JPH08338918A - 光導波路型回折格子の作成方法および作成装置 - Google Patents

光導波路型回折格子の作成方法および作成装置

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JPH08338918A
JPH08338918A JP8087850A JP8785096A JPH08338918A JP H08338918 A JPH08338918 A JP H08338918A JP 8087850 A JP8087850 A JP 8087850A JP 8785096 A JP8785096 A JP 8785096A JP H08338918 A JPH08338918 A JP H08338918A
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Japan
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optical waveguide
diffraction grating
light
refractive index
intensity distribution
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JP8087850A
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Susumu Inoue
享 井上
Masaichi Mobara
政一 茂原
Yasuji Hattori
保次 服部
Masumi Ito
真澄 伊藤
Toru Iwashima
徹 岩島
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で精度の良いチャープトグレーテ
ィングを作成できる光導波路型回折格子の作成方法を提
供する。 【解決手段】 光ファイバ１は、Ｇｅ添加のコアを有し
たものであり、これに波長２４０ｎｍ付近の光の干渉縞
をコア部分に照射してブラッグの回折格子を形成したも
のである。照射部２は、光導波路の光導波部に屈折率変
化を生じさせる波長の光を照射するものであり、光ファ
イバ１に対して緩やかな光強度分布を持っている。この
照射工程において、光源４からの光信号を光ファイバカ
プラ３を介して光ファイバ１に導入し、回折格子形成部
１ａからの反射信号を光ファイバカプラ３を介して測定
部５で測定し、所望の測定結果が得られたところで、照
射部２による照射を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバまたは
薄膜導波路等の光導波部に回折格子が形成された光導波
路型回折格子の作成方法および作成装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光導波路型回折格子は、Ｇｅ等を添加し
た導波路の光誘起屈折率変化を用いて、導波部にブラッ
グ回折格子を形成したものである。この光導波路型回折
格子は、特定波長の光のみを反射する反射フィルタとし
て利用できるほか、波長制御素子、センサ素子など、広
い活用が期待されている。中でも、光導波路として光フ
ァイバを用いたファイバグレーティングは、伝送路とし
て用いられる光ファイバとの接続性もよいため重要とな
っている。
【０００３】光導波路型回折格子の作成方法としては、
導波路の側面より紫外線干渉パターンを投影し、任意の
周期で空間的に屈折率変化を形成する方法、例えば、２
光束干渉法、プリズム干渉法、位相格子干渉法などが知
られている。
【０００４】図７は、２光束干渉法の一例の構成図であ
る。図中、２１は光ファイバ、２２はレーザ光、２３は
ビームスプリッタ、２４，２５はミラーである。光ファ
イバ２１は、Ｇｅ添加のコアを有したものであり、これ
に波長２４０ｎｍ付近の光を照射するとコア部の屈折率
が上昇する。このような波長の紫外線をレーザ光２２と
して照射する。レーザ光２２をビームスプリッタ２３に
よって２分し、それぞれを、ミラー２４，２５で光ファ
イバ２１の側面に照射する。２分されたレーザ光は、光
ファイバ２１のコア部分において干渉し、干渉縞をコア
部分に照射することになる。光ファイバ２１のコア部分
は、干渉縞に応じたパターンで屈折率の変化が生じ、回
折格子が形成される。
【０００５】図８は、プリズム干渉法の一例の構成図で
ある。図中、２１は光ファイバ、２２はレーザ光、２６
はプリズムである。光ファイバ２１は、上述したＧｅ添
加のコアを有したものであり、これに紫外線レーザ光２
２を、プリズム２６の１面に照射し、プリズム２６内で
屈折して生じた干渉縞を、光ファイバ２１のコア部分に
照射する。光ファイバ２１のコア部分は、干渉縞に応じ
たパターンで屈折率の変化が生じ、回折格子が形成され
る。
【０００６】図９は、位相格子干渉法の一例の構成図で
ある。図中、２１は光ファイバ、２２はレーザ光、２７
は位相格子である。レーザ光２２を位相格子を通して光
ファイバ２１のコアに照射することによって、位相格子
の格子間隔に応じた回折格子を形成することができる。
【０００７】このように、光の干渉を利用して作成する
回折格子の屈折率の変化は、等間隔であり、特定の波長
において反射特性を示す。これに対して、チャープトグ
レーティングが提案されており、例えば、Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ ’９４，ｐｏｓｔｄｅａｄｌｉｎｅｐ
ａｐｅｒ−２、ＰＤ２−１〜ＰＤ２−４で知られてい
る。
【０００８】図１０は、チャープトグレーティングを説
明する説明図である。図中、３１は波長λ1 の光信号、
３２は波長λ2 の光信号、３３は波長λ3 の光信号、３
４は波長λ4 の光信号、３５は光ファイバである。波長
の大小関係は、 λ1 ＞λ2 ＞λ3 ＞λ4 である。チャープトグレーティングは、上述した回折格
子の反射波長をファイバ長手方向にずらせたもの、すな
わち、チャープさせるものである。このチャープトグレ
ーティングにより波長分散を補償することが可能であ
る。
【０００９】このチャープトグレーティングの例では、
光ファイバ３５は、紫外線光誘起屈折率変化によりコア
部の屈折率を変化させたものであり、図示左側から入射
された波長λ1 〜λ4 の各光信号３１〜３４は、途中で
入射側に反射される。すなわち、波長が長いものほど入
射側から遠い位置で反射されるように、入射側から右側
に向かって屈折率変化であるグレーティングの周期が徐
々に大きくなるようにされている。しかし、チャープト
グレーティングを作成するために、図７ないし図９で説
明した方法では、一定の周期の回折格子が作成できるだ
けであり、チャープトグレーティングは作成できない。
グレーティングの周期を変化させるよう、グレーティン
グを書き込むことは、簡単ではないという問題がある。
【００１０】また、反射率の波長特性として多様なもの
を得たいという要望があるが、回折格子の屈折率を所定
範囲において均一な周期的変化をさせるだけでは、この
要望を満たすことができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で精
度の良いグレーティングを作成できる光導波路型回折格
子の作成方法および作成装置を提供することを目的とす
るものである。
【００１２】加えて、多様な反射特性を有する光導波路
型回折格子を作成することができる光導波路型回折格子
の作成方法および作成装置、光導波路型フィルタの作成
方法および光導波路型フィルタを提供することを目的と
するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせ
る波長の光を空間的に周期的な明暗を持った強度分布パ
ターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折率に
周期的な変調を生じさせることにより、該光導波路上に
回折格子を作成する光導波路型回折格子の作成方法にお
いて、空間的に周期的な明暗を持った強度分布パターン
の光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、該回
折格子の光透過特性および光反射特性の少なくとも一方
を観測しながら、前記回折格子が形成された領域の一部
または全体にわたって光導波路の光導波部に屈折率変化
を生じさせる波長の光を照射することを特徴とするもの
である。
【００１４】請求項２に記載の発明においては、光導波
路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空間
的に周期的な明暗を持った強度分布パターンとして光導
波路に照射して、光導波部の屈折率に周期的な変調を生
じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作成す
る光導波路型回折格子の作成装置において、空間的に周
期的な明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路に
照射する手段と、これによって形成された回折格子の光
透過特性および光反射特性の少なくとも一方を観測する
手段と、前記回折格子が形成された領域の一部または全
体にわたって光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさ
せる波長の光を照射する手段を有することを特徴とする
ものである。
【００１５】請求項３に記載の発明においては、請求項
２に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、前
記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
て光を照射する手段が、前記光導波路に対して緩やかな
光強度分布を持つものであることを特徴とするものであ
る。
【００１６】請求項４に記載の発明においては、請求項
３に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、透
過率が緩やかに変化するマスクを用いて、前記回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって光を照射
する手段に、前記光導波路に対して緩やかな光強度分布
を持たせたことを特徴とするものである。
【００１７】請求項５に記載の発明においては、請求項
３に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、反
射率を緩やかに変化させた反射鏡を用いて、前記回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって光を照
射する手段に、前記光導波路に対して緩やかな光強度分
布を持たせたことを特徴とするものである。
【００１８】請求項６に記載の発明においては、請求項
３に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、前
記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
て照射する光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせ
る波長の光の照射領域を移動させ、その移動速度を変化
させて、前記回折格子が形成された領域の一部または全
体にわたって光を照射する手段に、前記光導波路に対し
て緩やかな光強度分布を持たせたことを特徴とするもの
である。
【００１９】請求項７に記載の発明においては、請求項
３に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、前
記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
て照射する光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせ
る波長の光の照射領域を移動させ、その移動速度または
光強度のうち少なくとも光強度を変化させて、前記回折
格子が形成された領域の一部または全体にわたって光を
照射する手段に、前記光導波路に対して緩やかな光強度
分布を持たせることを特徴とするものである。
【００２０】請求項８に記載の発明においては、請求項
２に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、前
記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
て照射する光が、前記光導波路に対して前記屈折率の変
調周期よりも長い所定間隔にわたって略矩形状に変化す
る光強度分布を持たせたものであることを特徴とするも
のである。
【００２１】請求項９に記載の発明においては、請求項
８に記載の光導波路型回折格子の作成装置において、前
記所定間隔は、前記屈折率の変調周期の１０倍以上であ
ることを特徴とするものである。
【００２２】請求項１０に記載の発明においては、請求
項８または９に記載の光導波路型回折格子の作成装置に
おいて、透過率が変化するマスクを用いて、前記回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって光を照
射する手段に、前記光強度分布を持たせたことを特徴と
するものである。
【００２３】請求項１１に記載の発明においては、請求
項８または９に記載の光導波路型回折格子の作成装置に
おいて、反射率が変化する反射鏡を用いて、前記回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって光を照
射する手段に、前記光強度分布を持たせたことを特徴と
するものである。
【００２４】請求項１２に記載の発明においては、請求
項８または９に記載の光導波路型回折格子の作成装置に
おいて、前記回折格子が形成された領域の一部または全
体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈折率変化
を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、その移動
速度を変化させて、前記回折格子が形成された領域の一
部または全体にわたって光を照射する手段に、前記光強
度分布を持たせたことを特徴とするものである。
【００２５】請求項１３に記載の発明においては、請求
項８または９に記載の光導波路型回折格子の作成装置に
おいて、前記回折格子が形成された領域の一部または全
体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈折率変化
を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、その移動
速度または光強度のうち少なくとも光強度を変化させ
て、前記回折格子が形成された領域の一部または全体に
わたって光を照射する手段に、前記光強度分布を持たせ
たことを特徴とするものである。
【００２６】請求項１４に記載の発明においては、光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空
間的に周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パ
ターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折率に
周期が長手方向に一定な変調を生じさせることにより、
該光導波路上に回折格子を作成する光導波路型回折格子
の作成方法において、空間的に周期が長手方向に一定な
明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路に照射し
て回折格子を形成した後、前記回折格子が形成された領
域の一部または全体にわたって、光導波路の光導波部に
屈折率変化を生じさせる波長の光を緩やかな光強度分布
を持たせて照射することを特徴とするものである。
【００２７】請求項１５に記載の発明においては、光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空
間的に周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パ
ターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折率に
周期が長手方向に一定な変調を生じさせることにより、
該光導波路上に回折格子を作成する光導波路型フィルタ
の作成方法において、空間的に周期が長手方向に一定な
明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路に照射し
て回折格子を形成した後、前記回折格子が形成された前
記光導波路に対して、光導波路の光導波部に屈折率変化
を生じさせる波長の光を、前記屈折率の変調周期よりも
長い所定間隔内で前記回折格子の変調パターンを消去す
る強度を有する光強度分布を持たせて照射することを特
徴とするものである。
【００２８】請求項１６に記載の発明においては、光導
波部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有
し、該回折格子部は屈折率が長手方向に一定な周期で変
調され、前記回折格子部の間に前記周期よりも長い所定
間隔にわたって屈折率が大きな所定レベルとなる部分を
有することを特徴とするものである。
【００２９】請求項１７に記載の発明においては、光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空
間的に周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パ
ターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折率に
周期が長手方向に一定な変調を生じさせることにより、
該光導波路上に回折格子を作成する光導波路型フィルタ
の作成方法において、空間的に周期が一定な明暗を持っ
た強度分布パターンの光を光導波路に照射して回折格子
を形成した後、前記回折格子が形成された前記光導波路
に対して、光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせ
る波長の光を、緩やかな光強度分布を有するとともに、
該緩やかな光強度分布の一部分に前記屈折率の周期より
も長い所定間隔内で前記回折格子のパターンを消去する
強度を有する光強度分布を持たせて照射することを特徴
とするものである。
【００３０】請求項１８に記載の発明においては、光導
波部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有
し、該回折格子部は屈折率が長手方向に一定な周期で変
調され、前記回折格子部の間に前記周期よりも長い所定
間隔にわたって屈折率が大きな所定レベルになる部分を
有し、２箇所の前記回折格子部にまたがって平均的屈折
率が緩やかに変化することを特徴とするものである。
【００３１】請求項１９に記載の発明においては、光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空
間的に周期が長手方向に変化する明暗を持った強度分布
パターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折率
に周期が長手方向に変化する変調を生じさせることによ
り、該光導波路上に回折格子を作成する光導波路型回折
格子の作成方法において、空間的に周期が長手方向に変
化する明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路に
照射して回折格子を形成した後、該回折格子が形成され
た前記光導波路に対して、光導波路の光導波部に屈折率
変化を生じさせる波長の光を、前記屈折率の周期よりも
長い所定間隔内で前記回折格子のパターンを消去する強
度を有する光強度分布を持たせて照射することを特徴と
するものである。
【００３２】請求項２０に記載の発明においては、光導
波部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有
し、該回折格子部は２箇所の前記回折格子部にわたって
屈折率の周期が長手方向に緩やかに変化するとともに、
前記回折格子部の間に前記周期よりも長い所定間隔にわ
たって屈折率が大きな所定レベルとなる部分を有するこ
とを特徴とするものである。
【００３３】請求項２１に記載の発明においては、光導
波部に屈折率が長手方向に一定な周期でかつ長手方向に
変化する変調量で変調された回折格子部を有する光導波
路に対し、前記回折格子部の一部または全体にわたって
前記光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を照射
することにより、平均的屈折率を長手方向に一定にする
ことを特徴とするものである。
【００３４】請求項２２に記載の発明においては、光導
波部に回折格子部を有し、該回折格子部は屈折率が長手
方向に一定な周期でかつ長手方向に変化する変調量で変
調されるとともに、長手方向に一定な平均的屈折率を有
することを特徴とするものである。
【００３５】請求項２３に記載の発明においては、光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を空
間的に周期的な明暗を持った強度分布パターンとして光
導波路に照射して、光導波部の屈折率に周期的な変調を
生じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作成
する光導波路型回折格子の作成方法において、空間的に
周期的な明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路
に照射して回折格子を形成する第１の工程と、前記回折
格子が形成された領域の一部または全体にわたって光導
波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を照
射する第２の工程を、光導波路の光学特性を監視しなが
ら繰り返すことを特徴とするものである。
【００３６】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、空間的に周期
的な明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路に照
射して回折格子を形成した後、回折格子の光透過特性お
よび光反射特性の少なくとも一方を観測しながら、前記
回折格子が形成された領域の一部または全体にわたって
光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
を照射する。屈折率が大きくなることは、距離が長くな
ることと等価である。光の照射によりすでに形成された
回折格子の屈折率を変化させて、実効的に格子間隔を変
えて反射特性を変えることができる。その際、回折格子
の光透過特性および光反射特性の少なくとも一方を観測
しながら、光の照射を行なうことにより精度の良い回折
格子を作成できる。
【００３７】請求項２に記載の発明によれば、空間的に
周期的な明暗を持った強度分布パターンの光を光導波路
に照射する手段と、これによって形成された回折格子の
光透過特性および光反射特性の少なくとも一方を観測す
る手段と、回折格子が形成された領域の一部または全体
にわたって光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせ
る波長の光を照射する手段を有することから、請求項１
に記載の発明と同様の作用を奏する。
【００３８】請求項３に記載の発明によれば、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって光を照射
する手段が、光導波路に対して緩やかな光強度分布を持
つものであることから、緩やかに変化するチャープトグ
レーティングが作成できる。
【００３９】請求項４に記載の発明によれば、透過率が
緩やかに変化するマスクを用い、請求項５に記載の発明
によれば、反射率を緩やかに変化させた反射鏡を用いる
ことによって、回折格子が形成された領域の一部または
全体にわたって光を照射する手段に、光導波路に対して
緩やかな光強度分布を持たせたことによって、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって照射する
光に、緩やかな光強度分布を持たせることができる。
【００４０】請求項６に記載の発明によれば、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって照射する
光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
の照射領域を移動させ、その移動速度を変化させて、回
折格子が形成された領域の一部または全体にわたって光
を照射する手段に、光導波路に対して緩やかな光強度分
布を持たせたことから、照射時間を変化させ、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって照射する
光に、緩やかな光強度分布を持たせることができる。
【００４１】請求項７に記載の発明によれば、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって照射する
光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
の照射領域を移動させ、その移動速度または光強度のう
ち少なくとも光強度を変化させて、回折格子が形成され
た領域の一部または全体にわたって光を照射する手段
に、光導波路に対して緩やかな光強度分布を持たせるこ
とから、少なくとも照射強度を変化させ、回折格子が形
成された領域の一部または全体にわたって照射する光
に、緩やかな光強度分布を持たせることができる。
【００４２】請求項８に記載の発明によれば、回折格子
が形成された領域の一部または全体にわたって照射する
光が、光導波路に対して屈折率の変調周期よりも長い所
定間隔にわたって略矩形状に変化する光強度分布を持た
せたものであることから、所定間隔に応じて反射特性を
変えることができる。
【００４３】請求項９に記載の発明によれば、所定間隔
は、屈折率の変調周期の１０倍以上であることから、屈
折率の変調パターンの周期性にとは独立して光強度分布
を設定することができる。
【００４４】請求項９に記載の発明によれば、透過率が
変化するマスクを用い、請求項１０に記載の発明によれ
ば、反射率が変化する反射鏡を用いることによって、回
折格子が形成された領域の一部または全体にわたって照
射する光に光強度分布を持たせることができる。
【００４５】請求項１０に記載の発明によれば、透過率
が変化するマスクを用い、請求項１１に記載の発明によ
れば、反射率が変化する反射鏡を用いることによって、
回折格子が形成された領域の一部または全体にわたって
光を照射する手段に、光強度分布を持たせたことから、
回折格子が形成された領域の一部または全体にわたって
照射する光に、光強度分布を持たせることができる。
【００４６】請求項１２に記載の発明によれば、回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって照射す
る光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の
光の照射領域を移動させ、その移動速度を変化させて、
回折格子が形成された領域の一部または全体にわたって
光を照射する手段に、光強度分布を持たせたことから、
照射時間を変化させ、回折格子が形成された領域の一部
または全体にわたって照射する光に光強度分布を持たせ
ることができる。
【００４７】請求項１３に記載の発明によれば、回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって照射す
る光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の
光の照射領域を移動させ、その移動速度または光強度の
うち少なくとも光強度を変化させて、回折格子が形成さ
れた領域の一部または全体にわたって光を照射する手段
に、光強度分布を持たせたことから、少なくとも照射強
度を変化させ、回折格子が形成された領域の一部または
全体にわたって照射する光に光強度分布を持たせること
ができる。
【００４８】請求項１４に記載の発明によれば、空間的
に周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パター
ンの光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、回
折格子が形成された領域の一部または全体にわたって、
光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
を緩やかな光強度分布を持たせて照射することから、容
易にチャープトグレーティングを作成することができ
る。
【００４９】請求項１５に記載の発明によれば、空間的
に周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パター
ンの光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、回
折格子が形成された光導波路に対して、光導波路の光導
波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を、屈折率の変
調周期よりも長い所定間隔内で回折格子の変調パターン
を消去する強度を有する光強度分布を持たせて照射する
ことから、容易にファブリペローフィルタを作成するこ
とができる。
【００５０】請求項１６に記載の発明によれば、光導波
部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有し、
該回折格子部は屈折率が長手方向に一定な周期で変調さ
れ、回折格子部の間に周期よりも長い所定間隔にわたっ
て屈折率が大きな所定レベルとなる部分を有することか
ら、ファブリペローフィルタを得ることができる。
【００５１】請求項１７に記載の発明によれば、空間的
に周期が一定な明暗を持った強度分布パターンの光を光
導波路に照射して回折格子を形成した後、回折格子が形
成された光導波路に対して、光導波路の光導波部に屈折
率変化を生じさせる波長の光を、緩やかな光強度分布を
有するとともに、該緩やかな光強度分布の一部分に屈折
率の周期よりも長い所定間隔内で回折格子のパターンを
消去する強度を有する光強度分布を持たせて照射するこ
とから、容易に帯域通過型または帯域阻止型のフィルタ
を作成することができる。
【００５２】請求項１８に記載の発明によれば、光導波
部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有し、
該回折格子部は屈折率が長手方向に一定な周期で変調さ
れ、回折格子部の間に周期よりも長い所定間隔にわたっ
て屈折率が大きな所定レベルになる部分を有し、２箇所
の回折格子部にまたがって平均的屈折率が緩やかに変化
することから、帯域通過型または帯域阻止型のフィルタ
を得ることができる。
【００５３】請求項１９に記載の発明によれば、空間的
に周期が長手方向に変化する明暗を持った強度分布パタ
ーンの光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、
該回折格子が形成された光導波路に対して、光導波路の
光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を、屈折率
の周期よりも長い所定間隔内で回折格子のパターンを消
去する強度を有する光強度分布を持たせて照射すること
から、容易に帯域通過型または帯域阻止型のフィルタを
作成することができる。
【００５４】請求項２０に記載の発明によれば、光導波
部の長手方向の少なくとも２箇所に回折格子部を有し、
該回折格子部は２箇所の回折格子部にわたって屈折率の
周期が長手方向に緩やかに変化するとともに、回折格子
部の間に周期よりも長い所定間隔にわたって屈折率が大
きな所定レベルとなる部分を有することから、帯域通過
型または帯域阻止型のフィルタを得ることができる。
【００５５】請求項２１に記載の発明によれば、光導波
部に屈折率が長手方向に一定な周期でかつ長手方向に変
化する変調量で変調された回折格子部を有する光導波路
に対し、回折格子部の一部または全体にわたって光導波
部に屈折率変化を生じさせる波長の光を照射することに
より、平均的屈折率を長手方向に一定にすることから、
所望の変調特性を有しながら平均的屈折率を一定にした
光導波路型回折格子を作成することができる。
【００５６】請求項２２に記載の発明によれば、光導波
部に回折格子部を有し、該回折格子部は屈折率が長手方
向に一定な周期でかつ長手方向に変化する変調量で変調
されるとともに、長手方向に一定な平均的屈折率を有す
ることから、所望の変調特性を有しながら平均的屈折率
が一定な光導波路型回折格子を得ることができる。
【００５７】請求項２３に記載の発明によれば、空間的
に周期的な明暗を持った強度分布パターンの光を光導波
路に照射して回折格子を形成する第１の工程と、回折格
子が形成された領域の一部または全体にわたって光導波
路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を照射
する第２の工程を、光導波路の光学特性を監視しながら
繰り返すことから、反射特性を変えた回折格子を精度良
く作成できる。
【００５８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光導波路型回折
格子の作成装置の第１の実施の形態の要部の概略構成図
である。図中、１は光ファイバ、１ａは回折格子形成
部、２は照射部、３は光ファイバカプラ、４は光源、５
は測定部、６，７は無反射端である。光ファイバ１は、
その一部分にブラッグの回折格子が形成された回折格子
形成部１ａを有している。回折格子形成部１ａは、図７
〜図９で説明したような従来の方法で形成することがで
きるが、その形成方法は適宜でよい。
【００５９】照射部２は、光導波路の光導波部に屈折率
変化を生じさせる波長の光を照射するものであるが、回
折格子形成部の一部または全体にわたって適当な強度分
布を持った光、例えば、光導波路に対して緩やかな光強
度分布を持った光を照射する。この照射工程において、
回折格子形成部１ａの反射特性の測定が行なわれる。
【００６０】反射特性の測定は、光源４からの光信号を
光ファイバカプラ３を介して光ファイバ１に導入し、回
折格子形成部１ａからの反射信号を光ファイバカプラ３
を介して測定部５で測定する。光源４には、所定の波長
スペクトルを持った例えばＬＥＤを用いる。測定部５に
は、スペクトラム・アナライザ等を用いて、各波長成分
の光強度を測定する。所望の測定結果が得られたところ
で、照射部２による照射を停止する。
【００６１】図２は、本発明の光導波路型回折格子の作
成装置の第２の実施の形態の要部の概略構成図である。
図中、図１と同様な部分には同じ符号を付して説明を省
略する。この実施の形態では、回折格子形成部１ａの光
透過特性を測定しながら照射部２による照射を行なっ
た。所望の測定結果が得られたところで、照射部２によ
る照射を停止する。
【００６２】図３は、照射部の第１の実施の形態の説明
図である。図中、１は光ファイバ、１ａは回折格子形成
部、１０は照射光束、１１は光学系、１２はマスクであ
る。照射光束１０は、光導波路の光導波部に屈折率変化
を生じさせる波長の光である。この実施の形態では、照
射光束１０は、均一な強度分布を有したものとしたが、
必ずしも均一である必要はない。適宜の補正を行なうこ
とにより、所望の光強度分布を得ることができればよい
からである。光学系１１は、マスク１２を透過した光を
光ファイバ１の光導波部であるコアに収束するためのも
ので、光ファイバ１と平行な軸を有するシリンドリカル
レンズを用いた。もちろん、光学系１１を用いることな
く、マスク１２からの光線を直接、光ファイバ１に導入
してもよい。マスク１２は、この実施の形態では、透過
率が緩やかに変化するマスクを用いた。変化特性は直線
的に透過率が変化するものを用いたが、所望する特性に
応じて、適当な曲線状に透過率が変化するものを用いる
こともできる。
【００６３】図４は、図３による照射作用の説明図であ
る。上述したように、この照射を行なう前に、光ファイ
バ１には、回折格子が形成されている。図４（Ａ）は、
その回折格子の屈折率を示すもので、光ファイバ１の軸
方向に等間隔で一定の屈折率変化が形成されている。図
４（Ｂ）は、マスク１２の透過率の分布を示すもので、
光ファイバの軸方向に左側を起点として、右側への位置
に対応して直線的に透過率が大きくなっている。これを
透過する光の強度分布は、図４（Ｃ）に示すように、右
側に行くにつれて増加している。このような光強度分布
の光を照射すると、光ファイバ１の回折格子形成部１ａ
のうちの光照射を受けた部分の屈折率は、図４（Ｄ）に
示すように、回折格子を形成する屈折率変化に右側に行
くにつれて直線的に増加する屈折率変化が重畳されたも
のとなる。
【００６４】屈折率が大きいことは、光路長が大きいこ
とと等価であり、図４（Ｄ）の屈折率分布をもつ回折格
子は、実効的に右側に行くにつれて間隔が広がるような
回折格子、すなわち、チャープトグレーティングが形成
される。このチャープトグレーティングは、図４（Ｅ）
に示すように、右側に行くにつれて反射波長が長くなる
特性を示す。したがって、反射帯域を拡げることができ
る。また、この特性によって、図４（Ｆ）に示すよう
に、左側から進行した光信号は、その波長に応じて、波
長λ1 の成分が進行した側に近い位置で反射し、波長λ
2 の成分が進行した側から遠い位置で反射する。この場
合、λ2 ＞λ1 である。その中間の波長の成分は、中間
の位置で反射する。すなわち、波長の長い成分ほど大き
い距離を経由して反射することとなり、これと逆の特性
を持った波長分散の補償ができる。このようにして作成
された回折格子に逆方向である右側から光信号を導入し
てもよい。その場合は、波長の短い成分ほど大きい距離
を経由して反射することとなる。
【００６５】図３に戻って説明する。マスク１２の透過
率分布は、右側に行くにつれて透過率が直線的に大きく
なったものであるが、透過率分布は、所望する反射特性
に応じたパターンとすることができる。すなわち、直線
状に限らず、曲線状、あるいは、折れ線状に屈折率を増
加させるようにしてもよく、あるいは、これらとは逆に
右側に行くにつれて透過率が減少するようにしてもよ
い。また、必ずしも一方向に増加または減少させるもの
に限らず、左右対称的なパターン等、適宜のパターンで
透過率を変えるようにして、希望する反射特性のチャー
プトグレーティングを作成することができる。
【００６６】図５は、照射部の第２の実施の形態の説明
図である。図中、図３と同様な部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。１３は反射鏡である。照射光束１０
は、光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長
の光である。この実施の形態では、照射光束１０は、均
一な強度分布を有したものとしたが、必ずしも均一であ
る必要はない。適宜の補正を行なうことにより、所望の
光強度分布を得ることができればよいからである。光学
系１１は、反射鏡１３を透過した光を光ファイバ１の光
導波部であるコアに収束するためのもので、光ファイバ
１と平行な軸を有するシリンドリカルレンズを用いた。
もちろん、光学系１１を用いることなく、反射鏡１３か
らの光線を直接、光ファイバ１に導入してもよい。
【００６７】反射鏡１３は、この実施の形態では、反射
率が緩やかに変化する反射鏡を用いた。反射率の変化特
性は、図の上方が大きく、下方に行くに従って直線的に
反射率が小さくなっているものを用いた。しかし、図３
で説明したマスク１２と同様に、所望する特性に応じ
て、適当な曲線状に反射率が変化するものを用いること
もできる。また、反射率分布は、所望する反射特性に応
じたパターンとすることができ、直線状に限らず、曲線
状、あるいは、折れ線状に屈折率を小さくさせてもよ
く、あるいは、これらとは逆に下方に行くにつれて反射
率が大きくなるようにしてもよい。また、必ずしも一方
向に反射率を変化させるものに限らず、上下対称的なパ
ターン等、適宜のパターンで反射率を変えるようにし
て、希望する反射特性のチャープトグレーティングを作
成することができる。
【００６８】図６は、照射部の第３の実施の形態の説明
図である。図中、１は光ファイバ、１ａは回折格子形成
部、１４は移動光源である。移動光源１０は、回折格子
形成部に対する照射範囲を移動しながら照射するもので
ある。照射光の大きさは、回折格子の間隔より大きくて
もよいが、照射範囲に比較して小さいものである。適当
な光学系によって、光源から照射された照射光を絞るよ
うにしてもよい。移動光源１４の移動速度を変化させ
る。移動速度が速い部分においては、照射量が少なく、
移動速度が遅い部分においては、照射量が多くなるか
ら、移動速度の変化によって、光ファイバ１に対して照
射する光の強度分布を実質的に変化させることができ
る。
【００６９】移動速度の変化を緩やかに行なうことによ
って、回折格子に対して緩やかな屈折率変化を重畳させ
ることができる。移動速度を変化させる代わりに、移動
速度を一定にして、移動位置に応じて照射光の強度を変
化させるようにしてもよい。移動光源の強度を緩やかに
変化させることによって、回折格子に対して緩やかな屈
折率変化を重畳させることができる。また、移動速度と
照射光の強度の両方を変化させることもできる。移動速
度および／または照射光の強度の変化のパターンによっ
て、所望の光強度分布を得ることができる。
【００７０】移動位置に応じて照射光の強度を変化させ
るには、図３に示した照射部の第１の実施の形態で用い
たマスク１２を用いてもよい。特に、移動速度の変化と
光強度の変化の一方を主として、他方をこの補正用に用
いると好適である。光強度の変化は、マスク８の他に
も、移動光源１０の光強度を移動に同期させて制御する
ことなどにより実現することも可能である。
【００７１】なお、上述した実施の形態では、回折格子
が形成された領域の全部にわたって照射を行なうように
説明したが、一部の領域のみに、屈折率変化を生じさせ
る波長の光を照射するようにしてもよい。また、均一な
強度分布を与えるように照射を行なうようにしてもよ
い。それにより、実効的に回折格子の格子間隔を拡げる
ことができるので、すでに回折格子が形成された領域の
格子間隔を、反射特性や透過特性を測定しながら調整す
ることができる。
【００７２】特に、均一な強度分布を与えるように照射
を行なう場合に、屈折率の上昇が飽和レベルに達する程
度の強度を持たせて照射することにより、回折格子の屈
折率変化のパターンを実質的に消去することができ、こ
のような強度の照射を回折格子が形成された領域の一部
であって、回折格子の屈折率変化の周期よりも長い所定
間隔にわたって行なうことにより多様な反射特性の光導
波路型回折格子を作成することができる。この所定間隔
は、回折格子の屈折率変化の周期の１０倍以上であるこ
とが好ましい。
【００７３】次に、図１ないし図６を参照して説明した
本発明の光導波路型回折格子の作成装置および照射部の
実施の形態を用いて、多様な反射特性の回折格子を作成
する例を説明する。
【００７４】図１１は、光導波路型ファブリペローフィ
ルタにおける屈折率分布と反射特性の説明図である。図
１１（Ａ）は前提となる回折格子の屈折率の変化を示
し、図１１（Ｂ）はマスクの透過率等の分布を示し、図
１１（Ｃ）は回折格子に照射する光の強度の相対値を示
し、図１１（Ｄ）は図１１（Ｃ）の光強度分布の光を照
射して作成した回折格子の屈折率の変化を示し、図１１
（Ｅ）はこの光導波路型回折格子の作用の説明図であ
る。いずれの説明図も模式的に表わしている。横軸は光
ファイバの長手方向に沿った位置である。図１１（Ｅ）
において１は光ファイバである。
【００７５】この例では、第１の工程として、図１１
（Ａ）に示すように、光の伝搬方向、すなわち、光導波
部の長手方向に周期が一定な回折格子を作成する。その
後の第２の工程において、回折格子の光透過特性や光反
射特性を観測しながら、回折格子が形成された領域の光
導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を照射する。
その際の、マスク１２の透過率等の分布を図１１（Ｂ）
に示す特性とすることによって、回折格子に照射する光
強度分布を図１１（Ｃ）に示す特性とする。この光強度
分布特性は、図１１（Ａ）に表わした回折格子の屈折率
の変化の周期よりも長い所定間隔にわたって相対強度が
１であって、他の領域において相対強度が０であり遮光
される略矩形状であって、略方形波状に急峻に変化する
ような光強度分布特性になっている。
【００７６】図１１（Ｄ）に示すように、相対強度が１
の所定間隔内において、光導波部の屈折率が飽和レベル
に達する程度の強度を持たせることにより、回折格子の
屈折率変化のパターンを実質的に消去することができ
る。照射する領域の個数は通常、中央部分に１個であ
り、照射される領域の幅は、所望のフィルタ特性に合わ
せて設計されるが、回折格子の屈折率の変化の周期の１
０倍以上であることが好ましい。
【００７７】図１１（Ｄ）において、中央の領域で屈折
率変化が欠如しており、この部分での多重反射により、
入射角が０°のファブリペローフィルタとなる。反射型
のフィルタとして使用する場合を考える。屈折率変化の
欠如がない場合には、回折格子の屈折率の周期に対応す
る所定の波長の光が入射方向に反射し、その他の波長の
光は図示を省略した無反射終端で吸収される。屈折率変
化が欠如している場合には、図１１（Ｅ）に示すよう
に、左側の回折格子領域で反射する反射光Ｒ1 および右
側の回折格子領域で反射する反射光Ｒ2 とは、照射され
る領域の幅にほぼ対応した間隔ｄにより位相差が生じ
る。なお、格子が連続している左右の各回折格子領域内
では位相状態が合っている。
【００７８】光の波長をλ、光導波部の屈折率をｎと
し、ｍを正の整数とするとき、透過光が最大になるの
は、２ｎｄ＝ｍλのときであり、透過光が最小になるの
は、２ｎｄ＝（２ｍ＋１）λ／２のときである。その結
果、回折格子を透過または反射する波長の光のうち、上
述した条件を満たす波長の光の透過率または反射率を最
大または最小にすることができる。なお、隣り合う透過
ピークの間隔（波数差）Δσは、Δσ＝１／（２ｎｄ）
で表されるため、実用上、ｄが小さい方が単一の波長
（波数）の光を分離して取り出しやすくなるが、強度分
布パターンの空間的な周期の１０倍以上であることが好
ましい。
【００７９】図１２は、第１の光導波路型帯域フィルタ
における屈折率分布と反射特性の説明図である。図１２
（Ａ）は前提となる回折格子の屈折率の変化を示し、図
１２（Ｂ）はマスクの透過率等の分布を示し、図１２
（Ｃ）は回折格子に照射する光の強度の相対値を示し、
図１２（Ｄ）は図１２（Ｃ）の光強度分布の光を照射し
て作成した回折格子の屈折率の変化を示し、図１２
（Ｅ）はこの光導波路型回折格子の作用の説明図であ
る。いずれの説明図も模式的に表わしている。横軸は光
ファイバの長手方向に沿った位置である。図１２（Ｅ）
において１は光ファイバである。
【００８０】このフィルタは、図１１を参照して説明し
た光導波路型ファブリペローフィルタと同様な第１，第
２の工程を経て作成されるが、図１２（Ｂ）に示すマス
クの透過率の分布が異なる。このマスクの透過率の分布
は、図４（Ｂ）に示したような直線的に透過率が大きく
なる分布と、図１１（Ｂ）に示した分布を重ね合わせた
ものとなっている。
【００８１】その結果、図１２（Ｄ）に示すように、回
折格子を形成する周期が一定な屈折率変化に直線的に増
加する屈折率変化が重畳されるとともに、相対強度が１
の所定間隔内において光導波部の屈折率の上昇が飽和レ
ベルに達する。その結果、チャープトグレーティングが
形成されると同時に、特定の波長領域を反射させる回折
格子の屈折率変化のパターンが実質的に消去される。照
射する領域の個数は通常、中央部分に１個であり、照射
される領域の幅は、所望のフィルタ特性に合わせて設計
されるが、回折格子の屈折率の変化の周期の１０倍以上
であることが好ましい。
【００８２】反射型のフィルタとして使用する場合を考
える。屈折率変化の欠如がない場合は、波長λ1 から波
長λ3 までの光が入射方向に反射し、その他の波長の光
は透過して図示を省略した無反射終端で吸収される。屈
折率変化が欠如している場合には、図１２（Ｅ）に示す
ように、屈折率変化が欠如した領域で反射するはずであ
った波長λ2 （λ１＞λ２＞λ３）の光は光ファイバ１
のコア部を左から右に透過する。
【００８３】図１３は、図１２に示した第１の光導波路
型帯域フィルタの特性を模式的に示す特性図であり、図
１３（Ａ）は反射特性、図１３（Ｂ）は透過特性の線図
である。上述した屈折率変化によって、この回折格子を
反射器として用いた場合の波長に対する反射特性は、図
１３（Ａ）に示すように反射率が波長λ2 の近傍におい
て低下する反射型の帯域阻止フィルタとなる。一方、こ
の回折格子を透過器として用いた場合の波長に対する反
射特性は、図１３（Ｂ）に示すように透過率が波長λ2
の近傍において上昇する透過型の帯域通過フィルタとな
る。光は図１２（Ｄ）の光ファイバ１の右側から入射さ
せてもよく、波長対位相特性は逆になるが同様の反射率
および透過率となる。
【００８４】図１４は、第２の光導波路型帯域フィルタ
における屈折率分布と反射特性の説明図である。図１４
（Ａ）は前提となる回折格子の屈折率の変化を示し、図
１４（Ｂ）はマスクの透過率等の分布を示し、図１４
（Ｃ）は回折格子に照射する光の強度の相対値を示し、
図１４（Ｄ）は図１４（Ｃ）の光強度分布の光を照射し
て作成した回折格子の屈折率の変化を示し、図１４
（Ｅ）は回折格子のピッチを示し、図１４（Ｆ）はこの
光導波路型回折格子の作用の説明図である。いずれの説
明図も模式的に表わしている。横軸は光ファイバの長手
方向に沿った位置である。図１４（Ｆ）において１は光
ファイバである。
【００８５】このフィルタは、図１２を参照して説明し
た第１の光導波路型帯域フィルタと同様な特性を有する
ものである。第１の光導波路型帯域フィルタでは、回折
格子の周期が一定な屈折率変化に直線的に増加する屈折
率変化を重畳させることによってチャープトグレーティ
ングを実現したが、この第２の光導波路型帯域フィルタ
の作成方法においては、第１の工程で回折格子の周期が
光ファイバの長手方向に徐々に変化するチャープトグレ
ーティングを形成しておく。
【００８６】具体的には、例えば、図９に示したような
位相格子干渉法の位相格子２７をチャープトグレーティ
ングを形成するようなパターンとすればよい。図７に示
した２光束干渉法では、レンズを用いて平面波の波面を
曲げればよく、図８に示したプリズム干渉法では、プリ
ズムの入射面を曲げればよい。第２の工程では、図１１
（Ｃ）と同様の光強度分布の光を照射する。したがっ
て、図１４（Ｅ）に表わされるように回折格子のピッチ
が緩やかに変化している。
【００８７】次に、光導波路型回折格子の平均的屈折率
を光ファイバの長手方向に一定にする光導波路型回折格
子の作成方法について説明する。反射特性のサイドロー
ブの発生を押さえた光導波路型回折格子の作成方法を一
例として説明する。そのため、まず、サイドローブにつ
いて最初に説明する。
【００８８】図１５は、従来の回折格子における屈折率
分布と反射特性の説明図である。図７ないし図９を参照
して説明した従来の方法で作成した回折格子の屈折率の
変化は、図１５（Ａ）に示すように、所定範囲におい
て、均一な変化を示している。すなわち、回折格子が形
成されていない部分から、不連続的に回折格子が形成さ
れた部分につながっている。この回折格子を反射器とし
て用いた場合の波長に対する反射特性は、図１５（Ｂ）
に示すように、波長λ0 で大きな反射率を示すだけでな
く、波長λ0 の近傍においてさほど大きくはないが、反
射率が大きくなる波長が存在し、サイドローブを有する
特性を示す。したがって、所望しない波長での反射が生
じるという問題がある。
【００８９】図１６は、本発明の実施の形態の回折格子
における屈折率分布と反射特性の説明図である。図１６
（Ａ）は、サイドローブをなくした回折格子の屈折率変
化の一例の概要を示すものである。屈折率の上昇部分
は、徐々に大きくなり中央部分で最大となり、それから
徐々に減少している。中央を対称軸としてほぼ対称的な
パターンであるが、必ずしも対称にしなくてもよい。要
は、屈折率変化の包絡線が徐々に上昇し、その後徐々に
減少していればよい。このような屈折率変化によって、
不連続的な屈折率変化が生じないため、この回折格子を
反射器として用いた場合の波長に対する反射特性は、図
１６（Ｂ）に示すように、波長λ0 で大きな反射率を示
し、サイドローブの発生を抑えることができる。図１６
（Ａ）に表わした屈折率の変化を有する光導波路型回折
格子の作成方法については、図１８ないし図２３を参照
して後述する。
【００９０】図１７は、光導波路型回折格子の平均的屈
折率を光ファイバの長手方向に一定にする光導波路型回
折格子の作成方法の説明図である。図１７（Ａ）は回折
格子の屈折率の変化を示すが、図１６（Ａ）と同様なも
のである。図１７（Ｂ）はマスクの透過率等の分布を示
し、図１７（Ｃ）は回折格子に照射する光の強度の相対
値を示し、図１７（Ｄ）は図１７（Ｃ）の光強度分布の
光を照射して作成した回折格子の屈折率の変化を示し、
図１７（Ｅ）は反射波長である。いずれの説明図も模式
的に表わしている。横軸は光ファイバの長手方向に沿っ
た位置である。図１７（Ｅ）において１は光ファイバで
ある。
【００９１】図１７（Ａ）に示されるように、第１の工
程で作成された光導波路型回折格子は、光導波部に長手
方向に一定な周期の回折格子を有するとともに、回折格
子が形成された領域の全体を含む所定領域にわたって、
屈折率の変調量が長手方向に変化して屈折率のピーク値
を結ぶ包絡線が長手方向に緩やかに変化している。
【００９２】図１７（Ａ）の破線で表わされるように、
第１の工程で作成された光導波路型回折格子の平均的屈
折率は、回折格子の変調量の変化に応じて、光ファイバ
の長手方向に変化している。その結果、回折格子の周期
が光ファイバの長手方向に一定であっても、平均的屈折
率に応じて光の伝搬速度が変化するため、回折格子を構
成する個々の格子間の間隔が実質的に変化することにな
る。その結果、反射波長が光ファイバの長手方向に変化
することになる。
【００９３】そこで、第２の工程において、マスクの透
過率等を図１７（Ｂ）に表わされる分布にして、回折格
子の光透過特性や光反射特性を観測しながら、図１７
（Ｃ）に表わされる光強度分布の光を回折格子に照射す
ることによって、図１７（Ｄ）に表わされる屈折率変化
を有する回折格子を得ることができる。この回折格子
は、平均的屈折率が光ファイバの長手方向に一定となる
ため、図１７（Ｅ）に表わされるように、反射波長を一
定にすることができる。
【００９４】なお、第１の工程で作成された光導波路型
回折格子は、図１７（Ａ）に示されたものに限られず、
任意のものを対象とすることができる。また、平均的屈
折率を光ファイバの長手方向に任意に変化させることも
可能である。
【００９５】図１８は、図１６（Ａ）に示した屈折率変
化を有する光導波路型回折格子の作成装置の第１の例の
概略構成図である。図中、図７と同様な部分には同じ符
号を付して説明を省略する。４１はマスクである。この
実施の形態は、図７で説明した２光束干渉法を適用した
ものである。マスク４１の透過率は、中間で大きく両側
にいくにしたがって小さくなっている。
【００９６】この例は、マスク４１を光ファイバ２１の
直前に置いたものである。マスク４１の透過率が変調さ
れていることによって、照射光束の全体にわたって緩や
かな光強度分布を持たせることができる。このような光
強度分布によって形成された回折格子は、中央部分の屈
折率の上昇が最も大きく、その両側にいくにしたがっ
て、屈折率の上昇は徐々に小さくなったものとなる。
【００９７】図１９は、上述した第１の例の変形例を示
す。図中、図１８と同様な部分には、同じ符号を付して
説明を省略する。図１９（Ａ）は、図１８で説明したマ
スク４１を、ビームスプリッタ２３を透過した光学系に
挿入したものである。また、図１９（Ｂ）は、図１８で
説明したマスクを８を、ビームスプリッタ２３を反射し
た側の光学系に挿入したものである。いずれも、マスク
４１を挿入した光学系の照射光束の全体にわたって緩や
かな光強度分布を持たせることができ、光ファイバ２１
に照射する照射光束の全体にわたって緩やかな光強度分
布を持たせることができる。もちろん、ビームスプリッ
タ２３を透過した側と反射した側の両方の光学系にマス
ク４１を挿入してもよい。
【００９８】図１９（Ｃ）は、ビームスプリッタ２３に
入射する光学系にマスク４１を挿入したものである。こ
の変形例においても、ビームスプリッタ２３に入射する
光学系の照射光束の全体にわたって緩やかな光強度分布
を持たせることができ、光ファイバ２１に照射する照射
光束の全体にわたって緩やかな光強度分布を持たせるこ
とができる。
【００９９】図２０は、図１６（Ａ）に示した屈折率変
化を有する光導波路型回折格子の作成装置の第２の実施
の形態の概略構成図である。図中、図８と同様な部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。４１はマスクであ
る。この例は、図８で説明したプリズム干渉法を適用し
たものである。マスク４１は、光ファイバ２１の直前に
置いた。この例も、第１の例と同様に、マスク４１の透
過率が変調されていることによって、照射光束の全体に
わたって緩やかな光強度分布を持たせることができる。
このような光強度分布によって形成された回折格子は、
中央部分の屈折率の上昇が最も大きく、その両側にいく
にしたがって、屈折率の上昇は徐々に小さくなったもの
となる。なお、マスク４１は、図１９（Ｃ）で説明した
ように、入射側、すなわち、プリズム６に入射する光学
系に挿入してもよい。
【０１００】図２１は、図１６（Ａ）に示した屈折率変
化を有する光導波路型回折格子の作成装置の第３の例の
概略構成図である。図中、図９と同様な部分には同じ符
号を付して説明を省略する。４１はマスクである。この
実施の形態は、図９で説明した位相格子干渉法を適用し
たものである。マスク４１は、光ファイバ２１の直前に
置いた。この実施の形態も、第１の例と同様に、マスク
４１の透過率が変調されていることによって、照射光束
の全体にわたって緩やかな光強度分布を持たせることが
できる。このような光強度分布によって形成された回折
格子は、中央部分の屈折率の上昇が最も大きく、その両
側にいくにしたがって、屈折率の上昇は徐々に小さくな
ったものとなる。なお、マスク４１は、図１９（Ｃ）で
説明したように、入射側、すなわち、位相格子２７に入
射する光学系に挿入してもよい。
【０１０１】これらの実施の形態で用いたマスクについ
て説明する。図２２は、強度パターンの具体例の説明図
である。図２２（Ａ）は、強度が直線的に変化する例で
ある。横軸Ｘは光ファイバの軸方向の距離であり、形成
される回折格子の中央を０とした。また、縦軸Ｙは最大
値を１とした強度の相対値である。
【０１０２】これを関数で表現すれば、 Ｙ＝１−ａ・｜Ｘ｜ となる。ただし、ａは定数である。
【０１０３】図２２（Ｂ）は、強度が曲線的に変化する
例であり、図２２（Ａ）と同様に図示した。その曲線の
一例を関数で表現すれば、 Ｙ＝０．５＋０．５・ｃｏｓ（π・｜Ｘ｜／ａ） である。ただし、ａは定数である。
【０１０４】この他、両端部の一部分でのみ適度な傾斜
を持って直線的に変化する台形状の強度パターンとし
て、回折格子が形成されていない部分から連続的に回折
格子が形成された部分につながるようにすることができ
る。
【０１０５】マスクの透過率のパターンを、これを透過
するレーザ光の強度が所望の分布特性、例えば、図２２
（Ａ）や図２２（Ｂ）で表わした強度パターンとなるよ
うに、選定することによって、所望の回折格子を作成す
ることができる。
【０１０６】すなわち、周期的な強度分布パターンは干
渉縞によって発生させると同時に、照射光束の全体にわ
たる光強度分布特性はマスクの透過率のパターンにより
設定して光導波路型回折格子を作成している。図２２
（Ａ）や図２２（Ｂ）で表わした光強度分布特性は、光
ファイバの長手方向に沿って均一ではなく変化してお
り、回折格子の屈折率の変化の周期よりも長い所定間隔
内で緩やかに変化する光強度分布特性になっている。こ
の所定間隔は、光強度分布パターンの空間的な周期の１
０倍以上であることが好ましい。
【０１０７】図２３は、図１６（Ａ）に示した屈折率変
化を有する光導波路型回折格子の作成装置の第４の例の
概略構成図である。図中、図９と同様な部分には同じ符
号を付して説明を省略する。この例は、図示を省略した
レーザ光源の照射領域を小さくして、レーザ光源を移動
させた。移動速度が速いと照射光量は少なくなり、移動
速度が遅いと照射光量は多くなる。したがって、移動速
度を変化させることにより、照射光束の光強度分布を変
化させることができる。移動速度は、例えば、図２２
（Ａ）や図２２（Ｂ）で説明した強度パターンが形成さ
れるようにする。
【０１０８】また、レーザ光源を移動させる代わりに、
レーザ光源は、回折格子の形成領域を均一な強度で照射
できるようにしておき、レーザ光源と光ファイバとの間
に遮蔽体を配置して直接レーザ光が光ファイバを照射し
ないようにしておく。この遮蔽体にスリットを設け、こ
れを移動させるとともに、その移動速度を変えるように
しても、第４の実施の形態と同様に、照射光束の光強度
分布を変化させることができる。
【０１０９】あるいはまた、図２１に示した第３の例で
用いたマスク４１を併用してもよい。移動速度の変化
と、透過率が変調されたマスク４１による光強度の変化
とにより、照射光束の全体にわたって緩やかな光強度分
布を持たせることができる。特に、移動速度の変化と光
強度の変化の一方を主として、他方をこの補正用に用い
ると好適である。移動速度を一定にし、マスク４１によ
る光強度の変化のみによって、照射光束の全体にわたっ
て緩やかな光強度分布を持たせることもできる。光強度
の変化は、マスク４１の他にも、レーザ光源の光強度を
レーザービームの移動に同期させて制御することなどに
より実現することも可能である。
【０１１０】以上の図１８ないし図２３を参照して説明
した光導波路型回折格子の作成装置を用いて、図１６
（Ａ）に表わした屈折率の変化を有する光導波路型回折
格子を作成することができるが、上述した例に限られる
ものではない。
【０１１１】上述した説明では、図１および図２を参照
して説明したように、第２の工程において、回折格子形
成部１ａの反射特性または透過特性の少なくともいずれ
かの測定を行いながら屈折率を増加させる光を照射し
て、所望の測定結果が得られたところで、照射部２によ
る照射を停止していた。
【０１１２】あるいは、周期的な強度分布パターンの光
を光導波路に照射して回折格子を形成する第１の工程
と、回折格子が形成された領域の一部または全体にわた
って光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長
の光を照射する第２の工程を、光導波路の光学特性を監
視しながら交互に繰り返すようにしてもよい。また、上
述した第１，第２の工程を続けて行うと光導波路の位置
決めを行いやすいが、第２の工程を独立させて第１の工
程とは別時点で行うようにしてもよい。
【０１１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、簡単な構成で精度よく、チャープトグレーテ
ィングの光導波路型回折格子を作成できるという効果が
ある。加えて、多様な特性の反射特性を有する光導波路
型回折格子を作成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路型回折格子の作成装置の第１
の実施の形態の要部の概略構成図である。
【図２】本発明の光導波路型回折格子の作成装置の第２
の実施の形態の要部の概略構成図である。
【図３】照射部の第１の実施の形態の説明図である。
【図４】図３による照射作用の説明図である。
【図５】照射部の第２の実施の形態の説明図である。
【図６】照射部の第３の実施の形態の説明図である。
【図７】２光束干渉法の一例の構成図である。
【図８】プリズム干渉法の一例の構成図である。
【図９】位相格子干渉法の一例の構成図である。
【図１０】チャープトグレーティングを説明する説明図
である。
【図１１】光導波路型ファブリペローフィルタにおける
屈折率分布と反射特性の説明図である。
【図１２】第１の光導波路型帯域フィルタにおける屈折
率分布と反射特性の説明図である。
【図１３】図１２に示した第１の光導波路型帯域フィル
タの特性を模式的に示す特性図である。
【図１４】第２の光導波路型帯域フィルタにおける屈折
率分布と反射特性の説明図である。
【図１５】従来の回折格子における屈折率分布と反射特
性の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態の回折格子における屈折
率分布と反射特性の説明図である。
【図１７】光導波路型回折格子の平均的屈折率を光ファ
イバの長手方向に一定にする光導波路型回折格子の作成
方法の説明図である。
【図１８】図１６（Ａ）に示した屈折率変化を有する光
導波路型回折格子の作成装置の第１の例の概略構成図で
ある。
【図１９】上述した第１の例の変形例を示す。
【図２０】図１６（Ａ）に示した屈折率変化を有する光
導波路型回折格子の作成装置の第２の実施の形態の概略
構成図である。
【図２１】図１６（Ａ）に示した屈折率変化を有する光
導波路型回折格子の作成装置の第３の例の概略構成図で
ある。
【図２２】強度パターンの具体例の説明図である。
【図２３】図１６（Ａ）に示した屈折率変化を有する光
導波路型回折格子の作成装置の第４の例の概略構成図で
ある。
【符号の説明】
１…光ファイバ、１ａ…回折格子形成部、２…照射部、
３…光ファイバカプラ、４…光源、５…測定部、６，７
…無反射端、１０…照射光束、１１…光学系、１２…マ
スク、１３…反射鏡、１４…移動光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 真澄 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 (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生じ
    させる波長の光を空間的に周期的な明暗を持った強度分
    布パターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折
    率に周期的な変調を生じさせることにより、該光導波路
    上に回折格子を作成する光導波路型回折格子の作成方法
    において、空間的に周期的な明暗を持った強度分布パタ
    ーンの光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、
    該回折格子の光透過特性および光反射特性の少なくとも
    一方を観測しながら、前記回折格子が形成された領域の
    一部または全体にわたって光導波路の光導波部に屈折率
    変化を生じさせる波長の光を照射することを特徴とする
    光導波路型回折格子の作成方法。
  2. 【請求項２】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生じ
    させる波長の光を空間的に周期的な明暗を持った強度分
    布パターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈折
    率に周期的な変調を生じさせることにより、該光導波路
    上に回折格子を作成する光導波路型回折格子の作成装置
    において、空間的に周期的な明暗を持った強度分布パタ
    ーンの光を光導波路に照射する手段と、これによって形
    成された回折格子の光透過特性および光反射特性の少な
    くとも一方を観測する手段と、前記回折格子が形成され
    た領域の一部または全体にわたって光導波路の光導波部
    に屈折率変化を生じさせる波長の光を照射する手段を有
    することを特徴とする光導波路型回折格子の作成装置。
  3. 【請求項３】 前記回折格子が形成された領域の一部ま
    たは全体にわたって光を照射する手段が、前記光導波路
    に対して緩やかな光強度分布を持つものであることを特
    徴とする請求項２に記載の光導波路型回折格子の作成装
    置。
  4. 【請求項４】 透過率が緩やかに変化するマスクを用い
    て、前記回折格子が形成された領域の一部または全体に
    わたって光を照射する手段に、前記光導波路に対して緩
    やかな光強度分布を持たせたことを特徴とする請求項３
    に記載の光導波路型回折格子の作成装置。
  5. 【請求項５】 反射率を緩やかに変化させた反射鏡を用
    いて、前記回折格子が形成された領域の一部または全体
    にわたって光を照射する手段に、前記光導波路に対して
    緩やかな光強度分布を持たせたことを特徴とする請求項
    ３に記載の光導波路型回折格子の作成装置。
  6. 【請求項６】 前記回折格子が形成された領域の一部ま
    たは全体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈折
    率変化を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、そ
    の移動速度を変化させて、前記回折格子が形成された領
    域の一部または全体にわたって光を照射する手段に、前
    記光導波路に対して緩やかな光強度分布を持たせたこと
    を特徴とする請求項３に記載の光導波路型回折格子の作
    成装置。
  7. 【請求項７】 前記回折格子が形成された領域の一部ま
    たは全体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈折
    率変化を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、そ
    の移動速度または光強度のうち少なくとも光強度を変化
    させて、前記回折格子が形成された領域の一部または全
    体にわたって光を照射する手段に、前記光導波路に対し
    て緩やかな光強度分布を持たせることを特徴とする請求
    項３に記載の光導波路型回折格子の作成装置。
  8. 【請求項８】 前記回折格子が形成された領域の一部ま
    たは全体にわたって照射する光が、前記光導波路に対し
    て前記屈折率の変調周期よりも長い所定間隔にわたって
    略矩形状に変化する光強度分布を持たせたものであるこ
    とを特徴とする請求項２に記載の光導波路型回折格子の
    作成装置。
  9. 【請求項９】 前記所定間隔は、前記屈折率の変調周期
    の１０倍以上であることを特徴とする請求項８に記載の
    光導波路型回折格子の作成装置。
  10. 【請求項１０】 透過率が変化するマスクを用いて、前
    記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
    て光を照射する手段に、前記光強度分布を持たせたこと
    を特徴とする請求項８または９に記載の光導波路型回折
    格子の作成装置。
  11. 【請求項１１】 反射率が変化する反射鏡を用いて、前
    記回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
    て光を照射する手段に、前記光強度分布を持たせたこと
    を特徴とする請求項８または９に記載の光導波路型回折
    格子の作成装置。
  12. 【請求項１２】 前記回折格子が形成された領域の一部
    または全体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈
    折率変化を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、
    その移動速度を変化させて、前記回折格子が形成された
    領域の一部または全体にわたって光を照射する手段に、
    前記光強度分布を持たせたことを特徴とする請求項８ま
    たは９に記載の光導波路型回折格子の作成装置。
  13. 【請求項１３】 前記回折格子が形成された領域の一部
    または全体にわたって照射する光導波路の光導波部に屈
    折率変化を生じさせる波長の光の照射領域を移動させ、
    その移動速度または光強度のうち少なくとも光強度を変
    化させて、前記回折格子が形成された領域の一部または
    全体にわたって光を照射する手段に、前記光強度分布を
    持たせたことを特徴とする請求項８または９に記載の光
    導波路型回折格子の作成装置。
  14. 【請求項１４】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を空間的に周期が長手方向に一定な明
    暗を持った強度分布パターンとして光導波路に照射し
    て、光導波部の屈折率に周期が長手方向に一定な変調を
    生じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作成
    する光導波路型回折格子の作成方法において、空間的に
    周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パターン
    の光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、前記
    回折格子が形成された領域の一部または全体にわたっ
    て、光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長
    の光を緩やかな光強度分布を持たせて照射することを特
    徴とする光導波路型回折格子の作成方法。
  15. 【請求項１５】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を空間的に周期が長手方向に一定な明
    暗を持った強度分布パターンとして光導波路に照射し
    て、光導波部の屈折率に周期が長手方向に一定な変調を
    生じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作成
    する光導波路型フィルタの作成方法において、空間的に
    周期が長手方向に一定な明暗を持った強度分布パターン
    の光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、前記
    回折格子が形成された前記光導波路に対して、光導波路
    の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を、前記
    屈折率の変調周期よりも長い所定間隔内で前記回折格子
    の変調パターンを消去する強度を有する光強度分布を持
    たせて照射することを特徴とする光導波路型フィルタの
    作成方法。
  16. 【請求項１６】 光導波部の長手方向の少なくとも２箇
    所に回折格子部を有し、該回折格子部は屈折率が長手方
    向に一定な周期で変調され、前記回折格子部の間に前記
    周期よりも長い所定間隔にわたって屈折率が大きな所定
    レベルとなる部分を有することを特徴とする光導波路型
    フィルタ。
  17. 【請求項１７】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を空間的に周期が長手方向に一定な明
    暗を持った強度分布パターンとして光導波路に照射し
    て、光導波部の屈折率に周期が長手方向に一定な変調を
    生じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作成
    する光導波路型フィルタの作成方法において、空間的に
    周期が一定な明暗を持った強度分布パターンの光を光導
    波路に照射して回折格子を形成した後、前記回折格子が
    形成された前記光導波路に対して、光導波路の光導波部
    に屈折率変化を生じさせる波長の光を、緩やかな光強度
    分布を有するとともに、該緩やかな光強度分布の一部分
    に前記屈折率の周期よりも長い所定間隔内で前記回折格
    子のパターンを消去する強度を有する光強度分布を持た
    せて照射することを特徴とする光導波路型フィルタの作
    成方法。
  18. 【請求項１８】 光導波部の長手方向の少なくとも２箇
    所に回折格子部を有し、該回折格子部は屈折率が長手方
    向に一定な周期で変調され、前記回折格子部の間に前記
    周期よりも長い所定間隔にわたって屈折率が大きな所定
    レベルになる部分を有し、２箇所の前記回折格子部にま
    たがって平均的屈折率が緩やかに変化することを特徴と
    する光導波路型フィルタ。
  19. 【請求項１９】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を空間的に周期が長手方向に変化する
    明暗を持った強度分布パターンとして光導波路に照射し
    て、光導波部の屈折率に周期が長手方向に変化する変調
    を生じさせることにより、該光導波路上に回折格子を作
    成する光導波路型回折格子の作成方法において、空間的
    に周期が長手方向に変化する明暗を持った強度分布パタ
    ーンの光を光導波路に照射して回折格子を形成した後、
    該回折格子が形成された前記光導波路に対して、光導波
    路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光を、前
    記屈折率の周期よりも長い所定間隔内で前記回折格子の
    パターンを消去する強度を有する光強度分布を持たせて
    照射することを特徴とする光導波路型フィルタの作成方
    法。
  20. 【請求項２０】 光導波部の長手方向の少なくとも２箇
    所に回折格子部を有し、該回折格子部は２箇所の前記回
    折格子部にわたって屈折率の周期が長手方向に緩やかに
    変化するとともに、前記回折格子部の間に前記周期より
    も長い所定間隔にわたって屈折率が大きな所定レベルと
    なる部分を有することを特徴とする光導波路型フィル
    タ。
  21. 【請求項２１】 光導波部に屈折率が長手方向に一定な
    周期でかつ長手方向に変化する変調量で変調された回折
    格子部を有する光導波路に対し、前記回折格子部の一部
    または全体にわたって前記光導波部に屈折率変化を生じ
    させる波長の光を照射することにより、平均的屈折率を
    長手方向に一定にすることを特徴とする光導波路型回折
    格子の作成方法。
  22. 【請求項２２】 光導波部に回折格子部を有し、該回折
    格子部は屈折率が長手方向に一定な周期でかつ長手方向
    に変化する変調量で変調されるとともに、長手方向に一
    定な平均的屈折率を有することを特徴とする光導波路型
    回折格子。
  23. 【請求項２３】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を空間的に周期的な明暗を持った強度
    分布パターンとして光導波路に照射して、光導波部の屈
    折率に周期的な変調を生じさせることにより、該光導波
    路上に回折格子を作成する光導波路型回折格子の作成方
    法において、空間的に周期的な明暗を持った強度分布パ
    ターンの光を光導波路に照射して回折格子を形成する第
    １の工程と、前記回折格子が形成された領域の一部また
    は全体にわたって光導波路の光導波部に屈折率変化を生
    じさせる波長の光を照射する第２の工程を、光導波路の
    光学特性を監視しながら繰り返すことを特徴とする光導
    波路型回折格子の作成方法。
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