JP4121906B2 - グレーティングの形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板や光ファイバ等の光導波路部品にグレーティングを形成する方法に関し、特に精度良く目的とする光学特性を有するグレーティングが形成できる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバグレーティングは、光ファイバの長手方向に周期的な屈折率の変調構造が形成されたものであり、特定波長の光を反射したり、あるいはクラッドモードと結合させて選択的に損失させる特性を有する光部品である。このような光ファイバグレーティングは、紫外光の照射によってゲルマニウム添加石英ガラスの屈折率が上昇する現象を利用して製造することができる。
例えば、ゲルマニウム添加石英ガラスから構成された光ファイバに、周期的な光強度分布をもった紫外光を照射することによって、屈折率の周期的な変調構造(以下、グレーティングとも言う。)を形成でき、光ファイバグレーティングとすることができる。前記周期的な光強度分布をもった紫外光を照射する方法として、位相マスク法や2光束干渉法等が広く用いられている。
【0003】
前記位相マスク法では、回折格子が形成された位相マスクを用い、この位相マスクに露光用の紫外光を透過させることによって、紫外光を回折光として位相マスクから出射させる。位相マスクから出射した回折光は、伝播経路の重なる領域で互いに干渉し合い、周期的な光強度分布をもった干渉縞となる。
ゲルマニウム添加石英ガラスから構成された光ファイバのコアに前記干渉縞を照射すると、干渉縞の周期的な光強度分布に対応したグレーティングが形成される(特許文献1,2参照。)。
回折光のうち、+1次回折光と−1次回折光が干渉すると、位相マスクの回折格子の周期間隔(以下、位相マスクピッチとも言う。)の1/2の長さを1周期とした光強度分布をもった干渉縞ができる。位相マスク法では、前記+1次回折光と−1次回折光とが干渉することによってできた干渉縞を用いて、目的とする透過特性や反射特性等の光学特性を有するグレーティングを形成する。
しかしながら、回折光には、+1次回折光と−1次回折光以外に、2次回折光等の高次回折光も存在しており、得られる干渉縞の周期的な光強度分布は、前記位相マスクピッチの1/2の周期以外の周期成分をノイズとして含んだものとなってしまう。このため、目的とする透過特性や反射特性等の光学特性を有する光ファイバグレーティングを製造することが難しい。
【0004】
また、光導波路部品のコアに干渉縞を照射する他の方法として、2光束干渉法が挙げられるが、この2光束干渉法では、露光用の紫外光を2方向に分岐し、この2分された紫外光を干渉させることにより干渉縞を照射する。
前記二光束干渉法では、2分された紫外光が位相の乱れを含むと、得られる干渉縞は、主となる周期成分以外に他の周期成分を含んだものとなってしまう。
このため、前記位相マスク法と同様に、目的とする透過特性や反射特性等の光学特性を有する光ファイバグレーティングを製造することが難しい。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−326656号公報
【特許文献2】
特開平10−73707号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわち干渉縞の光強度分布のうち、主となる周期成分以外の他の周期成分を低減し、精度良く目的とする光学特性を有するグレーティングを形成できるグレーティングの形成方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、露光用光を光導波路部品のコアに照射し、このコアに干渉縞を照射する工程を2回以上行い、コアにグレーティングを形成するグレーティングの形成方法であって、1回目に照射された干渉縞に対して、2回目に照射する干渉縞の照射位置を、干渉縞の周期の1以上の整数倍移動することを特徴とするグレーティングの形成方法である。
請求項2に係る発明は、位相マスクを介して露光用光を光導波路部品のコアに照射し、このコアに干渉縞を照射する工程を2回以上行い、コアにグレーティングを形成するグレーティングの形成方法であって、1回目に照射された干渉縞に対して、2回目に照射する干渉縞の照射位置を、干渉縞の周期の1以上の整数倍移動した際に、1回目に照射された干渉縞と2回目に照射する干渉縞との位相のズレが位相マスクの回折格子の周期の0.1倍以下となるように、2回目に照射する干渉縞の照射位置を前記コアの長手方向に移動することを特徴とするグレーティングの形成方法である。
請求項3に係る発明は、前記1回目と2回目の干渉縞の照射位置を繰り返し往復動することを特徴とする請求項1又は2に記載のグレーティングの形成方法である。
請求項4に係る発明は、2回目以降の干渉縞の照射位置を1回目の干渉縞の照射位置とは異なる位置に移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のグレーティングの形成方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図1は、位相マスク法を用いたグレーティング形成用装置の要部の一例を示す概略図である。符号1は、位相マスクであり、この位相マスク1は、石英ガラス等の透光性の基板から構成され、その一方の主面1aに回折格子(図示省略)が形成されたものである。位相マスク1に露光用光2が照射されると、回折格子にて露光用光2が回折し、回折光3となって位相マスク1から出射されるようになっている。
特に、回折格子は、0次回折光や2次以上の高次回折光の発生を抑えて、+1次回折光3a及び−1次回折光3bの光強度が強く現れるように、寸法や形状等が調整されている。
前記位相マスク1の他方の主面1bの上方には、露光用光源(図示省略)が設けられており、位相マスク1の他方の主面1bに向かって露光用光2を照射できるようになっている。
【0009】
光源から露光用光2を位相マスク1の他方の主面1bに照射すると、露光用光2は位相マスク1を透過し、位相マスク1に形成された回折格子にて回折され、主として+1次回折光3a及び−1次回折光3bとして位相マスク1の一方の主面1aから出射される。そして、+1次回折光3a及び−1次回折光3b等の回折光が伝播経路の重なった空間にて干渉し合い、周期的な光強度分布をもった干渉縞4ができる。
ここで、+1次回折光3aと−1次回折光3bとが干渉すると、位相マスクピッチdの1/2の長さを1周期とした光強度分布をもった干渉縞4ができる。
【0010】
前記した干渉縞4を、光感受性をもった光導波路部品5のコアに照射すると、干渉縞4の光強度分布に応じてコアの屈折率が変化し、グレーティングが形成される。
前記光感受性をもった光導波路部品5とは、光が照射されると屈折率が増加又は減少する性質をもったものである。例えば紫外光等の光が照射されるとコアの屈折率が上昇する性質(以下、光誘起屈折率変化とも言う。)をもったもの等が挙げられる。このような性質をもった光導波路部品5としては、酸化ゲルマニウム等が添加された石英ガラスから構成された光ファイバや、酸化ゲルマニウム等が添加された石英ガラス基板にコアが形成された基板型光導波路部品等が挙げられる。
また、露光用光2としては、前記コアの屈折率を効率良く変化させることができる波長の光が適用できる。前記したように紫外光等の光に対して光誘起屈折率変化が得られる光導波路部品5を用いる場合、露光用光2としては、250nm帯の紫外線レーザ等が挙げられる。
【0011】
本実施形態では、光導波路部品5のコアに干渉縞4を照射する工程を2回以上行い、コアにグレーティングを形成する。特に、1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を、干渉縞4の周期の整数倍移動して光導波路部品5のコアに干渉縞4を照射する。
図2は、干渉縞4が照射された状態の光導波路部品5の一例を示す概略図であり、(a)は1回目の干渉縞4が照射された状態であり、(b)は位相マスク1が移動した後、2回目の干渉縞4が照射された状態である。
【0012】
まず、図2(a)に示されたように、光源から露光用光2を位相マスク1に照射し、光導波路部品5のコアへの1回目の干渉縞4の照射を行う。1回目の干渉縞4の光強度分布に応じてコアの屈折率が変化し、グレーティングが形成される。次に、前記露光用光2の照射を止め、1回目に照射された干渉縞4に対して、次の2回目に照射する干渉縞4の照射位置が、干渉縞4の周期の整数倍移動した位置にくるように位相マスク1又は光導波路部品5を移動する。
前述したように干渉縞4は主に+1次回折光3aと−1次回折光3bとが干渉してできるため、干渉縞4の光強度分布の周期は、位相マスクピッチdの1/2の長さである。
また、干渉縞4は、位相マスク1の一方の主面1a側のうち、露光用光2の入射方向の延長線上にできる。このため位相マスク1又は光導波路部品5をコアの長手方向に移動させることによって、その移動距離分、干渉縞4の照射位置をコアの長手方向に移動させることができる。
【0013】
次に、図2(b)に示されたように、再び光源から露光用光2を位相マスク1に照射して、光導波路部品5のコアへの2回目の干渉縞4の照射を行う。これにより、2回目の干渉縞4の光強度分布に応じてコアに更にグレーティングを形成する。
以上により、光導波路部品5のコアには、1回目及び2回目に照射されたそれぞれの干渉縞4に応じてできたグレーティングを重ね合わせたものが形成されることになる。
【0014】
図3は、光導波路部品5のコアに照射された干渉縞4の光強度分布の一例を示す図であり、(a)は1回目に照射された干渉縞4の光強度分布であり、(b)は2回目に照射された干渉縞4の光強度分布であり、(c)は1回目及び2回目に照射された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせたものである。
ここで、図3では、図2に示されたように1回目の干渉縞4の照射後、位相マスク1をコアの長手方向左側に、干渉縞4の光強度分布の周期の2倍の距離移動させた場合の結果を示している。また、各光強度は最大値に対する相対値として示している。
【0015】
図3(a)及び図3(b)では、干渉縞4の光強度分布の波形に微小な凹凸がノイズとしてみられる。これは、高次回折光に起因した周期成分と、位相マスク1に形成された回折格子の成形誤差に起因したノイズ(以下、ホワイトノイズとも言う。)である。
回折光には+1次回折光3aと−1次回折光3b以外に、高次回折光も存在しており、+1次回折光3aと−1次回折光3bと共に高次回折光も干渉するため、得られる干渉縞4には高次回折光に起因した周期成分が含まれ、前記したように光強度分布にノイズとして現れる。このため、1回目及び2回目の干渉縞4の照射によってできたそれぞれのグレーティングの屈折率変化には、干渉縞4の高次回折光に起因した周期成分に対応して微小な屈折率変化を不要成分として含んだものとなる。
【0016】
これに対して、図3(c)では干渉縞4の光強度分布の波形に微小な凹凸(ノイズ)がみられず、高次回折光に起因した周期成分とホワイトノイズがほとんど無いことが分かる。1回目に形成された干渉縞4に対して、2回目に形成する干渉縞4の形成位置を、干渉縞4の周期の整数倍移動することによって、2回目に形成する干渉縞4には、1回目に形成された干渉縞4に含まれるノイズの一部とは符号が逆で強度の等しいノイズが含まれたものとなる。
これにより、1回目に形成された干渉縞4と2回目に形成された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせた場合、干渉縞4に含まれる高次回折光に起因した周期成分(ノイズ)の一部は相殺され、ノイズが低減された光強度分布となる。
【0017】
前記したように1回目に形成された干渉縞4と2回目に形成された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせた際に相殺されて低減される周期成分は、干渉縞4の照射位置の移動距離を任意の整数で除した値以外の周期成分である。
本実施形態では、1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を、干渉縞4の周期(位相マスクピッチdの1/2の長さ)の整数(N)倍移動することによって、1回目に照射された干渉縞4と2回目に照射された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布のうち、干渉縞4の照射位置の移動距離を任意の整数(x)で除した値((d/2)×(N/x))以外の周期成分を低減できる。このため、干渉縞4の周期成分(d/2)は低減されず残ることになる。
これにより、高次回折光に起因した周期成分のうち、(d/2)×(N/(x+0.5))で表される周期成分以外の周期成分等を低減できる。
【0018】
1回目に照射された干渉縞4によってできたグレーティングに、更に2回目の干渉縞4を照射すると、1回目の干渉縞4によってできたグレーティングに含まれる微小な屈折率変化のうち、干渉縞4の照射位置の移動距離を任意の整数(x)で除した値((d/2)×(N/x))以外の周期成分に起因して形成された微小な屈折率変化は、2回目の干渉縞4によってできたグレーティングに含まれる微小な屈折率変化によって相殺されて無くなり、目的とする屈折率変化量、屈折率周期等を有するグレーティングを精度良く形成することができる。
【0019】
ここで、形成されたグレーティングには、干渉縞4の高次回折光に起因した周期成分のうち、干渉縞4の照射位置の移動距離を任意の整数(x)で除した値((d/2)×(N/x))の周期成分によってできた微小な屈折率変化が残留することになる。特に照射位置の移動距離((d/2)×N)の整数Nによって残留する周期成分が決定され、この残留する周期成分によって、形成されるグレーティングの光学特性が左右されることになる。
光導波路部品5のコアに干渉縞4を照射する工程を3回以上行う場合をもとに、2回目に照射する干渉縞の照射位置の移動距離と、形成されたグレーティングの光学特性との関係について以下に示す。
コアに干渉縞4を照射する工程を2回以上行い、照射された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布と、照射位置を固定して照射した干渉縞4の光強度分布との比(以下、干渉縞4のコントラストと言う。)は、以下の式(1)で表される。
【0020】
【数1】
【0021】
ここで、式(1)中、kは干渉縞4の照射回数、Tkはk回目の干渉縞4の露光時間、Ttは総露光時間、nkは1回目に照射された干渉縞4に対するk回目の干渉縞4の照射位置の移動距離(ただし、d/2の比で示し、n1=0とする。)、dは位相マスクピッチ、pは干渉縞4の光強度分布の周期成分、jは虚数単位、mは干渉縞4の総照射回数、Cは干渉縞4のコントラストをそれぞれ示す。
また、露光用光2がパルス光のとき、干渉縞4のコントラストは以下の式(2)で表される。
【0022】
【数2】
【0023】
ここで、式(2)中、iは干渉縞4(又はパルス光)の照射回数、niは1回目に照射された干渉縞4に対するi回目の干渉縞4の照射位置の移動距離(ただし、d/2の比で示し、n1=0とする。)、mは干渉縞4(又はパルス光)の総照射回数をそれぞれ示す。
【0024】
干渉縞4の照射位置を複数回移動する方法としては、1回目と2回目の干渉縞4の照射位置を繰り返し往復動する方法や、2回目以降の干渉縞4の照射位置を1回目の干渉縞4の照射位置とは異なる位置に移動する方法等が挙げられる。
干渉縞4の照射位置を長手方向に往復動させるためには、位相マスク1又は光導波路部品5をコアの長手方向に往復動させる方法等が適用できる。
【0025】
1回目と2回目の干渉縞4の照射位置を繰り返し往復動する場合を以下に例示する。
一例として、位相マスク1を、コアの長手方向に干渉縞4の周期(位相マスクピッチdの1/2)の整数(N)倍(d/2×N)の距離離れた2点間にて複数回往復動させ、この往復動の折り返し点で露光用光2をパルス照射して、コアの長手方向にd/2×Nの距離離れた2点に干渉縞4を繰り返し照射する場合を述べる。この場合、光導波路部品5に照射される干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布は、前記式(2)において、kが奇数のときnk=0、kが偶数のときnk=Nを代入して得られる。
【0026】
図4は、前記したように干渉縞4の照射位置を複数回往復動させて形成されるグレーティングの周期成分と、干渉縞4の照射位置を固定して形成されるグレーティングの周期成分との比(以下、コントラストとも言う。)を、前記式(2)を用いてシミュレーションにより算出した結果を示す図である。ここで、図4は、グレーティング間隔が569.5nmであり、1650nm帯の光を反射できるグレーティングを形成する場合について算出した結果である。
また、グレーティングの周期成分とは、グレーティングの屈折率分布をグレーティングによって反射される光の波長でフーリエ展開して得られる周期成分であり、グレーティングに光を伝搬させた際、グレーティングによって反射される光の波長に対応したグレーティングの屈折率変調の周期成分である。このため、グレーティングの周期成分が大きいほど、グレーティングの反射率が高いことになる。
例えば、コントラストが1であるとき、干渉縞4の照射位置を複数回往復動させて形成されたグレーティングの反射率が、干渉縞4の照射位置を固定して形成されたグレーティングの反射率と同一であることになる。また、コントラストが1よりも小さいとき、干渉縞4の照射位置を複数回往復動させて形成されたグレーティングの反射率が、干渉縞4の照射位置を固定して形成されたグレーティングの反射率よりも小さくなっていることになる。
【0027】
図4に示されたように、干渉縞4の照射位置の移動距離(=(d/2)×N,N=1〜9)に対応してコントラストが変化することが分かる。これは、以下のような理由によると考えられる。
前述したように、干渉縞4の照射位置を移動させて複数回干渉縞4を照射した場合、干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布には、照射位置の移動距離に対応した周期成分が残留しており、この残留した周期成分に起因して微小な屈折率変化が形成されることとなる。このため形成されるグレーティングには、干渉縞4の照射位置の移動距離に対応した微小な屈折率変化が含まれ、この微小な屈折率変化によってグレーティングの反射率が左右されることとなる。このため干渉縞4の照射位置の移動距離に対応してコントラストが変化すると考えられる。
本実施形態では、図4に示されたように、形成されるグレーティングのコントラストを予めシミュレーションにより算出し、その結果を元に目的とする波長帯の光が透過できるように、干渉縞4の照射位置の距離移動を決定することが好ましい。これにより、目的とする光学特性を有するグレーティングを精度良く形成することができる。
【0028】
次に、2回目以降の干渉縞4の照射位置を1回目の干渉縞4の照射位置とは異なる位置に移動する場合を以下に例示する。
一例として、2回目以降に照射する干渉縞4の照射位置を、コアの長手方向に干渉縞4の周期(d/2)の距離ずつ、1回目に照射された干渉縞4から遠ざかる方向に15回移動し、次に1回目に照射された干渉縞4の位置に移動する場合を述べる。この場合、照射された干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布は、前記式(2)において、nk=k−1(k=1〜15),n16=0を代入して得られる。
【0029】
図5は、前記したように1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目以降の干渉縞4の照射位置をコアの長手方向に次第に遠ざかるように移動して形成されるグレーティングの周期成分と、干渉縞4の照射位置を固定して形成されるグレーティングの周期成分との比(コントラスト)をシミュレーションにより算出した結果を示す図である。ここで、図5は、図4の場合と同様にグレーティング間隔が569.5nmであり、1650nm帯の光を反射できるグレーティングを形成する場合について算出した結果である。
干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布のうち、高次回折光に起因した周期成分を大幅に低減することができ、1650nm帯以外の波長帯では、コントラストを0.2以下に抑えることができる。このため、干渉縞4の照射位置を固定して形成されたグレーティングに比べて、1650nm以外の波長帯の反射率を小さくすることができる。このように、干渉縞4の照射位置を2以上の異なる位置に移動することによって、特定の波長帯の光のみを反射するようなグレーティングを形成できる。
以上のように、干渉縞4の照射位置の移動距離によって、形成されたグレーティングの反射率等の光学特性が左右されることが分かる。
このため、干渉縞4の照射位置の移動距離や、移動回数を適宜決定することによって、干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布のうち、特定の高次回折光に起因した周期成分を低減することができ、所望の透過率等の光学特性を有するグレーティングが形成できる。
【0030】
次に、干渉縞4の照射位置の移動精度について説明する。
1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を、干渉縞4の周期の整数倍移動することが好ましいが、1回目に照射された干渉縞4と2回目に照射する干渉縞4との位相のズレが位相マスクピッチdの0.1倍以下となるように、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を移動しても、十分に実用レベルの光学特性を満たすグレーティングが形成できる。
この場合、1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を、干渉縞4の周期(d/2)の(N−0.2)〜(N+0.2)倍の距離移動させることになる。
例えば1回目に照射された干渉縞4と2回目に照射する干渉縞4との位相のズレが位相マスクピッチdの0.1倍以下となるように、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を移動して、特定の波長の光を反射するグレーティングを形成した場合、特定の波長におけるコントラストが81%以上であり、十分に実用レベルの光学特性を満たすグレーティングが形成できる。
【0031】
ここで、1回目の干渉縞4と2回目の干渉縞4との位相のズレとは、1回目の干渉縞4のうち、特定の光強度が得られる地点を原点として定め、この原点から干渉縞4の1周期の距離の範囲において、2回目の干渉縞4のうち、前記原点として定めた地点での1回目の干渉縞4の光強度と同一の光強度が得られる地点と、前記原点との距離である。
例えば、1回目の干渉縞4のうち、最大の光強度が得られる地点のうちの1つを原点として定め、この原点から干渉縞4の1周期の距離の範囲において、2回目の干渉縞4の最大の光強度が得られる地点と原点との距離が、1回目の干渉縞4と2回目の干渉縞4との位相のズレとなる。
【0032】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、干渉縞4の照射方法として、位相マスク法以外に2光束干渉法等も適用できる。
図6は、2光束干渉法を用いたグレーティング形成用装置の要部の一例を示す概略図である。符号6は干渉縞照射機構であり、この干渉縞照射機構6は、ハーフミラー61と全反射ミラー62a,62bから構成されている。ハーフミラー61は、光源から出射された露光用光2の一部を透過し、また同時に光2の一部を反射して2方向に分離するものである。全反射ミラー62a,62bは、それぞれハーフミラー61にて分離された光2の伝播経路に設けられ、分離された光2を反射して、分離された光2が重なるように光2の伝播経路を調整するものである。
【0033】
光源から露光用光2を出射すると、光2はハーフミラー61で分離され、更に全反射ミラー62a,62bで反射され、分離された光2が重なるように伝播経路が調整される。分離された光2が重なると干渉し合い、周期的な光強度分布をもった干渉縞4が照射される。
前記した干渉縞4を、光感受性をもった光導波路部品5のコアに照射することによって、この干渉縞4の光強度分布に応じてコアの屈折率が変化し、グレーティングが形成される。
【0034】
前記2光束干渉法によってグレーティングを形成する場合、前記干渉縞照射機構6又は光導波路部品5をコアの長手方向に移動することによって、干渉縞4の照射位置を移動することができる。
位相マスク法を用いた場合と同様に、1回目に照射された干渉縞4に対して、2回目に照射する干渉縞4の照射位置を、干渉縞4の周期の整数倍移動する。これにより目的とする屈折率変化量、屈折率周期等を有するグレーティングを精度良く形成することができる。
【0035】
次に、本実施形態の具体例を以下に示す。
図1に示された装置を使用し、露光用光2として、波長が248nm、パルス周波数60Hzのレーザ光を用い、また、位相マスクピッチdの中心周期が1139nmの位相マスク1を用いて、グレーティング長が1.2cm、チャープ率が1.35nm/mmのグレーティングを光導波路部品5に形成した。
図7は、光源及び位相マスク1の移動位置及び露光用光2の光強度の経時変化を示す図である。光源と共に位相マスク1を、コアの長手方向に3986.5nm、すなわち位相マスクピッチdの1/2の長さの7倍の距離を往復動させ、この往復動の折り返し点で露光用光2をパルス照射して、コアの長手方向に3986.5nm離れた2点に干渉縞4を繰り返し照射し、コアにグレーティングを形成した。この場合、照射される干渉縞4の光強度分布を重ね合わせて得られる光強度分布は、前記式(2)において、kが奇数のときnk=0、kが偶数のときnk=7を代入して得られる。
【0036】
図8及び図9は、形成されたグレーティングの光学特性を示し、図8(a)は1650nm帯での透過率であり、図8(b)は1650nm帯での反射率であり、図9(a)は1550nm帯での透過率であり、図9(b)は1550nm帯での反射率をそれぞれ示す。
図10及び図11は、従来例として光源及び位相マスク1を移動せず、干渉縞4の照射位置を固定して形成されたグレーティングの光学特性を示し、図10(a)は1650nm帯での透過率であり、図10(b)は1650nm帯での反射率であり、図11(a)は1550nm帯での透過率であり、図11(b)は1550nm帯での反射率をそれぞれ示す。
従来の図10及び図11と比べて、図8及び図9に示された本実施形態の具体例は、1550nm帯の反射率が約20dB低減され、かつ透過率が0.1〜0.2dB改善されていることが分かる。このように、1650nm帯の光の反射率が高い値であり、かつ1550nm帯の光の反射率が低減されたグレーティングが形成できた。
【0037】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のグレーティングの形成方法によれば、1回目に照射された干渉縞に対して、2回目に照射する干渉縞の照射位置を、干渉縞の周期の整数倍移動することによって、高次回折光に起因した周期成分を低減でき、目的とする屈折率変化量、屈折率周期等を有するグレーティングを精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 位相マスク法を用いたグレーティング形成用装置の要部の一例を示す概略図である。
【図2】 図2は、干渉縞が照射された状態の光導波路部品の一例を示す概略図であり、(a)は1回目の干渉縞が照射された状態であり、(b)は2回目の干渉縞が照射された状態である。
【図3】 光導波路部品のコアに照射された干渉縞の光強度分布の一例を示す図であり、(a)は1回目に照射された干渉縞の光強度分布であり、(b)は2回目に照射された干渉縞の光強度分布であり、(c)は1回目及び2回目に照射された干渉縞の光強度分布を重ね合わせたものである。
【図4】 干渉縞の照射位置を複数回往復動させて形成されたグレーティングのコントラストをシミュレーションにより算出した結果を示す図である。
【図5】 干渉縞の照射位置をコアの長手方向に次第に遠ざかるように移動して形成されたグレーティングのコントラストをシミュレーションにより算出した結果を示す図である。
【図6】 2光束干渉法を用いたグレーティング形成用装置の要部の一例を示す概略図である。
【図7】 具体例の光源及び位相マスクの移動位置と露光用光の光強度の経時変化を示す図である。
【図8】 (a)は具体例で形成されたグレーティングの1650nm帯での透過率であり、(b)は1650nm帯での反射率を示す図である。
【図9】 (a)は具体例で形成されたグレーティングの1550nm帯での透過率であり、(b)は1550nm帯での反射率を示す図である。
【図10】 (a)は従来の方法で形成されたグレーティングの1650nm帯での透過率であり、(b)は1650nm帯での反射率を示す図である。
【図11】 (a)は従来の方法で形成されたグレーティングの1550nm帯での透過率であり、(b)は1550nm帯での反射率を示す図である。
【符号の説明】
1‥‥位相マスク、2‥‥露光用光、3,3a,3b‥‥回折光、4‥‥干渉縞、5‥‥光導波路部品
Claims (4)
- 露光用光を光導波路部品のコアに照射し、このコアに干渉縞を照射する工程を2回以上行い、コアにグレーティングを形成するグレーティングの形成方法であって、
1回目に照射された干渉縞に対して、2回目に照射する干渉縞の照射位置を、干渉縞の周期の1以上の整数倍移動することを特徴とするグレーティングの形成方法。 - 位相マスクを介して露光用光を光導波路部品のコアに照射し、このコアに干渉縞を照射する工程を2回以上行い、コアにグレーティングを形成するグレーティングの形成方法であって、
1回目に照射された干渉縞に対して、2回目に照射する干渉縞の照射位置を、干渉縞の周期の1以上の整数倍移動した際に、
1回目に照射された干渉縞と2回目に照射する干渉縞との位相のズレが位相マスクの回折格子の周期の0.1倍以下となるように、2回目に照射する干渉縞の照射位置を前記コアの長手方向に移動することを特徴とするグレーティングの形成方法。 - 前記1回目と2回目の干渉縞の照射位置を繰り返し往復動することを特徴とする請求項1又は2に記載のグレーティングの形成方法。
- 2回目以降の干渉縞の照射位置を1回目の干渉縞の照射位置とは異なる位置に移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のグレーティングの形成方法。
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