JP5435044B2 - Fiber Bragg grating device - Google Patents
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Description
この発明は、周囲温度の変化に対するファイバブラッググレーティングのブラッグ反射波長の変動を抑制できるファイバブラッググレーティング装置に関する。 The present invention relates to a fiber Bragg grating device that can suppress fluctuations in the Bragg reflection wavelength of a fiber Bragg grating with respect to changes in ambient temperature.
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光ファイバ等を用いた高速で大容量のネットワークが整備されつつある。このようなネットワークを構築するための通信手段として、光時間分割多重(OTDM:Optical Time Division Multiplexing)、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)、及び光符号分割多重(OCDM:Optical Code Division Multiplexing)が注目されている。 In recent years, communication demand has been rapidly increasing due to the spread of the Internet and the like. Correspondingly, high-speed and large-capacity networks using optical fibers and the like are being developed. As communication means for constructing such a network, Optical Time Division Multiplexing (OTDM), Wavelength Division Multiplexing (WDM), and Optical Code Division Multiplexing (OCDM). Is attracting attention.
これら多重技術を用いる伝送では、並列に複数チャンネルの光パルス信号を生成する。この光パルス信号は、送信データを情報として含む電気信号を用いて光パルス列に変調したものである。送信側では、光パルス信号をチャンネル毎に異なる符号で変調する。この送信側における変調を符号化と称する。また、受信側では、送信側において符号化したときに用いられたものと同一の符号で変調することで、元の並列光パルス信号に戻す。この受信側における変調を復号化と称する。 In transmission using these multiplexing techniques, optical pulse signals of a plurality of channels are generated in parallel. This optical pulse signal is modulated into an optical pulse train using an electrical signal including transmission data as information. On the transmission side, the optical pulse signal is modulated with a different code for each channel. This modulation on the transmission side is called encoding. On the receiving side, the original parallel optical pulse signal is restored by modulating with the same code used when encoding on the transmitting side. This modulation on the receiving side is called decoding.
多重技術の1つであるOCDMを用いる伝送では、多数のチャンネルの光パルス信号を同一の波長で同時に伝送することができる。 In transmission using OCDM, which is one of the multiplexing techniques, optical pulse signals of many channels can be transmitted simultaneously at the same wavelength.
また、OCDMは、送信側と受信側とで同一符号を鍵として用いる伝送方法であるので、伝送におけるセキュリティーが高いことが特徴の一つである。 In addition, since OCDM is a transmission method that uses the same code as a key on the transmission side and the reception side, one of the features is high security in transmission.
OCDMの符号化の手段として、光の位相を符号として用いる位相符号方式OCDMが知られている。そして、符号器及び復号器として、光ファイバにファイバブラッググレーティング(FBG:Fiber Bragg Grating)が作り込まれて構成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング(SSFBG:Superstructured Fiber Bragg Grating)を備えるFBG装置を用いることができる。ここで、FBGを利用した符号器及び復号器に同一の符号を設定するためには、符号器及び復号器のFBGを同一の実効屈折率周期構造とし、かつ同一のブラッグ反射波長とする必要がある。なお、上記FBG装置は、符号器及び復号器以外の用途に用いることや、OCDM以外の多重技術に適用すること等もできる。 As a means for encoding the OCDM, a phase code method OCDM using the phase of light as a code is known. Then, as an encoder and a decoder, an FBG apparatus provided with a superstructured fiber Bragg grating (SSFBG: Superstructured Fiber Bragg Grating) configured by forming a fiber Bragg grating (FBG) in an optical fiber is used. Can do. Here, in order to set the same code to the encoder and the decoder using FBG, it is necessary that the FBGs of the encoder and the decoder have the same effective refractive index periodic structure and the same Bragg reflection wavelength. is there. The FBG device can be used for purposes other than the encoder and decoder, or can be applied to multiplexing techniques other than OCDM.
FBGのブラッグ反射波長は、符号器及び復号器の例えば周囲温度の変化等に伴って変動する。このようなブラッグ反射波長の変動が生じると、符号器と復号器とで符号の整合がとれず、チャンネル間のクロストークが発生する。そのため、符号器及び復号器のFBGのブラッグ反射波長を同一に保つことが重要である。 The Bragg reflection wavelength of the FBG varies with, for example, changes in the ambient temperature of the encoder and decoder. When such a variation in the Bragg reflection wavelength occurs, the encoder and decoder do not match the codes, and crosstalk occurs between channels. Therefore, it is important to keep the Bragg reflection wavelength of the FBGs of the encoder and decoder the same.
そこで、周囲温度の変化に起因するFBGのブラッグ反射波長の変動を抑制する技術がある(例えば特許文献1参照)。 Therefore, there is a technique for suppressing fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG caused by changes in the ambient temperature (see, for example, Patent Document 1).
FBGのブラッグ反射波長は、周囲温度の上昇に伴い長波長側に変動する。そこで、特許文献1に開示されているFBG装置では、熱膨張係数が負である基板(以下、負膨張性基板とも称する)の表面上に、FBGが形成された光ファイバが取り付けられている。光ファイバは、少なくとも2箇所の隔離した部分において負膨張性基板の表面に固定されている。この特許文献1によるFBG装置では、周囲温度の上昇に伴って負膨張性基板が収縮することによって、FBGのブラッグ反射波長の変動を補償することができる。一方、FBGのブラッグ反射波長は、周囲温度の下降に伴い短波長側に変動する。周囲温度の下降時では、負膨張性基板が膨張することによって、FBGのブラッグ反射波長の変動を補償することができる。 The Bragg reflection wavelength of the FBG varies to the longer wavelength side as the ambient temperature increases. Therefore, in the FBG device disclosed in Patent Document 1, an optical fiber on which an FBG is formed is attached on the surface of a substrate having a negative thermal expansion coefficient (hereinafter also referred to as a negative expansion substrate). The optical fiber is fixed to the surface of the negative expansion substrate in at least two separated portions. In the FBG device according to Patent Document 1, fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG can be compensated for by the negative expansion substrate contracting as the ambient temperature increases. On the other hand, the Bragg reflection wavelength of the FBG varies to the short wavelength side as the ambient temperature decreases. When the ambient temperature is lowered, the negative expandable substrate expands to compensate for fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG.
図1(A)は、周囲温度の変化とFBGのブラッグ反射波長の変動との関係を示す図である。図1(A)において、横軸は周囲温度を℃単位で目盛ってある。また、縦軸はFBGのブラッグ反射波長の変動量をpm単位で目盛ってある。図1(A)に示すように、FBGのブラッグ反射波長の変動量は、周囲温度の変化に対して一次関数の関係にはない。 FIG. 1A is a diagram showing the relationship between changes in ambient temperature and fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG. In FIG. 1A, the horizontal axis indicates the ambient temperature in units of ° C. Further, the vertical axis shows the fluctuation amount of the Bragg reflection wavelength of the FBG in units of pm. As shown in FIG. 1A, the fluctuation amount of the Bragg reflection wavelength of the FBG does not have a linear function relationship with the change in the ambient temperature.
これに対して、負膨張性基板の膨張又は収縮を利用して波長特性を補償する場合、その補償量が周囲温度の変化に対して一次関数の関係となる。 On the other hand, when the wavelength characteristic is compensated using the expansion or contraction of the negative expansion substrate, the compensation amount has a linear function relationship with the change in the ambient temperature.
このような、ブラッグ反射波長の変動量と補償量との、周囲温度に対する依存性の相違に起因して、特許文献1によるFBG装置では、周囲温度によって補償過多又は補償不足が生じる場合がある。 Due to the difference in dependence on the ambient temperature between the variation amount of the Bragg reflection wavelength and the compensation amount, the FBG device according to Patent Document 1 may be overcompensated or undercompensated depending on the ambient temperature.
図1(B)は、特許文献1に開示されたFBG装置を用いて、FBGのブラッグ反射波長の変動を補償した結果を示している。図1(B)において、横軸は周囲温度を℃単位で目盛ってある。また、縦軸はFBGのブラッグ反射波長の変動量をpm単位で目盛ってある。実線は、高温域(周囲温度が概ね20〜80℃の範囲内の温域)におけるブラッグ反射波長の変動を補償する熱膨張係数が設定された負膨張性基板を用いた場合の結果である(符号101を付して示す)。また、破線は、中温域(周囲温度が概ね−10〜50℃の範囲内の温域)におけるブラッグ反射波長の変動を補償する熱膨張係数が設定された負膨張性基板を用いた場合の結果である(符号103を付して示す)。また、一点破線は、低温域(周囲温度が概ね−40〜20℃の範囲内の温域)におけるブラッグ反射波長の変動を補償する熱膨張係数が設定された負膨張性基板を用いた場合の結果である(符号105を付して示す)。
FIG. 1B shows the result of compensating for the fluctuation of the Bragg reflection wavelength of the FBG using the FBG device disclosed in Patent Document 1. In FIG. 1B, the horizontal axis indicates the ambient temperature in units of ° C. Further, the vertical axis shows the fluctuation amount of the Bragg reflection wavelength of the FBG in units of pm. A solid line is a result at the time of using the negative expansion | swelling board | substrate with which the thermal expansion coefficient which compensates the fluctuation | variation of the Bragg reflection wavelength in a high temperature range (temperature range in which the ambient temperature is approximately 20 to 80 ° C.) is set (
図1(B)に示すように、特許文献1に開示されたFBG装置では、各結果において、補償過多又は補償不足が生じる温度範囲が存在する。すなわち、高温域におけるブラッグ反射波長の変動を補償する場合には、低温域において補償過多が生じる。また、中温域におけるブラッグ反射波長の変動を補償する場合には、低温域において補償過多が生じ、かつ高温域において補償不足が生じる。また、低温域におけるブラッグ反射波長の変動を補償する場合には、高温域において補償不足が生じる。このように、特許文献1によるFBG装置では、広範囲の周囲温度の変化に対応して十分に波長特性の補償を行うことができない。 As shown in FIG. 1B, in the FBG apparatus disclosed in Patent Document 1, there is a temperature range in which excessive compensation or insufficient compensation occurs in each result. That is, when compensating for the fluctuation of the Bragg reflection wavelength in the high temperature region, excessive compensation occurs in the low temperature region. In addition, when compensating for the fluctuation of the Bragg reflection wavelength in the middle temperature range, excessive compensation occurs in the low temperature range and insufficient compensation occurs in the high temperature range. In addition, when compensating for the fluctuation of the Bragg reflection wavelength in the low temperature range, insufficient compensation occurs in the high temperature range. As described above, the FBG device according to Patent Document 1 cannot sufficiently compensate the wavelength characteristics corresponding to a wide range of ambient temperature changes.
そこで、この発明の目的は、従来と比してより広範囲の温度変化に対して、FBGのブラッグ反射波長の変動を抑制できるFBG装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an FBG device that can suppress fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG with respect to a wider range of temperature changes than in the prior art.
上述の目的の達成を図るため、この発明のFBG装置は、光ファイバと実装スリーブと接触緩衝材とホルダとを備えている。光ファイバには、FBGが作り込まれている。実装スリーブは、光ファイバを固定し、かつ負の熱膨張係数を有している。ホルダは、実装スリーブを、光ファイバの延在方向に沿った方向から接触緩衝材を介して一体的に挟み込み、かつ正の熱膨張係数を有している。 In order to achieve the above object, the FBG device of the present invention includes an optical fiber, a mounting sleeve, a contact cushioning material, and a holder. FBG is built into the optical fiber. The mounting sleeve fixes the optical fiber and has a negative coefficient of thermal expansion. The holder sandwiches the mounting sleeve integrally from the direction along the extending direction of the optical fiber via the contact cushioning material, and has a positive thermal expansion coefficient.
この発明によるFBG装置では、上述したように実装スリーブの熱膨張係数が負であり、かつホルダの熱膨張係数が正である。そのため、周囲温度が下降した際には、実装スリーブが膨張し、ホルダが収縮する。従って、実装スリーブの膨張がホルダによって抑制される。その結果、周囲温度の下降時において、実装スリーブによるFBGの波長特性の補償過多を、ホルダによって抑制することができる。そのため、この発明によるFBG装置では、高温域における波長特性を補償するように実装スリーブの熱膨張係数を設定しておくことによって、従来と比してより広範囲の温度変化に対して、FBGのブラッグ反射波長の変動を補償することができる。 In the FBG device according to the present invention, as described above, the thermal expansion coefficient of the mounting sleeve is negative, and the thermal expansion coefficient of the holder is positive. Therefore, when the ambient temperature falls, the mounting sleeve expands and the holder contracts. Therefore, the expansion of the mounting sleeve is suppressed by the holder. As a result, when the ambient temperature is lowered, excessive compensation of the wavelength characteristics of the FBG by the mounting sleeve can be suppressed by the holder. For this reason, in the FBG device according to the present invention, the thermal expansion coefficient of the mounting sleeve is set so as to compensate for the wavelength characteristics in the high temperature range, so that the FBG Bragg can be applied to a wider range of temperature changes than in the past. It is possible to compensate for variations in the reflection wavelength.
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the shape, size, and arrangement relationship of each component are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, the material and numerical conditions of each component are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and many changes or modifications that can achieve the effects of the present invention can be made without departing from the scope of the configuration of the present invention.
この実施の形態では、例えば上述したOCDMにおける符号器又は復号器として動作するFBG装置について説明する。 In this embodiment, for example, an FBG device that operates as an encoder or a decoder in the above-described OCDM will be described.
(構成の説明)
図2及び図3は、この実施の形態によるFBG装置を示す模式図である。図2は、FBG装置の斜視図である。また、図3(A)は、FBG装置を図2のI−I線で切り取った切り口を示す端面図である。また、図3(B)は、FBG装置を図3(A)のII−II線で切り取った切り口を示す端面図である。なお、図3(B)では、切り口を示すハッチングを省略している。
(Description of configuration)
2 and 3 are schematic views showing the FBG device according to this embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the FBG device. FIG. 3A is an end view showing a cut surface of the FBG device taken along line II in FIG. FIG. 3B is an end view showing a cut surface obtained by cutting the FBG device along the line II-II in FIG. In FIG. 3B, hatching indicating a cut surface is omitted.
FBG装置11は、光ファイバ13と、実装スリーブ15と、接触緩衝材17と、ホルダ19とを備えて構成されている。
The
光ファイバ13として、周囲温度の変化に対して正の相関でFBGのブラッグ反射波長が変動する(すなわち、光ファイバ13に形成されたFBGのブラッグ反射波長が、周囲温度の上昇に伴い長波長側に変動する)光ファイバを用いる。より具体的には、光ファイバ13として、例えばFIBERCORE社製の紫外感光性光ファイバPA1500(以下、光ファイバAとも称する)又はCorActive社製の紫外感光性光ファイバUVS652(以下、光ファイバBとも称する)等を用いることができる。
As the
図4を参照して、光ファイバA及び光ファイバBにおけるFBGのブラッグ反射波長の変動について説明する。図4は、周囲温度の変化と、光ファイバA及び光ファイバBにおけるFBGのブラッグ反射波長の変動との関係を示す図である。図4において、横軸は周囲温度を℃単位で目盛ってある。また、縦軸はFBGのブラッグ反射波長の変動量をpm単位で目盛ってある。図4から、周囲温度が20〜80℃の範囲内では、光ファイバAの波長変動率が10pm/℃、及び光ファイバBの波長変動率が9pm/℃であることが確認できる。 With reference to FIG. 4, the fluctuation | variation of the Bragg reflection wavelength of FBG in the optical fiber A and the optical fiber B is demonstrated. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between changes in ambient temperature and fluctuations in the Bragg reflection wavelength of the FBG in the optical fibers A and B. FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the ambient temperature in units of ° C. Further, the vertical axis shows the fluctuation amount of the Bragg reflection wavelength of the FBG in units of pm. From FIG. 4, it can be confirmed that the wavelength variation rate of the optical fiber A is 10 pm / ° C. and the wavelength variation rate of the optical fiber B is 9 pm / ° C. within an ambient temperature range of 20 to 80 ° C.
また、光ファイバ13には、FBGが作り込まれている(図示せず)。この実施の形態では、光ファイバ13は、FBGが実装スリーブ15に接触して実装スリーブ15に固定されている。
Moreover, FBG is built in the optical fiber 13 (not shown). In this embodiment, the
実装スリーブ15は、例えば直方体状とすることができる。そして、上面15a側で光ファイバ13を固定している。
The mounting
図2及び図3に示す構成例では、上面15aに、実装スリーブ15の長手方向に沿って延在する溝部21が形成されている。ここでは、溝部21の延在方向に直交する断面を、例えば縦及び横の寸法が各1mmの矩形状とすることができる。この溝部21内に、溝部21と延在方向を一致させて光ファイバ13が収容されている。そして、光ファイバ13に形成されたFBGが、溝部21の底面21aに接触している。
In the configuration example shown in FIGS. 2 and 3, a
さらに、溝部21は、延在方向の両端部分が接着剤23で埋め込まれている。接着剤23は、例えばヤング率が100GPa以上であり、かつガラス転移温度が100℃以上のエポキシ系接着剤であるのが好ましい。より具体的には、接着剤23として、オーテックス株式会社製の紫外線硬化型エポキシ接着剤「PARQIT」を用いることができる。そして、20℃の周囲温度下において、例えば100g重の引っ張り張力を印加した状態(約1nmの波長変動を与えた状態)で光ファイバ13を固定するのが好ましい。
Further, the
このように、光ファイバ13は、接着剤23で溝部21内に延在方向の両端付近で固定される。
In this way, the
また、実装スリーブ15は、負の熱膨張係数を有する材料で構成されている。実装スリーブ15の熱膨張係数は、周囲温度が20〜80℃の範囲内における光ファイバ13のブラッグ反射波長の変動を過不足なく補償する値に設定される。光ファイバ13として例えば光ファイバAを用いる場合には、実装スリーブ15の熱膨張係数を−7.5×10-6/℃とするのが好ましい。また、光ファイバ13として例えば光ファイバBを用いる場合には、実装スリーブ15の熱膨張係数を−6.5×10-6/℃とするのが好ましい。実装スリーブ15として、例えば日本電気硝子株式会社製のCERSATを用いることができる。
The mounting
接触緩衝材17は、後述するホルダ19の補償調整部19aと実装スリーブ15との間に設けられた第1接触緩衝材17a、及び固定部19cと実装スリーブ15との間に設けられた第2接触緩衝材17bを含んで構成されている。第1接触緩衝材17a及び第2接触緩衝材17bは、一体的に形成されていても良いし、互いに離間して形成されていても良い。なお、図2及び図3では、第1接触緩衝材17aと第2接触緩衝材17bが互いに離間して形成された構成例を示している。
The
また、接触緩衝材17は、実装スリーブ15及びホルダ19と比して軟らかい(例えばショア硬度が小さい、又はヤング率が小さい)材料で形成されるのが好ましい。接触緩衝材17を、例えばウレタン等のスポンジ材料、又は発泡スチロール等で形成することができる。接触緩衝材17として、例えばノイアックコーポレーション株式会社製のPEライトA−8で形成することができる。
The
ホルダ19は、一対の補償調整部19aと結合部19bと固定部19cとを含んで構成されている。
The
一対の補償調整部19aは、実装スリーブ15を、光ファイバ13の延在方向に沿った方向から挟み込んでいる。補償調整部19aは、実装スリーブ15の、光ファイバ13の延在方向に直交する2つの面(端面15b及び15c)と対面して形成されている。そして、これら補償調整部19aは、接触緩衝材17(第1接触緩衝材17a)を介して実装スリーブ15を挟み込んでいる。また、一対の補償調整部19aは、結合部19bによって結合されており、一体的に構成されている。
The pair of
また、固定部19cは、実装スリーブ15を、光ファイバ13の延在方向に直交する方向から包み込んでいる。図2及び図3に示す構成例では、固定部19cは、実装スリーブ15を、光ファイバ13の延在方向に沿った上面15a、並びに上面15aと直交する側面15d及び15eから、接触緩衝材17(第2接触緩衝材17b)を介して一体的に包み込んでいる。
Further, the fixing
なお、ホルダ19は、少なくとも一対の補償調整部19a及び結合部19bを含んで構成されていれば良く、その形状を設計に応じて任意好適に変更することができる。従って、ホルダ19を、固定部19cを含まない構成とすることができる。その場合には、例えば、実装スリーブ15の端面15b及び15cと対面する一対の補償調整部19aと、側面15d及び15eと対面する一対の結合部19bとを含む枠状体として構成される。あるいは、例えば、側面15d及び15eと対面する位置ではなく、上面15a又は下面15fと対面させた結合部19bによって、一対の補償調整部19aを結合することもできる。
In addition, the
一方、固定部19cを設けた場合には、固定部19cによって実装スリーブ15を、上面15a、端面15b及び15c、並びに側面15d及び15eの5面から包み込むことができるため、光ファイバ13及び実装スリーブ15をより確実に固定することができる。
On the other hand, when the fixing
また、ホルダ19は、正の熱膨張係数を有する材料で構成されている。ここで、ホルダ19は、補償調整部19aにおいて、周囲温度の変化に伴う実装スリーブ15の伸縮を調整する目的で設けられている。そのために、ホルダ19の熱膨張係数を、例えば少なくとも1.5×10-5/℃以上とするのが好ましい。また、ホルダ19を、例えばアルミ又は銅等で形成することができる。
The
なお、上述した各構成要素の形状及び寸法を、それぞれの材料に応じて適宜設定することができる。 In addition, the shape and dimension of each component mentioned above can be suitably set according to each material.
(作用・効果の説明)
この実施の形態によるFBG装置11では、周囲温度の上昇時において、FBGのブラッグ反射波長が長波長側に変動する。これに対し、光ファイバ13を固定している実装スリーブ15は、熱膨張係数が負であるため収縮する。そして、上述したように、実装スリーブ15の熱膨張係数は、高温域(すなわち例えば周囲温度が20〜80℃の範囲内)におけるFBGの波長変動量に基づいて設定されている。そのため、高温域におけるブラッグ反射波長の変動は、実装スリーブ15の収縮によって補償される。なお、周囲温度の上昇時において、熱膨張係数が正であるホルダ19は膨張する。しかし、実装スリーブ15の収縮による応力と、ホルダ19の膨張による応力は、互いに離間する方向に発生するため、高温域における波長特性の補償効果には影響しない。
(Description of action / effect)
In the
ここで、既に説明したように、実装スリーブの熱膨張係数を、高温域におけるFBGの波長特性を過不足なく補償する値に設定した場合、実装スリーブのみによる補償では、上述した特許文献1のように低温域(すなわち例えば周囲温度が20℃よりも低い温域)において補償過多が生じる。 Here, as described above, when the thermal expansion coefficient of the mounting sleeve is set to a value that compensates for the wavelength characteristics of the FBG in a high temperature range without excess or deficiency, the compensation using only the mounting sleeve is as described in Patent Document 1 described above. Furthermore, excessive compensation occurs in a low temperature range (that is, a temperature range where the ambient temperature is lower than 20 ° C., for example).
しかし、この実施の形態によるFBG装置11では、周囲温度が下降した際には、実装スリーブ15が膨張し、かつホルダ19が収縮する。従って、低温域において、実装スリーブ15の膨張が、ホルダ19の補償調整部19aによって抑制される(図3(B)参照)。その結果、実装スリーブ15による波長特性の補償過多を、ホルダ19によって抑制することができる。そのため、FBG装置11では、従来と比してより広範囲の温度変化に対して、FBGのブラッグ反射波長の変動を補償することができる。
However, in the
また、FBG装置11は、実装スリーブ15及びホルダ19の熱膨張係数を適宜設定することによって波長特性を補償することができる。従って、装置が複雑化することなく、また、製造コストが増大することなく、広い温域における波長特性を補償するという効果を得ることができる。さらに、波長特性を補償するために電力の供給を必要としないため、省エネルギーの観点からも好ましいといえる。
Further, the
ここで、発明者は、FBG装置11による波長特性の補償の効果を確認するために、シミュレーションを行った。このシミュレーションでは、FBG装置11(以下、装置Aとも称する)と、ホルダ19を設けずに構成したFBG装置(以下、装置Bとも称する)とで波長特性の補償の効果を比較した。これらのFBG装置は、ホルダ19の有無を除いて同一の構成とした。そして、光ファイバ13として上述した光ファイバBを用い、また、実装スリーブ15の熱膨張係数を−6.5×10-6/℃とした。
Here, the inventor performed a simulation in order to confirm the effect of wavelength characteristic compensation by the
このシミュレーションの結果を図5に示す。図5において、横軸は周囲温度を℃単位で目盛ってある。また、縦軸はFBGのブラッグ反射波長の変動量をpm単位で目盛ってある。また、装置Aに係る結果を、符号51を付して示した。また、装置Bに係る結果を、符号53を付して示した。
The result of this simulation is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the ambient temperature in units of ° C. Further, the vertical axis shows the fluctuation amount of the Bragg reflection wavelength of the FBG in units of pm. Further, the result relating to the device A is shown with
図5から、周囲温度が20〜80℃の高温域では、装置A及び装置Bともに、ブラッグ反射波長の変動が補償されていることがわかる。 From FIG. 5, it can be seen that in the high temperature range where the ambient temperature is 20 to 80 ° C., both the devices A and B are compensated for the variation of the Bragg reflection wavelength.
また、周囲温度が20℃よりも低い低温域では、ホルダ19を設けていない装置Bは、補償過多が生じている。これに対し、ホルダ19を備えている装置Aは、低温域における補償過多が抑制され、ブラッグ反射波長の変動が補償されていることがわかる。
Further, in the low temperature range where the ambient temperature is lower than 20 ° C., the device B not provided with the
11:FBG装置
13:光ファイバ
15:実装スリーブ
17:接触緩衝材
19:ホルダ
19a:補償調整部
19b:結合部
19c:固定部
21:溝部
23:接着剤
11: FBG device 13: optical fiber 15: mounting sleeve 17: contact cushioning material 19:
Claims (4)
該光ファイバを固定し、かつ熱膨張係数が負である実装スリーブと、
接触緩衝材と、
前記実装スリーブを、前記光ファイバの延在方向に沿った方向から前記接触緩衝材を介して一体的に挟み込み、かつ熱膨張係数が正であるホルダと
を備える
ことを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。 An optical fiber with a built-in fiber Bragg grating,
A mounting sleeve for fixing the optical fiber and having a negative coefficient of thermal expansion;
Contact cushioning material,
A fiber Bragg grating device comprising: a holder having a positive thermal expansion coefficient sandwiched integrally with the mounting sleeve from the direction along the extending direction of the optical fiber via the contact cushioning material. .
ことを特徴とする請求項1に記載のファイバブラッググレーティング装置。 2. The fiber Bragg grating device according to claim 1, wherein the holder wraps the mounting sleeve through the contact cushioning material from a direction orthogonal to an extending direction of the optical fiber.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のファイバブラッググレーティング装置。 3. The fiber Bragg according to claim 1, wherein a thermal expansion coefficient of the mounting sleeve is determined based on a wavelength variation rate of the fiber Bragg grating at an ambient temperature within a range of 20 to 80 ° C. 4. Grating device.
前記実装スリーブは、−6.5×10-6〜−7.5×10-6/℃の範囲内の熱膨張係数を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のファイバブラッググレーティング装置。
The fiber Bragg grating has a wavelength variation rate of 9 to 10 pm / ° C. at an ambient temperature within a range of 20 to 80 ° C., and the mounting sleeve is −6.5 × 10 −6 to −7.5 × 10 −6. The fiber Bragg grating device according to claim 3, which has a coefficient of thermal expansion within a range of / ° C.
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