JPH08101322A - 透過型ファイバグレーティングフィルタの製造方法及びその装置 - Google Patents
透過型ファイバグレーティングフィルタの製造方法及びその装置Info
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- JPH08101322A JPH08101322A JP6237812A JP23781294A JPH08101322A JP H08101322 A JPH08101322 A JP H08101322A JP 6237812 A JP6237812 A JP 6237812A JP 23781294 A JP23781294 A JP 23781294A JP H08101322 A JPH08101322 A JP H08101322A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特性の良好な透過型ファイバグレーティング
フィルタを製造し得る方法及びその装置を提供する。 【構成】 ピッチが線形に変化するマスクパターン４ａ
を有する位相シフトマスク４を光ファイバ５に密着させ
て固定し、マスクパターン４ａの所定の波長に対応する
ピッチの部位Ｐのみを遮蔽板３で覆い、位相シフトマス
ク４を固定した光ファイバ５にその長さ方向に沿って紫
外線レーザ光７を等速度で照射することにより、前記所
定の波長、即ち透過させようとする波長に対応した部分
が欠落したチャープグレーティング８を形成する。
フィルタを製造し得る方法及びその装置を提供する。 【構成】 ピッチが線形に変化するマスクパターン４ａ
を有する位相シフトマスク４を光ファイバ５に密着させ
て固定し、マスクパターン４ａの所定の波長に対応する
ピッチの部位Ｐのみを遮蔽板３で覆い、位相シフトマス
ク４を固定した光ファイバ５にその長さ方向に沿って紫
外線レーザ光７を等速度で照射することにより、前記所
定の波長、即ち透過させようとする波長に対応した部分
が欠落したチャープグレーティング８を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バンドパスフィルタを
光ファイバ上のグレーティングのみにより実現する透過
型ファイバグレーティングフィルタの製造方法及びその
装置に関するものである。
光ファイバ上のグレーティングのみにより実現する透過
型ファイバグレーティングフィルタの製造方法及びその
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光ファイバのコアに紫外線を
照射してグレーティングを形成することにより、狭帯域
で波長選択性に優れたファイバグレーティングフィルタ
が得られることが知られている。しかしながら、通常の
ファイバグレーティングフィルタは反射型フィルタであ
り、これを透過型フィルタ、即ちバンドパスフィルタと
して用いるにはファイバカップラもしくは光サーキュレ
ータ等と併用しなければならないため、誘電体多層膜フ
ィルタと比較して構造が複雑となり、小型化が困難でコ
ストも高くなるという問題があった。
照射してグレーティングを形成することにより、狭帯域
で波長選択性に優れたファイバグレーティングフィルタ
が得られることが知られている。しかしながら、通常の
ファイバグレーティングフィルタは反射型フィルタであ
り、これを透過型フィルタ、即ちバンドパスフィルタと
して用いるにはファイバカップラもしくは光サーキュレ
ータ等と併用しなければならないため、誘電体多層膜フ
ィルタと比較して構造が複雑となり、小型化が困難でコ
ストも高くなるという問題があった。
【０００３】一方、光ファイバ上のグレーティングのみ
を用いたバンドパスフィルタ（以下、これを透過型ファ
イバグレーティングフィルタと称す。）を実現する試み
として、２光束干渉露光系によりチャープグレーティン
グを形成する際、露光部分の一部を遮蔽することにより
チャープグレーティング中に欠落部分を形成し、それに
対応する波長の光の透過を得るようになした報告がある
（例えば、Electronics Letters, Vol.30, No.11, 199
4, M.C.Farries et al., "Very broad reflection band
width(44nm)chirped fiber gratings and narrow bandp
ass filters produced by the use of an amplitude ma
sk", pp.891-892参照）。
を用いたバンドパスフィルタ（以下、これを透過型ファ
イバグレーティングフィルタと称す。）を実現する試み
として、２光束干渉露光系によりチャープグレーティン
グを形成する際、露光部分の一部を遮蔽することにより
チャープグレーティング中に欠落部分を形成し、それに
対応する波長の光の透過を得るようになした報告がある
（例えば、Electronics Letters, Vol.30, No.11, 199
4, M.C.Farries et al., "Very broad reflection band
width(44nm)chirped fiber gratings and narrow bandp
ass filters produced by the use of an amplitude ma
sk", pp.891-892参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た方法では広い波長域のチャープグレーティングを形成
しようとする場合に紫外線ビームの拡大が必要となり、
このため、フォーカシングレンズの収差の影響を大きく
受けてしまい、良好な特性が得られないという問題があ
った。
た方法では広い波長域のチャープグレーティングを形成
しようとする場合に紫外線ビームの拡大が必要となり、
このため、フォーカシングレンズの収差の影響を大きく
受けてしまい、良好な特性が得られないという問題があ
った。
【０００５】本発明の目的は、特性の良好な透過型ファ
イバグレーティングフィルタを製造し得る方法及びその
装置を提供することにある。
イバグレーティングフィルタを製造し得る方法及びその
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の透過型フ
ァイバグレーティングフィルタの製造方法を実施する装
置の概要を示すもので、図中、１は紫外線レーザ光源、
２はミラー、３は遮蔽板、４は位相シフトマスク、５は
光ファイバ、６は固定台である。
ァイバグレーティングフィルタの製造方法を実施する装
置の概要を示すもので、図中、１は紫外線レーザ光源、
２はミラー、３は遮蔽板、４は位相シフトマスク、５は
光ファイバ、６は固定台である。
【０００７】一般に、光ファイバ５のコアに形成される
グレーティング、即ちファイバグレーティングの反射波
長λB は λB ＝２ｎΛ ……(1) で表される。ここで、ｎはコアの屈折率であり、Λはグ
レーティングのピッチである。
グレーティング、即ちファイバグレーティングの反射波
長λB は λB ＝２ｎΛ ……(1) で表される。ここで、ｎはコアの屈折率であり、Λはグ
レーティングのピッチである。
【０００８】ところで、位相シフトマスク４のマスクパ
ターンのピッチをΛPMとすると、 ２Λ＝ΛPM ……(2) の関係がある。従って、位相シフトマスク４を介してフ
ァイバグレーティングを形成する場合は λB ＝ｎΛPM ……(3) となる。従って、ピッチΛPMが線形に変化するマスクパ
ターンを有する位相シフトマスク４を用いるとチャープ
グレーティングが形成される。
ターンのピッチをΛPMとすると、 ２Λ＝ΛPM ……(2) の関係がある。従って、位相シフトマスク４を介してフ
ァイバグレーティングを形成する場合は λB ＝ｎΛPM ……(3) となる。従って、ピッチΛPMが線形に変化するマスクパ
ターンを有する位相シフトマスク４を用いるとチャープ
グレーティングが形成される。
【０００９】そこで、予め十分薄い遮蔽板３を位相シフ
トマスク４の上に置くか又は位相シフトマスク４と光フ
ァイバ５との間に挟むとグレーティングが形成されない
部分が生じ、それに対応する波長の光が透過するように
なる。
トマスク４の上に置くか又は位相シフトマスク４と光フ
ァイバ５との間に挟むとグレーティングが形成されない
部分が生じ、それに対応する波長の光が透過するように
なる。
【００１０】また、レーザビーム径を適当に絞って走査
的に照射する際、ある部分で故意に照射を中断すれば、
グレーティングが形成されない部分が生じ、それに対応
する波長の光が透過するようになる。
的に照射する際、ある部分で故意に照射を中断すれば、
グレーティングが形成されない部分が生じ、それに対応
する波長の光が透過するようになる。
【００１１】また、ピッチΛPMが線形に変化するマスク
パターンを有する位相シフトマスク４において予め所定
のピッチを欠落させておけば、チャープグレーティング
を形成した時にその欠落したピッチに対応する波長の光
が反射されないで通過することになる（但し、この場合
は位相シフトマスクを取り替えない限り、透過する波長
を変更することはできない。）。
パターンを有する位相シフトマスク４において予め所定
のピッチを欠落させておけば、チャープグレーティング
を形成した時にその欠落したピッチに対応する波長の光
が反射されないで通過することになる（但し、この場合
は位相シフトマスクを取り替えない限り、透過する波長
を変更することはできない。）。
【００１２】また、光ファイバ５のコアに光誘起屈折率
変化によって形成されたグレーティングは通常の環境で
は消失しないが、紫外線をそのまま照射すると、周期的
な屈折率の変化構造のうち、光誘起屈折率変化が起きて
いないところも屈折率が上昇し、屈折率の周期的な変化
が小さくなり、やがて全て均一な屈折率となり、グレー
ティングが消失することになる。従って、チャープグレ
ーティングを形成した後、所定の部位に紫外線をそのま
ま照射するとその部分のグレーティングが消失し、それ
に対応する波長の光が反射されないで通過するようにな
る。
変化によって形成されたグレーティングは通常の環境で
は消失しないが、紫外線をそのまま照射すると、周期的
な屈折率の変化構造のうち、光誘起屈折率変化が起きて
いないところも屈折率が上昇し、屈折率の周期的な変化
が小さくなり、やがて全て均一な屈折率となり、グレー
ティングが消失することになる。従って、チャープグレ
ーティングを形成した後、所定の部位に紫外線をそのま
ま照射するとその部分のグレーティングが消失し、それ
に対応する波長の光が反射されないで通過するようにな
る。
【００１３】
【作用】本発明によれば、ピッチが線形に変化するマス
クパターンを有する位相シフトマスクにより光ファイバ
にチャープグレーティングを形成する際、透過させよう
とする波長に対応した部分を欠落させることができるの
で、良好な特性の透過型ファイバグレーティングフィル
タを製造することができる。
クパターンを有する位相シフトマスクにより光ファイバ
にチャープグレーティングを形成する際、透過させよう
とする波長に対応した部分を欠落させることができるの
で、良好な特性の透過型ファイバグレーティングフィル
タを製造することができる。
【００１４】
【実施例】図２は図１の装置によりチャープグレーティ
ングを形成するようすを示すもので、ピッチが線形に変
化しているマスクパターン４ａを備えた位相シフトマス
ク４を光ファイバ５に密着させて固定し、紫外線レーザ
光７を照射してチャープグレーティングを形成する場合
を考える。
ングを形成するようすを示すもので、ピッチが線形に変
化しているマスクパターン４ａを備えた位相シフトマス
ク４を光ファイバ５に密着させて固定し、紫外線レーザ
光７を照射してチャープグレーティングを形成する場合
を考える。
【００１５】反射波長域を広くするためにはチャープグ
レーティングを十分長くする必要があるので、紫外線レ
ーザ光７を一度に照射するより、位相シフトマスク４と
光ファイバ５とを密着させたまま、緩やかに等速度で光
ファイバ５の長さ方向に移動させ、もしくは紫外線レー
ザ光７を反射させるミラー２を移動させて、走査的に照
射することが望ましい。
レーティングを十分長くする必要があるので、紫外線レ
ーザ光７を一度に照射するより、位相シフトマスク４と
光ファイバ５とを密着させたまま、緩やかに等速度で光
ファイバ５の長さ方向に移動させ、もしくは紫外線レー
ザ光７を反射させるミラー２を移動させて、走査的に照
射することが望ましい。
【００１６】紫外線レーザ光７の照射を位相シフトマス
ク４のマスクパターン４ａの一端から他端まで行うこと
により、マスクパターン４ａと等しい長さのチャープグ
レーティングが形成される。図３はこの時の反射スペク
トルを示すもので、図中、λS は最短波長、λL は最長
波長である。
ク４のマスクパターン４ａの一端から他端まで行うこと
により、マスクパターン４ａと等しい長さのチャープグ
レーティングが形成される。図３はこの時の反射スペク
トルを示すもので、図中、λS は最短波長、λL は最長
波長である。
【００１７】ここで、マスクパターン４ａのうち短波長
側に対応する端部を原点として光ファイバ５の中心軸方
向にＸ軸を設定し、マスクパターン４ａの長さ（グレー
ティングの長さ）をＬとすると、グレーティング上の任
意の部位Ｐ（ｘ）の反射波長は λB （Ｐ）＝（λL −λS ）ｘ／Ｌ＋λS ……(4) で表される。従って、透過させようとする波長が決定す
ると、(4) 式より逆に部位Ｐ（ｘ）が決定される。
側に対応する端部を原点として光ファイバ５の中心軸方
向にＸ軸を設定し、マスクパターン４ａの長さ（グレー
ティングの長さ）をＬとすると、グレーティング上の任
意の部位Ｐ（ｘ）の反射波長は λB （Ｐ）＝（λL −λS ）ｘ／Ｌ＋λS ……(4) で表される。従って、透過させようとする波長が決定す
ると、(4) 式より逆に部位Ｐ（ｘ）が決定される。
【００１８】そこで、図４に示すように、光ファイバ上
の部位Ｐに遮蔽板３を配置して紫外線レーザ光７を照射
すると、その部分のグレーティングが欠落したチャープ
グレーティング８が形成され、該欠落部分に対応する波
長の光が通過するようになる。なお、この透過波長はλ
S からλL の間で任意に設定できる。
の部位Ｐに遮蔽板３を配置して紫外線レーザ光７を照射
すると、その部分のグレーティングが欠落したチャープ
グレーティング８が形成され、該欠落部分に対応する波
長の光が通過するようになる。なお、この透過波長はλ
S からλL の間で任意に設定できる。
【００１９】また、欠落した部分の長さをΔｘとする
と、透過帯域ΔλB は ΔλB ＝（λL −λS ）Δｘ／Ｌ ……(5) で与えられる。従って、遮蔽板３の幅を調整することに
よりΔｘを制御でき、透過帯域ΔλB を調節できる。こ
の時の反射スペクトルは図５に示すようになり、波長λ
B 付近では光が透過するため反射がなくなっている。
と、透過帯域ΔλB は ΔλB ＝（λL −λS ）Δｘ／Ｌ ……(5) で与えられる。従って、遮蔽板３の幅を調整することに
よりΔｘを制御でき、透過帯域ΔλB を調節できる。こ
の時の反射スペクトルは図５に示すようになり、波長λ
B 付近では光が透過するため反射がなくなっている。
【００２０】本発明ではこのようにして透過型ファイバ
グレーティングフィルタが製造されるが、位相シフトマ
スクを用いてチャープグレーティングを形成する場合、
２光束干渉露光系による場合と異なり、原理的にグレー
ティングの長さＬを長くできるので透過帯域ΔλB を十
分小さくでき、また、透過波長の正確な制御も可能であ
る。
グレーティングフィルタが製造されるが、位相シフトマ
スクを用いてチャープグレーティングを形成する場合、
２光束干渉露光系による場合と異なり、原理的にグレー
ティングの長さＬを長くできるので透過帯域ΔλB を十
分小さくでき、また、透過波長の正確な制御も可能であ
る。
【００２１】例えば、ピッチが１．０３μｍから１．１
０μｍまで線形に変化する長さ２０ｍｍのマスクパター
ンを有する位相シフトマスクを用いれば、波長１．５μ
ｍから１．６μｍまでの反射帯域を有する長さ２０ｍｍ
のチャープグレーティングが分散シフトファイバ上に形
成される。そして、この際、図４に示すように、Δｘ＝
１ｍｍの遮蔽板を位相シフトマスク上のｘ＝１０ｍｍの
部位に配置して紫外線レーザ光を照射すれば、波長１．
５５μｍ、幅５ｎｍの光透過帯域を有するフィルタが実
現される。その反射スペクトルを図６に示す。
０μｍまで線形に変化する長さ２０ｍｍのマスクパター
ンを有する位相シフトマスクを用いれば、波長１．５μ
ｍから１．６μｍまでの反射帯域を有する長さ２０ｍｍ
のチャープグレーティングが分散シフトファイバ上に形
成される。そして、この際、図４に示すように、Δｘ＝
１ｍｍの遮蔽板を位相シフトマスク上のｘ＝１０ｍｍの
部位に配置して紫外線レーザ光を照射すれば、波長１．
５５μｍ、幅５ｎｍの光透過帯域を有するフィルタが実
現される。その反射スペクトルを図６に示す。
【００２２】また、Δｘ＝１ｍｍの遮蔽板をｘ＝４、
８、１２、１６ｍｍの部位に配置して紫外線レーザ光を
照射すれば、波長１．５２、１．５４、１．５６、１．
５８μｍ、幅５ｎｍの光透過帯域を有するフィルタが実
現される。その反射スペクトルを図７に示す。
８、１２、１６ｍｍの部位に配置して紫外線レーザ光を
照射すれば、波長１．５２、１．５４、１．５６、１．
５８μｍ、幅５ｎｍの光透過帯域を有するフィルタが実
現される。その反射スペクトルを図７に示す。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバに位相シフトマスクを用いてチャープグレーテ
ィングを形成する際、所定の波長、即ち透過させようと
する波長に対応した部分が欠落したチャープグレーティ
ングを形成することができるので、特性の良好な透過型
ファイバグレーティングフィルタを製造できる。現在、
光伝送路の大容量化の方法の一つとして波長多重伝送が
有望視されており、また、非線形光学効果である４光波
混合による波長変換技術も最近、注目されているが、こ
のような技術には狭帯域のバンドパスフィルタが不可欠
である。従って、本発明により、従来の誘電体多層膜を
用いたフィルタよりコストを低く抑えることができ、し
かも大量生産が可能になると考えられる。
ファイバに位相シフトマスクを用いてチャープグレーテ
ィングを形成する際、所定の波長、即ち透過させようと
する波長に対応した部分が欠落したチャープグレーティ
ングを形成することができるので、特性の良好な透過型
ファイバグレーティングフィルタを製造できる。現在、
光伝送路の大容量化の方法の一つとして波長多重伝送が
有望視されており、また、非線形光学効果である４光波
混合による波長変換技術も最近、注目されているが、こ
のような技術には狭帯域のバンドパスフィルタが不可欠
である。従って、本発明により、従来の誘電体多層膜を
用いたフィルタよりコストを低く抑えることができ、し
かも大量生産が可能になると考えられる。
【図１】本発明の透過型ファイバグレーティングフィル
タの製造方法を実施する装置の概要を示す図
タの製造方法を実施する装置の概要を示す図
【図２】位相シフトマスクを用いて光ファイバにチャー
プグレーティングを形成するようすを示す図
プグレーティングを形成するようすを示す図
【図３】チャープグレーティングの反射スペクトルの一
例を示す図
例を示す図
【図４】本発明によりチャープグレーティングを形成す
るようすを示す図
るようすを示す図
【図５】光透過部分を有するチャープグレーティングの
反射スペクトルを示す図
反射スペクトルを示す図
【図６】本発明による透過型ファイバグレーティングフ
ィルタの反射スペクトルの一例を示す図
ィルタの反射スペクトルの一例を示す図
【図７】本発明による透過型ファイバグレーティングフ
ィルタの反射スペクトルの他の例を示す図
ィルタの反射スペクトルの他の例を示す図
１…紫外線レーザ光源、２…ミラー、３…遮蔽板、４…
位相シフトマスク、４ａ…マスクパターン、５…光ファ
イバ、６…固定台、７…紫外線レーザ光、８…チャープ
グレーティング。
位相シフトマスク、４ａ…マスクパターン、５…光ファ
イバ、６…固定台、７…紫外線レーザ光、８…チャープ
グレーティング。
Claims (7)
- 【請求項１】 ピッチが線形に変化するマスクパターン
を有する位相シフトマスクを光ファイバに密着させて固
定し、 該位相シフトマスクを固定した光ファイバにその長さ方
向に沿って紫外線レーザ光を等速度で前記マスクパター
ンの所定の波長に対応するピッチの部位のみを除いて照
射することを特徴とする透過型ファイバグレーティング
の製造方法。 - 【請求項２】 紫外線レーザ光を発生する光源と、 ピッチが線形に変化するマスクパターンを有する位相シ
フトマスクと、 光ファイバと位相シフトマスクとを密着して固定する固
定台と、 該固定台と紫外線レーザ光とを光ファイバの長さ方向に
沿って等速度で相対的に移動させる手段と、 該移動中、光ファイバの前記マスクパターンの所定の波
長に対応するピッチの部位に対する紫外線レーザ光の照
射を阻止する手段とを備えたことを特徴とする透過型フ
ァイバグレーティングの製造装置。 - 【請求項３】 光ファイバのマスクパターンの所定の波
長に対応するピッチの部位に対する紫外線レーザ光の照
射を阻止する手段として、位相シフトマスクのマスクパ
ターンの所定の波長に対応するピッチの部位のみを覆う
遮蔽板を用いたことを特徴とする請求項２記載の透過型
ファイバグレーティングの製造装置。 - 【請求項４】 光ファイバのマスクパターンの所定の波
長に対応するピッチの部位に対する紫外線レーザ光の照
射を阻止する手段として、光源からの紫外線レーザ光の
発生を一時的に停止する手段を用いたことを特徴とする
請求項２記載の透過型ファイバグレーティングの製造装
置。 - 【請求項５】 ピッチが線形に変化するとともに所定の
波長に対応するピッチのみが欠落したマスクパターンを
有する位相シフトマスクを光ファイバに密着させて固定
し、 該位相シフトマスクを固定した光ファイバにその長さ方
向に沿って紫外線レーザ光を等速度で照射することを特
徴とする透過型ファイバグレーティングの製造方法。 - 【請求項６】 紫外線レーザ光を発生する光源と、 ピッチが線形に変化するとともに所定の波長に対応する
ピッチのみが欠落したマスクパターンを有する位相シフ
トマスクと、 光ファイバと位相シフトマスクとを密着して固定する固
定台と、 該固定台と紫外線レーザ光とを光ファイバの長さ方向に
沿って等速度で相対的に移動させる手段とを備えたこと
を特徴とする透過型ファイバグレーティングの製造装
置。 - 【請求項７】 ピッチが線形に変化するマスクパターン
を有する位相シフトマスクを光ファイバに密着させて固
定し、 該位相シフトマスクを固定した光ファイバにその長さ方
向に沿って紫外線レーザ光を等速度で照射し、 位相シフトマスクを取外した光ファイバの前記マスクパ
ターンの所定の波長に対応するピッチの部位のみに紫外
線レーザ光を再度照射することを特徴とする透過型ファ
イバグレーティングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781294A JP3346440B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 透過型ファイバグレーティングフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781294A JP3346440B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 透過型ファイバグレーティングフィルタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101322A true JPH08101322A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3346440B2 JP3346440B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=17020778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23781294A Expired - Lifetime JP3346440B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 透過型ファイバグレーティングフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346440B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0840147A2 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-06 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for making continuous chirped fiber bragg gratings |
| JP2008083670A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-04-10 | Univ Of Miyazaki | ファイバブラッググレーティングの消去方法、ファイバブラッググレーティングの調整方法、ファイバブラッググレーティングを備えた光部品の製造方法及び同光部品の製造装置 |
| JP2008090318A (ja) * | 2007-11-08 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 往復逓倍光変調器 |
| US8525075B2 (en) * | 2004-05-06 | 2013-09-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1994
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