JPH09325229A - Optical waveguide grating and manufacture thereof - Google Patents

Optical waveguide grating and manufacture thereof

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JPH09325229A
JPH09325229A JP8139260A JP13926096A JPH09325229A JP H09325229 A JPH09325229 A JP H09325229A JP 8139260 A JP8139260 A JP 8139260A JP 13926096 A JP13926096 A JP 13926096A JP H09325229 A JPH09325229 A JP H09325229A
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optical fiber
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optical waveguide
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研介 島
Michihiro Nakai
道弘 中居
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
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To narrow a blocking band width without lengthening the length of a grating by forming a radiation mode coupling type grating in an optical waveguide whose difference of average specific refractive index of a core is larger than that of an optical waveguide for communication. SOLUTION: In a radiation mode coupling type grating using an optical fiber 1, the optical fiber 1 is composed of a core 1a and a clad 1b having a refractive index lower than the core 1a and a grating part 2 whose refractive index is periodically changed in the direction of length of the optical fiber 1 is formed in a part of the core 1a. The optical fiber used here is formed so that the difference of the average specific refractive index is larger than that of an optical fiber for communication. The optical fiber 1 having preferably a single mode type transfer characteristic in the operating wavelength area is used. The reason why is that a single mode optical fiber is mostly available in an optical communication system and a connection loss to an existing system remains small.

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】本発明は放射モード結合型光
導波路グレーティングに係り、グレーティング長を長大
化することなく、阻止帯域幅の狭小化を達成できるよう
にした光導波路グレーティングに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation mode coupling type optical waveguide grating, and more particularly to an optical waveguide grating capable of achieving a narrow stop band width without increasing the grating length.

【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
の光を光ファイバの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 the grating, and the radiation mode coupling type grating couples the mode propagating in the core and the mode propagating in the clad to each other, so that light of a specific wavelength is emitted from the optical fiber. It is designed to obtain the characteristic of radiating to outside and attenuating. 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6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。
In the radiation mode coupling type grating, for example, a wavelength-transmission loss characteristic (transmission spectrum) as shown in FIG. 6 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.

【0005】そして、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、実効屈折率などによって
変化することが知られている。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。
And, these grating characteristics are
It is known that each parameter of the grating changes depending on the amount of change in core refractive index, grating pitch, grating shape (profile of core refractive index change), grating length in the optical fiber length direction, effective refractive index, and the like. Table 1 below shows the effect of each parameter in the grating on the grating characteristics. In the table, x has no effect,
○ indicates that there is an influence, and △ indicates that the influence is small. Further, ↑ (↓) indicates that as the parameter value increases, the value of the grating characteristic increases (decreases) accordingly.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】ところで、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
波長多重伝送を行う光通信システム中で、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
に用いることができる。そしてこの場合には、放射モー
ド結合型光ファイバグレーティングの阻止帯域幅が、伝
送に用いられる波長域と等しくなるように設計すること
が好ましい。例えば図7は一般的なエルビウム添加光フ
ァイバアンプの利得の波長依存性を示したものであり、
この光ファイバアンプは、波長Aと波長Bとの間で波長
多重伝送を行う光通信システムに用いられる。そしてこ
の光通信システムで用いられる光ファイバグレーティン
グは、阻止帯域幅が波長Aと波長Bとの間の波長域と一
致し、かつこの波長域での波長−透過損失特性が、同じ
波長域における利得の波長依存性(グラフにおけるカー
ブ)と同様のカーブを描くように設計することが好まし
く、このように設計することによりこの波長域における
利得を効率よく等化することができる。
The radiation mode coupling type optical fiber grating is used, for example, in the field of optical communication, and is suitable for reducing the wavelength dependence of the gain of an erbium-doped optical fiber amplifier, especially in an optical communication system for wavelength division multiplexing transmission. Can be used for. In this case, it is preferable to design the emission mode coupling type optical fiber grating so that the stop band width is equal to the wavelength band used for transmission. For example, FIG. 7 shows the wavelength dependence of the gain of a general erbium-doped optical fiber amplifier,
This optical fiber amplifier is used in an optical communication system that performs wavelength division multiplexing transmission between wavelength A and wavelength B. In the optical fiber grating used in this optical communication system, the stop band width matches the wavelength range between wavelength A and wavelength B, and the wavelength-transmission loss characteristics in this wavelength range are gains in the same wavelength range. It is preferable to design so as to draw a curve similar to the wavelength dependency of (curve in graph), and by designing in this way, the gain in this wavelength range can be efficiently equalized.

【0008】ところで、従来、放射モード結合型グレー
ティングにおける阻止帯域幅を制御する方法としては、
上記の表1に示されるようにグレーティング長を調整す
る方法しか知られていなかった。しかしながら、一般
に、波長多重伝送で用いられる波長域はエルビウム添加
光ファイバアンプの利得帯域によって決まり、それは図
7の波長Aと波長Bの間の波長域となる。その帯域幅は
15〜20nm程度であるが、これと一致するような比
較的狭い阻止帯域幅を有する放射モード結合型グレーテ
ィングを作製しようとすると、グレーティング長が長大
になってしまうという問題があった。例えば、従来は光
ファイバグレーティングを作製するのに、通信用の光フ
ァイバと同じ光ファイバが用いられており、このような
光ファイバで阻止帯域幅が15nm以下のものを作製す
る場合には、グレーティング長は少なくとも50mmは
必要であった。
By the way, heretofore, as a method of controlling the stop band width in the radiation mode coupling type grating,
Only the method of adjusting the grating length as shown in Table 1 above has been known. However, in general, the wavelength band used in the wavelength division multiplex transmission is determined by the gain band of the erbium-doped optical fiber amplifier, which is the wavelength band between wavelength A and wavelength B in FIG. The bandwidth is about 15 to 20 nm, but there is a problem that the grating length becomes large when an attempt is made to fabricate a radiation mode coupling type grating having a relatively narrow stop bandwidth that matches this bandwidth. . For example, conventionally, the same optical fiber as a communication optical fiber has been used to manufacture an optical fiber grating. When manufacturing such an optical fiber having a stop band width of 15 nm or less, the grating is used. A length of at least 50 mm was required.

【0009】光ファイバグレーティングのグレーティン
グ長が長大になると、光部品のコンパクト化の点で不利
であり、既存の中継器に収納できなくなる。また光ファ
イバグレーティングは、通常、グレーティング部の両側
を基板等に接着剤で固定した状態で使用されるが、グレ
ーティング長が長くなるとグレーティング部の共振周波
数の値が小さくなるため、振動試験において、あるいは
中継器の敷設中にグレーティング部が共振を起こし破損
する恐れが生じる。
If the grating length of the optical fiber grating becomes large, it is disadvantageous in terms of downsizing the optical parts, and it cannot be housed in an existing repeater. An optical fiber grating is usually used in a state where both sides of the grating part are fixed to a substrate with an adhesive.However, as the grating length becomes longer, the resonance frequency value of the grating part becomes smaller. When the repeater is installed, the grating section may resonate and be damaged.

【0010】[0010]

【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、光導波路グレーティングのグレーティング
長を長大化することなく、阻止帯域幅を狭くできるよう
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 narrow the stop band width without increasing the length of the grating of the optical waveguide grating.

【0011】[0011]

【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記載の発明は、通信用光導波路よりもコアの
平均比屈折率差が大きい光導波路に放射モード結合型グ
レーティングを形成してなることを特徴とする光導波路
グレーティングである。請求項2記載の発明は、前記光
導波路がグレーティングの動作波長域においてシングル
モード型の伝送特性を有す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である。請求項3記載の
発明は、予めグレーティング長とコアの平均比屈折率差
とグレーティングにおける阻止帯域幅との関係を求めて
おき、この関係に基づいて、得ようとするグレーティン
グ長条件および阻止帯域幅条件を同時に満たすコアの平
均比屈折率差を求め、このコアの平均比屈折率差を有す
る光導波路に放射モード結合型グレーティングを形成す
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。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 forms a radiation mode coupling type grating in an optical waveguide having a larger average relative refractive index difference of the core than that of the communication optical waveguide. It is an optical waveguide grating characterized by the following. The invention according to claim 2 is characterized in that the optical waveguide has a single mode type transmission characteristic in an operating wavelength range of the grating.
It is the described optical waveguide grating. In the invention according to claim 3, the relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core, and the stop band width in the grating is obtained in advance, and based on this relationship, the grating length condition and stop band width to be obtained are obtained. A method for producing an optical waveguide grating, characterized in that an average relative refractive index difference of cores that simultaneously satisfy the conditions is obtained, and a radiation mode coupling type grating is formed in an optical waveguide having the average relative refractive index difference of the cores.

【0012】[0012]

【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一実施例を
示した平面図である。ここでは光導波路の例として光フ
ァイバを用いた放射モード結合型光ファイバグレーティ
ング(以下、単に光ファイバグレーティングということ
もある)を例に挙げて説明する。図中符号1は光ファイ
バ、1aはコア、1bはクラッド、2はグレーティング
部、3は基板、4は接着剤、5は被覆層をそれぞれ示し
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the optical waveguide grating of the present invention. Here, a radiation mode coupling type optical fiber grating using an optical fiber (hereinafter, also simply referred to as an optical fiber grating) will be described as an example of the optical waveguide. In the figure, reference numeral 1 is an optical fiber, 1a is a core, 1b is a clad, 2 is a grating portion, 3 is a substrate, 4 is an adhesive, and 5 is a coating layer.

【0013】光ファイバ1は、コア1aと、コアよりも
低屈折率のクラッド1bとからなっており、コア1aの
一部に屈折率が光ファイバ1長さ方向に周期的に変化し
ているグレーティング部2が形成されている。本実施例
では、光ファイバ1として、光ファイバ心線の被覆層5
を一部除去したものが好ましく用いられている。また本
実施例では放射モード結合型としての特性を得るため
に、グレーティング部2における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てい
る。本実施例において、光ファイバ1のコア1aは、紫
外光が照射されたときに、その紫外光強度および照射時
間に応じて屈折率が変化する材料で構成されており、好
ましくは酸化ゲルマニウム添加石英ガラスからなってい
る。コア1aには、酸化ゲルマニウム以外にアルミニウ
ム、エルビウム、チタン等が適宜添加されていてもよ
い。また光ファイバ1のクラッド1bは好ましくは純石
英ガラス、またはフッ素添加石英ガラスからなってい
る。
The optical fiber 1 comprises a core 1a and a clad 1b having a refractive index lower than that of the core. The refractive index of a part of the core 1a is periodically changed in the length direction of the optical fiber 1. The grating portion 2 is formed. In this embodiment, as the optical fiber 1, the coating layer 5 of the optical fiber core wire is used.
Those obtained by partially removing are preferably used. Further, in this embodiment, in order to obtain the characteristics of the radiation mode coupling type, the grating pitch in the grating portion 2 is preferably set within a range of about several tens to several hundreds of μm. In the present embodiment, the core 1a of the optical fiber 1 is made of a material whose refractive index changes according to the intensity of the ultraviolet light and the irradiation time when the ultraviolet light is irradiated, and preferably germanium oxide-doped quartz. It is made of glass. In addition to germanium oxide, aluminum, erbium, titanium, etc. may be appropriately added to the core 1a. The clad 1b of the optical fiber 1 is preferably made of pure silica glass or fluorine-doped silica glass.

【0014】本発明において光ファイバグレーティング
作製用として用いられる光ファイバ1は、シングルモー
ド光ファイバでも、あるいはマルチモード光ファイバで
もよいが、好ましくはグレーティングの動作波長域にお
いてシングルモード型の伝送特性を有するものが用いら
れる。その理由としては、既存の光通信システム系では
シングルモード光ファイバが多用されていることから、
シングルモード光ファイバを用いた方が、既存のシステ
ムとの接続損が小さくて済み、また高次モードで生じる
透過損失のピークを考慮しないで済むことなどが挙げら
れる。
The optical fiber 1 used for producing the optical fiber grating in the present invention may be a single mode optical fiber or a multimode optical fiber, but preferably has a single mode type transmission characteristic in the operating wavelength range of the grating. Things are used. The reason is that single mode optical fiber is often used in the existing optical communication system,
The use of a single-mode optical fiber requires less connection loss with the existing system, and does not need to consider the peak of transmission loss that occurs in higher-order modes.

【0015】また本発明において用いられる光ファイバ
1は、コア1aの平均比屈折率差が通信用光ファイバよ
りも大きくなるように形成されている。ここで、本発明
におけるコアの平均比屈折率差とは、コア−クラッド比
屈折率差を断面方向に平均化した値をいい、下記数式
(I)で定義される。
The optical fiber 1 used in the present invention is formed so that the average relative refractive index difference of the core 1a is larger than that of the communication optical fiber. Here, the average relative refractive index difference of the core in the present invention means a value obtained by averaging the core-clad relative refractive index difference in the cross-sectional direction, and is defined by the following mathematical formula (I).

【数1】 ここで、Scoreはコアの断面積を表し、δは比屈折率差
の分布を表す関数である。上記数式(I)はの分子は、
この関数δをdS(コア断面の面積素片)でコアの内部
のみ積分したものである。ここで、光ファイバ内のある
点の光ファイバ中心からの距離をrとすると、δはrの
関数であり、δ=δ(r)はコアの中心から半径rの点
における比屈折率差の大きさを示す。そしてδが円筒対
称である場合は、コア径をRとすれば、コアの平均比屈
折率差は下記数式(II)で表される。
[Equation 1] Here, Score represents the cross-sectional area of the core, and δ is a function representing the distribution of the relative refractive index difference. The numerator of the above formula (I) is
This function δ is obtained by integrating only the inside of the core by dS (area fragment of the core cross section). Here, when the distance from a center of the optical fiber to a certain point in the optical fiber is r, δ is a function of r, and δ = δ (r) is a relative refractive index difference at a point of radius r from the center of the core. Indicates the size. When δ is cylindrically symmetric, the average relative refractive index difference of the core is represented by the following mathematical formula (II), where R is the core diameter.

【数2】 [Equation 2]

【0016】具体的には、本発明において光ファイバ1
として、1.3μm零分散光ファイバ、カットオフシフ
ト光ファイバ、または分散シフト光ファイバを好ましく
用いることができるが、1.3μm零分散光ファイバを
用いる場合は、通信用の1.3μm零分散光ファイバの
コアの平均比屈折率差が通常0.35%程度であるのに
対して、本発明で用いられる1.3μm零分散光ファイ
バは、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成され
ている。カットオフシフト光ファイバを用いる場合は、
通信用のカットオフシフト光ファイバのコアの平均比屈
折率差が通常0.4〜0.45%程度であるのに対し
て、本発明で用いられるカットオフシフト光ファイバ
は、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成されて
いる。また分散シフト光ファイバを用いる場合は、通信
用の分散シフト光ファイバのコアの平均比屈折率差が通
常0.4%程度であるのに対して、本発明で用いられる
分散シフト光ファイバは、コアの平均比屈折率差がこれ
より大きく形成されている。
Specifically, in the present invention, the optical fiber 1
A 1.3 μm zero-dispersion optical fiber, a cutoff shift optical fiber, or a dispersion-shifted optical fiber can be preferably used as the optical fiber. However, when the 1.3 μm zero-dispersion optical fiber is used, 1.3 μm zero-dispersion optical fiber for communication is used. While the average relative refractive index difference of the core of the fiber is usually about 0.35%, the 1.3 μm zero-dispersion optical fiber used in the present invention is formed such that the average relative refractive index difference of the core is larger than this. ing. When using a cutoff shift optical fiber,
While the average relative refractive index difference of the core of the cutoff shift optical fiber for communication is usually about 0.4 to 0.45%, the average ratio of the core of the cutoff shift optical fiber used in the present invention is The refractive index difference is formed larger than this. When using a dispersion-shifted optical fiber, the average relative refractive index difference of the core of the dispersion-shifted optical fiber for communication is usually about 0.4%, while the dispersion-shifted optical fiber used in the present invention is The average relative refractive index difference of the core is formed larger than this.

【0017】本発明で用いられる光ファイバ1と通信用
のものとのコアの平均比屈折率差の差は、後述するよう
に、これによって光ファイバグレーティングにおける阻
止帯域幅が変化するので、得ようとする光ファイバグレ
ーティングにおけるグレーティング部2の長さ(グレー
ティング長)および阻止帯域幅に応じて設定される。グ
レーティング長を一定としたとき、後述するように光フ
ァイバ1のコアの平均比屈折率差が大きいほど阻止帯域
幅は小さくなって望ましくなるが、シングルモード光フ
ァイバにおいては、コアの平均比屈折率差を大きくしす
ぎると、光ファイバ1のモードフィールド径が小さくな
るので、既存のシステム系等と接続する場合に接続損が
大きくなってしまうという問題が生じる。したがって、
本発明で用いられる光ファイバ1のコアの平均比屈折率
差は、接続する通信用光導波路へ前記のような接続損の
問題が生じない限り大きくすることが望ましい。そこで
その上限は、接続損の許容範囲によって決められ、例え
ば接続損の許容範囲が0.2dB以下程度であるとき
は、光ファイバ1のコア1aの平均比屈折率差は1.5
%以下の範囲内で好ましく設定される。本実施例では、
コア1aの平均比屈折率差が0.7%の1.3μm零分
散光ファイバが用いられ、グレーティング長20mm、
阻止帯域幅が20nmの放射モード結合型光ファイバグ
レーティングが構成されている。
The difference in the average relative refractive index difference between the core of the optical fiber 1 used in the present invention and that of the core for communication is obtained because the stop band width in the optical fiber grating is changed as described later. Is set according to the length (grating length) of the grating portion 2 and the stop band width in the optical fiber grating. When the grating length is constant, the larger the average relative refractive index difference of the core of the optical fiber 1 is, the smaller the stop band width becomes, which is desirable as will be described later. However, in the single mode optical fiber, the average relative refractive index of the core is small. If the difference is made too large, the mode field diameter of the optical fiber 1 becomes small, so that there arises a problem that the connection loss becomes large when connecting to an existing system system or the like. Therefore,
It is desirable that the average relative refractive index difference of the core of the optical fiber 1 used in the present invention is increased as long as the above-described problem of connection loss does not occur in the communication optical waveguide to be connected. Therefore, the upper limit is determined by the allowable range of the splice loss. For example, when the allowable range of the splice loss is about 0.2 dB or less, the average relative refractive index difference of the core 1a of the optical fiber 1 is 1.5.
It is preferably set within the range of not more than%. In this embodiment,
A 1.3 μm zero-dispersion optical fiber with an average relative refractive index difference of 0.7% of the core 1a is used, and the grating length is 20 mm,
A radiation mode coupling type optical fiber grating having a stop band width of 20 nm is constructed.

【0018】またグレーティング部2が形成された光フ
ァイバ1は基板3上に固定されている。基板3の材料と
しては、光ファイバ1との熱膨張係数の差が小さいもの
が好ましく、石英基板が好適に用いられる。基板3の形
状は任意とすることができる。光ファイバ1の基板3へ
の固定には、接着剤4が好ましく用いられ、例えばエポ
キシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤等が好ましく用いら
れる。放射モード結合型グレーティングにあっては、接
着剤4がグレーティング部2に接触するとグレーティン
グ特性が変化してしまうので、グレーティング部2以外
の部分、好ましくは、グレーティング部2の両端からそ
れぞれ5mm以上離れた両側に接着剤が塗布される。本
実施例においては、グレーティング部2の長さが20m
mであり、グレーティング部2と接着剤4との距離aが
両側それぞれ5mm、接着剤4を塗布して光ファイバ1
を基板3に固定するのに必要な長さbが両側それぞれ5
mmとなっており、基板3としては、長さ40mmの石
英管が用いられている。
The optical fiber 1 on which the grating portion 2 is formed is fixed on the substrate 3. The material of the substrate 3 is preferably one having a small difference in coefficient of thermal expansion from the optical fiber 1, and a quartz substrate is preferably used. The shape of the substrate 3 can be arbitrary. An adhesive 4 is preferably used for fixing the optical fiber 1 to the substrate 3, and for example, an epoxy adhesive, an ultraviolet curable adhesive, or the like is preferably used. In the radiation mode coupling type grating, when the adhesive 4 comes into contact with the grating portion 2, the grating characteristics are changed. Therefore, the portions other than the grating portion 2, preferably, 5 mm or more apart from both ends of the grating portion 2, respectively. Adhesive is applied to both sides. In this embodiment, the length of the grating portion 2 is 20 m.
m, the distance a between the grating portion 2 and the adhesive 4 is 5 mm on both sides, and the adhesive 4 is applied to the optical fiber 1
The length b required to fix the board to the substrate 3 is 5 on each side.
mm, and a quartz tube having a length of 40 mm is used as the substrate 3.

【0019】以下、本発明の光ファイバグレーティング
の製造方法について説明する。まず、図2に示すよう
な、グレーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯
域幅との関係を予め後述する計算方法により求めてお
き、これに基づいて得ようとするグレーティング長およ
び阻止帯域幅を同時に達成できるコアの平均比屈折率差
を求める。図2は、グレーティング長が15,20,2
5,30,35,40mmのときの、各々のコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係を例示したグラフであ
り、横軸はコアの平均比屈折率差、縦軸は阻止帯域幅の
計算結果(理論限界値)を表している。
The method of manufacturing the optical fiber grating of the present invention will be described below. First, as shown in FIG. 2, the relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core, and the stop band width is obtained in advance by the calculation method described later, and the grating length and stop band to be obtained based on this are calculated. The average relative refractive index difference of the core that can simultaneously achieve the width is obtained. Figure 2 shows that the grating length is 15, 20, 2
5 is a graph exemplifying the relationship between the average relative refractive index difference of each core and the stop band width at 5, 30, 35, 40 mm, where the horizontal axis represents the average relative refractive index difference of the core and the vertical axis represents the stop band. The calculation result of the width (theoretical limit value) is shown.

【0020】以下、放射モード結合型光ファイバの阻止
帯域幅(理論限界値)の算出方法について説明する。上
述したように、放射モード結合型グレーティングは(コ
アの)導波モードをクラッドを伝搬するモードに結合さ
せることによって、導波モードの光を減衰させるように
構成されるが、このグレーティングによる導波モードの
光パワーの減衰率2αは下記数式(1)で表される。
A method of calculating the stop band width (theoretical limit value) of the radiation mode coupling type optical fiber will be described below. As described above, the radiative mode coupled grating is configured to attenuate the guided mode light by coupling the guided mode (of the core) with the mode propagating in the cladding. The attenuation factor 2α of the optical power of the mode is expressed by the following mathematical expression (1).

【数3】 ここで、mは結合するクラッドのモード番号を示し、C
mはクラッドのm番モードに結合するときの結合定数を
表している。またΦ(△βm)はグレーティングのパタ
ーンをフーリエ変換したものの自乗であり、グレーティ
ング部のパターンが等間隔である場合、グレーティング
の周期(グレーティングの変化が正弦関数的でない場合
はその基本周期)に対応するΦ(△βm)は下記数式
(2)で表される。
(Equation 3) Here, m represents the mode number of the clad to be coupled, and C
m represents the coupling constant when coupling to the m-th mode of the clad. Φ (Δβm) is the square of the Fourier transform of the grating pattern, and corresponds to the grating period (or the basic period if the grating change is not sinusoidal) when the grating pattern is evenly spaced. Φ (Δβm) is expressed by the following mathematical expression (2).

【数4】 ここで、△βmはクラッドのm番モードとコアを導波す
るモードとの伝搬定数の差である。またΛはグレーティ
ングのピッチを表し、νはグレーティングのピッチ数を
表している。△β=2π/Λの近傍におけるΦと△βの
関係を図3に示す。
(Equation 4) Here, Δβm is the difference in propagation constant between the m-th mode of the clad and the mode guided in the core. Further, Λ represents the pitch of the grating, and ν represents the number of pitches of the grating. FIG. 3 shows the relationship between Φ and Δβ in the vicinity of Δβ = 2π / Λ.

【0021】この図に示されるように、△βが2(ν−
1)π/νΛのとき、および△βが2(ν+1)π/ν
Λのときの波長をそれぞれλl、λsとすれば、伝搬する
先の波長がλlからλsのとき(すなわち△βが2(ν−
1)π/νΛから2(ν+1)π/νΛのとき)、上記
数式(2)の値Φ(△βm)は有限となって、上記数式
(1)により減衰率2αが大きな値となる。λlからλs
の範囲外のときは、Φ(△βm)はほとんど0となって
減衰率2αは無視できるようになる。すなわち、λlか
らλsの間がグレーティングによる損失が大きくなって
阻止帯域となり、このλlとλsとの間隔が阻止帯域幅△
λと定義される。また、数式 △β(λl)−△β(λ
s)=4π/νΛ…(3)が成り立ち、ここでλc=(λ
l+λs)/2であるので、上記数式(3)は下記数式
(4)のように書き直すことができ、
As shown in this figure, Δβ is 2 (ν-
1) When π / νΛ and Δβ is 2 (ν + 1) π / ν
Assuming that the wavelengths for Λ are λl and λs, respectively, when the destination wavelength is λl to λs (that is, Δβ is 2 (ν−
1) From π / νΛ to 2 (ν + 1) π / νΛ), the value Φ (Δβm) of the equation (2) becomes finite, and the attenuation rate 2α becomes a large value according to the equation (1). λl to λs
Outside the range of, Φ (Δβm) becomes almost 0, and the attenuation rate 2α becomes negligible. That is, the loss due to the grating increases between λl and λs to form a stop band, and the interval between λl and λs is the stop band width Δ.
It is defined as λ. Also, the formula Δβ (λl) −Δβ (λ
s) = 4π / νΛ (3) holds, where λc = (λ
l + λs) / 2, the above equation (3) can be rewritten as the following equation (4),

【数5】 第一次までの展開で近似をすれば、上記数式(4)は下
記数式(5)に書きかえることができる。
(Equation 5) By approximating the expansion up to the first order, the above equation (4) can be rewritten as the following equation (5).

【数6】 これをさらに変形すれば下記数式(6)のようになり、(Equation 6) If this is further modified, it becomes the following formula (6),

【数7】 さらにグレーティング長をLとすれば、L=νΛである
から、下記数式(7)、すなわち阻止帯域幅の算出式が
得られる。
(Equation 7) Further, if the grating length is L, then L = νΛ, and therefore the following formula (7), that is, the formula for calculating the stop bandwidth is obtained.

【数8】 (Equation 8)

【0022】ここで、上記数式(7)において△β(λ
c)は阻止帯域の中心波長λcにおけるコアの導波モード
の伝搬定数とクラッドモードの伝搬定数との差である
が、以下に説明するようにコアの平均比屈折率差が大き
いほど、△β(λc)の波長微分、つまり上記数式
(7)の分母が大きくなるので、上記数式(7)の右辺
は小さくなり、従って阻止帯域幅(△λ)が小さくなる
ことがわかる。
Here, in the above equation (7), Δβ (λ
c) is the difference between the propagation constant of the guided mode of the core and the propagation constant of the cladding mode at the center wavelength λc of the stopband. As explained below, the larger the average relative refractive index difference of the core, the more Δβ It can be seen that the wavelength derivative of (λc), that is, the denominator of Expression (7) becomes large, so that the right side of Expression (7) becomes small, and thus the stop bandwidth (Δλ) becomes small.

【0023】すなわち、図4は横軸に光の周波数
(ω)、縦軸にモードの実効屈折率(neff)をとり、
両者の関係(分散曲線)を示したものである。この図に
おいてはコアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの
コアの導波モードの分散曲線、はコアの平均比屈折率
差が小さい光ファイバのコアの導波モードの分散曲線、
はクラッドモードの分散曲線をそれぞれ示している。
この図に示されるように、同じ周波数(ω)の光を用い
た場合、コアの導波モードの実効屈折率(neff)を周
波数(ω)で微分した値(分散曲線の傾きに相当す
る)、すなわち実効屈折率の周波数依存性は、コアの平
均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの平均比
屈折率差が小さい光ファイバより大きくなる。しかし、
クラッドモードの実効屈折率はコアの平均比屈折率差の
違いによる影響はほとんど受けない。このことから、コ
アの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの
導波モードとクラッドモードの実効屈折率の差の周波数
依存性が大きいことになる。ここで周波数は波長の逆数
に比例するので(ω=2πν=2πC/λ)、コアの平
均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの導波モ
ードとクラッドモードの実効屈折率の差の波長依存性の
絶対値が大きいということになる。また、伝搬定数は実
効屈折率に光の真空中での波数を掛けたものに等しいの
で、コアの導波モードとクラッドモードの伝搬定数の差
(△β)の波長微分の絶対値はコアの平均比屈折率差が
大きい光ファイバの方が大きいといえる。
That is, in FIG. 4, the horizontal axis represents the frequency of light (ω) and the vertical axis represents the effective refractive index (neff) of the mode.
The relationship (dispersion curve) between the two is shown. In this figure, the dispersion curve of the guided mode of the core of the optical fiber having a large average relative refractive index difference of the core, is the dispersion curve of the guided mode of the core of the optical fiber of the small average relative refractive index difference of the core,
Shows the dispersion curves of the cladding modes, respectively.
As shown in this figure, when light of the same frequency (ω) is used, the effective refractive index (neff) of the guided mode of the core is differentiated by the frequency (ω) (corresponding to the slope of the dispersion curve). That is, the frequency dependence of the effective refractive index is larger in an optical fiber having a larger average relative refractive index difference in the core than in an optical fiber having a smaller average relative refractive index difference in the core. But,
The effective refractive index of the cladding mode is hardly affected by the difference in average relative refractive index difference of the core. Therefore, the optical fiber having a large difference in average relative refractive index of the core has a greater frequency dependence of the difference in effective refractive index between the waveguide mode and the cladding mode of the core. Since the frequency is proportional to the reciprocal of the wavelength (ω = 2πν = 2πC / λ), the difference in the effective refractive index between the waveguide mode and the cladding mode of the core is larger in the optical fiber having a larger average relative refractive index difference of the core. This means that the absolute value of the wavelength dependence of is large. Since the propagation constant is equal to the effective refractive index multiplied by the wave number of light in vacuum, the absolute value of the wavelength derivative of the difference (Δβ) in the propagation constant between the guided mode and the cladding mode of the core is It can be said that the optical fiber having a larger average relative refractive index difference is larger.

【0024】また得ようとする光ファイバグレーティン
グのグレーティング長の条件は、主に光ファイバグレー
ティングの収納性および耐振動性を考慮して決定され
る。本実施例では、海底中継器内に収納して敷設できる
ような光ファイバグレーティングを得るために、グレー
ティング長は20mmに設定されている。すなわち、図
1に示すような光ファイバグレーティングを海底中継器
内に収納できるようにするためには、基板3の長さを4
0mm以下としなければならない。そして放射モード結
合型光ファイバグレーティングの場合には、これを接着
剤4で基板3上に固定するためには、グレーティング部
2の両側にそれぞれ10mm以上の固定台が必要であ
る。したがって、長さ40mm以下の基板3に固定する
ためには、グレーティング長は20mm以下に制限され
る。
The condition of the grating length of the optical fiber grating to be obtained is determined mainly in consideration of the accommodation property and vibration resistance of the optical fiber grating. In this embodiment, the grating length is set to 20 mm in order to obtain an optical fiber grating that can be housed and laid in a submarine repeater. That is, in order to accommodate the optical fiber grating as shown in FIG.
Must be 0 mm or less. Further, in the case of the radiation mode coupling type optical fiber grating, in order to fix this on the substrate 3 with the adhesive 4, it is necessary to have fixing stands of 10 mm or more on both sides of the grating portion 2. Therefore, in order to fix the substrate 3 having a length of 40 mm or less, the grating length is limited to 20 mm or less.

【0025】また、光ファイバ1の直径は通常125μ
mであるが、直径125μmの石英ガラス製の弦の張力
と共振周波数とは図5に示されるような関係にある。図
5は、長さがそれぞれ10,15,20,25,30,
35,40mmの石英ガラス製の弦の張力と共振周波数
との関係を示したものである。一般に光部品の振動試験
を行う場合には、ケーブルや中継器を敷設する際に発生
する振動が2000Hz以下であるという理由から、振
動の上限が2000Hzとされている。光ファイバグレ
ーティングの耐振動性については、その共振周波数が2
000Hz以上となるように設計すれば、振動試験中や
敷設中に光ファイバグレーティングが共振を起こして破
損が生じるのを防止することができる。
The diameter of the optical fiber 1 is usually 125 μm.
m, the tension of the quartz glass string having a diameter of 125 μm and the resonance frequency have a relationship as shown in FIG. FIG. 5 shows that the length is 10, 15, 20, 25, 30,
It shows the relationship between the tension and the resonance frequency of a 35-40 mm quartz glass string. Generally, when performing a vibration test on optical components, the upper limit of vibration is set to 2000 Hz because the vibration generated when laying a cable or a repeater is 2000 Hz or less. Regarding the vibration resistance of an optical fiber grating, its resonance frequency is 2
By designing the frequency to be 000 Hz or higher, it is possible to prevent the optical fiber grating from resonating and being damaged during a vibration test or during installation.

【0026】ところで、上述したように光ファイバグレ
ーティングを海底中継器内に収納できるようにするため
には、基板3の長さは40mm以下に制限される。そし
て光ファイバグレーティングを固定するために接着剤4
を塗布する部分の長さbは、両側それぞれにおいて最低
でも5mmは必要であるので、接着固定点間の光ファイ
バ1の長さは約30mmよりも長くすることはできな
い。一方、光ファイバグレーティングにかかる張力が大
きすぎると光ファイバ1の信頼性の点で問題が生じるこ
とから、張力がプルーフ強度である200gfの1/4
〜1/5以下の環境で使用することが好ましい。したが
って、光ファイバグレーティングにかかる張力は40〜
50gf以下とすることが必要である。このように光フ
ァイバグレーティングにかかる張力の上限が40〜50
gfであり、かつ接着固定点間の光ファイバグレーティ
ングの長さを30mmより長くできないという条件下
で、共振周波数が2000Hz以上となるようにするに
は、図5にも示されるように、接着固定点間の光ファイ
バグレーティングの長さを約30mm以下とすることが
必要である。そして、グレーティング部2と接着剤4と
の距離aは少なくとも5mmは離れていることが好まし
いので、グレーティング長は20mm以下とするのが好
ましい。
By the way, in order to accommodate the optical fiber grating in the submarine repeater as described above, the length of the substrate 3 is limited to 40 mm or less. Then, an adhesive 4 is used to fix the optical fiber grating.
Since the length b of the portion to be coated with must be at least 5 mm on each side, the length of the optical fiber 1 between the adhesive fixing points cannot be longer than about 30 mm. On the other hand, if the tension applied to the optical fiber grating is too large, a problem occurs in the reliability of the optical fiber 1. Therefore, the tension is 1/4 of 200 gf which is the proof strength.
It is preferably used in an environment of ⅕ or less. Therefore, the tension applied to the optical fiber grating is 40-
It should be 50 gf or less. Thus, the upper limit of the tension applied to the optical fiber grating is 40 to 50.
In order to set the resonance frequency to 2000 Hz or higher under the condition that the length is gf and the length of the optical fiber grating between the adhesive fixing points cannot be longer than 30 mm, as shown in FIG. It is necessary to set the length of the optical fiber grating between the points to about 30 mm or less. Since the distance a between the grating portion 2 and the adhesive 4 is preferably at least 5 mm, the grating length is preferably 20 mm or less.

【0027】また、得ようとする光ファイバグレーティ
ングの阻止帯域幅の条件は、光ファイバグレーティング
の用途によって決定される。例えば、波長多重伝送を行
う光通信システム中で、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に用いられる放射モード結合
型光ファイバグレーティングの場合には、阻止帯域幅が
伝送に用いられる波長域と等しくなるように好ましく設
計され、本実施例では阻止帯域幅は20nmに好ましく
設定されている。
The condition of the stop band width of the optical fiber grating to be obtained is determined by the application of the optical fiber grating. For example, in an optical communication system that performs wavelength division multiplexing transmission, in the case of a radiation mode coupling type optical fiber grating used to reduce the wavelength dependence of the gain of an erbium-doped optical fiber amplifier, the stop bandwidth is the wavelength range used for transmission. And the stop band width is preferably set to 20 nm in this embodiment.

【0028】このようにして決められたグレーティング
長および阻止帯域幅の条件に対して、グレーティング作
製に用いる光ファイバ1のコア1aの平均比屈折率差の
好適な値を決定する。本実施例ではグレーティング長が
20mm以下でかつ阻止帯域幅が20nmの放射モード
結合型光ファイバグレーティングを得るためには、図2
のグラフより、コア1aの平均比屈折率差を0.7%以
上とすればよいことがわかる。
Under the conditions of the grating length and the stop band width thus determined, a suitable value of the average relative refractive index difference of the core 1a of the optical fiber 1 used for manufacturing the grating is determined. In this embodiment, in order to obtain a radiative mode coupling type optical fiber grating having a grating length of 20 mm or less and a stop band width of 20 nm, FIG.
From the graph, it is understood that the average relative refractive index difference of the core 1a should be 0.7% or more.

【0029】そして光ファイバ1のコア1aの好適な平
均比屈折率差が決まったら、これを満たすような光ファ
イバ1を用意し、その一部でコア屈折率を周期的に変化
させてグレーティング部2を形成する。グレーティング
部2の作製に際して、得ようとする光ファイバグレーテ
ィングのグレーティング長以外のパラメータは、これに
よって中心波長や阻止率が変化するので、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。
When the suitable average relative refractive index difference of the core 1a of the optical fiber 1 is determined, the optical fiber 1 satisfying this is prepared, and the refractive index of the core is periodically changed by a part of the optical fiber 1 to make the grating part. Form 2. When manufacturing the grating portion 2, parameters other than the grating length of the optical fiber grating to be obtained change the center wavelength and the blocking rate, so they are appropriately set according to the grating characteristics to be obtained.

【0030】グレーティング部2の形成方法は特に限定
されないが、本実施例においては、光ファイバ1のコア
1aが紫外光照射によって屈折率が変化する材料で構成
されているので、光ファイバ1の所定の部位に、紫外光
を光ファイバ1長さ方向に周期的に照射することによっ
て、グレーティング部2を好ましく形成することができ
る。光ファイバ1に照射される紫外光の波長は200〜
300nm程度が好ましく、光源としては、例えばKr
Fレーザ(波長248nm)が好適に用いられる。そし
て、数十〜数百μmの一定間隔のスリットが切ってある
ホトマスクを介して、比較的スポット幅が大きい紫外光
を光ファイバ1に照射する方法や、スポット幅を小さく
した紫外光を光ファイバ1に一定時間照射した後、照射
を止め、照射位置を光ファイバ1長さ方向に移動させて
再び照射するという動作を繰り返すことにより、光ファ
イバ1に対して一定間隔で紫外光を照射する方法など、
周知の手法を適宜用いてグレーティング部2を形成する
ことができる。
The method of forming the grating portion 2 is not particularly limited, but in the present embodiment, the core 1a of the optical fiber 1 is made of a material whose refractive index changes by irradiation with ultraviolet light, so that the optical fiber 1 has a predetermined shape. The grating part 2 can be preferably formed by periodically irradiating the region of 1 with ultraviolet light in the length direction of the optical fiber 1. The wavelength of the ultraviolet light applied to the optical fiber 1 is 200 to
About 300 nm is preferable, and the light source is, for example, Kr.
An F laser (wavelength 248 nm) is preferably used. Then, a method of irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light having a relatively large spot width, or a method of irradiating the ultraviolet light with a reduced spot width through a photomask in which slits with constant intervals of several tens to several hundreds of μm are cut A method of irradiating the optical fiber 1 with ultraviolet light at a constant interval by repeating the operation of irradiating No. 1 for a certain period of time, stopping the irradiation, moving the irradiation position in the length direction of the optical fiber 1 and irradiating again. Such,
The grating section 2 can be formed by appropriately using a known method.

【0031】また、紫外光の照射に先立って光ファイバ
1の水素添加処理を行ってもよい。コア1a中のゲルマ
ニウム濃度がせいぜい数%以下である光ファイバにあっ
ては、紫外光照射によるコア屈折率変化を十分に得るた
めには予め水素添加処理を行うことが好ましい。この水
素添加処理は、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48時間程度
保持することによって達成される。ただしこの水素添加
処理は必須ではなく、コア1a中のゲルマニウム濃度が
30%程度で、光ファイバグレーティングの阻止率が比
較的低くてもよい場合等には、これを行わない構成とす
ることもできる。そして、紫外光照射前にこのような水
素添加処理を行った場合は、グレーティング部2を形成
した後に、光ファイバ1中の水素を脱離させることが好
ましい。この脱水素工程は、例えば光ファイバ1を常温
〜100℃の温度条件下に数日間放置することによって
行われる。この脱水素工程は、紫外光照射に先立って光
ファイバ1に添加された水素自体に起因して屈折率変化
が生じ、グレーティング部2作製後にグレーティング特
性が経時的に変化するのを防止するのに有効である。
Further, the hydrogenation treatment of the optical fiber 1 may be performed prior to the irradiation of the ultraviolet light. In an optical fiber in which the germanium concentration in the core 1a is at most several percent or less, it is preferable to carry out hydrogenation treatment in advance in order to obtain a sufficient change in the refractive index of the core due to irradiation with ultraviolet light. This hydrogenation treatment is performed, for example, by using the optical fiber 1 at 100 atm,
It is achieved by holding in a hydrogen pressure vessel adjusted to about 50 ° C. for about 48 hours. However, this hydrogenation treatment is not essential, and when the germanium concentration in the core 1a is about 30% and the rejection rate of the optical fiber grating may be relatively low, it may be configured not to perform it. . When such a hydrogenation treatment is performed before irradiation with ultraviolet light, it is preferable to desorb hydrogen in the optical fiber 1 after forming the grating portion 2. This dehydrogenation step is performed, for example, by leaving the optical fiber 1 under a temperature condition of room temperature to 100 ° C. for several days. This dehydrogenation step is intended to prevent a change in the refractive index due to the hydrogen itself added to the optical fiber 1 prior to the irradiation of the ultraviolet light and the grating characteristics after the grating portion 2 is manufactured to change over time. It is valid.

【0032】このようにしてグレーティング部2を形成
した後、光ファイバ1を基板3上に接着固定することに
より、光ファイバグレーティングが得られる。
After forming the grating portion 2 in this way, the optical fiber 1 is bonded and fixed onto the substrate 3 to obtain an optical fiber grating.

【0033】本実施例の光ファイバグレーティングによ
れば、光ファイバ1のコアの平均比屈折率差を大きくす
ることによって、グレーティング長を長大化することな
く、阻止帯域幅の狭小化を達成することができる。また
光ファイバグレーティングを製造するにあたって、グレ
ーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との
関係は上記の計算によって求めることができ、これに基
づいてコアの平均比屈折率差の好適な値を求めることが
できるので、所望のグレーティング長および阻止帯域幅
を有する光ファイバグレーティングを容易に、かつ確実
に得ることができる。
According to the optical fiber grating of the present embodiment, the stop band width can be narrowed by increasing the average relative refractive index difference of the core of the optical fiber 1 without increasing the grating length. You can Further, when manufacturing an optical fiber grating, the relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core and the stop band width can be obtained by the above calculation, and based on this, a suitable average relative refractive index difference of the core is calculated. Since the value can be obtained, an optical fiber grating having a desired grating length and stop band width can be easily and surely obtained.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

(実施例1)まずコアが酸化ゲルマニウムが添加された
石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガラスからなる
1.3μm零分散光ファイバであって、コアの平均比屈
折率差が1.0%の光ファイバを用意した。この光ファ
イバにスポット幅200μmの紫外光(波長248n
m)を一定時間照射した後、照射を止め、照射位置を光
ファイバ長さ方向に移動させて再び照射するという動作
を繰り返すことにより、グレーティング部を形成した。
グレーティングピッチは400μmであり、グレーティ
ング長は20mmとした。得られた光ファイバグレーテ
ィングは放射モード結合型グレーティングとしての特性
を有しており、阻止帯域幅は15nmであった。
(Example 1) First, a 1.3 μm zero-dispersion optical fiber having a core made of silica glass doped with germanium oxide and a cladding made of pure silica glass, having an average relative refractive index difference of 1.0%. An optical fiber was prepared. Ultraviolet light with a spot width of 200 μm (wavelength 248n
After irradiating m) for a certain period of time, the irradiation was stopped, the irradiation position was moved in the length direction of the optical fiber, and the operation of irradiating again was repeated to form a grating portion.
The grating pitch was 400 μm, and the grating length was 20 mm. The obtained optical fiber grating had characteristics as a radiation mode coupling type grating, and the stop band width was 15 nm.

【0035】(比較例1)まずコアが酸化ゲルマニウム
が添加された石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガ
ラスからなる通信用の1.3μm零分散光ファイバを用
意した。この光ファイバのコアの平均比屈折率差は約
0.35%であった。この光ファイバに上記実施例1と
同様の方法でグレーティング部を形成した。グレーティ
ングピッチは上記実施例1と同様の400μmとした。
グレーティング長を上記実施例1の2倍の40mmとし
ても、阻止帯域幅は約20nmまでしか狭くならなかっ
た。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 First, a 1.3 μm zero-dispersion optical fiber for communication having a core made of quartz glass doped with germanium oxide and a clad made of pure silica glass was prepared. The average relative refractive index difference of the core of this optical fiber was about 0.35%. A grating portion was formed on this optical fiber by the same method as in Example 1 above. The grating pitch was 400 μm, which was the same as in Example 1 above.
Even if the grating length was set to 40 mm, which is twice the grating length in Example 1, the stop band width was narrowed to about 20 nm.

【0036】尚、上記実施例では、コアの屈折率を周期
的に変化させることによってグレーティング部が形成さ
れている例を挙げたが、グレーティング部の構成はこれ
に限らず、上記数式(1)が成り立つ放射モード結合型
グレーティングであれば任意の構成とすることができ
る。また光ファイバグレーティングに限らず、光導波路
として平面型光導波路を用いる場合でも、本発明を同様
に適用することが可能である。
In the above embodiment, the example in which the grating portion is formed by periodically changing the refractive index of the core has been described, but the structure of the grating portion is not limited to this, and the above formula (1) is used. Any configuration can be adopted as long as it is a radiation mode coupling type grating in which Further, the present invention can be similarly applied not only to the optical fiber grating but also to the case where a planar optical waveguide is used as the optical waveguide.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光導波路グ
レーティングは、通信用光導波路よりもコアの平均比屈
折率差が大きい光導波路に放射モード結合型グレーティ
ングを形成してなることを特徴とするものである。した
がって、グレーティング長を長大化することなく、阻止
帯域幅の狭小化を達成することができる。また、前記光
導波路として、グレーティングの動作波長域においてシ
ングルモード型の伝送特性を有するものを用いれば、既
存の、シングルモード光導波路を用いた光通信システム
系との接続損が小さくて済み、また高次モードで生じる
透過損失のピークを考慮しないで済むので好ましい。
As described above, the optical waveguide grating of the present invention is characterized in that the radiation mode coupling type grating is formed in the optical waveguide having a larger average relative refractive index difference of the core than the communication optical waveguide. To do. Therefore, the stop band width can be narrowed without increasing the grating length. If the optical waveguide having a single mode type transmission characteristic in the operating wavelength range of the grating is used, the connection loss with the existing optical communication system using the single mode optical waveguide can be small, and This is preferable because it is not necessary to consider the peak of transmission loss that occurs in the higher-order mode.

【0038】また本発明の光導波路グレーティングの製
造方法は、予めグレーティング長とコアの平均比屈折率
差とグレーティングにおける阻止帯域幅との関係を求め
ておき、この関係に基づいて、得ようとするグレーティ
ング長条件および阻止帯域幅条件を同時に満たすコアの
平均比屈折率差を求め、このコアの平均比屈折率差を有
する光導波路に放射モード結合型グレーティングを形成
することを特徴とするものである。したがって、所望の
グレーティング長および阻止帯域幅を有する光導波路グ
レーティングを容易に、かつ確実に得ることができる。
In the method of manufacturing an optical waveguide grating of the present invention, the relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core, and the stop band width in the grating is obtained in advance, and the relationship is obtained based on this relationship. It is characterized in that the average relative refractive index difference of the core that simultaneously satisfies the grating length condition and the stop bandwidth condition is obtained, and the radiation mode coupling type grating is formed in the optical waveguide having the average relative refractive index difference of the core. . Therefore, an optical waveguide grating having a desired grating length and stop band width can be easily and surely obtained.

【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一実施例
を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an optical waveguide grating of the present invention.

【図2】 本発明に係るグレーティング長とコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係の例を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core, and the stop band width according to the present invention.

【図3】 本発明に係る阻止帯域幅の算出式を説明する
ためのグラフである。
FIG. 3 is a graph for explaining a formula for calculating a stop bandwidth according to the present invention.

【図4】 光導波路グレーティングにおけるコアの平均
比屈折率差と阻止帯域幅との関係を説明するために、光
の周波数と実効屈折率との関係を示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency of light and the effective refractive index in order to explain the relationship between the average relative refractive index difference of the core and the stop band width in the optical waveguide grating.

【図5】 本発明に係る光ファイバグレーティングにお
ける光ファイバの長さと張力と共振周波数との関係を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the optical fiber length, tension, and resonance frequency in the optical fiber grating according to the present invention.

【図6】 放射モード結合型光導波路グレーティングの
特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing characteristics of a radiation mode coupling type optical waveguide grating.

【図7】 光ファイバアンプの利得の波長特性の例を示
すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an example of wavelength characteristics of gain of an optical fiber amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ファイバ、1a…コア、2…グレーティング部。 1 ... Optical fiber, 1a ... Core, 2 ... Grating part.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 6/34 G02B 6/28 D (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 front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location G02B 6/34 G02B 6/28 D (72) Inventor Satoshi Okude 1440 Rosaki, Sakura City, Chiba Fujikura Ltd. Sakura Factory (72) Inventor Masaaki Sudo 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Co., Ltd.Sakura Factory (72) Inventor Tetsuya Sakai 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Sakura Factory (72) Inventor Akira Wada 1440 Rokuzaki, Sakura-shi, Chiba Fujikura Co., Ltd.Sakura factory (72) Inventor Ryozo Yamauchi 1440 Rokuzaki, Sakura-shi, Chiba Fujikura Sakura factory, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通信用光導波路よりもコアの平均比屈折
率差が大きい光導波路に放射モード結合型グレーティン
グを形成してなることを特徴とする光導波路グレーティ
ング。
1. An optical waveguide grating, characterized in that a radiation mode coupling type grating is formed in an optical waveguide having a core having a larger average relative refractive index difference than that of a communication optical waveguide.
【請求項2】 前記光導波路がグレーティングの動作波
長域においてシングルモード型の伝送特性を有すること
を特徴とする請求項1記載の光導波路グレーティング。
2. The optical waveguide grating according to claim 1, wherein the optical waveguide has a single mode type transmission characteristic in an operating wavelength range of the grating.
【請求項3】 予めグレーティング長とコアの平均比屈
折率差とグレーティングにおける阻止帯域幅との関係を
求めておき、この関係に基づいて、得ようとするグレー
ティング長条件および阻止帯域幅条件を同時に満たすコ
アの平均比屈折率差を求め、このコアの平均比屈折率差
を有する光導波路に放射モード結合型グレーティングを
形成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。
3. The relationship between the grating length, the average relative refractive index difference of the core and the stop band width in the grating is obtained in advance, and the grating length condition and the stop band width condition to be obtained are simultaneously determined based on this relationship. A method for manufacturing an optical waveguide grating, characterized in that a difference in average relative refractive index of the cores to be satisfied is obtained and a radiation mode coupling type grating is formed in the optical waveguide having the average relative refractive index difference of the core.
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