とは異なる強度プロファイルがファイバー
書き込みのために使用されるならば、このような異なる
プロファイルを生じるような絞り４が採用される。
【００１２】図２及び図３において２つの可能な実施態
様により表されているように、本方法の第２段階では、
ファイバーＦと位相マスク３を相対的に変位させ、位相
マスク３の回折次数＋１と−１がもはや干渉しない領域
内にファイバーＦを存在させる。図６は、それらの条件
を示す。この結果は、図３に示されるように、マスク３
をレンズ２の焦点に保持し、ファイバーＦの軸が直線Ｂ
−Ｂ’に一致するようにファイバーＦを変位させること
により達成できる。これと等価で現在のところ好ましい
解決策が図２に示される。すなわち、ファイバーＦが円
柱レンズ２の焦点に保持され、図１の軸Ｂ−Ｂ’がＡ−
Ａ’に一致するようにマスク３が配置される。採用され
る解決策に関わらず、上記相対的な変位は、通常は光源
１のスイッチが切られた状態で行われ、それにより、上
記変位中にファイバーＦが書き込み放射に露光しないよ
うにする。
様により表されているように、本方法の第２段階では、
ファイバーＦと位相マスク３を相対的に変位させ、位相
マスク３の回折次数＋１と−１がもはや干渉しない領域
内にファイバーＦを存在させる。図６は、それらの条件
を示す。この結果は、図３に示されるように、マスク３
をレンズ２の焦点に保持し、ファイバーＦの軸が直線Ｂ
−Ｂ’に一致するようにファイバーＦを変位させること
により達成できる。これと等価で現在のところ好ましい
解決策が図２に示される。すなわち、ファイバーＦが円
柱レンズ２の焦点に保持され、図１の軸Ｂ−Ｂ’がＡ−
Ａ’に一致するようにマスク３が配置される。採用され
る解決策に関わらず、上記相対的な変位は、通常は光源
１のスイッチが切られた状態で行われ、それにより、上
記変位中にファイバーＦが書き込み放射に露光しないよ
うにする。
【００１３】いずれにしても、上記変位は相対的なもの
である。というのは、（図３に示されるように）レンズ
２と位相マスク３（及び通常は光源１）により形成され
る設定を静止させてファイバーＦを移動させることによ
り、又は（図２に示されるように）ファイバーとレンズ
２を静止させてマスクを変位させることにより、又は関
連部分の両方の設定を変位させることにより、上記相対
変位を実行できるからである。ファイバー及び／又はマ
スクの変位は、公知タイプの並進装置、例えばマイクロ
メーター・スクリュー装置、圧電並進機などにより実行
し得る。その選択は変位範囲にも依存する。上記相対変
位は、実際には位相マスク３の面に直交する方向におけ
るファイバーＦの位相マスク３に対する相対的な空間配
置に対応する。従って、位相マスクに対するファイバー
Ｆの縦方向のどんな平行移動よりも十分に高い精度にて
変位を実行できる。本明細書の冒頭部分で述べたよう
に、この縦方向の変位に関係する不正確さは、公知技術
による幾つかのアポダイゼーション方法に存在する不正
確さの原因となる。
である。というのは、（図３に示されるように）レンズ
２と位相マスク３（及び通常は光源１）により形成され
る設定を静止させてファイバーＦを移動させることによ
り、又は（図２に示されるように）ファイバーとレンズ
２を静止させてマスクを変位させることにより、又は関
連部分の両方の設定を変位させることにより、上記相対
変位を実行できるからである。ファイバー及び／又はマ
スクの変位は、公知タイプの並進装置、例えばマイクロ
メーター・スクリュー装置、圧電並進機などにより実行
し得る。その選択は変位範囲にも依存する。上記相対変
位は、実際には位相マスク３の面に直交する方向におけ
るファイバーＦの位相マスク３に対する相対的な空間配
置に対応する。従って、位相マスクに対するファイバー
Ｆの縦方向のどんな平行移動よりも十分に高い精度にて
変位を実行できる。本明細書の冒頭部分で述べたよう
に、この縦方向の変位に関係する不正確さは、公知技術
による幾つかのアポダイゼーション方法に存在する不正
確さの原因となる。
【００１４】このような相対変位の実際の実施に関する
限り、異なる解決策が利用できる。例えば、図１１は、
位置決め装置１０を示し、位相マスク３は、Ｌ形要素１
０１の垂直アームのフレームに取り付けられ、ファイバ
ーＦは、第２のＬ形要素１０２に取り付けられる。これ
らの要素１０１、１０２の水平アームは、同一の水平ガ
イド１０５上をスライドする夫々のスライド器１０３、
１０４に取り付けられる。マスク３を支持するスライド
器１０３をガイド１０５から取り外すこと、又はいずれ
にしても位相マスクを取り替えることができる程度まで
それをファイバー保持器１０２から離すことも可能であ
る。スライド器１０３、１０４の駆動要素（一般にはマ
イクロメーター・スクリュー）は１０６により示され
る。ここに記載された変位装置は、全く従来のものであ
り、詳細な説明は必要ないであろう。ファイバーＦと位
相マスク３の相対的な変位と同時に、光源１に対するフ
ァイバーＦの露光の第２段階を進めるために、（もし存
在すれば）前に使用された絞り４が、絞り４’と置換さ
れる。第１の露光がガウス型強度プロファイルにより行
われた場合、絞り４’は、位相マスク３が存在しないと
きレンズ２のフォーカシング軸Ａ−Ａ’に沿って生じる
光強度プロファイルが、図８に示される型となり相補的
なガウス型として定められ得るように、設計される。こ
の用語（相補的なガウス型）は、横軸において頂点が一
致したガウス型曲線の傾斜部と実質的に類似の特性を有
する傾斜部を備えたベル形プロファイルを示す。
限り、異なる解決策が利用できる。例えば、図１１は、
位置決め装置１０を示し、位相マスク３は、Ｌ形要素１
０１の垂直アームのフレームに取り付けられ、ファイバ
ーＦは、第２のＬ形要素１０２に取り付けられる。これ
らの要素１０１、１０２の水平アームは、同一の水平ガ
イド１０５上をスライドする夫々のスライド器１０３、
１０４に取り付けられる。マスク３を支持するスライド
器１０３をガイド１０５から取り外すこと、又はいずれ
にしても位相マスクを取り替えることができる程度まで
それをファイバー保持器１０２から離すことも可能であ
る。スライド器１０３、１０４の駆動要素（一般にはマ
イクロメーター・スクリュー）は１０６により示され
る。ここに記載された変位装置は、全く従来のものであ
り、詳細な説明は必要ないであろう。ファイバーＦと位
相マスク３の相対的な変位と同時に、光源１に対するフ
ァイバーＦの露光の第２段階を進めるために、（もし存
在すれば）前に使用された絞り４が、絞り４’と置換さ
れる。第１の露光がガウス型強度プロファイルにより行
われた場合、絞り４’は、位相マスク３が存在しないと
きレンズ２のフォーカシング軸Ａ−Ａ’に沿って生じる
光強度プロファイルが、図８に示される型となり相補的
なガウス型として定められ得るように、設計される。こ
の用語（相補的なガウス型）は、横軸において頂点が一
致したガウス型曲線の傾斜部と実質的に類似の特性を有
する傾斜部を備えたベル形プロファイルを示す。
【００１５】図９は、第２露光段階において位相マスク
３が存在している場合にファイバーＦの軸に沿って検出
される放射強度の特性を示す。マスクが存在することに
よる効果は、回折次数＋１と−１相互の干渉に関しては
もはや生起せず、２つの曲線により形成される強度プロ
ファイルは、「加法的に相補的ガウス型」特性を有す
る。用語「加法的に相補的ガウス型」は、図９により良
く記載されているように、２つの回折次数＋１と−１
（各々は実質的に図８に示された型のプロファイルに対
応する）に対応する強度プロファイルは、それぞれの２
つの最大値の間の領域Ｓにおいて、総和がガウス型プロ
ファイルに対して正確に相補的であるようなプロファイ
ルを定めるということを示す。既に述べたように、図７
は、図１に示された様式に従って実行された第１の露光
によりファイバーＦのコアー内に得られた屈折率の特性
を表す。従って、図２又は図３に示された設定を用いて
実行される第２の露光段階の効果は、図９の強度図の領
域Ｓ内で得られる型の相補的ガウス型特性を、図７に示
された屈折率特性に「加える」効果である。
３が存在している場合にファイバーＦの軸に沿って検出
される放射強度の特性を示す。マスクが存在することに
よる効果は、回折次数＋１と−１相互の干渉に関しては
もはや生起せず、２つの曲線により形成される強度プロ
ファイルは、「加法的に相補的ガウス型」特性を有す
る。用語「加法的に相補的ガウス型」は、図９により良
く記載されているように、２つの回折次数＋１と−１
（各々は実質的に図８に示された型のプロファイルに対
応する）に対応する強度プロファイルは、それぞれの２
つの最大値の間の領域Ｓにおいて、総和がガウス型プロ
ファイルに対して正確に相補的であるようなプロファイ
ルを定めるということを示す。既に述べたように、図７
は、図１に示された様式に従って実行された第１の露光
によりファイバーＦのコアー内に得られた屈折率の特性
を表す。従って、図２又は図３に示された設定を用いて
実行される第２の露光段階の効果は、図９の強度図の領
域Ｓ内で得られる型の相補的ガウス型特性を、図７に示
された屈折率特性に「加える」効果である。
【００１６】全体の結果は、相補的ガウス型を図７に表
される屈折率特性に加法的に重ね合わせることとなり、
図１０に示される型の特性が最終的に得られる。図１０
で、ファイバーコアーの屈折率は、所与の平均値を中心
として振動する特性を有し（周波数は第１露光中に位相
マスク３の特性により定められる）、全体の包絡線は、
一般に「レイズド・ガウシアン(raised Gaussian) 」と
称される型の目状特性(eye behaviour) を有する。当該
技術において公知であり本明細書の冒頭にて記載した種
々の従来文献に説明されているように、屈折率のこのよ
うな特性は、所望のアポダイゼーション効果を得ること
に対応する。しかしながら、明らかに、このような結果
の達成においては、第２露光で得られる屈折率の「上昇
(raising) 」が（屈折率の変動の観点から）十分な値を
有することは当然である。このことは、書き込み放射の
強度の及び／又は露光時間の対応する調整を必要とす
る。いずれにしても、この操作は周知の基準に従って行
われ、その説明はここでは不要であろう。構成の詳細や
実施態様は、本発明の原理は変えずに、特許請求の範囲
に定められたような発明自身の範囲から逸脱することな
く、ここに記載されていることに対してかなり変え得る
ことは明らかである。
される屈折率特性に加法的に重ね合わせることとなり、
図１０に示される型の特性が最終的に得られる。図１０
で、ファイバーコアーの屈折率は、所与の平均値を中心
として振動する特性を有し（周波数は第１露光中に位相
マスク３の特性により定められる）、全体の包絡線は、
一般に「レイズド・ガウシアン(raised Gaussian) 」と
称される型の目状特性(eye behaviour) を有する。当該
技術において公知であり本明細書の冒頭にて記載した種
々の従来文献に説明されているように、屈折率のこのよ
うな特性は、所望のアポダイゼーション効果を得ること
に対応する。しかしながら、明らかに、このような結果
の達成においては、第２露光で得られる屈折率の「上昇
(raising) 」が（屈折率の変動の観点から）十分な値を
有することは当然である。このことは、書き込み放射の
強度の及び／又は露光時間の対応する調整を必要とす
る。いずれにしても、この操作は周知の基準に従って行
われ、その説明はここでは不要であろう。構成の詳細や
実施態様は、本発明の原理は変えずに、特許請求の範囲
に定められたような発明自身の範囲から逸脱することな
く、ここに記載されていることに対してかなり変え得る
ことは明らかである。
【００１７】特に、上記与えられた詳細な記載は、屈折
率特性をガウス型包絡線にすることに関するものである
が、同じ解決策が、記載してきたシステムの種々の要素
に対し公知の方法にて介入することにより採用でき、異
なる型の特性を有する所望のアポダイゼーション効果を
も達成できることは全く明らかである。第１絞り４を使
用することの選択的かつ非強制的な特徴に関し上記述べ
たことは、第２の絞り４’に対しても、そのまま当ては
まる。さらに、ここに記載の方法及び装置は、格子の同
時アポダイゼーションにも適用でき、ＥＰ−Ａ０８８０
０４２に記載の基準に従って軸Ａ−Ａ’の周りに平行に
整列された複数のファイバーに同時に光誘導され得る。
率特性をガウス型包絡線にすることに関するものである
が、同じ解決策が、記載してきたシステムの種々の要素
に対し公知の方法にて介入することにより採用でき、異
なる型の特性を有する所望のアポダイゼーション効果を
も達成できることは全く明らかである。第１絞り４を使
用することの選択的かつ非強制的な特徴に関し上記述べ
たことは、第２の絞り４’に対しても、そのまま当ては
まる。さらに、ここに記載の方法及び装置は、格子の同
時アポダイゼーションにも適用でき、ＥＰ−Ａ０８８０
０４２に記載の基準に従って軸Ａ−Ａ’の周りに平行に
整列された複数のファイバーに同時に光誘導され得る。
【図１】本発明による方法を実施する連続した２つの段
階のうちの最初の段階を略示する。
階のうちの最初の段階を略示する。
【図２】本発明による方法を実施する連続した２つの段
階のうちの二番目の段階を略示する。
階のうちの二番目の段階を略示する。
【図３】図２の変形を示す。
【図４】位相マスク３の前での書き込み放射の強度の代
表的な特性を示す。
表的な特性を示す。
【図５】位相マスク３の後での書き込み放射の強度の代
表的な特性を示す。
表的な特性を示す。
【図６】書き込み放射の強度の代表的な特性を示す。
【図７】本方法の連続段階（第１の露光段階）にて得ら
れるファイバーの屈折率の代表的な特性を示す。
れるファイバーの屈折率の代表的な特性を示す。
【図８】書き込み放射の強度の代表的な特性を示す。
【図９】第２露光段階での書き込み放射の強度の代表的
な特性を示す。
な特性を示す。
【図１０】本方法の連続段階にて得られるファイバーの
屈折率の代表的な特性を示す。
屈折率の代表的な特性を示す。
【図１１】本方法を実施するための装置の可能な実施態
様を略示する。
様を略示する。
Ｆ 光ファイバー １ 光源 ２ レンズ ３ 位相マスク ４ 絞り １０ 位置決め装置 １０１、１０２ Ｌ形要素 １０３、１０４ スライド器 １０５ 水平ガイド １０６ 駆動要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オリアナ・ロツソツト イタリー国 10040 アルメセ（トリ ノ）、ヴイア・カステレツト 11／１ (72)発明者 ルイジ・タローネ イタリー国 12034 パエサナ（クネ オ）、ヴイア・ヴイラツジオ・ベルヴエ デレ ２ (56)参考文献 特開 平９−304638（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−52148（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／36895（ＷＯ，Ａ１) 国際公開98／36296（ＷＯ，Ａ１) ＥＲＤＯＧＡＮ，Ｔ，Ｆｉｂｅｒ ｇ ｒａｔｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒａ，Ｊｏｕ ｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，米国，ＩＥＥ Ｅ，1997年 ８月 ８日，Ｖｏｌｕｍｅ 15，Ｉｓｓｕｅ ８，ｐ．1277−1294 ＳＩＮＧＨ，Ｈ ｅｔ ａｌ，Ａｐｏ ｄｉｚｅｄ ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ＤＷＤＭ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｕｓｉｎｇ ｕｎｉｆｏｒｍ ｐｈａｓｅ ｍａｓ ｋ，24ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎ ｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ 1998 （ＥＣＯＣ98），ＥＳ，ＩＥＥ，1998年 ９月20日，Ｖｏｌｕｍｅ １，ｐ. 189−190 ＫＡＳＨＹＡＰ，Ｒ ｅｔ ａｌ，Ｓ ｉｍｐｌｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏ ｒ ａｐｏｄｉｓｉｎｇ ｃｈｉｒｐｅ ｄ ａｎｄ ｕｎｃｈｉｒｐｅｄ ｆｉ ｂｒｅ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｓ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴ ＥＲＳ，英国，ＩＥＥ，1996年 ６月20 日，Ｖｏｌ．32 Ｎｏ．13，ｐ．1226− 1228 ＧＵＹ，Ｍ ｅｔ ａｌ，Ｓｉｍｐｌ ｅ ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｅｃ ｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｓｐｅｃｔｒａ ｌｌｙ ｄｉｓｉｇｎｉｎｇ ａｌｌ− ｆｉｂｒｅ ｆｉｌｔｅｒ ａｎｄ ａ ｐｏｄｉｚｉｎｇ ｆｉｂｒｅ ｇｒａ ｔｉｎｇｓ，23ｒｄ，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔ ｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓ 97（ＯＣＥＣ97），ＩＥＥ，1997年 ９月22日，Ｎｏ．448，ｐ．195−198 ＰＡＮ，Ｊ ｅｔ ａｌ，Ｅｆｆｅｃ ｔｉｖｅ Ａｐｏｄｉｚｅｄ Ｐｈａｓ ｅ Ｍａｓｋ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｍｕｍ ＦＢＧｓ，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏ ｎ Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔ ｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｕｒｏｐｅ, 1998（1998 ＣＬＥＯ／Ｅｕｒｏｐ ｅ），1998年 ７月14日，ｐ．359 ＡＬＢＥＲＴ，Ｊ ｅｔ ａｌ，Ａｐ ｏｄｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓ ｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏ ｆ ｆｉｂｒｅ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔ ｉｎｇｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐｈａｓｅ ｍａｓｋ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌ ｅ ｄｉｆｆｒａ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ ＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，英国，ＩＥＥ, 1995年 ２月 ２日，Ｖｏｌ．31 Ｎ ｏ．３，ｐ．222−223 小向 哲郎 外３名，ファイバグレー ティングのスペクトルフィルタリングへ の応用，電子情報通信学会論文誌Ｃ−▲ Ｉ▼，日本，電子情報通信学会，1997年 １月25日，Ｖｏｌ．Ｊ80−Ｃ−Ｉ Ｎ ｏ．１，ｐ．32−40 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/02 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＪＱＵＩＣＫファイル（ＪＯＩＳ) ＩＥＥＥ／ＩＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ ｃ Ｌｉｂｒａｒｙ（ＩＥＥＥ Ｘｐｌ ｏｒｅ)
Claims (14)
- 【請求項１】 アポダイゼーションされた格子を光ファ
イバー（Ｆ）内に作る方法であって、 書き込み放射（１）に対する二回の露光を少なくとも１
つのファイバー（Ｆ）に行い、少なくとも一回の露光
は、ファイバー（Ｆ）に近接して配置され、かつ、書き
込み放射の強度を空間的に変調する干渉縞を作る位相マ
スク（３）により行う上記方法において、 位相マスク（３）を介した書き込み放射に対するファイ
バー（Ｆ）の第１及び第２露光を連続して行い、（ア）
第１露光は、位相マスク（３）に近接して配置されたフ
ァイバー（Ｆ）を用いて行われる前記少なくとも一回の
露光であり、（イ）第２露光は、書き込み放射（１）の
伝播方向（ｙ）において位相マスク（３）から空間的に
離れたファイバー（Ｆ）を用いて行われ、その距離は、
位相マスク（３）により発生される第１次の回折間で相
互の干渉が実際に存在せず、ファイバー（Ｆ）に入射す
る放射が前記第１次の回折により実質的に定められるよ
うな領域内にファイバー（Ｆ）が存在するような距離で
ある、ことを特徴とする上記方法。 - 【請求項２】 少なくとも前記第２露光中、前記書き込
み放射の強度プロファイルを絞り（４、４’）により成
形する操作を含むことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記絞り（４’）は、前記第２露光中、
前記第１次の回折により定められる放射強度に対し加法
的に相補的ガウス型プロファイルを与えるように選択さ
れることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 所与のフォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に
沿って前記書き込み放射をフォーカシングする操作を含
むこと、及び前記第１及び第２露光中、ファイバー
（Ｆ）は、実質的に前記フォーカシング軸（Ａ−Ａ’）
に対応して配置され、ファイバー（Ｆ）と位相マスク
（３）間の変位は、前記位相マスク（３）の平行移動に
より得られることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項５】 所与のフォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に
沿って前記書き込み放射をフォーカシングする操作を含
むこと、及び前記第１露光中、ファイバー（Ｆ）は、実
質的に前記フォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に対応して配
置され、前記第２露光中、ファイバー（Ｆ）は、前記フ
ォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に平行で且つ該軸から空間
的に離れている直線（Ｂ−Ｂ’）に沿って配置されるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項６】 前記第１露光中、ファイバー（Ｆ）は、
位相マスク（３）に接触して配置されることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記第１露光と第２露光の間では、前記
書き込み放射のファイバー（Ｆ）への作用を禁じる操作
を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項８】 前記書き込み放射が、ほぼガウス型の２
次元強度プロファイルを有することを特徴とする請求項
１〜７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 前記第１及び第２露光の各々が、同一面
に並べて配置された複数のファイバーに同時に行われる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項１０】 アポダイゼーションされた格子を光フ
ァイバー（Ｆ）内に作るための装置であって、（ア）書
き込み放射の光源（１）、及び（イ）前記光源（１）に
より発生された書き込み放射に当てられる位相マスク
（３）を含む上記装置において、 前記位相マスク（３）とアポダイゼーションされた格子
が作られるファイバー（Ｆ）との相対的な位置決めを行
うための手段（１０）を含み、該位置決め手段（１０）
は、第１位置と第２位置を取るように構成され、 前記第１位置では、ファイバー（Ｆ）が前記位相マスク
（３）に近接して配置され、 前記第２位置では、位相マスク（３）により発生される
第１次の回折間での相互干渉が実質的に存在せず、ファ
イバー（Ｆ）に入射する放射が第１次の回折により実質
的に定められるように、前記ファイバー（Ｆ）が前記位
相マスク（３）から十分な距離離れて配置されることを
特徴とする上記装置。 - 【請求項１１】 前記光源（１）により発生された放射
をフォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に沿って集中させるた
めのレンズ（２）をさらに含み、位置決め手段（１０）
の前記第１及び第２位置は、ファイバー（Ｆ）がフォー
カシング軸（Ａ−Ａ’）に対応して保持されていると
き、それぞれ、前記位相マスク（３）が、前記フォーカ
シング軸（Ａ−Ａ’）に近接して配置、及び該軸から一
定の距離離れて配置されるような位置であることを特徴
とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 前記光源（１）により発生された放射
を前記位相マスク（３）に近接して配置したフォーカシ
ング軸（Ａ−Ａ’）に沿って集中させるためのレンズ
（２）をさらに含み、位置決め手段（１０）の前記第１
位置は、ファイバー（Ｆ）が前記フォーカシング軸（Ａ
−Ａ’）に対応して配置されるような位置であり、位置
決め手段（１０）の前記第２位置は、ファイバー（Ｆ）
が前記フォーカシング軸（Ａ−Ａ’）に平行で且つ該軸
から空間的に離れた直線（Ｂ−Ｂ’）に沿って配置され
るような位置であることを特徴とする請求項１０記載の
装置。 - 【請求項１３】 前記光源（１）により発生された書き
込み放射の２次元強度分布を成形するための少なくとも
１つの絞り（４、４’）をさらに含み、該絞りは、前記
光源（１）と前記位相マスク（３）の間に配置され得る
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記
載の装置。 - 【請求項１４】 前記光源（１）により発生された放射
の強度分布を成形するための第１及び第２絞り（４、
４’）を含み、前記第１絞り（４）と第２絞り（４’）
は、相互に交換可能であり、それぞれ前記位置決め手段
（１０）の前記第１位置と前記第２位置にて使用可能で
あることを特徴とする請求項１３記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT1998TO001064A IT1305114B1 (it) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Procedimento per realizzare reticoli su fibra ottica e relativodispositivo. |
| IT98A001064 | 1998-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000187124A JP2000187124A (ja) | 2000-07-04 |
| JP3281349B2 true JP3281349B2 (ja) | 2002-05-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35942099A Expired - Fee Related JP3281349B2 (ja) | 1998-12-21 | 1999-12-17 | 光ファイバー格子の製造方法及び装置 |
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| JP (1) | JP3281349B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| AUPO512697A0 (en) * | 1997-02-14 | 1997-04-11 | Indx Pty Ltd | Improvements in a system for writing gratings |
| IT1292316B1 (it) * | 1997-05-20 | 1999-01-29 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e dispositivo per la realizzazione di reticoli di bragg in fibre o guide d'onda ottiche. |
-
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- 1998-12-21 IT IT1998TO001064A patent/IT1305114B1/it active
-
1999
- 1999-12-17 JP JP35942099A patent/JP3281349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1999-12-20 CA CA002292700A patent/CA2292700C/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (7)
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|---|
| ＡＬＢＥＲＴ，Ｊ ｅｔ ａｌ，Ａｐｏｄｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｆｉｂｒｅ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐｈａｓｅ ｍａｓｋ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｆｆｒａ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，英国，ＩＥＥ，１９９５年 ２月 ２日，Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．３，ｐ．２２２−２２３ |
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