JP3380111B2 - Optical waveguide grating - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路グレーティ
ングに係り、特に放射モード結合型の光導波路グレーテ
ィングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide grating, and more particularly to a radiation mode coupling type optical waveguide grating.
【0002】[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、例えばコアの屈折率の周期的な変化やコア径の周期
的変化等を形成したものである。2. Description of the Related Art An optical waveguide grating forms a constant periodic change in the length direction of an optical fiber or a planar optical waveguide, for example, a periodic change in the refractive index of the core or a periodic change in the core diameter. It was done.
【0003】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
を光導波路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。放射モード結合型グレ
ーティングと反射型グレーティングの構成上の主な違い
は、周期的な変化の周期(以下、グレーティングピッチ
ということがある)の違いにある。例えば光ファイバの
コアに屈折率の周期的な変化を形成してなる光ファイバ
グレーティングの場合、放射型グレーティングはグレー
ティングピッチを数百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。Generally, there are a radiation mode coupling type and a reflection mode coupling type in the grating, and the radiation mode coupling type grating couples the mode propagating in the core and the mode propagating in the clad to each other to emit light of a specific wavelength. The characteristic is that radiation is performed outside the optical waveguide to be attenuated. Further, the reflection mode coupling type grating reflects light of a specific wavelength by coupling a mode propagating in the core in the positive direction and a mode propagating in the core in the opposite direction (negative direction). The characteristics are obtained. The main difference in structure between the radiative mode coupling type grating and the reflection type grating lies in the difference in the cycle of periodical change (hereinafter sometimes referred to as the grating pitch). For example, in the case of an optical fiber grating formed by forming a periodic change in the refractive index in the core of an optical fiber, a radiating grating is obtained by setting the grating pitch to several hundreds μm,
The reflection type grating has a grating pitch of 1μ
It is obtained by setting it to about m.
【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2に示すような波長−透過損失特性が得ら
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。このような特性を有
する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、特にエルビウム添加光フ
ァイバアンプを用いた光通信システム中で、エルビウム
添加光ファイバからの自然放出光の抑制や、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用
いられている。In the radiation mode coupling type grating, for example, the wavelength-transmission loss characteristic as shown in FIG. 2 is obtained, and the transmission loss of light in a specific wavelength band is selectively increased. The width of the wavelength band in which the transmission loss increases is called the stop band width, the center wavelength is called the center wavelength of the stop band, and the magnitude of the change in the transmission loss is called the stop ratio. A radiation mode coupling type optical fiber grating having such characteristics is
For example, it is used in the field of optical communications, especially in optical communication systems that use erbium-doped optical fiber amplifiers to suppress spontaneous emission from erbium-doped optical fibers and reduce the wavelength dependence of the gain of erbium-doped optical fiber amplifiers. It is used.
【0005】ところで、従来より光導波路グレーティン
グの製造方法の1つとして、ゲルマニウムが添加された
石英ガラスに強い紫外線を照射するとその照射量に応じ
て屈折率が上昇する現象を利用して、コアに周期的な屈
折率変化を形成する方法が知られている。例えば、放射
モード結合型の光ファイバグレーティングを製造する際
には、ゲルマニウム添加コア/シリカクラッドの光ファ
イバ、またはゲルマニウム添加コア/フッ素添加クラッ
ドの光ファイバが使用され、この光ファイバを、水素加
圧容器中(100atm程度)で水素添加処理した後、
ホトマスクを用いて光ファイバ長さ方向に一定周期で紫
外光を照射する方法や、光ファイバ長さ方向に等間隔で
順次紫外線を照射する方法等が用いられている。By the way, as one of the conventional methods for manufacturing an optical waveguide grating, the phenomenon that the refractive index rises according to the irradiation amount when strong ultraviolet rays are irradiated to the silica glass to which germanium is added, is used to make the core A method of forming a periodic refractive index change is known. For example, when manufacturing a radiation mode coupling type optical fiber grating, a germanium-doped core / silica clad optical fiber or a germanium-doped core / fluorine-doped clad optical fiber is used. After hydrogenation treatment in a container (about 100 atm),
A method of irradiating ultraviolet light at a constant cycle in the optical fiber length direction using a photomask, a method of successively irradiating ultraviolet light at equal intervals in the optical fiber length direction, and the like are used.
【0006】しかしながら、従来のゲルマニウム添加コ
ア/シリカクラッドの光ファイバ、またはゲルマニウム
添加コア/フッ素添加クラッドの光ファイバを用いて作
製された放射モード結合型光ファイバグレーティングに
あっては、阻止帯域の中心波長の温度依存性が大きいと
いう好ましくない性質があった。具体的には、このよう
な光ファイバグレーティングは、約0.05nm/℃の
温度特性を有しており、温度が10℃上がる(下がる)
と、阻止帯域の中心波長が約0.5nm長波長側(短波
長側)に移動するという性質があり、光部品としての安
定性、信頼性に不安があった。However, in the conventional radiation mode coupling type optical fiber grating produced by using the germanium-doped core / silica clad optical fiber or the germanium-doped core / fluorine-doped clad optical fiber, the center of the stop band is There was an unfavorable property that the temperature dependence of the wavelength was large. Specifically, such an optical fiber grating has a temperature characteristic of about 0.05 nm / ° C., and the temperature rises (falls) by 10 ° C.
Then, the center wavelength of the stop band has a property of moving to the long wavelength side (short wavelength side) of about 0.5 nm, and there was concern about the stability and reliability of the optical component.
【0007】[0007]
【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、阻止帯域の中心波長の温度依存性が小さ
く、温度特性に優れた放射モード結合型光導波路グレー
ティングを得ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to obtain a radiation mode coupling type optical waveguide grating having a small temperature dependence of the center wavelength of the stop band and excellent temperature characteristics.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、石英系ガラス材料からな
る光導波路を用いた放射モード結合型光導波路グレーテ
ィングであって、少なくともコアにGeO 2 およびB 2
O 3 が添加され、B 2 O 3 の濃度がGeO 2 の濃度の
0.5〜2.0倍とされたことを特徴とする光導波路グ
レーティングである。請求項2にかかる発明は、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記載の
光導波路グレーティングである。 [Means for Solving the Problems ]
Therefore, the invention according to claim 1 is a radiation mode coupling type optical waveguide grating using an optical waveguide made of a silica-based glass material , wherein GeO 2 and B 2 are contained in at least the core.
O 3 was added, and the concentration of B 2 O 3 was the same as that of GeO 2 .
The optical waveguide grating is characterized by being set to 0.5 to 2.0 times . The invention according to claim 2 provides an optical waveguide
3. The optical fiber according to claim 1, wherein the path is an optical fiber.
It is an optical waveguide grating.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の光導波路グレーティングの一例として、
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)の一実
施例を模式的に示した一部断面図である。図中符号1は
光ファイバ、2はコア、3はクラッド、4は被覆層をそ
れぞれ示している。この光ファイバグレーティングは、
光ファイバ1の一部に、コア2の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5が
形成されたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
FIG. 1 shows an example of the optical waveguide grating of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a radiation mode coupling type optical fiber grating (hereinafter, also simply referred to as an optical fiber grating). In the figure, reference numeral 1 is an optical fiber, 2 is a core, 3 is a clad, and 4 is a coating layer. This fiber optic grating
The refractive index of the core 2 is part of the optical fiber 1
The grating portion 5 that is periodically changing in the length direction is formed.
【0010】光ファイバ1のコア2は、少なくともゲル
マニウムおよびホウ素が添加された石英ガラスからなっ
ている。コア2にはこれ以外にアルミニウム、エルビニ
ウム、チタン等が適宜添加されていてもよい。クラッド
3はコアよりも低屈折率の石英系ガラスからなり、例え
ば純石英ガラス、あるいはフッ素添加石英ガラス等が好
ましく用いられる。例えば、気相反応法を用いて光ファ
イバ1を作製する場合、実際にはゲルマニウムはGeO
2としてコア2に添加され、ホウ素はB2O3としてコ
ア2に添加される。コア2中のGeO2の濃度は、光フ
ァイバ1における好ましいコア−クラッド比屈折率差が
得られるとともに、光ファイバ1に紫外光を照射するこ
とによって、コア2における所望の屈折率変化が得られ
るように設定される。また後述するように、B2O
3は、これをコア2に添加することによって、GeO2
添加石英ガラスの温度変化に対する屈折率変化を相殺し
て光ファイバグレーティングの温度特性を改善するもの
である。また石英ガラスにB2O3を添加すると石英ガ
ラスの屈折率は低下する。したがって、コア2中のB2
O3濃度は、コア2中のGeO2濃度に応じて、光ファ
イバグレーティングの温度特性を好ましく改善できると
ともに、光ファイバ1における好ましいコア−クラッド
比屈折率差が得られるように設定される。ただし、コア
2中のB2O3濃度が多すぎると、後述するように光フ
ァイバグレーティングの温度特性が逆特性側に悪化する
ので、コア2中のB2O3濃度は、コア2中のGeO2
濃度の2.0倍以下に設定される。またB2O3は、少
しでもこれを添加すれば、光ファイバグレーティングの
温度特性は多少なりとも改善されるものである。したが
って、コア2中のB2O3濃度の下限は、コア2中のG
eO2の濃度の0.5倍以上となるように添加される。The core 2 of the optical fiber 1 is made of quartz glass containing at least germanium and boron. Other than this, the core 2 may be appropriately added with aluminum, erbium, titanium or the like. The clad 3 is made of silica glass having a lower refractive index than the core, and for example, pure silica glass, fluorine-containing silica glass, or the like is preferably used. For example, when the optical fiber 1 is manufactured using the vapor phase reaction method, germanium is actually GeO.
2 is added to the core 2 and boron is added to the core 2 as B 2 O 3 . GeO 2 concentration in core 2, preferably a core of the optical fiber 1 - with cladding relative refractive index difference is obtained by irradiating ultraviolet light to the optical fiber 1, the desired refractive index change in the core 2 is obtained Is set as follows. As will be described later, B 2 O
3 was added to Core 2 to give GeO 2
The temperature characteristic of the optical fiber grating is improved by canceling the change in the refractive index of the added quartz glass with respect to the temperature change. Further, when B 2 O 3 is added to the quartz glass, the refractive index of the quartz glass decreases. Therefore, B 2 in core 2
The O 3 concentration is set according to the GeO 2 concentration in the core 2 so that the temperature characteristics of the optical fiber grating can be preferably improved and a preferable core-clad relative refractive index difference in the optical fiber 1 can be obtained. However, if the B 2 O 3 concentration in the core 2 is too high, the temperature characteristic of the optical fiber grating deteriorates to the opposite characteristic side as described later.
Therefore, the concentration of B 2 O 3 in the core 2 depends on the GeO 2 in the core 2.
The concentration is set to 2.0 times or less. Further, B 2 O 3 can improve the temperature characteristics of the optical fiber grating to some extent by adding even a little. Therefore, the lower limit of the B 2 O 3 concentration in the core 2 is G
It is added so that the concentration of eO 2 is 0.5 times or more.
【0011】グレーティング部5におけるコア屈折率の
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1長さ
方向におけるグレーティング部5の長さ等は、これらの
パラメータによって光ファイバグレーティングの特性、
すなわち阻止帯域の中心波長、阻止帯域幅、阻止率が変
化するので、得ようとする光ファイバグレーティングの
特性に応じて適宜設定される。また放射モード結合型と
しての特性を得るために、グレーティングピッチは数十
〜数百μm程度の範囲内で設定される。The change amount of the core refractive index in the grating portion 5, the grating pitch, the grating shape (profile of the change in the core refractive index), the length of the grating portion 5 in the length direction of the optical fiber 1 and the like depend on these parameters. Characteristics of the grating,
That is, since the central wavelength of the stop band, the stop band width, and the stop ratio change, they are appropriately set according to the characteristics of the optical fiber grating to be obtained. Further, in order to obtain the characteristics of the radiation mode coupling type, the grating pitch is set within the range of several tens to several hundreds μm.
【0012】このような光ファイバグレーティングを製
造するには、例えば、まずVAD法やMCVD法など周
知の手法を用いて光ファイバを作製する。このときコア
にGeO2およびB2O3を添加する。次に光ファイバ1
の被覆層4を一部除去し、被覆層4を除去した部分に、
紫外光を光ファイバ1長さ方向に周期的に照射してグレ
ーティング部5を形成する。光ファイバ1に照射される
紫外光の波長は240〜250nm程度が好ましい。グ
レーティング部5の形成方法としては、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
用いることができる。To manufacture such an optical fiber grating, for example, an optical fiber is first manufactured by using a known method such as the VAD method or the MCVD method. At this time, GeO 2 and B 2 O 3 are added to the core. Optical fiber 1
The coating layer 4 is partially removed, and the portion where the coating layer 4 is removed is
The grating portion 5 is formed by periodically irradiating ultraviolet light in the length direction of the optical fiber 1. The wavelength of the ultraviolet light with which the optical fiber 1 is irradiated is preferably about 240 to 250 nm. As a method of forming the grating portion 5, several tens to several hundreds μm
After irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light having a relatively large spot width, or after irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light having a small spot width for a certain period of time through a photomask having slits at constant intervals, A well-known method such as a method of irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light at a constant interval is appropriately used by repeating the operation of stopping the irradiation, moving the irradiation position in the length direction of the optical fiber 1, and irradiating again. be able to.
【0013】以下、本実施例の光ファイバグレーティン
グの作用について説明する。放射モード結合型の光ファ
イバグレーティングにあっては複数の阻止帯域が存在す
るが、ひとつの阻止帯域の中心波長λcにおいては次の
数式(1)で表される条件が成立する。
βco−βcl=2π/Λ …… (1)
ここで、βcoは(コアの)導波モードの伝搬定数、βcl
はクラッドモードの伝搬定数、Λはグレーティングピッ
チを示している。そして上記数式(1)を書き直すと次
の数式(2)のようになる。
λc=Λ・(neco−necl) …… (2)
ここでneco、neclはそれぞれ導波モード、クラッドモ
ードの実効屈折率である(2π/Λ・実効屈折率=伝搬
定数)。The operation of the optical fiber grating of this embodiment will be described below. Although there are a plurality of stop bands in the radiation mode coupling type optical fiber grating, the condition expressed by the following formula (1) is satisfied at the center wavelength λc of one stop band. βco−βcl = 2π / Λ (1) where βco is the propagation constant of the (core) guided mode, βcl
Is the propagation constant of the cladding mode, and Λ is the grating pitch. Then, rewriting the above formula (1) gives the following formula (2). λc = Λ · (neco−necl) (2) where neco and necl are the effective refractive indices of the guided mode and the cladding mode, respectively (2π / Λ · effective refractive index = propagation constant).
【0014】この数式(2)を温度で微分すれば、次の
数式(3)のようになる。When this equation (2) is differentiated with respect to temperature, the following equation (3) is obtained.
【数1】
そして、温度変化に対して中心波長λcがずれないよう
にするためには、上記数式(3)の両辺が0になるよう
にすればよい。ここで、石英が主成分である石英系ガラ
スに関しては、その熱膨張係数は非常に小さいので、上
記数式(3)の∂Λ/∂T(ガラスの熱膨張係数と同
値)は殆ど0とみなせる。したがって、(∂/∂T)
(neco−necl)が0になるようにすればよい。[Equation 1] Then, in order to prevent the center wavelength λc from shifting with respect to the temperature change, both sides of the mathematical expression (3) may be set to zero. Here, the thermal expansion coefficient of quartz-based glass whose main component is quartz is very small, so that ∂Λ / ∂T (the same value as the thermal expansion coefficient of glass) in the above formula (3) can be regarded as almost zero. . Therefore, (∂ / ∂T)
(Neco-necl) should be set to 0.
【0015】ところで、従来の放射モード結合型光ファ
イバグレーティングのクラッドに用いられていた石英ガ
ラス、およびコアに用いられていたゲルマニウム添加石
英ガラスに関しては、いずれも温度が上昇すれば屈折率
も上昇する性質を有している。また光ファイバにおいて
は一般に、材質の屈折率が大きくなれば、導波するモー
ドの実効屈折率も大きくなる。そしてゲルマニウム添加
石英ガラスの屈折率変化の温度依存性は、石英ガラスの
屈折率変化の温度依存性よりも大きいことから、従来の
放射モード結合型光ファイバグレーティングでは∂nec
o/∂T>∂necl/∂Tとなり、上記数式(3)の右辺
は0にならなかった。これに対して、ホウ素が添加され
た石英ガラスは、温度が上昇すれば屈折率が低下する性
質を有している。したがって、コア2にゲルマニウムだ
けでなく、さらにホウ素を適量添加することにより、コ
ア2の屈折率の温度依存性と、クラッド3の屈折率の温
度依存性をほぼ等しくすることが可能となる。このこと
により、∂neco/∂T−∂necl/∂T≒0とすること
が可能となり、阻止帯域の中心波長の温度依存性が小さ
い放射モード結合型光ファイバグレーティングを得るこ
とができる。By the way, regarding the quartz glass used for the cladding of the conventional radiation mode coupling type optical fiber grating and the germanium-doped quartz glass used for the core, the refractive index also rises as the temperature rises. It has the property. In addition, in an optical fiber, generally, when the refractive index of the material increases, the effective refractive index of the guided mode also increases. Since the temperature dependence of the refractive index change of germanium-doped silica glass is larger than the temperature dependence of the refractive index change of silica glass, it is ∂nec in the conventional radiation mode coupling type optical fiber grating.
o / ∂T> ∂necl / ∂T, and the right side of the above equation (3) did not become 0. On the other hand, the silica glass to which boron is added has a property that the refractive index decreases as the temperature rises. Therefore, by adding not only germanium but also an appropriate amount of boron to the core 2, the temperature dependence of the refractive index of the core 2 and the temperature dependence of the refractive index of the clad 3 can be made substantially equal. As a result, ∂neco / ∂T−∂necl / ∂T≈0 can be obtained, and a radiation mode coupling type optical fiber grating in which the center wavelength of the stop band has small temperature dependence can be obtained.
【0016】また、コア2におけるホウ素の濃度が多く
なると、放射モード結合型光ファイバグレーティングの
温度特性が従来と逆特性側に移行して、温度が上がる
(下がる)と阻止帯域の中心波長が短波長側(長波長
側)に移動するという性質を有するようになる。そして
コア2におけるホウ素の濃度がゲルマニウムの濃度の2
倍を超えると、温度特性が逆特性側に悪くなるので好ま
しくない。このようにコア2にホウ素を添加することに
よって光ファイバグレーティングの温度特性を改善する
手法は、本実施例の光ファイバグレーティングに限ら
ず、コアおよびクラッドが石英系ガラス材料からなり、
コアにはゲルマニウムが添加されており、クラッド材料
の屈折率変化の温度依存性がコア材料の屈折率変化の温
度依存性よりも小さく、かつ放射モード結合型の特性を
有する光ファイバグレーティングであれば有効であり、
任意の構造の光ファイバグレーティングに適用可能であ
る。When the concentration of boron in the core 2 increases, the temperature characteristic of the radiation mode coupling type optical fiber grating shifts to the characteristic side opposite to the conventional one, and as the temperature rises (falls), the central wavelength of the stop band becomes shorter. It has the property of moving to the wavelength side (long wavelength side). Then, the concentration of boron in the core 2 is 2 times that of germanium.
If it exceeds twice, the temperature characteristics deteriorate to the opposite side, which is not preferable. The method of improving the temperature characteristics of the optical fiber grating by adding boron to the core 2 is not limited to the optical fiber grating of the present embodiment, but the core and the clad are made of a silica glass material,
Germanium is added to the core, and the temperature dependence of the refractive index change of the cladding material is smaller than the temperature dependence of the refractive index change of the core material, and it is an optical fiber grating with radiation mode coupling characteristics. Is valid,
It can be applied to an optical fiber grating having any structure.
【0017】[0017]
(実施例1)まず、コアが、GeO2が12%molお
よびB2O3が8%mol添加された石英ガラスからな
り、クラッドが(純粋)石英ガラスからなる光ファイバ
を用意した。次に光ファイバの被覆層を一部除去した
後、被覆層を除去した部分に波長248nmの紫外光
を、スリットが形成されたホトマスクを介して光ファイ
バに照射してグレーティング部を形成した。グレーティ
ングピッチΛは400μmとし、グレーティング部の長
さは20mmとした。このようにして得られた光ファイ
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、阻止帯域の中心波長は室温
において1560.0nmであった。この光ファイバグ
レーティングについて、−20〜80℃の温度範囲で中
心波長の温度依存性を調べた結果、0.01nm/℃で
あった。Example 1 First, an optical fiber was prepared in which the core was made of silica glass to which 12% mol of GeO 2 and 8% mol of B 2 O 3 were added, and the cladding was made of (pure) silica glass. Next, after partially removing the coating layer of the optical fiber, ultraviolet light having a wavelength of 248 nm was radiated to the optical fiber through a photomask having a slit to form a grating portion in the portion where the coating layer was removed. The grating pitch Λ was 400 μm, and the length of the grating portion was 20 mm. The optical fiber grating thus obtained had characteristics as a radiation mode coupling type grating, and the center wavelength of the stop band was 1560.0 nm at room temperature. With respect to this optical fiber grating, the temperature dependence of the central wavelength was examined in the temperature range of −20 to 80 ° C., and the result was 0.01 nm / ° C.
【0018】(実施例2)光ファイバとして、コアが、
GeO2が8%molおよびB2O3が16%mol添加
された石英ガラスからなり、クラッドが(純粋)石英ガ
ラスからなる光ファイバを用いたほかは、上記実施例1
と同様にして光ファイバグレーティングを作製した。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、阻止帯域の
中心波長は室温において1538nmであった。この光
ファイバグレーティングについて、−20〜80℃の温
度範囲で中心波長の温度依存性を調べた結果−0.04
5nm/℃であり、上記実施例1とは逆特性を有するも
のであった。(Embodiment 2) As an optical fiber, the core is
Example 1 except that an optical fiber made of silica glass to which 8% mol of GeO 2 and 16% mol of B 2 O 3 were added and the cladding made of (pure) silica glass was used.
An optical fiber grating was produced in the same manner as. The obtained optical fiber grating had characteristics as a radiation mode coupling type grating, and the center wavelength of the stop band was 1538 nm at room temperature. As a result of investigating the temperature dependence of the center wavelength in the temperature range of −20 to 80 ° C. for this optical fiber grating, −0.04
It was 5 nm / ° C., and had characteristics opposite to those of Example 1 above.
【0019】(比較例1)比較例として、コアにB2O3
を添加しない光ファイバを用いて光ファイバグレーティ
ングを作製した。すなわち、光ファイバとして、コア
が、GeO2が4.0%mol添加された石英ガラスか
らなり、クラッドが(純粋)石英ガラスからなる光ファ
イバを用いたほかは、上記実施例1と同様にして光ファ
イバグレーティングを作製した。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、阻止帯域の中心波長は1490
nmであった。この光ファイバグレーティングについ
て、−20〜80℃の温度範囲で中心波長の温度依存性
を調べた結果0.052nm/℃であった。Comparative Example 1 As a comparative example, B 2 O 3 was added to the core.
An optical fiber grating was prepared using an optical fiber without addition of. That is, as the optical fiber, the same as in Example 1 except that an optical fiber having a core made of silica glass to which 4.0% mol of GeO 2 was added and a clad made of (pure) silica glass was used. An optical fiber grating was produced. The obtained optical fiber grating has characteristics as a radiation mode coupling type grating, and the center wavelength of the stop band is 1490.
was nm. With respect to this optical fiber grating, the temperature dependence of the central wavelength was examined in the temperature range of −20 to 80 ° C., and the result was 0.052 nm / ° C.
【0020】実施例1,2および比較例1の結果より、
コアにGeO2以外にB2O3を添加した石英系光ファイ
バを用いることにより、光ファイバグレーティングの阻
止帯域の中心波長の温度特性を、コアにB2O3が添加さ
れていない場合よりも向上できることが認められる。ま
た実施例2に示されるように、コアに添加するB2O3の
濃度によっては、阻止帯域の中心波長の温度特性が従来
とは逆特性を示す光ファイバグレーティングも実現でき
ることが認められた。From the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1,
By using a silica-based optical fiber in which B 2 O 3 is added to the core in addition to GeO 2 , the temperature characteristic of the center wavelength of the stop band of the optical fiber grating is better than that in the case where B 2 O 3 is not added to the core. It is recognized that it can be improved. Further, as shown in Example 2, it was confirmed that an optical fiber grating exhibiting a temperature characteristic of the center wavelength of the stop band having an inverse characteristic to the conventional one can be realized depending on the concentration of B 2 O 3 added to the core.
【0021】尚、上記では光導波路として光ファイバを
用いて放射モード結合型光導波路グレーティングを構成
した例を挙げて説明したが、光導波路として平面型光導
波路を用いる場合でも、同様の原理により阻止帯域の中
心波長の温度特性を向上させることができる。In the above description, an example in which a radiation mode coupling type optical waveguide grating is constructed by using an optical fiber as an optical waveguide has been described. However, even when a planar type optical waveguide is used as an optical waveguide, it is prevented by the same principle. The temperature characteristic of the central wavelength of the band can be improved.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明の放射モード
結合型光導波路グレーティングによれば、コアにゲルマ
ニウムおよびホウ素が添加された石英系ガラスを用いる
ことにより、阻止帯域の中心波長の温度依存性を低減さ
せることができる。したがって、温度特性に優れ、光部
品として安定性、信頼性に優れた放射モード結合型光導
波路グレーティングが得られる。しかも、本発明の放射
モード結合型光導波路グレーティングは、コアにゲルマ
ニウムに加えてホウ素を添加するだけで光導波路グレー
ティングの温度特性を改善ることができるものであり、
従来のグレーティング製造方法をそのまま適用すること
ができるので、製造が簡単であり、新たな設備も必要と
せず経済的にも有利である。As described above, according to the radiation mode coupling type optical waveguide grating of the present invention, the temperature dependence of the central wavelength of the stop band is dependent on the use of the silica glass in which germanium and boron are added to the core. Can be reduced. Therefore, a radiation mode coupling type optical waveguide grating having excellent temperature characteristics and excellent stability and reliability as an optical component can be obtained. Moreover, the radiation mode coupling type optical waveguide grating of the present invention can improve the temperature characteristics of the optical waveguide grating only by adding boron to the core in addition to germanium,
Since the conventional grating manufacturing method can be applied as it is, the manufacturing is simple, new equipment is not required, and it is economically advantageous.
【0023】前記コア中のB2O3濃度は、該コア中の
GeO 2 濃度の0.5〜2.0倍であるので、これによ
り阻止帯域の中心波長の温度依存性が小さく、温度特性
に優れた放射モード結合型光導波路グレーティングが得
られ、また従来のコアにゲルマニウムのみが添加された
場合と逆特性を有する放射モード結合型グレーティング
を実現することもできる。また、上記光導波路として光
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
ィングにあっては、他の光ファイバを用いた光部品等と
の接続性が良いので、光ファイバを用いた光通信分野に
おいて有効に用いることができ、光通信システムの温度
特性、安定性、信頼性を向上させることができる。The concentration of B 2 O 3 in the core is
Since the concentration of GeO 2 is 0.5 to 2.0 times, the temperature dependence of the center wavelength of the stop band is small, whereby a radiation mode coupling type optical waveguide grating having excellent temperature characteristics can be obtained, and the conventional core It is also possible to realize a radiative mode coupling type grating having an opposite characteristic to the case where only germanium is added to. Further, in the radiation mode coupling type optical fiber grating using the optical fiber as the optical waveguide, since it has good connectivity with optical components using other optical fibers, in the optical communication field using the optical fiber. It can be effectively used, and temperature characteristics, stability, and reliability of the optical communication system can be improved.
【図1】 本発明の放射モード結合型光導波路グレーテ
ィングの一実施例を示す一部断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of a radiation mode coupling type optical waveguide grating of the present invention.
【図2】 放射モード結合型光導波路グレーティングの
特性の例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of characteristics of a radiation mode coupling type optical waveguide grating.
1…光ファイバ(光導波路)、2…コア、5…グレーテ
ィング部。1 ... Optical fiber (optical waveguide), 2 ... Core, 5 ... Grating part
───────────────────────────────────────────────────── 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 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7−218712(JP,A) 特開 平7−283786(JP,A) 特表 平7−508358(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Satoshi Okude 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Zikura Sakura Factory (72) Inventor Akira Wada 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Zikura Sakura Factory (72) Inventor Ryozo Yamauchi 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Zikura Sakura Factory (56) Reference JP-A-7-218712 (JP, A) JP-A-7-283786 (JP, A) Special table flat 7-508358 (JP, A)
Claims (2)
た放射モード結合型光導波路グレーティングであって、
コアに少なくともGeO 2 およびB 2 O 3 が添加され、
B 2 O 3 の濃度がGeO 2 の濃度の0.5〜2.0倍と
されたことを特徴とする光導波路グレーティング。1. A radiation mode coupling type optical waveguide grating using an optical waveguide made of a silica glass material, comprising:
At least GeO 2 and B 2 O 3 are added to the core ,
The concentration of B 2 O 3 is 0.5 to 2.0 times the concentration of GeO 2.
An optical waveguide grating characterized by being made .
する請求項1記載の光導波路グレーティング。 2. The optical waveguide is an optical fiber.
The optical waveguide grating according to claim 1.
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