JP4219499B2 - Grating-type optical component manufacturing apparatus and grating-type optical component manufacturing method - Google Patents

Grating-type optical component manufacturing apparatus and grating-type optical component manufacturing method Download PDF

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバのグレーティング形成領域にグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置およびグレーティング型光部品の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光通信技術において、グレーティング型光部品が広く使用されている。このグレーティング型光部品は、例えば信号波長とは異なる波長帯にグレーティングにより透過光の阻止帯域を形成し、信号光は入力端から出力端へ透過させ、阻止帯域の波長の光を前記グレーティングにより入力端側へ反射させて監視光として取り出すものである。
【0003】
前記グレーティングの形成方法としては、マスク(フェイズマスク)を用いて形成するフェイズマスク法が広く用いられている。このフェイズマスク法は、光ファイバ等の光導波路のグレーティング形成領域に、マスク(フェイズマスク)を介して紫外光を照射し、光ファイバ等の光導波路に前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すものである。
【0004】
光ファイバのコアは、一般に、ゲルマニウム(Ge)ドープ石英(SiO )ガラスにより形成されており、このゲルマニウムドープガラスに強い紫外光を照射すると、ゲルマニウムの屈折率が高まるため、光ファイバ上にフェイズマスクを介して紫外光の干渉縞を投影することにより、光ファイバのコア内に周期的な屈折率変化を起こさせ、回折格子を形成することができる。なお、グレーティング形成方法としては、フェイズマスク法の他に、マスクを用いないボログラフィック法等もある。
【0005】
ところで、フェイズマスク法により光ファイバにグレーティングを形成するときには、例えば、1μm前後の間隔の干渉縞を光ファイバ上に投影させるため、光ファイバとフェイズマスクとの正確な姿勢精度(傾き、距離)が要求される。また、紫外光を照射するためにエキシマレーザを用いようとすると、エキシマレーザはアルゴンレーザよりもコヒーレントが悪く、くっきりした干渉縞が得にくいために、光ファイバをフェイズマスクに接近させた位置にセットすることが望ましい。
【0006】
そこで、フェイズマスク法によりグレーティング型光部品の製造を行なうときには、例えば、図に示すような装置を用いて、光ファイバ2にフェイズマスク8を接触させた状態で、光ファイバ2の上に、フェイズマスク8を直接搭載して、フェイズマスク8の上方側からUV光(紫外光)を照射してグレーティング形成を行なっていた。すなわち、これらの図に示すように、間隔を介して配置した2つの光ファイバ載置台13の平面状の上面に、2対以上の光ファイバ2をほぼ平行に配設し、これらの光ファイバ上2に、自重でバランス良くフェイズマスク8を光ファイバ2に接触させて置く、または、フェイズマスク8に加圧して、フェイズマスク8を光ファイバ2に接触させて置き、上記のように、紫外光照射によるグレーティング形成を行なっていた。
【0007】
なお、一般に、光ファイバ2の被覆を除去したグレーティング形成領域6にグレーティング形成が行なわれるようになっており、図の(b)に示すように、光ファイバ載置台13には、光ファイバ2の被覆を除去したグレーティング形成領域6の両端側の部分が搭載される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フェイズマスク8は、一般的に石英製であり、高価であるにもかかわらず、大変脆いものであり、上記のように、フェイズマスク8と光ファイバ2とを接触させて配設すると、高価なフェイズマスク8を傷つけやすいといった問題があった。
【0009】
また、フェイズマスク8と光ファイバ2とが接触すると、光ファイバ2に付着した異物がフェイズマスク8を汚してしまい、グレーティング形成の障害になるといった問題もあった。
【0010】
さらに、グレーティングを形成するときには、グレーティング形成領域6の両端側の、光ファイバ2の被覆が除去されていない被覆部分を張力印加装置側に固定して張力を加えることにより、グレーティング形成領域6に張力を加えながら紫外光照射を行なうが、図5,6に示したような装置において、光ファイバ載置台13の表面は平面状に形成されており、光ファイバ2は、この平面状の光ファイバ載置台13の表面とフェイズマスク8との間に挟まれているだけなので、前記被覆部分の設置具合(固定具合)や張力のかけ方により、光ファイバ2のファイバグレーティング形成領域6に曲がりや浮き上がりが生じ、フェイズマスク8の設置精度に悪影響が及びやすいといった問題もあった。
【0011】
さらに、光ファイバ2上にフェイズマスク8を加圧または自重で直接配置するため、常に、光ファイバ2自体の外径精度や、同時に処理する(光ファイバ載置台13に同時に搭載される)光ファイバ2同士の外径精度によって、フェイズマスク8と光ファイバの姿勢精度にばらつきが生じてしまうといった問題もあった。
【0012】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フェイズマスクに汚れや傷などを生じさせることなく、かつ、光ファイバの外径精度や被覆部の配置具合などに影響を受けることなく正確にグレーティング形成を行なうことができるグレーティング型光部品の製造装置およびグレーティング型光部品の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明のグレーティング型光部品の製造装置は、光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置であって、該製造装置は前記光ファイバと前記マスクとの位置決め装置を有しており、該位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを有し、前記光ファイバ配列部材の表面側には前記光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝が形成されており、該ピン挿入溝に前記位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙が形成される構成としたことを特徴として構成されている。
【0014】
また、前記光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したこと、前記ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成したことも本発明のグレーティング型光部品の製造装置の特徴的な構成とされている。
【0015】
さらに、本発明のグレーティング型光部品の製造方法は、光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造方法であって、表面側に光ファイバ配列溝および該光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを用意し、前記ピン挿入溝に位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙を介した状態で前記マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射する構成をもって課題を解決する手段としている。
【0016】
上記構成の本発明において、光ファイバ配列部材のピン挿入溝に位置決めピンを挿入して、この位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより、マスクと、光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に確実に挿入されて配列される光ファイバ上面との間には、間隙を介した状態とされる。
【0017】
この間隙は、例えば位置決めピンの径やピン挿入溝の深さを調節することにより、容易に調節されるので、光ファイバ上面とマスクとの間に、最適な距離、すなわち、きわめてわずかな隙間を形成することが可能となり、この状態で、マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光が照射されるので、高価なマスクに傷が生じることや、光ファイバの埃がマスクに付着することは防止され、しかも、光ファイバの外径精度や被覆部の配置具合などに影響を受けることなく、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態でグレーティング形成を行なうことが可能となり、正確にグレーティング形成を行なうことができるために、上記課題が解決される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図1には、本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の一実施形態例を構成する位置決め装置の要部構成が示されている。なお、同図の(a)には、この位置決め装置の斜視図が、同図の(b)には、その側面図がそれぞれ示されており、図2には、この位置決め装置の正面図が示されている。
【0019】
本実施形態例の製造装置は、フェイズマスク法により光ファイバにグレーティングを形成する装置であり、本実施形態例の製造装置は、これらの図に示すような、光ファイバ2とフェイズマスク8との位置決め装置を有している。この位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝としてのV溝9を形成した光ファイバ配列部材3と、光ファイバ配列部材3のV溝9に配列される光ファイバ2の上面とフェイズマスク8との間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピン1とを有している。
【0020】
本実施形態例では、2つの光ファイバ配列部材3が、間隔を介して配設されており、光ファイバ配列部材3の表面側にはV溝9の両側に、V溝9と間隔を介してV字形状のピン挿入溝4が形成されており、V溝9の深さとピン挿入溝4の深さは、サブミクロン台でほぼ等しく形成されている。
【0021】
位置決めピン1は超硬合金製であり、位置決めピン1の径は127μmで、V溝9に配列する光ファイバ2の径(φ124μm〜126μm)よりも大きく形成されている。位置決めピン1はセンターレス研削で作られており、長さ10mmあたりの円筒度は0.3μm以下であり、一般的な光ファイバの円筒度よりも精度が高く形成されている。本実施形態例では、このような位置決めピン1を4本用いており、これらの位置決めピン1をそれぞれピン挿入溝4に挿入し、位置決めピン1の上部側にフェイズマスク8を搭載することにより、フェイズマスク8と光ファイバ2の上面との間に間隙が形成される構成とされている。なお、フェイズマスク8は、光ファイバ2の長手方向の長さが、4本の位置決めピン1により支持される長さに形成されている。
【0022】
本実施形態例のグレーティング型光部品の製造装置は、以上のように形成された位置決め装置を有しており、次に、本実施形態例の製造装置を用いたグレーティング型光部品の製造方法について説明する。
【0023】
まず、前記ピン挿入溝4にそれぞれ、位置決めピン1を挿入し、次に、光ファイバ2に張力をかけながら、光ファイバ2をV溝9に沿わせて固定する。なお、予め、グレーティング形成領域6を含む光ファイバ2の途中領域の被覆を除去した状態とし、光誘起特性の向上を目的とした加圧水素処理等を行なってから、光ファイバ2をV溝9に固定する。また、図2に示すように、光ファイバ2の被覆除去領域は、光ファイバ2をV溝9に挿入するときに、被覆部分がV溝9にかからないような長さとする。
【0024】
その後、4箇所のピン挿入溝4に挿入した位置決めピン1の上にフェイズマスク8を自重で置く。このとき、位置決めピン1の配置のほぼ中心にフェイズマスク8の重心がくるように配置する。
【0025】
以上のようにして、V溝9に配列した光ファイバ2の上面とフェイズマスク8との間に、例えば2μmといったわずかな間隙を介した状態で、フェイズマスク8を介して光ファイバ2のグレーティング形成領域6に紫外光を照射する。なお、紫外光の照射は、例えば、KrFエキシマレーザを用いて行なう。
【0026】
本実施形態例によれば、図1,2に示したたような位置決め装置を有することから、以上のように、フェイズマスク8と光ファイバ2を、極めてわずかな間隙を介して容易に配設できる。
【0027】
そして、本実施形態例の装置を用いることにより、従来のように、フェイズマスク8と光ファイバ2とが接触することを防げるために、高価なフェイズマスク8に傷を生じさせることや、光ファイバ2に付着した埃などの異物によってフェイズマスク8を汚すことを防ぐことができるし、光ファイバ2自体の外径精度や、同時に処理する光ファイバ2同士の外径ばらつきなどの悪影響を受けることなく、常に正確に、フェイズマスク8と光ファイバ2との姿勢精度を再現性よく保つことができ、非常に正確にグレーティング形成を行なうことができる。
【0028】
特に、本実施形態例では、位置決めピン1は超硬合金製のピンとし、センターレス研削で作り、一般的な光ファイバの円筒度よりも精度が高く形成したものを用いているために、フェイズマスク8と光ファイバとの姿勢精度を極めて正確に、かつ、再現性よく保つことができ、より一層正確に、再現性よくグレーティング形成を行なうことができる。
【0029】
また、光ファイバ2のグレーティング形成領域6の両側が光ファイバ配列部材3のV溝9に挿入固定されるので、従来のように、平面状に形成された光ファイバ載置台13の表面に光ファイバ2を搭載する場合と異なり、光ファイバ2に張力を施すときの被覆部分の固定具合や張力のかけ方により、光ファイバ2のファイバグレーティング形成領域6に曲がりや浮き上がりが生じることを防ぐことが可能となり、それにより、フェイズマスク8の設置精度に悪影響が及ぶことを防ぎ、非常に正確に、再現性良くグレーティング形成を行なうことができる。
【0030】
さらに、本実施形態例によれば、ピン挿入溝4に位置決めピン1を挿入した状態で、光ファイバ2をV溝9に挿入し、位置決めピン1の上にフェイズマスク8を自重で置くだけでフェイズマスク8と光ファイバ2との正確な位置決めができるために、非常に容易にフェイズマスク8と光ファイバとの位置決めを行なうことができ、グレーティング型光部品の製造を非常に容易に行なうことができる。
【0031】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、位置決めピン1の径を127μmとしたが、位置決めピン1の径は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、光ファイバ2の径よりも大きい適宜の値に設定することにより、光ファイバ2とフェイズマスク8との間隙の大きさを様々に可変することができる。
【0032】
また、上記実施形態例では、光ファイバ配列部材3に形成するV溝9とピン挿入溝4とをほぼ同じ深さにしたが、例えば図3に示すように、ピン挿入溝4の深さをV溝9の深さよりも浅く形成してもよい。この場合、例えば、位置決めピン1の径を光ファイバ2の径とほぼ等しく形成すれば、ピン挿入溝4がV溝9よりも浅い分だけ、フェイズマスク8と光ファイバ2との間に間隙を設けることができる。また、ピン挿入溝4の深さとV溝9の深さとの差を大きくすれば、光ファイバ2の径よりも小さい径の位置決めピン1をピン挿入溝4に挿入しても、フェイズマスク8と光ファイバ2との間に間隙を設けることができる。
【0033】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ配列溝をV溝9とし、ピン挿入溝4もV字形状の溝としたが、これらの溝の形状は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えばこれらの溝の一方または両方をU字形状の溝としてもよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造方法によれば、光ファイバ配列部材のピン挿入溝に位置決めピンを挿入して、この位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより、マスクと光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間には間隙を介した状態とすることができ、この状態で、マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射することで、高価なマスクに傷が生じることや、光ファイバの埃等の異物がマスクに付着することを防止することができるし、しかも、光ファイバの外径精度などに影響を受けることなく、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態で、再現性良くグレーティング形成を行なうことができる。
【0037】
また、本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造法方法によれば、光ファイバを光ファイバ配列溝に配列することにより、例えばグレーティング形成時に光ファイバを光ファイバ配列溝に固定することができるために、グレーティング形成時に光ファイバの被覆部分に張力を加えても、張力の加え方などによって光ファイバのグレーティング形成領域が浮き上がったり曲がったりすることを防ぐことが可能となり、より一層、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態で、再現性よくグレーティング形成を行なうことができる。
【0038】
さらに、本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造方法によれば、例えば位置決めピンの径やピン挿入溝の深さを調節することにより、前記間隙を容易に調節することができるので、光ファイバ上面とマスクとの間に、最適な距離、すなわち、きわめてわずかな隙間を形成することができ、非常に良好なグレーティング形成を行なうことができる。
【0039】
また、グレーティング型光部品の製造装置において、前記光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したり、前記ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成することにより、非常に容易に、かつ、確実にマスクと光ファイバとの間に間隙を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の一実施形態例に設けられる位置決め装置を示す要部構成図である。
【図2】図1の(a)の正面図である。
【図3】本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の他の実施形態例に設けられる位置決め装置を示す要部構成図である。
【図4】 従来のグレーティング型光部品の製造方法における一過程を示す説明図である。
【図5】 図4の側面図(a)と正面図(b)である。
【符号の説明】
1 位置決めピン
2 光ファイバ
3 光ファイバ配列部材
4 ピン挿入溝
6 グレーティング形成領域
8 フェイズマスク
9 V溝
14 突起部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grating type optical component manufacturing apparatus and a method for manufacturing a grating type optical component that apply a grating to a grating forming region of an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
In optical communication technology, grating-type optical components are widely used. For example, this grating-type optical component forms a stop band of transmitted light by a grating in a wavelength band different from the signal wavelength, transmits signal light from the input end to the output end, and inputs light having a wavelength in the stop band by the grating. It is reflected to the end side and taken out as monitoring light.
[0003]
As a method for forming the grating, a phase mask method using a mask (phase mask) is widely used. In this phase mask method, a grating forming region of an optical waveguide such as an optical fiber is irradiated with ultraviolet light through a mask (phase mask), and the optical waveguide such as an optical fiber is refracted by irradiation with ultraviolet light through the mask. Grating is performed by periodically arranging a portion with a high rate and a portion with a low refractive index due to ultraviolet light shielding in the longitudinal direction of the optical fiber.
[0004]
The core of the optical fiber is generally formed of germanium (Ge) -doped quartz (SiO 2 ) glass. When this germanium-doped glass is irradiated with strong ultraviolet light, the refractive index of germanium increases, so that the phase on the optical fiber is increased. By projecting the interference fringes of ultraviolet light through the mask, it is possible to cause a periodic refractive index change in the core of the optical fiber and to form a diffraction grating. In addition to the phase mask method, a grating forming method includes a bolographic method that does not use a mask.
[0005]
By the way, when a grating is formed on an optical fiber by the phase mask method, for example, since interference fringes having a spacing of about 1 μm are projected onto the optical fiber, accurate posture accuracy (tilt and distance) between the optical fiber and the phase mask is ensured. Required. If an excimer laser is used to irradiate ultraviolet light, the excimer laser is less coherent than the argon laser and it is difficult to obtain clear interference fringes, so set the optical fiber close to the phase mask. It is desirable to do.
[0006]
Therefore, when manufacturing a grating-type optical component by the phase mask method, for example, using an apparatus as shown in FIGS. 4 and 5 , the optical fiber 2 is placed on the optical fiber 2 with the phase mask 8 in contact with the optical fiber 2. In addition, the phase mask 8 is directly mounted, and the grating is formed by irradiating UV light (ultraviolet light) from the upper side of the phase mask 8. That is, as shown in these drawings, two or more pairs of optical fibers 2 are arranged substantially in parallel on the planar upper surface of two optical fiber mounting bases 13 arranged with a gap between them. 2, the phase mask 8 is placed in contact with the optical fiber 2 in a well-balanced manner by its own weight, or the phase mask 8 is placed in contact with the optical fiber 2 by applying pressure to the phase mask 8 and, as described above, ultraviolet light. A grating was formed by irradiation.
[0007]
In general, the grating formation region 6 to remove the coating of the optical fiber 2 being adapted to the grating formation is performed, as shown in (b) of FIG. 5, the optical fiber mounting table 13, the optical fiber 2 The portions on both ends of the grating forming region 6 from which the coating is removed are mounted.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the phase mask 8 is generally made of quartz and is very fragile despite being expensive. As described above, when the phase mask 8 and the optical fiber 2 are arranged in contact with each other, There is a problem that the expensive phase mask 8 is easily damaged.
[0009]
Further, when the phase mask 8 and the optical fiber 2 come into contact with each other, there is a problem in that foreign matter attached to the optical fiber 2 contaminates the phase mask 8 and becomes an obstacle to forming a grating.
[0010]
Furthermore, when forming the grating, tension is applied to the grating forming region 6 by fixing the covering portions of the both ends of the grating forming region 6 where the coating of the optical fiber 2 is not removed to the tension applying device side and applying tension. 5 and 6, in the apparatus as shown in FIGS. 5 and 6, the surface of the optical fiber mounting table 13 is formed in a planar shape, and the optical fiber 2 is mounted on the planar optical fiber. Since it is only sandwiched between the surface of the mounting table 13 and the phase mask 8, the fiber grating forming region 6 of the optical fiber 2 is bent or lifted depending on how the covering portion is installed (fixed) or how tension is applied. As a result, there is a problem that the installation accuracy of the phase mask 8 tends to be adversely affected.
[0011]
In addition, since the phase mask 8 is directly placed on the optical fiber 2 under pressure or under its own weight, the outer diameter accuracy of the optical fiber 2 itself and the optical fiber that is simultaneously processed (mounted on the optical fiber mounting table 13) are always processed. There is also a problem that the accuracy of the posture of the phase mask 8 and the optical fiber varies due to the outer diameter accuracy between the two.
[0012]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to prevent the phase mask from becoming dirty or scratched, and to provide an outer diameter accuracy of the optical fiber and an arrangement condition of the covering portion. It is an object of the present invention to provide a grating type optical component manufacturing apparatus and a grating type optical component manufacturing method capable of accurately forming a grating without being affected by the above.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the grating-type optical component manufacturing apparatus of the present invention irradiates a grating forming region of an optical fiber with ultraviolet light through a mask, and a portion having a high refractive index due to ultraviolet light irradiation through the mask to the optical fiber. And a grating-type optical component manufacturing apparatus for performing grating by periodically arranging low refractive index portions due to ultraviolet light shielding in the longitudinal direction of the optical fiber, the manufacturing apparatus positioning the optical fiber and the mask The positioning device includes: an optical fiber array member having an optical fiber array groove formed on a surface side; an optical fiber upper surface arrayed in the optical fiber array groove of the optical fiber array member; and the mask. A positioning pin for mask positioning that secures a gap therebetween, and the surface side of the optical fiber array member is spaced from the optical fiber array groove. And an optical fiber arranged in the optical fiber array groove by inserting the positioning pin into the pin insertion groove and mounting a mask on the upper side of the positioning pin. A feature is that a gap is formed between the upper surface and the upper surface.
[0014]
Further, the depth of the optical fiber array groove and the depth of the pin insertion groove are substantially matched, and the diameter of the positioning pin is formed larger than the diameter of the optical fiber arrayed in the optical fiber array groove, and the depth of the pin insertion groove The thickness of the optical fiber array groove is smaller than the depth of the optical fiber array groove, which is a characteristic configuration of the grating type optical component manufacturing apparatus of the present invention.
[0015]
Furthermore, in the method for manufacturing a grating-type optical component of the present invention, the grating forming region of the optical fiber is irradiated with ultraviolet light through a mask, and the optical fiber is irradiated with ultraviolet light through the mask. And a method of manufacturing a grating-type optical component in which a portion having a low refractive index due to ultraviolet light shielding is periodically arranged in the longitudinal direction of the optical fiber to perform grating, the optical fiber array groove on the surface side and the optical fiber array groove Positioning for mask positioning that secures a gap between the optical fiber array member in which pin insertion grooves are formed at intervals and the optical fiber upper surface arrayed in the optical fiber array groove of the optical fiber array member and the mask. A pin is prepared, a positioning pin is inserted into the pin insertion groove, and a mask is mounted on the upper side of the positioning pin. And a means for solving the problems with the arrangement for irradiating ultraviolet light to the grating formation region of the optical fiber through the mask in a state in which a gap between the optical fiber upper surface that is arranged in the optical fiber array trenches.
[0016]
In the present invention configured as described above, by inserting a positioning pin into the pin insertion groove of the optical fiber array member and mounting the mask on the upper side of the positioning pin, the mask and the optical fiber array groove of the optical fiber array member are mounted. A space is provided between the upper surface of the optical fiber that is securely inserted and arranged.
[0017]
This gap is easily adjusted, for example, by adjusting the diameter of the positioning pin and the depth of the pin insertion groove, so that an optimum distance, that is, a very small gap is provided between the upper surface of the optical fiber and the mask. In this state, ultraviolet light is irradiated to the grating forming region of the optical fiber through the mask, so that the expensive mask is damaged or dust on the optical fiber adheres to the mask. In addition, it is possible to form a grating with a high attitude accuracy between the optical fiber and the mask without being affected by the outer diameter accuracy of the optical fiber and the arrangement of the covering portion. Since the formation can be performed, the above problem is solved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same name portions as in the conventional example, and the duplicate description thereof is omitted. FIG. 1 shows a main configuration of a positioning device that constitutes an embodiment of a grating-type optical component manufacturing apparatus according to the present invention. 2A is a perspective view of the positioning device, FIG. 2B is a side view thereof, and FIG. 2 is a front view of the positioning device. It is shown.
[0019]
The manufacturing apparatus of this embodiment is an apparatus for forming a grating on an optical fiber by a phase mask method, and the manufacturing apparatus of this embodiment is an optical fiber 2 and a phase mask 8 as shown in these drawings. It has a positioning device. This positioning apparatus includes an optical fiber array member 3 having a V-groove 9 as an optical fiber array groove formed on the front surface side, an upper surface of the optical fiber 2 arrayed in the V-groove 9 of the optical fiber array member 3, and a phase mask 8. And positioning pins 1 for mask positioning for securing a gap between them.
[0020]
In the present embodiment, two optical fiber array members 3 are arranged with a gap therebetween, and on the surface side of the optical fiber array member 3 on both sides of the V groove 9 with a gap with the V groove 9. A V-shaped pin insertion groove 4 is formed, and the depth of the V groove 9 and the depth of the pin insertion groove 4 are substantially equal on the sub-micron level.
[0021]
The positioning pin 1 is made of cemented carbide, and the diameter of the positioning pin 1 is 127 μm, which is larger than the diameter of the optical fiber 2 arranged in the V-groove 9 (φ124 μm to 126 μm). The positioning pin 1 is made by centerless grinding, and the cylindricity per 10 mm length is 0.3 μm or less, and is formed with higher accuracy than the cylindricity of a general optical fiber. In the present embodiment example, four such positioning pins 1 are used. Each of these positioning pins 1 is inserted into the pin insertion groove 4 and a phase mask 8 is mounted on the upper side of the positioning pin 1. A gap is formed between the phase mask 8 and the upper surface of the optical fiber 2. The phase mask 8 is formed such that the length of the optical fiber 2 in the longitudinal direction is supported by the four positioning pins 1.
[0022]
The manufacturing apparatus of the grating type optical component of the present embodiment example has the positioning device formed as described above. Next, a manufacturing method of the grating type optical component using the manufacturing apparatus of the present embodiment example. explain.
[0023]
First, the positioning pin 1 is inserted into each of the pin insertion grooves 4, and then the optical fiber 2 is fixed along the V-groove 9 while applying tension to the optical fiber 2. It should be noted that the optical fiber 2 including the grating forming region 6 is previously removed from the coating, and after performing pressurized hydrogen treatment or the like for the purpose of improving the light-induced characteristics, the optical fiber 2 is inserted into the V groove 9. Fix it. Further, as shown in FIG. 2, the coating removal region of the optical fiber 2 has such a length that the coating portion does not cover the V groove 9 when the optical fiber 2 is inserted into the V groove 9.
[0024]
Thereafter, the phase mask 8 is placed on the positioning pins 1 inserted into the four pin insertion grooves 4 by its own weight. At this time, it arrange | positions so that the gravity center of the phase mask 8 may come to the approximate center of arrangement | positioning of the positioning pin 1. FIG.
[0025]
As described above, the grating formation of the optical fiber 2 is performed via the phase mask 8 with a slight gap of 2 μm, for example, between the upper surface of the optical fiber 2 arranged in the V-groove 9 and the phase mask 8. The region 6 is irradiated with ultraviolet light. Irradiation with ultraviolet light is performed using, for example, a KrF excimer laser.
[0026]
According to the present embodiment example, since the positioning device as shown in FIGS. 1 and 2 is provided, the phase mask 8 and the optical fiber 2 can be easily arranged through a very small gap as described above. it can.
[0027]
In order to prevent the phase mask 8 and the optical fiber 2 from coming into contact with each other by using the apparatus of the present embodiment, the expensive phase mask 8 can be damaged, or the optical fiber can be prevented. The phase mask 8 can be prevented from being soiled by foreign matters such as dust adhering to the optical fiber 2, and can be prevented from being adversely affected by the outer diameter accuracy of the optical fiber 2 itself and the outer diameter variation of the optical fibers 2 processed simultaneously. The posture accuracy between the phase mask 8 and the optical fiber 2 can be always accurately maintained with good reproducibility, and the grating can be formed very accurately.
[0028]
In particular, in this embodiment, the positioning pin 1 is a cemented carbide pin, is made by centerless grinding, and is formed with higher accuracy than the cylindricity of a general optical fiber. The attitude accuracy between the mask 8 and the optical fiber can be kept extremely accurately and with good reproducibility, and the grating can be formed more accurately and with good reproducibility.
[0029]
Further, since both sides of the grating forming region 6 of the optical fiber 2 are inserted and fixed in the V-groove 9 of the optical fiber arraying member 3, the optical fiber is placed on the surface of the optical fiber mounting table 13 formed in a flat shape as in the prior art. Unlike the case where the optical fiber 2 is mounted, it is possible to prevent the fiber grating forming region 6 of the optical fiber 2 from being bent or lifted depending on how the covering portion is fixed and how the tension is applied when the optical fiber 2 is tensioned. As a result, it is possible to prevent the installation accuracy of the phase mask 8 from being adversely affected, and to form a grating very accurately and with good reproducibility.
[0030]
Further, according to the present embodiment, the optical fiber 2 is inserted into the V-groove 9 with the positioning pin 1 inserted into the pin insertion groove 4 and the phase mask 8 is placed on the positioning pin 1 with its own weight. Since the phase mask 8 and the optical fiber 2 can be accurately positioned, the phase mask 8 and the optical fiber can be positioned very easily, and manufacturing of the grating type optical component can be performed very easily. it can.
[0031]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment example, Various aspects can be taken. For example, in the above embodiment, the diameter of the positioning pin 1 is set to 127 μm, but the diameter of the positioning pin 1 is not particularly limited and is appropriately set and appropriately larger than the diameter of the optical fiber 2. By setting this value, the size of the gap between the optical fiber 2 and the phase mask 8 can be varied variously.
[0032]
In the above embodiment, the V-groove 9 and the pin insertion groove 4 formed in the optical fiber array member 3 have substantially the same depth. For example, as shown in FIG. It may be formed shallower than the depth of the V groove 9. In this case, for example, if the diameter of the positioning pin 1 is formed to be substantially equal to the diameter of the optical fiber 2, a gap is formed between the phase mask 8 and the optical fiber 2 by an amount that the pin insertion groove 4 is shallower than the V groove 9. Can be provided. Further, if the difference between the depth of the pin insertion groove 4 and the depth of the V groove 9 is increased, even if the positioning pin 1 having a diameter smaller than the diameter of the optical fiber 2 is inserted into the pin insertion groove 4, the phase mask 8 A gap can be provided between the optical fiber 2 and the optical fiber 2.
[0033]
Furthermore, in the above embodiment, the optical fiber array groove is the V-groove 9 and the pin insertion groove 4 is also a V-shaped groove. However, the shape of these grooves is not particularly limited and is set as appropriate. For example, one or both of these grooves may be U-shaped grooves.
[0036]
【The invention's effect】
According to the grating type optical component manufacturing apparatus and method of the present invention, the positioning pin is inserted into the pin insertion groove of the optical fiber array member, and the mask is mounted on the upper side of the positioning pin. A gap can be formed between the upper surface of the optical fiber arrayed in the optical fiber array groove of the fiber array member, and in this state, the grating forming region of the optical fiber is irradiated with ultraviolet light through the mask. By doing so, it is possible to prevent the expensive mask from being scratched and foreign matter such as dust of the optical fiber from adhering to the mask, and without being affected by the outer diameter accuracy of the optical fiber, etc. The grating can be formed with good reproducibility in a state where the posture accuracy between the optical fiber and the mask is high.
[0037]
Further, according to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the grating type optical component of the present invention, by arranging the optical fiber in the optical fiber array groove, for example, the optical fiber can be fixed in the optical fiber array groove when forming the grating. Therefore, even if tension is applied to the coated portion of the optical fiber at the time of forming the grating, it becomes possible to prevent the grating forming region of the optical fiber from being lifted or bent depending on how the tension is applied. The grating can be formed with high reproducibility while the posture accuracy with the mask is high.
[0038]
Furthermore, according to the grating type optical component manufacturing apparatus and method of the present invention, the gap can be easily adjusted, for example, by adjusting the diameter of the positioning pin and the depth of the pin insertion groove. An optimum distance, that is, a very small gap can be formed between the upper surface of the fiber and the mask, and a very good grating can be formed.
[0039]
Further, in the grating type optical component manufacturing apparatus, the depth of the optical fiber array groove and the depth of the pin insertion groove are substantially matched, and the diameter of the positioning pin is larger than the diameter of the optical fiber arrayed in the optical fiber array groove. Alternatively, by forming the depth of the pin insertion groove shallower than the depth of the optical fiber array groove, a gap can be generated between the mask and the optical fiber very easily and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a positioning device provided in an embodiment of a grating type optical component manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of FIG.
FIG. 3 is a main part configuration diagram showing a positioning device provided in another embodiment of an apparatus for manufacturing a grating-type optical component according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a process in a conventional method of manufacturing a grating-type optical component .
FIG. 5 is a side view (a) and a front view (b) of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positioning pin 2 Optical fiber 3 Optical fiber arrangement member 4 Pin insertion groove 6 Grating formation area 8 Phase mask 9 V groove 14 Protrusion part

Claims (4)

光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置であって、該製造装置は前記光ファイバと前記マスクとの位置決め装置を有しており、該位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを有し、前記光ファイバ配列部材の表面側には前記光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝が形成されており、該ピン挿入溝に前記位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙が形成される構成としたことを特徴とするグレーティング型光部品の製造装置。The optical fiber grating forming region is irradiated with ultraviolet light through a mask, and a portion having a high refractive index due to ultraviolet light irradiation through the mask and a portion having a low refractive index due to ultraviolet light shielding are applied to the optical fiber. An apparatus for manufacturing a grating-type optical component that performs grating by periodically arranging in the longitudinal direction, the manufacturing apparatus including a positioning device for the optical fiber and the mask, And an optical fiber array member having an optical fiber array groove formed therein, and a positioning pin for mask positioning that secures a gap between the upper surface of the optical fiber arrayed in the optical fiber array groove of the optical fiber array member and the mask. In addition, a pin insertion groove is formed on the surface side of the optical fiber arrangement member with a gap from the optical fiber arrangement groove. A gap is formed between the mask and the upper surface of the optical fiber arranged in the optical fiber arrangement groove by inserting a deciding pin and mounting the mask on the upper side of the positioning pin. Manufacturing equipment for grating-type optical components. 光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したことを特徴とする請求項1記載のグレーティング型光部品の製造装置。2. The grating according to claim 1, wherein the depth of the optical fiber array groove and the depth of the pin insertion groove are substantially matched, and the diameter of the positioning pin is formed larger than the diameter of the optical fiber arrayed in the optical fiber array groove. Type optical component manufacturing equipment. ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成したことを特徴とする請求項1記載のグレーティング型光部品の製造装置。2. The grating type optical component manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the depth of the pin insertion groove is smaller than the depth of the optical fiber array groove. 光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造方法であって、表面側に光ファイバ配列溝および該光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを用意し、前記ピン挿入溝に位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙を介した状態で前記マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射することを特徴とするグレーティング型光部品の製造方法。The optical fiber grating forming region is irradiated with ultraviolet light through a mask, and a portion having a high refractive index due to ultraviolet light irradiation through the mask and a portion having a low refractive index due to ultraviolet light shielding are applied to the optical fiber. A method of manufacturing a grating-type optical component in which gratings are periodically arranged in the longitudinal direction, and an optical fiber array in which an optical fiber array groove and a pin insertion groove are formed on the surface side through an interval between the optical fiber array groove And a positioning pin for mask positioning that secures a gap between the upper surface of the optical fiber arranged in the optical fiber arrangement groove of the optical fiber arrangement member and the mask, and the positioning pin is inserted into the pin insertion groove By mounting a mask on the upper side of the positioning pin, between the mask and the upper surface of the optical fiber arranged in the optical fiber arrangement groove Grating type optical component manufacturing method, which comprises irradiating ultraviolet light to the grating formation region of the optical fiber through the mask in a state in which through the gap.
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