JP3941168B2 - Fabrication method of optical waveguide grating - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路の所定波長の導波光を遮断する光導波路型グレーティングの作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光導波路型グレーティングは、光ファイバや平面導波路などの光導波路中に形成された周期的な屈折率変調領域であり、これには比較的短周期(通常、約0.1〜1.0μm周期)のブラッググレーティングと、これよりも長い周期(通常、約100〜1000μm周期)を有する長周期グレーティングとが含まれる。これらのグレーティングは、いずれも光導波路中を進行する所定波長帯の光を遮断する機能を有している。具体的に述べると、ブラッググレーティングは、ブラッグ波長の光を中心とした波長帯の光を反射して、この波長帯の光を遮断する。また、長周期グレーティングは、所定の条件を満たす波長のコアモード光をクラッドモード光に変換して光損失とすることにより、この波長(いわゆる「損失波長」)の光を遮断する。いずれのグレーティングの場合も、グレーティングによって遮断される光の波長(ブラッグ波長や損失波長のこと。以下、「遮断波長」と呼ぶ。)は、グレーティングを構成する屈折率変調の周期やグレーティングの平均屈折率に依存している。
【0003】
光導波路型グレーティングの作製方法としては、感光性の光導波路に光を入射させて光誘起屈折率変化を生じさせる方法が広く知られている。感光性の光導波路としては、GeO2がドープされたSiO2ガラスが一般的に用いられ、このガラスへの入射光としては、約240〜250nm又は約185〜195nmの波長の紫外光がよく用いられている。
【0004】
このとき、光導波路に感光性向上材を添加しておくと屈折率変化の感光性が高まり、同じ量の光を入射させた場合の屈折率変化量が大きくなる。SiO2ガラスに対する感光性向上材としては、水素や重水素が知られている。この技術は、例えば、特開平6−118257号公報に開示されている。
【0005】
しかし、感光性向上材である水素や重水素はSiO2ガラスの屈折率をその添加量に応じた量だけ上昇させる屈折率変化材としての機能も有しているため、光導波路中にグレーティングを形成した後、水素や重水素が徐々に外気中に拡散して添加量が減少すると、グレーティングの屈折率が低下し、これに応じてグレーティングの遮断波長(ブラッググレーティングのブラッグ波長や長周期グレーティングの損失波長)も短くなってしまう。すなわち、グレーティングの特性が経時変化して安定しないという問題が生じる。これを防ぐため、感光性向上材を添加した場合は、グレーティングの形成後、所定時間にわたって熱処理を施し、光導波路中の感光性向上材を外気中に強制的に拡散させて除去することにより、グレーティングの特性を安定させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の熱処理も光導波路中の水素や重水素を除去する処理である以上、屈折率変化を引き起こし、グレーティングの遮断波長を変化させてしまう。図9は、水素を添加した光ファイバ中にブラッググレーティングを形成した後、80℃の空気中に光ファイバをさらして脱水素処理を行ったときのブラッグ波長の経時変化を示す図である。図9において脱水素処理開始時と48時間経過後とを比較すると、脱水素処理によりブラッグ波長が0.5nm以上短くなることが分かる。このように脱水素処理によってグレーティングの遮断波長が変化してしまうため、最終的に所望の遮断波長を有するグレーティングを精度良く作製することは困難である。
【0007】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、グレーティングの書き込み後に感光性向上材を除去する工程を伴う光導波路型グレーティング作製方法であって所望の特性の光導波路型グレーティングを精度良く作製できる方法を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光導波路型グレーティング作製方法は、所定の光の照射により屈折率変化を生じる感光性光導波路を用意し、この光導波路の所定部分に感光性向上材を添加する第1工程と、この所定部分に含まれる所定箇所に前記光を照射して光導波路型グレーティングを書き込む第2工程と、光導波路の前記所定箇所から感光性向上材を除去する第3工程と、を備えており、第1工程の後、第2工程に先だって、第3工程による光導波路型グレーティングの遮断波長の変化量を予測する第4の工程を更に備え、第2工程で書き込むグレーティングの遮断波長を、前記遮断波長変化量の予測値に応じて制御することを特徴としている。
【0009】
ここで、上記の第4工程は、感光性向上材の濃度、又はこの濃度に相当する代用パラメータを測定し、(1)この測定値、及び(2)前記濃度又は代用パラメータと遮断波長の変化量との予め求めておいた関係、を用いて遮断波長の変化量を予測する工程であ
【0010】
本発明に係る光導波路型グレーティング作製方法では、グレーティングの書き込み(第2工程)に先立って感光性向上材の除去(第3工程)による遮断波長の変化量を予測しているので、書き込むグレーティングの遮断波長を感光性向上材の除去による遮断波長変化量を見込んで適切に設定することができ、これにより目標とする遮断波長を有するグレーティングを精度良く作製することができる。
【0013】
次に、本発明の光導波路型グレーティング作製方法は、第2工程の後、第3工程に先だって、第2工程で書き込まれたグレーティングの遮断波長を所定の微調整量だけ変化させる第5の工程を更に備えていても良い。
【0014】
このようにグレーティングの書き込み後にグレーティングの遮断波長を微調整することで、目標とする遮断波長を有するグレーティングを一層精度良く作製することができる。
【0015】
第5工程では、(A1)第2工程による感光性向上材の減少量又はこの減少量に相当する代用パラメータ及び(A2)第5工程による感光性向上材の減少量又はこの減少量に相当する代用パラメータの少なくとも一方並びに(B)感光性向上材の濃度又はこの濃度に相当する代用パラメータと遮断波長の変化量との予め求めておいた関係を用いて微調整量を決定する
【0016】
このように、第5工程では、(B)感光性向上材の濃度、に加えて、(A1)グレーティングの書き込み(第2工程)による感光性向上材の減少量、及び(A2)微調整(第5工程)による感光性向上材の減少量、の少なくとも一方を考慮に入れて微調整量を決定しているので、極めて適切な微調整を行うことができ、目標とする遮断波長を有するグレーティングを極めて高精度に作製することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【0018】
(実施形態1)
本実施形態では、ブラッググレーティングを作製することを目的とし、ブラッググレーティングを書き込む光導波路としては光ファイバを用いる。この光ファイバは、石英(SiO2)ガラスを主成分とする一般的なシングルモード光ファイバであり、コアにのみ屈折率上昇材であるゲルマニウム(Ge)が添加されている。周知の通り、ゲルマニウムは、約240〜250nm又は約185〜195nmの波長の紫外光に対して光誘起屈折率変化を促す感光材としての機能も有している。すなわち、ゲルマニウムが添加された石英ガラスは、上記のような波長の紫外光が入射すると、その入射部分の屈折率が入射光量に応じた大きさだけ上昇するという性質を持つようになる。本実施形態で用いる光ファイバの場合、コアにのみゲルマニウムが添加されているので、コアにグレーティングを書き込むことが可能になっている。
【0019】
図1は、本実施形態のグレーティング作製方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、まず、光誘起屈折率変化の感光性を高めるため、上記の光ファイバ中に感光性向上材である水素を添加する(ステップ101)。具体的には、光ファイバを水素雰囲気中に一定時間さらす。これにより水素分子をクラッド表面を介して光ファイバ中に拡散させることができ、コアに水素分子を添加することができる。周知のように、ゲルマニウムが添加された石英ガラスに水素分子が更に添加されると、石英ガラスの光誘起屈折率変化の感光性が向上する。
【0020】
上記の水素添加処理が終了したら、コア中の水素分子の濃度又はこの水素濃度に相当する代用パラメータを測定する(ステップ102)。本実施形態では、水素濃度の代用パラメータとして、石英ガラス中の水素分子に起因して生じる吸収波長帯中の1240nm波長の光損失を測定する。コア中の水素分子濃度が高いほど1240nm波長の光損失も大きくなるというように、水素濃度と1240nm光損失との間には一定の対応関係があるから、1240nm光損失は水素濃度の代用パラメータとして用いることができる。この1240nm光損失は、水素添加処理を施した光ファイバの一端から1240nm波長帯の検査光を入射させ、他端にスペクトラムアナライザを接続しておき、水素添加部分を通過して他端から出射する検査光のパワースペクトルを測定することで求めることができる。
【0021】
次に、測定した水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)を用いてグレーティングの書き込み開始時におけるコア中の水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)の予測値を導出し(ステップ103)、この水素濃度の予測値に基づいて脱水素処理によるブラッグ波長変化量の予測値を導出する(ステップ104)。これらの導出方法については、後で詳細に説明する。
【0022】
続いて、光ファイバの一部の被覆を除去し、その部分に紫外光を照射して、所定のブラッグ波長を有するブラッググレーティングをコアに書き込む(ステップ105)。グレーティングの書き込み方法としては一般的な方法を任意に用いることができるが、本実施形態では、図2に示されるような装置を用いてグレーティングを書き込む。
【0023】
図2において、符号10はグレーティング書き込み用の光ファイバを表している。図示のように光ファイバ10の一部は被覆が除去されてクラッドが露出しており、この露出したクラッド表面と一定間隔をおいて離間するように位相格子板12が配置されている。周知のように、位相格子板12は、格子面の反対側の平坦面からこの平坦面に対して垂直に光ビームを照射することで、位相格子周期の略半分の周期の干渉縞ビームを格子面から出射させることができる。この位相格子板12は、その格子面が光ファイバ10のクラッド表面に臨むように配置されている。
【0024】
図示のように、光ファイバ10には、張力付与装置20が取り付けられている。張力付与装置20は、光ファイバ10の被覆除去部分を挟む2箇所において光ファイバ10をそれぞれ把持するアーム21及び22を備えており、これらのアーム21及び22は、ピエゾ素子23の両端にそれぞれ取り付けられている。ピエゾ素子23に電圧が印可されると、ピエゾ素子23は、印加電圧の極性(正負)や大きさに応じて、光ファイバ10の軸線方向に沿って伸縮する。ピエゾ素子23には、可変電圧源を内蔵する制御ユニット24が電気的に接続されており、この制御ユニット24は、ピエゾ素子23に印加する電圧を調節してピエゾ素子の伸縮を制御できるようになっている。
【0025】
本実施形態では、張力付与装置20を用いることにより、光ファイバ10に書き込むグレーティングのブラッグ波長を制御できるようにしている。具体的には、張力付与装置20を用いて光ファイバのグレーティング書込み部分に張力を付与した状態で、位相格子板12の平坦面に248nm帯の紫外光14を一定時間にわたって照射する。この紫外光14は、位相格子板12の平坦面に対して垂直に進行する平面波であり、その波面において光強度分布はほぼ一様となっている。紫外光14の照射により位相格子板12の格子面から一定の距離範囲に紫外光の干渉縞が発生し、光ファイバ10の被覆除去部分の一部16に照射される。これによって符号16で示される部分に含まれるコアに光ファイバ10の軸線方向に沿った周期的な光誘起屈折率変調が生じ、位相格子板12の格子周期のほぼ半分の周期のグレーティングが形成される。このようにしてグレーティングを書き込んだ後、張力付与装置20の制御ユニット24を操作して光ファイバ10に付与していた張力を解放する。これにより光ファイバ10が軸線方向に沿って収縮するので、光ファイバ10中に形成されたグレーティングの周期も短くなり、これに応じてグレーティングのブラッグ波長も短くなる。グレーティングの書き込み時に付与する張力が大きいほど、ブラッグ波長の変化も大きくなるので、グレーティングの書き込み時に付与する張力を調節することにより、ブラッグ波長の変化量を制御することができる。なお、本発明者が実施したところによれば、100gの張力を付与することで、ブラッグ波長を約1.5nm短くすることができた。このように、位相格子板12と張力付与装置20とを組み合せ、格子周期の異なる位相格子板12を複数用意しておき、付与する張力の大きさを調節すれば、様々なブラッグ波長のグレーティングを任意に書き込むことが可能である。
【0026】
本実施形態では、光ファイバに書き込むグレーティングのブラッグ波長は、ステップ104で求めた脱水素処理によるブラッグ波長変化量の予測値を見込んで設定する。具体的には、書き込まれるグレーティングのブラッグ波長が、最終的に得たいブラッグ波長(以下、ブラッグ波長の「目標値」と呼ぶ)からブラッグ波長変化量の上記予測値を除算した波長となるように書き込み工程を制御する。すなわち、
λB(書き込み)=λB(目標)−Δλ(脱水素・予測) …(1)
である。なお、上式で、λB(書き込み)はこれから書き込もうとするグレーティングのブラッグ波長、λB(目標)はブラッグ波長の目標値、Δλ(脱水素・予測)は脱水素処理によるブラッグ波長変化量(脱水素処理後のブラッグ波長から脱水素処理前のブラッグ波長を引いた値)の上記予測値、である。
【0027】
この後、グレーティングが形成された光ファイバを80℃の空気中にさらすことにより、コア中の水素分子を外部に拡散させて除去する(ステップ106)。この脱水素処理は、グレーティングのブラッグ波長がほとんど変化しなくなるまで続けられる。なお、80℃という常温よりも高い温度の環境下に光ファイバをおくのは、水素分子の拡散を迅速に行うためである。以上の脱水素処理をもって、本実施形態による光導波路型グレーティングの作製が完了する。
【0028】
以下では、ステップ103における水素濃度の予測、及びステップ104におけるブラッグ波長変化量の予測について説明する。ステップ103における水素濃度の予測には、予め収集しておいた実験データを用いる。すなわち、グレーティング書き込み用の光ファイバと同様の光ファイバを実験用に用意し、この光ファイバのコアに所定濃度の水素を添加した後、空気中に放置して一定時間おきにコアの水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)を測定して時間の経過に伴う水素濃度の変化を測定する。図3は、このようにして求めた1240nm光損失の経時変化を表すグラフである。ここで、横軸は水素添加が完了してからの経過時間を表し、縦軸は1240nm光損失を表している。本実施形態では、ステップ102で測定した1240nm光損失と図3のグラフとを用いることにより、測定時刻から書き込み開始時刻までの時間経過による1240nm光損失の減少量を求め、これを用いて書き込み開始時刻における1240nm光損失を求め、これを上記の予測値とする。
【0029】
なお、図3に示されるように、水素の添加が完了した直後は水素濃度が急激に減少するが、ある程度時間が経過すると水素濃度の変化は緩やかになり、その後も水素濃度の減少速度は時間の経過とともに徐々に遅くなる。水素濃度の変化が余りに急激な時にグレーティングの書き込みを行うと、書き込まれるグレーティングの遮断波長に誤差が生じる原因となる。そこで、ステップ102で測定した1240nm光損失と図3のグラフとから水素濃度の変化がある程度緩やかになる時刻を求め、その時刻にグレーティングの書き込みを開始するようにしても良い。この場合、このようにして決定した書き込み開始時刻における1240nm光損失を求め、これを上記の予測値とする。
【0030】
次に、ステップ104におけるブラッグ波長変化量の予測について説明する。この予測にも、予め収集しておいた実験データを用いる。すなわち、グレーティング書き込み用の光ファイバと同様の光ファイバを実験用に用意し、この光ファイバのコアに所定濃度の水素を添加した後、光ファイバのコアに所定周期のブラッググレーティングを書き込み、形成されたグレーティングのブラッグ波長を測定する。この後、この光ファイバにブラッグ波長が変化しなくなるまで脱水素処理を施してからブラッグ波長を再度測定する。脱水素処理の前後におけるブラッグ波長の測定値を比較することにより、脱水素処理によるブラッグ波長のシフト量が求まる。様々な水素添加濃度に対して上記の測定を繰り返すことにより、水素濃度とブラッグ波長変化量との関係を表すデータが集まる。
【0031】
図4は、水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)と脱水素処理によるブラッグ波長変化量との関係を表す図である。ここで、横軸は1240nm光損失を表し、縦軸は脱水素処理によるブラッグ波長変化量を表している。図4中の各点が実験により得られたデータである。本実施形態では、このような実験データに基づいて最小二乗法を用いることにより、1240nm光損失とブラッグ波長変化量との関係を示す回帰直線を求める。グレーティング書き込み開始時の1240nm光損失を[1240nm]と表すと、脱水素処理によるブラッグ波長変化量Δλ(脱水素)は、係数a1、b1を用いて、
Δλ(脱水素)=a1+b1×[1240nm] …(2)
のように表される。係数a1、b1は、図4のデータを用いて回帰演算を行うことにより求めることができる。図4中の直線は、このようにして求められた回帰直線である。本実施形態では、この回帰直線に基づいて、ステップ103で求めた1240nm光損失の予測値に対応するブラッグ波長変化量を求め、この値を脱水素処理によるブラッグ波長変化量の予測値とする。
【0032】
本実施形態では、こうして求めた脱水素処理によるブラッグ波長変化量の予測値を用いて、書き込むグレーティングのブラッグ波長を上記(1)式のように設定しているので、脱水素処理によるブラッグ波長の変化を打ち消すことができ、目標とするブラッグ波長を有する光導波路型グレーティングを精度良く作製することができる。
【0033】
(実施形態2)
グレーティングを書き込むために光ファイバのコアに光を入射させると、コア内で生じる反応の結果、コア中の水素分子の一部がイオン化し、水素濃度が低減する。これは脱水素処理開始時におけるコア中の水素分子の量に影響を与えるから、脱水素処理によるブラッグ波長変化量にも影響を与える。すなわち、グレーティングの書き込みによる水素分子の減少量と脱水素処理によるブラッグ波長変化量とは相関を持っている。本実施形態ではこれを考慮に入れて、より高精度にグレーティングを作製する。
【0034】
図5は、本実施形態のグレーティング作製方法を説明するためのフローチャートである。以下で詳しく説明するが、本実施形態では、グレーティングを書き込んだ後、このグレーティングのブラッグ波長を所定の量だけ変化させて微調整を行う(ステップ209)。
【0035】
ステップ201〜205は実施形態1と同一であるから、説明は省略する。本実施形態では、実施形態1と同様にしてグレーティングを書き込んだ後(ステップ201〜205)、このグレーティングのブラッグ波長を測定する(ステップ206)。具体的には、グレーティングを書き込んだ光ファイバの一端から検査光を入射させ、他端に光スペクトラムアナライザを接続しておき、グレーティングを透過した検査光のスペクトラムを測定する。検査光のうちブラッグ波長付近の光はグレーティングにより反射されるため、測定される光スペクトラムにはグレーティングによる光遮断を表す谷が現れる。この谷の中心波長がグレーティングのブラッグ波長を表している。
【0036】
続いて、本実施形態では、グレーティングの書き込みによる水素分子の減少量、又はこの減少量に相当する代用パラメータを測定する(ステップ207)。本実施形態では、この代用パラメータとして、書き込まれたグレーティングによって遮断されるブラッグ波長の光の量を測定する。周知のように、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量は、グレーティングの書き込みによる光誘起屈折率変化が大きいほど大きく、この屈折率変化の大きさは、感光性向上材である水素分子の減少量に依存する。すなわち、光の入射によってコア中の水素分子が多くイオン化されるほど感光性が高まって屈折率変化量も大きくなるので、コアに書き込まれたグレーティングによるブラッグ波長光の遮断量も大きくなる。このように、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量とグレーティングのに書き込みによる水素分子の減少量との間には対応関係があるから、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量は、グレーティングの書き込みによる水素分子の減少量の代用パラメータとして使用することができる。グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量は、ステップ206で測定した光スペクトラムから求めることができる。
【0037】
次に、ステップ209の微調整に先だって、この微調整によりブラッグ波長を変化させる量を決定する(ステップ208)。脱水素処理によるブラック波長変化量は脱水素処理を開始するときのコア中の水素濃度に依存し、脱水素処理開始時の水素濃度はグレーティングの書き込みによる水素分子の減少量に依存するから、脱水素処理によるブラッグ波長変化量は、グレーティング書き込み開始時の水素濃度のみならず、グレーティングの書き込みによる水素分子の減少量とも相関を持っている。本実施形態では、グレーティング書き込み開始時の水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)とグレーティングの書き込みによる水素分子の減少量(実際には、その代用パラメータである、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量)とを説明変数として重回帰分析を予め行っておき、得られた回帰直線を利用してブラッグ波長の微調整量を決定する。グレーティング書き込み開始時の水素濃度に加えてグレーティングの書き込みによる水素分子の減少量を説明変数とすることで、より精度の高い回帰直線を求めることができる。
【0038】
以下では、ステップ208におけるブラッグ波長の微調整量の決定手法について詳しく説明する。グレーティング書き込み開始時の1240nm光損失を[1240nm]と表し、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量を[遮断量]と表すと、脱水素処理によるブラッグ波長変化量Δλ(脱水素)は、係数a2、b2、c2を用いて、
Δλ(脱水素)=a2+b2×[1240nm]+c2×[遮断量] …(3)
のように表される。この(3)式が、[1240nm]及び[遮断量]とΔλ(脱水素)との関係を示す回帰直線を表している。(3)式において、係数a2、b2、c2は、1240nm光損失と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータ(図4中の各点)、及びグレーティングによるブラッグ波長光の遮断量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータを予め実験により収集し、これらのデータを用いて重回帰演算を行うことにより求めることができる。なお、図6に、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータを示しておく。ここで、横軸はグレーティングによるブラッグ波長光の遮断量を示し、縦軸は脱水素処理によるブラッグ波長変化量を示している。図6中の各点が各データを表している。
【0039】
ブラッグ波長の微調整量をΔλ(微調整)のように表すと、このΔλ(微調整)は、
λB+Δλ(微調整)+Δλ(脱水素)=λB(目標) …(4)
ここで、 λB:書き込まれたグレーティングのブラッグ波長
Δλ(脱水素):脱水素処理によるブラッグ波長変化量
λB(目標):ブラッグ波長の目標値
を満足する必要がある。
【0040】
上記(3)及び(4)式からΔλ(微調整)は、
Δλ(微調整)=λB(目標)−λB
−(a2+b2×[1240nm]+c2×[光遮断量]) …(5)
のように表される。本実施形態では、ステップ203で求めた[1240nm]の予測値、ステップ206で測定したブラッグ波長λB及び[光遮断量]、並びに予め求めておいた係数a2、b2、c2を上式に用いることで、ブラッグ波長の微調整量Δλ(微調整)を決定する。
【0041】
次に、グレーティングのブラッグ波長の微調整を行って、上記の微調整量だけブラッグ波長を変化させる(ステップ209)。図7は、この微調整の方法を説明するための図である。図7に示されるように、この微調整は、グレーティングの書き込みに使用したものと同じ紫外光のビーム30を光ファイバ10の部分16(グレーティング書き込み時に干渉縞ビームが照射された部分)を含む領域に照射することにより行う。紫外光ビーム30は光ファイバの軸線に対して垂直に進行する平面波であり、その波面において光強度分布はほぼ一様となっている。紫外光ビーム30の照射による光誘起屈折率変化により、紫外光が照射された領域中のコアの屈折率は一定量だけ一様に上昇する。紫外光ビーム30の照射領域中にはグレーティングが含まれているので、紫外光ビーム30の照射によりグレーティングの平均屈折率も上昇する(屈折率変調の振幅はほとんど変化しない)。周知のように、ブラッグ波長はブラッググレーティングの平均屈折率に依存しており、平均屈折率が上昇すればブラッグ波長も長くなる。紫外光ビーム30のコアへの入射量が大きいほどグレーティングの屈折率上昇量も大きくなるから、紫外光ビーム30の照射によるブラッグ波長のシフト量は、紫外光ビーム30の照射量に依存して大きくなる。従って、紫外光の照射量を調節することにより、所望の量だけブラッグ波長を長くすることができる。
【0042】
なお、上記の方法で微調整を行う場合、紫外光ビームの照射を一度で行わず数回に分けて行うと、必要以上にブラッグ波長を長くしてしまうという失敗を避けることができ、ブラッグ波長の変化量を精密に調整することができる。
【0043】
このようにして上記の微調整量だけブラッグ波長を変化させた後、実施形態1のステップ106と同様に脱水素処理を行う(ステップ210)。以上により、本実施形態による光導波路型グレーティングの作製が完了する。
【0044】
本実施形態では、グレーティングを書き込んだ後に微調整を行っており、この微調整量をグレーティングの書き込みによる水素減少量を考慮して決定しているので、所望のブラッグ波長を有するグレーティングをより高精度に作製することができる。
【0045】
(実施形態3)
実施形態2で行った微調整によって光ファイバに紫外光ビームが照射されると、上述のように光誘起屈折率変化が生じるが、このときコア中の水素分子の一部がイオン化するので水素分子量は減少する。この微調整による水素分子の減少量も脱水素処理によるブラッグ波長変化量と相関を持っている。本実施形態ではこれを考慮に入れて、より高精度にグレーティングを作製する。
【0046】
本実施形態のグレーティング作製方法は、図5を用いて説明することができる。ステップ201〜207は実施形態2と同一であるから、説明は省略する。
【0047】
本実施形態では、ステップ208におけるブラッグ波長の微調整量の決定方法が実施形態2と異なっている。脱水素処理開始時の水素濃度は微調整による水素分子の減少量に依存するから、微調整による水素分子の減少は脱水素処理によるブラッグ波長変化量に影響を及ぼす。すなわち、脱水素処理によるブラッグ波長変化量は、微調整による水素分子の減少量とも相関を持っている。従って、本実施形態では、グレーティング書き込み開始時の水素濃度(実際には、その代用パラメータである1240nm光損失)やグレーティングの書き込みによる水素分子の減少量(実際には、その代用パラメータである、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量)に加えて、微調整による水素分子の減少量も説明変数として重回帰分析を予め行っておき、得られた回帰直線を用いてブラッグ波長の微調整量を決定する。微調整による水素分子の減少量を説明変数に加えることで、更に精度の高い回帰直線を求めることができる。
【0048】
具体的には、本実施形態では、微調整による水素分子の減少量の代用パラメータとして、微調整によるブラッグ波長変化量を用いる。微調整によるブラッグ波長変化量は、微調整時の光誘起屈折率変化の大きさに依存し、この屈折率変化の大きさは微調整による水素分子の減少量に依存する。このように微調整によるブラッグ波長変化量と微調整による水素分子の減少量との間には対応関係があるので、微調整によるブラッグ波長変化量は、微調整による水素分子の減少量に相当する代用パラメータとして使用することができる。
【0049】
グレーティング書き込み開始時の1240nm光損失を[1240nm]と表し、グレーティングによる光遮断量を[光遮断量]と表し、微調整によるブラッグ波長変化量をΔλ(微調整)と表すと、脱水素処理によるブラッグ波長変化量Δλ(脱水素)は、係数a3、b3、c3、d3を用いて、
Δλ(脱水素)=a3+b3×[1240nm]
+c3×[光遮断量]+d3×Δλ(微調整) …(6)
のように表される。この(6)式が、[1240nm]、[光遮断量]及びΔλ(微調整)とΔλ(脱水素)との関係を示す回帰直線を表している。(6)式において、係数a3、b3、c3、d3は、1240nm光損失と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータ(図4中の各点)、グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータ(図6中の各点)、及び微調整によるブラッグ波長変化量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータを予め実験により収集しておき、これらのデータを用いて重回帰演算を行うことにより求めることができる。なお、図8に、微調整によるブラッグ波長変化量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータを示しておく。ここで、横軸は微調整によるブラッグ波長変化量を示し、縦軸は脱水素処理によるブラッグ波長変化量を示している。また、図8中の各点が、各データを表している。
【0050】
既に述べたように、 Δλ(微調整)は、
λB+Δλ(微調整)+Δλ(脱水素)=λB(目標) …(4)
ここで、 λB:書き込まれたグレーティングのブラッグ波長
Δλ(脱水素):脱水素処理によるブラッグ波長変化量
λB(目標):ブラッグ波長の目標値
を満足する必要がある。
【0051】
上記(6)及び(4)式を満足するΔλ(微調整)は、上記2式を連立方程式として解くことにより求めることができる。これによりΔλ(微調整)は、
Δλ(微調整)={λB(目標)−λB−(a3+b3×[1240nm]
+c3×[光遮断量])}/(1+d3) …(7)
のように求まる。ステップ203で求めた[1240nm]の予測値、ステップ206で測定したブラッグ波長λB及び[光遮断量]、並びに予め求めておいた係数a3、b3、c3、d3を上式に用いることでΔλ(微調整)が求まる。
【0052】
ステップ209では、ステップ208で決定したΔλ(微調整)だけブラッグ波長を変化させるように紫外光ビームを光ファイバに照射して微調整を行う。この後、実施形態1のステップ106と同様に脱水素処理を行う(ステップ210)。これにより、本実施形態による光導波路型グレーティングの作製が完了する。
【0053】
本実施形態では、グレーティングの書き込みによる水素減少量に加えて微調整による水素減少量も考慮してブラッグ波長の微調整量を決定しているので、所望のブラッグ波長を有するグレーティングを更に高精度に作製することができる。
【0054】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではブラッググレーティングを作製したが、上記実施形態の方法により長周期グレーティングを作製することも可能である。また、上記実施形態では、グレーティングを書き込む光導波路として光ファイバを用いたが、他の種類の光導波路(薄膜導波路など)を用いることも可能である。
【0055】
また、上記では、(a)1240nm光損失と(b)ブラッグ波長光の遮断量を説明変数として重回帰分析を行う方法(実施形態2)と、(a)1240nm光損失、(b)ブラッグ波長光の遮断量、及び(c)微調整によるブラッグ波長変化量を説明変数として重回帰分析を行う方法(実施形態3)を説明したが、(a)1240nm光損失と(c)微調整によるブラッグ波長変化量とを説明変数として重回帰分析を行っても良い。この場合、脱水素処理によるブラッグ波長変化量Δλ(脱水素)は、
Δλ(脱水素)=a4+b4×[1240nm]+d4×Δλ(微調整) …(8)
のように表される。係数a4、b4、d4は、1240nm光損失と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータ(図4中の各点)、微調整によるブラッグ波長変化量と脱水素処理による波長変化量との関係を表すデータ(図8中の各点)を予め実験により収集しておき、これらのデータを用いて重回帰演算を行うことにより求めることができる。
【0056】
上記実施形態と同様に、Δλ(微調整)は、
λB+Δλ(微調整)+Δλ(脱水素)=λB(目標) …(4)
を満足する必要がある。上記(8)及び(4)式を連立方程式として解くことにより、Δλ(微調整)は、
Δλ(微調整)={λB(目標)−λB
−(a4+b4×[1240nm])}/(1+d4) …(9)
のように表すことができる。グレーティングの書き込み前に予測した[1240nm]の値及びグレーティングの書き込み後に測定したブラッグ波長λBの値、並びに予め求めておいた係数a4、b4、d4を上式に用いることで微調整量Δλ(微調整)を決定することができる。
【0057】
次に、上記実施形態では感光性向上材として水素を光ファイバに添加したが、水素以外の感光性向上材を添加しても良い。水素以外の感光性向上材としては重水素が良く知られている。また、これらの感光性向上材を複数種類添加しても良い。この場合は、上記実施形態における水素濃度の代わりに、感光性向上材の総濃度(又は、その代用パラメータ)を測定、予測等すれば良い。
【0058】
また、上記実施形態では、水素濃度に相当する代用パラメータとして1240nm波長光の損失を測定しているが、石英ガラス中の水素分子に起因する吸収波長帯としては620nm帯も存在しているので、この吸収波長帯に含まれる波長の光の損失を水素濃度の代用パラメータとして使用することも可能である。また、これら二つの吸収波長帯に含まれる二つの光の損失を共に代用パラメータとして用いて上記の重回帰分析を行うことも可能である。
【0059】
同様に、感光性向上材として重水素を使用する場合は、石英ガラス中の重水素分子に起因する吸収波長帯として1860nm帯及び930nm帯があるので、これらの吸収波長帯に含まれる光の損失を重水素濃度の代用パラメータとして使用することが可能である。また、これら二つの吸収波長帯に含まれる二つの光の損失を共に代用パラメータとして用いて上記の重回帰分析を行うことも可能である。
【0060】
また、上記実施形態では、グレーティングの書き込みによる水素減少量の代用パラメータとしてグレーティングによるブラッグ波長光の遮断量を用い、微調整による水素減少量の代用パラメータとして微調整によるブラッグ波長変化量を用いているが、1380nm付近の波長の光損失をこれらの代用パラメータとして用いることもできる。1380nm付近には、石英ガラス中のOH基に起因する吸収波長帯が存在している。グレーティング書き込み時の光の入射により石英ガラス中の水素分子の一部がイオン化されてOH基が発生するため、グレーティングの書き込みによる水素減少量はコア中のOH基の濃度に依存し、OH基の濃度は1380nm付近の吸収波長帯に含まれる光の損失に依存するため、この光損失をグレーティングの書き込みによる水素減少量や微調整による水素減少量の代用パラメータとして使用することが可能である。
【0061】
一方、感光性向上材として重水素を使用する場合は、重水素のイオン化によって生じたOH基に起因する吸収波長帯は2070nm帯であるから、この波長帯に含まれる光の損失をグレーティングの書き込みによる重水素減少量や微調整による重水素減少量の代用パラメータとして使用することが可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明に係る光導波路型グレーティング作製方法では、グレーティングの書き込みに先立って感光性向上材の除去による遮断波長の変化量を予測しているので、目標とする遮断波長を有するグレーティングを精度良く作製することができる。
【0063】
また、グレーティングの書き込みの後、感光性向上材を除去する前に、書き込まれたグレーティングの遮断波長を微調整することで、目標とする遮断波長を有するグレーティングを一層精度良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1のグレーティング作製方法を説明するためのフローチャートである。
【図2】グレーティングの書き込み方法を示す模式図である。
【図3】光ファイバへの水素添加後における1240nm光損失の経時変化を表すグラフである。
【図4】1240nm光損失と脱水素処理によるブラッグ波長変化量との関係を表す図である。
【図5】実施形態2のグレーティング作製方法を説明するためのフローチャートである。
【図6】グレーティングによるブラッグ波長光の遮断量と脱水素処理による波長変化量との関係を表す図である。
【図7】グレーティングのブラッグ波長の微調整方法を示す模式図である。
【図8】微調整によるブラッグ波長変化量と脱水素処理による波長変化量との関係を表す図である。
【図9】脱水素処理によるブラッグ波長の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
10…光ファイバ、12…位相格子板、14及び30…紫外光ビーム、16…グレーティングが書き込まれた部分、20…張力付与装置、21及び22…アーム、23…ピエゾ素子、24…制御ユニット。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide grating that blocks guided light having a predetermined wavelength in an optical waveguide.
[0002]
[Prior art]
An optical waveguide grating is a periodic refractive index modulation region formed in an optical waveguide such as an optical fiber or a planar waveguide, and has a relatively short period (usually a period of about 0.1 to 1.0 μm). ) And a long period grating having a longer period (usually a period of about 100 to 1000 μm). Each of these gratings has a function of blocking light of a predetermined wavelength band traveling in the optical waveguide. More specifically, the Bragg grating reflects light in a wavelength band centered on Bragg wavelength light and blocks light in this wavelength band. In addition, the long-period grating blocks the light of this wavelength (so-called “loss wavelength”) by converting the core mode light having a wavelength satisfying a predetermined condition into a clad mode light and generating an optical loss. In any grating, the wavelength of light blocked by the grating (Bragg wavelength or loss wavelength; hereinafter referred to as “cutoff wavelength”) is the refractive index modulation period constituting the grating and the average refractive index of the grating. Depends on the rate.
[0003]
As a method for manufacturing an optical waveguide type grating, a method of causing light to enter a photosensitive optical waveguide and causing a photoinduced refractive index change is widely known. As a photosensitive optical waveguide, GeO2Doped with SiO2Glass is generally used, and ultraviolet light having a wavelength of about 240 to 250 nm or about 185 to 195 nm is often used as incident light to the glass.
[0004]
At this time, if a photosensitizer is added to the optical waveguide, the photosensitivity of the change in refractive index is increased, and the change in the refractive index when the same amount of light is incident is increased. SiO2Hydrogen and deuterium are known as a photosensitizer for glass. This technique is disclosed, for example, in JP-A-6-118257.
[0005]
However, hydrogen and deuterium that are photosensitizers are SiO2Since it also functions as a refractive index changing material that increases the refractive index of glass by the amount added, hydrogen and deuterium gradually diffuse into the outside air after forming a grating in the optical waveguide. If the added amount is reduced, the refractive index of the grating is lowered, and accordingly, the cutoff wavelength of the grating (the Bragg wavelength of the Bragg grating or the loss wavelength of the long period grating) is shortened. That is, there arises a problem that the characteristics of the grating change over time and are not stable. In order to prevent this, when a photosensitive improver is added, after the grating is formed, heat treatment is performed for a predetermined time, and the photosensitive improver in the optical waveguide is forcibly diffused and removed in the outside air. The characteristics of the grating are stabilized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above heat treatment is also a treatment for removing hydrogen and deuterium in the optical waveguide, it causes a change in refractive index and changes the cutoff wavelength of the grating. FIG. 9 is a diagram showing the change over time in the Bragg wavelength when a Bragg grating is formed in an optical fiber to which hydrogen is added and then the dehydrogenation treatment is performed by exposing the optical fiber to air at 80 ° C. FIG. In FIG. 9, comparing the start of the dehydrogenation process and after 48 hours, it can be seen that the Bragg wavelength is shortened by 0.5 nm or more by the dehydrogenation process. As described above, since the cutoff wavelength of the grating is changed by the dehydrogenation treatment, it is difficult to finally produce a grating having a desired cutoff wavelength with high accuracy.
[0007]
The present invention has been made in view of the above, and provides an optical waveguide grating manufacturing method including a step of removing the photosensitizer after writing the grating, and a method capable of accurately manufacturing an optical waveguide grating having desired characteristics. The issue is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The optical waveguide grating manufacturing method according to the present invention includes a first step of preparing a photosensitive optical waveguide that causes a change in refractive index upon irradiation with predetermined light, and adding a photosensitizer to a predetermined portion of the optical waveguide; A second step of irradiating the predetermined portion included in the predetermined portion with the light to write an optical waveguide type grating, and a third step of removing the photosensitizer from the predetermined portion of the optical waveguide, After the first step, prior to the second step, the method further includes a fourth step of predicting the amount of change in the cutoff wavelength of the optical waveguide grating in the third step, and the cutoff wavelength of the grating written in the second step is It is characterized by controlling according to the predicted value of the wavelength change amount.
[0009]
  Here, in the fourth step, the concentration of the photosensitizing material or a substitute parameter corresponding to this concentration is measured, and (1) this measured value, and (2) the change in the concentration or substitute parameter and the cutoff wavelength. This is a process of predicting the amount of change in the cutoff wavelength using the relationship previously obtained with the amount.Ru.
[0010]
In the optical waveguide grating manufacturing method according to the present invention, the amount of change in the cutoff wavelength due to the removal of the photosensitizer (third step) is predicted prior to the writing of the grating (second step). The cutoff wavelength can be appropriately set in consideration of the amount of change in cutoff wavelength due to the removal of the photosensitizing material, whereby a grating having a target cutoff wavelength can be produced with high accuracy.
[0013]
Next, in the optical waveguide grating manufacturing method of the present invention, after the second step, prior to the third step, the fifth step of changing the cutoff wavelength of the grating written in the second step by a predetermined fine adjustment amount. May be further provided.
[0014]
Thus, by finely adjusting the cutoff wavelength of the grating after writing the grating, a grating having a target cutoff wavelength can be manufactured with higher accuracy.
[0015]
  In the fifth step, (A1) the reduction amount of the photosensitive improvement material in the second step or a substitute parameter corresponding to this reduction amount, and (A2) the reduction amount of the photosensitive improvement material in the fifth step or this reduction amount. The fine adjustment amount is determined using at least one of the substitution parameters and (B) the concentration of the photosensitizing material or the relationship obtained in advance between the substitution parameter corresponding to this concentration and the amount of change in the cutoff wavelength.Do.
[0016]
Thus, in the fifth step, in addition to (B) the concentration of the photosensitizing material, (A1) the amount of decrease in the photosensitizing material due to the writing of the grating (second step), and (A2) the fine adjustment ( Since the fine adjustment amount is determined in consideration of at least one of the reduction amount of the photosensitive improving material in the fifth step), a very appropriate fine adjustment can be performed, and the grating having the target cutoff wavelength. Can be manufactured with extremely high accuracy.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
[0018]
(Embodiment 1)
The present embodiment aims to produce a Bragg grating, and an optical fiber is used as an optical waveguide for writing the Bragg grating. This optical fiber is made of quartz (SiO 22) A common single mode optical fiber mainly composed of glass, and germanium (Ge), which is a refractive index increasing material, is added only to the core. As is well known, germanium also has a function as a photosensitive material that promotes a light-induced refractive index change with respect to ultraviolet light having a wavelength of about 240 to 250 nm or about 185 to 195 nm. That is, quartz glass to which germanium is added has a property that when the ultraviolet light having the wavelength as described above is incident, the refractive index of the incident portion is increased by a magnitude corresponding to the amount of incident light. In the case of the optical fiber used in the present embodiment, since germanium is added only to the core, it is possible to write a grating in the core.
[0019]
FIG. 1 is a flowchart for explaining the grating manufacturing method of the present embodiment. In this embodiment, first, hydrogen that is a photosensitizer is added to the optical fiber in order to increase the photosensitivity of the light-induced refractive index change (step 101). Specifically, the optical fiber is exposed to a hydrogen atmosphere for a certain period of time. Thereby, hydrogen molecules can be diffused into the optical fiber through the cladding surface, and hydrogen molecules can be added to the core. As is well known, when hydrogen molecules are further added to quartz glass to which germanium is added, the photosensitivity of the light-induced refractive index change of the quartz glass is improved.
[0020]
When the hydrogenation process is completed, the concentration of hydrogen molecules in the core or a substitute parameter corresponding to the hydrogen concentration is measured (step 102). In this embodiment, light loss at a wavelength of 1240 nm in the absorption wavelength band caused by hydrogen molecules in quartz glass is measured as a substitute parameter for hydrogen concentration. Since there is a certain correspondence between the hydrogen concentration and the 1240 nm light loss, such that the higher the hydrogen molecule concentration in the core is, the larger the light loss at 1240 nm wavelength is, the 1240 nm light loss is a substitute parameter for the hydrogen concentration. Can be used. This 1240 nm light loss is caused by injecting inspection light in the 1240 nm wavelength band from one end of an optical fiber subjected to hydrogenation treatment, connecting a spectrum analyzer to the other end, passing through the hydrogenation portion, and exiting from the other end. It can be obtained by measuring the power spectrum of the inspection light.
[0021]
Next, using the measured hydrogen concentration (actually, the substitution parameter 1240 nm optical loss), the hydrogen concentration in the core at the start of writing of the grating (actually, the substitution parameter 1240 nm optical loss) A predicted value is derived (step 103), and a predicted value of the Bragg wavelength change amount due to the dehydrogenation process is derived based on the predicted value of the hydrogen concentration (step 104). These derivation methods will be described later in detail.
[0022]
Subsequently, a portion of the coating of the optical fiber is removed, the portion is irradiated with ultraviolet light, and a Bragg grating having a predetermined Bragg wavelength is written into the core (step 105). Although a general method can be arbitrarily used as a method for writing the grating, in this embodiment, the grating is written using an apparatus as shown in FIG.
[0023]
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an optical fiber for grating writing. As shown in the figure, a part of the optical fiber 10 has a coating removed to expose the clad, and the phase grating plate 12 is disposed so as to be spaced apart from the exposed clad surface at a constant interval. As is well known, the phase grating plate 12 irradiates a light beam from a flat surface opposite to the grating surface perpendicularly to the flat surface, thereby grating an interference fringe beam having a period approximately half of the phase grating period. The light can be emitted from the surface. The phase grating plate 12 is arranged so that its grating surface faces the cladding surface of the optical fiber 10.
[0024]
As illustrated, a tension applying device 20 is attached to the optical fiber 10. The tension applying device 20 includes arms 21 and 22 that respectively hold the optical fiber 10 at two positions sandwiching the coating removal portion of the optical fiber 10, and these arms 21 and 22 are attached to both ends of the piezo element 23, respectively. It has been. When a voltage is applied to the piezo element 23, the piezo element 23 expands and contracts along the axial direction of the optical fiber 10 according to the polarity (positive / negative) and magnitude of the applied voltage. A control unit 24 having a built-in variable voltage source is electrically connected to the piezo element 23. The control unit 24 can control expansion and contraction of the piezo element by adjusting a voltage applied to the piezo element 23. It has become.
[0025]
In the present embodiment, the Bragg wavelength of the grating written in the optical fiber 10 can be controlled by using the tension applying device 20. Specifically, in a state where tension is applied to the grating writing portion of the optical fiber using the tension applying device 20, the flat surface of the phase grating plate 12 is irradiated with the ultraviolet light 14 in the 248 nm band for a certain period of time. The ultraviolet light 14 is a plane wave that travels perpendicular to the flat surface of the phase grating plate 12, and the light intensity distribution is substantially uniform on the wavefront. Irradiation of the ultraviolet light 14 generates ultraviolet interference fringes in a certain distance range from the grating surface of the phase grating plate 12 and irradiates a portion 16 of the coating removal portion of the optical fiber 10. As a result, periodic light-induced refractive index modulation along the axial direction of the optical fiber 10 occurs in the core included in the portion indicated by reference numeral 16, and a grating having a period approximately half the grating period of the phase grating plate 12 is formed. The After writing the grating in this way, the control unit 24 of the tension applying device 20 is operated to release the tension applied to the optical fiber 10. As a result, the optical fiber 10 contracts along the axial direction, so that the period of the grating formed in the optical fiber 10 is shortened, and the Bragg wavelength of the grating is shortened accordingly. Since the change in Bragg wavelength increases as the tension applied during writing of the grating increases, the amount of change in Bragg wavelength can be controlled by adjusting the tension applied during writing of the grating. In addition, according to the place which this inventor implemented, the Bragg wavelength was able to be shortened about 1.5 nm by providing the tension | tensile_strength of 100 g. As described above, combining the phase grating plate 12 and the tension applying device 20, preparing a plurality of phase grating plates 12 having different grating periods, and adjusting the magnitude of the tension to be applied, the gratings of various Bragg wavelengths can be obtained. It is possible to write arbitrarily.
[0026]
In the present embodiment, the Bragg wavelength of the grating written to the optical fiber is set in anticipation of the predicted value of the Bragg wavelength change amount due to the dehydrogenation process obtained in Step 104. Specifically, the Bragg wavelength of the grating to be written is a wavelength obtained by dividing the Bragg wavelength desired to be finally obtained (hereinafter referred to as the “target value” of the Bragg wavelength) by the predicted value of the Bragg wavelength change amount. Control the writing process. That is,
λB(Write) = λB(Target)-Δλ (Dehydrogenation / Prediction) (1)
It is. Where λB(Write) is the Bragg wavelength of the grating to be written, λB(Target) is the target value of the Bragg wavelength, and Δλ (dehydrogenation / prediction) is the above prediction of the Bragg wavelength change by dehydrogenation (the value obtained by subtracting the Bragg wavelength before dehydrogenation from the Bragg wavelength after dehydrogenation) Value.
[0027]
Thereafter, the optical fiber on which the grating is formed is exposed to air at 80 ° C. to diffuse and remove hydrogen molecules in the core to the outside (step 106). This dehydrogenation process is continued until the Bragg wavelength of the grating hardly changes. The reason why the optical fiber is placed in an environment at a temperature higher than room temperature of 80 ° C. is to quickly diffuse hydrogen molecules. With the above dehydrogenation treatment, the fabrication of the optical waveguide grating according to the present embodiment is completed.
[0028]
Hereinafter, the prediction of the hydrogen concentration in step 103 and the prediction of the Bragg wavelength change amount in step 104 will be described. For the prediction of the hydrogen concentration in step 103, experimental data collected in advance are used. That is, an optical fiber similar to the optical fiber for writing the grating is prepared for the experiment, and after adding a predetermined concentration of hydrogen to the core of this optical fiber, it is left in the air and left in the air at a constant hydrogen concentration ( In practice, the substitution parameter (1240 nm light loss) is measured to measure the change in the hydrogen concentration over time. FIG. 3 is a graph showing the change over time of the 1240 nm light loss determined in this way. Here, the horizontal axis represents the elapsed time from the completion of hydrogenation, and the vertical axis represents 1240 nm light loss. In the present embodiment, by using the 1240 nm optical loss measured in step 102 and the graph of FIG. 3, the reduction amount of 1240 nm optical loss over time from the measurement time to the writing start time is obtained, and this is used to start writing. The light loss at 1240 nm at the time is obtained, and this is used as the predicted value.
[0029]
As shown in FIG. 3, the hydrogen concentration rapidly decreases immediately after the addition of hydrogen is completed, but after a certain amount of time has passed, the change in the hydrogen concentration becomes gradual, and the rate of decrease in the hydrogen concentration continues to increase over time. Gradually slows as time passes. If the grating is written when the change in the hydrogen concentration is too rapid, an error occurs in the cutoff wavelength of the written grating. Therefore, the time at which the change in the hydrogen concentration becomes moderate to some extent may be obtained from the 1240 nm light loss measured in step 102 and the graph of FIG. 3, and the writing of the grating may be started at that time. In this case, the light loss at 1240 nm at the writing start time determined in this way is obtained and used as the predicted value.
[0030]
Next, the prediction of the Bragg wavelength change amount in step 104 will be described. For this prediction, experimental data collected in advance is used. That is, an optical fiber similar to the optical fiber for writing the grating is prepared for the experiment, and after adding a predetermined concentration of hydrogen to the optical fiber core, a Bragg grating with a predetermined period is written to the optical fiber core. Measure the Bragg wavelength of the grating. Thereafter, the optical fiber is dehydrogenated until the Bragg wavelength does not change, and then the Bragg wavelength is measured again. By comparing the measured values of the Bragg wavelength before and after the dehydrogenation treatment, the shift amount of the Bragg wavelength by the dehydrogenation treatment can be obtained. By repeating the above measurement for various hydrogenation concentrations, data representing the relationship between the hydrogen concentration and the Bragg wavelength change amount is collected.
[0031]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the hydrogen concentration (actually, the 1240 nm light loss that is a substitute parameter) and the Bragg wavelength change amount due to the dehydrogenation process. Here, the horizontal axis represents 1240 nm light loss, and the vertical axis represents the Bragg wavelength change amount due to the dehydrogenation treatment. Each point in FIG. 4 is data obtained by experiments. In the present embodiment, a regression line indicating the relationship between the 1240 nm light loss and the Bragg wavelength variation is obtained by using the least square method based on such experimental data. When the optical loss at 1240 nm at the start of grating writing is expressed as [1240 nm], the Bragg wavelength change Δλ (dehydrogenation) due to the dehydrogenation process is expressed by1, B1Using,
Δλ (dehydrogenation) = a1+ B1× [1240 nm] (2)
It is expressed as Coefficient a1, B1Can be obtained by performing a regression calculation using the data of FIG. The straight line in FIG. 4 is a regression line obtained in this way. In this embodiment, based on this regression line, the Bragg wavelength change amount corresponding to the predicted value of 1240 nm optical loss obtained in Step 103 is obtained, and this value is used as the predicted value of the Bragg wavelength change amount by the dehydrogenation process.
[0032]
In this embodiment, the Bragg wavelength of the grating to be written is set as shown in the above equation (1) using the predicted value of the Bragg wavelength change amount by the dehydrogenation process thus obtained. The change can be canceled and an optical waveguide grating having a target Bragg wavelength can be manufactured with high accuracy.
[0033]
(Embodiment 2)
When light is incident on the core of the optical fiber to write the grating, a part of hydrogen molecules in the core is ionized as a result of the reaction that occurs in the core, and the hydrogen concentration is reduced. Since this affects the amount of hydrogen molecules in the core at the start of the dehydrogenation process, it also affects the amount of Bragg wavelength change caused by the dehydrogenation process. That is, the amount of decrease in hydrogen molecules due to writing of the grating has a correlation with the amount of change in Bragg wavelength due to dehydrogenation. In the present embodiment, taking this into account, the grating is manufactured with higher accuracy.
[0034]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the grating manufacturing method of the present embodiment. As will be described in detail below, in this embodiment, after writing the grating, fine adjustment is performed by changing the Bragg wavelength of this grating by a predetermined amount (step 209).
[0035]
Steps 201 to 205 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the present embodiment, after writing the grating in the same manner as in the first embodiment (steps 201 to 205), the Bragg wavelength of this grating is measured (step 206). Specifically, inspection light is incident from one end of the optical fiber on which the grating is written, and an optical spectrum analyzer is connected to the other end, and the spectrum of the inspection light transmitted through the grating is measured. Since light in the vicinity of the Bragg wavelength in the inspection light is reflected by the grating, a trough representing light blocking by the grating appears in the measured optical spectrum. The central wavelength of this valley represents the Bragg wavelength of the grating.
[0036]
Subsequently, in the present embodiment, the reduction amount of hydrogen molecules due to the writing of the grating, or a substitute parameter corresponding to this reduction amount is measured (step 207). In the present embodiment, the amount of light having a Bragg wavelength that is blocked by the written grating is measured as the substitute parameter. As is well known, the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating increases as the light-induced refractive index change due to writing of the grating increases, and the magnitude of this refractive index change is a decrease in the amount of hydrogen molecules that are photosensitizers. Dependent. That is, as more hydrogen molecules in the core are ionized by the incidence of light, the photosensitivity increases and the amount of change in the refractive index increases, so the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating written in the core also increases. Thus, since there is a correspondence between the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating and the amount of hydrogen molecule decrease due to writing in the grating, the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating is Can be used as a substitute parameter for the amount of decrease. The amount of Bragg wavelength light blocked by the grating can be obtained from the optical spectrum measured in step 206.
[0037]
Next, prior to the fine adjustment in step 209, the amount by which the Bragg wavelength is changed by this fine adjustment is determined (step 208). The amount of black wavelength change due to dehydrogenation depends on the hydrogen concentration in the core at the start of dehydrogenation, and the hydrogen concentration at the start of dehydrogenation depends on the amount of hydrogen molecules reduced by writing the grating. The amount of Bragg wavelength change due to the elemental treatment correlates not only with the hydrogen concentration at the start of grating writing, but also with the amount of decrease in hydrogen molecules due to grating writing. In this embodiment, the hydrogen concentration at the start of grating writing (actually, the substitution parameter is 1240 nm light loss) and the amount of decrease in hydrogen molecules due to the writing of the grating (actually, the substitution parameter is Bragg due to grating) The multiple regression analysis is previously performed using the wavelength light cutoff amount) as an explanatory variable, and the fine adjustment amount of the Bragg wavelength is determined using the obtained regression line. By using the amount of decrease in hydrogen molecules due to writing of the grating as an explanatory variable in addition to the hydrogen concentration at the start of writing of the grating, a more accurate regression line can be obtained.
[0038]
Hereinafter, the method for determining the fine adjustment amount of the Bragg wavelength in step 208 will be described in detail. When the light loss at 1240 nm at the start of the grating writing is expressed as [1240 nm] and the blocking amount of the Bragg wavelength light by the grating is expressed as [blocking amount], the Bragg wavelength change Δλ (dehydrogenation) due to the dehydrogenation processing is expressed by the coefficient a2, B2, C2Using,
Δλ (dehydrogenation) = a2+ B2× [1240nm] + c2× [blocking amount] (3)
It is expressed as This equation (3) represents a regression line indicating the relationship between [1240 nm] and [blocking amount] and Δλ (dehydrogenation). In equation (3), coefficient a2, B2, C2Represents the relationship between the light loss of 1240 nm and the wavelength change amount by the dehydrogenation process (each point in FIG. 4), and the relationship between the blocking amount of the Bragg wavelength light by the grating and the wavelength change amount by the dehydrogenation process. Data can be obtained in advance by experiments, and multiple regression calculations can be performed using these data. FIG. 6 shows data representing the relationship between the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating and the amount of wavelength change due to dehydrogenation. Here, the horizontal axis indicates the amount of Bragg wavelength light blocked by the grating, and the vertical axis indicates the amount of Bragg wavelength change due to dehydrogenation. Each point in FIG. 6 represents each data.
[0039]
If the fine adjustment amount of the Bragg wavelength is expressed as Δλ (fine adjustment), this Δλ (fine adjustment) is
λB+ Δλ (fine adjustment) + Δλ (dehydrogenation) = λB(Target) (4)
Where λB: Bragg wavelength of written grating
Δλ (dehydrogenation): Bragg wavelength change by dehydrogenation
λB(Target): Target value of Bragg wavelength
Need to be satisfied.
[0040]
From the above formulas (3) and (4), Δλ (fine adjustment) is
Δλ (fine adjustment) = λB(Target)-λB
-(A2+ B2× [1240nm] + c2× [Light blocking amount]) (5)
It is expressed as In the present embodiment, the predicted value of [1240 nm] obtained in step 203, the Bragg wavelength λ measured in step 206,BAnd [light blocking amount], and a coefficient a determined in advance2, B2, C2Is used in the above equation to determine the fine adjustment amount Δλ (fine adjustment) of the Bragg wavelength.
[0041]
Next, fine adjustment of the Bragg wavelength of the grating is performed to change the Bragg wavelength by the fine adjustment amount (step 209). FIG. 7 is a diagram for explaining the fine adjustment method. As shown in FIG. 7, this fine adjustment is performed by using the same ultraviolet light beam 30 used for writing the grating as the region including the portion 16 of the optical fiber 10 (the portion irradiated with the interference fringe beam when writing the grating). By irradiating The ultraviolet light beam 30 is a plane wave that travels perpendicular to the axis of the optical fiber, and the light intensity distribution is substantially uniform at the wavefront. Due to the light-induced refractive index change caused by the irradiation with the ultraviolet light beam 30, the refractive index of the core in the region irradiated with the ultraviolet light uniformly increases by a certain amount. Since the grating is included in the irradiation region of the ultraviolet light beam 30, the average refractive index of the grating is also increased by the irradiation of the ultraviolet light beam 30 (the amplitude of the refractive index modulation hardly changes). As is well known, the Bragg wavelength depends on the average refractive index of the Bragg grating, and the Bragg wavelength increases as the average refractive index increases. Since the amount of increase in the refractive index of the grating increases as the incident amount of the ultraviolet light beam 30 on the core increases, the shift amount of the Bragg wavelength due to the irradiation of the ultraviolet light beam 30 increases depending on the irradiation amount of the ultraviolet light beam 30. Become. Therefore, the Bragg wavelength can be increased by a desired amount by adjusting the irradiation amount of the ultraviolet light.
[0042]
In addition, when fine adjustment is performed by the above method, if the irradiation with the ultraviolet light beam is not performed once, but performed in several times, the failure of making the Bragg wavelength longer than necessary can be avoided, and the Bragg wavelength can be avoided. The amount of change can be adjusted precisely.
[0043]
After changing the Bragg wavelength by the fine adjustment amount as described above, a dehydrogenation process is performed in the same manner as in step 106 of the first embodiment (step 210). Thus, the fabrication of the optical waveguide grating according to the present embodiment is completed.
[0044]
In this embodiment, fine adjustment is performed after the grating is written, and this fine adjustment amount is determined in consideration of the amount of hydrogen decrease due to the writing of the grating, so that a grating having a desired Bragg wavelength can be more accurately obtained. Can be produced.
[0045]
(Embodiment 3)
When the optical fiber is irradiated with the ultraviolet light beam by the fine adjustment performed in the second embodiment, the light-induced refractive index change occurs as described above. At this time, a part of the hydrogen molecules in the core is ionized, so the hydrogen molecular weight Decrease. The amount of decrease in hydrogen molecules due to this fine adjustment is also correlated with the amount of Bragg wavelength change due to dehydrogenation. In the present embodiment, taking this into account, the grating is manufactured with higher accuracy.
[0046]
The grating manufacturing method of this embodiment can be described with reference to FIG. Steps 201 to 207 are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0047]
In the present embodiment, the method for determining the fine adjustment amount of the Bragg wavelength in step 208 is different from that in the second embodiment. Since the hydrogen concentration at the start of the dehydrogenation process depends on the amount of hydrogen molecule decrease due to fine adjustment, the decrease in hydrogen molecule due to fine adjustment affects the Bragg wavelength change amount due to dehydrogenation process. That is, the amount of change in Bragg wavelength due to dehydrogenation has a correlation with the amount of decrease in hydrogen molecules due to fine adjustment. Therefore, in the present embodiment, the hydrogen concentration at the start of grating writing (actually, the 1240 nm light loss that is a substitute parameter) and the reduction amount of hydrogen molecules due to the writing of the grating (actually, the grating that is the substitute parameter) In addition to the amount of blocking Bragg wavelength light), the amount of decrease in hydrogen molecules by fine adjustment is also performed as an explanatory variable in advance, and multiple regression analysis is performed in advance, and the fine adjustment amount of Bragg wavelength is determined using the obtained regression line . By adding the amount of hydrogen molecule reduction due to fine adjustment to the explanatory variable, a more accurate regression line can be obtained.
[0048]
Specifically, in this embodiment, the Bragg wavelength change amount by fine adjustment is used as a substitute parameter for the decrease amount of hydrogen molecules by fine adjustment. The amount of change in Bragg wavelength due to fine adjustment depends on the magnitude of the light-induced refractive index change during fine adjustment, and the magnitude of this refractive index change depends on the amount of decrease in hydrogen molecules due to fine adjustment. Thus, since there is a correspondence between the Bragg wavelength change amount by fine adjustment and the hydrogen molecule decrease amount by fine adjustment, the Bragg wavelength change amount by fine adjustment corresponds to the hydrogen molecule decrease amount by fine adjustment. It can be used as a substitute parameter.
[0049]
The light loss at the start of writing the grating is expressed as [1240 nm], the light blocking amount by the grating is expressed as [light blocking amount], and the Bragg wavelength change amount by fine adjustment is expressed as Δλ (fine adjustment). The Bragg wavelength change Δλ (dehydrogenation) is expressed by the coefficient aThree, BThree, CThree, DThreeUsing,
Δλ (dehydrogenation) = aThree+ BThree× [1240nm]
+ CThree× [Light blocking amount] + dThree× Δλ (fine adjustment) (6)
It is expressed as This equation (6) represents a regression line indicating the relationship between [1240 nm], [light blocking amount] and Δλ (fine adjustment) and Δλ (dehydrogenation). In equation (6), coefficient aThree, BThree, CThree, DThreeIs data representing the relationship between the light loss of 1240 nm and the wavelength change amount due to the dehydrogenation process (each point in FIG. 4), and the data representing the relationship between the blocking amount of Bragg wavelength light by the grating and the wavelength change amount due to the dehydrogenation process (Each point in FIG. 6), and data representing the relationship between the Bragg wavelength change amount by fine adjustment and the wavelength change amount by dehydrogenation are collected in advance by experiments, and multiple regression calculation is performed using these data. It can be determined by doing. FIG. 8 shows data representing the relationship between the Bragg wavelength change amount by fine adjustment and the wavelength change amount by dehydrogenation. Here, the horizontal axis indicates the amount of Bragg wavelength change by fine adjustment, and the vertical axis indicates the amount of Bragg wavelength change by dehydrogenation. Each point in FIG. 8 represents each data.
[0050]
As already mentioned, Δλ (fine adjustment) is
λB+ Δλ (fine adjustment) + Δλ (dehydrogenation) = λB(Target) (4)
Where λB: Bragg wavelength of written grating
Δλ (dehydrogenation): Bragg wavelength change by dehydrogenation
λB(Target): Target value of Bragg wavelength
Need to be satisfied.
[0051]
Δλ (fine adjustment) that satisfies the above equations (6) and (4) can be obtained by solving the above two equations as simultaneous equations. As a result, Δλ (fine adjustment) is
Δλ (fine adjustment) = {λB(Target)-λB-(AThree+ BThree× [1240nm]
+ CThree× [light blocking amount))} / (1 + dThree(7)
It is obtained like this. [1240 nm] predicted value obtained in step 203, Bragg wavelength λ measured in step 206BAnd [light blocking amount], and a coefficient a determined in advanceThree, BThree, CThree, DThreeIs used in the above equation to obtain Δλ (fine adjustment).
[0052]
In step 209, fine adjustment is performed by irradiating the optical fiber with an ultraviolet light beam so as to change the Bragg wavelength by Δλ (fine adjustment) determined in step 208. Thereafter, a dehydrogenation process is performed in the same manner as in Step 106 of Embodiment 1 (Step 210). Thereby, the fabrication of the optical waveguide grating according to the present embodiment is completed.
[0053]
In the present embodiment, the fine adjustment amount of the Bragg wavelength is determined in consideration of the hydrogen decrease amount by fine adjustment in addition to the hydrogen decrease amount by writing the grating, so that a grating having a desired Bragg wavelength can be more accurately obtained. Can be produced.
[0054]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, although the Bragg grating is manufactured in the above embodiment, a long period grating can also be manufactured by the method of the above embodiment. In the above embodiment, an optical fiber is used as an optical waveguide for writing a grating. However, other types of optical waveguides (such as thin film waveguides) can also be used.
[0055]
In the above, (a) 1240 nm light loss and (b) a method of performing multiple regression analysis using the blocking amount of Bragg wavelength light as explanatory variables (Embodiment 2), (a) 1240 nm light loss, (b) Bragg wavelength The method of performing multiple regression analysis using the light blocking amount and (c) the Bragg wavelength change amount by fine adjustment as an explanatory variable has been described. (A) 1240 nm light loss and (c) Bragg by fine adjustment Multiple regression analysis may be performed using the wavelength change amount as an explanatory variable. In this case, the Bragg wavelength change Δλ (dehydrogenation) due to the dehydrogenation treatment is
Δλ (dehydrogenation) = aFour+ BFour× [1240nm] + dFour× Δλ (fine adjustment) (8)
It is expressed as Coefficient aFour, BFour, DFourIs data (representing each point in FIG. 4) between the light loss of 1240 nm and the wavelength change amount due to dehydrogenation, and data representing the relationship between the Bragg wavelength change amount due to fine adjustment and the wavelength change amount due to dehydrogenation treatment ( Each point in FIG. 8 is collected in advance by experiments and can be obtained by performing multiple regression calculations using these data.
[0056]
As in the above embodiment, Δλ (fine adjustment) is
λB+ Δλ (fine adjustment) + Δλ (dehydrogenation) = λB(Target) (4)
Need to be satisfied. By solving the above equations (8) and (4) as simultaneous equations, Δλ (fine adjustment) is
Δλ (fine adjustment) = {λB(Target)-λB
-(AFour+ BFour× [1240 nm])} / (1 + dFour) ... (9)
It can be expressed as The value of [1240 nm] predicted before writing the grating and the Bragg wavelength λ measured after writing the gratingBAnd the coefficient a previously obtainedFour, BFour, DFourCan be used in the above equation to determine the fine adjustment amount Δλ (fine adjustment).
[0057]
Next, in the above-described embodiment, hydrogen is added to the optical fiber as the photosensitivity improving material. However, a photosensitizing material other than hydrogen may be added. Deuterium is well known as a photosensitizing material other than hydrogen. A plurality of these photosensitizers may be added. In this case, instead of the hydrogen concentration in the above-described embodiment, the total concentration (or the substitute parameter) of the photosensitizer may be measured and predicted.
[0058]
In the above embodiment, the loss of light having a wavelength of 1240 nm is measured as a substitute parameter corresponding to the hydrogen concentration, but the 620 nm band is also present as an absorption wavelength band caused by hydrogen molecules in quartz glass. It is also possible to use the loss of light having a wavelength included in this absorption wavelength band as a substitute parameter for the hydrogen concentration. It is also possible to perform the above multiple regression analysis using the loss of two lights included in these two absorption wavelength bands as substitute parameters.
[0059]
Similarly, when deuterium is used as the photosensitizer, there are the 1860 nm band and the 930 nm band as absorption wavelength bands due to deuterium molecules in the quartz glass. Therefore, the loss of light contained in these absorption wavelength bands Can be used as a surrogate parameter for deuterium concentration. It is also possible to perform the above multiple regression analysis using the loss of two lights included in these two absorption wavelength bands as substitute parameters.
[0060]
In the above embodiment, the Bragg wavelength light blocking amount by the grating is used as a substitute parameter for the hydrogen decrease amount by writing the grating, and the Bragg wavelength change amount by the fine adjustment is used as a substitute parameter for the hydrogen decrease amount by the fine adjustment. However, light loss at a wavelength near 1380 nm can be used as these substitute parameters. In the vicinity of 1380 nm, there is an absorption wavelength band due to OH groups in the quartz glass. Because of the incidence of light at the time of writing the grating, some of the hydrogen molecules in the quartz glass are ionized to generate OH groups, so the amount of hydrogen reduction due to the writing of the grating depends on the concentration of OH groups in the core, Since the concentration depends on the loss of light included in the absorption wavelength band near 1380 nm, this light loss can be used as a substitute parameter for the hydrogen reduction amount by writing the grating and the hydrogen reduction amount by fine adjustment.
[0061]
On the other hand, when deuterium is used as the photosensitizer, the absorption wavelength band due to the OH group generated by deuterium ionization is the 2070 nm band, so the loss of light contained in this wavelength band is written into the grating. It can be used as a substitute parameter for the deuterium reduction amount due to or by the fine adjustment.
[0062]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the optical waveguide grating manufacturing method according to the present invention, since the amount of change in the cutoff wavelength due to the removal of the photosensitizer is predicted prior to the writing of the grating, the target cutoff wavelength It is possible to manufacture a grating having a high accuracy.
[0063]
Further, after the writing of the grating and before the removal of the photosensitizer, the grating having the target cutoff wavelength can be produced with higher accuracy by finely adjusting the cutoff wavelength of the written grating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining a grating manufacturing method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a grating writing method.
FIG. 3 is a graph showing the change over time of light loss at 1240 nm after hydrogen addition to an optical fiber.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a light loss at 1240 nm and a Bragg wavelength change amount by a dehydrogenation process.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a grating manufacturing method according to a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the amount of Bragg wavelength light blocked by a grating and the amount of wavelength change due to dehydrogenation.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a fine adjustment method of a Bragg wavelength of a grating.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a Bragg wavelength change amount by fine adjustment and a wavelength change amount by dehydrogenation.
FIG. 9 is a diagram showing a change with time of the Bragg wavelength by the dehydrogenation treatment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical fiber, 12 ... Phase grating plate, 14 and 30 ... Ultraviolet light beam, 16 ... Part where grating was written, 20 ... Tension applying device, 21 and 22 ... Arm, 23 ... Piezo element, 24 ... Control unit.

Claims (2)

所定の光の入射により屈折率変化を生じる感光性光導波路を用意し、この光導波路の所定部分に感光性向上材を添加する第1工程と、前記所定部分に含まれる所定箇所に前記光を入射させて光導波路型グレーティングを書き込む第2工程と、前記光導波路の前記所定箇所から前記感光性向上材を除去する第3工程と、を備える光導波路型グレーティングの作製方法であって、
前記第1工程の後、前記第2工程に先だって、前記感光性向上材の濃度、又はこの濃度に相当する代用パラメータを測定し、この測定値、及び前記濃度又は代用パラメータと前記遮断波長の変化量との予め求めておいた関係、を用いて、前記第3工程による光導波路型グレーティングの遮断波長の変化量を予測する第4工程を更に備え、
前記第2工程で書き込むグレーティングの遮断波長を、前記遮断波長変化量の予測値に応じて制御することを特徴とする光導波路型グレーティング作製方法。
A first step of preparing a photosensitive optical waveguide that causes a change in refractive index upon incidence of predetermined light, and adding a photosensitizer to a predetermined portion of the optical waveguide; and the light at a predetermined location included in the predetermined portion. A method for producing an optical waveguide grating comprising: a second step of writing an optical waveguide grating by making it incident; and a third step of removing the photosensitizer from the predetermined portion of the optical waveguide,
After the first step, prior to the second step, measure the concentration of the photosensitizer or a substitute parameter corresponding to this concentration, and change the measured value, the concentration or substitute parameter, and the cutoff wavelength. A fourth step of predicting the amount of change in the cut-off wavelength of the optical waveguide grating according to the third step using a previously obtained relationship with the amount;
An optical waveguide grating manufacturing method, wherein a cutoff wavelength of a grating written in the second step is controlled in accordance with a predicted value of the cutoff wavelength change amount.
前記第2工程の後、前記第3工程に先だって、前記第2工程で書き込まれたグレーティングの遮断波長を所定の微調整量だけ変化させる第5工程を更に備え、
前記第5工程では、前記第2工程による感光性向上材の減少量又はこの減少量に相当する代用パラメータ及び前記第5工程による感光性向上材の減少量又はこの減少量に相当する代用パラメータの少なくとも一方並びに前記感光性向上材の濃度又はこの濃度に相当する代用パラメータと前記遮断波長の変化量との予め求めておいた関係を用いて前記微調整量を決定する請求項1記載の光導波路型グレーティング作製方法。
After the second step, prior to the third step, further includes a fifth step of changing the cutoff wavelength of the grating written in the second step by a predetermined fine adjustment amount,
In the fifth step, the reduction amount of the photosensitive improving material in the second step or a substitution parameter corresponding to the reduction amount, and the reduction amount of the photosensitive improvement material in the fifth step or a substitution parameter corresponding to the reduction amount are set. 2. The optical waveguide according to claim 1, wherein the fine adjustment amount is determined using at least one of the concentration of the photosensitizing material or a substitute parameter corresponding to the concentration and a previously determined relationship between the change amount of the cutoff wavelength. Mold grating manufacturing method.
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