JP3316218B2 - 温度安定型ブラッグ格子パッケージの中心周波数の正確な設定を行うために後同調を行う方法 - Google Patents

温度安定型ブラッグ格子パッケージの中心周波数の正確な設定を行うために後同調を行う方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、格子の中心周波数（center frequency）の
正確な設定（つまり同調）を容易にする、光ファイバブ
ラッグ格子用のパッケージの構造に関する。本発明の好
適な実施例において、パッケージは、一定範囲の温度に
おいて安定性を提供する。
発明の背景 インファイバブラッグ格子（In−Fiber Bragg gratin
gs）は周知であり、典型的な格子は、通常、紫外線光源
などで感光性光ファイバに書き込まれた屈折率変化の繰
返しパターンを有している。変調パターン（modulating
pattern）は、通常、本来的に温度誘因子を含むひずみ
（strain）の作用に非常に敏感である。このため、格子
領域を外部のひずみまたは温度の作用から隔離できるよ
うにして、インファイバ格子をパッケージ内に取り付け
ることが一般的に必要である。その構造を取り付けた２
つの従来技術を添付の図面、第１図および第２図に示
す。
第１図には、前引っ張り（同調）ファイバ２をパッケ
ージ取り付け具３の２つの端部にエポキシ樹脂４を備え
る固定手段により取り付けている簡単な格子パッケージ
１が示されている。この構造では、パッケージ３がファ
イバ２に対して熱膨張することによって、ファイバ２に
加わる引張り力が変化する。
第２図には、異なった熱膨張率を行う材料の組み合わ
せを使用した温度補償型パッケージを含む幾分複雑化し
た構造体10が示されている。第１材料11は、第１の低率
で膨張するように使用されているのに対して、端部分1
2,13を有する第２材料は、比較的高率で熱膨張する。２
種類の材料11,12および13の合成膨張のためにより安定
した構造が得られることによって、ファイバ固定点15,1
6がほぼ一定の間隔で維持され、それにより、ファイバ1
8に加わる全ひずみが中間領域に（in the intermediate
region）に維持される。
一部の用途では、温度特性は、特別な補償を必要とし
ないであろう。しかし、第１図の構造を使用する時な
ど、ファイバ書き込み処理で得られるよりも高い波長正
確度を達成するために、ひずみを加えながらファイバを
実装する（package）必要がある場合がある。
従来の実装ブラッグファイバ格子の大部分において、
ファイバは、ひずみ作用下に置かれ、保持されている。
ファイバをパッケージに固定する時、多くの技法を使用
することができる。これらには、エポキシ接着剤または
ガラス「フリッティング」の使用が含まれる。これらの
処理は、多くの場合に熱を必要とし、その結果、それら
が格子の波長にさらなる影響を与え、ファイバをパッケ
ージ内に取り付ける時、ひずみと熱の影響を区別するこ
とが困難になるであろう。さらに、ファイバをパッケー
ジに固定する従来の方法では、エポキシが硬化するか、
ガラスフリットが固まる時に、いくらかの収縮作用があ
る。収縮もファイバに対するひずみに望ましくない変化
をもたらし、波長設定が変更される可能性がある。
さらに、ファイバをパッケージに固定するエポキシ樹
脂などの使用は、パッケージまたはファイバに対する接
着剤のクリーページを引き起こす可能性がある。また、
エポキシは、不都合に湿度に敏感であろう。
発明の概要 本発明は、光ファイバ内に包含されたブラッグ格子を
同調する方法を提供し、 （ａ）光ファイバを金属の温度補償型パッケージ内に、
光ファイバの格子収容領域がパッケージ内の離隔配置さ
れたファイバ固定点間に位置するようにして配置する段
階と、 （ｂ）光ファイバに引張りひずみを加えることなく、フ
ァイバの軸方向に離れた部分を前記固定点に固定する段
階と、 （ｃ）光ファイバを前記パッケージ内に固定した後、前
記パッケージおよび収容されている光ファイバを順次伸
張させて、ファイバの格子領域内に引張りひずみを誘発
し、それによって格子を必要中心波長に同調させる段階
とを含む。
図面の簡単な説明 他の形式も本発明の範囲に入るが、例示として添付図
面を参照しながら本発明の好適な形式を説明する。
第１図は、従来技術で使用されている簡単な格子パッ
ケージを示しており、 第２図は、従来技術で周知の温度補償型パッケージを
示しており、 第３（ａ）図および第３（ｂ）図は、好適な実施例の
構造を概略的に示している。
好適な実施例および他の実施例の説明 本発明の好適な実施例によれば、同調可能なブラッグ
格子を設けるための装置が提供されており、この装置
は、中心波長（center wavelength）の設定の問題をパ
ッケージへのファイバの固定または取り付けの問題から
切り離している。これは、最初にファイバをパッケージ
に固定し、次に固定後「同調」を行って、格子の波長を
要求に応じて同調させることによって達成される。
さらに、グラスファイバおよび支持プラットフォーム
と同様な熱膨張率を有すると共に、ガラスまたは金属は
んだの使用と両立できる中間材料を使用することによっ
て、エポキシまたは高分子接着剤の使用が特に湿度に敏
感であるために困難であるという問題が軽減され、改良
されたパッケージが得られる。
次に、第３（ａ）図および第３（ｂ）図を参照する
と、１つの形式の好適な実施例が、第３（ａ）図に側部
断面図で、第３（ｂ）図に上部断面図で示されている。
好適な実施例20は、ファイバ22上に書き込み済みの格子
21を非常に安定した環境内に維持することによって、格
子周波数を容易に設定できるように構成されている。パ
ッケージ20は、熱膨張率が高い第１材料、例えばステン
レス鋼から成る２つの端部分23,24を備えている。第２
円筒形部材25が設けられており、重要なことであるが、
これは波長の後同調を行うための肉薄部分26を備えてい
る。
部材23,24の各々は、コバール（Kovar）プラットフォ
ームたとえば27,28を取り付けるための円筒形の穴を有
している。コバールプラットフォームは、対応部材23,2
4に設けられた穴に嵌め込むことができる。コバールプ
ラットフォームたとえば27,28は、コバールプラットフ
ォームと、ファイバ22をパッケージに取り付けるために
使用されるはんだ部材29,30との間の材料整合を行うこ
とができる。このようにして、高分子接着剤を使用する
必要性をなくすことができ、長期安定性が得られる。
もちろん、多くの他の材料をプラットフォーム27,28
に使用することができる。例えば、コバールまたはイン
バール（invar）を使用できると共に、ジルコニアセラ
ミックおよび他の幾つかのシリカ材を使用することもで
きる。理想的には、26,23,24,27および28のような各部
材は、レーザ溶接が適していれば共にレーザ溶接され
る。
これによって、構造体20は、ガラスまたは金属はんだ
（フリット）を用いることができ、高分子接着剤を使用
する必要がなくなるため、長期クリープ作用を低減さ
せ、高い長期安定性を与える。
従って、好適な実施例の第１段階は、パッケージ構造
体を製造し、ファイバ22を所定位置に固定することを含
む。この段階での波長設定は、重要ではなく、最終装置
で望まれるものより低いのが好ましい。
ファイバを固定し、固定後収縮が起きた後、パッケー
ジ20を軸方向に伸張させる。制御力によって肉薄部分26
の周囲で引き伸ばしを行って、パッケージを永久的に伸
張させることができる。好ましくは、パッケージは、塑
性変形可能な鋼、コバールまたはインバールなどの材料
で形成される。この変形によって長さを永久的に変化さ
せることができ、またこれによって光ファイバブラッグ
格子の中間領域21に加わるひずみが変わるため、中心波
長が変化する。
実際に、ほとんどの用途において全範囲の同調を行う
ために必要な長さの増加範囲は、一般的に５μｍ未満で
あることがわかっている。後同調作業は、好ましくは装
置の作動温度で実施され、これによって他の点には関係
なく或る温度で正確な波長を与えるパッケージが提供さ
れる。
特定の実施例に示されている本発明に対して幅広く記
載されている本発明の精神または範囲から逸脱すること
なく様々な変更および修正の両方またはいずれか一方を
加えることができることは、当該技術の専門家には明ら
かであろう。従って、本実施例はすべての点で説明のた
めのものであって、制限的ではないと考えられたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イングリス、ヒュー・グレゴリー オーストラリア国、2227 ニュー・サウ ス・ウェールズ、ジミー・ベイ、エルス メア・ロード 264 (56)参考文献 特開 平９−211348（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−181334（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−503170（ＪＰ，Ａ) Ｇ．Ｗ．Ｙｏｆｆｅ，ｅｔ ａｌ．, Ｐａｓｓｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ ｅ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｐａｃ ｋａｇｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｆ ｉｂｅｒ ｇｒａｔｉｎｇｓ，Ａｐｐｌ ｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，米国，1995年10 月20日，Ｖｏｌ．34，Ｎｏ．30，ｐｐ. 6859−6861 (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

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光ファイバ内に包含されたブラッグ格子を
    同調する方法であって、前記光ファイバを金属の温度補
    償型パッケージ内に、該光ファイバの格子収容領域が前
    記パッケージ内の離隔配置されたファイバ固定点間に位
    置するようにして配置する段階と、前記パッケージに引
    張りひずみを加えることなく前記光ファイバの軸方向に
    離れた部分を前記固定点に固定する段階と、その後、前
    記パッケージおよび収容されている前記光ファイバを該
    パッケージに永久塑性変形をもたらすのに充分な範囲で
    順次伸張させて前記光ファイバの前記格子領域内に引張
    りひずみを誘発し、それによって前記格子を必要中心波
    長に同調させる段階とを含む方法。
  2. 【請求項２】前記光ファイバを内部に配置した前記パッ
    ケージは、前記光ファイバに平行に延在している第１金
    属部材と、該第１金属部材に固定されて該第１金属部材
    に平行に延在している２つの第２金属部材とを有してお
    り、該第２金属部材のそれぞれの内側端部が前記光ファ
    イバのための前記固定点となり、他端部が前記第１金属
    部材の端領域に固定されており、前記第１金属部材は第
    １熱膨張率を有する金属で形成され、前記第２金属部材
    は前記第１熱膨張率より高い第２熱膨張率を有する金属
    で形成されている請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記光ファイバは、ガラスはんだでそれぞ
    れの前記固定点に固定される請求の範囲第１項に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】前記光ファイバは、金属はんだでそれぞれ
    の前記固定点に固定される請求の範囲第１項に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】前記光ファイバは、エポキシ樹脂でそれぞ
    れの前記固定点に固定される請求の範囲第１項に記載の
    方法。
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