JP3369047B2

JP3369047B2 - 光導波路グレーティングの製造方法

Info

Publication number: JP3369047B2
Application number: JP13926096A
Authority: JP
Inventors: 研介島; 道弘中居; 啓▲視▼ 日高; 聡奥出; 正明須藤; 哲弥酒井; 朗和田; 良三山内
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JPH09325229A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射モード結合型光
導波路グレーティングの製造方法に関し、グレーティン
グ長を長大化することなく、阻止帯域幅の狭小化を達成
できるようにした光導波路グレーティングに関する。

【０００２】

【従来の技術】光導波路グレーティングは、光ファイバ
又は平面型光導波路の長さ方向に、一定の周期的な変
化、例えばコア屈折率の周期的な変化を形成することに
よって得られる。一般にグレーティングには、放射モー
ド結合型と反射モード結合型があり、放射モード結合型
グレーティングは、コアを伝搬するモードとクラッドを
伝搬するモードとを結合させることによって、特定波長
の光を光ファイバの外に放射して減衰させる特性が得ら
れるようにしたものである。また反射モード結合型グレ
ーティングは、コアを正の方向に伝搬するモードと、コ
アをこれとは反対の方向（負の方向）に伝搬するモード
とを結合させることによって、特定波長の光を反射させ
る特性が得られるようにしたものである。

【０００３】例えば、光ファイバにおいて実現されてい
るグレーティングの場合、放射型グレーティングはコア
の屈折率変化の周期（以下、グレーティングピッチとい
うことがある）を数百μｍにすることによって得られ、
反射型グレーティングは、グレーティングピッチを１μ
ｍ程度とすることによって得られている。

【０００４】放射モード結合型グレーティングにあって
は、例えば図６に示すような波長−透過損失特性（透過
スペクトル）が得られ、特定の波長帯の光の透過損失が
選択的に大きくなっている。この透過損失が増加してい
る波長帯の幅を阻止帯域幅、その中心の波長を阻止帯域
の中心波長、透過損失の変化の大きさを阻止率という。

【０００５】そして、これらのグレーティング特性は、
グレーティングの各パラメータ、すなわちコア屈折率の
変化量、グレーティングピッチ、グレーティング形状
（コア屈折率変化のプロファイル）、光ファイバ長さ方
向におけるグレーティング長、実効屈折率などによって
変化することが知られている。下記表１はグレーティン
グにおける各パラメータがグレーティング特性に及ぼす
影響を表にまとめたものである。表中、×は影響なし、
○は影響あり、△は影響が小さいことをそれぞれ示して
いる。また↑（↓）はパラメータの値が増大すると、そ
れに応じてグレーティング特性の値が増大（減少）する
ことを示している。

【０００６】

【表１】

【０００７】ところで、放射モード結合型の光ファイバ
グレーティングは、例えば光通信分野に利用され、特に
波長多重伝送を行う光通信システム中で、エルビウム添
加光ファイバアンプの利得の波長依存性低減などに好適
に用いることができる。そしてこの場合には、放射モー
ド結合型光ファイバグレーティングの阻止帯域幅が、伝
送に用いられる波長域と等しくなるように設計すること
が好ましい。例えば図７は一般的なエルビウム添加光フ
ァイバアンプの利得の波長依存性を示したものであり、
この光ファイバアンプは、波長Ａと波長Ｂとの間で波長
多重伝送を行う光通信システムに用いられる。そしてこ
の光通信システムで用いられる光ファイバグレーティン
グは、阻止帯域幅が波長Ａと波長Ｂとの間の波長域と一
致し、かつこの波長域での波長−透過損失特性が、同じ
波長域における利得の波長依存性（グラフにおけるカー
ブ）と同様のカーブを描くように設計することが好まし
く、このように設計することによりこの波長域における
利得を効率よく等化することができる。

【０００８】ところで、従来、放射モード結合型グレー
ティングにおける阻止帯域幅を制御する方法としては、
上記の表１に示されるようにグレーティング長を調整す
る方法しか知られていなかった。しかしながら、一般
に、波長多重伝送で用いられる波長域はエルビウム添加
光ファイバアンプの利得帯域によって決まり、それは図
７の波長Ａと波長Ｂの間の波長域となる。その帯域幅は
１５〜２０ｎｍ程度であるが、これと一致するような比
較的狭い阻止帯域幅を有する放射モード結合型グレーテ
ィングを作製しようとすると、グレーティング長が長大
になってしまうという問題があった。例えば、従来は光
ファイバグレーティングを作製するのに、通信用の光フ
ァイバと同じ光ファイバが用いられており、このような
光ファイバで阻止帯域幅が１５ｎｍ以下のものを作製す
る場合には、グレーティング長は少なくとも５０ｍｍは
必要であった。

【０００９】光ファイバグレーティングのグレーティン
グ長が長大になると、光部品のコンパクト化の点で不利
であり、既存の中継器に収納できなくなる。また光ファ
イバグレーティングは、通常、グレーティング部の両側
を基板等に接着剤で固定した状態で使用されるが、グレ
ーティング長が長くなるとグレーティング部の共振周波
数の値が小さくなるため、振動試験において、あるいは
中継器の敷設中にグレーティング部が共振を起こし破損
する恐れが生じる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、光導波路グレーティングのグレーティング
長を長大化することなく、阻止帯域幅を狭くできるよう
にすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、予めグレーティング長と
コアの平均比屈折率差とグレーティングにおける阻止帯
域幅との関係を求めておき、この関係に基づいて、得よ
うとするグレーティング長条件および阻止帯域幅条件を
同時に満たすコアの平均比屈折率差を求め、このコアの
平均比屈折率差を有する光導波路に放射モード結合型グ
レーティングを形成することを特徴とする光導波路グレ
ーティングの製造方法である。請求項２にかかる発明
は、前記光導波路がグレーティングの動作波長領域にお
いてシングルモード型の伝送特性を有することを特徴と
する請求項１記載の光導波路グレーティングの製造方法
である。請求項３にかかる発明は、前記光導波路が光フ
ァイバであることを特徴とする請求項１又は２記載の光
導波路グレーティングの製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の製造方法で得られた光導波路グレーテ
ィングの一実施例を示した平面図である。ここでは光導
波路の例として光ファイバを用いた放射モード結合型光
ファイバグレーティング（以下、単に光ファイバグレー
ティングということもある）を例に挙げて説明する。図
中符号１は光ファイバ、１ａはコア、１ｂはクラッド、
２はグレーティング部、３は基板、４は接着剤、５は被
覆層をそれぞれ示している。

【００１３】光ファイバ１は、コア１ａと、コアよりも
低屈折率のクラッド１ｂとからなっており、コア１ａの
一部に屈折率が光ファイバ１長さ方向に周期的に変化し
ているグレーティング部２が形成されている。本実施例
では、光ファイバ１として、光ファイバ心線の被覆層５
を一部除去したものが好ましく用いられている。また本
実施例では放射モード結合型としての特性を得るため
に、グレーティング部２におけるグレーティングピッチ
は数十〜数百μｍ程度の範囲内で好ましく設定されてい
る。本実施例において、光ファイバ１のコア１ａは、紫
外光が照射されたときに、その紫外光強度および照射時
間に応じて屈折率が変化する材料で構成されており、好
ましくは酸化ゲルマニウム添加石英ガラスからなってい
る。コア１ａには、酸化ゲルマニウム以外にアルミニウ
ム、エルビウム、チタン等が適宜添加されていてもよ
い。また光ファイバ１のクラッド１ｂは好ましくは純石
英ガラス、またはフッ素添加石英ガラスからなってい
る。

【００１４】本発明において光ファイバグレーティング
作製用として用いられる光ファイバ１は、シングルモー
ド光ファイバでも、あるいはマルチモード光ファイバで
もよいが、好ましくはグレーティングの動作波長域にお
いてシングルモード型の伝送特性を有するものが用いら
れる。その理由としては、既存の光通信システム系では
シングルモード光ファイバが多用されていることから、
シングルモード光ファイバを用いた方が、既存のシステ
ムとの接続損が小さくて済み、また高次モードで生じる
透過損失のピークを考慮しないで済むことなどが挙げら
れる。

【００１５】また本発明において用いられる光ファイバ
１は、コア１ａの平均比屈折率差が通信用光ファイバよ
りも大きくなるように形成されている。ここで、本発明
におけるコアの平均比屈折率差とは、コア−クラッド比
屈折率差を断面方向に平均化した値をいい、下記数式
（Ｉ）で定義される。

【数１】ここで、Ｓcoreはコアの断面積を表し、δは比屈折率差
の分布を表す関数である。上記数式（Ｉ）はの分子は、
この関数δをｄＳ（コア断面の面積素片）でコアの内部
のみ積分したものである。ここで、光ファイバ内のある
点の光ファイバ中心からの距離をｒとすると、δはｒの
関数であり、δ＝δ（ｒ）はコアの中心から半径ｒの点
における比屈折率差の大きさを示す。そしてδが円筒対
称である場合は、コア径をＲとすれば、コアの平均比屈
折率差は下記数式（II）で表される。

【数２】

【００１６】具体的には、本発明において光ファイバ１
として、１．３μｍ零分散光ファイバ、カットオフシフ
ト光ファイバ、または分散シフト光ファイバを好ましく
用いることができるが、１．３μｍ零分散光ファイバを
用いる場合は、通信用の１．３μｍ零分散光ファイバの
コアの平均比屈折率差が通常０．３５％程度であるのに
対して、本発明で用いられる１．３μｍ零分散光ファイ
バは、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成され
ている。カットオフシフト光ファイバを用いる場合は、
通信用のカットオフシフト光ファイバのコアの平均比屈
折率差が通常０．４〜０．４５％程度であるのに対し
て、本発明で用いられるカットオフシフト光ファイバ
は、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成されて
いる。また分散シフト光ファイバを用いる場合は、通信
用の分散シフト光ファイバのコアの平均比屈折率差が通
常０．４％程度であるのに対して、本発明で用いられる
分散シフト光ファイバは、コアの平均比屈折率差がこれ
より大きく形成されている。

【００１７】本発明で用いられる光ファイバ１と通信用
のものとのコアの平均比屈折率差の差は、後述するよう
に、これによって光ファイバグレーティングにおける阻
止帯域幅が変化するので、得ようとする光ファイバグレ
ーティングにおけるグレーティング部２の長さ（グレー
ティング長）および阻止帯域幅に応じて設定される。グ
レーティング長を一定としたとき、後述するように光フ
ァイバ１のコアの平均比屈折率差が大きいほど阻止帯域
幅は小さくなって望ましくなるが、シングルモード光フ
ァイバにおいては、コアの平均比屈折率差を大きくしす
ぎると、光ファイバ１のモードフィールド径が小さくな
るので、既存のシステム系等と接続する場合に接続損が
大きくなってしまうという問題が生じる。したがって、
本発明で用いられる光ファイバ１のコアの平均比屈折率
差は、接続する通信用光導波路へ前記のような接続損の
問題が生じない限り大きくすることが望ましい。そこで
その上限は、接続損の許容範囲によって決められ、例え
ば接続損の許容範囲が０．２ｄＢ以下程度であるとき
は、光ファイバ１のコア１ａの平均比屈折率差は１．５
％以下の範囲内で好ましく設定される。本実施例では、
コア１ａの平均比屈折率差が０．７％の１．３μｍ零分
散光ファイバが用いられ、グレーティング長２０ｍｍ、
阻止帯域幅が２０ｎｍの放射モード結合型光ファイバグ
レーティングが構成されている。

【００１８】またグレーティング部２が形成された光フ
ァイバ１は基板３上に固定されている。基板３の材料と
しては、光ファイバ１との熱膨張係数の差が小さいもの
が好ましく、石英基板が好適に用いられる。基板３の形
状は任意とすることができる。光ファイバ１の基板３へ
の固定には、接着剤４が好ましく用いられ、例えばエポ
キシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤等が好ましく用いら
れる。放射モード結合型グレーティングにあっては、接
着剤４がグレーティング部２に接触するとグレーティン
グ特性が変化してしまうので、グレーティング部２以外
の部分、好ましくは、グレーティング部２の両端からそ
れぞれ５ｍｍ以上離れた両側に接着剤が塗布される。本
実施例においては、グレーティング部２の長さが２０ｍ
ｍであり、グレーティング部２と接着剤４との距離ａが
両側それぞれ５ｍｍ、接着剤４を塗布して光ファイバ１
を基板３に固定するのに必要な長さｂが両側それぞれ５
ｍｍとなっており、基板３としては、長さ４０ｍｍの石
英管が用いられている。

【００１９】以下、本発明の光ファイバグレーティング
の製造方法について説明する。まず、図２に示すよう
な、グレーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯
域幅との関係を予め後述する計算方法により求めてお
き、これに基づいて得ようとするグレーティング長およ
び阻止帯域幅を同時に達成できるコアの平均比屈折率差
を求める。図２は、グレーティング長が１５，２０，２
５，３０，３５，４０ｍｍのときの、各々のコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係を例示したグラフであ
り、横軸はコアの平均比屈折率差、縦軸は阻止帯域幅の
計算結果（理論限界値）を表している。

【００２０】以下、放射モード結合型光ファイバの阻止
帯域幅（理論限界値）の算出方法について説明する。上
述したように、放射モード結合型グレーティングは（コ
アの）導波モードをクラッドを伝搬するモードに結合さ
せることによって、導波モードの光を減衰させるように
構成されるが、このグレーティングによる導波モードの
光パワーの減衰率２αは下記数式（１）で表される。

【数３】ここで、ｍは結合するクラッドのモード番号を示し、Ｃ
mはクラッドのｍ番モードに結合するときの結合定数を
表している。またΦ（△βm）はグレーティングのパタ
ーンをフーリエ変換したものの自乗であり、グレーティ
ング部のパターンが等間隔である場合、グレーティング
の周期（グレーティングの変化が正弦関数的でない場合
はその基本周期）に対応するΦ（△βm）は下記数式
（２）で表される。

【数４】ここで、△βmはクラッドのｍ番モードとコアを導波す
るモードとの伝搬定数の差である。またΛはグレーティ
ングのピッチを表し、νはグレーティングのピッチ数を
表している。△β＝２π／Λの近傍におけるΦと△βの
関係を図３に示す。

【００２１】この図に示されるように、△βが２（ν−
１）π／νΛのとき、および△βが２（ν＋１）π／ν
Λのときの波長をそれぞれλl、λsとすれば、伝搬する
先の波長がλlからλsのとき（すなわち△βが２（ν−
１）π／νΛから２（ν＋１）π／νΛのとき）、上記
数式（２）の値Φ（△βm）は有限となって、上記数式
（１）により減衰率２αが大きな値となる。λlからλs
の範囲外のときは、Φ（△βm）はほとんど０となって
減衰率２αは無視できるようになる。すなわち、λlか
らλsの間がグレーティングによる損失が大きくなって
阻止帯域となり、このλlとλsとの間隔が阻止帯域幅△
λと定義される。また、数式 △β（λl）−△β（λ
s）＝４π／νΛ…（３）が成り立ち、ここでλc＝（λ
l＋λs）／２であるので、上記数式（３）は下記数式
（４）のように書き直すことができ、

【数５】第一次までの展開で近似をすれば、上記数式（４）は下
記数式（５）に書きかえることができる。

【数６】これをさらに変形すれば下記数式（６）のようになり、

【数７】さらにグレーティング長をＬとすれば、Ｌ＝νΛである
から、下記数式（７）、すなわち阻止帯域幅の算出式が
得られる。

【数８】

【００２２】ここで、上記数式（７）において△β（λ
c）は阻止帯域の中心波長λcにおけるコアの導波モード
の伝搬定数とクラッドモードの伝搬定数との差である
が、以下に説明するようにコアの平均比屈折率差が大き
いほど、△β（λc）の波長微分、つまり上記数式
（７）の分母が大きくなるので、上記数式（７）の右辺
は小さくなり、従って阻止帯域幅（△λ）が小さくなる
ことがわかる。

【００２３】すなわち、図４は横軸に光の周波数
（ω）、縦軸にモードの実効屈折率（ｎeff）をとり、
両者の関係（分散曲線）を示したものである。この図に
おいてはコアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの
コアの導波モードの分散曲線、はコアの平均比屈折率
差が小さい光ファイバのコアの導波モードの分散曲線、
はクラッドモードの分散曲線をそれぞれ示している。
この図に示されるように、同じ周波数（ω）の光を用い
た場合、コアの導波モードの実効屈折率（ｎeff）を周
波数（ω）で微分した値（分散曲線の傾きに相当す
る）、すなわち実効屈折率の周波数依存性は、コアの平
均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの平均比
屈折率差が小さい光ファイバより大きくなる。しかし、
クラッドモードの実効屈折率はコアの平均比屈折率差の
違いによる影響はほとんど受けない。このことから、コ
アの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの
導波モードとクラッドモードの実効屈折率の差の周波数
依存性が大きいことになる。ここで周波数は波長の逆数
に比例するので（ω＝２πν＝２πＣ／λ）、コアの平
均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの導波モ
ードとクラッドモードの実効屈折率の差の波長依存性の
絶対値が大きいということになる。また、伝搬定数は実
効屈折率に光の真空中での波数を掛けたものに等しいの
で、コアの導波モードとクラッドモードの伝搬定数の差
（△β）の波長微分の絶対値はコアの平均比屈折率差が
大きい光ファイバの方が大きいといえる。

【００２４】また得ようとする光ファイバグレーティン
グのグレーティング長の条件は、主に光ファイバグレー
ティングの収納性および耐振動性を考慮して決定され
る。本実施例では、海底中継器内に収納して敷設できる
ような光ファイバグレーティングを得るために、グレー
ティング長は２０ｍｍに設定されている。すなわち、図
１に示すような光ファイバグレーティングを海底中継器
内に収納できるようにするためには、基板３の長さを４
０ｍｍ以下としなければならない。そして放射モード結
合型光ファイバグレーティングの場合には、これを接着
剤４で基板３上に固定するためには、グレーティング部
２の両側にそれぞれ１０ｍｍ以上の固定台が必要であ
る。したがって、長さ４０ｍｍ以下の基板３に固定する
ためには、グレーティング長は２０ｍｍ以下に制限され
る。

【００２５】また、光ファイバ１の直径は通常１２５μ
ｍであるが、直径１２５μｍの石英ガラス製の弦の張力
と共振周波数とは図５に示されるような関係にある。図
５は、長さがそれぞれ１０，１５，２０，２５，３０，
３５，４０ｍｍの石英ガラス製の弦の張力と共振周波数
との関係を示したものである。一般に光部品の振動試験
を行う場合には、ケーブルや中継器を敷設する際に発生
する振動が２０００Ｈｚ以下であるという理由から、振
動の上限が２０００Ｈｚとされている。光ファイバグレ
ーティングの耐振動性については、その共振周波数が２
０００Ｈｚ以上となるように設計すれば、振動試験中や
敷設中に光ファイバグレーティングが共振を起こして破
損が生じるのを防止することができる。

【００２６】ところで、上述したように光ファイバグレ
ーティングを海底中継器内に収納できるようにするため
には、基板３の長さは４０ｍｍ以下に制限される。そし
て光ファイバグレーティングを固定するために接着剤４
を塗布する部分の長さｂは、両側それぞれにおいて最低
でも５ｍｍは必要であるので、接着固定点間の光ファイ
バ１の長さは約３０ｍｍよりも長くすることはできな
い。一方、光ファイバグレーティングにかかる張力が大
きすぎると光ファイバ１の信頼性の点で問題が生じるこ
とから、張力がプルーフ強度である２００ｇｆの１／４
〜１／５以下の環境で使用することが好ましい。したが
って、光ファイバグレーティングにかかる張力は４０〜
５０ｇｆ以下とすることが必要である。このように光フ
ァイバグレーティングにかかる張力の上限が４０〜５０
ｇｆであり、かつ接着固定点間の光ファイバグレーティ
ングの長さを３０ｍｍより長くできないという条件下
で、共振周波数が２０００Ｈｚ以上となるようにするに
は、図５にも示されるように、接着固定点間の光ファイ
バグレーティングの長さを約３０ｍｍ以下とすることが
必要である。そして、グレーティング部２と接着剤４と
の距離ａは少なくとも５ｍｍは離れていることが好まし
いので、グレーティング長は２０ｍｍ以下とするのが好
ましい。

【００２７】また、得ようとする光ファイバグレーティ
ングの阻止帯域幅の条件は、光ファイバグレーティング
の用途によって決定される。例えば、波長多重伝送を行
う光通信システム中で、エルビウム添加光ファイバアン
プの利得の波長依存性低減に用いられる放射モード結合
型光ファイバグレーティングの場合には、阻止帯域幅が
伝送に用いられる波長域と等しくなるように好ましく設
計され、本実施例では阻止帯域幅は２０ｎｍに好ましく
設定されている。

【００２８】このようにして決められたグレーティング
長および阻止帯域幅の条件に対して、グレーティング作
製に用いる光ファイバ１のコア１ａの平均比屈折率差の
好適な値を決定する。本実施例ではグレーティング長が
２０ｍｍ以下でかつ阻止帯域幅が２０ｎｍの放射モード
結合型光ファイバグレーティングを得るためには、図２
のグラフより、コア１ａの平均比屈折率差を０．７％以
上とすればよいことがわかる。

【００２９】そして光ファイバ１のコア１ａの好適な平
均比屈折率差が決まったら、これを満たすような光ファ
イバ１を用意し、その一部でコア屈折率を周期的に変化
させてグレーティング部２を形成する。グレーティング
部２の作製に際して、得ようとする光ファイバグレーテ
ィングのグレーティング長以外のパラメータは、これに
よって中心波長や阻止率が変化するので、得ようとする
グレーティング特性に応じて適宜設定される。

【００３０】グレーティング部２の形成方法は特に限定
されないが、本実施例においては、光ファイバ１のコア
１ａが紫外光照射によって屈折率が変化する材料で構成
されているので、光ファイバ１の所定の部位に、紫外光
を光ファイバ１長さ方向に周期的に照射することによっ
て、グレーティング部２を好ましく形成することができ
る。光ファイバ１に照射される紫外光の波長は２００〜
３００ｎｍ程度が好ましく、光源としては、例えばＫｒ
Ｆレーザ（波長２４８ｎｍ）が好適に用いられる。そし
て、数十〜数百μｍの一定間隔のスリットが切ってある
ホトマスクを介して、比較的スポット幅が大きい紫外光
を光ファイバ１に照射する方法や、スポット幅を小さく
した紫外光を光ファイバ１に一定時間照射した後、照射
を止め、照射位置を光ファイバ１長さ方向に移動させて
再び照射するという動作を繰り返すことにより、光ファ
イバ１に対して一定間隔で紫外光を照射する方法など、
周知の手法を適宜用いてグレーティング部２を形成する
ことができる。

【００３１】また、紫外光の照射に先立って光ファイバ
１の水素添加処理を行ってもよい。コア１ａ中のゲルマ
ニウム濃度がせいぜい数％以下である光ファイバにあっ
ては、紫外光照射によるコア屈折率変化を十分に得るた
めには予め水素添加処理を行うことが好ましい。この水
素添加処理は、例えば光ファイバ１を、１００ａｔｍ、
５０℃程度に調整された水素加圧容器中に４８時間程度
保持することによって達成される。ただしこの水素添加
処理は必須ではなく、コア１ａ中のゲルマニウム濃度が
３０％程度で、光ファイバグレーティングの阻止率が比
較的低くてもよい場合等には、これを行わない構成とす
ることもできる。そして、紫外光照射前にこのような水
素添加処理を行った場合は、グレーティング部２を形成
した後に、光ファイバ１中の水素を脱離させることが好
ましい。この脱水素工程は、例えば光ファイバ１を常温
〜１００℃の温度条件下に数日間放置することによって
行われる。この脱水素工程は、紫外光照射に先立って光
ファイバ１に添加された水素自体に起因して屈折率変化
が生じ、グレーティング部２作製後にグレーティング特
性が経時的に変化するのを防止するのに有効である。

【００３２】このようにしてグレーティング部２を形成
した後、光ファイバ１を基板３上に接着固定することに
より、光ファイバグレーティングが得られる。

【００３３】本実施例の光ファイバグレーティングによ
れば、光ファイバ１のコアの平均比屈折率差を大きくす
ることによって、グレーティング長を長大化することな
く、阻止帯域幅の狭小化を達成することができる。また
光ファイバグレーティングを製造するにあたって、グレ
ーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との
関係は上記の計算によって求めることができ、これに基
づいてコアの平均比屈折率差の好適な値を求めることが
できるので、所望のグレーティング長および阻止帯域幅
を有する光ファイバグレーティングを容易に、かつ確実
に得ることができる。

【００３４】

【実施例】

（実施例１）まずコアが酸化ゲルマニウムが添加された
石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガラスからなる
１．３μｍ零分散光ファイバであって、コアの平均比屈
折率差が１．０％の光ファイバを用意した。この光ファ
イバにスポット幅２００μｍの紫外光（波長２４８ｎ
ｍ）を一定時間照射した後、照射を止め、照射位置を光
ファイバ長さ方向に移動させて再び照射するという動作
を繰り返すことにより、グレーティング部を形成した。
グレーティングピッチは４００μｍであり、グレーティ
ング長は２０ｍｍとした。得られた光ファイバグレーテ
ィングは放射モード結合型グレーティングとしての特性
を有しており、阻止帯域幅は１５ｎｍであった。

【００３５】（比較例１）まずコアが酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガ
ラスからなる通信用の１．３μｍ零分散光ファイバを用
意した。この光ファイバのコアの平均比屈折率差は約
０．３５％であった。この光ファイバに上記実施例１と
同様の方法でグレーティング部を形成した。グレーティ
ングピッチは上記実施例１と同様の４００μｍとした。
グレーティング長を上記実施例１の２倍の４０ｍｍとし
ても、阻止帯域幅は約２０ｎｍまでしか狭くならなかっ
た。

【００３６】尚、上記実施例では、コアの屈折率を周期
的に変化させることによってグレーティング部が形成さ
れている例を挙げたが、グレーティング部の構成はこれ
に限らず、上記数式（１）が成り立つ放射モード結合型
グレーティングであれば任意の構成とすることができ
る。また光ファイバグレーティングに限らず、光導波路
として平面型光導波路を用いる場合でも、本発明を同様
に適用することが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
グレーティングの製造方法は、予めグレーティング長と
コアの平均比屈折率差とグレーティングにおける阻止帯
域幅との関係を求めておき、この関係に基づいて、得よ
うとするグレーティング長条件および阻止帯域幅条件を
同時に満たすコアの平均比屈折率差を求め、このコアの
平均比屈折率差を有する光導波路に放射モード結合型グ
レーティングを形成するものであるので、所望のグレー
ティング長および阻止帯域幅を有する光導波路グレーテ
ィングを容易にかつ確実に製造できる。このため、グレ
ーティング長が長大することがなく、阻止帯域幅の狭い
光導波路グレーティングを得ることができる。

【００３８】また、前記光導波路として、グレーティン
グの動作波長領域においてシングルモード型の伝送特性
を有するものを用いれば、既存の、シングルモード光導
波路を用いた光通信システム系との接続損が小さくて済
み、高次モードで生じる透過損失のピークを考慮しない
で済むので好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光導波路グレーティングの一実施例
を示す平面図である。

【図２】本発明に係るグレーティング長とコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係の例を示すグラフであ
る。

【図３】本発明に係る阻止帯域幅の算出式を説明する
ためのグラフである。

【図４】光導波路グレーティングにおけるコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係を説明するために、光
の周波数と実効屈折率との関係を示したグラフである。

【図５】本発明に係る光ファイバグレーティングにお
ける光ファイバの長さと張力と共振周波数との関係を示
すグラフである。

【図６】放射モード結合型光導波路グレーティングの
特性を示すグラフである。

【図７】光ファイバアンプの利得の波長特性の例を示
すグラフである。

【符号の説明】

１…光ファイバ、１ａ…コア、２…グレーティング部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥出聡千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者須藤正明千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者酒井哲弥千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者和田朗千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (72)発明者山内良三千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内 (56)参考文献特開平７−253506（ＪＰ，Ａ) 特開平７−283786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/10 G02B 6/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予めグレーティング長とコアの平均比屈折
率差とグレーティングにおける阻止帯域幅との関係を求
めておき、この関係に基づいて、得ようとするグレーテ
ィング長条件および阻止帯域幅条件を同時に満たすコア
の平均比屈折率差を求め、このコアの平均比屈折率差を
有する光導波路に放射モード結合型グレーティングを形
成することを特徴とする光導波路グレーティングの製造
方法。
【請求項２】前記光導波路がグレーティングの動作波長
領域においてシングルモード型の伝送特性を有すること
を特徴とする請求項１記載の光導波路グレーティングの
製造方法。
【請求項３】前記光導波路が光ファイバであることを特
徴とする請求項１又は２記載の光導波路グレーティング
の製造方法。