JPH10133039A - 屈折率分布の形成方法 - Google Patents
屈折率分布の形成方法Info
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- JPH10133039A JPH10133039A JP8285448A JP28544896A JPH10133039A JP H10133039 A JPH10133039 A JP H10133039A JP 8285448 A JP8285448 A JP 8285448A JP 28544896 A JP28544896 A JP 28544896A JP H10133039 A JPH10133039 A JP H10133039A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 紫外光を照射して所望の屈折率分布を得るた
めに、従来は細く成形されたビーム光を軸方向に順次移
動して時間を変えながら照射するために長時間を必要と
し、生産性等に問題があった。 【解決手段】 軸方向の屈折率が均一なコア部２１を有
する光伝送路２０を作製する第１の工程と、遮光マスク
１に設けられた所望形状の光透過窓２を介して紫外光３
１を通過せしめて光伝送路２０を照射すると同時に、遮
光マスク１をコア軸と直角方向４０に移動せしめてコア
軸上の各位置に紫外光が照射される時間に変化を与え、
コア部２１の各位置の屈折率を照射時間に対応させる第
２の工程とを備える屈折率分布の形成方法である。
めに、従来は細く成形されたビーム光を軸方向に順次移
動して時間を変えながら照射するために長時間を必要と
し、生産性等に問題があった。 【解決手段】 軸方向の屈折率が均一なコア部２１を有
する光伝送路２０を作製する第１の工程と、遮光マスク
１に設けられた所望形状の光透過窓２を介して紫外光３
１を通過せしめて光伝送路２０を照射すると同時に、遮
光マスク１をコア軸と直角方向４０に移動せしめてコア
軸上の各位置に紫外光が照射される時間に変化を与え、
コア部２１の各位置の屈折率を照射時間に対応させる第
２の工程とを備える屈折率分布の形成方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路の軸方向
に所望形状の屈折率分布を形成する方法に関する。
に所望形状の屈折率分布を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信技術の進展にとも
ない、ネットワークの複雑化や信号波長の多重化などが
進行し、システム構成は高度化しつつある。このような
光通信システムでは、光回路素子の重要性が増大してい
る。光回路素子における一つとしての接続素子について
は、コア部の屈折率を軸方向に変化させて接続損失を改
善したり、あるいはコア部に回折格子を設けたファイバ
型フィルタについては、光軸方向の位置によって屈折率
を変化させてフィルタ性能を向上させる試みがなされて
いる（USP5,309,260、ELECTRONICS LETTERS18th Aug.19
94 Vol.30 No.17 pp1401〜1403あるいはOFC ´95 PD8:2
〜5）。
ない、ネットワークの複雑化や信号波長の多重化などが
進行し、システム構成は高度化しつつある。このような
光通信システムでは、光回路素子の重要性が増大してい
る。光回路素子における一つとしての接続素子について
は、コア部の屈折率を軸方向に変化させて接続損失を改
善したり、あるいはコア部に回折格子を設けたファイバ
型フィルタについては、光軸方向の位置によって屈折率
を変化させてフィルタ性能を向上させる試みがなされて
いる（USP5,309,260、ELECTRONICS LETTERS18th Aug.19
94 Vol.30 No.17 pp1401〜1403あるいはOFC ´95 PD8:2
〜5）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、コア部に紫
外光照射して所望の屈折率分布を形成したり、あるいは
コア部の位置によって屈折率が変化する回折格子を得る
従来の方法は、細く成形されたビーム光をスキャンニン
グしたり、あるいはビーム光の幅に対応する長さについ
て所定時間照射し、ビーム光を軸方向に順次移動して時
間を変えながら照射するために長時間を必要とし、生産
性等に問題があった。
外光照射して所望の屈折率分布を形成したり、あるいは
コア部の位置によって屈折率が変化する回折格子を得る
従来の方法は、細く成形されたビーム光をスキャンニン
グしたり、あるいはビーム光の幅に対応する長さについ
て所定時間照射し、ビーム光を軸方向に順次移動して時
間を変えながら照射するために長時間を必要とし、生産
性等に問題があった。
【０００４】そこで本発明の目的は、これらの問題点を
解決して短時間でコアの軸方向に所望の屈折率分布を形
成する方法を提供するものである。
解決して短時間でコアの軸方向に所望の屈折率分布を形
成する方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる屈折率分
布の形成方法は、紫外光照射により屈折率が変化するガ
ラス材料からなり、軸方向の屈折率が均一なコア部を有
す光伝送路を作製する第１の工程と、１個あるいは複数
個の独立した所望形状の光透過窓を有する遮光マスクを
介して紫外光を通過せしめて光伝送路を照射すると同時
に、遮光マスクをコア軸と交差する方向に移動せしめて
コア軸上の各位置に照射される紫外光の時間変化を与え
る第２の工程とを備え、コア部の当該位置における屈折
率の変化を照射時間に対応させることを特徴とする。
布の形成方法は、紫外光照射により屈折率が変化するガ
ラス材料からなり、軸方向の屈折率が均一なコア部を有
す光伝送路を作製する第１の工程と、１個あるいは複数
個の独立した所望形状の光透過窓を有する遮光マスクを
介して紫外光を通過せしめて光伝送路を照射すると同時
に、遮光マスクをコア軸と交差する方向に移動せしめて
コア軸上の各位置に照射される紫外光の時間変化を与え
る第２の工程とを備え、コア部の当該位置における屈折
率の変化を照射時間に対応させることを特徴とする。
【０００６】この発明によれば、コア部に紫外光を照射
することにより屈折率が変化する光伝送路を用いている
ので、所望形状の光透過窓を有する遮光マスクをコア軸
と直角方向に移動することによって紫外光が照射される
時間がコア部の軸方向の位置によって変化し、また、コ
ア部の各位置の屈折率は照射時間に対応して変化するの
で、軸方向に屈折率が変化していくコアを一回の操作で
短時間に形成することができる。また、形状の異なる複
数個の光透過窓について上記の紫外光照射を行うことに
より、さらに複雑な屈折率分布を簡単に形成することが
できる。
することにより屈折率が変化する光伝送路を用いている
ので、所望形状の光透過窓を有する遮光マスクをコア軸
と直角方向に移動することによって紫外光が照射される
時間がコア部の軸方向の位置によって変化し、また、コ
ア部の各位置の屈折率は照射時間に対応して変化するの
で、軸方向に屈折率が変化していくコアを一回の操作で
短時間に形成することができる。また、形状の異なる複
数個の光透過窓について上記の紫外光照射を行うことに
より、さらに複雑な屈折率分布を簡単に形成することが
できる。
【０００７】本発明に係わる第２の工程において、少な
くとも１つの光透過窓が移動する間に、紫外光は光の干
渉機構、あるいは光の波長に比べて十分大きい間隔で周
期的に紫外光を通過する細窓を有する長周期マスク、ま
たはビームスキャニング機構を介して光伝送路を照射す
る工程であることを特徴とする。
くとも１つの光透過窓が移動する間に、紫外光は光の干
渉機構、あるいは光の波長に比べて十分大きい間隔で周
期的に紫外光を通過する細窓を有する長周期マスク、ま
たはビームスキャニング機構を介して光伝送路を照射す
る工程であることを特徴とする。
【０００８】第２の工程における第１の方法によれば、
所望形状の光透過窓と光の干渉機構とを介して紫外光を
通過せしめて、コア軸上に紫外光による干渉縞を形成
し、同時に光透過窓を移動して紫外光が照射される時間
に変化を与えているので、コアに形成される回折格子は
軸上の位置によって屈折率が変化し、かつ、光透過窓を
一回移動するだけで形成することができる。
所望形状の光透過窓と光の干渉機構とを介して紫外光を
通過せしめて、コア軸上に紫外光による干渉縞を形成
し、同時に光透過窓を移動して紫外光が照射される時間
に変化を与えているので、コアに形成される回折格子は
軸上の位置によって屈折率が変化し、かつ、光透過窓を
一回移動するだけで形成することができる。
【０００９】第１の方法における光の干渉縞は、位相格
子あるいはビームスプリッタとミラーを用いたホログラ
フィック法によって容易に形成することができる。
子あるいはビームスプリッタとミラーを用いたホログラ
フィック法によって容易に形成することができる。
【００１０】また、第２の工程における第２の方法によ
れば、所望形状の光透過窓と長周期マスクの細窓とを介
して紫外光を通過せしめて、コア軸上に紫外光の複数本
の縞を形成し、同時に光透過窓を移動して紫外光が照射
される時間に変化を与えているので、コアに形成される
縞は軸上の位置によって屈折率が変化し、かつ、光透過
窓を一回移動するだけで形成することができる。勿論、
ビームスプリッタ機構を用いて縞を形成することもでき
る。
れば、所望形状の光透過窓と長周期マスクの細窓とを介
して紫外光を通過せしめて、コア軸上に紫外光の複数本
の縞を形成し、同時に光透過窓を移動して紫外光が照射
される時間に変化を与えているので、コアに形成される
縞は軸上の位置によって屈折率が変化し、かつ、光透過
窓を一回移動するだけで形成することができる。勿論、
ビームスプリッタ機構を用いて縞を形成することもでき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の屈折率分布の形成方法を詳細に説明する。なお、
図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。
発明の屈折率分布の形成方法を詳細に説明する。なお、
図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。
【００１２】最初に、図１乃至図３を用いて請求項１に
係わる屈折率分布の形成方法を説明する。図１におい
て、光軸方向にＧｅＯ2が均一にドープされたＳｉＯ2を
主成分とするコア２１を有する光ファイバ、あるいは基
板上に形成された光導波路等の光伝送路２０の上に所定
の形状の光透過窓２があけられた遮光マスク１が配置さ
れ、その上から紫外光３１が照射される。遮光マスク１
は窓２の枠内を通る紫外光は透過するが、枠外の周辺部
分の紫外光は透過しないように形成されている。次い
で、遮光マスク１は紫外光３１によって照射されると同
時に、コア２１に対して直角方向４０に移動される。
係わる屈折率分布の形成方法を説明する。図１におい
て、光軸方向にＧｅＯ2が均一にドープされたＳｉＯ2を
主成分とするコア２１を有する光ファイバ、あるいは基
板上に形成された光導波路等の光伝送路２０の上に所定
の形状の光透過窓２があけられた遮光マスク１が配置さ
れ、その上から紫外光３１が照射される。遮光マスク１
は窓２の枠内を通る紫外光は透過するが、枠外の周辺部
分の紫外光は透過しないように形成されている。次い
で、遮光マスク１は紫外光３１によって照射されると同
時に、コア２１に対して直角方向４０に移動される。
【００１３】このような構成をとることによって、コア
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状と遮光マ
スク１の移動速度によって決定されると共に、紫外光は
窓２の枠内全体にわたって常に透過しているので、遮光
マスク１の一回の移動操作によって照射が完了し所定の
屈折率分布を得ることができる。したがって、従来法の
ように細いビーム幅毎に照射を行う必要がなく、著しく
照射時間を短縮することができる。
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状と遮光マ
スク１の移動速度によって決定されると共に、紫外光は
窓２の枠内全体にわたって常に透過しているので、遮光
マスク１の一回の移動操作によって照射が完了し所定の
屈折率分布を得ることができる。したがって、従来法の
ように細いビーム幅毎に照射を行う必要がなく、著しく
照射時間を短縮することができる。
【００１４】図２は、直角三角形の窓２を有する遮光マ
スク１が、窓２の一辺をコア２１と平行になるよう配置
され、次いで、コア２１と直角方向４０に等速で移動さ
せた場合の屈折率分布４を示す図（ａ）と、軸方向に屈
折率分布４がコア２１を含む光ファイバ２０の縦断面図
である。コア２１の高屈折率領域４が最大となるＡ−Ａ
部分で切断すると、切断面近傍ではコアの屈折率が大き
くなっているので、紫外光を照射しない場合と較べてス
ポットサイズが小さいファイバを得ることができる。
スク１が、窓２の一辺をコア２１と平行になるよう配置
され、次いで、コア２１と直角方向４０に等速で移動さ
せた場合の屈折率分布４を示す図（ａ）と、軸方向に屈
折率分布４がコア２１を含む光ファイバ２０の縦断面図
である。コア２１の高屈折率領域４が最大となるＡ−Ａ
部分で切断すると、切断面近傍ではコアの屈折率が大き
くなっているので、紫外光を照射しない場合と較べてス
ポットサイズが小さいファイバを得ることができる。
【００１５】遮光マスク１の移動速度を徐々に速くある
いは徐々に遅くすることによって、図２の屈折率分布は
斜辺が下に凹、あるいは上に凸のように変化させること
ができる。
いは徐々に遅くすることによって、図２の屈折率分布は
斜辺が下に凹、あるいは上に凸のように変化させること
ができる。
【００１６】図３は種々の形状の光透過窓２があけられ
た遮光マスク１の平面図（ａ）と、等速で移動した場合
の屈折率分布（ｂ）を示す図であり、これらの遮光マス
ク（ａ１・・・ａ５）を用いることによって、短時間で
所望の屈折率分布を形成することができる。同図（ａ
１）は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動方向
４０に等しい方形状にあけられた場合、同図（ａ２）
は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０
に順次変化する直角三角形状にあけられた場合、同図
（ａ３）は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動
方向４０にガウス分布状にあけられた場合、同図（ａ
４）は、コア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０が
順次変化する二等辺三角形の部分は遮光し、その周辺部
分の三角形に窓を設けた場合、同図（ａ５）は、窓２が
コア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０に沿って短
冊状にあけられた場合である。
た遮光マスク１の平面図（ａ）と、等速で移動した場合
の屈折率分布（ｂ）を示す図であり、これらの遮光マス
ク（ａ１・・・ａ５）を用いることによって、短時間で
所望の屈折率分布を形成することができる。同図（ａ
１）は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動方向
４０に等しい方形状にあけられた場合、同図（ａ２）
は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０
に順次変化する直角三角形状にあけられた場合、同図
（ａ３）は、窓２がコア軸に対して遮光マスク１の移動
方向４０にガウス分布状にあけられた場合、同図（ａ
４）は、コア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０が
順次変化する二等辺三角形の部分は遮光し、その周辺部
分の三角形に窓を設けた場合、同図（ａ５）は、窓２が
コア軸に対して遮光マスク１の移動方向４０に沿って短
冊状にあけられた場合である。
【００１７】遮光マスク１は、金属板に光透過窓２の部
分を切り抜いて形成したり、石英ガラス板の遮光部分に
誘電体多層膜を蒸着して光透過窓２を形成する。
分を切り抜いて形成したり、石英ガラス板の遮光部分に
誘電体多層膜を蒸着して光透過窓２を形成する。
【００１８】紫外光を照射して上述の屈折率分布を形成
するに先立ち、屈折率分布の形成効率を向上するため
に、高圧の雰囲気中でコア２の中に水素を注入する。コ
ア部に水素が注入されると、コア部にドープされている
酸化ゲルマニウムが還元され易くなり、ＧｅやＳｉと結
合している酸素が一部取り除かれる現象が生じる。結合
酸素が一部取り除かれたＧｅやＳｉが結合しあえば、酸
素欠損型の欠陥が新たに生じることになり、酸素欠損型
の欠陥が増大して、紫外光における屈折率変化が大きく
なる。
するに先立ち、屈折率分布の形成効率を向上するため
に、高圧の雰囲気中でコア２の中に水素を注入する。コ
ア部に水素が注入されると、コア部にドープされている
酸化ゲルマニウムが還元され易くなり、ＧｅやＳｉと結
合している酸素が一部取り除かれる現象が生じる。結合
酸素が一部取り除かれたＧｅやＳｉが結合しあえば、酸
素欠損型の欠陥が新たに生じることになり、酸素欠損型
の欠陥が増大して、紫外光における屈折率変化が大きく
なる。
【００１９】次に、上述した請求項１に係わる屈折率分
布の形成方法において、位相格子を併用した場合につい
て説明する。図４において、ＧｅＯ2を軸方向に均一に
ドープしたＳｉＯ2を主成分とするコア２１を有する光
伝送路２０の上部に位相格子１０を配置し、位相格子１
０の上部に所定の形状の光透過窓２があけられた遮光マ
スク１が配置され、その上から紫外光３１が照射され
る。遮光マスク１は窓２の中の部分の紫外光は透過する
が、周辺部分の紫外光は透過しない。次いで、紫外光３
１を照射しながら遮光マスク１はコア２１に対して直角
方向（図面と直角方向）に移動される。
布の形成方法において、位相格子を併用した場合につい
て説明する。図４において、ＧｅＯ2を軸方向に均一に
ドープしたＳｉＯ2を主成分とするコア２１を有する光
伝送路２０の上部に位相格子１０を配置し、位相格子１
０の上部に所定の形状の光透過窓２があけられた遮光マ
スク１が配置され、その上から紫外光３１が照射され
る。遮光マスク１は窓２の中の部分の紫外光は透過する
が、周辺部分の紫外光は透過しない。次いで、紫外光３
１を照射しながら遮光マスク１はコア２１に対して直角
方向（図面と直角方向）に移動される。
【００２０】このような構成をとることによって、コア
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状あるいは
遮光マスク１の移動速度によって決定されると共に、窓
２全体にわたって常に紫外光が透過しているので、一回
の移動操作で照射が完了し所定の屈折率分布を得ること
ができる。一方、窓２を透過した紫外光は格子が所定間
隔Λ´で配置された位相格子１０の表面の法線方向に照
射して干渉させている。そのため、コア２における干渉
縞の間隔Λは、Λ＝Λ´／２となる。したがって、コア
部２の露光領域には、異なる屈折率を有する干渉縞が間
隔Λ´／２を周期としてコア２の軸方向に配列されるの
で、格子３が形成されることになる。
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状あるいは
遮光マスク１の移動速度によって決定されると共に、窓
２全体にわたって常に紫外光が透過しているので、一回
の移動操作で照射が完了し所定の屈折率分布を得ること
ができる。一方、窓２を透過した紫外光は格子が所定間
隔Λ´で配置された位相格子１０の表面の法線方向に照
射して干渉させている。そのため、コア２における干渉
縞の間隔Λは、Λ＝Λ´／２となる。したがって、コア
部２の露光領域には、異なる屈折率を有する干渉縞が間
隔Λ´／２を周期としてコア２の軸方向に配列されるの
で、格子３が形成されることになる。
【００２１】ブラッグの回折条件に基づいてコア部２の
屈折率ｎと格子３の周期Λとを用い、この回折格子の反
射波長λRは、 λR＝２ｎΛ ＝ｎΛ´ となる。また、格子３の長さＬと屈折率差Δｎとを用
い、このファイバ型回折格子の反射率Ｒは、 Ｒ＝ｔａｎｈ2（ＬπΔｎ／λR） となる。
屈折率ｎと格子３の周期Λとを用い、この回折格子の反
射波長λRは、 λR＝２ｎΛ ＝ｎΛ´ となる。また、格子３の長さＬと屈折率差Δｎとを用
い、このファイバ型回折格子の反射率Ｒは、 Ｒ＝ｔａｎｈ2（ＬπΔｎ／λR） となる。
【００２２】本実施形態の回折格子３は紫外光３１の照
射時間が光透過窓２の形状や光透過窓２の移動速度によ
って変化しているので、上述のように形成される回折格
子３の中においても回折格子の強度が変化している。図
５はこのように形成された回折格子３がコア２１の軸方
向で屈折率が相違する状態（ａ）と光伝送路の縦断面図
（ｂ）を示す。
射時間が光透過窓２の形状や光透過窓２の移動速度によ
って変化しているので、上述のように形成される回折格
子３の中においても回折格子の強度が変化している。図
５はこのように形成された回折格子３がコア２１の軸方
向で屈折率が相違する状態（ａ）と光伝送路の縦断面図
（ｂ）を示す。
【００２３】図６は、請求項１に係わる屈折率分布の形
成方法において、ホログラフィック法を併用した場合の
構成図である。図に示すように、干渉機構１３を用いて
干渉空間１４を形成するように、光源３０から出射され
た紫外光を干渉させ、この干渉空間１４に光伝送路２０
を設置する。干渉機構１３は、ビームスプリッタ１１お
よびビームスプリッタ１１を挟むように配置された２つ
のミラー１２で構成されている。
成方法において、ホログラフィック法を併用した場合の
構成図である。図に示すように、干渉機構１３を用いて
干渉空間１４を形成するように、光源３０から出射され
た紫外光を干渉させ、この干渉空間１４に光伝送路２０
を設置する。干渉機構１３は、ビームスプリッタ１１お
よびビームスプリッタ１１を挟むように配置された２つ
のミラー１２で構成されている。
【００２４】遮光マスク１は光源３０とビームスプリッ
タ１１との間に紫外光を横切るように配置され、図面と
直角方向に移動させて干渉空間１４における紫外光の照
射が規制される。図６に示した形成方法は、図４の位相
格子１０の替りに干渉機構１３を用いて実現したもので
あり、操作方法は上述と同じである。
タ１１との間に紫外光を横切るように配置され、図面と
直角方向に移動させて干渉空間１４における紫外光の照
射が規制される。図６に示した形成方法は、図４の位相
格子１０の替りに干渉機構１３を用いて実現したもので
あり、操作方法は上述と同じである。
【００２５】次に、前述した請求項１に係わる屈折率分
布の形成方法において、長周期マスクを併用した場合に
ついて説明する。図７において、ＧｅＯ2を軸方向に均
一にドープしたＳｉＯ2を主成分とするコア２１を有す
る光伝送路２０の上部に長周期マスク１５を配置し、長
周期マスク１５の上部に所定の形状の光透過窓２があけ
られた遮光マスク１が配置され、その上から紫外光３１
が照射される。遮光マスク１は窓２の中の部分の紫外光
は透過するが、周辺部分の紫外光は透過しない。次い
で、紫外光３１を照射しながら遮光マスク１はコア２１
に対して直角方向（図面と直角方向）に移動する。
布の形成方法において、長周期マスクを併用した場合に
ついて説明する。図７において、ＧｅＯ2を軸方向に均
一にドープしたＳｉＯ2を主成分とするコア２１を有す
る光伝送路２０の上部に長周期マスク１５を配置し、長
周期マスク１５の上部に所定の形状の光透過窓２があけ
られた遮光マスク１が配置され、その上から紫外光３１
が照射される。遮光マスク１は窓２の中の部分の紫外光
は透過するが、周辺部分の紫外光は透過しない。次い
で、紫外光３１を照射しながら遮光マスク１はコア２１
に対して直角方向（図面と直角方向）に移動する。
【００２６】このような構成をとることによって、コア
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状あるいは
遮光マスク１の移動速度によって決定されると共に、窓
２全体にわたって常に紫外光が透過しているので、一回
の移動操作で照射が完了し所定の屈折率分布を得ること
ができる。窓２を透過した紫外光は長周期マスク１５の
細窓５によって光が透過する部分と遮光される部分が生
じ、縞状の紫外光がコア部に照射されて長周期格子４が
形成される。
部２１に照射される紫外光３１は窓２を透過した紫外光
に制限されるので、屈折率の変化は窓２の形状あるいは
遮光マスク１の移動速度によって決定されると共に、窓
２全体にわたって常に紫外光が透過しているので、一回
の移動操作で照射が完了し所定の屈折率分布を得ること
ができる。窓２を透過した紫外光は長周期マスク１５の
細窓５によって光が透過する部分と遮光される部分が生
じ、縞状の紫外光がコア部に照射されて長周期格子４が
形成される。
【００２７】この方法を具体的に説明する。図８は、光
伝送路２０に対して直角方向に複数の細窓５が百〜数百
μｍの周期であけられた長周期マスク１５を示す平面図
であり、図９は、第１の光透過窓２ａと第２の光透過窓
２ｂ、２ｃがあけられた遮光マスク１を示す平面図であ
る。図８に示した長周期マスク１５と図９に示した遮光
マスク１の中、第１の光透過窓２ａの部分を図７に示す
ように配置し、紫外光３１を照射しながら遮光マスク１
を図面と直角方向（図９の矢印４０の方向）に移動す
る。第１の光透過窓２ａは左側より右側が長時間照射さ
れるので、照射時間に対応した屈折率分布が形成され
る。
伝送路２０に対して直角方向に複数の細窓５が百〜数百
μｍの周期であけられた長周期マスク１５を示す平面図
であり、図９は、第１の光透過窓２ａと第２の光透過窓
２ｂ、２ｃがあけられた遮光マスク１を示す平面図であ
る。図８に示した長周期マスク１５と図９に示した遮光
マスク１の中、第１の光透過窓２ａの部分を図７に示す
ように配置し、紫外光３１を照射しながら遮光マスク１
を図面と直角方向（図９の矢印４０の方向）に移動す
る。第１の光透過窓２ａは左側より右側が長時間照射さ
れるので、照射時間に対応した屈折率分布が形成され
る。
【００２８】複数の光透過窓２ａ、２ｂ、２ｃによって
コア２１を照射する順序は、図９に示された配列に制限
されるものではなく、それらの間で変更されても構わな
い。さらに、長周期マスク１５と複数の光透過窓２ａ、
２ｂ、２ｃとの間で照射の順序が変更されても同様の効
果を奏する。
コア２１を照射する順序は、図９に示された配列に制限
されるものではなく、それらの間で変更されても構わな
い。さらに、長周期マスク１５と複数の光透過窓２ａ、
２ｂ、２ｃとの間で照射の順序が変更されても同様の効
果を奏する。
【００２９】図１０（ａ）は、コア方向の位置に対する
屈折率分布を示す図である。ｎcladはクラッドの屈折
率、ｎcoreは照射前のコアの屈折率、(ｎ)1coreは短時
間照射後のコアの平均屈折率、(ｎ)2coreは長時間照射
後のコアの平均屈折率である。このような長周期格子が
形成された光伝送路２０の透過スペクトルを図１０
（ｂ）に示す。減衰量領域の中心波長λ1、λ2は夫々ク
ラッドの屈折率 ｎcladとコアの平均屈折率(ｎ)1coreあ
るいは(ｎ)2coreとの差によって決まり、また、中心波
長λ1、λ2における減衰量は紫外光照射によって形成さ
れた長周期格子の変動振幅Δｎ1、Δｎ2に対応して決定
される。
屈折率分布を示す図である。ｎcladはクラッドの屈折
率、ｎcoreは照射前のコアの屈折率、(ｎ)1coreは短時
間照射後のコアの平均屈折率、(ｎ)2coreは長時間照射
後のコアの平均屈折率である。このような長周期格子が
形成された光伝送路２０の透過スペクトルを図１０
（ｂ）に示す。減衰量領域の中心波長λ1、λ2は夫々ク
ラッドの屈折率 ｎcladとコアの平均屈折率(ｎ)1coreあ
るいは(ｎ)2coreとの差によって決まり、また、中心波
長λ1、λ2における減衰量は紫外光照射によって形成さ
れた長周期格子の変動振幅Δｎ1、Δｎ2に対応して決定
される。
【００３０】次に、長周期マスク１５を除去する。遮光
マスク１については、第２の光透過窓２ｂを介して紫外
光３１を直接光伝送路２０に照射すると同時に矢印４０
の方向に移動する。この操作では左側の部分だけが照射
されるので、屈折率分布は図１１（ａ）に示すように長
周期格子の変動振幅Δｎ1が全体に持ち上げられた分布
となる。この時の透過スペクトルは、図１１（ｂ）に示
すように中心波長λ1の減衰領域がλ4に移行し、その他
は変化しない。
マスク１については、第２の光透過窓２ｂを介して紫外
光３１を直接光伝送路２０に照射すると同時に矢印４０
の方向に移動する。この操作では左側の部分だけが照射
されるので、屈折率分布は図１１（ａ）に示すように長
周期格子の変動振幅Δｎ1が全体に持ち上げられた分布
となる。この時の透過スペクトルは、図１１（ｂ）に示
すように中心波長λ1の減衰領域がλ4に移行し、その他
は変化しない。
【００３１】続いて、遮光マスク１については、第２の
光透過窓２ｃを介して紫外光３１を直接光伝送路２０に
照射すると同時に矢印４０の方向に移動する。この操作
では長周期格子全体が均一に照射されるので、屈折率分
布は図１２（ａ）に示すように長周期格子の変動振幅Δ
ｎ1、Δｎ2が全体に持ち上げられた分布となる。この時
の透過スペクトルは、図１２（ｂ）に示すように減衰領
域の中心波長λ2、λ4が夫々λ3とλ5に平行移行した特
性となる。
光透過窓２ｃを介して紫外光３１を直接光伝送路２０に
照射すると同時に矢印４０の方向に移動する。この操作
では長周期格子全体が均一に照射されるので、屈折率分
布は図１２（ａ）に示すように長周期格子の変動振幅Δ
ｎ1、Δｎ2が全体に持ち上げられた分布となる。この時
の透過スペクトルは、図１２（ｂ）に示すように減衰領
域の中心波長λ2、λ4が夫々λ3とλ5に平行移行した特
性となる。
【００３２】図１３は、光増幅器のスペクトル特性の代
表例を示す。短波長側に光量のピークが生じるので有効
帯域が不十分の場合がある。そこで、増幅用の光ファイ
バに図１２（ｂ）に示す特性の長周期格子を設けること
によって、図１４に示すように有効帯域を広げることが
できる。
表例を示す。短波長側に光量のピークが生じるので有効
帯域が不十分の場合がある。そこで、増幅用の光ファイ
バに図１２（ｂ）に示す特性の長周期格子を設けること
によって、図１４に示すように有効帯域を広げることが
できる。
【００３３】
【実施例１】光軸方向にＧｅＯ2が均一にドープされた
ＳｉＯ2を主成分とするコア径８μｍ、ＳｉＯ2を主成分
とするクラッド径１２５μｍの石英系ガラスの光ファイ
バを作製した。コアとクラッドとの屈折率差は０．３％
である。この光ファイバを水圧２００気圧の雰囲気の容
器内に設置して、内部温度３０℃の雰囲気下で２週間水
素添加処理した。次いで、この光ファイバを図１に示し
た位相格子１０、光透過窓２が直角三角形の遮光マスク
１を用いて回折格子を形成した。光源はＫｒＦエキシマ
レーザを用い、照射ビームは２０ｍｍ×８ｍｍに成形
し、パワー強度は２５０ｍＪ／ｃｍ2である。
ＳｉＯ2を主成分とするコア径８μｍ、ＳｉＯ2を主成分
とするクラッド径１２５μｍの石英系ガラスの光ファイ
バを作製した。コアとクラッドとの屈折率差は０．３％
である。この光ファイバを水圧２００気圧の雰囲気の容
器内に設置して、内部温度３０℃の雰囲気下で２週間水
素添加処理した。次いで、この光ファイバを図１に示し
た位相格子１０、光透過窓２が直角三角形の遮光マスク
１を用いて回折格子を形成した。光源はＫｒＦエキシマ
レーザを用い、照射ビームは２０ｍｍ×８ｍｍに成形
し、パワー強度は２５０ｍＪ／ｃｍ2である。
【００３４】この装置を用いて遮光マスク１を矢印４０
の方向に光ファイバの上を横切るように等速で移動し、
窓２が光ファイバ上を通過し光ファイバを照射するに要
した時間は５分であった。照射後、光ファイバのコアの
屈折率分布を測定したところ、図２（ａ）に示すように
長さ７ｍｍにわたって徐々に屈折率が変化する分布４が
得られた。屈折率の最大値は０．５％であった。因みに
従来のビームをスキャンさせる方法で照射すると同一の
屈折率分布を得るのに所要時間は４０分であった。
の方向に光ファイバの上を横切るように等速で移動し、
窓２が光ファイバ上を通過し光ファイバを照射するに要
した時間は５分であった。照射後、光ファイバのコアの
屈折率分布を測定したところ、図２（ａ）に示すように
長さ７ｍｍにわたって徐々に屈折率が変化する分布４が
得られた。屈折率の最大値は０．５％であった。因みに
従来のビームをスキャンさせる方法で照射すると同一の
屈折率分布を得るのに所要時間は４０分であった。
【００３５】
【実施例２】図４において説明した位相格子を併用した
方法によって光ファイバに回折格子を形成した。光ファ
イバおよび光源は実施例１と同じ構成である。図１５に
示したガウス分布の光透過窓２−１を有する遮光マスク
１を用い、遮光マスク１を矢印４０の方向に光ファイバ
の上を横切るように等速で移動し、窓２が光ファイバ上
を通過し光ファイバを照射するに要した中心部の最長露
光時間は６分であった。
方法によって光ファイバに回折格子を形成した。光ファ
イバおよび光源は実施例１と同じ構成である。図１５に
示したガウス分布の光透過窓２−１を有する遮光マスク
１を用い、遮光マスク１を矢印４０の方向に光ファイバ
の上を横切るように等速で移動し、窓２が光ファイバ上
を通過し光ファイバを照射するに要した中心部の最長露
光時間は６分であった。
【００３６】照射後、光ファイバのコアの屈折率分布を
測定したところ、図１６（ａ１）に示すように長さ７ｍ
ｍにわたって回折格子の各縞の屈折率がコア部の位置に
よって略ガウス分布に変化するものが得られた。この回
折格子の反射特性は図１６（ｂ１）に示すように高次モ
ード等による影響の少ない透過スペクトルが得られた。
因みに従来の方法で回折格子を形成したところ、反射特
性は本実施例の場合と類似の値を示したが、照射時間が
６０分以上であった。
測定したところ、図１６（ａ１）に示すように長さ７ｍ
ｍにわたって回折格子の各縞の屈折率がコア部の位置に
よって略ガウス分布に変化するものが得られた。この回
折格子の反射特性は図１６（ｂ１）に示すように高次モ
ード等による影響の少ない透過スペクトルが得られた。
因みに従来の方法で回折格子を形成したところ、反射特
性は本実施例の場合と類似の値を示したが、照射時間が
６０分以上であった。
【００３７】
【実施例３】実施例２において形成された回折格子を有
する光ファイバについて、位相格子を使用せずに、図１
５に示した光透過窓２−２、続いて２−３を有する遮光
マスク１を等速で移動しながら紫外光を照射した。光フ
ァイバの露光時間は夫々３分間であった。窓２−２は中
心部のガウス分布のところを遮光し、周辺部を照射する
ものであり、窓２−３は全体を方形に照射するものであ
る。使用した装置の構成あるいは性能は実施例２と同じ
である。
する光ファイバについて、位相格子を使用せずに、図１
５に示した光透過窓２−２、続いて２−３を有する遮光
マスク１を等速で移動しながら紫外光を照射した。光フ
ァイバの露光時間は夫々３分間であった。窓２−２は中
心部のガウス分布のところを遮光し、周辺部を照射する
ものであり、窓２−３は全体を方形に照射するものであ
る。使用した装置の構成あるいは性能は実施例２と同じ
である。
【００３８】照射後の屈折率分布は、夫々図１６（ａ
２）および（ａ３）に示すように回折格子３が上方へ持
ち上げられた形状となる。このように照射すると、回折
格子の反射特性は夫々図１６（ｂ２）および（ｂ３）に
示すように反射帯域が変化し、あるいは反射波長がシフ
トする。
２）および（ａ３）に示すように回折格子３が上方へ持
ち上げられた形状となる。このように照射すると、回折
格子の反射特性は夫々図１６（ｂ２）および（ｂ３）に
示すように反射帯域が変化し、あるいは反射波長がシフ
トする。
【００３９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、屈折率
分布の形成方法は、遮光マスクを一回の移動操作によっ
て完了するので操作が簡単である。
分布の形成方法は、遮光マスクを一回の移動操作によっ
て完了するので操作が簡単である。
【００４０】また、従来法のように細いビーム幅毎に照
射を行う必要がなく、紫外光の照射時間を著しく短縮す
ることができる。
射を行う必要がなく、紫外光の照射時間を著しく短縮す
ることができる。
【００４１】さらに、光増幅器用ファイバに長周期格子
を適用して広帯域化を計るに際し、長周期格子を短時間
で作製することができる。
を適用して広帯域化を計るに際し、長周期格子を短時間
で作製することができる。
【図１】本実施形態に係わる屈折率分布の形成方法を説
明する図である。
明する図である。
【図２】図１の方法によって形成された屈折率分布のグ
ラフ（ａ）、および光ファイバの縦断面図（ｂ）であ
る。
ラフ（ａ）、および光ファイバの縦断面図（ｂ）であ
る。
【図３】本実施形態に係わる種々の遮光マスク（ａ）、
およびこのマスクを用いて得られる屈折率分布のグラフ
（ｂ）である。
およびこのマスクを用いて得られる屈折率分布のグラフ
（ｂ）である。
【図４】位相格子を併用した屈折率分布の形成方法を説
明する図である。
明する図である。
【図５】図４の構成によって形成された回折格子の屈折
率分布のグラフ（ａ）、および光ファイバの縦断面図
（ｂ）である。
率分布のグラフ（ａ）、および光ファイバの縦断面図
（ｂ）である。
【図６】ビームスプリッタを併用して屈折率分布の形成
方法を説明する図である。
方法を説明する図である。
【図７】長周期マスクを併用して屈折率分布の形成方法
を説明する図である。
を説明する図である。
【図８】長周期マスクの一構成例を示す平面図である。
【図９】本実施形態に用いた遮光マスクの一構成例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１０】長周期マスクを併用した場合の一屈折率分布
のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
【図１１】長周期マスクを併用した場合の他の屈折率分
布のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
布のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
【図１２】長周期マスクを併用した場合の他の屈折率分
布のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
布のグラフ（ａ）と透過スペクトルのグラフ（ｂ）であ
る。
【図１３】本実施形態に係わる一光増幅器スペクトルの
グラフである。
グラフである。
【図１４】本発明によって帯域幅が改善された光増幅器
スペクトルのグラフである。
スペクトルのグラフである。
【図１５】本実施例に適用した遮光マスクの構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図１６】図１５の遮光マスクを用いて形成された屈折
率分布のグラフ（ａ）と反射スペトルのグラフ（ｂ）で
ある。
率分布のグラフ（ａ）と反射スペトルのグラフ（ｂ）で
ある。
１・・・遮光マスク、２・・・光透過窓、３・・・回折格子、４・
・・長周期格子、５・・・細窓、１０・・・位相格子、１１・・・
ビームスプリッタ、１２・・・ミラー、１３・・・干渉機構、
１４・・・干渉空間、１５・・・長周期マスク、２０・・・光伝
送路、２１・・・コア、３０・・・光源、３１・・・紫外光、４
０・・・矢印（移動方向）
・・長周期格子、５・・・細窓、１０・・・位相格子、１１・・・
ビームスプリッタ、１２・・・ミラー、１３・・・干渉機構、
１４・・・干渉空間、１５・・・長周期マスク、２０・・・光伝
送路、２１・・・コア、３０・・・光源、３１・・・紫外光、４
０・・・矢印（移動方向）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 享 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 伊藤 達也 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 茂原 政一 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 紫外光照射により屈折率が変化するガラ
ス材料からなり、軸方向の屈折率が均一なコア部を有す
光伝送路を作製する第１の工程と、１個あるいは複数個
の独立した所望形状の光透過窓を有する遮光マスクを介
して紫外光を通過せしめて前記光伝送路に照射すると同
時に、該遮光マスクを移動せしめて該コア軸上の各位置
に照射される紫外光の時間変化を与える第２の工程とを
備え、コア部の当該位置における屈折率の変化を照射時
間に対応させることを特徴とする屈折率分布の形成方
法。 - 【請求項２】 前記第２の工程において、少なくとも前
記１つの光透過窓が移動する間に、光の干渉機構を介し
て前記光伝送路を照射する工程であることを特徴とする
請求項１に記載の屈折率分布の形成方法。 - 【請求項３】 前記第２の工程は、位相格子からなる光
の干渉機構を介して照射する工程であることを特徴とす
る請求項２に記載の屈折率分布の形成方法。 - 【請求項４】 前記第２の工程は、ビームスプリッタお
よびミラーからなる光の干渉機構を介して照射する工程
であることを特徴とする請求項２に記載の屈折率分布の
形成方法。 - 【請求項５】 前記第２の工程において、少なくとも前
記１つの光透過窓が移動する間に、光の波長に比べて十
分大きい間隔で周期的に紫外光を通過する細窓を有する
長周期マスクを介して前記光伝送路を照射する工程であ
ることを特徴とする請求項１に記載の屈折率分布の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285448A JPH10133039A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 屈折率分布の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285448A JPH10133039A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 屈折率分布の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10133039A true JPH10133039A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17691656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8285448A Pending JPH10133039A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 屈折率分布の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10133039A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121874A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | フェルール付き光ファイバ及びその製造方法 |
| WO2011048999A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | 株式会社フジクラ | レーザ光出射用素子、及び、その製造方法、及び、それを用いたファイバレーザ装置 |
| WO2012144273A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | 株式会社フジクラ | 光出射用エンドキャップの製造方法 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP8285448A patent/JPH10133039A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121874A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | フェルール付き光ファイバ及びその製造方法 |
| WO2011048999A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | 株式会社フジクラ | レーザ光出射用素子、及び、その製造方法、及び、それを用いたファイバレーザ装置 |
| CN102576122A (zh) * | 2009-10-23 | 2012-07-11 | 株式会社藤仓 | 激光输出用元件及其制造方法、以及使用其的光纤激光器装置 |
| US8422520B2 (en) | 2009-10-23 | 2013-04-16 | Fujikura Ltd. | Laser light emitting device and method of manufacturing the same, and fiber laser apparatus using the same |
| JP5226130B2 (ja) * | 2009-10-23 | 2013-07-03 | 株式会社フジクラ | レーザ光出射用素子、及び、その製造方法、及び、それを用いたファイバレーザ装置 |
| WO2012144273A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | 株式会社フジクラ | 光出射用エンドキャップの製造方法 |
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