JP3693494B2 - Chirped optical fiber filter manufacturing method and chirped optical fiber filter - Google Patents

Chirped optical fiber filter manufacturing method and chirped optical fiber filter Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光フィルタの製造方法及び光フィルタに関し、詳細には、例えばファイバブラッググレーティングを用いた光フィルタの製造方法及び光フィルタに関する。
【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という)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。この位相マスク法については、例えば「米国特許5367588号」(文献1)がある。
【0003】
図7は従来の位相マスク法を用いたFBG作製の概念図であり、図8は位相マスクの外観図である。
【0004】
まず、FBG作製の概要について説明する。
【0005】
光学系は、レーザ光源1、アッテネータ(出力調整器)3、ミラー4、及びシリンドリカルレンズ5を備えている。レーザ光源1(例えば、ラムダ・フィジックス製KrFエキシマレーザ)から波長248nmのレーザ光2が出力され、レーザ光2は、アッテネータ3を通過して、ミラー4により90°の方向変換を受け、さらに、シリンドリカルレンズ5によりビーム径が調整されて位相マスク6に照射される。
【0006】
この位相マスク6でレーザ光7は回折され、図7拡大部に示すように位相マスク6の下部には縞模様の回折光8が生じる。この下に、クラッド9が露出した状態の感光性光ファイバ10(例えば、水素充填を施したコーニング)を設置することで、回折光の強度の高い部分で光感光性ファイバ10のコア部11に局所的な屈折率変化が起こる。図中、12はこの屈折率変化部(屈折率変調部)である。
【0007】
この光感光性ファイバ10の軸方向からレーザ光13を入射させると式(1)に示す波長の反射光λb14はブラッグ反射により入射端15に出射されるようになる。
【0008】
λb=2・n eff・Λ …(1)
ここで、n effはグレーティング部のコアの実効屈折率、Λはファイバの屈折率変化の周期である。
【0009】
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おり、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いう。
【0010】
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。
【0011】
上述の位相マスクの作製方法は、例えば「PRODUCTION OF IN_FIBRE GRATINGS USING A DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENT」 D.Z.Anderson et.al.,Electronics Letters 18th Mar 1993 Vol 29 No.6(文献2)に記載されている製造方法によって形成される。
【0012】
上記文献2に記載された位相マスク6の作製方法を図示せずに以下に説明する。まず、石英ガラス板にCr薄膜をスパッタリング若しくは蒸着法により、形成する。次に電子ビームリソグラフィ法により、Cr薄膜をパターニングする。この時、ライン(Cr)/スペースを等寸法(Λ/Λ)としておく。2Λが後の回折格子列の周期となる。その後、Crパターンをマスクとして下地の石英を反応性イオンエッチングを用いてエッチングし、溝を形成する。その後、Cr薄膜を酸により除去することで、石英基板上に凸凹の回折格子列17(図8)が作製される。
【0013】
一方、レーザの照射方法は、レーザビーム7の大きさが25×10mm程度であるので屈折率変化部12が十分に短い場合(≦15mm)は直接、長い場合には、ミラー4あるいは位相マスク6と光感光性ファイバ10を走査させる方式で作製される。
【0014】
また、ブラッグ反射波長λb14の反射帯域を広くしたい場合には、例えば「ファイバグレーティングとその応用」井上ら応用物理第66巻第1号pp33−36(文献3)に記載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。上記文献3に記載のチャープグレーティングの構造は、チャープグレーティングと呼ばれるようなΛが小から大へ連続的、段階的に変化するようにしたものである(図8参照)。
【0015】
次にアポダイズ法について説明する。
【0016】
図9はフラット形状の屈折率分布を示す図、図10はFBGフィルタの反射特性を示す図である。
【0017】
図9に示すファイバ長手方向に対して均一強度でレーザを照射させた場合、図10に示すように、FBGフィルタ特性としてサイドモード20の発生、反射帯域、フラットトップ部のリップルなどが発生する。
【0018】
これらの問題のひとつの解決手段としてアポダイズ法が提案されている。アポダイズ法は、例えば「Apodised in-fibre Bragg grating refiectors photo imprinted using a phase mask」B.Malo et.al.,Electronics Letters 2nd February 1995 Vol.31 No.3,pp.223-225(文献4)に記載されたものがある。
【0019】
図11はアポダイズ法を説明するための図、図12はアポダイズ法を用いたFBGフィルタの反射特性を示す図である。
【0020】
アポダイズ法(apodization法)は、図11に示すように屈折率変化を、ファイバ長さ方向の屈折率変化の包絡線をガウシャン関数、COSIN関数のようなベル状33にする方法であり、ファイバの長手方向においてグレーティングの強度が不連続に変化しないように、グレーティングの強度分布に一定の窓関数を用いるものである。図12と図10を比較してわかるように、アポダイズ法を用いることによりFBGフィルタ特性において、サイドモード20の発生、反射帯域、フラットトップ部のリップルの発生が緩和される。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の光フィルタの製造方法にあっては、以下のような問題点があった。
【0022】
すなわち、チャープグレーティングマスクを用いた広帯域フィルタをアポダイズ法を用いて作製した場合、フィルタ特性において前記フラットトップの平坦化、サイドローブの抑圧を達成するためにはチャープグレーティングマスクの長波長側、短波長側の多くの領域をアポダイズ領域とする必要がある。このため、作製されたFBGの帯域がチャープグレーティングマスクの帯域と比較して狭帯域となってしまうという問題点があった。
【0023】
また、図13に波長分散特性を示すように、通常の条件で現状のアポダイズ法を適用した場合、図13(a)に示すように、分散補償特性の群遅延時間の傾きの均一性が低下する。すなわち、光入射側(通常の分散補償素子の場合、長波長側)での分散補償特性の群遅延時間の傾きを良好にするようにアポダイズ領域を規定した場合、反対側(短波長側)の波長領域で図13(b)に示すようにリップル47が出現する。このリップル47が原因となり、波長分散補償素子としては、非常に補償帯域の狭いフィルタとなるという問題点が生ずる。ここでは、計算機の都合から光入射側を短波長側としてシミュレートした。
【0024】
本発明は、フィルタ特性においてフラットトップを平坦化しつつ反射帯域を広く、あるいはフェーズマスクを短くすることができ、レーザ照射時間を短くすることができる光フィルタの製造方法及び光フィルタを提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタの製造方法は、光感光性ファイバに紫外線光と位相マスクを用いて、光感光性ファイバの選択的領域に紫外線光を照射することで選択的にグレーティング領域を形成する光フィルタ製造方法において、ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域を、短波長側と長波長側において非対称とし、光入射側のアポダイズ領域が反対側のアポダイズ領域の2倍から8倍の長さであることを特徴とする。
【0027】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタの製造方法は、短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、書き込み時のレーザ光の光路を移動させ、その移動速度を変化させて単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成するものであってもよい。
【0028】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタの製造方法は、短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、書き込み時のファイバを搭載したステージを移動させ、その移動速度を変化させて単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成するものであってもよい。
【0029】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタの製造方法は、短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、レーザ周波数に差を持たせて変調する、又は減衰率を自動で変調できる減衰器により光源のエネルギーに差を持たせて変調させ、単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成するものであってもよい。
【0030】
上記光入射側は、分散補償ファイバブラッググレーティングの場合には長波長側であってもよく、また、上記屈折率変化量は、グレーティングの強度、つまりグレーティングを形成するときに照射する光強度、あるいは照射時間を変化させることによりもたらされたものであってもよい。
【0031】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタは、光感光性ファイバに紫外線光と位相マスクを用いて、光感光性ファイバの選択的領域に紫外線光を照射することで選択的にグレーティング領域が形成された光フィルタにおいて、光フィルタは、ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域が、短波長側と長波長側において非対称であり、光入射側のアポダイズ領域が反対側のアポダイズ領域の2倍から8倍の長さで構成されたことを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光フィルタの製造方法は、波長フィルタや分散補償器などの光フィルタとして用いられるFBGの製造方法に適用することができる。
【0033】
第1の実施形態
図1は本発明の第1の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図であり、アポダイズ法を用いたFBG作製の概念図を示す。
【0034】
本発明は、新規なアポダイズ法に関するものであり、アポダイズ法以外は前記図7及び図8で述べた従来の製造方法と同様であるため省略し、新規なアポダイズ法のみについて以下詳細に説明する。
【0035】
図1において、100はファイバへの紫外線書き込み装置であり、ファイバへの紫外線書き込み装置100は、基本的にレーザ光源121、レーザ光源121からの紫外線をファイバヘ導く反射ミラー122、位相マスク123、ファイバを載せるファイバステージ124、そして紫外線が書き込まれるファイバ125から構成される。このとき、上記反射ミラー122は移動できるようにしておく。この反射ミラー122が移動126することで、微小紫外線スポットがファイバ長手方向にわたって移動し、長いファイバヘ紫外線が書き込まれることになる。
【0036】
ここで、連続的に屈折率変化を発生させるため、図1に示すように位相マスク123において、長波長側のアポダイズ領域127と短波長側のアポダイズ領域128とで位相マスクの領域(ファイバ長手方向の長さ)に差を持たせる。かつ、図1に示すように、レーザ光源121からの紫外線をファイバヘ移動しながら導く反射ミラー122の移動速度を、上記長波長側のアポダイズ領域127及び短波長側のアポダイズ領域128の領域に相当する範囲で、図1の下側に示すように速度変調129,130することで、光学系の光路移動速度に差を持たせる。
【0037】
これにより、上記長波長側のアポダイズ領域127及び短波長側のアポダイズ領域128において、単位面積当たり、単位時間当たりのファイバ受光面強度に所望の差を持たせながら、連続的に変化させることができる。
【0038】
さらに、図1において、ファイバの長手方向の長波長側領域のアポダイズ領域127と短波長側のアポダイズ領域128のアポダイズ領域は、非等分(非対称)に割り振ってある。つまり、長波長側のアポダイズ領域127が短波長側のアポダイズ領域128より狭くなるように速度変調をかける。
【0039】
このように、本実施形態に係るアポダイズ法は、ファイバの長手方向において、アポダイズ領域と非アポダイズ領域との割合を一定の範囲の割合とし、かつ一定の範囲のアポダイズ領域を短波長側と長波長側に非等分(非対称)で割り振るものである。以下、この新規なアポダイズ法を非対称アポダイズ法と呼ぶ。
【0040】
ここで、長波長側と短波長側のアポダイズ領域の非等分の割合について説明する。
【0041】
アポダイズの基本的な考え方としてサイドローブの抑圧、フラットトップの平坦化が達成される範囲でアポダイズ領域は狭い方が好ましい。すなわち、狭い方が所望の帯域を得るために必要な書き込み長が短くなるのでレーザ照射時間の短縮、フェーズマスクの短縮が得られ、最終的には生産量の増大、コストの低減化が図られる。
【0042】
本非対称アポダイズ法においても同様な理由から、アポダイズ領域の非等分について長波長側(グレーティング書き込み開始側)のアポダイズ領域は、従来のアポダイズ領域と実質的に同じとする。すなわち、前記図8において、回折格子の周期Λ、ステップチャープのステップ数S、レーザ光源の強度等により任意好適に設定する。但し、本非対称アポダイズ法では、短波長側(グレーティング書き込み終了側)のアポダイズ領域を長波長側のアポダイズ領域の1/8から1/2に設定することを特徴とする。
【0043】
また、図示は省略するが、上述した方法により作製したFBGを光フィルタ及び分散補償素子等のデバイスとして用いるためには、ファイバの信号光の入力端にコネクタを接続し、かつ、反対側には透過光を反射させないための終端器を取り付ける必要がある。
【0044】
以上説明したように、第1の実施形態に係るFBGフィルタの製造方法では、ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域を、短波長側と長波長側において非対称とするようにするため、位相マスク123において、長波長側のアポダイズ領域127と短波長側のアポダイズ領域128とで位相マスクの領域に差を持たせ、かつ、反射ミラー122の移動速度を、長波長側のアポダイズ領域127及び短波長側のアポダイズ領域128の領域に相当する範囲で速度変調129,130するようにしたので、フィルタ特性においてフラットトップを平坦化しつつ反射帯域を広く、あるいはフェーズマスクを短くすることができ、レーザ照射時間を短くすることができる。
【0045】
以下、本実施形態の効果を具体的に説明する。
【0046】
図2は本実施形態に係るFBGフィルタの波長分散特性を示す図であり、長波長側、短波長側のアポダイズ領域に変化を持たせてシミュレーションを行った結果である。
【0047】
図2は、前記図13に示す従来の対称形アポダイズ法と比較するための本非対称アポダイズ法におけるシミュレーション結果を示すものであり、波長帯域1.0nm、分散補償量800ps/nmのフェーズマスクを想定して計算した場合、フェーズマスク長(露光長)は約8cmとなる。上記条件で光入力端を短波長側として計算した結果、十分なサイドローブの抑圧、フラットトップの平坦化が得られる条件は光入力側アポダイズ領域が15%(12mm)以上のときであることが判明した。
【0048】
前記図13に示す従来のアポダイズ法では分散リップルが小さく平坦な反射帯域48は0.6nmであったものが、本非対称アポダイズ法を用いた方法によれば、図2に示すように短波側アポダイズ12mm、長波側アポダイズ4mm(比率;3:1)とした場合、分散リップルが小さく平坦な反射帯域48は0.73nmとなった。これは前記図13で見られたリップル47が本方法によりなくなったためである。
【0049】
換言すれば、本実施形態によれば、アポダイズ領域に相当する領域の位相マスクの長さに差を持たせ、ミラー移動速度が変調する範囲に差を持たせるなど光学系の光路移動に差を持たせることで、ファイバの長手方向においてグレーティングの強度が速続に変化するアポダイズ領域を、短波長側と長波長側において所望の比率(1/8〜1/2)で非対称化できる。
【0050】
図3は非対称アポダイズ法を説明するための図、図4は非対称アポダイズ法を用いたFBGフィルタの反射特性を示す図であり、前記図11及び図12の従来のアポダイズ法に対応している。
【0051】
図11の従来例と比較して明らかなようにフラットトップ領域が大幅に平坦化162(図3)されるとともに、図12に示す反射スペクトルのサイドモードの発生46が図4に示すように抑圧160されている。
【0052】
このように、反射スペクトルのサイドモードが抑圧160され、フラットトップも平坦化162される条件下において、図2に示すように反射帯域を広くとる、あるいはフェーズマスクを短くすることができ、更にはレーザ照射時間を短くすることができる。これにより、製品コストを低減するが可能になる。
【0053】
また、ステージ移動速度制御プログラムなどを用意すれば、任意にフィルタ特性を改善した各種、任意の長さ(0.1〜4メートル)のFBGを容易に作製できる。
【0054】
第2の実施形態
図5は本発明の第2の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図であり、アポダイズ方法の変更例である。
【0055】
第1の実施形態ではミラー移動速度を変調させることにより、アポダイズをかける手法について説明したが、本実施形態は他の手段によるアポダイズ方法を説明する。
【0056】
図5はファイバとフェーズマスクを固定しているファイバステージ134を速度変調をかけて移動させることによりアポダイズをかける方法を示す。
【0057】
図5において、ファイバへの紫外線書き込み装置は、基本的にレーザ光源131、レーザ光源131からの紫外線をファイバヘ導く反射ミラー132、位相マスク133、ファイバを載せるファイバステージ134、そして紫外線が書き込まれるファイバ135から構成される。このとき、上記ファイバステージ134は移動できるようにしておく。このファイバステージ134が移動136することで、微小紫外線スポットがファイバ長手方向にわたって移動し、長いファイバヘ紫外線が書き込まれることになる。
【0058】
ここで、連続的に屈折率変化を発生させるため、図5に示すように位相マスク133において、長波長側のアポダイズ領域137と短波長側領域のアポダイズ領域138とでマスクの長さに差を持たせる。かつ、図5の下側に示すように、ファイバを搭載したステージ移動速度を、上記長波長側のアポダイズ領域137及び短波長側領域のアポダイズ領域138のマスクの長さに相当する範囲で、速度変調139,140することでステージ移動速度に差を持たせる。
【0059】
これにより、上記長波長側のアポダイズ領域137及び短波長側領域のアポダイズ領域138において、単位面積当たり、単位時間当たりのファイバ受光面強度に所望の差を持たせながら、連続的に変化させる。
【0060】
また、短波長側のアポダイズ領域、長波長側のアポダイズ領域、及びフラットトップの領域の割合は第1の実施形態と同様に設定する。
【0061】
以上説明したように、第2の実施形態に係るFBGフィルタの製造方法では、長波長側のアポダイズ領域137と短波長側のアポダイズ領域138とで位相マスクの領域に差を持たせ、かつ、ファイバを搭載したステージ移動速度を、長波長側のアポダイズ領域137及び短波長側領域のアポダイズ領域138のマスクの長さに相当する範囲で、速度変調139,140することでステージ移動速度に差を持たせるようにしたので、第1の実施形態と同様に、フィルタ特性においてフラットトップを平坦化しつつ反射帯域を広く、又はフェーズマスクを短くすることができる。
【0062】
特に、本実施形態では、ファイバを搭載したステージ移動速度に差を持たせることで紫外線光量に差を持たせているので、光学経路(光がファイバに届くまでの距離)は固定である。したがって、第1の実施形態の効果に加える特有の効果として、光学経路が変化しないため、エネルギー、偏波依存性などのレーザ特性に変化がなく、安定して紫外線を書き込めるという利点がある。
【0063】
第3の実施形態
図6は本発明の第3の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図であり、アポダイズ方法の変更例である。
【0064】
図6はミラー移動速度あるいはファイバステージ移動速度を一定速度で移動させつつ、アッテネータ変調部150を用いてレーザ光源そのものに強度変調をかけることによりアポダイズをかける方法を示す。
【0065】
図6において、ファイバへの紫外線書き込み装置は、基本的にレーザ光源141、アッテネータ142、レーザ光源141からの紫外線をファイバヘ導く反射ミラー143、位相マスク144、ファイバを載せるファイバステージ145、そして紫外線が書き込まれるファイバ146から構成される。
【0066】
このとき、上記ファイバステージ144又は上記反射ミラー143は移動できるようにしておく。このファイバステージ145又は反射ミラー143が一定速度で移動147することで、微小紫外線スポットがファイバ長手方向にわたって移動し、長いファイバヘ紫外線が書き込まれることになる。
【0067】
ここで、連続的に屈折率変化を発生させるため、図6に示すように位相マスク144において、長波長側のアポダイズ領域148と短波長側領域のアポダイズ領域149とでマスクの長さに差を持たせる。かつ、図6の下側に示すように、上記長波長側のアポダイズ領域148及び短波長側領域のアポダイズ領域149のマスクの長さに相当する範囲で、アッテネータ142の透過率を0〜100%の範囲で任意に変える。このようにして、アッテネータ142の減衰率を上記長波長側のアポダイズ領域148及び短波長側領域のアポダイズ領域149の領域と同期させながら自動的に変調することにより紫外線のエネルギーに差を持たせて変調する。図中、150はこの変調を示す。これによりファイバ受光面での紫外線の強度が変化する。
【0068】
上述した変調150に代えて、レーザ周波数に差を持たせて変調する態様でもよい。図中、151はこの変調を示す。すなわち、レーザの周波数を例えば高周波数(50Hz)〜低周波数(1Hz)の範囲で変化させることで、紫外線エネルギーは約50倍変化する。この変化により、ファイバ受光面での紫外線の強度が変化する。
【0069】
以上のような方法により、上記長波長側のアポダイズ領域148及び短波長側領域のアポダイズ領域149において、単位面積当たり、単位時間当たりのファイバ受光面強度に所望の差を持たせながら、連続的に変化させる。
【0070】
また、短波長側のアポダイズ領域、長波長側のアポダイズ領域、及びフラットトップの領域の割合は第1の実施形態と同様に設定する。
【0071】
以上説明したように、第3の実施形態に係るFBGフィルタの製造方法では、長波長側のアポダイズ領域148と短波長側領域のアポダイズ領域149とでマスクの長さに差を持たせ、かつ、長波長側のアポダイズ領域148及び短波長側領域のアポダイズ領域149のマスクの長さに相当する範囲で、アッテネータ142の透過率を0〜100%の範囲で任意に変え、アッテネータ142の減衰率を長波長側のアポダイズ領域148及び短波長側領域のアポダイズ領域149の領域と同期させながら自動的に変調するようにしたので、第1、第2の実施形態の効果に加えて、ステージ移動が定速で安定するためにグレーティング書き込み特性の均一性向上が望める。また、光源強度に変調をかけることになるため実質的に屈折率変化を0から始めることが可能になる。すなわち、第1、第2の実施形態では、移動速度を無限大に高速化することは実質的に不可能なのでアポダイズ開始及び終了端で屈折率変化Δnは0とはならないが、本実施形態では屈折率変化を0から始めることが可能になる。
【0072】
したがって、このような優れた特長を有する光フィルタの製造方法を、例えば位相マスク法によるFBGの製造方法に適用すれば、フィルタ特性においてフラットトップの平坦化、反射帯域の拡大、更には製作時間の短縮、製造コストの低減を図ることができる。
【0073】
なお、上記各実施形態に係る光フィルタの製造方法を、上述したようなFBGに適用することもできるが、勿論これには限定されず、光感光性ファイバに紫外線光と位相マスクを用いて選択的にグレーティング領域を形成する光フィルタ製造方法であれば、全ての製造方法及び装置に適用可能であることは言うまでもない。
【0074】
また、上記光フィルタの製造方法を構成する光学系、位相マスク、ファイバステージ等の種類、数、配置関係、更には材料や数値等の条件は上述の各実施形態に限られないことは言うまでもない。
【0075】
【発明の効果】
本発明に係るチャープ型光ファイバフィルタの製造方法及びチャープ型光ファイバフィルタでは、ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域を、短波長側と長波長側において非対称とするようにしたので、フィルタ特性においてフラットトップを平坦化しつつ反射帯域を広く、あるいはフェーズマスクを短くすることができ、レーザ照射時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図である。
【図2】上記光フィルタの製造方法のFBGフィルタの波長分散特性を示す図である。
【図3】上記光フィルタの製造方法の非対称アポダイズ法を説明するための図である。
【図4】上記光フィルタの製造方法の非対称アポダイズ法を用いたFBGフィルタの反射特性を示す図である。
【図5】本発明を適用した第2の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図である。
【図6】本発明を適用した第3の実施形態に係る光フィルタの製造方法の構成を示す図である。
【図7】従来の光フィルタの製造方法の構成を示す図である。
【図8】従来の光フィルタの製造方法の位相マスクの外観図である。
【図9】従来の光フィルタのフラット形状の屈折率分布を示す図である。
【図10】従来のFBGフィルタの反射特性を示す図である。
【図11】従来の光フィルタの製造方法のアポダイズ法を説明するための図である。
【図12】従来の光フィルタの製造方法のアポダイズ法を用いたFBGフィルタの反射特性を示す図である。
【図13】従来の光フィルタの製造方法のFBGフィルタの波長分散特性を示す図である。
【符号の説明】
100 ファイバへの紫外線書き込み装置、121,131,141 レーザ光源、122,132,143 反射ミラー、123,133,144 位相マスク、124,134,145 ファイバステージ、125,135,146 ファイバ、126 反射ミラーの移動、127,137,148 長波長側のアポダイズ領域、128,138,149 短波長側のアポダイズ領域、129,130,139,140 速度変調、136 ファイバステージの移動、142アッテネータ、147 ファイバステージ又は反射ミラーの移動、150,151 変調
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical filter manufacturing method and an optical filter, and more particularly to an optical filter manufacturing method and an optical filter using, for example, a fiber Bragg grating.
[0002]
[Prior art]
In the conventional optical communication field, fiber Bragg gratings (hereinafter referred to as FBGs) are frequently used as optical filters such as wavelength filters and dispersion compensators. This FBG is formed by periodically changing the refractive index of the core of the optical fiber. The periodic refractive index change (refractive index modulation) is formed by, for example, a phase mask method. An example of this phase mask method is “US Pat. No. 5,367,588” (Document 1).
[0003]
FIG. 7 is a conceptual diagram of FBG fabrication using the conventional phase mask method, and FIG. 8 is an external view of the phase mask.
[0004]
First, an outline of FBG fabrication will be described.
[0005]
The optical system includes a laser light source 1, an attenuator (output adjuster) 3, a mirror 4, and a cylindrical lens 5. Laser light 2 having a wavelength of 248 nm is output from a laser light source 1 (for example, KrF excimer laser manufactured by Lambda Physics). The laser light 2 passes through an attenuator 3 and is subjected to a 90 ° direction change by a mirror 4. The beam diameter is adjusted by the cylindrical lens 5 and the phase mask 6 is irradiated.
[0006]
The laser beam 7 is diffracted by the phase mask 6, and striped diffracted light 8 is generated below the phase mask 6 as shown in the enlarged portion of FIG. 7. Under this, a photosensitive optical fiber 10 (for example, Corning filled with hydrogen) with the clad 9 exposed is installed, so that the core portion 11 of the photosensitive fiber 10 has a high diffracted light intensity. A local refractive index change occurs. In the figure, reference numeral 12 denotes this refractive index changing portion (refractive index modulating portion).
[0007]
When the laser beam 13 is incident from the axial direction of the photosensitive fiber 10, the reflected light λb 14 having the wavelength shown in Expression (1) is emitted to the incident end 15 by Bragg reflection.
[0008]
λb = 2 · n eff · Λ (1)
Here, n eff is the effective refractive index of the core of the grating portion, and Λ is the period of change in the refractive index of the fiber.
[0009]
In the phase mask method, the optical fiber is irradiated with ultraviolet light through the phase mask. The phase mask is a plate-like body that can transmit ultraviolet light. A plurality of recesses are formed on the surface of the plate-like body, and each recess is linearly arranged with a predetermined interval. Ultraviolet light is diffracted by these recesses. The intensity of the diffracted light is increased or decreased at a position corresponding to the arrangement interval (pitch) of the recesses. On the other hand, the core of the optical fiber is made of a material whose refractive index changes with ultraviolet light. Such an optical fiber is called a photosensitive fiber.
[0010]
Since the above-described diffracted light is irradiated onto the optical fiber, periodic refractive index modulation, that is, a grating is formed in the core along the extending direction (longitudinal direction, light guiding direction) of the optical fiber.
[0011]
The above-described method for producing the phase mask is formed by a manufacturing method described in, for example, “PRODUCTION OF IN_FIBER GRATINGS USING A DIFFACTIVE ELEMENT ELEMENT” DZAnderson et.al., Electronic Letters 18th Mar 1993 Vol 29 No. 6 (reference 2). Is done.
[0012]
A method of manufacturing the phase mask 6 described in the above-mentioned document 2 will be described below without showing it. First, a Cr thin film is formed on a quartz glass plate by sputtering or vapor deposition. Next, the Cr thin film is patterned by electron beam lithography. At this time, the line (Cr) / space is set to an equal dimension (Λ / Λ). 2Λ is the period of the subsequent diffraction grating array. Thereafter, the underlying quartz is etched using reactive ion etching using the Cr pattern as a mask to form grooves. Thereafter, the Cr thin film is removed with an acid, whereby an uneven diffraction grating array 17 (FIG. 8) is produced on the quartz substrate.
[0013]
On the other hand, in the laser irradiation method, since the size of the laser beam 7 is about 25 × 10 mm, the mirror 4 or the phase mask 6 is directly applied when the refractive index changing portion 12 is sufficiently short (≦ 15 mm) or directly. And the photosensitive fiber 10 is scanned.
[0014]
When it is desired to widen the reflection band of the Bragg reflection wavelength λb14, the chirped grating structure described in, for example, “Fiber grating and its application”, Inoue et al., Applied Physics Vol. 66, No. 1, pp33-36 (reference 3). You can do it. The chirped grating structure described in Document 3 is such that Λ, which is called a chirped grating, changes from small to large continuously and stepwise (see FIG. 8).
[0015]
Next, the apodization method will be described.
[0016]
FIG. 9 is a diagram showing a flat refractive index distribution, and FIG. 10 is a diagram showing reflection characteristics of an FBG filter.
[0017]
When the laser is irradiated with a uniform intensity in the longitudinal direction of the fiber shown in FIG. 9, as shown in FIG. 10, the generation of the side mode 20, the reflection band, the ripple of the flat top portion, etc. are generated as the FBG filter characteristics.
[0018]
An apodization method has been proposed as one solution to these problems. The apodization method is described in, for example, “Apodised in-fibre Bragg grating refiectors photo imprinted using a phase mask” B. Malo et.al., Electronics Letters 2nd February 1995 Vol.31 No.3, pp.223-225 (reference 4). There is what is described.
[0019]
FIG. 11 is a diagram for explaining the apodization method, and FIG. 12 is a diagram showing the reflection characteristics of the FBG filter using the apodization method.
[0020]
The apodization method (apodization method) is a method in which the refractive index change is made as shown in FIG. 11, and the envelope of the refractive index change in the fiber length direction is made into a bell-like 33 like a Gaussian function and a COSIN function. A constant window function is used for the intensity distribution of the grating so that the intensity of the grating does not change discontinuously in the longitudinal direction. As can be seen by comparing FIG. 12 and FIG. 10, by using the apodization method, the generation of the side mode 20, the reflection band, and the ripple of the flat top portion are alleviated in the FBG filter characteristics.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional method for manufacturing an optical filter has the following problems.
[0022]
That is, when a wideband filter using a chirped grating mask is manufactured using the apodization method, the long wavelength side and the short wavelength of the chirped grating mask are required to achieve flattening of the flat top and suppression of side lobes in the filter characteristics. Many areas on the side need to be apodized areas. For this reason, the band of the manufactured FBG becomes narrower than the band of the chirped grating mask.
[0023]
Further, as shown in FIG. 13, when the current apodization method is applied under normal conditions, the uniformity of the slope of the group delay time of the dispersion compensation characteristic is reduced as shown in FIG. 13 (a). To do. That is, when the apodized region is defined so that the slope of the group delay time of the dispersion compensation characteristic on the light incident side (long wavelength side in the case of a normal dispersion compensation element) is good, the opposite side (short wavelength side) A ripple 47 appears in the wavelength region as shown in FIG. This ripple 47 causes a problem that the chromatic dispersion compensation element becomes a filter having a very narrow compensation band. Here, for the convenience of the computer, the light incident side was simulated as the short wavelength side.
[0024]
It is an object of the present invention to provide an optical filter manufacturing method and an optical filter capable of widening a reflection band while flattening a flat top in filter characteristics, or shortening a phase mask and shortening a laser irradiation time. Objective.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention Chirped optical fiber filter In the optical filter manufacturing method, a grating region is selectively formed by irradiating a selective region of the photosensitive fiber with ultraviolet light using an ultraviolet light and a phase mask. The apodized region in which the amount of change in the refractive index continuously changes in the longitudinal direction is asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side. The apodized area on the light incident side is 2 to 8 times longer than the apodized area on the opposite side. It is characterized by that.
[0027]
According to the present invention Chirped optical fiber filter In the manufacturing method, the apodized region which is asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side is moved in the optical path of the laser beam at the time of writing, and the moving speed is changed to change the moving speed of the fiber light receiving surface per unit area or unit time. By changing the intensity and changing the refractive index change continuously Form It may be a thing.
[0028]
According to the present invention Chirped optical fiber filter In the manufacturing method, the apodized region, which is asymmetrical between the short wavelength side and the long wavelength side, is moved by moving the stage equipped with the fiber at the time of writing, and the moving speed is changed to receive the fiber per unit area or per unit time. The surface intensity is changed and the refractive index change is continuously changed. Form It may be a thing.
[0029]
According to the present invention Chirped optical fiber filter In this manufacturing method, the apodization region that is asymmetrical between the short wavelength side and the long wavelength side is modulated with a difference in laser frequency, or the energy of the light source is made different by an attenuator that can automatically modulate the attenuation rate. To change the fiber receiving surface intensity per unit area or unit time and continuously change the amount of refractive index change. Form It may be a thing.
[0030]
The light incident side may be a long wavelength side in the case of a dispersion compensating fiber Bragg grating, and the refractive index change amount is the intensity of the grating, that is, the light intensity irradiated when forming the grating, or Change the irradiation time Brought about by It may be a thing.
[0031]
According to the present invention Chirped optical fiber filter In the optical filter in which the grating region is selectively formed by irradiating the selective region of the photosensitive fiber with ultraviolet light using ultraviolet light and a phase mask for the photosensitive fiber, the optical filter is a fiber The apodized region where the refractive index change continuously changes in the longitudinal direction is asymmetric between the short wavelength side and the long wavelength side The apodized area on the light incident side is 2 to 8 times longer than the apodized area on the opposite side. It is structured.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for manufacturing an optical filter according to the present invention can be applied to a method for manufacturing an FBG used as an optical filter such as a wavelength filter or a dispersion compensator.
[0033]
First embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and shows a conceptual diagram of FBG fabrication using an apodization method.
[0034]
The present invention relates to a novel apodization method, and since it is the same as the conventional production method described in FIGS. 7 and 8 except for the apodization method, only the novel apodization method will be described in detail below.
[0035]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes an ultraviolet writing device for a fiber. The ultraviolet writing device 100 for a fiber basically includes a laser light source 121, a reflection mirror 122 for guiding the ultraviolet light from the laser light source 121 to the fiber, a phase mask 123, and a fiber. It is composed of a fiber stage 124 to be mounted and a fiber 125 to which ultraviolet rays are written. At this time, the reflection mirror 122 is allowed to move. When the reflection mirror 122 moves 126, the minute ultraviolet spot moves in the longitudinal direction of the fiber, and ultraviolet rays are written on the long fiber.
[0036]
Here, in order to continuously generate a refractive index change, as shown in FIG. 1, in the phase mask 123, a phase mask region (fiber longitudinal direction) is composed of an apodized region 127 on the long wavelength side and an apodized region 128 on the short wavelength side. Difference in the length). As shown in FIG. 1, the moving speed of the reflecting mirror 122 that guides the ultraviolet rays from the laser light source 121 while moving to the fiber corresponds to the apodized region 127 on the long wavelength side and the apodized region 128 on the short wavelength side. In the range, as shown in the lower side of FIG. 1, speed modulation 129, 130 is performed to give a difference in the optical path moving speed of the optical system.
[0037]
Thereby, in the apodized region 127 on the long wavelength side and the apodized region 128 on the short wavelength side, the fiber light receiving surface intensity per unit area and unit time can be continuously changed with a desired difference. .
[0038]
Furthermore, in FIG. 1, the apodized regions 127 of the long wavelength side region 127 and the short wavelength side apodized region 128 in the longitudinal direction of the fiber are allocated non-equally (asymmetrically). That is, speed modulation is performed so that the apodized region 127 on the long wavelength side is narrower than the apodized region 128 on the short wavelength side.
[0039]
Thus, in the apodization method according to the present embodiment, the ratio between the apodized region and the non-apodized region is set to a certain range in the longitudinal direction of the fiber, and the certain range of apodized regions is set to the short wavelength side and the long wavelength side. Allotted to the side in an unequal (asymmetric) manner. Hereinafter, this novel apodization method is referred to as an asymmetric apodization method.
[0040]
Here, the ratio of the unequal portions of the apodized regions on the long wavelength side and the short wavelength side will be described.
[0041]
As a basic idea of apodization, it is preferable that the apodization region is narrow as long as side lobe suppression and flat top flattening are achieved. In other words, the narrower one shortens the writing length necessary to obtain a desired bandwidth, so that the laser irradiation time and the phase mask can be shortened, and finally the production volume and cost can be reduced. .
[0042]
In the present asymmetric apodization method, for the same reason, the apodization region on the long wavelength side (grating writing start side) for the unequal division of the apodization region is substantially the same as the conventional apodization region. That is, in FIG. 8, it is arbitrarily set appropriately according to the period Λ of the diffraction grating, the step number S of the step chirp, the intensity of the laser light source, and the like. However, the present asymmetric apodization method is characterized in that the apodization region on the short wavelength side (the grating writing end side) is set to 1/8 to 1/2 of the apodization region on the long wavelength side.
[0043]
Although not shown, in order to use the FBG manufactured by the above-mentioned method as a device such as an optical filter and a dispersion compensation element, a connector is connected to the input end of the signal light of the fiber, and on the opposite side It is necessary to attach a terminator for preventing the transmitted light from being reflected.
[0044]
As described above, in the method for manufacturing the FBG filter according to the first embodiment, the apodized region in which the amount of change in refractive index continuously changes in the longitudinal direction of the fiber is made asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side. Therefore, in the phase mask 123, there is a difference in the phase mask region between the long wavelength side apodized region 127 and the short wavelength side apodized region 128, and the moving speed of the reflection mirror 122 is set to the long wavelength side apodized region 128. Since the velocity modulation 129, 130 is performed in a range corresponding to the apodization region 127 and the short wavelength side apodization region 128, the reflection band is widened or the phase mask is shortened while flattening the flat top in the filter characteristics. And the laser irradiation time can be shortened.
[0045]
Hereinafter, the effect of this embodiment will be described in detail.
[0046]
FIG. 2 is a diagram showing the chromatic dispersion characteristics of the FBG filter according to the present embodiment, and is a result of performing a simulation with a change in the apodized regions on the long wavelength side and the short wavelength side.
[0047]
FIG. 2 shows a simulation result in this asymmetric apodization method for comparison with the conventional symmetric apodization method shown in FIG. 13, and assumes a phase mask with a wavelength band of 1.0 nm and a dispersion compensation amount of 800 ps / nm. In this case, the phase mask length (exposure length) is about 8 cm. As a result of calculating the light input end on the short wavelength side under the above conditions, sufficient side lobe suppression and flat top flattening can be obtained when the light input side apodized region is 15% (12 mm) or more. found.
[0048]
In the conventional apodization method shown in FIG. 13, the flat reflection band 48 with a small dispersion ripple is 0.6 nm. However, according to the method using the asymmetric apodization method, as shown in FIG. In the case of 12 mm and long wave side apodization 4 mm (ratio: 3: 1), the flat reflection band 48 with a small dispersion ripple was 0.73 nm. This is because the ripple 47 seen in FIG. 13 is eliminated by this method.
[0049]
In other words, according to the present embodiment, there is a difference in the optical path movement of the optical system, for example, by giving a difference in the length of the phase mask in the area corresponding to the apodized area and by making a difference in the range in which the mirror moving speed is modulated. By providing it, an apodized region in which the intensity of the grating changes rapidly in the longitudinal direction of the fiber can be asymmetrical at a desired ratio (1/8 to 1/2) between the short wavelength side and the long wavelength side.
[0050]
FIG. 3 is a diagram for explaining the asymmetric apodization method, and FIG. 4 is a diagram showing the reflection characteristics of the FBG filter using the asymmetric apodization method, which corresponds to the conventional apodization method of FIGS.
[0051]
As apparent from the comparison with the conventional example of FIG. 11, the flat top region is greatly flattened 162 (FIG. 3), and the occurrence of the side mode 46 of the reflection spectrum shown in FIG. 12 is suppressed as shown in FIG. 160.
[0052]
Thus, under the condition that the side mode of the reflection spectrum is suppressed 160 and the flat top is also flattened 162, the reflection band can be widened as shown in FIG. 2, or the phase mask can be shortened. Laser irradiation time can be shortened. This makes it possible to reduce the product cost.
[0053]
If a stage moving speed control program or the like is prepared, various types of FBGs having arbitrarily improved filter characteristics and arbitrary lengths (0.1 to 4 meters) can be easily produced.
[0054]
Second embodiment
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, which is a modified example of the apodization method.
[0055]
In the first embodiment, the method of applying apodization by modulating the mirror moving speed has been described. However, this embodiment describes an apodization method using other means.
[0056]
FIG. 5 shows a method of apodization by moving the fiber stage 134, which fixes the fiber and the phase mask, with velocity modulation.
[0057]
In FIG. 5, an ultraviolet writing device for a fiber basically includes a laser light source 131, a reflection mirror 132 for guiding the ultraviolet light from the laser light source 131 to the fiber, a phase mask 133, a fiber stage 134 on which the fiber is placed, and a fiber 135 into which the ultraviolet light is written. Consists of At this time, the fiber stage 134 is allowed to move. As the fiber stage 134 moves 136, the minute ultraviolet spot moves along the longitudinal direction of the fiber, and ultraviolet rays are written on the long fiber.
[0058]
Here, in order to continuously generate the refractive index change, as shown in FIG. 5, in the phase mask 133, the difference in the mask length is caused between the apodized region 137 on the long wavelength side and the apodized region 138 on the short wavelength side. Give it. Further, as shown in the lower side of FIG. 5, the stage moving speed on which the fiber is mounted is set within a range corresponding to the mask length of the apodized region 137 on the long wavelength side and the apodized region 138 on the short wavelength side. By modulating 139 and 140, the stage moving speed is made different.
[0059]
Thereby, in the apodized region 137 on the long wavelength side and the apodized region 138 on the short wavelength side, the fiber light receiving surface intensity per unit area and unit time is continuously changed while giving a desired difference.
[0060]
Further, the ratio of the short wavelength side apodization region, the long wavelength side apodization region, and the flat top region is set in the same manner as in the first embodiment.
[0061]
As described above, in the method for manufacturing the FBG filter according to the second embodiment, the phase mask region has a difference between the apodized region 137 on the long wavelength side and the apodized region 138 on the short wavelength side, and the fiber The stage movement speed is adjusted within a range corresponding to the mask length of the apodized area 137 on the long wavelength side and the apodized area 138 on the short wavelength side area, so that there is a difference in the stage moving speed. As in the first embodiment, the reflection band can be widened or the phase mask can be shortened while flattening the flat top in the filter characteristics.
[0062]
In particular, in this embodiment, the difference in the amount of ultraviolet light is given by making a difference in the moving speed of the stage on which the fiber is mounted, so the optical path (distance until the light reaches the fiber) is fixed. Therefore, as a unique effect added to the effect of the first embodiment, since the optical path does not change, there is an advantage that there is no change in laser characteristics such as energy and polarization dependency, and ultraviolet rays can be stably written.
[0063]
Third embodiment
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, which is a modified example of the apodization method.
[0064]
FIG. 6 shows a method of applying apodization by applying intensity modulation to the laser light source itself using the attenuator modulator 150 while moving the mirror moving speed or the fiber stage moving speed at a constant speed.
[0065]
In FIG. 6, an ultraviolet writing device for a fiber basically includes a laser light source 141, an attenuator 142, a reflection mirror 143 for guiding the ultraviolet light from the laser light source 141 to the fiber, a phase mask 144, a fiber stage 145 for placing the fiber, and ultraviolet light writing. Fiber 146.
[0066]
At this time, the fiber stage 144 or the reflection mirror 143 is allowed to move. When the fiber stage 145 or the reflection mirror 143 moves 147 at a constant speed, the minute ultraviolet spot moves along the longitudinal direction of the fiber, and ultraviolet rays are written on a long fiber.
[0067]
Here, in order to continuously generate the refractive index change, as shown in FIG. 6, in the phase mask 144, the difference between the mask lengths of the long wavelength side apodized region 148 and the short wavelength side region apodized region 149 is obtained. Give it. As shown in the lower side of FIG. 6, the transmittance of the attenuator 142 is set to 0 to 100% within a range corresponding to the mask length of the apodized region 148 on the long wavelength side and the apodized region 149 on the short wavelength side region. Change arbitrarily within the range. In this way, the attenuation rate of the attenuator 142 is automatically modulated while being synchronized with the apodized region 148 on the long wavelength side and the apodized region 149 on the short wavelength side, thereby making a difference in ultraviolet energy. Modulate. In the figure, 150 indicates this modulation. As a result, the intensity of ultraviolet rays on the fiber light receiving surface changes.
[0068]
Instead of the above-described modulation 150, the laser frequency may be modulated with a difference. In the figure, reference numeral 151 denotes this modulation. That is, by changing the laser frequency, for example, in the range of high frequency (50 Hz) to low frequency (1 Hz), the ultraviolet energy changes about 50 times. This change changes the intensity of the ultraviolet light on the fiber light receiving surface.
[0069]
By the method as described above, in the apodized region 148 on the long wavelength side and the apodized region 149 on the short wavelength side region, the fiber light receiving surface intensity per unit area and unit time is continuously changed while giving a desired difference. Change.
[0070]
Further, the ratio of the short wavelength side apodization region, the long wavelength side apodization region, and the flat top region is set in the same manner as in the first embodiment.
[0071]
As described above, in the method of manufacturing the FBG filter according to the third embodiment, the length of the mask is different between the apodized region 148 on the long wavelength side and the apodized region 149 on the short wavelength side, and The transmittance of the attenuator 142 is arbitrarily changed within a range of 0 to 100% within the range corresponding to the mask length of the apodized region 148 on the long wavelength side and the apodized region 149 on the short wavelength side region, and the attenuation rate of the attenuator 142 is changed. Since the modulation is automatically performed in synchronization with the apodization region 148 on the long wavelength side and the apodization region 149 on the short wavelength side region, in addition to the effects of the first and second embodiments, the stage movement is fixed. In order to stabilize at high speed, the uniformity of grating writing characteristics can be improved. Further, since the light source intensity is modulated, the refractive index change can be substantially started from zero. That is, in the first and second embodiments, since it is practically impossible to increase the moving speed to infinity, the refractive index change Δn does not become 0 at the start and end of apodization, but in this embodiment, It becomes possible to start the refractive index change from zero.
[0072]
Therefore, if the manufacturing method of the optical filter having such excellent features is applied to, for example, the manufacturing method of the FBG by the phase mask method, the flat top is flattened in the filter characteristics, the reflection band is widened, and further the manufacturing time is reduced. It is possible to shorten the manufacturing cost.
[0073]
In addition, although the manufacturing method of the optical filter which concerns on each said embodiment can also be applied to FBG as mentioned above, of course, it is not limited to this, It selects using an ultraviolet light and a phase mask for a photosensitive fiber Needless to say, the method can be applied to all manufacturing methods and apparatuses as long as the optical filter manufacturing method forms a grating region.
[0074]
In addition, it goes without saying that the types, number, arrangement relationship, and materials and numerical values of the optical system, phase mask, fiber stage, etc. constituting the optical filter manufacturing method are not limited to the above-described embodiments. .
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention Chirped optical fiber filter Manufacturing method and Chirped optical fiber filter Then, since the apodized region in which the refractive index variation continuously changes in the longitudinal direction of the fiber is made asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side, the reflection band is widened while flattening the flat top in the filter characteristics, Alternatively, the phase mask can be shortened, and the laser irradiation time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing wavelength dispersion characteristics of an FBG filter in the method for manufacturing an optical filter.
FIG. 3 is a diagram for explaining an asymmetric apodization method of the manufacturing method of the optical filter.
FIG. 4 is a diagram showing the reflection characteristics of an FBG filter using the asymmetric apodization method of the optical filter manufacturing method.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical filter manufacturing method according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional method for manufacturing an optical filter.
FIG. 8 is an external view of a phase mask of a conventional method for manufacturing an optical filter.
FIG. 9 is a diagram illustrating a flat refractive index distribution of a conventional optical filter.
FIG. 10 is a diagram showing reflection characteristics of a conventional FBG filter.
FIG. 11 is a diagram for explaining an apodization method of a conventional method for manufacturing an optical filter.
FIG. 12 is a diagram showing reflection characteristics of an FBG filter using an apodization method of a conventional optical filter manufacturing method.
FIG. 13 is a diagram showing chromatic dispersion characteristics of an FBG filter in a conventional method for manufacturing an optical filter.
[Explanation of symbols]
100 UV writing device to fiber, 121, 131, 141 laser light source, 122, 132, 143 reflection mirror, 123, 133, 144 phase mask, 124, 134, 145 fiber stage, 125, 135, 146 fiber, 126 reflection mirror Movement, 127, 137, 148 long wavelength side apodized region, 128, 138, 149 short wavelength side apodized region, 129, 130, 139, 140 velocity modulation, 136 fiber stage movement, 142 attenuator, 147 fiber stage or Reflection mirror movement, 150, 151 modulation

Claims (7)

光感光性ファイバに紫外線光と位相マスクを用いて、前記光感光性ファイバの選択的領域に紫外線光を照射することで選択的にグレーティング領域を形成する光フィルタ製造方法において、
ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域を、短波長側と長波長側において非対称とし、光入射側のアポダイズ領域が反対側のアポダイズ領域の2倍から8倍の長さであることを特徴とするチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。
In the optical filter manufacturing method for selectively forming the grating region by irradiating the selective region of the photosensitive fiber with ultraviolet light, using the ultraviolet light and the phase mask for the photosensitive fiber,
The apodized region where the refractive index variation continuously changes in the longitudinal direction of the fiber is asymmetrical between the short wavelength side and the long wavelength side, and the apodized region on the light incident side is 2 to 8 times longer than the apodized region on the opposite side A method of manufacturing a chirped optical fiber filter ,
短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、書き込み時のレーザ光の光路を移動させ、その移動速度を変化させて単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成することを特徴とする請求項1記載のチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。The apodized region that is asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side is moved along the optical path of the laser beam at the time of writing, and the moving speed is changed to change the fiber light receiving surface intensity per unit area or unit time. claim 1 Symbol placement chirped optical fiber manufacturing method of the filter and forming by a refractive index change continuously varied. 短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、書き込み時のファイバを搭載したステージを移動させ、その移動速度を変化させて単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成することを特徴とする請求項1記載のチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。The apodized region that is asymmetrical between the short wavelength side and the long wavelength side is moved by moving the stage equipped with the fiber at the time of writing, and the moving speed is changed to change the fiber receiving surface intensity per unit area or unit time. the method of chirped optical fiber filter according to claim 1 Symbol mounting and forming by continuously changing the refractive index change. 短波長側と長波長側において非対称であるアポダイズ領域を、レーザ周波数に差を持たせて変調する、又は減衰率を自動で変調できる減衰器により光源のエネルギーに差を持たせて変調させ、単位面積当たり、又は単位時間当たりのファイバ受光面強度を変化させ、屈折率変化量を連続的に変化させて形成することを特徴とする請求項1、2、又は3の何れかに記載のチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。The apodized region that is asymmetrical between the short wavelength side and the long wavelength side is modulated with a difference in the laser frequency, or is modulated with a difference in the energy of the light source by an attenuator that can automatically modulate the attenuation rate. per area, or the unit to change the fiber receiving surface strength per time, chirped according to any one of claims 1, 2, or 3, characterized in that formed by a refractive index variation is continuously changed Manufacturing method of optical fiber filter . 前記光入射側は、分散補償ファイバブラッググレーティングの場合には長波長側であることを特徴とする請求項記載のチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。The light incident side, a manufacturing method of the chirped optical fiber filter according to claim 1, wherein the in the case of dispersion compensating fiber Bragg grating is a long-wavelength side. 前記屈折率変化量は、グレーティングを形成するときに照射する光強度、あるいは照射時間を変化させることによりもたらされたものであることを特徴とする請求項1、2、3又は4の何れかに記載のチャープ型光ファイバフィルタの製造方法。The refractive index change amount, any claim 1, 2, 3 or 4, wherein the light intensity is irradiated or by changing the irradiation time are those brought about by Rukoto when forming the grating A method for producing a chirped optical fiber filter according to claim 1. 光感光性ファイバに紫外線光と位相マスクを用いて、前記光感光性ファイバの選択的領域に紫外線光を照射することで選択的にグレーティング領域が形成された光フィルタにおいて、
前記光フィルタは、ファイバの長手方向において屈折率変化量が連続に変化するアポダイズ領域が、短波長側と長波長側において非対称であり、光入射側のアポダイズ領域が反対側のアポダイズ領域の2倍から8倍の長さで構成されたことを特徴とするチャープ型光ファイバフィルタ
In the optical filter in which the grating region is selectively formed by irradiating the selective region of the photosensitive fiber with ultraviolet light using ultraviolet light and a phase mask for the photosensitive fiber,
In the optical filter, the apodized region in which the amount of change in refractive index continuously changes in the longitudinal direction of the fiber is asymmetric on the short wavelength side and the long wavelength side, and the apodized region on the light incident side is twice the apodized region on the opposite side. A chirped optical fiber filter characterized in that the length is 8 times longer than
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