JP3427961B2 - ファイバグレーティングの作製方法及び作製装置 - Google Patents
ファイバグレーティングの作製方法及び作製装置Info
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- JP3427961B2 JP3427961B2 JP19999196A JP19999196A JP3427961B2 JP 3427961 B2 JP3427961 B2 JP 3427961B2 JP 19999196 A JP19999196 A JP 19999196A JP 19999196 A JP19999196 A JP 19999196A JP 3427961 B2 JP3427961 B2 JP 3427961B2
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバグレーテ
ィングの作製方法及び作製装置に関するものであり、高
品質で長尺なファイバグレーティングを効率的に作製で
きるように工夫したものである。
ィングの作製方法及び作製装置に関するものであり、高
品質で長尺なファイバグレーティングを効率的に作製で
きるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバのコアに紫外線を照射して屈
折率変調を誘起することにより作製するファイバグレー
ティングは、狭帯域で波長選択性に優れた反射型フィル
タである。狭帯域化を図るためにはグレーティング長を
長くする必要がある。また分散補償デバイスとして用い
るときも長さがそのまま補償量に比例するため、補償量
を大きくするとそれだけ長さが必要になる。このような
長尺で帯域の狭いファイバグレーティングを作製する方
法として走査型照射法が下部文献［１］［２］などで提
案されている。 ［１］J. Martin and F. Ouellette, "Novel writing t
echnique of long andhighly reflective in-fiber gra
tings", Electron. Lett. vol. 30, no.10, pp. 811-81
2, 1994. ［２］H. N. Rourke, S. R. Baker, K. C. Byron, R.
S. Baulcomb, S. M.Ojhaand S. Clements, "Fabricatio
n and characterisation of long,narrowband fiber gr
atings by phase mask scanning", Electron.Lett.,vo
l. 30, no. 16, pp. 1341-1342, 1994.
折率変調を誘起することにより作製するファイバグレー
ティングは、狭帯域で波長選択性に優れた反射型フィル
タである。狭帯域化を図るためにはグレーティング長を
長くする必要がある。また分散補償デバイスとして用い
るときも長さがそのまま補償量に比例するため、補償量
を大きくするとそれだけ長さが必要になる。このような
長尺で帯域の狭いファイバグレーティングを作製する方
法として走査型照射法が下部文献［１］［２］などで提
案されている。 ［１］J. Martin and F. Ouellette, "Novel writing t
echnique of long andhighly reflective in-fiber gra
tings", Electron. Lett. vol. 30, no.10, pp. 811-81
2, 1994. ［２］H. N. Rourke, S. R. Baker, K. C. Byron, R.
S. Baulcomb, S. M.Ojhaand S. Clements, "Fabricatio
n and characterisation of long,narrowband fiber gr
atings by phase mask scanning", Electron.Lett.,vo
l. 30, no. 16, pp. 1341-1342, 1994.
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら紫外線を
長距離にわたって光ファイバに走査的に照射していく場
合、光がコアに均一にあたるとは限らないという問題が
ある。すなわち光ファイバのコアは極めて細いために照
射している紫外線ビームがコアからはずれていく可能性
がある。特に、効率良くファイバグレーティングを作製
するために円柱レンズなどでビームを収束させている場
合はビーム幅は数十μｍ以下になっているので、ビーム
がずれやすい。
長距離にわたって光ファイバに走査的に照射していく場
合、光がコアに均一にあたるとは限らないという問題が
ある。すなわち光ファイバのコアは極めて細いために照
射している紫外線ビームがコアからはずれていく可能性
がある。特に、効率良くファイバグレーティングを作製
するために円柱レンズなどでビームを収束させている場
合はビーム幅は数十μｍ以下になっているので、ビーム
がずれやすい。
【０００４】一般に光ファイバのコアに形成されたグレ
ーティング、すなわちファイバグレーティングの反射波
長λB （Bragg 波長）は λB ＝２ｎeff Λ ………（１） であらわされる。ここでｎeff はコアの有効屈折率であ
り、Λはグレーティングのピッチである。ところで位相
マスク自体のピッチをΛPMとすると ２Λ＝ΛPM ………（２） の関係がある。したがって同一の位相マスクを用いる限
り、得られるファイバグレーティングのピッチは常に同
じである。
ーティング、すなわちファイバグレーティングの反射波
長λB （Bragg 波長）は λB ＝２ｎeff Λ ………（１） であらわされる。ここでｎeff はコアの有効屈折率であ
り、Λはグレーティングのピッチである。ところで位相
マスク自体のピッチをΛPMとすると ２Λ＝ΛPM ………（２） の関係がある。したがって同一の位相マスクを用いる限
り、得られるファイバグレーティングのピッチは常に同
じである。
【０００５】一方、コアの有効屈折率（平均屈折率）ｎ
eff は紫外線による誘起屈折率変化が大きいほど大きく
なる。即ち紫外線照射量が多くなるとそれだけ屈折率変
化が大きくなる。したがって、得られるファイバグレー
ティングの反射波長λB は、（１）式からわかるよう
に、紫外線の照射総量（これはｎeff に対応している）
に比例して長波長側にシフトすることになる。
eff は紫外線による誘起屈折率変化が大きいほど大きく
なる。即ち紫外線照射量が多くなるとそれだけ屈折率変
化が大きくなる。したがって、得られるファイバグレー
ティングの反射波長λB は、（１）式からわかるよう
に、紫外線の照射総量（これはｎeff に対応している）
に比例して長波長側にシフトすることになる。
【０００６】したがって、光ファイバの長さ方向に紫外
線照射量が不均一な場合、Bragg 反射波長の長さ方向の
分布が生じることになる。これは場所ごとにブラック反
射波長が異なっていることを意味し、フィルタとしての
特性上好ましくない。
線照射量が不均一な場合、Bragg 反射波長の長さ方向の
分布が生じることになる。これは場所ごとにブラック反
射波長が異なっていることを意味し、フィルタとしての
特性上好ましくない。
【０００７】そこで誘起屈折率変調の振幅が長さ方向に
一定になるように紫外線を長さ方向に均一に照射する方
法が必要となるが、これまでは有効で実用的な方法が存
在しなかった。ひとつの手段として比較的ビーム径を大
きくして照射するということが考えられる。しかしなが
ら、紫外線強度が弱いため誘起屈折率変化の速度が遅
く、結果としてファイバグレーティングの作製にきわめ
て時間がかかるという問題点がある。
一定になるように紫外線を長さ方向に均一に照射する方
法が必要となるが、これまでは有効で実用的な方法が存
在しなかった。ひとつの手段として比較的ビーム径を大
きくして照射するということが考えられる。しかしなが
ら、紫外線強度が弱いため誘起屈折率変化の速度が遅
く、結果としてファイバグレーティングの作製にきわめ
て時間がかかるという問題点がある。
【０００８】本発明における目的は、誘起屈折率変調の
振幅が長さ方向に均一で波長チャープのない高品質で長
尺なファイバグレーティングを効率的に作製する技術を
提供することにある。
振幅が長さ方向に均一で波長チャープのない高品質で長
尺なファイバグレーティングを効率的に作製する技術を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は紫外線照射に
よりコアから発生する可視光を常にモニターしながら、
紫外線を走査しつつ照射してファイバグレーティングを
作製することにより解決される。そこで本発明では可視
光モニターを用い、フィードバック制御を行うことによ
りコアに対して常に最適な紫外線照射を行うようにし
た。
よりコアから発生する可視光を常にモニターしながら、
紫外線を走査しつつ照射してファイバグレーティングを
作製することにより解決される。そこで本発明では可視
光モニターを用い、フィードバック制御を行うことによ
りコアに対して常に最適な紫外線照射を行うようにし
た。
【００１０】即ち、上記課題を解決する本発明の構成
は、光ファイバの上に位相マスクを配置し、紫外線を前
記位相マスクを通して前記光ファイバのコアに向けて照
射しつつ紫外線を光ファイバの長手方向に走査していく
ことにより、ファイバグレーティングを作製する方法に
おいて、紫外線の照射に伴い前記光ファイバのコアから
発生する可視光のパワーが常に一定になるように、光フ
ァイバの長手方向及び光ファイバへの紫外光の照射方向
に対して直交する方向に沿う光ファイバの位置を制御す
ることを特徴とする。
は、光ファイバの上に位相マスクを配置し、紫外線を前
記位相マスクを通して前記光ファイバのコアに向けて照
射しつつ紫外線を光ファイバの長手方向に走査していく
ことにより、ファイバグレーティングを作製する方法に
おいて、紫外線の照射に伴い前記光ファイバのコアから
発生する可視光のパワーが常に一定になるように、光フ
ァイバの長手方向及び光ファイバへの紫外光の照射方向
に対して直交する方向に沿う光ファイバの位置を制御す
ることを特徴とする。
【００１１】また本発明の構成は、前記光ファイバのコ
アにはゲルマニュウムが添加されており、前記紫外線は
波長が２４０nm帯の光であり、前記可視光は波長が４０
０nm帯の光であることを特徴とする。
アにはゲルマニュウムが添加されており、前記紫外線は
波長が２４０nm帯の光であり、前記可視光は波長が４０
０nm帯の光であることを特徴とする。
【００１２】また本発明の構成は、光ファイバが設置さ
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバの片端
に接続されており、紫外線の照射に伴い前記光ファイバ
のコアで発生して光ファイバ中を導波してきた可視光を
受光し、受光した可視光の光強度を表示する光検知器と
を備えており、更に、前記可動ステージは、光ファイバ
の長手方向及びこの光ファイバに照射される紫外線の照
射方向に対して直交する方向に沿い移動できる構成とな
っていることを特徴とする。
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバの片端
に接続されており、紫外線の照射に伴い前記光ファイバ
のコアで発生して光ファイバ中を導波してきた可視光を
受光し、受光した可視光の光強度を表示する光検知器と
を備えており、更に、前記可動ステージは、光ファイバ
の長手方向及びこの光ファイバに照射される紫外線の照
射方向に対して直交する方向に沿い移動できる構成とな
っていることを特徴とする。
【００１３】また本発明の構成は、光ファイバが設置さ
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバの片端
に接続されており、紫外線の照射に伴い前記光ファイバ
のコアで発生して光ファイバ中を導波してきた可視光を
受光し、受光した可視光の光強度に応じたパワーレベル
信号を出力する光検知器と、前記パワーレベル信号の大
きさから、光ファイバのコアの位置と、このコアに向け
て照射されている紫外線の照射位置とのズレを判定し、
このズレをゼロとするように、光ファイバの長手方向及
びこの光ファイバに照射される紫外線の照射方向に対し
て直交する方向に沿い前記可動ステージを移動するよう
制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバの片端
に接続されており、紫外線の照射に伴い前記光ファイバ
のコアで発生して光ファイバ中を導波してきた可視光を
受光し、受光した可視光の光強度に応じたパワーレベル
信号を出力する光検知器と、前記パワーレベル信号の大
きさから、光ファイバのコアの位置と、このコアに向け
て照射されている紫外線の照射位置とのズレを判定し、
このズレをゼロとするように、光ファイバの長手方向及
びこの光ファイバに照射される紫外線の照射方向に対し
て直交する方向に沿い前記可動ステージを移動するよう
制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】また本発明の構成は、光ファイバが設置さ
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバのうち
紫外線が照射される部分に近接して配置されており、紫
外線の照射に伴い前記光ファイバのコアで発生して光フ
ァイバの外部に放射してきた可視光を受光し、受光した
可視光の光強度に応じたパワーレベル信号を出力する光
検知器と、前記パワーレベル信号の大きさから、光ファ
イバのコアの位置と、このコアに向けて照射されている
紫外線の照射位置とのズレを判定し、このズレをゼロと
するように、光ファイバの長手方向及びこの光ファイバ
に照射される紫外線の照射方向に対して直交する方向に
沿い前記可動ステージを移動するよう制御する制御装置
と、を備えていることを特徴とする。
れる可動ステージと、前記可動ステージに設置された前
記光ファイバの上に設置される位相マスクと、紫外線を
発生する紫外レーザ光源と、発生した紫外線が導かれ、
この紫外線を反射して前記位相マスクを通して前記光フ
ァイバのコアに向けて照射させるとともに、照射時に
は、光ファイバの長手方向に沿い等速度で動かされる可
動ミラーと、前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路
に配置され、光ファイバに照射される紫外線を光ファイ
バのコアに収束させるレンズと、前記光ファイバのうち
紫外線が照射される部分に近接して配置されており、紫
外線の照射に伴い前記光ファイバのコアで発生して光フ
ァイバの外部に放射してきた可視光を受光し、受光した
可視光の光強度に応じたパワーレベル信号を出力する光
検知器と、前記パワーレベル信号の大きさから、光ファ
イバのコアの位置と、このコアに向けて照射されている
紫外線の照射位置とのズレを判定し、このズレをゼロと
するように、光ファイバの長手方向及びこの光ファイバ
に照射される紫外線の照射方向に対して直交する方向に
沿い前記可動ステージを移動するよう制御する制御装置
と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】また本発明の構成は、前記レンズは、光フ
ァイバの長手方向に沿い配置された円柱レンズであるこ
とを特徴とする。
ァイバの長手方向に沿い配置された円柱レンズであるこ
とを特徴とする。
【００１６】また本発明の構成は、前記光ファイバのコ
アにはゲルマニュウムが添加されており、前記紫外線は
波長が２４０nm帯の光であり、前記可視光は波長が４０
０nm帯の光であることを特徴とする。
アにはゲルマニュウムが添加されており、前記紫外線は
波長が２４０nm帯の光であり、前記可視光は波長が４０
０nm帯の光であることを特徴とする。
【００１７】ゲルマニュウムの添加された光ファイバの
コアに波長２４０nm付近の光を照射するとゲルマニュウ
ムに起因する欠陥（ＧｅＯ欠陥）から波長４００nm
（３．１ｅＶ）付近の可視光が放出される。この現象は
下記文献［３］にも示されている。 ［３］M. Gallagher and U. Osterberg, "Time resolve
d 3.10eV luminescencein germanium-doped sillca gla
ss", Appl. Phys. Lett., vol. 63, no. 22, pp. 2987-
2989, 1993.
コアに波長２４０nm付近の光を照射するとゲルマニュウ
ムに起因する欠陥（ＧｅＯ欠陥）から波長４００nm
（３．１ｅＶ）付近の可視光が放出される。この現象は
下記文献［３］にも示されている。 ［３］M. Gallagher and U. Osterberg, "Time resolve
d 3.10eV luminescencein germanium-doped sillca gla
ss", Appl. Phys. Lett., vol. 63, no. 22, pp. 2987-
2989, 1993.
【００１８】この光の強度は照射している紫外線の強度
に比例しており、光の大半はファイバ外に放射されるが
一部はファイバ内を導波し、弱いながらもファイバ両端
から観測することができる。したがって紫外線を走査し
ながら照射する場合に発生する可視光をファイバの片端
から常にモニターし、常に最大値（一定値）が得られる
ようにファイバの位置を制御すればコアに吸収される紫
外線の量も常に一定に保たれ、長さ方向の誘起屈折率変
化も一定になる。これにより長さ方向にBragg反射波長
が一様なファイバグレーティングが実現される。
に比例しており、光の大半はファイバ外に放射されるが
一部はファイバ内を導波し、弱いながらもファイバ両端
から観測することができる。したがって紫外線を走査し
ながら照射する場合に発生する可視光をファイバの片端
から常にモニターし、常に最大値（一定値）が得られる
ようにファイバの位置を制御すればコアに吸収される紫
外線の量も常に一定に保たれ、長さ方向の誘起屈折率変
化も一定になる。これにより長さ方向にBragg反射波長
が一様なファイバグレーティングが実現される。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
【００２０】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１の実
施例にかかるファイバグレーティングの作製装置を示
す。同図に示すように、固定ステージ１には光ファイバ
２が設置される。この光ファイバ２上には、光ファイバ
２の長手方向に沿って位相マスク３が配置されている。
固定ステージ１は、図１の紙面に対して直角方向（光フ
ァイバ２の長手方向及びこの光ファイバ２のコアに照射
される紫外線ビーム６（後述する）に対して直交する方
向）に移動することができるようになっている。また、
光ファイバ２の片端には、パワーメータ（光検知器）４
が接続されている。なお、光ファイバ２のコアにはゲル
マニュウムが添加されている。
施例にかかるファイバグレーティングの作製装置を示
す。同図に示すように、固定ステージ１には光ファイバ
２が設置される。この光ファイバ２上には、光ファイバ
２の長手方向に沿って位相マスク３が配置されている。
固定ステージ１は、図１の紙面に対して直角方向（光フ
ァイバ２の長手方向及びこの光ファイバ２のコアに照射
される紫外線ビーム６（後述する）に対して直交する方
向）に移動することができるようになっている。また、
光ファイバ２の片端には、パワーメータ（光検知器）４
が接続されている。なお、光ファイバ２のコアにはゲル
マニュウムが添加されている。
【００２１】紫外レーザ光源５は、波長が２４０nm帯の
紫外線ビーム６を出射する。出射された紫外線ビーム６
は、反射ミラー７ａ，７ｂで反射されてビームエキスパ
ンダ８に入射され、このビームエキスパンダ８を通過す
ることにより、その光束が太い光束に変換される。光束
が太くされた紫外線ビーム６は、スリット９を通過して
細幅となり可動ミラー１０にて反射される。反射された
紫外線ビーム６は円柱レンズ１１により収束され、収束
された紫外線ビーム６は、光ファイバ２のコアに向けて
照射される。なお円柱レンズ１１は、光ファイバ２の長
手方向に沿って配置されている。
紫外線ビーム６を出射する。出射された紫外線ビーム６
は、反射ミラー７ａ，７ｂで反射されてビームエキスパ
ンダ８に入射され、このビームエキスパンダ８を通過す
ることにより、その光束が太い光束に変換される。光束
が太くされた紫外線ビーム６は、スリット９を通過して
細幅となり可動ミラー１０にて反射される。反射された
紫外線ビーム６は円柱レンズ１１により収束され、収束
された紫外線ビーム６は、光ファイバ２のコアに向けて
照射される。なお円柱レンズ１１は、光ファイバ２の長
手方向に沿って配置されている。
【００２２】光ファイバ２に紫外線ビーム６を照射する
ときには、可動ミラー１０を光ファイバ２の長手方向
（走査方向１２）に沿い等速で動かしていく。このよう
にすると、収束された紫外線ビーム６が光ファイバ２の
長手方向に沿って移動していくことができる。このよう
にすることにより、ファイバグレーティングが形成され
ていく。
ときには、可動ミラー１０を光ファイバ２の長手方向
（走査方向１２）に沿い等速で動かしていく。このよう
にすると、収束された紫外線ビーム６が光ファイバ２の
長手方向に沿って移動していくことができる。このよう
にすることにより、ファイバグレーティングが形成され
ていく。
【００２３】なお、可動ミラー１０を走査方向１２に沿
い等速で動かしていく際に、（円柱）レンズ１１も一緒
に動かしていくこともできる。特にレンズとして円柱レ
ンズ以外の集光レンズを用いるときには、レンズを動か
すようにするとよい。
い等速で動かしていく際に、（円柱）レンズ１１も一緒
に動かしていくこともできる。特にレンズとして円柱レ
ンズ以外の集光レンズを用いるときには、レンズを動か
すようにするとよい。
【００２４】波長が２４０nm帯となっている紫外線ビー
ム６を、ゲルマニュウムが添加されている光ファイバ２
のコアに照射すると、ゲルマニュウムに起因する欠陥
（ＧｅＯ欠陥）から、波長が４００nm帯の可視光が発生
する。発生した可視光は、大部分が光ファイバ２の外部
に放射されるが、その一部の可視光１３は光ファイバ２
内を導波してパワーメータ４に達する。パワーメータ４
は、受光した可視光の強度を検出して表示する。
ム６を、ゲルマニュウムが添加されている光ファイバ２
のコアに照射すると、ゲルマニュウムに起因する欠陥
（ＧｅＯ欠陥）から、波長が４００nm帯の可視光が発生
する。発生した可視光は、大部分が光ファイバ２の外部
に放射されるが、その一部の可視光１３は光ファイバ２
内を導波してパワーメータ４に達する。パワーメータ４
は、受光した可視光の強度を検出して表示する。
【００２５】そこで、パワーメータ４で表示する表示値
が常に最大値（一定値）になるように、可動ステージ１
の位置（図１の紙面に対して直角方向の位置）を手動に
より制御していくことにより、光ファイバ２に照射され
る紫外線量を常に一定にすることができる。このように
モニター制御をすることにより、長さ方向の誘導屈折率
変化が一定になり、長さ方向にBragg 反射波長が一様な
ファイバグレーティングを作製することができる。
が常に最大値（一定値）になるように、可動ステージ１
の位置（図１の紙面に対して直角方向の位置）を手動に
より制御していくことにより、光ファイバ２に照射され
る紫外線量を常に一定にすることができる。このように
モニター制御をすることにより、長さ方向の誘導屈折率
変化が一定になり、長さ方向にBragg 反射波長が一様な
ファイバグレーティングを作製することができる。
【００２６】ここでまず、モニター制御を行わないとき
のグレーティングの特性について説明する。図２に、こ
のときのグレーティングの反射スペクトルを示す。長さ
は３５mmであり、反射率は約８０％である。サイドロー
プが短波長側に片寄っており、ユニフォームなグレーテ
ィングではないことを示している。
のグレーティングの特性について説明する。図２に、こ
のときのグレーティングの反射スペクトルを示す。長さ
は３５mmであり、反射率は約８０％である。サイドロー
プが短波長側に片寄っており、ユニフォームなグレーテ
ィングではないことを示している。
【００２７】図３にこのグレーティングの群遅延特性を
示す。波長が長くなるにつれ群遅延量が増加しており、
チャープがかかっているがわかる。
示す。波長が長くなるにつれ群遅延量が増加しており、
チャープがかかっているがわかる。
【００２８】つぎに本装置においてモニター制御をした
場合のグレーティングの特性について説明する。図４
に、モニター制御した場合のグレーティングの反射スペ
クトルを示す。長さは同じく３５mmで反射率も約８０％
である。サイドロープが両側に対称的に存在し、理想的
なグレーティングに近いことを示している。
場合のグレーティングの特性について説明する。図４
に、モニター制御した場合のグレーティングの反射スペ
クトルを示す。長さは同じく３５mmで反射率も約８０％
である。サイドロープが両側に対称的に存在し、理想的
なグレーティングに近いことを示している。
【００２９】図５に群遅延特性を示す。ピーク付近は群
遅延特性がフラットであり、群速度分散はほとんど零で
ある。このフラットな領域の両側の群遅延量が激しく変
化している波長帯はFabry-Perot 共鳴領域である。この
技術に関係する参考文献として下記［４］を挙げてお
く。 ［４］V. Mizrahi and J. E. Sipe, "Optical properti
es of photosensitivefiber phase gratings", J. Ligh
twave Tech., vol. 11, no. 10, pp. 1513-1517, 1993.
遅延特性がフラットであり、群速度分散はほとんど零で
ある。このフラットな領域の両側の群遅延量が激しく変
化している波長帯はFabry-Perot 共鳴領域である。この
技術に関係する参考文献として下記［４］を挙げてお
く。 ［４］V. Mizrahi and J. E. Sipe, "Optical properti
es of photosensitivefiber phase gratings", J. Ligh
twave Tech., vol. 11, no. 10, pp. 1513-1517, 1993.
【００３０】このようにモニター制御した場合はユニフ
ォームなグレーティングが作製され、Bragg 反射波長の
周辺に零分散領域が得られる。この波長領域において信
号を反射する場合にはチャープの印加はほとんどなく光
信号の歪は少ない。
ォームなグレーティングが作製され、Bragg 反射波長の
周辺に零分散領域が得られる。この波長領域において信
号を反射する場合にはチャープの印加はほとんどなく光
信号の歪は少ない。
【００３１】＜第２実施例＞次に本発明の第２の実施例
にかかるファイバグレーティングの作製装置を、図６を
参照して説明する。なお、図１に示す第１実施例と同一
機能をはたす部材には同一符号を付し、重複する説明は
省略する。
にかかるファイバグレーティングの作製装置を、図６を
参照して説明する。なお、図１に示す第１実施例と同一
機能をはたす部材には同一符号を付し、重複する説明は
省略する。
【００３２】図６に示すパワーメータ４Ａは、可視光１
３を受光すると、この可視光１３の光強度を示すパワー
レベル信号Ｐをコンピュータ（制御装置）１４に出力す
る。コンピュータ１４は、パワーレベル信号Ｐの大きさ
から、光ファイバ２のコアの位置と、このコアに向けて
照射されている紫外線ビーム６の照射位置とのズレを判
定する。そしてコンピュータ１４は、判定したズレをゼ
ロとするよう、可動ステージ１に対して制御信号Ｃを送
って、可動ステージ１を、図６の紙面に対して直角方向
に沿い移動させるよう制御する。このようなフィードバ
ック制御を行なうことにより、紫外線ビーム６は、自動
的に、光ファイバのコアに向けて正確に照射される。
３を受光すると、この可視光１３の光強度を示すパワー
レベル信号Ｐをコンピュータ（制御装置）１４に出力す
る。コンピュータ１４は、パワーレベル信号Ｐの大きさ
から、光ファイバ２のコアの位置と、このコアに向けて
照射されている紫外線ビーム６の照射位置とのズレを判
定する。そしてコンピュータ１４は、判定したズレをゼ
ロとするよう、可動ステージ１に対して制御信号Ｃを送
って、可動ステージ１を、図６の紙面に対して直角方向
に沿い移動させるよう制御する。このようなフィードバ
ック制御を行なうことにより、紫外線ビーム６は、自動
的に、光ファイバのコアに向けて正確に照射される。
【００３３】第２の実施例にかかるファイバグレーティ
ングの作製装置によれば、第１の実施例の装置に比べ
て、さらに高精度に長尺なファイバグレーティングを作
製することができる。
ングの作製装置によれば、第１の実施例の装置に比べ
て、さらに高精度に長尺なファイバグレーティングを作
製することができる。
【００３４】＜第３実施例＞第１実施例や第２実施例の
ようにファイバを伝播してきた可視光をモニターする方
法ではもともと微弱な可視光の一部の光しか利用できな
いため、場合によっては正確な制御が困難になるおそれ
がある。特に紫外レーザ光のパワーが小さいときは極め
て微弱になるおそれがある。またファイバを伝播してき
た可視光をモニターする方法では、形成されつつあるフ
ァイバグレーティングの反射スペクトルをリアルタイム
で観測することが困難である。なぜなら可視光のパワー
が微弱なため、たとえ近赤外光であっても観測光とのパ
ワーの分離が困難であるためである。
ようにファイバを伝播してきた可視光をモニターする方
法ではもともと微弱な可視光の一部の光しか利用できな
いため、場合によっては正確な制御が困難になるおそれ
がある。特に紫外レーザ光のパワーが小さいときは極め
て微弱になるおそれがある。またファイバを伝播してき
た可視光をモニターする方法では、形成されつつあるフ
ァイバグレーティングの反射スペクトルをリアルタイム
で観測することが困難である。なぜなら可視光のパワー
が微弱なため、たとえ近赤外光であっても観測光とのパ
ワーの分離が困難であるためである。
【００３５】このような問題点を解決するためには、図
７に示すような第３の実施例にかかるファイバグレーテ
ィングの作製装置を用いれば良い。この実施例では光検
出器として高感度なＣＣＤ（Charge Coupled Device ）
カメラ１５を、光ファイバ２のうち紫外線ビーム６を照
射している部分の近くに配置している。このＣＣＤカメ
ラ１５は、光ファイバ２の外部に放射された可視光１３
ａを受光して可視光１３ａの量を直接計測し、計測した
光強度を示すパワーレベル信号Ｐｃを出力する。ＣＣＤ
カメラ１５の配置位置は、紫外線ビーム６が位相マスク
３により回折されて生じた回折光（−１次光１６および
＋１次光１７）を避けることができる位置に配置してい
る。またＣＣＤカメラ１５の保護のため、わずかに残存
する０次の回折光を遮断する紫外線カットフィルタ１８
を、ＣＣＤカメラ１５の直前に設置することが望まし
い。
７に示すような第３の実施例にかかるファイバグレーテ
ィングの作製装置を用いれば良い。この実施例では光検
出器として高感度なＣＣＤ（Charge Coupled Device ）
カメラ１５を、光ファイバ２のうち紫外線ビーム６を照
射している部分の近くに配置している。このＣＣＤカメ
ラ１５は、光ファイバ２の外部に放射された可視光１３
ａを受光して可視光１３ａの量を直接計測し、計測した
光強度を示すパワーレベル信号Ｐｃを出力する。ＣＣＤ
カメラ１５の配置位置は、紫外線ビーム６が位相マスク
３により回折されて生じた回折光（−１次光１６および
＋１次光１７）を避けることができる位置に配置してい
る。またＣＣＤカメラ１５の保護のため、わずかに残存
する０次の回折光を遮断する紫外線カットフィルタ１８
を、ＣＣＤカメラ１５の直前に設置することが望まし
い。
【００３６】コンピュータ１４ａは、パワーレベル信号
Ｐｃの大きさから、光ファイバ２のコアの位置と、この
コアに向けて照射されている紫外線ビーム６の照射位置
とのズレを判定する。そしてコンピュータ１４ａは、判
定したズレをゼロとするよう、可動ステージ１に対して
制御信号Ｃｃを送って、可動ステージ１を、図７の紙面
に対して直角方向に沿い移動させるよう制御する。この
ようなフィードバック制御を行なうことにより、紫外線
ビーム６は、光ファイバのコアに向けて正確に照射され
る。
Ｐｃの大きさから、光ファイバ２のコアの位置と、この
コアに向けて照射されている紫外線ビーム６の照射位置
とのズレを判定する。そしてコンピュータ１４ａは、判
定したズレをゼロとするよう、可動ステージ１に対して
制御信号Ｃｃを送って、可動ステージ１を、図７の紙面
に対して直角方向に沿い移動させるよう制御する。この
ようなフィードバック制御を行なうことにより、紫外線
ビーム６は、光ファイバのコアに向けて正確に照射され
る。
【００３７】第３の実施例では、光ファイバ２の外部に
放射される光強度の大きい可視光１３ａを検出して制御
をしているため、正確な制御が容易にできる。
放射される光強度の大きい可視光１３ａを検出して制御
をしているため、正確な制御が容易にできる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
品質な、チャープのきわめて少ないファイバグレーティ
ングが実現される。現在、光伝送路の大容量化の方法の
ひとつとして波長多重伝送が有望視されている。また非
線形光学効果である４光波混合による波長変換技術も最
近注目されている。このような技術には狭帯域のバンド
パスフィルタが不可欠である。また分散補償デバイスと
してファイバグレーティングを用いる場合、分散補償量
を増大させるためには長さをできるだけ長くする必要が
あると考えられる。本発明により、このような要求に応
じることができ、高性能なファイバグレーティングが大
量生産できるようになる。
品質な、チャープのきわめて少ないファイバグレーティ
ングが実現される。現在、光伝送路の大容量化の方法の
ひとつとして波長多重伝送が有望視されている。また非
線形光学効果である４光波混合による波長変換技術も最
近注目されている。このような技術には狭帯域のバンド
パスフィルタが不可欠である。また分散補償デバイスと
してファイバグレーティングを用いる場合、分散補償量
を増大させるためには長さをできるだけ長くする必要が
あると考えられる。本発明により、このような要求に応
じることができ、高性能なファイバグレーティングが大
量生産できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例にかかるファイバグレー
ティングの作製装置を示す構成図。
ティングの作製装置を示す構成図。
【図２】モニター制御を行なわないで作製したファイバ
グレーティングの反射スペクトルを示す特性図。
グレーティングの反射スペクトルを示す特性図。
【図３】モニター制御を行なわないで作製したファイバ
グレーティングの群遅延特性をを示す特性図。
グレーティングの群遅延特性をを示す特性図。
【図４】モニター制御を行なって作製したファイバグレ
ーティングの反射スペクトルを示す特性図。
ーティングの反射スペクトルを示す特性図。
【図５】モニター制御を行なって作製したファイバグレ
ーティングの群遅延特性を示す特性図。
ーティングの群遅延特性を示す特性図。
【図６】本発明の第２の実施例にかかるファイバグレー
ティングの作製装置を示す構成図。
ティングの作製装置を示す構成図。
【図７】本発明の第３の実施例にかかるファイバグレー
ティングの作製装置を示す構成図。
ティングの作製装置を示す構成図。
１ 可動ステージ
２ 光ファイバ
３ 位相マスク
４ａ，４ｂ パワーメータ（光検知器）
５ 紫外レーザ光源
６ 紫外線ビーム
７ａ，７ｂ 反射ミラー
８ ビームエキスパンダ
９ スリット
１０ 可動ミラー
１１ 円柱レンズ
１２ 走査方向
１３，１３ａ 可視光
１４ａ，１４ｂ コンピュータ
１５ ＣＣＤカメラ
１６ −１次光
１７ ＋１次光
１８ 紫外線カットフィルタ
Ｐ，Ｐｃ パワーレベル信号
Ｃ，Ｃｃ 制御信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−286066（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−281043（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−189819（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−101322（ＪＰ，Ａ)
特表 平９−508713（ＪＰ，Ａ)
国際公開94／017448（ＷＯ，Ａ１)
国際公開95／22068（ＷＯ，Ａ１)
(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 (7)
- 【請求項１】 光ファイバの上に位相マスクを配置し、
紫外線を前記位相マスクを通して前記光ファイバのコア
に向けて照射しつつ紫外線を光ファイバの長手方向に走
査していくことにより、ファイバグレーティングを作製
する方法において、 紫外線の照射に伴い前記光ファイバのコアから発生する
可視光のパワーが常に一定になるように、光ファイバの
長手方向及び光ファイバへの紫外光の照射方向に対して
直交する方向に沿う光ファイバの位置を制御することを
特徴とするファイバグレーティングの作製方法。 - 【請求項２】 前記光ファイバのコアにはゲルマニュウ
ムが添加されており、前記紫外線は波長が２４０nm帯の
光であり、前記可視光は波長が４００nm帯の光であるこ
とを特徴とする請求項１のファイバグレーティングの作
製方法。 - 【請求項３】 光ファイバが設置される可動ステージ
と、 前記可動ステージに設置された前記光ファイバの上に設
置される位相マスクと、 紫外線を発生する紫外レーザ光源と、 発生した紫外線が導かれ、この紫外線を反射して前記位
相マスクを通して前記光ファイバのコアに向けて照射さ
せるとともに、照射時には、光ファイバの長手方向に沿
い等速度で動かされる可動ミラーと、 前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路に配置され、
光ファイバに照射される紫外線を光ファイバのコアに収
束させるレンズと、 前記光ファイバの片端に接続されており、紫外線の照射
に伴い前記光ファイバのコアで発生して光ファイバ中を
導波してきた可視光を受光し、受光した可視光の光強度
を表示する光検知器とを備えており、 更に、前記可動ステージは、光ファイバの長手方向及び
この光ファイバに照射される紫外線の照射方向に対して
直交する方向に沿い移動できる構成となっていることを
特徴とするファイバグレーティングの作製装置。 - 【請求項４】 光ファイバが設置される可動ステージ
と、 前記可動ステージに設置された前記光ファイバの上に設
置される位相マスクと、 紫外線を発生する紫外レーザ光源と、 発生した紫外線が導かれ、この紫外線を反射して前記位
相マスクを通して前記光ファイバのコアに向けて照射さ
せるとともに、照射時には、光ファイバの長手方向に沿
い等速度で動かされる可動ミラーと、 前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路に配置され、
光ファイバに照射される紫外線を光ファイバのコアに収
束させるレンズと、 前記光ファイバの片端に接続されており、紫外線の照射
に伴い前記光ファイバのコアで発生して光ファイバ中を
導波してきた可視光を受光し、受光した可視光の光強度
に応じたパワーレベル信号を出力する光検知器と、 前記パワーレベル信号の大きさから、光ファイバのコア
の位置と、このコアに向けて照射されている紫外線の照
射位置とのズレを判定し、このズレをゼロとするよう
に、光ファイバの長手方向及びこの光ファイバに照射さ
れる紫外線の照射方向に対して直交する方向に沿い前記
可動ステージを移動するよう制御する制御装置と、 を備えていることを特徴とするファイバグレーティング
の作製装置。 - 【請求項５】 光ファイバが設置される可動ステージ
と、 前記可動ステージに設置された前記光ファイバの上に設
置される位相マスクと、 紫外線を発生する紫外レーザ光源と、 発生した紫外線が導かれ、この紫外線を反射して前記位
相マスクを通して前記光ファイバのコアに向けて照射さ
せるとともに、照射時には、光ファイバの長手方向に沿
い等速度で動かされる可動ミラーと、 前記可動ミラーと位相マスクとの間の光路に配置され、
光ファイバに照射される紫外線を光ファイバのコアに収
束させるレンズと、 前記光ファイバのうち紫外線が照射される部分に近接し
て配置されており、紫外線の照射に伴い前記光ファイバ
のコアで発生して光ファイバの外部に放射してきた可視
光を受光し、受光した可視光の光強度に応じたパワーレ
ベル信号を出力する光検知器と、 前記パワーレベル信号の大きさから、光ファイバのコア
の位置と、このコアに向けて照射されている紫外線の照
射位置とのズレを判定し、このズレをゼロとするよう
に、光ファイバの長手方向及びこの光ファイバに照射さ
れる紫外線の照射方向に対して直交する方向に沿い前記
可動ステージを移動するよう制御する制御装置と、 を備えていることを特徴とするファイバグレーティング
の作製装置。 - 【請求項６】 前記レンズは、光ファイバの長手方向に
沿い配置された円柱レンズであることを特徴とする請求
項３または請求項４または請求項５のファイバグレーテ
ィングの作製装置。 - 【請求項７】 前記光ファイバのコアにはゲルマニュウ
ムが添加されており、前記紫外線は波長が２４０nm帯の
光であり、前記可視光は波長が４００nm帯の光であるこ
とを特徴とする請求項３または請求項４または請求項５
または請求項６のファイバグレーティングの作製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999196A JP3427961B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ファイバグレーティングの作製方法及び作製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999196A JP3427961B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ファイバグレーティングの作製方法及び作製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048450A JPH1048450A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3427961B2 true JP3427961B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=16416984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19999196A Expired - Lifetime JP3427961B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | ファイバグレーティングの作製方法及び作製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427961B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3290971A1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-07 | National Research Council of Canada | Automated system for trans-jacket fiber bragg grating inscription and manufacturing |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPP209298A0 (en) * | 1998-03-02 | 1998-03-26 | Uniphase Fibre Components Pty Limited | Grating writing techniques |
| JP2003255159A (ja) | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型回折格子素子製造方法、光導波路型回折格子素子製造装置および光導波路型回折格子素子 |
| US8828624B2 (en) * | 2009-08-03 | 2014-09-09 | Ipg Photonics Corporation | Method and device for fabricating volume Bragg gratings |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP19999196A patent/JP3427961B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3290971A1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-07 | National Research Council of Canada | Automated system for trans-jacket fiber bragg grating inscription and manufacturing |
| US10520669B2 (en) | 2016-09-02 | 2019-12-31 | National Research Council Of Canada | Automated system for trans-jacket fibre Bragg grating inscription and manufacturing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1048450A (ja) | 1998-02-20 |
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