JPH09288204A - Production of optical waveguide grating - Google Patents

Production of optical waveguide grating

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JPH09288204A
JPH09288204A JP8098879A JP9887996A JPH09288204A JP H09288204 A JPH09288204 A JP H09288204A JP 8098879 A JP8098879 A JP 8098879A JP 9887996 A JP9887996 A JP 9887996A JP H09288204 A JPH09288204 A JP H09288204A
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JP
Japan
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optical fiber
grating
ultraviolet light
optical waveguide
core
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Application number
JP8098879A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Nakai
道弘 中居
Kensuke Shima
研介 島
Hiromi Hidaka
啓▲視▼ 日高
Satoshi Okude
聡 奥出
Masaaki Sudo
正明 須藤
Tetsuya Sakai
哲弥 酒井
Akira Wada
朗 和田
Ryozo Yamauchi
良三 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Priority to CA002202308A priority patent/CA2202308C/en
Priority to CA002319776A priority patent/CA2319776C/en
Priority to US08/837,958 priority patent/US5996375A/en
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily change a design by making the change rate of the refractive index of the cores in the respective parts of grating parts uniform. SOLUTION: Production of the radiation mode coupling type optical waveguide gratings is executed in this process. In such a case, the process is provided with a stage for irradiating a quartz optical fiber 1 formed by adding germanium oxide to at least the core with UV light 2 via a mask 3 formed with slits 3a for allowing the transmission of light at prescribed intervals and moving the irradiation position of the UV light 2 in the longitudinal direction of the optical fiber 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路グレーティ
ングに係り、特に放射モード結合型の光導波路グレーテ
ィングの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide grating, and more particularly to a method of manufacturing a radiation mode coupling type optical waveguide grating.

【0002】[0002]

【従来の技術】光導波路グレーティングは、光ファイバ
又は平面型光導波路の長さ方向に、一定の周期的な変
化、例えばコア屈折率の周期的な変化を形成することに
よって得られる。一般にグレーティングには、放射モー
ド結合型と反射モード結合型があり、放射モード結合型
グレーティングは、コアを伝搬するモードとクラッドを
伝搬するモードとを結合させることによって、特定波長
の光を光導波路外に放射して減衰させる特性が得られる
ようにしたものである。また反射モード結合型グレーテ
ィングは、コアを正の方向に伝搬するモードと、コアを
これとは反対の方向(負の方向)に伝搬するモードとを
結合させることによって、特定波長の光を反射させる特
性が得られるようにしたものである。
2. Description of the Related Art Optical waveguide gratings are obtained by forming a constant periodic change, for example, a periodic change in core refractive index, in the length direction of an optical fiber or a planar optical waveguide. Generally, there are a radiation mode coupling type and a reflection mode coupling type in a grating. The radiation mode coupling type grating couples a mode propagating in a core and a mode propagating in a cladding, thereby transmitting light of a specific wavelength outside the optical waveguide. To attenuate it by radiating it. The reflection mode coupling type grating reflects light of a specific wavelength by coupling a mode propagating in the core in a positive direction and a mode propagating the core in the opposite direction (negative direction). The characteristic is obtained.

【0003】例えば、光ファイバにおいて実現されてい
るグレーティングの場合、放射型グレーティングはコア
の屈折率変化の周期(以下、グレーティングピッチとい
うことがある)を数百μmにすることによって得られ、
反射型グレーティングは、グレーティングピッチを1μ
m程度とすることによって得られている。
For example, in the case of a grating realized in an optical fiber, a radiation type grating is obtained by setting the cycle of the change in the refractive index of the core (hereinafter sometimes referred to as the grating pitch) to several hundred μm,
The reflection type grating has a grating pitch of 1μ
It is obtained by setting it to about m.

【0004】放射モード結合型グレーティングにあって
は、例えば図3に示すような波長−透過損失特性(透過
スペクトル)が得られ、特定の波長帯の光の透過損失が
選択的に大きくなっている。この透過損失が増加してい
る波長帯の幅を阻止帯域幅、その中心の波長を阻止帯域
の中心波長、透過損失の変化の大きさを阻止率という。
これらのグレーティング特性は、グレーティングの各パ
ラメータ、すなわちコア屈折率の変化量、グレーティン
グピッチ、グレーティング形状(コア屈折率変化のプロ
ファイル)、光ファイバ長さ方向におけるグレーティン
グ長などによって変化する。下記表1はグレーティング
における各パラメータがグレーティング特性に及ぼす影
響を表にまとめたものである。表中、×は影響なし、○
は影響あり、△は影響が小さいことをそれぞれ示してい
る。また↑(↓)はパラメータの値が増大すると、それ
に応じてグレーティング特性の値が増大(減少)するこ
とを示している。
In the radiation mode coupling type grating, for example, a wavelength-transmission loss characteristic (transmission spectrum) as shown in FIG. 3 is obtained, and the transmission loss of light in a specific wavelength band is selectively increased. . The width of the wavelength band in which the transmission loss increases is called the stop band width, the center wavelength is called the center wavelength of the stop band, and the magnitude of change in the transmission loss is called the stop ratio.
These grating characteristics change depending on each parameter of the grating, that is, the variation amount of the core refractive index, the grating pitch, the grating shape (profile of core refractive index change), the grating length in the optical fiber length direction, and the like. Table 1 below shows the effect of each parameter in the grating on the grating characteristics. In the table, × has no effect, ○
Indicates that there is an influence, and Δ indicates that the influence is small. Further, ↑ (↓) indicates that as the parameter value increases, the value of the grating characteristic increases (decreases) accordingly.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】ところで、光導波路にコア屈折率の周期的
変化を生じさせてグレーティングを作製する方法として
は、ゲルマニウムが添加された石英ガラスに強い紫外光
を照射すると、その照射量に応じて屈折率が上昇する現
象を利用する方法が知られている。例えば、コアに酸化
ゲルマニウムが添加された石英系光ファイバを、水素加
圧容器中(100atm)で水素添加処理した後、これ
に、ホトマスクを用いて光ファイバ長さ方向に一定周期
で紫外光を照射する方法や、光ファイバ長さ方向に等間
隔で紫外光を照射する方法が知られている。
By the way, as a method for producing a grating by causing a periodical change of the core refractive index in an optical waveguide, quartz glass containing germanium is irradiated with strong ultraviolet light, and the refractive index is changed according to the irradiation amount. There is known a method of utilizing the phenomenon that the power rises. For example, a silica-based optical fiber to which germanium oxide has been added to the core is subjected to hydrogenation treatment in a hydrogen pressure vessel (100 atm), and then ultraviolet light is periodically applied to this along a length of the optical fiber using a photomask. A method of irradiating and a method of irradiating with ultraviolet light at equal intervals in the length direction of the optical fiber are known.

【0007】図4は従来の光ファイバグレーティングの
製造装置の一例を示したものである。図中符号11はエ
キシマレーザ装置であり、波長248nmの紫外光を発
生することができるものである。図中符号12は光学系
であり、レーザ装置11から出射された紫外光をスポッ
ト幅数mm〜数十mmの所定の大きさに拡大するように
構成されている。図中符号13は金属製のマスクであ
り、数十から数百μmの一定間隔のスリットが切ってあ
る。図中符号14は固定台であり、被覆層4が一部除去
された光ファイバ1がこれに固定されている。レーザ装
置11から出射された紫外光は、光学系12を介し、マ
スク13を通して光ファイバ1の被覆層4が除去された
部分に照射されるようになっている。
FIG. 4 shows an example of a conventional optical fiber grating manufacturing apparatus. Reference numeral 11 in the figure denotes an excimer laser device, which can generate ultraviolet light having a wavelength of 248 nm. Reference numeral 12 in the figure is an optical system, which is configured to expand the ultraviolet light emitted from the laser device 11 to a predetermined size with a spot width of several mm to several tens of mm. In the figure, reference numeral 13 is a metal mask, which has slits at regular intervals of several tens to several hundreds μm. In the figure, reference numeral 14 is a fixed base, to which the optical fiber 1 from which the coating layer 4 is partially removed is fixed. The ultraviolet light emitted from the laser device 11 is radiated to the portion of the optical fiber 1 from which the coating layer 4 has been removed through the mask 13 via the optical system 12.

【0008】このような構成の装置を用いて光ファイバ
グレーティングを製造するには、レーザ装置11から紫
外光を出射させ、マスク13を通して光ファイバ1に照
射すればよい。これにより、光ファイバ1の紫外光が照
射された部分のみコアの屈折率が上昇するので、コア屈
折率が周期的に変化しているグレーティング部5が形成
される。しかしながらこの方法では、レーザ光強度の空
間分布が均一ではないため、すなわちレーザ光のスポッ
ト内におけるレーザ光強度が不均一であるため、マスク
13に対して均一に紫外光を照射することができなかっ
た。そのため、グレーティング部5の各部におけるコア
屈折率変化量が均一にならず、光ファイバグレーティン
グの透過スペクトルがブロードになったり、非対称にな
ったりと、グレーティング特性が悪くなる原因となって
いた。
In order to manufacture an optical fiber grating using the apparatus having such a structure, it is sufficient to emit ultraviolet light from the laser device 11 and irradiate the optical fiber 1 through the mask 13. As a result, the refractive index of the core increases only in the portion of the optical fiber 1 irradiated with the ultraviolet light, so that the grating portion 5 in which the core refractive index changes periodically is formed. However, in this method, since the spatial distribution of the laser light intensity is not uniform, that is, the laser light intensity in the spot of the laser light is non-uniform, the mask 13 cannot be uniformly irradiated with the ultraviolet light. It was Therefore, the amount of change in the core refractive index in each part of the grating part 5 is not uniform, and the transmission spectrum of the optical fiber grating is broad or asymmetrical, which causes deterioration of the grating characteristics.

【0009】図5は従来の光ファイバグレーティングの
製造装置の他の例を示したものである。図4と同一の構
成要素には同一の符号を付してその説明を簡略化する。
図中符号22は光学系であり、レーザ装置11から出射
された紫外光をスポット幅数十μm〜数百μmの所定の
大きさに集光するように構成されている。図中符号24
は移動ステージであり、被覆層4が一部除去された光フ
ァイバ1がこれに固定されている。移動ステージ24
は、光ファイバ長さ方向に所定の距離だけ微動できるよ
うに制御されている。レーザ装置11から出射された紫
外光は、光学系12を介して光ファイバ1の被覆層4が
除去された部分に照射されるようになっている。
FIG. 5 shows another example of a conventional optical fiber grating manufacturing apparatus. The same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals to simplify the description.
Reference numeral 22 in the drawing is an optical system, which is configured to collect the ultraviolet light emitted from the laser device 11 into a predetermined size with a spot width of several tens μm to several hundreds μm. Reference numeral 24 in the figure
Is a moving stage, to which the optical fiber 1 from which the coating layer 4 is partially removed is fixed. Moving stage 24
Are controlled so that they can be finely moved by a predetermined distance in the length direction of the optical fiber. The ultraviolet light emitted from the laser device 11 is radiated through the optical system 12 to the portion of the optical fiber 1 where the coating layer 4 has been removed.

【0010】このような構成の装置を用いて光ファイバ
グレーティングを製造するには、まずレーザ装置11か
ら紫外光を出射させ、光ファイバ1に照射する。一定時
間照射した後、移動ステージ24を微動させて光ファイ
バ1をその長さ方向に所定の距離だけ移動させた後、再
び一定時間紫外光を光ファイバ1に照射する。この紫外
光の照射および光ファイバ1の移動を繰り返し、光ファ
イバ1の移動距離の合計が所定の距離に達したところで
作業を終了する。このようにすれば、光ファイバ4の紫
外光が照射された部分のみコアの屈折率が変化するの
で、グレーティング部5が形成される。
In order to manufacture an optical fiber grating using the apparatus having such a configuration, first, the laser device 11 emits ultraviolet light and irradiates the optical fiber 1. After irradiation for a fixed time, the moving stage 24 is finely moved to move the optical fiber 1 in the length direction by a predetermined distance, and then the optical fiber 1 is irradiated again with ultraviolet light for a fixed time. The irradiation of ultraviolet light and the movement of the optical fiber 1 are repeated, and the work is terminated when the total moving distance of the optical fiber 1 reaches a predetermined distance. By doing so, the refractive index of the core changes only in the portion of the optical fiber 4 irradiated with the ultraviolet light, so that the grating portion 5 is formed.

【0011】この方法によれば、同一の照射条件で再現
性良く紫外光照射を繰り返すことによって、グレーティ
ング部5におけるコア屈折率変化量を均一にすることが
可能である。しかしながら、レーザ光のスポットの大き
さと光ファイバ1の移動ピッチによってグレーティング
ピッチが決まるので、グレーティングピッチを変更しよ
うとする場合には、レーザ光のスポットサイズおよび光
ファイバ1の移動ピッチを変更しなければならない。レ
ーザ光のスポットサイズを制御する方法としては、スリ
ットを用いる方法、レンズを用いる方法、これらを組み
合わせる方法などがあるが、いずれの方法によってもス
ポットサイズを細密に制御することは難しい。したがっ
て、グレーティング特性を変更する場合には、レーザ光
の照射条件の割り出しという煩雑な作業が必要であり、
設計変更が容易でないという欠点があった。
According to this method, it is possible to make the amount of change in the core refractive index in the grating portion 5 uniform by repeating the irradiation of ultraviolet light under the same irradiation condition with good reproducibility. However, since the grating pitch is determined by the size of the spot of the laser light and the movement pitch of the optical fiber 1, if the grating pitch is to be changed, the spot size of the laser light and the movement pitch of the optical fiber 1 must be changed. I won't. As a method of controlling the spot size of laser light, there are a method of using a slit, a method of using a lens, a method of combining these, and the like, but it is difficult to finely control the spot size by any method. Therefore, when changing the grating characteristics, it is necessary to perform the complicated work of determining the irradiation conditions of the laser light,
There was a drawback that design changes were not easy.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、放射モード結合型光導波路グレーティング
を製造する際に、グレーティング部の各部におけるコア
屈折率変化量を均一にすることができるとともに、設計
変更も容易にできるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to make it possible to make uniform the amount of change in the core refractive index in each part of the grating part when manufacturing a radiation mode coupling type optical waveguide grating, and to design the same. The purpose is to make changes easily.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1に係る発明は、放射モード結合型光導波路グ
レーティングを製造する方法であって、コアが紫外光照
射によって屈折率が変化する材料からなる光導波路に、
所定の間隔で光を透過させるスリットが形成されたマス
クを介して紫外光を照射するとともに、該紫外光の照射
位置をコアに沿って移動させる工程を有することを特徴
とする光導波路グレーティングの製造方法である。また
請求項2に係る発明は、実質的に光源から出射される紫
外光の全部を、マスクおよび光導波路に対する照射に用
いることを特徴とする請求項1記載の光導波路グレーテ
ィングの製造方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a method of manufacturing a radiation mode coupling type optical waveguide grating, wherein the core has a refractive index changed by irradiation with ultraviolet light. In the optical waveguide made of material,
Manufacture of an optical waveguide grating characterized by having a step of irradiating ultraviolet light through a mask formed with slits that transmit light at predetermined intervals and moving the irradiation position of the ultraviolet light along the core. Is the way. The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an optical waveguide grating according to claim 1, wherein substantially all of the ultraviolet light emitted from the light source is used for irradiation of the mask and the optical waveguide.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の光導波路グレーティングの製造方法の
一実施例を示す説明図であり、図2は本発明の方法によ
り形成されたグレーティング部のコア屈折率プロファイ
ルの例を示すグラフである。ここでは光導波路の例とし
て光ファイバを用い、放射モード結合型光ファイバグレ
ーティングを製造する例を挙げて説明する。図中符号1
は光ファイバ、2は紫外光、3はマスクをそれぞれ示し
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a method for manufacturing an optical waveguide grating of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an example of a core refractive index profile of a grating portion formed by the method of the present invention. Here, an example in which an optical fiber is used as an example of the optical waveguide and a radiation mode coupling type optical fiber grating is manufactured will be described. Reference numeral 1 in the figure
Is an optical fiber, 2 is ultraviolet light, and 3 is a mask.

【0015】本発明で用いられる光ファイバ1は、コア
と、コアよりも低屈折率のクラッドとからなるものであ
る。光ファイバ1のコアは、紫外線が照射されたとき
に、その紫外線強度および照射時間に応じて屈折率が変
化する材料で構成され、好ましくは、少なくとも酸化ゲ
ルマニウムが添加された石英ガラスからなっている。光
ファイバ1のコアには酸化ゲルマニウム以外にアルミニ
ウム、エルビニウム、チタン等が適宜添加されていても
よい。光ファイバ1のクラッドは石英系ガラスからな
り、例えば純石英ガラス、あるいはフッ素添加石英ガラ
ス等が好ましく用いられる。光ファイバ1のコアおよび
クラッドは所定の比屈折率差および屈折率プロファイル
を有するように、周知の各種手法を用いて製造される。
一般に光ファイバグレーティングに用いられる光ファイ
バ1の場合、コアには酸化ゲルマニウムが3〜40%程
度添加されており、コア−クラッド比屈折率差は0.3
〜6%程度に設定されている。光ファイバ1としては、
例えば光ファイバ心線等の被覆層を必要に応じて除去し
たものでもよく、あるいは線引により製造された光ファ
イバであって被覆層が形成される前段階のものを用いて
もよい。
The optical fiber 1 used in the present invention comprises a core and a clad having a refractive index lower than that of the core. The core of the optical fiber 1 is made of a material whose refractive index changes depending on the intensity of the ultraviolet ray and the irradiation time when the ultraviolet ray is irradiated, and is preferably made of quartz glass to which at least germanium oxide is added. . In addition to germanium oxide, aluminum, erbium, titanium or the like may be appropriately added to the core of the optical fiber 1. The clad of the optical fiber 1 is made of silica glass, and for example, pure silica glass or fluorine-doped silica glass is preferably used. The core and the clad of the optical fiber 1 are manufactured by various known methods so as to have a predetermined relative refractive index difference and refractive index profile.
In the case of the optical fiber 1 generally used for the optical fiber grating, germanium oxide is added to the core in an amount of about 3 to 40%, and the core-cladding relative refractive index difference is 0.3.
It is set to about 6%. As the optical fiber 1,
For example, a coating layer such as an optical fiber core wire may be removed as necessary, or an optical fiber manufactured by drawing and before the coating layer is formed may be used.

【0016】本発明で用いられるマスク3は、紫外光2
を透過せず、かつ紫外光2によって損傷を受け難い材質
からなり、例えばステンレス等の金属が好適に用いられ
る。マスク3には、一定幅の複数のスリット3aが一定
間隔で平行に形成されている。マスク3におけるスリッ
ト3aの幅および隣り合うスリット3a間の間隔は、こ
れによってグレーティングピッチが変化するので、得よ
うとするグレーティング特性に応じて適宜設定される。
またマスク3のスリット3aが形成されている部分のス
リット3a幅方向の長さLは、これによってグレーティ
ング長が変化するので得ようとするグレーティング特性
に応じて適宜設定される。本発明では放射モード結合型
としての特性を得るために、グレーティングピッチは数
十〜数百μm程度の範囲内で好ましく設定される。また
グレーティング長は5〜20mm程度に好ましく設定さ
れる。また本実施例では、スリット3aが形成されてい
る部分のスリット3a幅方向の両端部に、スリットが形
成されておらず紫外光2を完全に遮断する光遮断部3b
が好ましく設けられている。紫外光2の照射によるコア
屈折率の変化量を光ファイバ1長さ方向に均一にしたい
場合には、このように、マスク3の光ファイバ1長さ方
向両端に、紫外光2のスポット径より大きい光遮蔽部3
bを設けるのが好ましいが、これを設けない構成とする
こともできる。
The mask 3 used in the present invention is an ultraviolet light 2
Made of a material that does not pass through and is not easily damaged by the ultraviolet light 2, and a metal such as stainless steel is preferably used. A plurality of slits 3a having a constant width are formed in parallel on the mask 3 at regular intervals. The width of the slits 3a in the mask 3 and the interval between the adjacent slits 3a change the grating pitch, and are accordingly set according to the grating characteristics to be obtained.
Further, the length L in the width direction of the slit 3a of the portion of the mask 3 where the slit 3a is formed is appropriately set according to the grating characteristic to be obtained because the grating length changes accordingly. In the present invention, the grating pitch is preferably set within the range of several tens to several hundreds of μm in order to obtain the characteristics of the radiation mode coupling type. The grating length is preferably set to about 5 to 20 mm. Further, in this embodiment, the slits 3a are not formed at both ends of the slit 3a in the width direction of the portion where the slits 3a are formed, and the light blocking portion 3b that completely blocks the ultraviolet light 2 is provided.
Are preferably provided. When it is desired to make the change amount of the core refractive index due to the irradiation of the ultraviolet light 2 uniform in the length direction of the optical fiber 1, the spot diameter of the ultraviolet light 2 at both ends of the mask 3 in the length direction of the optical fiber 1 is Large light shield 3
It is preferable to provide b, but it is also possible to adopt a configuration without this.

【0017】本発明で用いられる紫外光2の波長は20
0〜300nm程度が好ましく、光源としては、例えば
KrFレーザ(248nm)が好適に用いられる。本発
明においては、紫外光2の光強度の空間分布(スポット
内における紫外光強度分布)は均一である必要はなく、
不均一でよい。したがって、光源から出射される紫外光
の一部を光学系を用いて拡大したりする必要はなく、光
源から出射される光の実質的に全部を、光学系を用いて
拡大または集光するなどして、所定の大きさのスポット
径に調整して照射することが好ましい。ここで、実質的
に光源から出射される紫外光の全部を照射するとは、装
置の構成上避けられない光の減衰以外に出射された紫外
光を意図的に減衰させることなくマスク3に向けて照射
することをいう。またマスク3および光ファイバ1に対
して照射される紫外光のスポット径は、大きすぎるとエ
ネルギー密度が小さくなって照射時間を長くする必要が
生じ、小さすぎると紫外光強度分布が集中してスポット
位置の変動による影響が大きくなるので、好ましくは2
〜20mm程度、更に好ましくは2×20mm程度に設
定される。
The wavelength of the ultraviolet light 2 used in the present invention is 20.
It is preferably about 0 to 300 nm, and as the light source, for example, a KrF laser (248 nm) is preferably used. In the present invention, the spatial distribution of the light intensity of the ultraviolet light 2 (the ultraviolet light intensity distribution within the spot) does not need to be uniform,
It can be uneven. Therefore, it is not necessary to use the optical system to magnify a part of the ultraviolet light emitted from the light source, and use the optical system to magnify or collect substantially all of the light emitted from the light source. Then, it is preferable to adjust the spot diameter to a predetermined size before irradiation. Here, irradiating substantially all of the ultraviolet light emitted from the light source means that the emitted ultraviolet light is directed toward the mask 3 without intentionally attenuating the emitted ultraviolet light in addition to the attenuation of the light which cannot be avoided due to the configuration of the device. It means irradiating. If the spot diameter of the ultraviolet light with which the mask 3 and the optical fiber 1 are irradiated is too large, the energy density becomes small and it is necessary to lengthen the irradiation time. Since the influence of the position change becomes large, it is preferably 2
It is set to about 20 mm, more preferably about 2 × 20 mm.

【0018】本発明の製造方法により光ファイバグレー
ティングを製造するには、まず光ファイバ1を用意し、
好ましくは、紫外光2の照射に先立って水素添加処理を
行う。この水素添加処理は、紫外光照射によるゲルマニ
ウム添加石英ガラス(コア)の屈折率変化を十分に得る
ために行われ、例えば光ファイバ1を、100atm、
50℃程度に調整された水素加圧容器中に60時間程度
保持することによって達成される。次いで、光ファイバ
1をマスク3の直下に設置する。このとき、光ファイバ
1の長さ方向とマスク3のスリット3aの幅方向とが正
確に平行になるように設置する。また光ファイバ1とマ
スク3との距離は0〜1mm程度に好ましく設定され
る。
In order to manufacture an optical fiber grating by the manufacturing method of the present invention, first, the optical fiber 1 is prepared,
Preferably, the hydrogenation treatment is performed before the irradiation with the ultraviolet light 2. This hydrogenation treatment is performed in order to obtain a sufficient change in the refractive index of the germanium-doped silica glass (core) due to the irradiation of ultraviolet light.
It is achieved by holding in a hydrogen pressure container adjusted to about 50 ° C. for about 60 hours. Then, the optical fiber 1 is installed directly below the mask 3. At this time, it is installed so that the length direction of the optical fiber 1 and the width direction of the slit 3a of the mask 3 are exactly parallel to each other. The distance between the optical fiber 1 and the mask 3 is preferably set to about 0 to 1 mm.

【0019】次にマスク3の上方から、紫外光2をマス
ク3および光ファイバ1に対して照射するとともに、紫
外光2の照射位置を光ファイバ1長さ方向に適宜の駆動
手段を用いて移動させる。このように照射位置を移動さ
せるには、マスク3および光ファイバ1と紫外光2とを
相対的に移動させればよく、マスク3および光ファイバ
1を固定して紫外光2を光ファイバ1長さ方向に移動さ
せてもよく、紫外光2を固定してマスク3および光ファ
イバ1を光ファイバ1長さ方向に移動させてもよく、あ
るいはこれらを同時に行ってもよい。また紫外光2を照
射している間は光ファイバ1とマスク3とが相対的に移
動しないようにすることが必要である。
Next, the ultraviolet light 2 is irradiated onto the mask 3 and the optical fiber 1 from above the mask 3, and the irradiation position of the ultraviolet light 2 is moved in the length direction of the optical fiber 1 by using an appropriate driving means. Let In order to move the irradiation position in this way, the mask 3 and the optical fiber 1 and the ultraviolet light 2 may be moved relatively to each other. The ultraviolet light 2 may be fixed and the mask 3 and the optical fiber 1 may be moved in the longitudinal direction of the optical fiber 1, or they may be performed simultaneously. Further, it is necessary to prevent the optical fiber 1 and the mask 3 from moving relatively while irradiating the ultraviolet light 2.

【0020】ここで、光ファイバ1におけるコア屈折率
の変化量は、照射された紫外光の強度および照射時間に
よって変化するので、照射位置の移動速度を適宜調整す
ることによって、コア屈折率の変化量およびコア屈折率
変化のプロファイル(グレーティング形状)を制御する
ことができる。例えば照射される紫外光2の強度が空間
的に不均一であっても、照射位置をマスク3の一端から
他端までコアに沿って一定速度で移動させることによっ
て、図2に示すようにグレーティング部の各部における
コア屈折率変化量が均一な光ファイバグレーティングが
得られる。また、紫外光2の照射位置の移動速度は任意
に変更可能であり、移動速度を光ファイバ1長さ方向で
適宜変化させることによって、任意の形状のコア屈折率
変化のプロファイル(グレーティング形状)を得ること
も可能である。
Here, since the amount of change in the core refractive index in the optical fiber 1 changes depending on the intensity and the irradiation time of the irradiated ultraviolet light, the core refractive index changes by appropriately adjusting the moving speed of the irradiation position. The amount and profile of the core refractive index change (grating shape) can be controlled. For example, even if the intensity of the irradiated ultraviolet light 2 is spatially non-uniform, by moving the irradiation position from one end of the mask 3 to the other end along the core at a constant speed, as shown in FIG. It is possible to obtain an optical fiber grating in which the core refractive index change amount is uniform in each part of the part. Further, the moving speed of the irradiation position of the ultraviolet light 2 can be arbitrarily changed, and by appropriately changing the moving speed in the length direction of the optical fiber 1, a profile (grating shape) of the core refractive index change of an arbitrary shape can be obtained. It is also possible to obtain.

【0021】本発明の製造方法によれば、紫外光2のス
ポット内における紫外光強度分布が不均一であっても、
コア屈折率変化量が光ファイバ1長さ方向に均一なグレ
ーティング形状を得ることができるほか、照射位置の移
動速度を制御することによってグレーティング形状を任
意の形状に制御することも可能である。またマスク3を
介して光ファイバ1に紫外光を照射することによってグ
レーティング部を形成する方法であるので設計変更が容
易であり、製造効率もよい。さらに、実質的に光源から
出射される紫外光の全部をマスク3および光ファイバ1
への照射に用いることができるので、エネルギー効率が
非常に良く、グレーティング作製に要する時間の短縮を
達成することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, even if the ultraviolet light intensity distribution in the spot of the ultraviolet light 2 is not uniform,
It is possible to obtain a grating shape in which the amount of change in core refractive index is uniform in the length direction of the optical fiber 1, and it is also possible to control the grating shape to an arbitrary shape by controlling the moving speed of the irradiation position. Further, since the grating portion is formed by irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light through the mask 3, the design can be easily changed and the manufacturing efficiency is also high. Further, substantially all of the ultraviolet light emitted from the light source is masked by the mask 3 and the optical fiber 1.
Since it can be used for irradiating a laser beam, the energy efficiency is very good and the time required for producing the grating can be shortened.

【0022】このようにして得られた放射モード結合型
の光ファイバグレーティングは、例えば光通信分野に利
用され、特にエルビウム添加光ファイバアンプを用いた
光通信システム中で、エルビウム添加光ファイバからの
自然放出光の抑制や、エルビウム添加光ファイバアンプ
の利得の波長依存性低減などに好適に用いられる。
The radiation mode coupling type optical fiber grating thus obtained is used in, for example, the field of optical communication, and particularly in an optical communication system using an erbium-doped optical fiber amplifier, a natural light from the erbium-doped optical fiber is used. It is preferably used for suppressing emitted light and reducing the wavelength dependence of the gain of an erbium-doped optical fiber amplifier.

【0023】尚、上記では光導波路として光ファイバを
用いて放射モード結合型光導波路グレーティングを構成
した例を挙げて説明したが、光導波路として平面型光導
波路を用いる場合でも、同様の製造方法を用いることが
できる。
In the above description, an example in which a radiation mode coupling type optical waveguide grating is constructed by using an optical fiber as the optical waveguide has been described, but the same manufacturing method can be applied even when a planar optical waveguide is used as the optical waveguide. Can be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光導波路グ
レーティングの製造方法は、放射モード結合型光導波路
グレーティングを製造する方法であって、コアが紫外光
照射によって屈折率が変化する材料からなる光導波路
に、所定の間隔で光を透過させるスリットが形成された
マスクを介して紫外光を照射するとともに、該紫外光の
照射位置をコアに沿って移動させる工程を有することを
特徴とするものである。したがって、照射される紫外光
強度が空間的に不均一であっても、コア屈折率変化量が
光ファイバ長さ方向に均一なグレーティング形状を得る
ことができる。また、照射位置の移動速度を制御するこ
とによってグレーティング形状を任意の形状に制御する
ことも可能である。さらにマスクの形状を変えれば、グ
レーティングピッチやグレーティング長を変更できるの
で、設計変更が容易である。
As described above, the method for manufacturing an optical waveguide grating of the present invention is a method for manufacturing a radiation mode coupling type optical waveguide grating, and the core is made of a material whose refractive index changes by irradiation with ultraviolet light. The optical waveguide has a step of irradiating ultraviolet light through a mask in which slits for transmitting light at predetermined intervals are formed, and moving the irradiation position of the ultraviolet light along the core. Is. Therefore, even if the intensity of the irradiated ultraviolet light is spatially non-uniform, it is possible to obtain a grating shape in which the core refractive index change amount is uniform in the optical fiber length direction. It is also possible to control the grating shape to an arbitrary shape by controlling the moving speed of the irradiation position. Further, by changing the shape of the mask, the grating pitch and the grating length can be changed, so that the design can be easily changed.

【0025】また本発明においては照射される紫外光強
度が空間的に不均一であってもよいので、実質的に光源
から出射される紫外光の全部を、マスクおよび光導波路
に対する照射に用いることができる。そして、このよう
にすることによってエネルギー効率を非常に高くするこ
とができ、グレーティング作製に要する時間の短縮を達
成することができる。
Further, in the present invention, since the intensity of the ultraviolet light to be irradiated may be spatially non-uniform, substantially all of the ultraviolet light emitted from the light source should be used for irradiation of the mask and the optical waveguide. You can By doing so, the energy efficiency can be made extremely high, and the time required for producing the grating can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の光導波路グレーティングの製造方法
の一実施例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a method for manufacturing an optical waveguide grating of the present invention.

【図2】 本発明の製造方法により得られた光導波路グ
レーティングにおけるコア屈折率プロファイルの例を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an example of a core refractive index profile in an optical waveguide grating obtained by the manufacturing method of the present invention.

【図3】 放射モード結合型光導波路グレーティングの
特性の例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of characteristics of a radiation mode coupling type optical waveguide grating.

【図4】 従来の光ファイバグレーティングの製造装置
の一例を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional optical fiber grating manufacturing apparatus.

【図5】 従来の光ファイバグレーティングの製造装置
の他の例を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of a conventional optical fiber grating manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ファイバ、2…紫外光、3…マスク、3a…スリ
ット。
1 ... Optical fiber, 2 ... Ultraviolet light, 3 ... Mask, 3a ... Slit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥出 聡 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 須藤 正明 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 酒井 哲弥 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 和田 朗 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Okude 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Ltd. Sakura Factory (72) Masaaki Sudo 1440, Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Sakura Plant Ltd. (72) Inventor Tetsuya Sakai 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Co., Ltd.Sakura Factory (72) Inventor Akira Wada 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Sakura Co., Ltd. (72) Inventor Ryozo Yamauchi Chiba Fujikura Co., Ltd. Sakura Factory, 1440 Rokuzaki, Sakura City, Japan

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射モード結合型光導波路グレーティン
グを製造する方法であって、コアが紫外光照射によって
屈折率が変化する材料からなる光導波路に、所定の間隔
で光を透過させるスリットが形成されたマスクを介して
紫外光を照射するとともに、該紫外光の照射位置をコア
に沿って移動させる工程を有することを特徴とする光導
波路グレーティングの製造方法。
1. A method of manufacturing a radiation mode coupling type optical waveguide grating, wherein an optical waveguide whose core is made of a material whose refractive index changes by irradiation with ultraviolet light is provided with slits for transmitting light at predetermined intervals. And a step of moving the irradiation position of the ultraviolet light along the core while irradiating the ultraviolet light through the mask.
【請求項2】 実質的に光源から出射される紫外光の全
部を、マスクおよび光導波路に対する照射に用いること
を特徴とする請求項1記載の光導波路グレーティングの
製造方法。
2. The method of manufacturing an optical waveguide grating according to claim 1, wherein substantially all of the ultraviolet light emitted from the light source is used for irradiation of the mask and the optical waveguide.
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