JPH08286040A - 光ファイバ型回折格子 - Google Patents
光ファイバ型回折格子Info
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- JPH08286040A JPH08286040A JP7090887A JP9088795A JPH08286040A JP H08286040 A JPH08286040 A JP H08286040A JP 7090887 A JP7090887 A JP 7090887A JP 9088795 A JP9088795 A JP 9088795A JP H08286040 A JPH08286040 A JP H08286040A
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- 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
- G02B6/02171—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes
- G02B6/02176—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations
- G02B6/0218—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations using mounting means, e.g. by using a combination of materials having different thermal expansion coefficients
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特定波長の光成分を反射させるファイバ型回
折格子を提供する。 【構成】 軸方向の所定長さにわたって樹脂の被覆層
（１２）が除去されることによりガラスファイバ（１
１）が露出された露出部分のコアに回折格子が形成され
た光ファイバ心線（１０）と、露出部分の両端部の外側
の被覆層（１２）で支持され、露出部分のガラスファイ
バ（１１）を一定の空隙をあけて包囲する長尺の固定部
材（２０）とを備える。固定部材（２０）とガラスファ
イバ（１１）は露出部分の両端部で接着剤（３０）によ
り固着され、固定部材（２０）はガラスファイバ（１
１）よりも熱膨張係数の小さいガラスセラミックスなど
で成型されている。したがって、温度変化によってガラ
スファイバが熱膨張し、あるいは熱収縮ガラスファイバ
が軸方向に伸び、あるいは縮もうとしても、熱膨張係数
の小さい材料で形成された固定部材によりガラスファイ
バの伸縮は抑制され、回折格子の格子間隔の変動は抑制
される。
折格子を提供する。 【構成】 軸方向の所定長さにわたって樹脂の被覆層
（１２）が除去されることによりガラスファイバ（１
１）が露出された露出部分のコアに回折格子が形成され
た光ファイバ心線（１０）と、露出部分の両端部の外側
の被覆層（１２）で支持され、露出部分のガラスファイ
バ（１１）を一定の空隙をあけて包囲する長尺の固定部
材（２０）とを備える。固定部材（２０）とガラスファ
イバ（１１）は露出部分の両端部で接着剤（３０）によ
り固着され、固定部材（２０）はガラスファイバ（１
１）よりも熱膨張係数の小さいガラスセラミックスなど
で成型されている。したがって、温度変化によってガラ
スファイバが熱膨張し、あるいは熱収縮ガラスファイバ
が軸方向に伸び、あるいは縮もうとしても、熱膨張係数
の小さい材料で形成された固定部材によりガラスファイ
バの伸縮は抑制され、回折格子の格子間隔の変動は抑制
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバのコア部の
屈折率を光軸に沿って周期的に変化させた回折格子を有
する光ファイバ型回折格子に関するものである。
屈折率を光軸に沿って周期的に変化させた回折格子を有
する光ファイバ型回折格子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信技術の進展に伴
い、ネットワークの複雑化や信号波長の多重化などが進
行し、システム構成は高度化しつつある。このような光
通信システムでは、光回路素子の重要性が増大してい
る。
い、ネットワークの複雑化や信号波長の多重化などが進
行し、システム構成は高度化しつつある。このような光
通信システムでは、光回路素子の重要性が増大してい
る。
【０００３】光回路素子における一般的構成の一つとし
てファイバ型素子は、小型で挿入損失が小さいことや、
光ファイバとの接続が容易であること等の利点を有して
いる。そして、このようなファイバ型素子として、ファ
イバ型フィルターが知られている。
てファイバ型素子は、小型で挿入損失が小さいことや、
光ファイバとの接続が容易であること等の利点を有して
いる。そして、このようなファイバ型素子として、ファ
イバ型フィルターが知られている。
【０００４】最近では、コア部に酸化ゲルマニウムをド
ープした石英系光ファイバについて、紫外光照射によっ
てコア部の屈折率が変化するという知見が周知であり、
このような光誘起屈折率変化を利用したファイバ型フィ
ルターとして、光ファイバ型回折格子が研究開発されて
いる。この光ファイバ型回折格子は、光ファイバ内を進
行する光のうち特定波長の光成分を反射するものであ
り、一般に、紫外光の照射によって光ファイバのコア部
に屈折率が光軸に沿って周期的に変化した領域を形成す
ることにより作製されている。
ープした石英系光ファイバについて、紫外光照射によっ
てコア部の屈折率が変化するという知見が周知であり、
このような光誘起屈折率変化を利用したファイバ型フィ
ルターとして、光ファイバ型回折格子が研究開発されて
いる。この光ファイバ型回折格子は、光ファイバ内を進
行する光のうち特定波長の光成分を反射するものであ
り、一般に、紫外光の照射によって光ファイバのコア部
に屈折率が光軸に沿って周期的に変化した領域を形成す
ることにより作製されている。
【０００５】このような回折格子は、例えば二つのコヒ
ーレントな紫外光を光ファイバの軸方向に対する角度θ
1 ，θ2 （＝１８０°−θ1 ）で入射して干渉させるこ
とで形成される。そして、光ファイバの径方向に対する
コヒーレントな紫外光の入射角度θ（＝９０°−θ1 ）
と紫外光の波長λとを用いると、干渉空間における干渉
縞の間隔Λは、 Λ＝λ／（２ｓｉｎθ） （２） となる。したがって、コア部の露光領域には、異なる屈
折率を有する領域が干渉縞の間隔Λを周期として光ファ
イバの軸方向に配列され、これが複数の格子を成すこと
になる。
ーレントな紫外光を光ファイバの軸方向に対する角度θ
1 ，θ2 （＝１８０°−θ1 ）で入射して干渉させるこ
とで形成される。そして、光ファイバの径方向に対する
コヒーレントな紫外光の入射角度θ（＝９０°−θ1 ）
と紫外光の波長λとを用いると、干渉空間における干渉
縞の間隔Λは、 Λ＝λ／（２ｓｉｎθ） （２） となる。したがって、コア部の露光領域には、異なる屈
折率を有する領域が干渉縞の間隔Λを周期として光ファ
イバの軸方向に配列され、これが複数の格子を成すこと
になる。
【０００６】周知なブラッグの回折条件に基づいてコア
部の屈折率ｎと格子の周期Λとを用い、このファイバ型
回折格子の反射波長λR は、 λR ＝２ｎΛ ＝λｎ／ｓｉｎθ （３） となる。また、格子の長さＬと屈折率差Δｎとを用い、
このファイバ型回折格子の反射率Ｒは、 Ｒ＝ｔａｎｈ2 （ＬπΔｎ／λR ） （４） となる。したがって、光ファイバ１０のコア部１２で
は、格子１３が１０-4〜１０-3程度の大きい屈折率変化
で形成されているので、反射波長λR の反射率が１００
％近い値に達する。
部の屈折率ｎと格子の周期Λとを用い、このファイバ型
回折格子の反射波長λR は、 λR ＝２ｎΛ ＝λｎ／ｓｉｎθ （３） となる。また、格子の長さＬと屈折率差Δｎとを用い、
このファイバ型回折格子の反射率Ｒは、 Ｒ＝ｔａｎｈ2 （ＬπΔｎ／λR ） （４） となる。したがって、光ファイバ１０のコア部１２で
は、格子１３が１０-4〜１０-3程度の大きい屈折率変化
で形成されているので、反射波長λR の反射率が１００
％近い値に達する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光ファイバ型回折格子では、光ファイバ（ガラスフ
ァイバ）が軸方向に伸縮すると格子の間隔も変化するの
で、反射波長が変動するという不都合があった。特に、
光ファイバ型回折格子が使用される環境温度が変化する
と、熱膨張によって光ファイバが伸び、あるいは縮むこ
とになり、格子間隔の変化に応じて反射波長が変化して
しまう。
うな光ファイバ型回折格子では、光ファイバ（ガラスフ
ァイバ）が軸方向に伸縮すると格子の間隔も変化するの
で、反射波長が変動するという不都合があった。特に、
光ファイバ型回折格子が使用される環境温度が変化する
と、熱膨張によって光ファイバが伸び、あるいは縮むこ
とになり、格子間隔の変化に応じて反射波長が変化して
しまう。
【０００８】そこで本発明は、環境の変化によって反射
特性が変化することのないようにした光ファイバ型回折
格子を提供することを目的とする。
特性が変化することのないようにした光ファイバ型回折
格子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】本発明に係る光ファイバ
型回折格子は、軸方向の所定長さにわたって樹脂の被覆
層が除去されることによりガラスファイバが露出され、
この露出部分のコアに回折格子が形成された光ファイバ
心線と、露出部分の両端部の外側の被覆層で支持され、
露出部分のガラスファイバを一定の空隙をあけて包囲す
る長尺の固定部材とを備え、固定部材とガラスファイバ
は露出部分の両端部で接着剤により固着され、固定部材
はガラスファイバよりも熱膨張係数の小さい材料で成型
されていることを特徴とする。
型回折格子は、軸方向の所定長さにわたって樹脂の被覆
層が除去されることによりガラスファイバが露出され、
この露出部分のコアに回折格子が形成された光ファイバ
心線と、露出部分の両端部の外側の被覆層で支持され、
露出部分のガラスファイバを一定の空隙をあけて包囲す
る長尺の固定部材とを備え、固定部材とガラスファイバ
は露出部分の両端部で接着剤により固着され、固定部材
はガラスファイバよりも熱膨張係数の小さい材料で成型
されていることを特徴とする。
【００１０】ここで、ガラスファイバのコアは酸化ゲル
マニウムを含んで構成され、回折格子は紫外線照射によ
り形成されていることが望ましい。
マニウムを含んで構成され、回折格子は紫外線照射によ
り形成されていることが望ましい。
【００１１】
【作用】温度上昇によってガラスファイバが熱膨張し、
あるいは温度降下によってガラスファイバが熱収縮する
と、ガラスファイバは軸方向に伸び、あるいは縮もうと
するが、本発明では、回折格子形成部すなわちガラスフ
ァイバの露出部分の両側が接着剤により固定部材に固着
されている。そして、この固定部材はガラスファイバよ
りも熱膨張係数の小さい材料で形成されているため、ガ
ラスファイバの伸縮は抑制され、したがって、回折格子
の格子間隔の変動は抑制される。
あるいは温度降下によってガラスファイバが熱収縮する
と、ガラスファイバは軸方向に伸び、あるいは縮もうと
するが、本発明では、回折格子形成部すなわちガラスフ
ァイバの露出部分の両側が接着剤により固定部材に固着
されている。そして、この固定部材はガラスファイバよ
りも熱膨張係数の小さい材料で形成されているため、ガ
ラスファイバの伸縮は抑制され、したがって、回折格子
の格子間隔の変動は抑制される。
【００１２】さらに、光ファイバ型回折格子して重要な
格子形成部分（ガラスファイバの露出部分）は、固定部
材に空隙をあけて包囲されているので、接触することに
よって傷つけられたりすることがなく、また外界の影響
により特性が劣化することもない。したがって、例えば
コアに酸化ゲルマニウムを含んで紫外線照射により格子
が形成された光ファイバ型回折格子を、好適に保護する
ことが可能になる。
格子形成部分（ガラスファイバの露出部分）は、固定部
材に空隙をあけて包囲されているので、接触することに
よって傷つけられたりすることがなく、また外界の影響
により特性が劣化することもない。したがって、例えば
コアに酸化ゲルマニウムを含んで紫外線照射により格子
が形成された光ファイバ型回折格子を、好適に保護する
ことが可能になる。
【００１３】なお固定部材の構成材料がガラスファイバ
の構成材料よりも小さい熱膨張係数を有するとは、次の
ような場合も含む。すなわち、ガラスファイバは温度上
昇に対して正の熱膨脹係数を有しており、したがって固
定部材の熱膨張係数がゼロである場合はもちろん、温度
上昇に対して固定部材の熱膨張係数が負であるときも、
同様に固定部材の構成材料がガラスファイバの構成材料
よりも小さい熱膨張係数を有することになる。
の構成材料よりも小さい熱膨張係数を有するとは、次の
ような場合も含む。すなわち、ガラスファイバは温度上
昇に対して正の熱膨脹係数を有しており、したがって固
定部材の熱膨張係数がゼロである場合はもちろん、温度
上昇に対して固定部材の熱膨張係数が負であるときも、
同様に固定部材の構成材料がガラスファイバの構成材料
よりも小さい熱膨張係数を有することになる。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面により本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１５】図１は第１実施例に係る光ファイバ型回折
格子を組み立てる前の分解斜視図、図２は組み立てた後
の斜視図（一部を断面で示す）である。図示の通り光フ
ァイバ心線１０は石英系ガラスファイバ１１に樹脂の被
覆層１２をコーティングして形成され、所定長さ（例え
ば２０〜２５ｍｍ）にわたって被覆層１２が除去されて
いる。そして、被覆層１２が除去されたガラスファイバ
１１の露出部分の略中央には、複数の格子を所定間隔で
配列した回折格子が形成されている。
格子を組み立てる前の分解斜視図、図２は組み立てた後
の斜視図（一部を断面で示す）である。図示の通り光フ
ァイバ心線１０は石英系ガラスファイバ１１に樹脂の被
覆層１２をコーティングして形成され、所定長さ（例え
ば２０〜２５ｍｍ）にわたって被覆層１２が除去されて
いる。そして、被覆層１２が除去されたガラスファイバ
１１の露出部分の略中央には、複数の格子を所定間隔で
配列した回折格子が形成されている。
【００１６】固定部材としてのケース２０は上側半体２
１と下側半体２２により構成され、これらはガラスファ
イバ１１よりも熱膨張係数の小さい材料、例えばガラス
セラミックスにより成型されている。上側半体２１と下
側半体２２は同一形状をなし、ガラスファイバ１１の露
出部分の長さよりも長尺（例えば２５〜３０ｍｍ）であ
り、長手方向に断面半円形状の溝２３が形成されてい
る。この溝２３は上側半体２１，下側半体２２の両端で
は狭くて浅い浅溝部２３ａをなし、中央部では広くて深
い深溝部２３ｂをなしている。
１と下側半体２２により構成され、これらはガラスファ
イバ１１よりも熱膨張係数の小さい材料、例えばガラス
セラミックスにより成型されている。上側半体２１と下
側半体２２は同一形状をなし、ガラスファイバ１１の露
出部分の長さよりも長尺（例えば２５〜３０ｍｍ）であ
り、長手方向に断面半円形状の溝２３が形成されてい
る。この溝２３は上側半体２１，下側半体２２の両端で
は狭くて浅い浅溝部２３ａをなし、中央部では広くて深
い深溝部２３ｂをなしている。
【００１７】光ファイバ心線１０は、ガラスファイバ１
１の露出部分の両端部の外側部分の被覆層１２が上側半
体２１および下側半体２２の浅溝部２３ａに嵌まり込
み、挟持される。そして、接着剤３０により光ファイバ
心線１０の被覆層１２は上側半体２１および下側半体２
２に固定されるが、露出部分の両端部のガラスファイバ
１１についても接着剤３０により上側半体２１および下
側半体２２に強固に固定される。さらに、上側半体２１
と下側半体２２の接合面の全面も接着剤３０で固着さ
れ、ガラスファイバ１１の露出部分はケース２０の内部
に空間的に保持されて気密に封止されている。
１の露出部分の両端部の外側部分の被覆層１２が上側半
体２１および下側半体２２の浅溝部２３ａに嵌まり込
み、挟持される。そして、接着剤３０により光ファイバ
心線１０の被覆層１２は上側半体２１および下側半体２
２に固定されるが、露出部分の両端部のガラスファイバ
１１についても接着剤３０により上側半体２１および下
側半体２２に強固に固定される。さらに、上側半体２１
と下側半体２２の接合面の全面も接着剤３０で固着さ
れ、ガラスファイバ１１の露出部分はケース２０の内部
に空間的に保持されて気密に封止されている。
【００１８】図１および図２に示す実施例によれば、ケ
ース２０はガラスファイバ１１よりも熱膨張係数の小さ
いガラスセラミックスで成型され、このケース２０にガ
ラスファイバ１１の露出部分の両端部が接着剤３０で固
定されているので、温度上昇によってガラスファイバ１
１が伸びようとするときには、伸びの少ないケース２０
によってガラスファイバ１１の伸びが抑制される。逆
に、温度降下によりガラスファイバ１１が縮もうとする
ときには、縮みの少ないケース２０によってガラスファ
イバ１１の縮みが抑制される。したがって、環境温度が
変化した場合でも回折格子部分の格子間隔の変動が抑制
され、回折格子の反射波長が長波長側あるいは短波長側
にシフトするのを防止できる。
ース２０はガラスファイバ１１よりも熱膨張係数の小さ
いガラスセラミックスで成型され、このケース２０にガ
ラスファイバ１１の露出部分の両端部が接着剤３０で固
定されているので、温度上昇によってガラスファイバ１
１が伸びようとするときには、伸びの少ないケース２０
によってガラスファイバ１１の伸びが抑制される。逆
に、温度降下によりガラスファイバ１１が縮もうとする
ときには、縮みの少ないケース２０によってガラスファ
イバ１１の縮みが抑制される。したがって、環境温度が
変化した場合でも回折格子部分の格子間隔の変動が抑制
され、回折格子の反射波長が長波長側あるいは短波長側
にシフトするのを防止できる。
【００１９】また、ガラスファイバ１１の露出部分はケ
ース２０の内部に空間的に、つまりケース２０の内面と
の間に空隙をあけて保持されるので、ガラスファイバ１
１の露出部分がケース２０の内面に接することはない。
特に、ガラスファイバ１１が熱膨張係数により伸びて僅
かに屈曲したときでも、ケース２０の内面に接すること
が少ないので、光学的特性の劣化を生じない。
ース２０の内部に空間的に、つまりケース２０の内面と
の間に空隙をあけて保持されるので、ガラスファイバ１
１の露出部分がケース２０の内面に接することはない。
特に、ガラスファイバ１１が熱膨張係数により伸びて僅
かに屈曲したときでも、ケース２０の内面に接すること
が少ないので、光学的特性の劣化を生じない。
【００２０】また、ガラスファイバ１１の露出部分はケ
ース２０の内部に気密に封止されるので、ガラスファイ
バ１１に不純物が侵入して特性が劣化してしまうことも
ない。特に、アルゴン、窒素などの不活性ガス等を封入
したときには、水蒸気や有機物の汚染防止の効果は大き
く、ガラスファイバ１１の露出部分を樹脂で再被覆する
場合に比べても顕著である。
ース２０の内部に気密に封止されるので、ガラスファイ
バ１１に不純物が侵入して特性が劣化してしまうことも
ない。特に、アルゴン、窒素などの不活性ガス等を封入
したときには、水蒸気や有機物の汚染防止の効果は大き
く、ガラスファイバ１１の露出部分を樹脂で再被覆する
場合に比べても顕著である。
【００２１】さらに、ガラスファイバ１１の露出部分の
両外側の被覆層１２において、光ファイバ心線１０はケ
ース２０に挟持され、しかも接着剤３０で固定されてい
るので、機械的な強度も高い。すなわち、ガラスファイ
バ１１の露出部分は被覆層１２が除去されているため、
他の部分に比べて機械的に弱いが、被覆層１２に支持さ
れかつ接着されたケース２０によって補強される。
両外側の被覆層１２において、光ファイバ心線１０はケ
ース２０に挟持され、しかも接着剤３０で固定されてい
るので、機械的な強度も高い。すなわち、ガラスファイ
バ１１の露出部分は被覆層１２が除去されているため、
他の部分に比べて機械的に弱いが、被覆層１２に支持さ
れかつ接着されたケース２０によって補強される。
【００２２】第１実施例については、次のような変形が
可能である。
可能である。
【００２３】図３は、図１および図２の実施例の縦断面
図であり、図４および図５は、この変形例の縦断面図で
ある。いずれの例も、回折格子としての屈折率変化領域
を含むガラスファイバ１１の露出部分が、上側半体２１
および下側半体２２からなるケース２０に気密封止され
ている。そして、接着剤３０によりガラスファイバ１１
の露出部分の端部はケース２０に固定されている。
図であり、図４および図５は、この変形例の縦断面図で
ある。いずれの例も、回折格子としての屈折率変化領域
を含むガラスファイバ１１の露出部分が、上側半体２１
および下側半体２２からなるケース２０に気密封止され
ている。そして、接着剤３０によりガラスファイバ１１
の露出部分の端部はケース２０に固定されている。
【００２４】異なる点は、図３では上側半体２１および
下側半体２２の両端の浅溝部２３ａが光ファイバ心線１
０の被覆層１２と一致している（深溝部２３ｂの長さが
ガラスファイバ１１の露出部分の長さと一致している）
のに対し、図４では浅溝部２３ａが内側にせり出し、図
５では溝２３に浅、深の区分が無いことである。図４の
構成によれば、浅溝部２３ａと深溝部２３ｂの段差によ
って接着剤３０が注入時に中央部分へ流れ出していくの
を防止でき、図５の構成によれば上側半体２１および下
側半体２２の成型が容易である。このような形状の変形
は、要求される仕様等に応じて適宜に設定される。
下側半体２２の両端の浅溝部２３ａが光ファイバ心線１
０の被覆層１２と一致している（深溝部２３ｂの長さが
ガラスファイバ１１の露出部分の長さと一致している）
のに対し、図４では浅溝部２３ａが内側にせり出し、図
５では溝２３に浅、深の区分が無いことである。図４の
構成によれば、浅溝部２３ａと深溝部２３ｂの段差によ
って接着剤３０が注入時に中央部分へ流れ出していくの
を防止でき、図５の構成によれば上側半体２１および下
側半体２２の成型が容易である。このような形状の変形
は、要求される仕様等に応じて適宜に設定される。
【００２５】次に、第２実施例を説明する。この実施例
では、図６に示されるように、ケース２０はパイプ状の
部材により構成されている。このパイプ状ケース２０の
長さは、光ファイバ心線１０のガラスファイバの露出部
分よりも長く、かつ、両端には軸方向に切り欠き２４が
形成されている。ケース２０とガラスファイバ１１の露
出部分の両端部とを固定するための接着剤は、この切り
欠き２４から注入される。
では、図６に示されるように、ケース２０はパイプ状の
部材により構成されている。このパイプ状ケース２０の
長さは、光ファイバ心線１０のガラスファイバの露出部
分よりも長く、かつ、両端には軸方向に切り欠き２４が
形成されている。ケース２０とガラスファイバ１１の露
出部分の両端部とを固定するための接着剤は、この切り
欠き２４から注入される。
【００２６】なお、この実施例においても、パイプ状ケ
ース２０はガラスファイバ１１よりも熱膨張係数の小さ
い材料で成型される。すなわち、ガラスファイバ１１の
主体分である石英ガラスの熱膨張係数は５．５×１０-7
／℃であるから、これ未満の正の熱膨張係数の材料、熱
膨張係数がゼロ及び負の材料である。好適なものとして
は、β−石英固溶体系のゼロ膨張ガラスセラミックスが
あり、具体的にはＳｉＯ2 、ＡｌＯ3 、Ｌｉ2 Ｏ、Ｔｉ
Ｏ2 などを主成分とする日本電気硝子（株）製のネオセ
ラム（Neoceram）Ｎ−Ｏがある。また、ＴｉＯ2 を含む
低膨張ガラスも好ましい。
ース２０はガラスファイバ１１よりも熱膨張係数の小さ
い材料で成型される。すなわち、ガラスファイバ１１の
主体分である石英ガラスの熱膨張係数は５．５×１０-7
／℃であるから、これ未満の正の熱膨張係数の材料、熱
膨張係数がゼロ及び負の材料である。好適なものとして
は、β−石英固溶体系のゼロ膨張ガラスセラミックスが
あり、具体的にはＳｉＯ2 、ＡｌＯ3 、Ｌｉ2 Ｏ、Ｔｉ
Ｏ2 などを主成分とする日本電気硝子（株）製のネオセ
ラム（Neoceram）Ｎ−Ｏがある。また、ＴｉＯ2 を含む
低膨張ガラスも好ましい。
【００２７】次に、第１実施例の光ファイバ型回折格子
の製造プロセスを説明する。
の製造プロセスを説明する。
【００２８】まず、光ファイバ心線を用意し、一部の被
覆を２０〜３０ｍｍにわたって除去し、水素雰囲気で加
圧して還元処理する。具体的には、炉心管内に光ファイ
バを設置し、水素（Ｈ2 ）ガスを流入することにより、
炉心管内を高圧で加圧する。
覆を２０〜３０ｍｍにわたって除去し、水素雰囲気で加
圧して還元処理する。具体的には、炉心管内に光ファイ
バを設置し、水素（Ｈ2 ）ガスを流入することにより、
炉心管内を高圧で加圧する。
【００２９】光ファイバは、コア部にゲルマニウム
（Ｇｅ）を含む通常の石英系光ファイバであり、二次被
覆までされた光ファイバ心線である。上記のような工程
によれば、ガラスファイバに添加された水素によりコア
部にドープされている酸化ゲルマニウムが還元され易く
なり、ＧｅやＳｉと結合している酸素が一部取り除かれ
る結果、コア部において通常わずかしか存在しない酸素
欠損型の欠陥が増大する。
（Ｇｅ）を含む通常の石英系光ファイバであり、二次被
覆までされた光ファイバ心線である。上記のような工程
によれば、ガラスファイバに添加された水素によりコア
部にドープされている酸化ゲルマニウムが還元され易く
なり、ＧｅやＳｉと結合している酸素が一部取り除かれ
る結果、コア部において通常わずかしか存在しない酸素
欠損型の欠陥が増大する。
【００３０】次に、通常のホログラフィック法に基づ
き、光ファイバ内のコア部に二つの紫外光を干渉させつ
つ照射し、屈折率が所定周期で変化した領域を形成す
る。具体的には、ＳＨＧ（高調波発生器）アルゴンレー
ザやＫｒＦエキシマレーザ等からの、所定波長を有する
コヒーレントな紫外光を光ファイバの軸方向に対して所
定角度θ1 ，θ2 でそれぞれ入射し、共面ビームとして
相互に干渉させる。このような工程によれば、光ファイ
バに所定波長の紫外光を照射するので、酸化ゲルマニウ
ムをドープしたコア部における露光領域の屈折率が変化
する。
き、光ファイバ内のコア部に二つの紫外光を干渉させつ
つ照射し、屈折率が所定周期で変化した領域を形成す
る。具体的には、ＳＨＧ（高調波発生器）アルゴンレー
ザやＫｒＦエキシマレーザ等からの、所定波長を有する
コヒーレントな紫外光を光ファイバの軸方向に対して所
定角度θ1 ，θ2 でそれぞれ入射し、共面ビームとして
相互に干渉させる。このような工程によれば、光ファイ
バに所定波長の紫外光を照射するので、酸化ゲルマニウ
ムをドープしたコア部における露光領域の屈折率が変化
する。
【００３１】現在、このような紫外光照射による屈折率
変化のメカニズムを説明するものとして、クラマース・
クローニッヒ機構、双極子モデル及び圧縮モデルなどが
一般に提案されている。
変化のメカニズムを説明するものとして、クラマース・
クローニッヒ機構、双極子モデル及び圧縮モデルなどが
一般に提案されている。
【００３２】これによると、光ファイバ１０内のコア部
１２には、Ｇｅに関連した酸素欠損型の欠陥が通常わず
かに存在している。ここで、欠陥をＧｅ−Ｓｉの中性酸
素モノ空孔で代表すると、その欠陥は紫外光照射によっ
て Ｇｅ−Ｓｉ → Ｇｅ・＋Ｓｉ+ ＋ｅ- （１） で示すように転化する。この反応で放出された電子は転
化した欠陥の周辺に位置するＧｅにトラップされるの
で、コア部１２の光吸収特性が変化する。このような欠
陥における吸収スペクトルによると、紫外光照射前には
波長２４０〜２５０ｎｍ付近にピークが現れるが、紫外
線照射後には波長２１０ｎｍ付近及び２８０ｎｍ付近に
ピークが遷移することが確認されている。この遷移によ
りコア部の屈折率が変化すると考えられている。
１２には、Ｇｅに関連した酸素欠損型の欠陥が通常わず
かに存在している。ここで、欠陥をＧｅ−Ｓｉの中性酸
素モノ空孔で代表すると、その欠陥は紫外光照射によっ
て Ｇｅ−Ｓｉ → Ｇｅ・＋Ｓｉ+ ＋ｅ- （１） で示すように転化する。この反応で放出された電子は転
化した欠陥の周辺に位置するＧｅにトラップされるの
で、コア部１２の光吸収特性が変化する。このような欠
陥における吸収スペクトルによると、紫外光照射前には
波長２４０〜２５０ｎｍ付近にピークが現れるが、紫外
線照射後には波長２１０ｎｍ付近及び２８０ｎｍ付近に
ピークが遷移することが確認されている。この遷移によ
りコア部の屈折率が変化すると考えられている。
【００３３】上記のように還元処理された光ファイバの
コア部では通常わずかしか存在しない酸素欠損型の欠陥
が増大しているので、紫外光の露光領域における屈折率
変化が大きくなる。これに加えて、紫外光がコア部に照
射されると、酸素が取り除かれたＧｅやＳｉ、あるいは
通常のＧｅ−Ｏ−Ｓｉのような結合と、光導波路に添加
された水素とが反応して、Ｇｅ−Ｈ，Ｇｅ−ＯＨ，Ｓｉ
−Ｈ，Ｓｉ−ＯＨという結合が形成される。したがっ
て、酸素欠損型欠陥の増大による効果と添加水素の反応
により生成された新たな結合（Ｇｅ−Ｈ等）による効果
とが相舞って、紫外光の露光領域における屈折率変化が
１０-4〜１０-3程度に大きくなる。
コア部では通常わずかしか存在しない酸素欠損型の欠陥
が増大しているので、紫外光の露光領域における屈折率
変化が大きくなる。これに加えて、紫外光がコア部に照
射されると、酸素が取り除かれたＧｅやＳｉ、あるいは
通常のＧｅ−Ｏ−Ｓｉのような結合と、光導波路に添加
された水素とが反応して、Ｇｅ−Ｈ，Ｇｅ−ＯＨ，Ｓｉ
−Ｈ，Ｓｉ−ＯＨという結合が形成される。したがっ
て、酸素欠損型欠陥の増大による効果と添加水素の反応
により生成された新たな結合（Ｇｅ−Ｈ等）による効果
とが相舞って、紫外光の露光領域における屈折率変化が
１０-4〜１０-3程度に大きくなる。
【００３４】次に、図１に示すガラスセラミックスから
なる上側半体２１、下側半体２２を用意し、これに上記
の処理を終えた光ファイバをセットし、接着剤で固着す
る。なお、接着剤としては紫外線硬化型のものが好まし
いが、熱硬化型等のものでもよい。これにより、実施例
に係る光ファイバ型回折格子が完成する。
なる上側半体２１、下側半体２２を用意し、これに上記
の処理を終えた光ファイバをセットし、接着剤で固着す
る。なお、接着剤としては紫外線硬化型のものが好まし
いが、熱硬化型等のものでもよい。これにより、実施例
に係る光ファイバ型回折格子が完成する。
【００３５】次に、本発明者による具体的な実施例を説
明する。
明する。
【００３６】実施例 グレーティング（回折格子）が形成された石英系光ファ
イバを、日本電気硝子（株）製のガラスセラミックス
「ネオセラムＮ−Ｏ」からなるケース（長さ３０ｍｍ）
に固定し、６０℃に加熱した。その結果、グレーティン
グの特性の変化は、 反射率変化：△Ｒ＝０．１〜０．５％ 反射波長変化：△λB ＝０．２ｎｍ となり、良好であった。
イバを、日本電気硝子（株）製のガラスセラミックス
「ネオセラムＮ−Ｏ」からなるケース（長さ３０ｍｍ）
に固定し、６０℃に加熱した。その結果、グレーティン
グの特性の変化は、 反射率変化：△Ｒ＝０．１〜０．５％ 反射波長変化：△λB ＝０．２ｎｍ となり、良好であった。
【００３７】比較例 グレーティング（回折格子）が形成された石英系光ファ
イバを、石英ガラス製のケース（長さ３０ｍｍ）に固定
し、６０℃に加熱した。その結果、グレーティングの特
性の変化は、 反射率変化：△Ｒ＝０．１〜０．５％ 反射波長変化：△λB ＝０．６ｎｍ となり、反射特性に変動が生じた。
イバを、石英ガラス製のケース（長さ３０ｍｍ）に固定
し、６０℃に加熱した。その結果、グレーティングの特
性の変化は、 反射率変化：△Ｒ＝０．１〜０．５％ 反射波長変化：△λB ＝０．６ｎｍ となり、反射特性に変動が生じた。
【００３８】
【発明の効果】以下の通り、温度変化によってガラスフ
ァイバが熱膨張し、あるいは熱収縮すると、ガラスファ
イバは軸方向に伸び、あるいは縮もうとするが、本発明
では、回折格子形成部の両側が接着剤により固定部材に
固着されている。そして、この固定部材はガラスファイ
バよりも熱膨張係数の小さい材料で形成されているた
め、ガラスファイバの伸縮は抑制され、したがって、回
折格子の格子間隔の変動は抑制され、結果として反射波
長の変動を抑制することができる。
ァイバが熱膨張し、あるいは熱収縮すると、ガラスファ
イバは軸方向に伸び、あるいは縮もうとするが、本発明
では、回折格子形成部の両側が接着剤により固定部材に
固着されている。そして、この固定部材はガラスファイ
バよりも熱膨張係数の小さい材料で形成されているた
め、ガラスファイバの伸縮は抑制され、したがって、回
折格子の格子間隔の変動は抑制され、結果として反射波
長の変動を抑制することができる。
【００３９】さらに、光ファイバ型回折格子として重要
な格子形成部分（ガラスファイバの露出部分）は、固定
部材に空隙をあけて包囲されているので、接触すること
によって傷つけられたりすることがなく、また外界の影
響により特性が劣化することもない。
な格子形成部分（ガラスファイバの露出部分）は、固定
部材に空隙をあけて包囲されているので、接触すること
によって傷つけられたりすることがなく、また外界の影
響により特性が劣化することもない。
【図１】本発明の第１実施例に係るファイバ型回折格子
の組立前の分解斜視図である。
の組立前の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るファイバ型回折格子
の組立後の斜視図である。
の組立後の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るファイバ型回折格子
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係るファイバ型回折格子
の別の例を示す断面図である。
の別の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係るファイバ型回折格子
の別の例を示す断面図である。
の別の例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る光ファイバ型回折格
子の組立前の斜視図である。
子の組立前の斜視図である。
１０…光ファイバ心線、１１…ガラスファイバ、１２…
被覆層、２０…ケース、２１…上側半体、２２…下側半
体、３０…接着材。
被覆層、２０…ケース、２１…上側半体、２２…下側半
体、３０…接着材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 享 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 (72)発明者 茂原 政一 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 (72)発明者 岩島 徹 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 (2)
- 【請求項１】 軸方向の所定長さにわたって樹脂の被覆
層が除去されることによりガラスファイバが露出され、
この露出部分のコアに回折格子が形成された光ファイバ
心線と、 前記露出部分の両端部の外側の前記被覆層で支持され、
前記露出部分のガラスファイバを一定の空隙をあけて包
囲する長尺の固定部材とを備え、 前記固定部材と前記ガラスファイバは前記露出部分の両
端部で接着剤により固着され、 前記固定部材は前記ガラスファイバよりも熱膨張係数の
小さい材料で成型されていることを特徴とする光ファイ
バ型回折格子。 - 【請求項２】 前記ガラスファイバのコアは酸化ゲルマ
ニウムを含んで構成され、前記回折格子は紫外線照射に
より形成されている請求項１に記載の光ファイバ型回折
格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09088795A JP3601104B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09088795A JP3601104B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286040A true JPH08286040A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3601104B2 JP3601104B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=14010945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09088795A Expired - Lifetime JP3601104B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ型回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3601104B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026540A1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-08-09 | Lucent Technologies Inc. | Thermally adjustable optical fiber grating device with packaging for enhanced performance |
| WO2000055659A1 (fr) * | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Dispositif de correction de la temperature pour communication optique |
| WO2000055658A1 (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Temperature compensated long period optical fiber grating filter |
| JP2000292620A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Fujikura Ltd | 温度補償型光ファイバブラッググレーティング |
| WO2001001174A1 (fr) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Procede de fabrication de reseau de fibres, composant pour communication optique et capteur de temperature |
| JP2002533743A (ja) * | 1998-12-04 | 2002-10-08 | シドラ コーポレイション | 管に収容されたブラッグ回折格子を形成する方法および装置 |
| JP2003004956A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 温度補償型光ファイバグレーティング |
| JP2008293004A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバグレーティングデバイスおよび光ファイバレーザ |
| JP2011099970A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 曲げコネクタ構造 |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP09088795A patent/JP3601104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351585B1 (en) | 1998-10-30 | 2002-02-26 | Lucent Technologies Inc. | Thermally adjustable optical fiber grating device with packaging for enhanced performance |
| JP2002533743A (ja) * | 1998-12-04 | 2002-10-08 | シドラ コーポレイション | 管に収容されたブラッグ回折格子を形成する方法および装置 |
| JP4801259B2 (ja) * | 1998-12-04 | 2011-10-26 | シドラ コーポレイション | 管に収容されたブラッグ回折格子を形成する方法および装置 |
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| JP2000292620A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Fujikura Ltd | 温度補償型光ファイバブラッググレーティング |
| WO2001001174A1 (fr) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Procede de fabrication de reseau de fibres, composant pour communication optique et capteur de temperature |
| JP2003004956A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 温度補償型光ファイバグレーティング |
| JP4652619B2 (ja) * | 2001-06-21 | 2011-03-16 | 古河電気工業株式会社 | 温度補償型光ファイバグレーティング |
| JP2008293004A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバグレーティングデバイスおよび光ファイバレーザ |
| JP2011099970A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 曲げコネクタ構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3601104B2 (ja) | 2004-12-15 |
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