JPH08286009A - チャープ格子形成装置 - Google Patents
チャープ格子形成装置Info
- Publication number
- JPH08286009A JPH08286009A JP7088318A JP8831895A JPH08286009A JP H08286009 A JPH08286009 A JP H08286009A JP 7088318 A JP7088318 A JP 7088318A JP 8831895 A JP8831895 A JP 8831895A JP H08286009 A JPH08286009 A JP H08286009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- curved
- light
- chirp
- wave
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路内にチャープ格子を容易に量産性良
く形成することの可能なチャープ格子形成装置を提供す
る。 【構成】 本発明のチャープ格子形成装置は、曲面波
（３０）を生成、出射する投光手段（１０ａ）、及びチ
ャープ状の干渉縞を生成する干渉手段（２０ａ）から構
成されている。干渉手段（２０ａ）は、曲面波（３０）
の入射により第１及び第２の二次曲面波（３１、３２）
を生成し、この第１及び第２の二次曲面波を干渉させる
ことによりチャープ状の干渉縞を生成する。この干渉縞
が光ファイバ（４０）に照射されると、光ファイバ内に
チャープ格子が形成される。
く形成することの可能なチャープ格子形成装置を提供す
る。 【構成】 本発明のチャープ格子形成装置は、曲面波
（３０）を生成、出射する投光手段（１０ａ）、及びチ
ャープ状の干渉縞を生成する干渉手段（２０ａ）から構
成されている。干渉手段（２０ａ）は、曲面波（３０）
の入射により第１及び第２の二次曲面波（３１、３２）
を生成し、この第１及び第２の二次曲面波を干渉させる
ことによりチャープ状の干渉縞を生成する。この干渉縞
が光ファイバ（４０）に照射されると、光ファイバ内に
チャープ格子が形成される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ等に代表さ
れる光導波路のコアやクラッドに、光軸に沿って周期が
徐々に変化する回折格子（チャープ格子）を形成する技
術に関するものである。
れる光導波路のコアやクラッドに、光軸に沿って周期が
徐々に変化する回折格子（チャープ格子）を形成する技
術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光導波路に紫外光の干渉縞を
照射することにより光導波路のコアに光誘起屈折率変化
を生じさせて回折格子を形成する方法が知られている。
このうち、一定の周期を有する回折格子（等格子間隔の
回折格子）を形成する方法としては、（ａ）ビームスプ
リッタとミラーを用いる特許出願公表昭和６２−５００
０５２号公報記載の方法、（ｂ）プレート型回折格子を
用いるＫ．Ｏ．Ｈｉｌｌらの方法（OFC93,PD15-1,pp64,
1993）、（ｃ）プレート型回折格子と直方体のブロック
体を用いるＲ．Ａｒｍｉｔａｇｅの方法（Electron.Let
t.,Vol.29,No.13,pp1181-1183,1994）がある。
照射することにより光導波路のコアに光誘起屈折率変化
を生じさせて回折格子を形成する方法が知られている。
このうち、一定の周期を有する回折格子（等格子間隔の
回折格子）を形成する方法としては、（ａ）ビームスプ
リッタとミラーを用いる特許出願公表昭和６２−５００
０５２号公報記載の方法、（ｂ）プレート型回折格子を
用いるＫ．Ｏ．Ｈｉｌｌらの方法（OFC93,PD15-1,pp64,
1993）、（ｃ）プレート型回折格子と直方体のブロック
体を用いるＲ．Ａｒｍｉｔａｇｅの方法（Electron.Let
t.,Vol.29,No.13,pp1181-1183,1994）がある。
【０００３】一方、周期が光導波路の光軸に沿って徐々
に変化する回折格子（チャープ格子）を形成する方法と
しては、二光束干渉計の二つの光路中にそれぞれシリ
ンドリカルレンズを配置し、円筒波同士を干渉させる
Ｍ．Ｃ．Ｆａｒｒｉｅｓらの方法（ Electron.Lett.,Vo
l.30,No.11,pp.891-892,1994）、照射時間を調節しな
がら紫外光を光ファイバに照射し、コアの屈折率変化量
を光軸に沿って変化させておいてから、一定周期（等間
隔）の紫外光干渉縞を照射するＫ．Ｏ．Ｈｉｌｌらの方
法（Opt.Lett.,Vol.19,No.17,pp.1314-1316,1994）、
光ファイバを曲げて一定周期の紫外光干渉縞を照射する
Ｋ．Ｓｕｇｄｅｎの方法（Electron.Lett.,Vol.30,No.
5,pp.440-442,1994）がある。
に変化する回折格子（チャープ格子）を形成する方法と
しては、二光束干渉計の二つの光路中にそれぞれシリ
ンドリカルレンズを配置し、円筒波同士を干渉させる
Ｍ．Ｃ．Ｆａｒｒｉｅｓらの方法（ Electron.Lett.,Vo
l.30,No.11,pp.891-892,1994）、照射時間を調節しな
がら紫外光を光ファイバに照射し、コアの屈折率変化量
を光軸に沿って変化させておいてから、一定周期（等間
隔）の紫外光干渉縞を照射するＫ．Ｏ．Ｈｉｌｌらの方
法（Opt.Lett.,Vol.19,No.17,pp.1314-1316,1994）、
光ファイバを曲げて一定周期の紫外光干渉縞を照射する
Ｋ．Ｓｕｇｄｅｎの方法（Electron.Lett.,Vol.30,No.
5,pp.440-442,1994）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法
では、干渉計内の二つの光路のそれぞれにシリンドリカ
ルレンズを配置することから、所望のブラッグ波長を得
るためには各レンズについてレンズ位置の微調整をする
必要があり、チャープ格子の形成は容易でなかった。
では、干渉計内の二つの光路のそれぞれにシリンドリカ
ルレンズを配置することから、所望のブラッグ波長を得
るためには各レンズについてレンズ位置の微調整をする
必要があり、チャープ格子の形成は容易でなかった。
【０００５】また、上記の方法では、チャープ格子を
形成する前処理として屈折率を変化させおく必要があ
り、しかもその変化の割合を光ファイバの光軸に沿って
変化させるために紫外光の照射時間の制御をしなければ
ならず、工程が複雑で、量産性に乏しいという問題点が
ある。
形成する前処理として屈折率を変化させおく必要があ
り、しかもその変化の割合を光ファイバの光軸に沿って
変化させるために紫外光の照射時間の制御をしなければ
ならず、工程が複雑で、量産性に乏しいという問題点が
ある。
【０００６】さらに、上記の方法では、光ファイバの
曲げ方でチャープ格子の透過減衰量及びブラッグ波長が
変化することから、光ファイバの曲げ具合を干渉縞照射
のたびに再現性良く制御しなければ同一のチャープ格子
を得ることができないため、やはり量産性に乏しいとい
う問題点がある。
曲げ方でチャープ格子の透過減衰量及びブラッグ波長が
変化することから、光ファイバの曲げ具合を干渉縞照射
のたびに再現性良く制御しなければ同一のチャープ格子
を得ることができないため、やはり量産性に乏しいとい
う問題点がある。
【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、光導波路内にチャープ格子を容易に量
産性良く形成することの可能なチャープ格子形成装置を
提供することを目的とする。
なされたもので、光導波路内にチャープ格子を容易に量
産性良く形成することの可能なチャープ格子形成装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明のチャープ格子形成装置は、所定方向に
沿って周期が変化する干渉縞を感光性の光導波路に照射
することにより、この光導波路内にチャープ格子を形成
する装置であって、曲面波を出力する投光手段と、この
曲面波の入射により第１及び第２の二次曲面波を生成
し、この第１及び第２の二次曲面波を干渉させることに
より上記の干渉縞を生成する干渉手段とを備えている。
ために、本発明のチャープ格子形成装置は、所定方向に
沿って周期が変化する干渉縞を感光性の光導波路に照射
することにより、この光導波路内にチャープ格子を形成
する装置であって、曲面波を出力する投光手段と、この
曲面波の入射により第１及び第２の二次曲面波を生成
し、この第１及び第２の二次曲面波を干渉させることに
より上記の干渉縞を生成する干渉手段とを備えている。
【０００９】上記の投光手段は、光源と、この光源から
の光の入射により曲面波を形成する光学手段とを備える
ものであっても良い。
の光の入射により曲面波を形成する光学手段とを備える
ものであっても良い。
【００１０】この場合、光学手段は、光源からの光を曲
面波に変換するレンズ（例えば、シリンドリカルレン
ズ）であっても良いし、また、光源からの光を反射する
曲面を有するミラーであっても良い。
面波に変換するレンズ（例えば、シリンドリカルレン
ズ）であっても良いし、また、光源からの光を反射する
曲面を有するミラーであっても良い。
【００１１】また、上記の干渉手段の第１の態様として
は、投光手段からの曲面波を二つに分岐して第１及び第
２の二次曲面波を生成する光分岐手段と、この光分岐手
段から出射した第１の二次曲面波を反射して上記の光導
波路に照射する第１の反射手段と、第２の二次曲面波を
反射して上記の光導波路に照射する第２の反射手段とを
備え、第１の反射手段で反射された第１の二次曲面波と
第２の反射手段で反射された第２の二次曲面波とを干渉
させて干渉縞を生成するものがある。
は、投光手段からの曲面波を二つに分岐して第１及び第
２の二次曲面波を生成する光分岐手段と、この光分岐手
段から出射した第１の二次曲面波を反射して上記の光導
波路に照射する第１の反射手段と、第２の二次曲面波を
反射して上記の光導波路に照射する第２の反射手段とを
備え、第１の反射手段で反射された第１の二次曲面波と
第２の反射手段で反射された第２の二次曲面波とを干渉
させて干渉縞を生成するものがある。
【００１２】また、上記の干渉手段の第２の態様として
は、投光手段からの曲面波が入射するプレート型位相格
子がある。
は、投光手段からの曲面波が入射するプレート型位相格
子がある。
【００１３】さらに、上記の干渉手段の第３の態様とし
ては、投光手段からの曲面波が入射するプレート型位相
格子であってこの曲面波を回折させて第１及び第２の曲
面波を出射させるものと、プレート型位相格子から出射
した第１及び第２の曲面波が内部に入射するブロック体
であって第１の曲面波を反射する第１の反射面、および
前記第２の曲面波を反射する第２の反射面を有するもの
とを備え、この第１及び第２の反射面でそれぞれ反射さ
れた第１の曲面波と第２の曲面波とを干渉させることに
より干渉縞を生成するものがある。
ては、投光手段からの曲面波が入射するプレート型位相
格子であってこの曲面波を回折させて第１及び第２の曲
面波を出射させるものと、プレート型位相格子から出射
した第１及び第２の曲面波が内部に入射するブロック体
であって第１の曲面波を反射する第１の反射面、および
前記第２の曲面波を反射する第２の反射面を有するもの
とを備え、この第１及び第２の反射面でそれぞれ反射さ
れた第１の曲面波と第２の曲面波とを干渉させることに
より干渉縞を生成するものがある。
【００１４】また、上記の投光手段は、紫外光の曲面波
を出力するものであっても良い。
を出力するものであっても良い。
【００１５】なお、上記において、光導波路とは、光を
一定領域に閉じ込めて伝送する回路又は線路をいい、光
ファイバや薄膜導波路等が含まれる。
一定領域に閉じ込めて伝送する回路又は線路をいい、光
ファイバや薄膜導波路等が含まれる。
【００１６】
【作用】本発明のチャープ格子形成装置では、投光手段
が予め曲面波を生成して出力し、これに基づいて干渉手
段が所定方向に沿って周期が変化する干渉縞、すなわち
チャープ状の干渉縞を生成する。この干渉縞が感光性の
光導波路に照射されると、干渉縞に対応して光導波路内
の屈折率が変化する。これにより、光導波路内に光軸に
沿って周期が変化する回折格子、すなわちチャープ格子
が形成される。なお、干渉縞の周期の変化方向は一つと
は限らない。
が予め曲面波を生成して出力し、これに基づいて干渉手
段が所定方向に沿って周期が変化する干渉縞、すなわち
チャープ状の干渉縞を生成する。この干渉縞が感光性の
光導波路に照射されると、干渉縞に対応して光導波路内
の屈折率が変化する。これにより、光導波路内に光軸に
沿って周期が変化する回折格子、すなわちチャープ格子
が形成される。なお、干渉縞の周期の変化方向は一つと
は限らない。
【００１７】本発明のチャープ格子形成装置では、投光
手段からの曲面波が干渉手段で分岐、回折等されること
によって干渉すべき２光束（第１及び第２の二次曲面
波）が生成されるので、干渉手段内で曲面波を生成する
必要がない。このため、干渉手段としては、従来から一
定周期（等格子間隔）の回折格子を形成する際に用いら
れているような２光束干渉計、プレート型位相格子、対
向する二つの反射面を有するブロック体等をそのまま用
いることができ、干渉手段を簡易な構成とすることが容
易である。これにより、本発明のチャープ格子形成装置
によれば、光学部品の配置の調整も容易になり、光ファ
イバに対する前処理、あるいは光ファイバの曲げ等の微
調整を行う必要がなく、所望のチャープ格子が容易に形
成されるとともに、均一なチャープ格子を次々に形成す
ることも容易で、量産性に優れている。
手段からの曲面波が干渉手段で分岐、回折等されること
によって干渉すべき２光束（第１及び第２の二次曲面
波）が生成されるので、干渉手段内で曲面波を生成する
必要がない。このため、干渉手段としては、従来から一
定周期（等格子間隔）の回折格子を形成する際に用いら
れているような２光束干渉計、プレート型位相格子、対
向する二つの反射面を有するブロック体等をそのまま用
いることができ、干渉手段を簡易な構成とすることが容
易である。これにより、本発明のチャープ格子形成装置
によれば、光学部品の配置の調整も容易になり、光ファ
イバに対する前処理、あるいは光ファイバの曲げ等の微
調整を行う必要がなく、所望のチャープ格子が容易に形
成されるとともに、均一なチャープ格子を次々に形成す
ることも容易で、量産性に優れている。
【００１８】投光手段が紫外光の曲面波を出力するもの
であると、コアやクラッドが、酸化ゲルマニウムがドー
プされた石英ガラスから構成される光導波路内にチャー
プ格子を形成するのに適している。この場合、特に、紫
外光の波長が、約１５０ｎｍ〜約３００ｎｍであるとチ
ャープ格子の形成が好適に行われる。
であると、コアやクラッドが、酸化ゲルマニウムがドー
プされた石英ガラスから構成される光導波路内にチャー
プ格子を形成するのに適している。この場合、特に、紫
外光の波長が、約１５０ｎｍ〜約３００ｎｍであるとチ
ャープ格子の形成が好適に行われる。
【００１９】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。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、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。
例を詳細に説明する。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、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。
【００２０】実施例１ 図１は、本実施例のチャープ格子形成装置１００の構成
を示す図である。このチャープ格子形成装置１００は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ａから構成されてい
る。
を示す図である。このチャープ格子形成装置１００は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ａから構成されてい
る。
【００２１】投光装置１０ａは、紫外域のレーザ光を出
力する光源１２及びシリンドリカルレンズ（円柱レン
ズ）１４から構成されている。シリンドリカルレンズ１
４は、少なくとも一つのレンズ面が、円柱の側面（円柱
面）と同じ形状をしたレンズであり、円柱面の母線方向
を含む面内では屈折作用をもたないが、母線に垂直な面
内では通常のレンズと同様の屈折作用を有している。本
実施例の場合、シリンドリカルレンズ１４は、図１の紙
面内で屈折作用を有している。
力する光源１２及びシリンドリカルレンズ（円柱レン
ズ）１４から構成されている。シリンドリカルレンズ１
４は、少なくとも一つのレンズ面が、円柱の側面（円柱
面）と同じ形状をしたレンズであり、円柱面の母線方向
を含む面内では屈折作用をもたないが、母線に垂直な面
内では通常のレンズと同様の屈折作用を有している。本
実施例の場合、シリンドリカルレンズ１４は、図１の紙
面内で屈折作用を有している。
【００２２】干渉装置２０ａは、ビームスプリッタ２
１、第１の反射ミラー２２及び第２の反射ミラー２３か
ら構成されている。これは、従来から２光束干渉法で用
いられているものと同様の構成である。
１、第１の反射ミラー２２及び第２の反射ミラー２３か
ら構成されている。これは、従来から２光束干渉法で用
いられているものと同様の構成である。
【００２３】本実施例では、コアにＧｅＯ2 が添加され
た石英系光ファイバ４０を用意し、チャープ格子形成装
置１００を用いて、光ファイバ４０に干渉縞を照射する
ことによりコアの一領域にチャープ格子を形成する。
た石英系光ファイバ４０を用意し、チャープ格子形成装
置１００を用いて、光ファイバ４０に干渉縞を照射する
ことによりコアの一領域にチャープ格子を形成する。
【００２４】ＧｅＯ2 が添加された石英系ガラスに紫外
光を照射すると屈折率が変化することは従来から知られ
ており、これを利用してコアにＧｅＯ2 が添加された石
英系光導波路に紫外光の干渉縞を照射することで、コア
に回折格子を形成する方法も知られている。なお、光フ
ァイバ内に回折格子を形成する方法は、特許出願公表昭
６２−５０００５２号公報にも開示されている。この方
法によりコアに形成される回折格子は、コアの一領域で
あって、実効屈折率が光軸に沿って最小屈折率と最大屈
折率の間で繰り返し変化している領域である。
光を照射すると屈折率が変化することは従来から知られ
ており、これを利用してコアにＧｅＯ2 が添加された石
英系光導波路に紫外光の干渉縞を照射することで、コア
に回折格子を形成する方法も知られている。なお、光フ
ァイバ内に回折格子を形成する方法は、特許出願公表昭
６２−５０００５２号公報にも開示されている。この方
法によりコアに形成される回折格子は、コアの一領域で
あって、実効屈折率が光軸に沿って最小屈折率と最大屈
折率の間で繰り返し変化している領域である。
【００２５】本実施例で形成する回折格子は、屈折率変
化の周期、すなわち回折格子の周期が光軸に沿って変化
するチャープ格子である。このチャープ格子は、所定の
方向に沿って周期が変化するチャープ状の干渉縞を照射
することで形成することができる。
化の周期、すなわち回折格子の周期が光軸に沿って変化
するチャープ格子である。このチャープ格子は、所定の
方向に沿って周期が変化するチャープ状の干渉縞を照射
することで形成することができる。
【００２６】本実施例のチャープ格子形成装置１００
も、光ファイバ４０にチャープ状の紫外光干渉縞を照射
することで、光ファイバ４０のコアにチャープ格子を形
成する。以下、図１を参照しながら、本実施例のチャー
プ格子形成装置１００の動作を説明する。
も、光ファイバ４０にチャープ状の紫外光干渉縞を照射
することで、光ファイバ４０のコアにチャープ格子を形
成する。以下、図１を参照しながら、本実施例のチャー
プ格子形成装置１００の動作を説明する。
【００２７】まず、光源１２から出射した紫外域のレー
ザ光１６は、シリンドリカルレンズ１４に入射する。レ
ーザ光１６は、シリンドリカルレンズ１４の屈折作用に
より図１の紙面内で収束しながら出射する。この出射光
の波面は、図１の紙面に垂直な方向を母線方向とする円
筒の側面（円筒面）と同様の曲面であるので、この出射
光は円筒波と呼ばれる。円筒波は、波面が曲面の光、す
なわち曲面波の一種である。
ザ光１６は、シリンドリカルレンズ１４に入射する。レ
ーザ光１６は、シリンドリカルレンズ１４の屈折作用に
より図１の紙面内で収束しながら出射する。この出射光
の波面は、図１の紙面に垂直な方向を母線方向とする円
筒の側面（円筒面）と同様の曲面であるので、この出射
光は円筒波と呼ばれる。円筒波は、波面が曲面の光、す
なわち曲面波の一種である。
【００２８】シリンドリカルレンズ１４を出射した円筒
波３０は、干渉装置２０ａのビームスプリッタ２１に入
射する。ビームスプリッタ２１は、円筒波３０を第１の
二次円筒波３１と第２の二次円筒波３２に分岐する。第
１の二次円筒波３１は、第１の反射ミラー２２で反射さ
れ、光ファイバ４０に向かって進行する。第２の二次円
筒波３２も、第２の反射ミラー２３で反射され、光ファ
イバ４０に向かって進行する。第１の二次円筒波３１及
び第２の二次円筒波３２の光軸は、光ファイバ４０の光
軸方向に対して相互に補角となる角度をもって照射され
る。これにより、二次円筒波３１及び３２は相互に干渉
し、干渉空間３５を生成する。
波３０は、干渉装置２０ａのビームスプリッタ２１に入
射する。ビームスプリッタ２１は、円筒波３０を第１の
二次円筒波３１と第２の二次円筒波３２に分岐する。第
１の二次円筒波３１は、第１の反射ミラー２２で反射さ
れ、光ファイバ４０に向かって進行する。第２の二次円
筒波３２も、第２の反射ミラー２３で反射され、光ファ
イバ４０に向かって進行する。第１の二次円筒波３１及
び第２の二次円筒波３２の光軸は、光ファイバ４０の光
軸方向に対して相互に補角となる角度をもって照射され
る。これにより、二次円筒波３１及び３２は相互に干渉
し、干渉空間３５を生成する。
【００２９】この干渉空間３５では、干渉縞が生じてい
る。この干渉縞は、円筒波同士が干渉して生成されたも
のであり、その波面に依存した空間的光強度分布を有し
ている。一般に、曲面波同士の干渉により生ずる干渉縞
の周期は一定でなく、曲面波が収束あるいは拡散する平
面（本実施例の場合は、図１の紙面）と直交する面内に
おいて所定方向に沿って変化する。このようなチャープ
状干渉縞の周期やパターンは、干渉する２つの曲面波の
波面の形状に依存する。
る。この干渉縞は、円筒波同士が干渉して生成されたも
のであり、その波面に依存した空間的光強度分布を有し
ている。一般に、曲面波同士の干渉により生ずる干渉縞
の周期は一定でなく、曲面波が収束あるいは拡散する平
面（本実施例の場合は、図１の紙面）と直交する面内に
おいて所定方向に沿って変化する。このようなチャープ
状干渉縞の周期やパターンは、干渉する２つの曲面波の
波面の形状に依存する。
【００３０】本実施例のように、円筒波同士が干渉する
場合は、縞の周期が干渉縞の中心部で小さく、光強度の
変化方向（縞の配列方向）に沿って周辺部に近付くにつ
れて周期が大きくなるようなチャープ状干渉縞が形成さ
れる。このチャープ状干渉縞は、干渉縞を構成する一つ
一つの縞の密度が、中心部において密であり、周辺部に
近付くにつれて疎となるような干渉縞とも言える。
場合は、縞の周期が干渉縞の中心部で小さく、光強度の
変化方向（縞の配列方向）に沿って周辺部に近付くにつ
れて周期が大きくなるようなチャープ状干渉縞が形成さ
れる。このチャープ状干渉縞は、干渉縞を構成する一つ
一つの縞の密度が、中心部において密であり、周辺部に
近付くにつれて疎となるような干渉縞とも言える。
【００３１】上記のチャープ状干渉縞は、光ファイバ４
０に照射される。これにより、光ファイバ４０のコアに
おいてチャープ状干渉縞の光強度に応じた実効屈折率の
上昇が生じる。これにより、コアの光照射領域には、チ
ャープ状干渉縞の空間的光強度分布に応じた実効屈折率
分布が形成される。
０に照射される。これにより、光ファイバ４０のコアに
おいてチャープ状干渉縞の光強度に応じた実効屈折率の
上昇が生じる。これにより、コアの光照射領域には、チ
ャープ状干渉縞の空間的光強度分布に応じた実効屈折率
分布が形成される。
【００３２】このようにして実効屈折率が変化したコア
の領域が、本実施例により形成される回折格子４５であ
る。この回折格子４５は、照射されたチャープ状干渉縞
に応じて、周期が光軸に沿って変化するチャープ格子と
なる。
の領域が、本実施例により形成される回折格子４５であ
る。この回折格子４５は、照射されたチャープ状干渉縞
に応じて、周期が光軸に沿って変化するチャープ格子と
なる。
【００３３】所望の周期変化率等を有するチャープ格子
４５を形成するためには、ビームスプリッタ２１並びに
反射ミラー２２及び２３の位置や、円筒波３０のビーム
スプリッタ２１への入射角度を調節すれば良い。また、
紫外域のレーザ光１６の光軸中心と、シリンドリカルレ
ンズ１４の中心をずらして、例えば片方の端が密で他の
一方の端が疎であるようなチャープ状干渉縞を光ファイ
バ４０に照射してチャープ格子４５を形成しても良い。
本実施例のチャープ格子形成装置１００では、シリンド
リカルレンズ１４が干渉装置２０ａの外部に設けられて
いるため、干渉装置２０ａ内の二つの光路のそれぞれに
シリンドリカルレンズが配置された従来の装置に比べ
て、ビームスプリッタ２１等の位置調整が容易である。
このため、本実施例のチャープ格子形成装置１００によ
れば、容易に所望のチャープ格子を形成することができ
る。
４５を形成するためには、ビームスプリッタ２１並びに
反射ミラー２２及び２３の位置や、円筒波３０のビーム
スプリッタ２１への入射角度を調節すれば良い。また、
紫外域のレーザ光１６の光軸中心と、シリンドリカルレ
ンズ１４の中心をずらして、例えば片方の端が密で他の
一方の端が疎であるようなチャープ状干渉縞を光ファイ
バ４０に照射してチャープ格子４５を形成しても良い。
本実施例のチャープ格子形成装置１００では、シリンド
リカルレンズ１４が干渉装置２０ａの外部に設けられて
いるため、干渉装置２０ａ内の二つの光路のそれぞれに
シリンドリカルレンズが配置された従来の装置に比べ
て、ビームスプリッタ２１等の位置調整が容易である。
このため、本実施例のチャープ格子形成装置１００によ
れば、容易に所望のチャープ格子を形成することができ
る。
【００３４】なお、本実施例では、シリンドリカルレン
ズ１４の代わりに球レンズを配置しても良く、この場合
は、球面波同士が干渉してチャープ状干渉縞が生成さ
れ、これが光ファイバ４０に照射される。以下では、曲
面波を用いた２光束干渉法によりチャープ格子を形成す
る場合の設計指針を述べる。図２（ａ）〜（ｄ）は、設
計指針の説明に用いる図である。
ズ１４の代わりに球レンズを配置しても良く、この場合
は、球面波同士が干渉してチャープ状干渉縞が生成さ
れ、これが光ファイバ４０に照射される。以下では、曲
面波を用いた２光束干渉法によりチャープ格子を形成す
る場合の設計指針を述べる。図２（ａ）〜（ｄ）は、設
計指針の説明に用いる図である。
【００３５】図２（ａ）のように、２つの点光源１及び
２からの球面波光束（波長λUV）を干渉させ、生成され
た干渉縞を光ファイバに照射する。光ファイバの光軸に
沿ってｚ軸をとり、２つの光の入射角が等しい値θ0 と
なる位置を原点にとる。原点でのそれぞれの波面の曲率
半径をＲ1 、Ｒ2 とする。
２からの球面波光束（波長λUV）を干渉させ、生成され
た干渉縞を光ファイバに照射する。光ファイバの光軸に
沿ってｚ軸をとり、２つの光の入射角が等しい値θ0 と
なる位置を原点にとる。原点でのそれぞれの波面の曲率
半径をＲ1 、Ｒ2 とする。
【００３６】
【数１】
【００３７】図２（ｂ）のように、ｚ＝ｚ1 において、
光源１及び２からの光の入射角をそれぞれθ1 、θ2 と
する。図２（ｃ）より、電界振幅の腹の面の間隔、すな
わち干渉縞のピッチΞは、
光源１及び２からの光の入射角をそれぞれθ1 、θ2 と
する。図２（ｃ）より、電界振幅の腹の面の間隔、すな
わち干渉縞のピッチΞは、
【００３８】
【数２】
【００３９】であり、干渉縞面の法線と光ファイバのな
す角αは、
す角αは、
【００４０】
【数３】
【００４１】であるから、チャープ格子の周期Λは、
【００４２】
【数４】
【００４３】で与えられる。また、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ1 …（４） とおくと、図２（ｄ）より、
【００４４】
【数５】
【００４５】同様に、 θ2 ＝θ0 −Δθ2 …（７） とおくと、
【００４６】
【数６】
【００４７】また、
【００４８】
【数７】
【００４９】であるから、（４）（６）（７）（８）
（９）（１０）を（３）に代入して、
（９）（１０）を（３）に代入して、
【００５０】
【数８】
【００５１】を得る。
【００５２】チャープ格子の反射波長λは、光ファイバ
の実効屈折率をｎとすれば、 λ＝２・ｎ・Λ …（１２） で与えられるから、（１１）（１２）よりλがｚの関数
として表される。特に、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒのとき、（１
１）（１２）は、
の実効屈折率をｎとすれば、 λ＝２・ｎ・Λ …（１２） で与えられるから、（１１）（１２）よりλがｚの関数
として表される。特に、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒのとき、（１
１）（１２）は、
【００５３】
【数９】
【００５４】となる。この式に示されるように、チャー
プ格子の反射波長λは、ｚ軸（光ファイバの光軸）に沿
って変化する。このため、チャープ格子は一定の反射波
長域を有することになる。
プ格子の反射波長λは、ｚ軸（光ファイバの光軸）に沿
って変化する。このため、チャープ格子は一定の反射波
長域を有することになる。
【００５５】次に、チャープ格子の設計例を説明する。
まず、設計例１では、光ファイバに反射波長域１５３０
ｎｍ〜１５７０ｎｍ、全長８０ｍｍのチャープ格子を形
成する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎｍ
とし、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１５３０
ｎｍ、ｚ＝８０ｍｍにてλ＝１５７０ｎｍを（１３）に
代入し、 θ0 ＝１３．７ｄｅｇ …（１４） Ｒ＝４８０．７ｍｍ …（１５） を得る。
まず、設計例１では、光ファイバに反射波長域１５３０
ｎｍ〜１５７０ｎｍ、全長８０ｍｍのチャープ格子を形
成する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎｍ
とし、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１５３０
ｎｍ、ｚ＝８０ｍｍにてλ＝１５７０ｎｍを（１３）に
代入し、 θ0 ＝１３．７ｄｅｇ …（１４） Ｒ＝４８０．７ｍｍ …（１５） を得る。
【００５６】次に、設計例２では、反射波長域１５２０
ｎｍ〜１５８０ｎｍ、全長３ｍｍのチャープ格子を形成
する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎｍと
し、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１５２０ｎ
ｍ、ｚ＝３ｍｍにてλ＝１５８０ｎｍを（１３）に代入
し、 θ0 ＝１３．８ｄｅｇ …（１６） Ｒ＝１４．７ｍｍ …（１７） を得る。
ｎｍ〜１５８０ｎｍ、全長３ｍｍのチャープ格子を形成
する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎｍと
し、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１５２０ｎ
ｍ、ｚ＝３ｍｍにてλ＝１５８０ｎｍを（１３）に代入
し、 θ0 ＝１３．８ｄｅｇ …（１６） Ｒ＝１４．７ｍｍ …（１７） を得る。
【００５７】最後に、設計例３では、反射波長域１４６
０ｎｍ〜１５００ｎｍ、全長１０ｍｍのチャープ格子を
形成する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎ
ｍとし、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１４６
０ｎｍ、ｚ＝１０ｍｍにてλ＝１５００ｎｍを（１３）
に代入し、 θ0 ＝１４．４ｄｅｇ …（１８） Ｒ＝５８．５ｍｍ …（１９） を得る。
０ｎｍ〜１５００ｎｍ、全長１０ｍｍのチャープ格子を
形成する場合を考える。ｎ＝１．４６、λUV＝２４８ｎ
ｍとし、Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒとする。ｚ＝０にてλ＝１４６
０ｎｍ、ｚ＝１０ｍｍにてλ＝１５００ｎｍを（１３）
に代入し、 θ0 ＝１４．４ｄｅｇ …（１８） Ｒ＝５８．５ｍｍ …（１９） を得る。
【００５８】実施例２ 図３は、本実施例のチャープ格子形成装置１０１の構成
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０１は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ｂから構成されてい
る。投光装置１０ａは実施例１のものと同様であるが、
干渉装置２０ｂは実施例１の干渉装置２０ａと異なって
いる。
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０１は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ｂから構成されてい
る。投光装置１０ａは実施例１のものと同様であるが、
干渉装置２０ｂは実施例１の干渉装置２０ａと異なって
いる。
【００５９】本実施例の干渉装置２０ｂは、透過型のプ
レート型位相格子である。投光装置１０ａは、実施例１
と同様に、円筒波３０を出射する。この円筒波３０は、
プレート型位相格子２０ｂの入射面に所定の角度をもっ
て入射し、ここで回折される。本実施例では、プレート
型位相格子２０ｂから出射する回折光のうち、０次の回
折光と−１次の回折光とが相互に干渉して干渉空間３５
を生成する。これらの回折光は、曲面波である円筒波３
０に基づくものであり、いずれも曲面波である。したが
って、干渉空間３５は、円筒波３０の回折により生じた
二次曲面波同士が干渉して生成されたものといえる。
レート型位相格子である。投光装置１０ａは、実施例１
と同様に、円筒波３０を出射する。この円筒波３０は、
プレート型位相格子２０ｂの入射面に所定の角度をもっ
て入射し、ここで回折される。本実施例では、プレート
型位相格子２０ｂから出射する回折光のうち、０次の回
折光と−１次の回折光とが相互に干渉して干渉空間３５
を生成する。これらの回折光は、曲面波である円筒波３
０に基づくものであり、いずれも曲面波である。したが
って、干渉空間３５は、円筒波３０の回折により生じた
二次曲面波同士が干渉して生成されたものといえる。
【００６０】干渉空間３５において生じている干渉縞
は、実施例１と同様に、縞の周期が中心部で大きく、周
辺部に近付くにつれて周期が小さくなるようなチャープ
状の干渉縞である。この干渉縞が、光ファイバ４０に照
射され、光ファイバ４０のコアにチャープ格子４５が形
成される。
は、実施例１と同様に、縞の周期が中心部で大きく、周
辺部に近付くにつれて周期が小さくなるようなチャープ
状の干渉縞である。この干渉縞が、光ファイバ４０に照
射され、光ファイバ４０のコアにチャープ格子４５が形
成される。
【００６１】所望のチャープ格子４５を形成するために
は、投光装置１０ａを回転させるなどして円筒波３０の
プレート型位相格子２０ｂへの入射角度を調節すれば良
い。この場合、プレート型位相格子２０ｂは固定してお
くことができ、従来の装置のように複雑な配置調整作業
は必要ない。このため、本実施例のチャープ格子形成装
置１０１によれば、所望のチャープ格子を容易に量産性
良く形成することが可能である。
は、投光装置１０ａを回転させるなどして円筒波３０の
プレート型位相格子２０ｂへの入射角度を調節すれば良
い。この場合、プレート型位相格子２０ｂは固定してお
くことができ、従来の装置のように複雑な配置調整作業
は必要ない。このため、本実施例のチャープ格子形成装
置１０１によれば、所望のチャープ格子を容易に量産性
良く形成することが可能である。
【００６２】なお、本実施例では、透過型のプレート型
位相格子を干渉装置として用いたが、反射型のプレート
型位相格子も同様に干渉装置として用いることができ
る。この場合は、投光装置１０ａからの円筒波がプレー
ト型位相格子により反射される方向に光ファイバ４０を
配置すれば良い。
位相格子を干渉装置として用いたが、反射型のプレート
型位相格子も同様に干渉装置として用いることができ
る。この場合は、投光装置１０ａからの円筒波がプレー
ト型位相格子により反射される方向に光ファイバ４０を
配置すれば良い。
【００６３】実施例３ 図４は、本実施例のチャープ格子形成装置１０２の構成
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０２は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ｃから構成されてい
る。投光装置１０ａは実施例１と同様であるが、干渉装
置２０ｃは上記の干渉装置２０ａや２０ｂとは異なって
いる。
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０２は、
投光装置１０ａ及び干渉装置２０ｃから構成されてい
る。投光装置１０ａは実施例１と同様であるが、干渉装
置２０ｃは上記の干渉装置２０ａや２０ｂとは異なって
いる。
【００６４】干渉装置２０ｃは、プレート型位相格子５
０及び石英ブロック６０から構成されている。プレート
型位相格子５０は、実施例２で用いられたものと同様、
透過型のものである。石英ブロック６０は、石英ガラス
製の直方体であり、紫外光に対して透明、すなわち紫外
光に対する透光性を備えている。この石英ブロック６０
は、プレート型位相格子５０から出射する光が入射する
上面６１（以下、光入射面と呼ぶ。）と、上面６１に対
向する面であって、プレート型位相格子５０からの光が
出射する底面６２（以下、光出射面と呼ぶ。）を有して
いる。また、石英ブロック６０の側面であって、互いに
対向し、かつ平行な側面６３及び６４は、石英ブロック
６０内に入射してこれらの面に到達した光を高い反射率
で反射する。以後、これらの側面を光反射面と呼ぶこと
にする。また、石英ブロック６０の光入射面６１には、
プレート型位相格子５０からの０次回折光を遮蔽する遮
光板６５が設けられている。
０及び石英ブロック６０から構成されている。プレート
型位相格子５０は、実施例２で用いられたものと同様、
透過型のものである。石英ブロック６０は、石英ガラス
製の直方体であり、紫外光に対して透明、すなわち紫外
光に対する透光性を備えている。この石英ブロック６０
は、プレート型位相格子５０から出射する光が入射する
上面６１（以下、光入射面と呼ぶ。）と、上面６１に対
向する面であって、プレート型位相格子５０からの光が
出射する底面６２（以下、光出射面と呼ぶ。）を有して
いる。また、石英ブロック６０の側面であって、互いに
対向し、かつ平行な側面６３及び６４は、石英ブロック
６０内に入射してこれらの面に到達した光を高い反射率
で反射する。以後、これらの側面を光反射面と呼ぶこと
にする。また、石英ブロック６０の光入射面６１には、
プレート型位相格子５０からの０次回折光を遮蔽する遮
光板６５が設けられている。
【００６５】本実施例のチャープ格子形成装置１０２で
は、投光装置１０ａから出射した円筒波がプレート型位
相格子５０の入射面にほぼ垂直に入射し、ここで回折さ
れる。プレート型位相格子５０から出射する次数の異な
る回折光は、投光装置１０ａから出射した円筒波に基づ
くもので、いずれも曲面波である。これらの二次曲面波
のうち、−１次の回折光３３と＋１次の回折光３４は、
石英ブロック６０の光入射面６１から石英ブロック６０
内に入射する。
は、投光装置１０ａから出射した円筒波がプレート型位
相格子５０の入射面にほぼ垂直に入射し、ここで回折さ
れる。プレート型位相格子５０から出射する次数の異な
る回折光は、投光装置１０ａから出射した円筒波に基づ
くもので、いずれも曲面波である。これらの二次曲面波
のうち、−１次の回折光３３と＋１次の回折光３４は、
石英ブロック６０の光入射面６１から石英ブロック６０
内に入射する。
【００６６】回折光３３は、石英ブロック６０内を進行
して光反射面６３に到達し、ここで反射される。同様
に、回折光３４は、石英ブロック６０内を進行して光反
射面６４に到達し、ここで反射される。図４に示される
ように、反射された回折光３３及び３４は、光出射面６
２から出射して相互に干渉し、干渉空間３５を生成す
る。上述のように、回折光３３及び３４は曲面波である
から、干渉空間３５において生じる干渉縞は、実施例１
及び２と同様のチャープ状干渉縞である。この干渉縞が
光ファイバ４０に照射されることで、光ファイバ４０の
コアにチャープ格子４５が形成される。
して光反射面６３に到達し、ここで反射される。同様
に、回折光３４は、石英ブロック６０内を進行して光反
射面６４に到達し、ここで反射される。図４に示される
ように、反射された回折光３３及び３４は、光出射面６
２から出射して相互に干渉し、干渉空間３５を生成す
る。上述のように、回折光３３及び３４は曲面波である
から、干渉空間３５において生じる干渉縞は、実施例１
及び２と同様のチャープ状干渉縞である。この干渉縞が
光ファイバ４０に照射されることで、光ファイバ４０の
コアにチャープ格子４５が形成される。
【００６７】本実施例のチャープ格子形成装置１０２
は、部品点数が少なく、各部品（投光装置１０ａ、プレ
ート型位相格子５０、石英ブロック６０など）の配置の
調整が容易なため、所望のチャープ格子を容易に形成す
ることができる。また、本実施例のチャープ格子形成装
置１０２は、干渉させるべき二つの曲面波の光路が石英
ブロック６０により固定されているため、均一な特性の
チャープ格子を再現性良く量産することができる。
は、部品点数が少なく、各部品（投光装置１０ａ、プレ
ート型位相格子５０、石英ブロック６０など）の配置の
調整が容易なため、所望のチャープ格子を容易に形成す
ることができる。また、本実施例のチャープ格子形成装
置１０２は、干渉させるべき二つの曲面波の光路が石英
ブロック６０により固定されているため、均一な特性の
チャープ格子を再現性良く量産することができる。
【００６８】実施例４ 図５は、本実施例のチャープ格子形成装置１０３の構成
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０３は、
投光装置１０ｂ及び干渉装置２０ａから構成されてい
る。干渉装置２０ａは、実施例１のものと同様である
が、投光装置１０ｂは実施例１の投光装置１０ａと異な
っている。
を示す図である。このチャープ格子形成装置１０３は、
投光装置１０ｂ及び干渉装置２０ａから構成されてい
る。干渉装置２０ａは、実施例１のものと同様である
が、投光装置１０ｂは実施例１の投光装置１０ａと異な
っている。
【００６９】本実施例の投光装置１０ｂは、光源１２及
び曲面ミラー１８から構成されている。光源１２は、実
施例１のものと同様である。曲面ミラー１８は、入射光
を反射する曲面を有している。曲面ミラー１８は、光源
１２からのレーザ光１６がこの反射曲面に入射するよう
に配置されている。曲面ミラー１８で反射されたレーザ
光１６は、紙面内で収束しながら進行する曲面波３０と
なる。この曲面波が干渉装置２０ａに入射することによ
り、実施例１と同様にして、光ファイバ４０内にチャー
プ格子４５が形成される。
び曲面ミラー１８から構成されている。光源１２は、実
施例１のものと同様である。曲面ミラー１８は、入射光
を反射する曲面を有している。曲面ミラー１８は、光源
１２からのレーザ光１６がこの反射曲面に入射するよう
に配置されている。曲面ミラー１８で反射されたレーザ
光１６は、紙面内で収束しながら進行する曲面波３０と
なる。この曲面波が干渉装置２０ａに入射することによ
り、実施例１と同様にして、光ファイバ４０内にチャー
プ格子４５が形成される。
【００７０】所望のチャープ格子４５を形成するために
は、ビームスプリッタ２１並びに反射ミラー２２及び２
３の位置や、曲面波３０のビームスプリッタ２１への入
射角度を調節すれば良い。本実施例のチャープ格子形成
装置１０３では、干渉装置２０ａの外部に設けられた曲
面ミラー１８により曲面波が形成されるため、干渉装置
２０ａ内の二つの光路のそれぞれにシリンドリカルレン
ズが配置された従来の装置に比べて、ビームスプリッタ
２１等の位置調整が容易である。このため、本実施例の
チャープ格子形成装置１０３によれば、容易に所望のチ
ャープ格子を形成することができる。
は、ビームスプリッタ２１並びに反射ミラー２２及び２
３の位置や、曲面波３０のビームスプリッタ２１への入
射角度を調節すれば良い。本実施例のチャープ格子形成
装置１０３では、干渉装置２０ａの外部に設けられた曲
面ミラー１８により曲面波が形成されるため、干渉装置
２０ａ内の二つの光路のそれぞれにシリンドリカルレン
ズが配置された従来の装置に比べて、ビームスプリッタ
２１等の位置調整が容易である。このため、本実施例の
チャープ格子形成装置１０３によれば、容易に所望のチ
ャープ格子を形成することができる。
【００７１】実施例５ 図６及び図７は、本実施例のチャープ格子形成装置１０
４の構成を示すもので、図６は、装置１０４の第１の側
面図であり、図７は、図６と直交する方向から装置１０
４を示す第２の側面図である。
４の構成を示すもので、図６は、装置１０４の第１の側
面図であり、図７は、図６と直交する方向から装置１０
４を示す第２の側面図である。
【００７２】これらの図に示されるように、本実施例の
チャープ格子形成装置１０４は、投光装置１０ｃ及び干
渉装置２０ｃから構成されている。投光装置１０ｃは、
実施例１〜３で用いた投光装置１０ａの構成に、さらに
シリンドリカルレンズ１５を加えたものである。このシ
リンドリカルレンズ１５は、シリンドリカルレンズ１４
から出射した円筒波が入射する位置に配置されており、
図６の紙面内で屈折作用を有している。一方、もう一つ
のシリンドリカルレンズ１４は、図７の紙面内で屈折作
用を有している。図６の紙面と図７の紙面とは互いに直
交する平面であるから、光源１２から出射したレーザ光
１６は、シリンドリカルレンズ１４及び１５を順次に透
過することで、図６及び図７の紙面内でそれぞれ収束す
る曲面波となる。この曲面波が投光装置１０ｃから出射
して、干渉装置２０ｃに入射する。
チャープ格子形成装置１０４は、投光装置１０ｃ及び干
渉装置２０ｃから構成されている。投光装置１０ｃは、
実施例１〜３で用いた投光装置１０ａの構成に、さらに
シリンドリカルレンズ１５を加えたものである。このシ
リンドリカルレンズ１５は、シリンドリカルレンズ１４
から出射した円筒波が入射する位置に配置されており、
図６の紙面内で屈折作用を有している。一方、もう一つ
のシリンドリカルレンズ１４は、図７の紙面内で屈折作
用を有している。図６の紙面と図７の紙面とは互いに直
交する平面であるから、光源１２から出射したレーザ光
１６は、シリンドリカルレンズ１４及び１５を順次に透
過することで、図６及び図７の紙面内でそれぞれ収束す
る曲面波となる。この曲面波が投光装置１０ｃから出射
して、干渉装置２０ｃに入射する。
【００７３】通常、干渉縞を形成しているビームの径は
回折格子書き込み用の光導波路（本実施例では、光ファ
イバ４０）のコア幅よりも大きいので、光導波路に照射
されない光成分はチャープ格子の形成に寄与しない。本
実施例では、この点を改善すべく、シリンドリカルレン
ズ１５が配置されており、光源１２からの光１６を図７
の紙面内において光ファイバ４０の光軸に垂直な方向に
集光する集光レンズとして機能する。
回折格子書き込み用の光導波路（本実施例では、光ファ
イバ４０）のコア幅よりも大きいので、光導波路に照射
されない光成分はチャープ格子の形成に寄与しない。本
実施例では、この点を改善すべく、シリンドリカルレン
ズ１５が配置されており、光源１２からの光１６を図７
の紙面内において光ファイバ４０の光軸に垂直な方向に
集光する集光レンズとして機能する。
【００７４】干渉装置２０ｃは、実施例３で用いられた
ものと同様のものである。上述した曲面波は、プレート
型位相格子５０に入射して回折される。これにより生じ
た−１次の回折光３５と＋１次の回折光３６は、石英ブ
ロック６０内に入射し、実施例３と同様に光反射面６３
及び６４の反射作用に基づいて相互に干渉し、干渉空間
３５を生成する。回折光３５及び３６は曲面波であるか
ら、干渉空間３５において生じている干渉縞は、縞の周
期が中心部で小さく、周辺部に近付くにつれて周期が大
きくなるようなチャープ状の干渉縞である。この干渉縞
が光ファイバ４０に照射され、干渉縞と同様の周期変化
を示すチャープ格子４５が光ファイバ４０のコアに形成
される。
ものと同様のものである。上述した曲面波は、プレート
型位相格子５０に入射して回折される。これにより生じ
た−１次の回折光３５と＋１次の回折光３６は、石英ブ
ロック６０内に入射し、実施例３と同様に光反射面６３
及び６４の反射作用に基づいて相互に干渉し、干渉空間
３５を生成する。回折光３５及び３６は曲面波であるか
ら、干渉空間３５において生じている干渉縞は、縞の周
期が中心部で小さく、周辺部に近付くにつれて周期が大
きくなるようなチャープ状の干渉縞である。この干渉縞
が光ファイバ４０に照射され、干渉縞と同様の周期変化
を示すチャープ格子４５が光ファイバ４０のコアに形成
される。
【００７５】本実施例のチャープ格子形成装置１０４
も、実施例３の装置１０２と同様に各部品の配置の調整
が容易で、所望のチャープ格子を容易に形成することが
できるとともに、干渉させるべき二つの曲面波の光路が
石英ブロック６０により固定されているため、均一な特
性のチャープ格子を再現性良く量産することができる。
も、実施例３の装置１０２と同様に各部品の配置の調整
が容易で、所望のチャープ格子を容易に形成することが
できるとともに、干渉させるべき二つの曲面波の光路が
石英ブロック６０により固定されているため、均一な特
性のチャープ格子を再現性良く量産することができる。
【００７６】さらに、本実施例の装置１０４では、シリ
ンドリカルレンズ１５が配置されたことで、以下の効果
が得られる。すなわち、シリンドリカルレンズ１５の屈
折作用により光ファイバ４０に照射される干渉縞のビー
ムが図７の紙面内で集光され、干渉縞の光強度が高まる
ため、コアの光誘起屈折率変化が迅速に起こるようにな
る。このため、本実施例のチャープ格子形成装置１０４
によれば、一層効率良くチャープ格子を形成することが
できる。
ンドリカルレンズ１５が配置されたことで、以下の効果
が得られる。すなわち、シリンドリカルレンズ１５の屈
折作用により光ファイバ４０に照射される干渉縞のビー
ムが図７の紙面内で集光され、干渉縞の光強度が高まる
ため、コアの光誘起屈折率変化が迅速に起こるようにな
る。このため、本実施例のチャープ格子形成装置１０４
によれば、一層効率良くチャープ格子を形成することが
できる。
【００７７】以上、本発明の実施例を詳細に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な変形が可能である。例えば、上述した各種のチャー
プ格子形成装置を用いて、光ファイバの代わりに薄膜導
波路のコアやクラッドにチャープ格子を形成することも
可能である。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な変形が可能である。例えば、上述した各種のチャー
プ格子形成装置を用いて、光ファイバの代わりに薄膜導
波路のコアやクラッドにチャープ格子を形成することも
可能である。
【００７８】また、チャープ格子書き込み用の光導波路
は、実施例のようにＧｅＯ2 が添加された石英ガラスを
含むものでなくても良い。例えば、強度の大きい光をガ
ラス体に照射するとその照射部分においてガラスが溶融
するが、この溶融部分が固化すると照射前よりガラス密
度が上昇し、屈折率も上昇する。これを利用して、十分
な強度の光を干渉させて形成した干渉縞をガラス光導波
路に照射することにより、光導波路内に回折格子を形成
することも可能である。このような方法にも、本発明の
チャープ格子形成装置を適用することができ、この場
合、投光手段が出射する曲面波は紫外光でなくても良
い。なお、光照射によるガラス溶融を良好に達成するに
は、光導波路を構成するガラスに所定波長域の光を吸収
する光吸収剤を添加し、この波長域に含まれる光で形成
した干渉縞を照射すると良い。
は、実施例のようにＧｅＯ2 が添加された石英ガラスを
含むものでなくても良い。例えば、強度の大きい光をガ
ラス体に照射するとその照射部分においてガラスが溶融
するが、この溶融部分が固化すると照射前よりガラス密
度が上昇し、屈折率も上昇する。これを利用して、十分
な強度の光を干渉させて形成した干渉縞をガラス光導波
路に照射することにより、光導波路内に回折格子を形成
することも可能である。このような方法にも、本発明の
チャープ格子形成装置を適用することができ、この場
合、投光手段が出射する曲面波は紫外光でなくても良
い。なお、光照射によるガラス溶融を良好に達成するに
は、光導波路を構成するガラスに所定波長域の光を吸収
する光吸収剤を添加し、この波長域に含まれる光で形成
した干渉縞を照射すると良い。
【００７９】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明のチ
ャープ格子形成装置では、投光手段からの曲面波に基づ
いて干渉すべき２光束が生成されるので、干渉手段内で
曲面波を生成する必要がなく、干渉手段を簡易な構成と
することが容易なので、所望のチャープ格子を容易に量
産性良く形成することができる。
ャープ格子形成装置では、投光手段からの曲面波に基づ
いて干渉すべき２光束が生成されるので、干渉手段内で
曲面波を生成する必要がなく、干渉手段を簡易な構成と
することが容易なので、所望のチャープ格子を容易に量
産性良く形成することができる。
【００８０】本発明のチャープ格子形成装置のうち光源
が紫外光の曲面波を出力するものによれば、コアやクラ
ッドが、酸化ゲルマニウムがドープされた石英ガラスか
ら構成される光導波路内に好適にチャープ格子を形成す
ることができる。
が紫外光の曲面波を出力するものによれば、コアやクラ
ッドが、酸化ゲルマニウムがドープされた石英ガラスか
ら構成される光導波路内に好適にチャープ格子を形成す
ることができる。
【図１】実施例１のチャープ格子形成装置１００の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】チャープ格子を形成する場合の設計指針を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】実施例２のチャープ格子形成装置１０１の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】実施例３のチャープ格子形成装置１０２の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図５】実施例４のチャープ格子形成装置１０３の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図６】実施例５のチャープ格子形成装置１０４の構成
を示す第１の側面図である。
を示す第１の側面図である。
【図７】実施例５のチャープ格子形成装置１０４の構成
を示す第２の側面図である。
を示す第２の側面図である。
１０ａ〜１０ｃ…投光装置、１２…光源、１４及び１５
…シリンドリカルレンズ、１８…曲面ミラー、２０ａ〜
２０ｃ…干渉装置、３５…干渉空間、４０…光ファイ
バ、４５…チャープ格子、５０…プレート型位相格子、
６０…石英ブロック。
…シリンドリカルレンズ、１８…曲面ミラー、２０ａ〜
２０ｃ…干渉装置、３５…干渉空間、４０…光ファイ
バ、４５…チャープ格子、５０…プレート型位相格子、
６０…石英ブロック。
フロントページの続き (72)発明者 榎本 正 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (9)
- 【請求項１】 所定方向に沿って周期が変化する干渉縞
を感光性の光導波路に照射することにより、この光導波
路内にチャープ格子を形成する装置であって、 曲面波を出力する投光手段と、 前記曲面波の入射により第１及び第２の二次曲面波を生
成し、この第１及び第２の二次曲面波を干渉させること
により前記干渉縞を生成する干渉手段と、 を備えるチャープ格子形成装置。 - 【請求項２】 前記投光手段は、光源と、この光源から
の光の入射により前記曲面波を形成する光学手段とを備
えるものであることを特徴とする請求項１記載のチャー
プ格子形成装置。 - 【請求項３】 前記光学手段は、前記光源からの光を前
記曲面波に変換するレンズであることを特徴とする請求
項２記載のチャープ格子形成装置。 - 【請求項４】 前記レンズは、シリンドリカルレンズで
あることを特徴とする請求項３記載のチャープ格子形成
装置。 - 【請求項５】 前記光学手段は、前記光源からの光を反
射する曲面を有するミラーであることを特徴とする請求
項２記載のチャープ格子形成装置。 - 【請求項６】 前記干渉手段は、前記投光手段からの曲
面波を二つに分岐して前記第１及び第２の二次曲面波を
生成する光分岐手段と、この光分岐手段から出射した前
記第１の二次曲面波を反射して前記光導波路に照射する
第１の反射手段と、前記第２の二次曲面波を反射して前
記光導波路に照射する第２の反射手段とを備え、前記第
１の反射手段で反射された前記第１の二次曲面波と前記
第２の反射手段で反射された前記第２の二次曲面波とを
干渉させて前記干渉縞を生成するものであることを特徴
とする請求項１記載のチャープ格子形成装置。 - 【請求項７】 前記干渉手段は、前記投光手段からの曲
面波が入射するプレート型位相格子であることを特徴と
する請求項１記載のチャープ格子形成装置。 - 【請求項８】 前記干渉手段は、前記投光手段からの曲
面波が入射するプレート型位相格子であってこの曲面波
を回折させて前記第１及び第２の曲面波を出射させるも
のと、前記プレート型位相格子から出射した前記第１及
び第２の曲面波が内部に入射するブロック体であって前
記第１の曲面波を反射する第１の反射面、および前記第
２の曲面波を反射する第２の反射面を有するものとを備
え、前記第１及び第２の反射面でそれぞれ反射された前
記第１の曲面波と前記第２の曲面波とを干渉させること
により前記干渉縞を生成するものであることを特徴とす
る請求項１記載のチャープ格子形成装置。 - 【請求項９】 前記投光手段は、紫外光の曲面波を出力
するものであることを特徴とする請求項１記載のチャー
プ格子形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088318A JPH08286009A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | チャープ格子形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088318A JPH08286009A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | チャープ格子形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286009A true JPH08286009A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13939582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7088318A Pending JPH08286009A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | チャープ格子形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08286009A (ja) |
Cited By (5)
| 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 |
| KR20000050566A (ko) * | 1999-01-12 | 2000-08-05 | 윤종용 | 첩핑된 광섬유 격자 제작 장치 및 그 방법 |
| JP2001255490A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法およびこの加工方法による光導波路の製造方法 |
| JP2004504634A (ja) * | 2000-07-19 | 2004-02-12 | エーエスエムエル ユーエス，インコーポレイテッド | ホログラフィックレチクルを用いて光学システムを特徴付けする方法 |
| US7804601B2 (en) | 1999-06-24 | 2010-09-28 | Asml Holding N.V. | Methods for making holographic reticles for characterizing optical systems |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP7088318A patent/JPH08286009A/ja active Pending
Cited By (6)
| 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 |
| EP0840147A3 (en) * | 1996-11-04 | 1999-06-16 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for making continuous chirped fiber bragg gratings |
| KR20000050566A (ko) * | 1999-01-12 | 2000-08-05 | 윤종용 | 첩핑된 광섬유 격자 제작 장치 및 그 방법 |
| US7804601B2 (en) | 1999-06-24 | 2010-09-28 | Asml Holding N.V. | Methods for making holographic reticles for characterizing optical systems |
| JP2001255490A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法およびこの加工方法による光導波路の製造方法 |
| JP2004504634A (ja) * | 2000-07-19 | 2004-02-12 | エーエスエムエル ユーエス，インコーポレイテッド | ホログラフィックレチクルを用いて光学システムを特徴付けする方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100302122B1 (ko) | 광도파관과광도파관의광경로에브래그격자를제조하는방법및장치 | |
| CA1102593A (en) | Method of forming focusing diffraction gratings for integrated optics | |
| CA2111808C (en) | Method for forming a bragg grating in an optical medium | |
| JP3059761B2 (ja) | 光ファイバの非同期回折格子の形成方法及び装置 | |
| US5367588A (en) | Method of fabricating Bragg gratings using a silica glass phase grating mask and mask used by same | |
| US5604829A (en) | Optical waveguide with diffraction grating and method of forming the same | |
| US6853772B2 (en) | Fiber grating writing interferometer with continuous wavelength tuning and chirp capability | |
| US6269208B1 (en) | Wavelength tuning of photo-induced gratings | |
| JPH09508713A (ja) | 光格子 | |
| CN1168982A (zh) | 在光波导中形成光栅的方法 | |
| US6915044B2 (en) | Tunable talbot interferometers for fiber bragg grating writing | |
| JPH1152299A (ja) | 高出力レーザビーム用空間フィルタ | |
| US7079729B2 (en) | Apparatus for generating an optical interference pattern | |
| JPH08286009A (ja) | チャープ格子形成装置 | |
| JPH03291523A (ja) | エンコーダ | |
| EP0797121A3 (en) | Exposure apparatus | |
| JPH09311238A (ja) | 光導波路型回折格子の作成方法 | |
| JPH08286059A (ja) | チャープ格子形成装置 | |
| JP3484868B2 (ja) | 光導波路型回折格子の作成方法および作成装置 | |
| JP4543128B2 (ja) | 光導波路ブラッググレーティングの製造方法および製造装置 | |
| KR20020049493A (ko) | 대면적 홀로그래픽 회절격자 생성방법 및 장치 | |
| JPH08286010A (ja) | チャープ格子形成装置 | |
| US6873762B1 (en) | Fabrication of fiber optic grating apparatus and method | |
| JPH0829631A (ja) | チャープグレーティング作製装置 | |
| JPH08286062A (ja) | 光導波路型回折格子の作成方法 |