JPH10160949A - 光導波路型回折格子の製造方法 - Google Patents
光導波路型回折格子の製造方法Info
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- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
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- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
より短波長領域において伝搬光のクラッド漏洩による損
失が生じ、光導波路の軸方向に対する回折格子の向きに
依存することが知られていたが、格子縞の方向と光導波
路の軸方向とのなす角度θを高精度に調整することが困
難であった。 【解決手段】 光を照射することにより屈折率が変化す
るガラス材料の光導波路に光照射機構から発射された所
定波長の干渉光を照射し、照射部のコアの屈折率がコア
軸方向に周期的に変化する光導波路型回折格子を製造す
るに際し、光導波路1をはさむように光照射機構および
光照射機構と対向する側に投影板3とが配置され、干渉
光を形成する2光束の光を光導波路1に照射して、投影
板3の上に2つの光導波路像5−1、5−2を投影せし
め、2つの像5−1と5−2とを結ぶ線と、映し出され
た光導波路像5−1あるいは5−2の軸とがなす角度θ
を調整する方法である。
Description
軸に沿って周期的に変化する光導波路型回折格子の製造
方法に関する。
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。
てのファイバ型素子は、小型で挿入損失の小さいこと
や、光ファイバとの接続が容易であること等の利点を有
している。そして、このようなファイバ型素子として、
ファイバ型フィルタが知られている。
ープした光ファイバに紫外光を照射すると、コア部の屈
折率が変化するという知見が周知であり、このような光
誘起屈折率変化を利用したファイバ型フィルタとして、
光ファイバ型回折格子が開発されている。
内を進行する光のうち特定波長の光部分を反射するもの
であり、一般に、紫外光の照射によって光ファイバのコ
ア部に屈折率が光軸に沿って周期的に変化した領域を形
成することによって製造されている。
回折格子を有する光ファイバは、特定波長の基底モード
はブラッグ反射するが、その反射波長帯域より短波長領
域において伝搬光のクラッド漏洩による損失の生じるこ
とが確認されている(Electronics Letters ,28th Apr
il 1994 ,730〜732)。
内を伝搬する信号光の一部が回折格子を形成している領
域で高次モードに変換され、クラッドモードとして伝搬
し、外部へ漏洩するために発生する。
示すように光ファイバの軸方向に対する回折格子の格子
縞と直角方向とのなす角度θに大きく依存していること
が明らかになってきた。しかしながら、位相格子の格子
縞の方向を製造中に確認することが困難であり、位相格
子の方向を正確に調整することはできなかった。
導波路の軸方向とのなす角度θを高精度に調整すること
のできる光ファイバ型回折格子の製造方法を提供するも
のである。
バ型回折格子の製造方法は、光照射機構から発射された
所定波長の光を照射することにより屈折率が変化するガ
ラス材料の光導波路に所定波長の光からなる干渉光を照
射し、照射部のコアの屈折率がコア軸方向に周期的に変
化する光導波路型回折格子を製造する方法において、コ
ア部に形成された屈折率の干渉縞の法線と、コア軸とが
なす角度θが所定の値以下となるように光導波路と光照
射機構の相対位置を調整する調整工程を有することを特
徴とする方法である。
波路をはさむように光照射機構および光照射機構と対向
する側に投影板とが配置され、干渉光を形成する2光束
の光を光導波路に照射して、投影板上に2つの光導波路
像を投影せしめ、2つの像を結ぶ線と、映し出された光
導波路像の軸とがなす角度θを調整する工程である。こ
の発明によれば、コア部に紫外光のような所定波長の干
渉縞を照射してコアの屈折率を変化させるに際し、紫外
光を位相格子等に通過させ、2方向に分光された光束を
光導波路に透過させるので光導波路の像を拡大して投影
させることができる。この時、光導波路の像は位相格子
の格子縞と直角方向に投影されるので、2つの光導波路
の像を結ぶ方向と光導波路像の軸方向との角度θを測定
することによって、光導波路の光軸方向に対する干渉縞
の方向を正確に測定し、調整することができる。
下に調整することによって高次モードの発生を効果的に
抑制することができる。
導波路型回折格子の製造方法にかかわる実施の形態を詳
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。
格子を製造する方法について図1および図2を参照しな
がら説明する。図1は光導波路型回折格子を作製するた
めの製造装置の構成図であり、図2は製造方法を説明す
る図である。図1において、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を有する光フ
ァイバ1が投影板3の上に配置され、光ファイバ1の直
上には位相格子2がそれぞれ平行に配置され、位相格子
2の上方から紫外光4が照射される。
アに回折格子を形成するにあたっては、紫外光4が位相
格子2を通過するときに、紫外光4は位相格子2の格子
縞6と直角方向に進行する光束4−1と4−2に2分か
れ、分れた光束4−1と4−2は夫々光ファイバ1を透
過して投影板3に到達する。
して配置されると、光束4−1、4−2は格子縞6と直
角方向に進行するので、2つの光ファイバ像5−1、5
−2は図2(a)に示すように薄く灰色に見える光ファ
イバ像1−0を挟んで両側に現われる。ここで、光ファ
イバ像5−1、5−2は光ファイバ像1−1、1−2と
その周りに回折光6−1、6−2からなる映像である。
中心軸から離れて投影される場合には、位相格子2を光
ファイバ1上の水平面内で回転させると、図2(b)に
示すように2つの光ファイバ像5−1、5−2は光ファ
イバ像1−0の軸上まで移動させることができる。この
ように調整することにより、光ファイバ1と位相格子2
との間では光束4−1と光束4−2とにより形成された
干渉光が光ファイバ1の軸方向と略直角となり、コア軸
と直角に回折格子を形成することができる。この方法に
よって、干渉縞と光ファイバ1の軸方向との位置関係を
所望の角度θに容易に調整することもできる。
は、光ファイバ1と投影板3との間の距離に比例して拡
大される。このとき直線性のよい紫外光を使用するこ
と、あるいは投影板3の表面を白色とすることによって
拡大された影像の鮮明度を上げることができる。また、
投影板3の上に感熱紙を置いて光導波路像を撮影し、そ
の位置を正確に測定することもできる。
とを結ぶ方向に対する光ファイバ像1−0の軸方向との
なす角度θは、 θ=tan-1(L1/L2) で表される。
バ1の軸とが直角になれば零となり、2つの光ファイバ
像5−1と5−2は光ファイバ像1−0の光軸上に投影
される。
的構成を示す図であり、側面図(a)と平面図(b)を
示す。位相格子2は円板状の保持具13の中心部に取り
付けられ、保持具13は枠11の上に矢印15の方向に
回転自在に設けられている。枠11と光ファイバ1とは
支柱12に固定されている。
アに回折格子を形成するにあたっては、紫外光4が位相
格子2に入射されると、図4に示すように光ファイバ像
5−1、5−2が光ファイバ像1−0の両側に投影され
る。この場合は、保持具13を矢印15の方向に回転し
て、光ファイバ像5−1、5−2を光ファイバ像5−0
の軸上まで移動させ、紫外光の干渉縞が光ファイバ軸と
直角になるよう調整した後、紫外光を照射する。
光ファイバ軸と傾斜した場合の伝送特性上の影響を確認
するため、図5に示すように干渉縞の法線とコア軸8と
のなす角度θを変えた場合の光ファイバを作製した。
す。軸方向にGeO2が均一にドープされたSiO2を主
成分とする直径8μmのコアと、コアの外周にSiO2
を主成分とする直径125μmのクラッドを設けたガラ
スファイバを線引きすると同時に樹脂を施した光ファイ
バを作製した。この光ファイバを温度25℃、水素ガス
100気圧の雰囲気中で、2週間放置して光ファイバ内
に水素を圧入し、紫外光の照射による屈折率変化を大き
くした。
子を形成する方法について説明する。図6は位相格子を
用いて回折格子を形成する装置の構成図であり、GeO
2を軸方向に均一にドープしたSiO2を主成分とする光
ファイバ1の直上に位相格子2を配置し、位相格子2の
上部から紫外光を照射する。紫外光4は格子が所定間隔
Λ´で配置された位相格子2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9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9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
9の軸方向に配列されるので、回折格子10が形成され
ることになる。
屈折率nと格子10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。
を用い、この光ファイバ型回折格子の反射率Rは、 R=tanh2(LπΔn/λR) となる。
いて、回折格子の角度θが0゜、0.17゜、0.42
゜、0.85゜、1.70゜となる場合について、図1
の製造装置によって形成した。使用した紫外光の光源は
KrFエキシマレーザを用い、照射ビームは20mm×
8mmに成形され、パワー強度は250mJ/cm2で
ある。
ついて透過スペクトル特性を測定した。測定された特性
のうち、代表例を図7〜図9に示す。角度θが大きくな
るにしたがって、ブラッグ反射波長より短波長側で生じ
る損失は単調増加する傾向のあることが確認された。こ
れらの測定結果から、角度θと短波長側の損失のピーク
値との関係を図9に示す。このグラフから、角度θの傾
きは1.0°以下、望ましくは0.5°以下に作製する
ことによって、短波長側に発生する損失増加を殆ど抑制
できることがわかる。
路型回折格子を形成する場合の製造装置の構成図であ
る。この図において、光源20から出射された紫外光は
ビームスプリッタ21によって2分割され、2分割され
た各紫外光は2つのミラー22によって干渉させて干渉
空間24を形成し、この干渉空間24に光ファイバ1を
設置し、光ファイバ1の下方には投影板3が配置され
る。
およびビームスプリッタ21を挟むように配置された2
つのミラー22とで構成される干渉機構23は、図1に
示した位相格子2と対応するものであり、その他の構成
は図1と同じ構成である。
折格子を形成するにあたっては、光源20から出射され
た紫外光によって、図12に示すように光ファイバ像5
−1、5−2は光ファイバ像1−0の両側に離れて投影
される。このような場合は、干渉機構23を矢印25の
方向に回転・調整することによって、光ファイバ像5−
1、5−2を光ファイバ像1−0の軸上まで移動させ、
干渉縞をコア軸と直角に調整することができる。
率の干渉縞の法線と、コア軸とがなす角度θが所定の値
となるように光導波路と光照射機構(図1における紫外
光4と位相格子2、あるいは図11における光源20と
干渉機構23をいう。)の相対位置を調整する場合の光
源の波長は、限定されるものでなく何れのものでも可能
である。紫外光によって調整した場合は、同じ波長の紫
外光で回折格子を形成することができるので最も好まし
いものである。
導波路型回折格子の製造方法は、最初に投影板上に投影
された2つの光導波路像を所定位置にくるように光照射
機構の方向を調整し、それから紫外光を照射して屈折率
変化するので、回折格子の方向を正確に形成することが
できる。このような調整を行うことによって、ブラッグ
反射帯域より短波長領域で発生する損失を抑制すること
ができる。
するための製造装置の構成図である。
子を形成する方法を説明する図である。
す側面図(a)および平面図(b)である。
形成する方法を説明する図である。
る装置の構成図である。
定例を示すグラフである。
の測定例を示すグラフである。
の測定例を示すグラフである。
ラフである。
成するための他の製造装置の構成を示す図である。
折格子を形成する方法を説明する図である。
紫外光、5・・・光導波路像、6・・・格子縞、7・・・格子縞
の方向、8・・・コアの軸方向、9・・・コア、10・・・回折
格子、11・・・枠、12・・・支柱、13・・・保持具、1
4、15・・・矢印(回転方向)、20・・・光源、21・・・
ビームスプリッタ、22・・・ミラー、23・・・干渉機構、
24・・・干渉空間、25・・・矢印(回転方向)
Claims (3)
- 【請求項1】 光を照射することにより屈折率が変化す
るガラス材料の光導波路に光照射機構から発射された所
定波長の干渉光を照射し、照射部のコアの屈折率がコア
軸方向に周期的に変化する光導波路型回折格子を製造す
る方法において、 前記コア部に形成された屈折率の干渉縞の法線と、前記
コア軸とがなす角度θが所定の値以下となるように前記
光導波路と前記光照射機構の相対位置を調整する調整工
程を有することを特徴とする光導波路型回折格子の製造
方法。 - 【請求項2】 前記調整工程は、前記光導波路をはさむ
ように前記光照射機構および光照射機構と対向する側に
投影板とが配置され、前記干渉光を形成する2光束の光
を前記光導波路に照射して、投影板上に2つの光導波路
像を投影せしめ、前記2つの像を結ぶ線と、前記映し出
された光導波路像の軸とがなす角度θを調整する工程で
あることを特徴とする請求項1に記載の光導波路型回折
格子の製造方法。 - 【請求項3】 前記角度θが1.0゜以下となるように
調整することを特徴とする請求項1に記載の光導波路型
回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32571396A JP3845922B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 光導波路型回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32571396A JP3845922B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 光導波路型回折格子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10160949A true JPH10160949A (ja) | 1998-06-19 |
JP3845922B2 JP3845922B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18179870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32571396A Expired - Fee Related JP3845922B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | 光導波路型回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3845922B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001088573A1 (fr) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Reseau de diffraction de type guide d'onde optique et procede de fabrication de ce reseau |
WO2004019091A1 (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. | 擬スラント型ファイバブラッググレーティング、複数直列型ファイバブラッググレーティング、光ファイバ型カプラおよび光コネクタ |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP32571396A patent/JP3845922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001088573A1 (fr) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Reseau de diffraction de type guide d'onde optique et procede de fabrication de ce reseau |
WO2004019091A1 (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. | 擬スラント型ファイバブラッググレーティング、複数直列型ファイバブラッググレーティング、光ファイバ型カプラおよび光コネクタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3845922B2 (ja) | 2006-11-15 |
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