JP4155440B2 - 回折格子形成用位相マスク及びこのマスクを用いて複製した回折格子を備えた光ファイバー、光導波路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバー、光導波路に回折格子を形成するための回折格子形成用位相マスクと、この位相マスクを使用して作製されたブラッグ回折格子付き光ファイバー、光導波路に関し、特に、光通信等に用いられる光導波路、光ファイバー内に紫外線を用いて回折格子を形成するための位相マスクの製造方法と、そのマスクを用いて作製されたブラッグ回折格子付き光導波路、光ファイバーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバー通信システムにおいては、膨大な量の情報を非常に高速に伝送する必要がある。光ファイバーシステムは情報を運ぶ光信号ソース、光ファイバー伝送ライン及び光信号が運ぶ情報を復調するための受信機からなる。
【０００３】
光通信システムにおいては、一般に、伝送媒体として高純度のシリカ光ファイバーが用いられる。従来、光通信システムは典型的に光信号をある波長範囲を用いて伝送するように設計されており、そのシステムにおいてはより長い波長成分はより短い波長成分より若干長い伝搬時間の遅延を受ける。ただし、この分散は、今までは光信号の情報をそれ程劣化させることはなかった。これは、初期のシステムにおいては単一のチャネルを分散の小さい波長領域から選んで使用されていたためである。
【０００４】
ところが、光ファイバーを使った高速伝送技術である波長分割多重（ＷＤＭ）システムに見られるように、今日では、より多数の情報を運ぶために多数のチャネルをより広い波長領域に渡って用いることが必要となっており、これに伴って群速度分散をより精密に補償することが要求されるようになってきた。例えば、ＷＤＭシステムに関しては、ＷＤＭシステム内に提供されるチャネルの数の増加に伴って分散の補償がますます重要な課題となっている。
【０００５】
また、最近、光ファイバー中に形成するブラッグ回折格子として、格子のピッチが格子に直交する方向（格子の繰り返し方向）の位置に応じて線形あるいは非線形に増加あるいは減少しているチャープトグレーティングが要求されることになってきた。このようなグレーティングは、例えば反射帯域を広げた高反射ミラー、遅延時間を調整する手段等として用いられる。
【０００６】
本発明者は、上記のようなチャープトグレーティングに対する要求が高まったことに対応して、透明基板の１面に格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンが設けられ、その繰り返しパターンによる回折光を光ファイバーに照射して異なる次数の回折光相互の干渉縞により、光ファイバー中に回折格子を作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法において、ピッチが異なる凹溝と凸条からなる複数のパターンを並列させて描画することにより、格子状の凹溝と凸条の繰り返しパターンを作製する光ファイバー加工用位相マスクの製造方法を提案した（特開平１１−７２６３１号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分散補償を目的とした非線形チャープトグレーティング用の位相マスク製造方法では、マスク上の周期の変化率は区間により変化する。この場合、区間による周期の変化率が大きい位置程、群遅延特性のリップル（ゆらぎ）の増大等の性能劣化を招く。
【０００８】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、分散補償用の非線形チャープトグレーティングの群遅延特性におけるゆらぎ（リップル）、クロストークの少ない光ファイバー、光導波路用の高精度な回折格子形成用位相マスクを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の回折格子形成用位相マスクは、異なる次数の回折光相互の干渉縞により回折格子を形成するための位相マスクであって、回折格子の周期（ｋ）（ｋは回折格子の番号）が、非線形関数ｆ（ｘ）とするときに、次の式（１）に従って非線形にかつ不連続に変化する回折格子形成用位相マスクにおいて、異なる周期を有する複数の回折格子が平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されており、
回折格子の周期が非線形にかつ不連続に変化する際に、その周期の変化率の大きい領域程単位長さ当たり周期の不連続相が割合的に多く存在するように集合されていることを特徴とするものである。
Λ（ｋ）= Λ₀ ＋ΔΛｆ（ｋ） ・・・（１）
ただし、Λ₀ は１番目の回折格子上の周期、ΔΛは周期の変化率を決める係数、ｆ（ｋ）は周期の変化を決める非線形関数である。
【００１２】
なお、このような回折格子形成用位相マスクは、電子線あるいはレーザー描画装置で描画して形成されることが望ましい。
【００１３】
本発明は、このような回折格子形成用位相マスクを用いて、その位相マスクからの異なる次数の回折光相互の干渉縞により回折格子が形成されている光ファイバー及び光導波路を含むものであり、形成されている回折格子は、例えば分散補償を目的とするものであり、その場合に、群遅延特性におけるノイズ（ゆらぎ、リップル）が±１０ｐｓ以下であるものとすることができる。
【００１４】
本発明の回折格子形成用位相マスク及びこのマスクを用いて複製した回折格子を備えた光ファイバー、光導波路は、異なる周期を有する複数の回折格子が、周期の小さいものから大きいものの順に平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されているか、あるいは、平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されており、特に、その周期の変化率の大きい領域程単位長さ当たり周期の不連続相が割合的に多く存在するように集合されているので、高性能のチャープトグレーティングを作製するための位相マスクを描画時間の増大なしに容易に製造することができ、また、その位相マスクから高性能のチャープトブラッグ回折格子付き光ファイバー及び光導波路を容易に作製することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回折格子形成用位相マスクの基本原理と実施例について説明する。
【００１６】
回折格子形成用位相マスクにおけるチャープトグレーティング２０は、図１に模式的に示すように異なる周期Λ（ｋ）を有するグレーティングＧ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ・・・Ｇ_k ・・・Ｇ_N-1 ，Ｇ_N が同一平面上に格子の向きが同一方向になるように並列された集合体として表現される。このようなチャープはステップチャープと呼ばれる。
【００１７】
Ｎ個に分割されたグレーテイングのｋ番目のものＧ_k の周期Λは、
Λ（ｋ）= Λ₀ ＋ΔΛｆ（ｋ） ・・・（１）
で表せる。ここで、Λ₀ は１番目のグレーティングＧ₁ 上の周期、ΔΛは周期の変化率を決める係数、ｆ（ｋ）は周期の変化を決める任意の関数である。
【００１８】
ｆ（ｋ）が１次の関数である場合、どの区間においても周期の変化率は一定であるが、ｆ（ｘ）が非線形の場合、周期の変化率は区間により変化する。この場合、区間により周期の変化率が大きく変わってしまい、それにより群遅延特性のリップルの増大等の性能劣化を招く。
【００１９】
そこで、本発明は、周期の変化率の変化を低減する方法である。具体的には、周期の変化率に応じてチャープトグレーティング２０の分割数Ｎを変えるものである。つまり、周期の変化率の大きい領域では分割数を増やし、変化率の小さい領域では分割数を減らす。これにより、位相マスクの描画時間の増大なしに位相マスクを製造することができ、その位相マスクから形成されたチャープトグレーティングの性能を向上させることができるものである。
【００２０】
このような回折格子形成用位相マスク２０は、従来と同様に、電子線あるいはレーザー描画装置により作成することができる。
【００２１】
また、この位相マスクの複製物は、分散補償用途を目的として、群遅延特性を±１０ｐｓ以下まで向上することが可能である。
【００２２】
本発明に基づくと、原理的には様々な非線形チャープトファイバーグレーティングが作製できるが、光ファイバーの高次分散補償という観点からは、ブラッグ波長の分布が次の式（２）と式（３）で表される２種類の非線形チャープトグレーティングＡ，Ｂが重要かつ有用である（T. Komukai et al, "The design of dispersion equalizers using chirped fiber Bragg gratings", IEEE J. Quantum electron., vol. 36, no. 4, pp. 409-417, 2000. ）。
【００２３】
以下の説明で、チャープトファイバーグレーティングを作製するための位相マスクをチャープトマスクと称する。
【００２４】
ここで、チャープトファイバーグレーティングの最短波長の点の位置座標をｚ＝０とし、最長波長の点をｚ＝Ｌ_g とする。また、Δλはチャープトファイバーグレーティングの帯域である。
【００２５】
λ_A （ｚ）＝λ_A0＋Δλ（ｚ／Ｌ_g ）^1/2 ・・・（２）
λ_B （ｚ）＝λ_B0＋Δλ｛１−（１−ｚ／Ｌ_g ）^1/2 ｝ ・・・（３）
これらを作製するための非線形ステップチャープトマスクＡ，Ｂのピッチは、
Λ_A （ｋ）＝Λ_A0＋ΔΛ（ｋ／Ｎ）^1/2 ・・・（４）
Λ_B （ｋ）＝Λ_B0＋ΔΛ｛１−（１−ｋ／Ｎ）^1/2 ｝ ・・・（５）
となる。ただし、Ｎは非線形ステップチャープトマスクＡ，Ｂのパターンが等分割された領域数であり、ある程度の値が必要である。また、ｋはパターンの番号である（ピッチの短い方から数える）。
【００２６】
一方、線形チャープトファイバーグレーティングの場合は、ブラッグ波長の分布と作製に用いられる線形ステップチャープトマスクのピッチは以下のようになる。
【００２７】
λ_FG（ｚ）＝λ_S ＋Δλ（ｚ／Ｌ_g ） ・・・（６）
Λ_FG（ｋ）＝Λ₀ ＋Λ（ｋ／Ｎ） ・・・（７）
線形パターンの場合、ｍ番目とｍ＋１番目の領域のピッチの差ΔΛ（ｍ）は、
ΔΛ_FG（ｍ）＝Λ_FG（ｍ＋１）−Λ_FG（ｍ）＝Λ／Ｎ ・・・（８）
となり、これはどこでも一定である。非線形チャープトマスクＡの場合は、
ΔΛ_A （ｍ）＝Λ_A （ｍ＋１）−Λ_A （ｍ）
＝ΔΛ［｛（ｍ＋１）／Ｎ｝^1/2 −（ｍ／Ｎ）^1/2 ］・・・（９）
となる。したがって、
ΔΛ_A （１）＝Λ_A （２）−Λ_A （１）＝ΔΛ｛（√２−１）／√Ｎ｝
・・・（10）
ΔΛ_A （Ｎ−１）＝Λ_A （Ｎ）−Λ_A （Ｎ−１）
＝ΔΛ［１−｛（Ｎ−１）／Ｎ｝^1/2 ］・・・（11）
すなわち、ｋが１に近づく程ピッチの差は大きくなり、ｋがＮに近づく程ピッチの差は小さくなる。
【００２８】
逆に、マスクＢの場合は、同様にして、ｋが１に近づく程ピッチの差は小さくなり、ｋがＮに近づく程ピッチの差は大きくなる。
【００２９】
このため、非線形チャープトパターンの場合、不連続性の大きい領域が存在することが分かる。このような領域がそのままチャープトファイバーグレーティングに転写されると、群遅延リップルが生じることになる。また、逆に、隣同士のピッチの変化が極めて小さい領域では、描画機の誤差が入りやすく、やはり作製されるチャープトグレーティングの群遅延特性の劣化を招くことになる。
【００３０】
そこで、ピッチの変化の大きい領域では単位長さ当たりの分割数を多くし、ピッチの変化の小さい領域では単位長さ当たりの分割数を少なくする方がＮを小さくでき、かつ、不要な特性劣化を防ぐことができる。
【００３１】
R. Kashyapによれば、線形チャープトグレーティングの場合、最低限必要な分割領域数Ｎ_min は以下のように表される（R. Kashyap, "Design of step-chirped fiber Bragg gratings", Opt. Commun., vol. 136, pp. 461-469, 1997. ）。ここで、α＝５．５×１０¹¹（ｍ^-2）である。
【００３２】
Ｎ_min ＝αΔλＬ_g ・・・（12）
この式から、単位長さ当たりの最低限必要な分割領域数ｎは、
ｎ＝Ｎ_min ／Ｌ_g ＝αΔλ ・・・（13）
で与えられる。
【００３３】
非線形チャープトグレーティングといえども、部分的には略線形チャープトグレーティングと見なせるので、短い領域では式（１３）が適用できると考えられる。
【００３４】
すなわち、非線形チャープトグレーティングを長手方向に十分短く分割したとき、それぞれの小グレーティングは式（１３）が当てはまる。ただし、帯域はそれぞれ異なる。これは、ブラッグ波長の変化率ｍ（ｚ）が一定でないためである。ここで、変化率ｍ（ｚ）の意味は、
ｍ（ｚ）＝ｄλ／ｄｚ ・・・（14）
である。線形チャープトグレーティングの場合、式（６）を微分して、
ｍ_FG（ｚ）＝Δλ／Ｌ_g ＝Ｎ_min ／αＬ_g ² ＝ｎ／αＬ_g ・・・（15）
であることが分かる。すなわち、
ｎ＝αＬ_g ｍ_FG ・・・（16）
である。一方、非線形チャープトグレーティングＡの場合、
ｍ_A （ｚ）＝Δλ／２√（Ｌ_g ｚ） ・・・（17）
となる。十分短い領域では、式（１６）から類推して、単位長さ当たりの最低限の分割領域数ｎ_A （ｚ）は、
ｎ_A （ｚ）＝αＬ_g ｍ_A （ｚ）＝１／２×αΔλ√（Ｌ_g ／ｚ）
・・・（18）
となると考えられる。
【００３５】
非線形チャープトグレーティングＢの場合も同様に、
ｍ_B （ｚ）＝Δλ／｛２Ｌ_g √（１−ｚ／Ｌ_g ）｝ ・・・（19）
ｎ_B （ｚ）＝αＬ_g ｍ_B （ｚ）＝αΔλ／｛２√（１−ｚ／Ｌ_g ）｝・・・（20）
となる。すなわち、非線形チャープトファイバーグレーティングＡ，Ｂを実現する位相マスクのパターンは、十分小さい領域内で式（１８）、（２０）を満たしつつ、式（４）、（５）で表されるピッチの変化をすることになる。このとき、式（４）、（５）のＮの値はそれぞれの領域におけるｎ_A （ｚ）に長さＬ_g を乗じたもので置き換えればよい。この十分小さい領域内とは、理想的には非線形チャープが略線形と見なせるまで小さな領域であるが、実際には例えば全体を３分割した程度でもそれに当てはまると考えられる。パターンをＸ分割してＸ個の領域を形成したときに、それぞれの領域の任意の点ｚにおいて、単位長さ当たりの分割領域数の設計値ｎ_d （ｚ）が以下の条件を満たせばよい。
【００３６】
ｎ_d （ｚ）≧ｎ_A （ｚ）＝１／２×αΔλ√（Ｌ_g ／ｚ） ・・・（21）
ｎ_d （ｚ）≧ｎ_B （ｚ）＝αΔλ／｛２√（１−ｚ／Ｌ_g ）｝・・（22）
ただし、チャープトグレーティングＡの場合、ｚ＝０が含まれる領域は、δを十分小さいある正値として、ｚ＝δの点で上記が満たされればよい。チャープトグレーティングＢの場合も、ｚ＝Ｌ_g が含まれる領域は、δを十分小さいある正値として、ｚ＝Ｌ_g −δの点でやはり上記が満たされればよい。
【００３７】
次に、本発明の光ファイバー加工用位相マスクの製造方法を実施例に基づいて説明する。
【００３８】
図２は、本発明の製造方法を１実施例の工程を示した断面図である。図２中、１０はブランク、１１は石英基板、１２はクロム薄膜、１２Ａはクロムパターン、１２Ｂはクロム開口部、１３はレジスト、１３Ａはレジストパターン、１３Ｂはレジスト開口部、１４は電子線（ビーム）、１５は凹溝、１７は位相マスクである。
【００３９】
まず、石英基板１１上に１５０μｍ厚のクロム薄膜１２をスパッタにて成膜したブランクス１０を用意した（図２（ａ））。
【００４０】
クロム薄膜１２は、後工程のレジストに電子線を照射する際のチャージアップ防止に役立ち、石英基板１１に凹溝１５を作製する際のマスクとなるものである。
【００４１】
次いで、レジスト１３としては、電子線レジストＲＥ５１００Ｐ（日立化成株式会社製）を用い、４００ｎｍに塗布し、乾燥した（図２（ｂ））。
【００４２】
次に、このレジスト１３に電子線１４にてチャープトグレーティング２０（図１）のパターン描画をするが、その際の本発明に基づくパターンの分割方法は以下の通りである。
【００４３】
ここでは、非線形チャープトファイバーグレーティングＢの例を示す。チャープトファイバーグレーティングの帯域Δλと最長波長の点Ｌ_g は、Δλ＝１０ｎｍ、Ｌ_g ＝１０ｍｍとした。ｚの単位を［ｍｍ］とすれば、
ｎ_B （ｚ）＝５．５／｛２√（１−ｚ／１０）｝［１／ｍｍ］・・（23）
となる。ｚ→１０ｍｍとなるにつれ、ｎ_B （ｚ）→∞となるため、ｚが大きくなる程単位長さ当たりの分割数を大きくする必要がある。
【００４４】
３分割とすると、例えば、0 ≦ｚ≦５ｍｍ（領域Ｉ）、５≦ｚ≦７．５ｍｍ（領域ＩＩ）、７．５≦ｚ≦１０ｍｍ（領域ＩＩＩ）となる。領域Ｉの単位長さ当たりの分割数はｎ_d （ｚ）≧ｎ_B （ｚ＝５ｍｍ）＝３．９／ｍｍで、全体として分割数は３．９×５＝１９．５以上（２０以上）あればよい。
【００４５】
領域ＩＩは、同様に１４以上（この場合、ｚ＝７．５ｍｍを式（２１）の右辺に代入して計算）、領域ＩＩＩは、３１以上となる（この場合、ｚ＝９．５ｍｍを式（２１）の右辺に代入して計算）。
【００４６】
そこで、３倍の余裕をみて、領域Ｉは６０分割、領域ＩＩは４０分割、領域ＩＩＩは１００分割とした。ここで、各領域におけるピッチの式は、式（５）のＮに、それぞれ６０×１０ｍｍ／５ｍｍ＝１２０、４０×１０ｍｍ／２．５ｍｍ＝１６０、１００×１０ｍｍ／２．５ｍｍ＝４００を代入したものになる。また対応するｋは、１〜６０（領域Ｉ）、８１〜１２０（領域ＩＩ）、３０１〜４００（領域ＩＩＩ）となる。
【００４７】
この後、レジスト１３を電子線描画装置ＭＥＢＥ Ｓ４５００（ＥＴＥＣ社製）にて露光量１. ２μＣ／ｃｍ² でチャープトグレーティングパターンを露光した（図２（ｃ））。
【００４８】
次いで、得られたレジストパターン１３Ａ（図２（ｄ））をマスクとして、ＣＨ₂ ＣＣｌ₂ ガスを用いてドライエッチングし、クロム薄膜パターン１２Ａを形成した（図２（ｅ））。
【００４９】
次いで、クロム薄膜パターン１２Ａをマスクとして、ＣＦ₄ ガスを用いて石英基板１１を深さ２４０ｎｍだけエッチングした（図２（ｆ））。深さの制御はエッチング時間を制御することにより行われ、深さ２００〜４００ｎｍの範囲で制御してエッチングが可能である。
【００５０】
この後、７０℃の硫酸にてレジストパターン１３Ａを剥離し（図２（ｇ））、硝酸第二セリウムアンモニウム溶液によりクロム薄膜パターン１２Ａをエッチングして除去し、洗浄処理を経て、長さ１１０ｍｍ、深さ２４０ｎｍ、ピッチ１．０７０μｍを中心とするライン＆スペースの凹溝１５を持つ位相マスク１７を完成した（図２（ｈ））。
【００５１】
上記位相マスク１７を用いてファイバーグレーティングを作製するために用意した光ファイバーは、チャープトグレーティング形成時に問題となる放射モード損失を低減化するよう設計されており（L. Dong et al., "Optical fibers with depressed claddings for suppression of coupling into cladding modes in fiber Bragg gratings", IEEE Photo. Tech. Lett., vol. 9, pp. 64-66, 1997.）、高圧水素充填により高感度化した（P. J. Lemaire, et al., "High pressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2 doped optical fibers", Electron. Lett., vol. 29, no. 13, pp. 1191-1193 1993.）。この光ファイバーのコアに、作製した非線形ステップチャープト位相マスク１７を介して紫外レーザ光（波長２４４ｎｍ）を照射し、＋１次回折光と−１次回折光とを光ファイバーのコア内で干渉させて、長さ１０ｍｍの非線形チャープトファイバーグレーティングを作製した（その作製（複製）方法は、例えば特開平１１−７２６３１号の従来の技術に示されている。）。その際、グレーティングの両端間の反射に伴う群遅延リップルを抑圧するため、アポディゼーションを施した（B. Malo et al., "Apodised in fiber Bragg grating reflectors photoimprinted using a phase mask", Electron. Lett., vol. 31, no. 3, pp. 223-225, 1995. ）。
【００５２】
図３は、上記実施例に基づいて周期の変化率の大きい領域では分割数を増やし、変化率の小さい領域では分割数を減らした非線形ステップチャープトマスクＢを用いて作製した非線形チャープトファイバーグレーティングの群遅延特性と相対強度を示す図であり、図４は、比較例として分割密度が長手方向に一定な非線形ステップチャープトマスクを用いて作製した非線形チャープトファイバーグレーティングの同様の図であり、図４から明らかなように、分割密度が長手方向に一定な非線形ステップチャープトマスクを用いたものは、群遅延リップルが著しく大きいことが分かる。これは、式（５）において、単にＮ＝２００としたピッチの非線形ステップチャープトマスクを用いているためである。
【００５３】
一方、図３から明らかなように、本発明に基づいて上記のように分割密度を長手方向に変化させた非線形ステップチャープトマスクＢを用いて作製した非線形チャープトファイバーグレーティングは、群遅延リップルが相当小さいことが分かる。
【００５４】
このようにして本発明に基づいて、群遅延特性におけるノイズ（ゆらぎ、リップル）が±１０ｐｓ以下に抑えられた分散補償デバイス（ブラッグ回折格子付き光ファイバー、ブラッグ回折格子付き光導波路）を得ることが可能になる。
【００５５】
以上、本発明の回折格子形成用位相マスク及びこのマスクを用いて複製した回折格子を備えた光ファイバー、光導波路をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の回折格子形成用位相マスク及びこのマスクを用いて複製した回折格子を備えた光ファイバー、光導波路によると、異なる周期を有する複数の回折格子が、周期の小さいものから大きいものの順に平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されているか、あるいは、平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されており、特に、その周期の変化率の大きい領域程単位長さ当たり周期の不連続相が割合的に多く存在するように集合されているので、高性能のチャープトグレーティングを作製するための位相マスクを描画時間の増大なしに容易に製造することができ、また、その位相マスクから高性能のチャープトブラッグ回折格子付き光ファイバー及び光導波路を容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回折格子形成用位相マスクの原理と構成を説明するための図である。
【図２】本発明による光ファイバー加工用位相マスクの製造方法の１実施例の工程を示した断面図である。
【図３】本発明の１実施例の非線形ステップチャープトマスクを用いて作製した非線形チャープトファイバーグレーティングの群遅延特性と相対強度を示す図である。
【図４】比較例の非線形ステップチャープトマスクを用いて作製した非線形チャープトファイバーグレーティングの群遅延特性と相対強度を示す図である。
【符号の説明】
１０…ブランク
１１…石英基板
１２…クロム薄膜
１２Ａ…クロムパターン
１２Ｂ…クロム開口部
１３…レジスト
１３Ａ…レジストパターン
１３Ｂ…レジスト開口部
１４…電子線（ビーム）
１５…凹溝
１７…位相マスク
２０…回折格子形成用位相マスクのチャープトグレーティング
Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ・・・Ｇ_k ・・・Ｇ_N-1 ，Ｇ_N …グレーティング

Claims (8)

1. 異なる次数の回折光相互の干渉縞により回折格子を形成するための位相マスクであって、回折格子の周期（ｋ）（ｋは回折格子の番号）が、非線形関数ｆ（ｘ）とするときに、次の式（１）に従って非線形にかつ不連続に変化する回折格子形成用位相マスクにおいて、異なる周期を有する複数の回折格子が平面上に格子の向きが同一方向になるように集合されており、
   回折格子の周期が非線形にかつ不連続に変化する際に、その周期の変化率の大きい領域程単位長さ当たり周期の不連続相が割合的に多く存在するように集合されていることを特徴とする回折格子形成用位相マスク。
   Λ（ｋ）= Λ₀ ＋ΔΛｆ（ｋ） ・・・（１）
   ただし、Λ₀ は１番目の回折格子上の周期、ΔΛは周期の変化率を決める係数、ｆ（ｋ）は周期の変化を決める非線形関数である。
2. 請求項１において、電子線あるいはレーザー描画装置で描画して形成されたことを特徴とする回折格子形成用位相マスク。
3. 請求項１又は２記載の回折格子形成用位相マスクを用いて、その位相マスクからの異なる次数の回折光相互の干渉縞により回折格子が形成されていることを特徴とする光ファイバー。
4. 形成されている回折格子が分散補償を目的とするものであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバー。
5. 請求項４において、群遅延特性におけるノイズ（ゆらぎ、リップル）が±１０ｐｓ以下であることを特徴とする光ファイバー。
6. 請求項１又は２記載の回折格子形成用位相マスクを用いて、その位相マスクからの異なる次数の回折光相互の干渉縞により回折格子が形成されていることを特徴とする光導波路。
7. 形成されている回折格子が分散補償を目的とするものであることを特徴とする請求項６記載の光導波路。
8. 請求項７において、群遅延特性におけるノイズ（ゆらぎ、リップル）が±１０ｐｓ以下であることを特徴とする光導波路。

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