JP4329173B2

JP4329173B2 - 光導波路グレーティング素子製造方法

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Publication number: JP4329173B2
Application number: JP20354399A
Authority: JP
Inventors: 道子春本; 政一茂原; 真二石川; 正榎本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: JP2001033610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路のコアに屈折率変調によるグレーティングが形成された光導波路グレーティング素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路グレーティング素子は、光ファイバ等の光導波路のコアに屈折率変調によるグレーティングが形成されたものであり、その光導波路を導波してグレーティング形成領域に到達した光のうち特定波長の光を反射または減衰させることができることから、光フィルタ等として用いられる。このような光導波路グレーティング素子は、Ｇｅ元素が添加されたコアに対して、空間的に強度変調された紫外光を照射することにより製造される。この紫外光照射に際しては、光導波路の一端から光を入射させて他端から出射する光のスペクトルをモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされた光のスペクトルすなわち光導波路グレーティング素子の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する。
【０００３】
近年、光通信システムにおける要求に応じて、複雑な反射・減衰の特性を有する光導波路グレーティング素子が必要とされてきている。光導波路グレーティング素子の複雑な特性は、屈折率変調が形成された領域の長さ、屈折率変調の周期、および、屈折率変調の変調度などのうちの何れかが互いに異なる複数のグレーティングを光導波路上に作製することにより実現することができる。このとき、光導波路グレーティング素子の小型化や挿入損失低減の観点より、融着などの接続部を含むことなく、１つの光導波路に複数のグレーティングが縦列に作製され、或いは、１つの光導波路の共通の領域に複数のグレーティングが重ねて作製される。
【０００４】
このように１つの光導波路に複数のグレーティングを縦列に又は重ねて順次に作製して光導波路グレーティング素子を製造する場合、作製途中にモニタされる光導波路グレーティング素子の透過特性は、そのモニタの時点で作製終了または作製途中の各グレーティングの透過特性を総合したものである。そこで、このような光導波路グレーティング素子であって所望の透過特性を有するものを製造する為には以下の製造方法により製造することが考えられる。すなわち、各グレーティングの作製が終了する度に、そのときの総合透過特性を記憶しておく。そして、次のグレーティングの作製の際には、モニタされる透過特性と記憶されている総合透過特性とから作製途中のグレーティングの単体の透過特性を求め、この求められたグレーティングの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記製造方法に従って製造した場合であっても、１つの光導波路に複数のグレーティングが作製され所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子を得ることは困難であることを、本願発明者は見出した。そして、本願発明者は、この困難性が以下の事項に起因するものであることを見出して、本願発明を想到するに到った。
【０００６】
すなわち、グレーティングが形成される光導波路であるＧｅ添加光ファイバには、紫外光照射の際の感光性を高める為に水素も添加される（例えば特開平１１−３８２６４号公報を参照）。水素が添加されると紫外光照射に因る屈折率上昇の程度が大きくなるが、紫外光照射時に水素濃度が大きく減少していき、紫外光照射終了後もグレーティングの透過特性が経時変化する。したがって、上述したように各グレーティングの作製が終了する度に総合透過特性を記憶しても、既に作製されたグレーティングの透過特性は、次のグレーティングを作製している間に経時変化していく。したがって、作製途中のグレーティングの単体の透過特性を正確に求めることができず、所望の特性を有する光導波路グレーティング素子を得ることが困難である。
【０００７】
また、光導波路グレーティング素子は、グレーティング作製後に脱水素および長期信頼性確保の為の加速劣化を目的として加熱処理がなされるが、各グレーティング毎に特性に応じて加熱処理の際の特性変化量が異なるので、このことに因っても所望の特性を有する光導波路グレーティング素子を得ることが困難である。さらに、１つの光導波路に複数のグレーティングを重ねて作製して光導波路グレーティング素子を製造する場合には、既に紫外光照射により屈折率上昇が誘起されている部分とそうでない部分とでは、その後に同じ量の紫外光が照射されても屈折率上昇量が異なるので、このことに因っても所望の特性を有する光導波路グレーティング素子を得ることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、１つの光導波路に複数のグレーティングが作製され所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法は、１つの光導波路に複数のグレーティングを順次に作製して光導波路グレーティング素子を製造する光導波路グレーティング素子製造方法であって、上記複数のグレーティングそれぞれについて光導波路に屈折率変調を誘起してグレーティングを形成するグレーティング形成工程と、上記複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングおよび他の何れか１以上のグレーティングそれぞれについてグレーティング形成工程の後に光導波路を加熱処理する加熱工程と、を備えることを特徴とする。この光導波路グレーティング素子製造方法によれば、複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングおよび他の何れか１以上のグレーティングそれぞれについてグレーティング形成工程の後に加熱工程を行うことにより、所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子を製造することができる。
【００１０】
また、本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法では、加熱工程の際の加熱温度は、前に作製されたグレーティングについての加熱工程の際の加熱温度より低いことを特徴とする。この場合には、更に容易に所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子を製造することができる。
さらに、本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法では、(a) 複数のグレーティングのうち最初に作製されるグレーティングについて、グレーティング形成工程では、光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされた光のスペクトルすなわち透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了して、加熱工程を行わない場合にはグレーティング形成工程終了時のグレーティングの透過特性を記憶し、加熱工程を行う場合には加熱工程終了時のグレーティングの透過特性を記憶し、(b) 複数のグレーティングのうち最初および最後に作製されるグレーティングを除く他のグレーティングそれぞれについて、グレーティング形成工程では、光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されている作製済みのグレーティングの透過特性とから作製途中のグレーティングの単体の透過特性を求め、この求められた作製途中のグレーティングの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了して、加熱工程を行わない場合にはグレーティング形成工程終了時のグレーティングの総合透過特性を記憶し、加熱工程を行う場合には加熱工程終了時のグレーティングの総合透過特性を記憶し、(c) 複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングについて、グレーティング形成工程では、光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されている作製済みの総合透過特性とから作製途中のグレーティングの単体の透過特性を求め、この求められた作製途中のグレーティングの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法は、上記複数のグレーティングのうち何れか２以上のグレーティングそれぞれについて、グレーティング形成工程の前に光導波路に水素を添加する水素添加工程を更に備えることを特徴とする。この場合には、複数のグレーティングのうち何れか２以上のグレーティングそれぞれについてグレーティング形成工程の前に水素添加工程を行うことにより、光導波路の長手方向に亘って水素添加濃度が均一となり、グレーティング形成工程の際の感光性も均一となるので、グレーティングは目標特性のものが得られ、また、光導波路グレーティング素子も目標特性のものが得られる。これは複数のグレーティングを重ねて作製する場合に有効である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の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、以下では、１つの光ファイバ（光導波路）に複数のグレーティングが作製された光導波路グレーティング素子について説明する。
【００１４】
先ず、本発明に係る光導波路グレーティング素子の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る光導波路グレーティング素子１の説明図である。この図は、光軸を含む面で光導波路グレーティング素子１を切断したときの断面図を示している。この光導波路グレーティング素子１は、コア１１とクラッド１２とを有する石英系の光ファイバ１０に、Ｎ個（Ｎ≧２）のグレーティング２０₁〜２０_Nが縦列に又は重ねて形成されたものである。Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nそれぞれは、屈折率変調が形成された領域の長さ、屈折率変調の周期、および、屈折率変調の変調度のうちの何れかが互いに異なる。そして、Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nそれぞれは互いに異なる透過特性を有している。光導波路グレーティング素子１の透過特性は、Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nそれぞれの透過特性を総合したものである。この光導波路グレーティング素子１は、以下に説明する光導波路グレーティング素子製造方法により製造される。
【００１５】
次に、本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法の実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る光導波路グレーティング素子製造方法の工程図である。ここではグレーティング２０₁，２０₂，…，２０_Nの順に作製されるものとする。はじめに、コア１１にＧｅ元素が添加された石英系の光ファイバ１０を用意する。この光ファイバ１０に対し、水素添加工程Ｓ11で水素を添加し、グレーティング形成工程Ｓ12で所定のマスクを介して空間的に強度変調された紫外光を照射して屈折率変調を誘起せしめ、加熱工程Ｓ13で加熱処理して、グレーティング２０₁を作製する。このグレーティング形成工程Ｓ12では、光ファイバ１０の一端から光を入射させて他端から出射する光のスペクトルをモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされた光のスペクトルすなわち透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する。そして、加熱工程Ｓ13終了時のグレーティング２０₁の透過特性を記憶する。
【００１６】
続いて、グレーティング２０₁が作製された光ファイバ１０に対し、水素添加工程Ｓ21で水素を添加し、グレーティング形成工程Ｓ22で所定のマスクを介して空間的に強度変調された紫外光を照射して屈折率変調を誘起せしめ、加熱工程Ｓ23で加熱処理して、グレーティング２０₂を作製する。このグレーティング形成工程Ｓ22では、光ファイバ１０の一端から光を入射させて他端から出射する光のスペクトルをモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されているグレーティング２０₁の透過特性とから作製途中のグレーティング２０₂の単体の透過特性を求め、この求められたグレーティング２０₂の単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する。そして、加熱工程Ｓ23終了時のグレーティング２０₁および２０₂の総合透過特性を記憶する。
【００１７】
以降同様にして各グレーティング２０₃，…，２０_N-1を順次に作製していく。最後に、グレーティング２０₁〜２０_N-1が作製された光ファイバ１０に対し、水素添加工程ＳN1で水素を添加し、グレーティング形成工程ＳN2で所定のマスクを介して空間的に強度変調された紫外光を照射して屈折率変調を誘起せしめ、加熱工程ＳN3で加熱処理して、グレーティング２０_Nを作製する。このグレーティング形成工程ＳN2では、光ファイバ１０の一端から光を入射させて他端から出射する光のスペクトルをモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されているグレーティング２０₁〜２０_N-1の総合透過特性とから作製途中のグレーティング２０_Nの単体の透過特性を求め、この求められたグレーティング２０_Nの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する。
【００１８】
以上のようにして本実施形態に係る光導波路グレーティング素子製造方法に従って作製することにより、所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子１を容易に製造することができる。特に、第ｉ番目のグレーティング２０_iの作製時の加熱工程の際の光ファイバ１０の加熱温度Ｔ_iより、その後の第ｊ番目のグレーティング２０_jの作製時の加熱工程の際の光ファイバ１０の加熱温度Ｔ_jを低くすることにより（ｉ＜ｊ、Ｔ_i＞Ｔ_j）、更に安定性に優れた光導波路グレーティング素子１を製造することができる。
【００１９】
なお、以上の説明では、Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nそれぞれのグレーティング形成工程の後に加熱工程を設けることとし、Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nそれぞれのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を設けることとした。しかし、最後に作製されるグレーティング２０_Nおよび他の何れか１以上のグレーティングそれぞれのグレーティング形成工程の後に加熱工程を設けるだけでもよい。また、Ｎ個のグレーティング２０₁〜２０_Nのうち何れか２以上のグレーティングそれぞれのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を設けるだけでもよい。
【００２０】
次に、本実施形態に係る光導波路グレーティング素子製造方法の実施例および比較例について以下に説明する。各実施例および比較例それぞれは、２つの長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂを順次に作製するものである。長周期グレーティングは、コアに誘起された屈折率変調の周期が数百μｍ程度のものであって、光ファイバを導波してグレーティング形成領域に到達した光のうち特定波長のコアモード光をクラッドモード光へ変換することで、その特定波長の光を遮断する。
【００２１】
図３は、長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂならびに光導波路グレーティング素子それぞれの目標透過特性を示すグラフである。一方の長周期グレーティングＬＰＧ−ａは、屈折率変調が形成された領域の長さが２３ｍｍであり、屈折率変調の周期が４０１μｍである。他方の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂは、屈折率変調が形成された領域の長さが２０ｍｍであり、屈折率変調の周期が３５０μｍである。２つの長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂそれぞれは、透過率が最小となる遮断中心波長が互いに異なり、また、コアモード光を互いに異なる次数のクラッドモード光へ変換する。光導波路グレーティング素子の目標透過特性は、長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂそれぞれの目標透過特性のｄＢ単位での和である。
【００２２】
各実施例および比較例それぞれにおいて、水素添加工程では、１００ａｔｍで水素を光ファイバに添加した。グレーティング形成工程では、形成すべき長周期グレーティングの屈折率変調の周期と同一の周期で透過領域と遮光領域とが１方向に周期的に繰り返される強度変調マスクを介して、ＫｒＦレーザ光源から出力された波長２４８ｎｍのレーザ光を光ファイバに照射して、光ファイバのコアに屈折率変調を誘起せしめた。
【００２３】
（比較例）
比較例では２つの長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂを縦列に作製した。この比較例では、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの水素添加工程の後にグレーティング形成工程を行った。その後に加熱工程および水素添加工程を行うことなく、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程を行った。長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程には約１３分を要した。
【００２４】
図４は、長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程の終了直後、５分経過後および１０分経過後それぞれに測定して得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性を示すグラフである。このグラフから判るように、長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性は、グレーティング形成工程後に経時変化して、透過率が最小となる遮断中心波長が次第に長くなっていき、その遮断中心波長における遮断率が次第に大きくなっていく。
【００２５】
図５は、比較例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子の透過特性、および、演算により得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性を示すグラフである。なお、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性は、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、および、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程の後に測定して記憶しておいた透過特性に基づいて演算により求めた。
【００２６】
このグラフから判るように、演算により得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性は、波長１５４０ｎｍ付近で０ｄＢを超えており、明らかに不正確である。これは、図４に示したように、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の際に１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性が経時変化していることに因る。これでは２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの透過特性を所望のものとすることは困難である。
【００２７】
（第１実施例）
第１実施例でも２つの長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂを縦列に作製した。第１実施例では、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの水素添加工程の後にグレーティング形成工程を行い、このグレーティング形成工程の後に１００℃１０時間の加熱工程を行って、この加熱工程により安定となった長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性を測定して記憶した。そして、長周期グレーティングＬＰＧ−ａが作製された光ファイバに対し水素添加工程を行い、その後に２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂを作製するためにグレーティング形成工程を行った。
【００２８】
図６は、第１実施例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子の透過特性、および、演算により得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性を示すグラフである。なお、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性は、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、および、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程および加熱工程の後に測定して記憶しておいた透過特性に基づいて演算により求めた。
【００２９】
このグラフから判るように、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の際に長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性は経時変化することがないので、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの透過特性は正確に求められている。したがって、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの透過特性も所望のものとすることができる。
【００３０】
ただし、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に１００℃１０時間の加熱工程を行うと、その加熱工程の際に１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性がさらに変動して、光導波路グレーティング素子全体の特性も変動して所望の特性とは異なる場合がある。図７は、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に１００℃１０時間の加熱工程を行った場合の光導波路グレーティング素子全体の透過特性および目標透過特性それぞれを示すグラフである。
【００３１】
このグラフから判るように、光導波路グレーティング素子全体の透過特性は、目標透過特性と比較すると、透過率が最小となる遮断中心波長１５５９ｎｍ付近では一致しているものの、透過率が２番目の極小値となる波長１５４２ｎｍ付近では相違している。このような問題は、次に述べる第２実施例のように、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程の後の加熱工程の際の加熱温度より、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後の加熱工程の際の加熱温度を低くすることにより解決することができる。
【００３２】
（第２実施例）
第２実施例は、上記第１実施例において、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程の後の加熱工程で加熱温度を１１０℃とし、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後の加熱工程では加熱温度を１００℃としたものである。
【００３３】
図８は、第２実施例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、その後の加熱工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、および、光導波路グレーティング素子の目標透過特性それぞれを示すグラフである。このグラフから判るように、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後の加熱温度１００℃の加熱工程の際に、これより高い加熱温度１１０℃で既に加熱工程を行った１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性が変動しないので、光導波路グレーティング素子全体の特性を所望のものとすることができる。
【００３４】
（第３実施例）
第３実施例では２つの長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂを互いに重ねて作製した。この実施例では、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの加熱工程の後であって２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を行った場合、および、この水素添加工程を行わなかった場合とで、光導波路グレーティング素子の透過特性を比較した。なお、複数のグレーティングを重ねて作製する場合には光ファイバの平均屈折率が高くなることから、第１の実施例の場合と比較して本実施例の場合には屈折率変調の周期を僅かに短くした。
【００３５】
図９は、第３実施例において、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程および加熱工程の後に測定して得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性、および、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程および加熱工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性を示すグラフである。また、光導波路グレーティング素子の透過特性は、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を行った場合、および、この水素添加工程を行わなかった場合それぞれについて示されている。
【００３６】
このグラフから判るように、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの加熱工程の後であって２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を行わなかった場合には、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程により屈折率が上昇した部分と上昇しなかった部分とでは、水素添加濃度が異なり、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の際の感光性も異なるので、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの屈折率変調の振幅が小さくなり、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂにより透過率が最小となる１５５９ｎｍ付近で遮断量が減少する。
【００３７】
これに対して、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａの加熱工程の後であって２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の前に水素添加工程を行った場合には、光ファイバの長手方向に亘って水素添加濃度が均一となり、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の際の感光性も均一となるので、長周期グレーティングＬＰＧ−ｂは目標特性のものが得られ、また、光導波路グレーティング素子も目標特性のものが得られる。
【００３８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態および各実施例では、光ファイバに複数のグレーティングが作製された光導波路グレーティング素子について説明したが、平面基板上に形成された光導波路に複数のグレーティングが作製された光導波路グレーティング素子についても同様である。
【００３９】
また、各実施例では、複数の長周期グレーティングが作製された光導波路グレーティング素子について説明したが、複数のブラッググレーティングが作製された光導波路グレーティング素子についても同様である。なお、グレーティング形成工程でブラッググレーティングを形成するには、例えば、光導波路に近接配置された位相格子マスクに紫外光を入射させて、その位相格子マスクから出力された回折光の干渉パターンにより光導波路のコアに屈折率変調を誘起せしめる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る光導波路グレーティング素子製造方法によれば、複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングおよび他の何れか１以上のグレーティングそれぞれについてグレーティング形成工程の後に加熱工程を行うことにより、所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子を製造することができる。
【００４１】
また、加熱工程の際の加熱温度が前に作製されたグレーティングについての加熱工程の際の加熱温度より低い場合には、更に容易に所望の特性を有し安定性に優れた光導波路グレーティング素子を製造することができる。
【００４２】
また、複数のグレーティングのうち何れか２以上のグレーティングそれぞれについてグレーティング形成工程の前に水素添加工程を更に備える場合には、光導波路の長手方向に亘って水素添加濃度が均一となり、グレーティング形成工程の際の感光性も均一となるので、グレーティングは目標特性のものが得られ、また、光導波路グレーティング素子も目標特性のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光導波路グレーティング素子の説明図である。
【図２】本実施形態に係る光導波路グレーティング素子製造方法の工程図である。
【図３】長周期グレーティングＬＰＧ−ａおよびＬＰＧ−ｂならびに光導波路グレーティング素子それぞれの目標透過特性を示すグラフである。
【図４】長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程の終了直後、５分経過後および１０分経過後それぞれに測定して得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性を示すグラフである。
【図５】比較例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子の透過特性、および、演算により得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性を示すグラフである。
【図６】第１実施例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子の透過特性、および、演算により得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ｂの単体の透過特性を示すグラフである。
【図７】２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に１００℃１０時間の加熱工程を行った場合の光導波路グレーティング素子全体の透過特性および目標透過特性それぞれを示すグラフである。
【図８】第２実施例において、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、その後の加熱工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性、および、光導波路グレーティング素子の目標透過特性それぞれを示すグラフである。
【図９】第３実施例において、１つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ａのグレーティング形成工程および加熱工程の後に測定して得られた長周期グレーティングＬＰＧ−ａの透過特性、および、２つ目の長周期グレーティングＬＰＧ−ｂのグレーティング形成工程および加熱工程の後に測定して得られた光導波路グレーティング素子全体の透過特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光導波路グレーティング素子、１０…光ファイバ（光導波路）、１１…コア、１２…クラッド、２０₁〜２０_N…グレーティング。

Claims

１つの光導波路に複数のグレーティングを順次に作製して光導波路グレーティング素子を製造する光導波路グレーティング素子製造方法であって、
前記複数のグレーティングそれぞれについて前記光導波路に屈折率変調を誘起してグレーティングを形成するグレーティング形成工程と、
前記複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングおよび他の何れか１以上のグレーティングそれぞれについて前記グレーティング形成工程の後に前記光導波路を加熱処理する加熱工程と、
を備え、
前記加熱工程の際の加熱温度は、前に作製されたグレーティングについての前記加熱工程の際の加熱温度より低く、
前記複数のグレーティングのうち最初に作製されるグレーティングについて、前記グレーティング形成工程では、前記光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされた光のスペクトルすなわち透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了して、前記加熱工程を行わない場合には前記グレーティング形成工程終了時のグレーティングの透過特性を記憶し、前記加熱工程を行う場合には前記加熱工程終了時のグレーティングの透過特性を記憶し、
前記複数のグレーティングのうち最初および最後に作製されるグレーティングを除く他のグレーティングそれぞれについて、前記グレーティング形成工程では、前記光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されている作製済みのグレーティングの透過特性とから作製途中のグレーティングの単体の透過特性を求め、この求められた作製途中のグレーティングの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了して、前記加熱工程を行わない場合には前記グレーティング形成工程終了時のグレーティングの総合透過特性を記憶し、前記加熱工程を行う場合には前記加熱工程終了時のグレーティングの総合透過特性を記憶し、
前記複数のグレーティングのうち最後に作製されるグレーティングについて、前記グレーティング形成工程では、前記光導波路の透過特性をモニタしながら紫外光を照射し、そのモニタされる透過特性と記憶されている作製済みの総合透過特性とから作製途中のグレーティングの単体の透過特性を求め、この求められた作製途中のグレーティングの単体の透過特性が所望の特性となった時点で紫外光照射を終了する、
ことを特徴とする光導波路グレーティング素子製造方法。
前記複数のグレーティングのうち何れか２以上のグレーティングそれぞれについて前記グレーティング形成工程の前に前記光導波路に水素を添加する水素添加工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載の光導波路グレーティング素子製造方法。