JP3421218B2

JP3421218B2 - 光フィルタの製造方法、支持部材および位相マスク

Info

Publication number: JP3421218B2
Application number: JP18275097A
Authority: JP
Inventors: 芳孝寺尾
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH1130729A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光フィルタの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光通信分野では、波長フィルタや
分散補償器などの光フィルタとして、ファイバブラッグ
グレーティング（以下、ＦＢＧと略称する。）が多用さ
れている。このＦＢＧは、光ファイバのコアに対して周
期的な屈折率変化を施して形成する。周期的な屈折率変
化（屈折率変調）は、例えば位相マスク法により形成す
る（文献１「米国特許５３６７５８８号」参照）。

【０００３】位相マスク法では、位相マスクを介して光
ファイバに紫外線光を照射する。位相マスクは紫外線光
の透過が可能な板状体である。この板状体の表面には複
数個の凹部が形成されている。各凹部は所定の間隔をも
って直線的に配列している。これら凹部により紫外線光
が回折する。その回折光の強度は、凹部の配列間隔（ピ
ッチ）に応じた位置で強められたり弱められたりする。
一方、光ファイバのコアは、紫外線光によってその屈折
率が変化する材料で形成されている（このような光ファ
イバを光感光性ファイバと称する。）。上述した回折光
が光ファイバに対して照射されるので、光ファイバの延
在方向（長手方向、光の導波方向）に沿って、周期的な
屈折率変調すなわちグレーティングがコアに形成され
る。

【０００４】上述の位相マスクは、例えば文献２「ＥＬ
ＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ１８ｔｈＭａ
ｒ１９９３Ｖｏｌ２９Ｎｏ．６」に開示されてい
る製造方法によって形成される。また、ＦＢＧの反射波
長帯域を広くしたい場合には、文献３「応用物理第６
６巻１号ｐｐ３３−３６（１９９７）」に開示され
ているチャープグレーティングの構造にすればよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＢＧ
のフィルタ特性、例えば反射波長帯域や反射スペクトル
のトップの平坦性などは、ＦＢＧのグレーティング書き
込み領域の長さすなわちグレーティング長に依存する。

【０００６】例えば、ＦＢＧで分散補償器を構成する場
合、反射波長帯域△λは次式（１）で表される。

【０００７】△λ＝２Ｌ／（Ｃ・Ｄ）・・・（１）但し、記号Ｌはグレーティング長を表し、記号Ｃは光の
速度を表し、記号Ｄは分散値を表している。

【０００８】上式（１）によれば、分散値Ｄを一定とし
たとき、グレーティング長Ｌが長ければ長いほど、反射
波長帯域△λが広がる。しかし、位相マスクのサイズは
それほど大きくできないのが現状である。例えば、位相
マスクを形成するためには、真空装置内での処理を必要
とするが、比較的大きな板状体は真空装置内に導入する
ことができない。従って、グレーティング長Ｌもそれほ
ど大きく形成することができない。従来方法では、せい
ぜい１００ｍｍ程度のグレーティング長ＬのＦＢＧしか
形成することができなかった。

【０００９】従って、従来より、１００ｍｍよりも長い
グレーティング長のＦＢＧを形成するための方法の出現
が望まれていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明の光フ
ィルタの製造方法によれば、支持部材の上面に光感光性
ファイバを同一平面内で螺旋状となるように延在させて
設置し、前記光感光性ファイバの延在する方向に沿って
主面に複数個の凹部が周期的に設けられた位相マスク
を、前記支持部材の上面に対してその主面が平行となる
ように、前記光感光性ファイバに対向させて設置し、前
記位相マスクを介して前記光感光性ファイバに対して紫
外線光を照射することにより、この光感光性ファイバの
コアに周期的な屈折率変調を形成することを特徴とす
る。

【００１１】このように、光感光性ファイバは、螺旋形
状（渦巻き形状）の平面パタンをなすように、支持部材
の上面に設置する。位相マスクは、その主面が支持部材
の上面と平行になるように対向させて設置する。そし
て、その主面の光感光性ファイバに対応した位置に凹部
が形成されている。従って、各凹部の配列は、光感光性
ファイバと同じ螺旋形状をなしている。

【００１２】このように、光ファイバがなす平面パタン
を螺旋形状として、なるべく少ない平面スペースに光フ
ァイバが収まるように工夫している。また、この光ファ
イバの設置方式に対応させて、位相マスクを構成する凹
部の位置を工夫してある。従って、従来に比べて、位相
マスクの平面的なサイズを小さくすることができる。一
方、凹部を螺旋状に配列させて設けてあるので、その配
列長は従来に比べて長くできる。例えば、この製造方法
によれば、０．１ｍ〜４ｍの長さのグレーティングを形
成することが可能である。

【００１３】尚、上述した位相マスクの主面は、光ファ
イバと対向する側の面としてもよいし、あるいは、光フ
ァイバとは反対側（光源側）の面としてもよい。しか
し、後者の場合には、位相マスクの膜厚分だけ回折光が
伝播する距離が多くなってしまう。この場合、回折光の
コヒーレントが崩れてしまうおそれがある。従って、前
者の方が好ましい。

【００１４】この発明の光フィルタの製造方法におい
て、好ましくは、前記位相マスクを前記支持部材に固設
しておいて、この支持部材を、前記光感光性ファイバの
螺旋中心を軸として回転させ、ビーム状の前記紫外線光
により、前記支持部材の上面の端部から前記螺旋中心に
わたり前記主面を走査するのが良い。

【００１５】紫外線光を発生する光源として、例えばレ
ーザ光発生装置を用いるのが好適である。この発明によ
れば、ビーム状の紫外線光により屈折率変調を形成す
る。上述したように、位相マスクは支持部材に固設して
あるので、支持部材とともに回転する。一方、ビーム状
の紫外線光により、支持部材の端部から螺旋中心にわた
り直線的に走査ができるようにしておく。従って、支持
部材の回転と紫外線光による走査とを同時に行えば、光
感光性ファイバに対して、その延在方向に沿って紫外線
光を順次に照射してゆくことができる。このため、例え
ば、前記回転の速度と前記走査の速度とを同期させてお
くのが好適である。

【００１６】この発明の支持部材によれば、光感光性フ
ァイバを設置するための板状体を具えていて、前記光感
光性ファイバを嵌入するための溝を前記板状体の上面に
おいて螺旋状となるように形成してあることを特徴とす
る。

【００１７】支持部材は、例えばアルミニウムやステン
レスやスチールの板状体である。この板状体の上面に、
螺旋形状の平面パタンをなすように溝が形成されてい
る。この溝に光感光性ファイバを嵌入することにより、
光感光性ファイバを螺旋状に設置することができる。

【００１８】尚、好ましくは、紫外線光に対して実質的
に無反射となるように、前記上面にコーティングが施さ
れているのが良い。このように構成しておくと、周期的
な屈折率変調の形成に寄与しない反射光を実質的に無く
すことができる。

【００１９】また、前記溝の深さを前記光感光性ファイ
バの直径よりも大きくしてあるのが好適である。このよ
うに構成してあるので、光感光性ファイバと位相マスク
とが接触してしまうのを防ぐことができる。従って、位
相マスクに傷を付けてしまうこともないので、位相マス
クの複数回の使用が可能となる。また、光感光性ファイ
バが溝からはみ出ないので、位相マスクの固設は例えば
真空吸着により行える。

【００２０】この発明の位相マスクによれば、紫外線光
に対して透明な板状体の主面に、複数個の凹部が周期的
に螺旋状となるように配列していることを特徴とする。

【００２１】例えば、前記板状体は石英ガラスで形成し
てあるのが好適である。このような板状体の主面に、複
数個の凹部が、それぞれ所定の間隔をもって、螺旋形状
の平面パタンをなすように、配列している。従って、こ
の位相マスクを用いれば、螺旋状に設置した光感光性フ
ァイバに対して、紫外線光の照射が好適に行える。

【００２２】また、この発明の位相マスクにおいて、好
ましくは、前記凹部が配列する方向に沿って複数個の回
折格子ブロックが画成されていて、前記回折格子ブロッ
クの各々に属する前記凹部の配列間隔が、前記回折格子
ブロックごとに、前記配列方向に沿って段階的または連
続的に変化しているのが良い。

【００２３】このように構成した位相マスクを用いる
と、光感光性ファイバのコアにチャープグレーティング
を形成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明が理解
できる程度に、構造、大きさおよび配置関係が示されて
いるに過ぎない。また、以下に記載する数値等の条件や
材料は単なる一例に過ぎない。従って、この発明は、こ
の実施の形態に何ら限定されることがない。

【００２５】先ず、この実施の形態の光フィルタの製造
方法（ＦＢＧ作成方法）につき簡単に説明する。図１
は、ＦＢＧ作成方法の説明に供する斜視図である。図１
には、ファイバホルダ１０と、位相マスク１２と、光感
光性ファイバ１４との位置関係を示してある。

【００２６】この実施の形態では、支持部材としてのフ
ァイバホルダ１０の上面１６に、光感光性ファイバ１４
を同一平面内すなわち上面１６内で螺旋状となるように
延在させて設置している。ファイバホルダ１０は、円盤
形状をした板状体である。この板状体の中心を取り巻く
ように、一本の光感光性ファイバ１４を螺旋状に延在さ
せて設けてある。光感光性ファイバ１４は、板状体の中
心すなわち螺旋中心からほぼ一定の曲率で図中の時計方
向に円形を描きながら延在して、渦巻き形状の平面パタ
ンをなしている。

【００２７】また、位相マスク１２の主面１８には、複
数個の凹部２０が設けてある。位相マスク１２は、ファ
イバホルダ１０と同一形状の板状体である。円盤型の位
相マスク１２の主面１８は、光感光性ファイバ１４を設
けたファイバホルダ１０の上面１６に対して平行となる
ように対向させてある。この主面１８には、光感光性フ
ァイバ１４の延在する方向に沿って、凹部２０が周期的
に設けられている。これら凹部２０により、渦巻き状の
平面パタンをなす回折格子列が形成されている。

【００２８】位相マスク１２とファイバホルダ１０と
は、凹部２０が光感光性ファイバ１４の延在する位置に
沿って重なるように位置決めしてある。図１では、位相
マスク１２とファイバホルダ１０とを離間させた状態で
示しているが、位相マスク１２はファイバホルダ１０に
固設してある。これら位相マスク１２およびファイバホ
ルダ１０は、板状体の中心すなわち螺旋中心を通過する
主面１８（あるいは上面１６）に対して垂直な回転軸２
２の周りに回転させる。ここでは、これらの回転方向２
４を図中の時計方向に設定してある。

【００２９】そして、位相マスク１２を介して光感光性
ファイバ１４に対して紫外線光を照射することにより、
光感光性ファイバ１４のコアに周期的な屈折率変調を形
成する。このため、位相マスク１２の主面１８とは反対
の面側からレーザ光２６を入射する。レーザ光２６はビ
ーム状の紫外線光であって、主面１８に対して垂直に入
射する。レーザ光２６が位相マスク１２を通過すると、
上述の回折格子列の作用により主面１８側から回折光２
８が発生する。この回折光２８が光感光性ファイバ１４
に照射される。この回折光２８の強度は、凹部２０の配
列間隔に応じた所定の位置において強められている。従
って、光感光性ファイバ１４の所定の位置の屈折率を変
化させることができる。

【００３０】尚、レーザ光２６により、ファイバホルダ
１０の上面の端部から螺旋中心すなわち回転軸２２にわ
たり主面１８を走査する。このため、レーザ光２６は、
主面１８に対して平行に直線的に移動できるように構成
されている。図中に示す移動方向３０に沿って、レーザ
光２６の照射位置が連続的に変化する。そして、この直
線運動と上述した回転運動とが協働して、光感光性ファ
イバ１４の一方の端部３２から他方の端部３４にわた
り、連続的にレーザ光２６すなわち回折光２８が照射さ
れる。

【００３１】次に、ファイバホルダ１０の構造につき、
図２を参照して説明する。図２（Ａ）は、ファイバホル
ダ１０の平面構造を示す図である。図２（Ｂ）は、図２
（Ａ）のＩ−Ｉ線の位置に沿う切り口の断面を示す図で
ある。尚、図２には、光感光性ファイバ１４をファイバ
ホルダ１０とともに示してある。

【００３２】上述したように、ファイバホルダ１０は、
光感光性ファイバ１４を設置するための所定の厚さの円
盤形状の板状体である。この板状体の材料としては、例
えば、アルミニウム、スチールおよびステンレスを用い
ることができる。

【００３３】この板状体の上面１６には、光感光性ファ
イバ１４を設置するための溝３６が形成してある。溝３
６は、一続きの連続した凹部であって、上面１６におい
て螺旋形状をなすように形成してある。この溝３６内に
光感光性ファイバ１４を嵌入することにより、光感光性
ファイバ１４を螺旋状に設置することができる。

【００３４】尚、この構成例では、溝３６の深さは光感
光性ファイバ１４の直径よりも大きくしてある。従っ
て、光感光性ファイバ１４の全体が溝３６の中に埋め込
まれる。このように構成すると、光感光性ファイバ１４
と位相マスク１２とが接触してしまうのを防げる。図３
は、ファイバホルダの要部構造を示す図である。図３
（Ｂ）は、図２（Ｂ）の破線Ｃにより囲まれた領域を拡
大して示す断面図である。図示の通り、光感光性ファイ
バ１４の直径に比して溝の深さＤを大きくしてある。ま
た、溝３６の幅Ｗは、光感光性ファイバ１４の直径とほ
ぼ等しくしてある。

【００３５】尚、溝３６の深さＤを、光感光性ファイバ
１４の直径より小さく構成してもよい。例えば、溝３６
の深さＤを、光感光性ファイバ１４の半分程度の大きさ
とする。図３（Ａ）には、この場合の断面図を示してあ
る。このように構成すると、溝３６から光感光性ファイ
バ１４の上側部分がはみ出てしまうが、所定の状態で光
感光性ファイバ１４を設置できれば支障が無い。

【００３６】以上説明したように、溝３６の深さＤは、
光感光性ファイバ１４の直径の半分程度の値から直径よ
りほぼ大きめの値とするのが好ましい。また、回折光２
８のコヒーレント長を考慮すると、光感光性ファイバ１
４と位相マスク１２の主面１８との間は、６０μｍ程度
の距離だけ離間するように溝３６の深さを設計するのが
好適である。また、溝３６の幅Ｗは、ほぼ光感光性ファ
イバ１４の直径と同じに設定する。例えば、光感光性フ
ァイバ１４の直径を１２５μｍとするとき、溝３６の深
さＤは６０μｍ〜１３０μｍ程度に設定し、溝３６の幅
Ｗは１２０μｍ〜１３０μｍにする。

【００３７】また、紫外線光に対して実質的に無反射と
なるように、上面１６にコーティングが施してある。こ
のコーティングにより、屈折率変化に寄与しない紫外線
光の反射光を実質的に無くしている。このコーティング
は、溝３６の内面にも施しておく。例えば、黒色塗料の
焼き付けを行うことにより、上面１６での回折光２８の
反射により周期的な屈折率変化が乱されてしまうことを
回避できる。

【００３８】次に、位相マスク１２の構造につき、図４
を参照して説明する。図４は、位相マスク１２の平面構
造を示す図である。

【００３９】位相マスク１２は、所定の厚さの円盤形状
の板状体である。上述したように、位相マスク１２とフ
ァイバホルダ１０とは同じ形状としてある。この位相マ
スク１２を構成する板状体は、石英ガラスで形成してい
る。尚、これに限らず紫外線光に対して透明な材料であ
ればよく、例えば、フッ化カルシウムやフッ化マグネシ
ウムにより形成してもよい。

【００４０】この石英ガラスの板状体の主面１８には、
回折格子列３８が形成されている。この回折格子列３８
は、図１を参照して説明した複数個の凹部２０の配列に
より構成されている。複数個の凹部２０は、周期的に螺
旋状となるように配列している。すなわち、凹部２０の
各々は、螺旋中心（マスク中心）４０を中心として、所
定の間隔をもって一連の列状に螺旋を描きながら並んで
いる。そして、その平面パタンがファイバホルダ１０の
螺旋パタンと表裏の関係となるようにしてある。すなわ
ち、凹部２０の配列パタンは、溝３６の平面パタンが反
転したパタンとなっている。従って、位相マスク１２の
主面１８をファイバホルダ１０の上面１６に対向させた
ときに、回折格子列３８の平面パタンと溝３６の平面パ
タンとが重なるように位置決めすることができる。すな
わち、溝３６の延在する方向に沿って、各凹部２０が配
列する。

【００４１】図５は、位相マスク１２の要部構造を示す
図である。図５（Ａ）は、図４に示す破線Ｃで囲まれた
領域を拡大して示す要部平面図である。図５（Ｂ）は、
図５（Ａ）のＪ−Ｊ線に沿う位置での切り口の断面を示
す要部断面図である。尚、図５（Ａ）に示す凹部２０が
回折格子列３８を構成していることを破線の補助線で示
している。

【００４２】凹部２０は、円周に沿って設けられたほぼ
矩形形状の平面パタンをなしている。その互いに対向す
る２辺がそれぞれ円周の一部分の形状を呈していて、螺
旋中心（回転軸２２）に近い側の辺の長さΛａの方が、
螺旋中心に遠い側の辺の長さΛｂに比べて短い。従っ
て、凹部２０の螺旋中心側の周期（配列間隔）と、螺旋
中心と反対側の周期とは実際には異なっている。しかし
ながら、次に述べる理由から、この位相マスク１２によ
って周期的な屈折率変調を施すことができる。

【００４３】図６は、屈折率変調形成時における位相マ
スク１２と光感光性ファイバ１４との位置関係を示す平
面図である。図６に示す位相マスク１２の領域は、図５
（Ａ）に示す位相マスク１２の領域に対応している。図
６に示す配置では、光感光性ファイバ１４の中心軸が、
凹部２０の中央部（図５のＪ−Ｊ線で示す位置）に揃え
られている。実際に、ファイバホルダ１０の溝３６に嵌
め込まれた光感光性ファイバ１４は、このように配置さ
れる。

【００４４】尚、光感光性ファイバ１４は、円柱形状の
コア４４と、このコア４４の周りに密着させて設けた円
筒形状のクラッド４６とを具えている。コア４４および
クラッド４６は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）や酸化ゲル
マニウム（ＧｅＯ₂ ）を主成分とする材料で形成されて
いる。これらの成分比を調節することにより、コア４４
の屈折率をクラッド４６の屈折率に比べて大きくしてあ
る。コア４４の幅Ｗ１は１０μｍである。また、クラッ
ド４６の幅Ｗ２は１１０μｍ〜１３０μｍ程度である。

【００４５】尚、図５（Ａ）および図６に示す回折格子
列３８の領域は、マスク中心４０から最も遠く離間した
領域に相当している。この図中に示す凹部２０は、マス
ク中心４０から２．５インチ（約６４ｍｍ）だけ離間し
ている。この場合に、ある凹部２０の位置でのコア４４
の外周の長さを、マスク中心４０に近い側と、マスク中
心４０に遠い側とで比べてみる。すると、マスク中心４
０に遠い側のコア４４の外周Λ１は、マスク中心４０に
近い側のコア４４の外周Λ２に比べて０．００１５％だ
け大きい。従って、これら外周Λ１およびΛ２の差は非
常に小さいので、無視することができる。このように、
コアの幅Ｗ１が螺旋パタンの曲率に比べて小さいため、
周期的な屈折率変調の形成には支障がない。

【００４６】以上説明した位相マスク１２の構造は、上
述の文献２に開示されている製造方法により形成するこ
とができる。この製造方法につき簡単に説明する。先
ず、石英ガラス板にＣｒ薄膜をスパッタリング法あるい
は蒸着法により成膜する。続いて、電子ビームリソグラ
フィ法により、Ｃｒ薄膜のパターニングを行う。次に、
パターニングしたＣｒ薄膜をマスクとして、石英ガラス
板のエッチングを行う。この工程は、例えば、反応性イ
オンエッチングにより行う。この結果、図５（Ｂ）に示
す矩形形状の溝が凹部２０として形成される。この凹部
２０は、パターニングされたＣｒ薄膜の開口部分に対応
した石英ガラス板の位置に形成される。Ｃｒ薄膜は酸に
より除去して、位相マスク１２が完成する。

【００４７】また、次に説明するように、チャープグレ
ーティング構造の回折格子列３８ａを形成すると、反射
帯域幅を広くすることができる。図７は、位相マスク１
２の変形例を示す図である。図７（Ａ）は変形例の要部
平面図である。図７（Ａ）に示す領域は、図４の破線Ｃ
で囲まれた領域に相当している。図７（Ｂ）は、図７
（Ａ）のＫ−Ｋ線に沿う位置の切り口を示す断面図であ
る。

【００４８】この構成例の回折格子列３８ａでは、凹部
２０が配列する方向に沿って複数個の回折格子ブロック
を画成してある。例えば、図中に示す領域には、３個の
回折格子ブロック４８ａ、４８ｂおよび４８ｃが、この
順序で配列している。そして、回折格子ブロック４８
ａ、４８ｂおよび４８ｃの各々に属する凹部２０の配列
間隔が、回折格子ブロックごとに、配列方向に沿って段
階的または連続的に変化している。例えば、回折格子ブ
ロック４８ａ、４８ｂおよび４８ｃの各々に属する凹部
２０の配列間隔をそれぞれΛ１、Λ２およびΛ３とす
る。このとき、Λ１＜Λ２＜Λ３としてある。従って、
配列間隔（ピッチ）が段階的に変化するチャープグレー
ティングが構成される。各々の回折格子ブロックに属す
る凹部の数は適当に設定してよい。尚、Λ１＝Λ２＝Λ
３とすると、通常の単周期グレーティングが形成され
る。

【００４９】次に、ＦＢＧ作成システムの構成につき、
図８を参照して説明する。図８は、ＦＢＧ作成システム
の構成を示す図である。このＦＢＧ作成システムでは、
ファイバホルダ１０と位相マスク１２とを重ねた状態に
して回転ステージ５０上に設置し、紫外線光を光学系５
２により発生させる。

【００５０】先ず、ファイバホルダ１０の溝３６に光感
光性ファイバ１４を収める。光感光性ファイバ１４とし
てコーニング社製のＳＭＦ２８（商品名）を用いてい
る。尚、光感光性ファイバ１４は、クラッドの周りに被
覆している被服層をファイバストリッパなどの治具を用
いて剥がしておく。あるいは、ジクロロエタンにディッ
プして剥離させ、クラッド表面が露出した状態にしてか
ら溝３６に収める。

【００５１】次に、ファイバホルダ１０と位相マスク１
２とは上述したように位置決めされて固定されている。
この位置決めを行うには、ファイバホルダ１０と位相マ
スク１２とをそれぞれ個別のステージに固定する。固定
されるステージは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびθ軸方向の
調節機構を具えている。そして、これら軸方向の調節
を、例えば顕微鏡で目視しながら行うことにより、所定
の位置決めを行う。そして、位置決めされたファイバホ
ルダ１０および位相マスク１２は、例えば真空チャック
装置により相互間の真空吸着を行って固定される。ま
た、例えばクリップなどの挾持手段で固定してもよい。
尚、溝３６から光感光性ファイバ１４の上側部分がはみ
出てしまう場合には、位相マスク１２とファイバホルダ
１０との間にスペーサをかましてこれらを固定すればよ
い。

【００５２】そして、位置決めして固定した位相マスク
１２およびファイバホルダ１０を回転ステージ５０に設
置する。回転ステージ５０はモータなどの駆動手段によ
り、回転軸２２を中心軸として回転する。この回転ステ
ージ５０の上面５０ａには、回転軸２２の位置に円柱形
状の突起構造５４を設けておくのが好適である。そし
て、ファイバホルダ１０の上面１６とは反対側の面に
は、突起構造５４に嵌合させるための穴構造を形成して
おくのがよい。この穴構造を突起構造５４に嵌合させる
ことにより、ファイバホルダ１０および位相マスク１２
を回転ステージ５０の上面５０ａに半固定的に設置する
ことができる。そして、回転ステージ５０を駆動するこ
とにより、ファイバホルダ１０および位相マスク１２
は、螺旋中心（マスク中心）を通る回転軸２２を軸とし
て回転する。

【００５３】次に、光学系５２につき説明する。光学系
５２は、レーザ光源５６、アッテネータ５８、ミラー６
０およびシリンドリカルレンズ６２を具えている。レー
ザ光源５６で発生したレーザ光２６は、アッテネータ５
８を通過して、ミラー６０により９０°の偏向を受け
る。さらに、シリンドリカルレンズ６２を通過してから
位相マスク１２に照射される。レーザ光源５６として
は、ラムダ・フィジックス社製のＫｒＦエキシマレーザ
を用いている。このレーザ光源５６により２４８ｎｍの
波長の紫外線光を発生させる。発生した紫外線光（レー
ザ光２６）は、アッテネータ５８により出力が調整され
る。ミラー６０の偏向を受けたレーザ光は、シリンドリ
カルレンズ６２によりビーム径が調整される。

【００５４】尚、ミラー６０とシリンドリカルレンズ６
２とは、レーザ光源５６から発生するレーザ光２６の導
波方向（図中の移動方向６４）に沿ってともに移動する
ように構成してある。従って、位相マスク１２に対する
レーザ光２６の照射位置は、図中の紙面内における主面
１８上を移動方向３０に沿って移動させることができ
る。これに伴い、レーザ光２６の照射により発生する回
折光２８も同じ方向に移動する。そして、この移動速度
と回転ステージの回転速度とを同期させてある。従っ
て、光感光性ファイバ１４の延在方向に沿って順次に回
折光２８を照射することが可能である。この作業の結
果、光感光性ファイバ１４のコアに周期的な屈折率変調
が形成されて、ＦＢＧが完成する。

【００５５】最後に、ＦＢＧをデバイスとして使用する
ためには、光感光性ファイバ１４の一方の端部に通常の
光コネクタを接続する。また、他方の端部には透過光を
反射させないための終端器を取り付ける。

【００５６】以上説明したように、この実施の形態で
は、ファイバホルダ１０に光感光性ファイバ１４を渦巻
き状に固定する。また、この渦巻き形状に対応した回折
格子列３８を具える位相マスク１２を介して紫外線光を
照射する。そのとき、ファイバホルダ１０の回転駆動と
レーザ光の直線駆動とを同期させて、ファイバの長手方
向にグレーティングを順次に書き込むようにしている。
従って、所望の長さのファイバに所望のピッチの屈折率
変調を切れめなく均一に作成できるようになっている。
このように、この実施の形態の方法によれば、長尺ＦＢ
Ｇによる光フィルタが良好に再現性よく作成できる。再
現性が良いので作成歩留まりも向上し、量産に適してい
る。これにより製品コストを低減することができる。

【００５７】尚、ファイバホルダ１０や位相マスク１２
の形状は円盤形状でなくともよい。また、この実施の形
態では、位相マスク１２の直径は５インチとしている。
従って、渦巻き状の回折格子列３８の一周分は約４０ｃ
ｍとなるので、例えば１ｍのＦＢＧを作成する場合に
は、約３周の回折格子列３８を形成しておけばよい。こ
のように、位相マスク１２のサイズやファイバホルダ１
０のサイズを適当に設計すれば、０．１ｍ〜４ｍ程度の
任意の長さのＦＢＧを作成することができる。

【００５８】

【発明の効果】この発明の光フィルタの製造方法によれ
ば、光感光性ファイバが、螺旋形状（渦巻き形状）の平
面パタンをなすように、支持部材の上面に設置される。
位相マスクは、その主面が支持部材の上面と平行になる
ように対向させて設置する。そして、その主面の光感光
性ファイバに対応した位置に凹部が形成されている。従
って、各凹部の配列は、光感光性ファイバと同じ螺旋形
状をなしている。

【００５９】このように、光ファイバがなす平面パタン
を螺旋形状として、なるべく少ない平面スペースに光フ
ァイバが収まるように工夫している。また、この光ファ
イバの設置方式に対応させて、位相マスクを構成する凹
部の位置を工夫してある。従って、従来に比べて、位相
マスクの平面的なサイズを小さくすることができる。一
方、凹部を螺旋状に配列させて設けてあるので、その配
列長は従来に比べて長くできる。例えば、この製造方法
によれば、０．１ｍ〜４ｍの長さのグレーティングを形
成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＦＢＧ作成方法の説明に供する図である。

【図２】ファイバホルダの構造を示す図である。

【図３】ファイバホルダの要部構造を示す図である。

【図４】位相マスクの構造を示す図である。

【図５】位相マスクの要部構造を示す図である。

【図６】位相マスクと光感光性ファイバとの位置関係を
示す図である。

【図７】位相マスクの変形例を示す図である。

【図８】ＦＢＧ作成システムの構成を示す図である。

【符号の説明】

１０：ファイバホルダ１２：位相マスク１４：光感光性ファイバ１６：上面１８：主面２０：凹部２２：回転軸２４：回転方向２６：レーザ光２８：回折光３０：移動方向３２、３４：端部３６：溝３８、３８ａ：回折格子列４０：マスク中心４４：コア４６：クラッド４８ａ、４８ｂ、４８ｃ：回折格子ブロック５０：回転ステージ５０ａ：上面５２：光学系５４：突起構造５６：レーザ光源５８：アッテネータ６０：ミラー６４：移動方向６２：シリンドリカルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部材の上面に光感光性ファイバを同
一平面内で螺旋状となるように延在させて設置し、前記光感光性ファイバの延在する方向に沿って主面に複
数個の凹部が周期的に設けられた位相マスクを、前記支
持部材の上面に対してその主面が平行となるように、前
記光感光性ファイバに対向させて設置し、前記位相マスクを介して前記光感光性ファイバに対して
紫外線光を照射することにより、該光感光性ファイバの
コアに周期的な屈折率変調を形成することを特徴とする
光フィルタの製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の光フィルタの製造方法
において、前記位相マスクを前記支持部材に固設しておいて、該支
持部材を、前記光感光性ファイバの螺旋中心を軸として
回転させ、ビーム状の前記紫外線光により、前記支持部材の上面の
端部から前記螺旋中心にわたり前記主面を走査すること
を特徴とする光フィルタの製造方法。
【請求項３】請求項２に記載の光フィルタの製造方法
において、前記回転の速度と前記走査の速度とを同期させてあるこ
とを特徴とする光フィルタの製造方法。
【請求項４】光感光性ファイバを設置するための板状
体を具えていて、前記光感光性ファイバを嵌入するための溝を前記板状体
の上面において螺旋状となるように形成してあることを
特徴とする支持部材。
【請求項５】請求項４に記載の支持部材において、紫外線光に対して実質的に無反射となるように、前記上
面にコーティングが施されていることを特徴とする支持
部材。
【請求項６】請求項４に記載の支持部材において、前記溝の深さを前記光感光性ファイバの直径よりも大き
くしてあることを特徴とする支持部材。
【請求項７】紫外線光に対して透明な板状体の主面
に、複数個の凹部が周期的に螺旋状となるように配列し
ていることを特徴とする位相マスク。
【請求項８】請求項７に記載の位相マスクにおいて、前記凹部が配列する方向に沿って複数個の回折格子ブロ
ックが画成されていて、前記回折格子ブロックの各々に属する前記凹部の配列間
隔が、前記回折格子ブロックごとに、前記配列方向に沿
って段階的または連続的に変化していることを特徴とす
る位相マスク。
【請求項９】請求項７に記載の位相マスクにおいて、前記板状体を石英ガラスで形成してあることを特徴とす
る位相マスク。