JPH10288715A - Two-wavelength stop type optical fiber grating - Google Patents

Two-wavelength stop type optical fiber grating

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JPH10288715A
JPH10288715A JP9099413A JP9941397A JPH10288715A JP H10288715 A JPH10288715 A JP H10288715A JP 9099413 A JP9099413 A JP 9099413A JP 9941397 A JP9941397 A JP 9941397A JP H10288715 A JPH10288715 A JP H10288715A
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JP
Japan
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grating
optical fiber
refractive index
wavelength
core
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JP9099413A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Nakai
道弘 中居
Katsutoshi Komoto
克敏 甲本
Takaaki Kumeno
隆昭 粂野
Ryozo Yamauchi
良三 山内
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the grating small-sized by forming a grating part in a polarization plane maintaining fiber. SOLUTION: A PANDA fiber 10 consists of a core 11 made of quartz glass to which germanium is added, a clad 12 made of pure quartz glass, and a stress imposing part 13 made of quartz glass to which a relatively large amount of boron is added. At one place of the PANDA fiber 10 which is different in effective refractive index to an Xpolarized wave, the core 11 is given periodical variation in refractive index along the length of the PANDA filter 10 to constitute one kind of grating part. Consequently, different grating characteristics are shown to the X-polarized wave and Y-polarized wave of light transmitted through the grating part, and a transmission spectrum having two loss peaks is obtained, so that this grating can be used as a two-wavelength stop type optical fiber grating.

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2波長阻止型光ファ
イバグレーティングに関し、特に小型化を図ることがで
きる2波長阻止型光ファイバグレーティングに関する。
The present invention relates to a two-wavelength blocking optical fiber grating, and more particularly to a two-wavelength blocking optical fiber grating that can be downsized.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバグレーティングは、光ファイ
バの長さ方向に一定の周期的な変化、例えばコアの屈折
率の周期的な変化やコア径の周期的変化などを形成した
ものである。
2. Description of the Related Art An optical fiber grating is formed by forming a constant periodic change in the length direction of an optical fiber, for example, a periodic change in the refractive index of the core or a periodic change in the core diameter.

【0003】従来より光ファイバグレーティングの製造
方法の1つとして、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して、コアに周期的な屈折率変化
を形成する方法が知られている。例えば、ゲルマニウム
添加コア/シリカクラッドの光ファイバ、またはゲルマ
ニウム添加コア/フッ素添加クラッドの光ファイバが使
用され、この光ファイバを、水素加圧容器中(100a
tm程度)で水素添加処理した後、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順次紫外光を照射す
る方法などが用いられている。
Conventionally, as one method of manufacturing an optical fiber grating, when a quartz glass to which germanium is added is irradiated with strong ultraviolet light, the refractive index increases in accordance with the amount of irradiation, and a periodic wave is applied to the core. There is known a method of forming a significant refractive index change. For example, a germanium-doped core / silica-clad optical fiber or a germanium-doped core / fluorine-doped optical fiber is used, and this optical fiber is placed in a hydrogen pressurized container (100a).
tm), a method of irradiating ultraviolet light at a constant period in the optical fiber length direction using a photomask, or a method of sequentially irradiating ultraviolet light at equal intervals in the optical fiber length direction is used. Have been.

【0004】一般に光ファイバ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。放射モード結
合型グレーティングと反射型グレーティングの構成上の
主な違いは、周期的な変化の周期(以下、グレーティン
グピッチということがある)の違いにある。例えばコア
に屈折率の周期的変化を形成してなる光ファイバグレー
ティングの場合、放射型グレーティングはグレーティン
グピッチを数百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1μm程度と
することによって得られている。特に反射型グレーティ
ングにおいてグレーティングピッチを等間隔一定にする
と、図4に模式的に示すような透過スペクトルとなり、
比較的鋭い狭帯域の透過損失のピーク(以下損失ピーク
という)が得られることが知られている。この損失ピー
クの波長帯の幅を阻止帯域幅、その中心の波長を中心波
長(図中λcで示す)、透過損失の大きさを阻止率とい
う。
In general, optical fiber gratings include a radiation mode coupling type and a reflection mode coupling type. The radiation mode coupling type grating couples a mode propagating in a core and a mode propagating in a cladding to generate light of a specific wavelength. Is emitted to the outside of the optical waveguide to attenuate the characteristic. 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. A major difference in the configuration between the radiation mode coupling type grating and the reflection type grating is a difference in a period of a periodic change (hereinafter, sometimes referred to as a grating pitch). For example, in the case of an optical fiber grating in which a periodic change in the refractive index is formed in a core, a radiation type grating is obtained by setting the grating pitch to several hundred μm, and a reflection type grating is obtained by setting the grating pitch to about 1 μm. Have been obtained. In particular, when the grating pitch is made constant at equal intervals in a reflection type grating, a transmission spectrum as schematically shown in FIG.
It is known that a relatively sharp narrow band transmission loss peak (hereinafter referred to as a loss peak) is obtained. The width of the wavelength band of the loss peak is called a stop band width, the center wavelength is called a center wavelength (indicated by λc in the figure), and the magnitude of the transmission loss is called a stop ratio.

【0005】そこで、このように狭帯域の損失ピークが
得られる反射型グレーティングを用い、その透過スペク
トルにおいて2つの損失ピークが得られるようにした2
波長阻止型光ファイバグレーティングが提案されてい
る。図5は通常の光ファイバに反射型グレーティングを
形成した2波長阻止型光ファイバグレーティングの一例
を模式的に示した一部断面図で、図6はこの2波長阻止
型光ファイバグレーティングにおいて得られる透過スペ
クトルを模式的に示したものである。図中符号1は光フ
ァイバ、2はコア、3はクラッド、4は被覆層をそれぞ
れ示している。光ファイバ1において、コア2はクラッ
ド3より高屈折率で、少なくともゲルマニウムが添加さ
れた石英ガラスからなっている。クラッド3はコアより
も低屈折率の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などが好ましく用い
られる。この2波長阻止型光ファイバグレーティング
は、被覆層4を引き剥した光ファイバ1の一部に、コア
2の屈折率が光ファイバ1長さ方向に周期的に変化した
2種類のグレーティング部5A,5Bが形成されたもの
である。これらグレーティング部5A,5Bはグレーテ
ィング特性が異なるため、図6に示すように2つの損失
ピークを有する透過スペクトルが得られるようになって
いる。図6中λA,λBは2つの損失ピークの中心波長を
それぞれ示すものである。これらλA,λBは、グレーテ
ィングピッチ、屈折率の変化量などに依存し、これらを
適宜調節することによってλAとλBとの間の波長距離a
を、例えば1nm程度離れたものとすることができる。
[0005] Therefore, a reflection type grating having a narrow band loss peak is used, and two loss peaks are obtained in its transmission spectrum.
Wavelength blocking optical fiber gratings have been proposed. FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a two-wavelength blocking optical fiber grating in which a reflection grating is formed on a normal optical fiber. FIG. 6 is a transmission diagram obtained in the two-wavelength blocking optical fiber grating. It is the figure which showed the spectrum typically. In the figure, reference numeral 1 denotes an optical fiber, 2 denotes a core, 3 denotes a clad, and 4 denotes a coating layer. In the optical fiber 1, the core 2 has a higher refractive index than that of the clad 3, and is made of quartz glass doped with at least germanium. The clad 3 is made of quartz glass having a lower refractive index than that of the core. For example, pure quartz glass or fluorine-doped quartz glass is preferably used. This two-wavelength blocking type optical fiber grating has two types of grating portions 5A, in which the refractive index of the core 2 is periodically changed in the length direction of the optical fiber 1, in a part of the optical fiber 1 from which the coating layer 4 is peeled off. 5B is formed. Since the grating portions 5A and 5B have different grating characteristics, a transmission spectrum having two loss peaks can be obtained as shown in FIG. In FIG. 6, λA and λB indicate the center wavelengths of the two loss peaks, respectively. These [lambda] A and [lambda] B depend on the grating pitch, the amount of change in the refractive index, and the like, and the wavelength distance a between [lambda] A and [lambda] B can be adjusted appropriately.
Can be separated by, for example, about 1 nm.

【0006】しかしながら、このような従来の2波長阻
止型光ファイバグレーティングは、光ファイバ1の長さ
方向にそって2種類のグレーティング部5A,5Bを形
成するため、収納スペースが大きくなり、素子の小型化
をすすめる上で障害となっていた。また、一般的にはグ
レーティング部5A,5Bの一方を形成した後に他の一
方を形成するので、製造時間が長く、製造効率が低いと
いう問題もあった。また、上述の2波長阻止型光ファイ
バグレーティングを作製するには、まず被覆層4を引き
剥すため、グレーティング部5A,5Bの長さが長い程
この引き剥しの操作によって光ファイバ1の引っ張り強
度が低下しやすくなることがあった。
However, in such a conventional two-wavelength blocking type optical fiber grating, two types of grating portions 5A and 5B are formed along the length of the optical fiber 1, so that the accommodation space becomes large, and the element space of the device is increased. This was an obstacle to miniaturization. Further, since one of the grating portions 5A and 5B is generally formed after the other is formed, the manufacturing time is long and the manufacturing efficiency is low. In order to manufacture the above-mentioned two-wavelength blocking type optical fiber grating, first, since the coating layer 4 is peeled off, the tensile strength of the optical fiber 1 increases as the length of the grating portions 5A and 5B becomes longer. In some cases, it was easily reduced.

【0007】ところで中心波長λA,λBは、光ファイバ
1の歪みあるいは温度変化に敏感に反応して変化するの
で、これらλA,λBをモニターすることによって歪みセ
ンサあるいは温度センサとして用いることができる。す
なわち、温度変化によって光ファイバ1の実効屈折率が
変化すると、これに伴って実効屈折率に依存するλA,
λBがそれぞれ変化するため、温度変化を察知すること
ができる。このときλAとλBの相対的な位置関係を示す
波長間距離aはこれらλA,λBの変動とともに変化す
る。また、グレーティング部5A,5Bの一方あるいは
両方に応力がかかると、それぞれの歪みに応じてグレー
ティングピッチが変化するのに伴い、グレーティングピ
ッチに依存するλA,λBが変化する。このときにもグレ
ーティング部5A,5Bのそれぞれにおける歪みがまち
まちであるので、波長間距離aは変化することになる。
したがって、このような構成の2波長阻止型光ファイバ
グレーティングの場合、中心波長λA,λBが変化する原
因が温度変化によるものなのか歪みによるものなのかを
判別することができなかった。
Since the center wavelengths λA and λB change in response to the strain or temperature change of the optical fiber 1, the center wavelengths λA and λB can be used as strain sensors or temperature sensors by monitoring these λA and λB. That is, when the effective refractive index of the optical fiber 1 changes due to a temperature change, λA,
Since λB changes, a temperature change can be detected. At this time, the inter-wavelength distance a indicating the relative positional relationship between λA and λB changes with the fluctuations of λA and λB. When stress is applied to one or both of the grating portions 5A and 5B, λA and λB depending on the grating pitch change as the grating pitch changes according to the respective strains. Also at this time, since the distortion in each of the grating portions 5A and 5B varies, the inter-wavelength distance a changes.
Therefore, in the case of the two-wavelength blocking optical fiber grating having such a configuration, it was not possible to determine whether the center wavelengths λA and λB changed due to a temperature change or a distortion.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におい
ては、小型化を図ることができる2波長阻止型光ファイ
バグレーティングを提供することを課題とする。また、
温度センサあるいは歪みセンサとして用いる場合に、損
失波長の中心波長が温度あるいは歪みのどちらの影響を
受けているのかを判別することができる2波長阻止型光
ファイバグレーティングを提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a two-wavelength blocking type optical fiber grating that can be downsized. Also,
An object of the present invention is to provide a two-wavelength blocking optical fiber grating that can determine whether the center wavelength of a loss wavelength is affected by temperature or strain when used as a temperature sensor or a strain sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては偏波面保存ファイバにグレーティ
ング部を形成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that a grating portion is formed on a polarization maintaining fiber.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
偏波面保存ファイバは、光ファイバの長さ方向に対して
垂直方向の断面において、横方向と縦方向の屈折率が異
なるもので、すなわち伝搬する光の偏波方向((X偏波
(横偏波ともいう)とY偏波(縦偏波ともいう))によ
って実効屈折率が異なるものである。このようなものを
複屈折率という。偏波面保存ファイバとしては種々の構
造のものが提案されているが、コアの外方のクラッド内
にコアに対して対称的に2個の応力付与部を配したPA
NDAファイバは、複屈折率が大きく偏波面保存特性に
優れていることから広く用いられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The polarization-maintaining fiber has a different refractive index in the horizontal and vertical directions in a cross section perpendicular to the length direction of the optical fiber, that is, the polarization direction of the propagating light ((X polarization (lateral polarization)). The effective refractive index differs depending on the Y-polarization (also referred to as longitudinal polarization), which is referred to as birefringence.Polarization-preserving fibers having various structures have been proposed. However, a PA having two stress applying portions symmetrically with respect to the core in a clad outside the core is described.
NDA fibers are widely used because of their large birefringence and excellent polarization preserving characteristics.

【0011】図1はPANDAファイバの一例を示した
もので、図1(a)は、PANDAファイバの長さ方向
に対して垂直方向の断面図、図1(b)は図中X−X’
線で示した断面での屈折率分布、図1(c)は図中Y−
Y’線で示した断面での屈折率分布をそれぞれ示してい
る。この例のPANDAファイバ10はゲルマニウムが
添加された石英ガラスからなるコア11、純石英ガラス
からなるクラッド12、およびホウ素を比較的多量に添
加した石英ガラスからなる応力付与部13からなってい
る。ゲルマニウムは、通常酸化ゲルマニウム(Ge
2)として添加され、石英ガラスの屈折率を上昇させ
ることができるものである。また、ホウ素は通常酸化ホ
ウ素(B23)として添加され、石英ガラスの屈折率を
低下させることができるものである。
FIG. 1 shows an example of a PANDA fiber. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the length direction of the PANDA fiber, and FIG. 1 (b) is XX 'in the figure.
The refractive index distribution in the cross section indicated by the line, FIG.
The refractive index distribution at the cross section indicated by the Y 'line is shown. The PANDA fiber 10 of this example includes a core 11 made of quartz glass to which germanium is added, a clad 12 made of pure quartz glass, and a stress applying portion 13 made of quartz glass to which boron is added in a relatively large amount. Germanium is usually germanium oxide (Ge
O 2 ) can increase the refractive index of quartz glass. Boron is usually added as boron oxide (B 2 O 3 ) and can reduce the refractive index of quartz glass.

【0012】図1(b)に示した図中X−X’線で示し
た断面での屈折率分布は、コア11とこのコア11より
も低屈折率のクラッド12からなっている。また図1
(c)に示した図中Y−Y’線で示した断面での屈折率
分布は、コア11と、この外周に位置する前記コア11
よりも低屈折率のクラッド12と、このクラッド12の
外周に隣接し、かつこのクラッド12よりも低屈折率の
応力付与部13と、さらにこの応力付与部13の外側に
位置するクラッド12から構成されている。このように
図中X−X’線あるいはY−Y’線で示した断面でのそ
れぞれの屈折率分布が異なるため、X偏波の実効屈折率
とY偏波の実効屈折率が異なり、この結果伝搬する光の
X偏波とY偏波の結合が抑制され、それぞれの偏波面が
保持される偏波面保存ファイバとしての特性を有するも
のとなっている。
The refractive index distribution in the section indicated by the line XX ′ in FIG. 1B is composed of a core 11 and a clad 12 having a lower refractive index than the core 11. FIG.
The refractive index distribution in the cross section indicated by the line YY ′ in the figure shown in FIG.
A cladding 12 having a lower refractive index than the cladding 12, a stress applying portion 13 adjacent to the outer periphery of the cladding 12 and having a lower refractive index than the cladding 12, and a cladding 12 located outside the stress applying portion 13. Have been. As described above, since the respective refractive index distributions in the cross section indicated by the line XX ′ or the line YY ′ in the drawing are different, the effective refractive index of the X polarized wave and the effective refractive index of the Y polarized wave are different. The coupling between the X-polarized light and the Y-polarized light of the light propagating as a result is suppressed, and the optical fiber has characteristics as a polarization-maintaining fiber that retains the respective polarization planes.

【0013】一方、光ファイバグレーティングの損失ピ
ークの中心波長は実効屈折率に依存することが知られて
いる。したがって、上述のようにX偏波の実効屈折率と
Y偏波の実効屈折率が異なるPANDAファイバ10の
一箇所に、PANDAファイバ10の長さ方向にそって
コア11の屈折率に周期的な変化を形成し、1種類のグ
レーティング部を構成すると、このグレーティング部を
透過する光のX偏波とY偏波に対して、それぞれ異なる
グレーティング特性を示すものとなり、例えば図6に示
すものと同様に、2つの損失ピークを有する透過スペク
トルが得られ、2波長阻止型光ファイバグレーティング
として用いることができる。以下図6も利用して説明す
る。
On the other hand, it is known that the center wavelength of the loss peak of the optical fiber grating depends on the effective refractive index. Therefore, as described above, the refractive index of the core 11 is periodically changed along the length direction of the PANDA fiber 10 at one location of the PANDA fiber 10 where the effective refractive index of the X polarization and the effective refractive index of the Y polarization are different. When a change is formed and one type of grating portion is formed, the X-polarized light and the Y-polarized light of light transmitted through the grating portion show different grating characteristics, respectively, for example, as shown in FIG. Then, a transmission spectrum having two loss peaks is obtained, and can be used as a two-wavelength blocking optical fiber grating. This will be described below with reference to FIG.

【0014】PANDAファイバ10は常法に基づいて
製造されたものである。また、PANDAファイバ10
にグレーティング部を形成する方法は従来のものと同様
で、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
を利用して、コア11に周期的な屈折率変化を形成す
る。すなわち、PANDAファイバ10のコア11はゲ
ルマニウムが添加された石英ガラスからなるので、例え
ば、水素加圧容器中(100atm程度)で水素添加処
理した後、ホトマスクを用いてPANDAファイバ10
の長さ方向に一定周期で紫外光を照射する方法や、PA
NDAファイバ10の長さ方向に等間隔で順次紫外光を
照射する方法などを用いてグレーティング部を形成する
ことができる。このとき紫外光の波長は200〜300
nm程度が好ましく、光源としてはKrFレーザ(波長
248nm)などが好適に用いられる。
The PANDA fiber 10 is manufactured according to a conventional method. In addition, PANDA fiber 10
The method of forming the grating portion on the core 11 is the same as that of the conventional method. When a strong ultraviolet light is applied to quartz glass to which germanium is added, the refractive index increases in accordance with the amount of irradiation. The refractive index change is formed. That is, since the core 11 of the PANDA fiber 10 is made of silica glass to which germanium is added, for example, after hydrogenation treatment is performed in a hydrogen pressurized container (about 100 atm), the PANDA fiber 10 is
Method of irradiating ultraviolet light at a constant cycle in the length direction of
The grating portion can be formed by using a method of sequentially irradiating ultraviolet light at equal intervals in the length direction of the NDA fiber 10 or the like. At this time, the wavelength of the ultraviolet light is 200 to 300.
nm, and a KrF laser (wavelength: 248 nm) or the like is suitably used as a light source.

【0015】ところで、本発明の2波長阻止型光ファイ
バグレーティングにおいて得られる透過スペクトルにお
いて、2つの損失ピークのそれぞれの中心波長λA,λB
は、グレーティング部の屈折率変化量、グレーティング
ピッチ、あるいはX偏波とY偏波のそれぞれの実効屈折
率によって変化する。また、波長間距離aはX偏波の実
効屈折率とY偏波の実効屈折率との差に依存する。2波
長阻止型光ファイバグレーティングの設計においては、
所望の中心波長λA,λBと波長間距離aが得られるよう
に、特に2つの損失ピークが分離するようにこれらを調
整する。屈折率変化量は紫外光のエネルギー密度、照射
時間によって調節することができる。なお、本発明の2
波長阻止型光ファイバグレーティングには放射型グレー
ティングを適用することもできるが、2つの損失ピーク
を十分に分離するためには狭帯域における損失ピークが
得られる反射型グレーティングとするのが好適である。
この場合グレーティングピッチは等間隔一定で、0.3
〜0.6μm程度とされる。PANDAファイバ10の
X偏波とY偏波における実効屈折率の差は一般的には
0.0001〜0.0015となっており、本発明の2
波長阻止型光ファイバグレーティングにおいては、前記
範囲から任意に選択することによって波長間距離aを
0.05〜2nmの範囲で調節することができる。
By the way, in the transmission spectrum obtained in the two-wavelength blocking optical fiber grating of the present invention, the center wavelengths λA and λB of the two loss peaks, respectively.
Varies depending on the amount of change in the refractive index of the grating portion, the grating pitch, or the effective refractive indexes of the X-polarized light and the Y-polarized light. Further, the inter-wavelength distance a depends on the difference between the effective refractive index of X-polarized light and the effective refractive index of Y-polarized light. In designing a two-wavelength blocking optical fiber grating,
These are adjusted so that the desired center wavelengths λA and λB and the inter-wavelength distance a can be obtained, particularly so that the two loss peaks are separated. The amount of change in the refractive index can be adjusted by the energy density of the ultraviolet light and the irradiation time. In addition, 2 of this invention
A radiation grating can be applied to the wavelength-blocking optical fiber grating. However, in order to sufficiently separate the two loss peaks, it is preferable to use a reflection grating capable of obtaining a loss peak in a narrow band.
In this case, the grating pitch is constant at regular intervals, and 0.3
About 0.6 μm. The difference in the effective refractive index between the X-polarized light and the Y-polarized light of the PANDA fiber 10 is generally 0.0001 to 0.0015.
In the wavelength blocking type optical fiber grating, the distance a between wavelengths can be adjusted in the range of 0.05 to 2 nm by arbitrarily selecting from the above range.

【0016】本発明の2波長阻止型光ファイバグレーテ
ィングは以下のような用途に用いることができる。2波
長の光を阻止することのできる2波長阻止型光フィルタ
として用いる場合には、図2に示すような光学系を用い
る。光源として回転部を有する直線偏光光源を用い、偏
波ごとの強度をコントロールしながら同程度の強度のX
偏波とY偏波の光を供給できるようにする。この光源に
グレーティング部15を形成したPANDAファイバ1
0を接続し、同程度の強度を有するX,Y偏波ごとに、
異なる中心波長の損失ピークが得られるようにして受光
器で受光する。
The two-wavelength blocking type optical fiber grating of the present invention can be used for the following applications. When used as a two-wavelength blocking optical filter capable of blocking two-wavelength light, an optical system as shown in FIG. 2 is used. Using a linearly polarized light source having a rotating part as the light source, and controlling the intensity for each polarization, X
Polarized light and Y-polarized light can be supplied. PANDA fiber 1 having grating section 15 formed on this light source
0, and for each of the X, Y polarizations of similar intensity,
Light is received by the light receiver so that loss peaks of different center wavelengths are obtained.

【0017】また、偏波ごとの強度をコントロールしな
い通常の光源に本発明の2波長阻止型光ファイバグレー
ティングを接続し、この光源におけるX偏波とY偏波の
強度を、透過スペクトルにおける損失ピークを比較する
ことによって測定することもできる。
Further, the two-wavelength blocking type optical fiber grating of the present invention is connected to an ordinary light source which does not control the intensity for each polarization, and the intensity of X polarization and Y polarization of this light source is determined by the loss peak in the transmission spectrum. Can also be measured by comparing

【0018】また、本発明の2波長阻止型光ファイバグ
レーティングを温度センサ、歪みセンサとして用いる
と、温度あるいは歪みによる影響を判別することができ
る。すなわち本発明の2波長阻止型光ファイバグレーテ
ィングは、X偏波とY偏波において実効屈折率が異なる
もので、これらの実効屈折率の差は温度の上昇とともに
近づいていく特性を有している。したがって、温度が上
昇すると中心波長λA,λBのそれぞれの位置が変化する
とともに波長間距離aが小さくなっていく。さらに、グ
レーティング部はPANDAファイバの一箇所に形成さ
れているので、歪みに対応して変化するグレーティング
ピッチは偏波に関わらず一定である。このため、歪みが
加わった場合には中心波長λA,λBの位置は変化するが
波長間距離aは変化しない。したがって、中心波長λ
A,λBと波長間距離aをモニターすることによって、そ
の変化が温度変化によるものか歪みによるものかを判断
することが可能となる。
Further, when the two-wavelength blocking type optical fiber grating of the present invention is used as a temperature sensor and a strain sensor, the influence of temperature or strain can be determined. That is, the two-wavelength blocking type optical fiber grating of the present invention has a characteristic that the effective refractive index differs between X-polarized light and Y-polarized light, and the difference between these effective refractive indices approaches as the temperature rises. . Therefore, when the temperature rises, the positions of the center wavelengths λA and λB change, and the distance a between the wavelengths decreases. Further, since the grating portion is formed at one position of the PANDA fiber, the grating pitch that changes according to the strain is constant regardless of the polarization. Therefore, when distortion is applied, the positions of the center wavelengths λA and λB change, but the distance a between wavelengths does not change. Therefore, the center wavelength λ
By monitoring A and λB and the wavelength distance a, it is possible to determine whether the change is due to a temperature change or a distortion.

【0019】なお、ここでは偏波面保存ファイバとして
PANDA型を例にとって述べているが、本発明の2波
長阻止型光ファイバグレーティングには、PANDA型
に限らず、コアに対して対称的に配された応力付与部を
有する構造、いわゆるボータイ型、楕円ジャケット型の
ものも同様に適用可能である。
Although the PANDA type is described here as an example of the polarization maintaining fiber, the two-wavelength blocking type optical fiber grating of the present invention is not limited to the PANDA type, but is symmetrically arranged with respect to the core. A structure having a stress applying portion, that is, a so-called bow-tie type or an elliptical jacket type is also applicable.

【0020】このように本発明においては、偏波面保存
ファイバの一箇所に一種類のグレーティング部を形成す
ることによって2波長阻止型光ファイバグレーティング
が得られるため、小型化を図ることができ、また、製造
効率を向上させることができる。さらに、この2波長阻
止型光ファイバグレーティングは温度センサあるいは歪
みセンサとして用いると、中心波長λA,λBと波長間距
離aの変化の関係が温度変化による場合と歪みによる場
合によって異なるので、これらをモニターすることによ
ってその変化が温度変化によるものか歪みによるものか
を判別することができる。
As described above, according to the present invention, a two-wavelength blocking type optical fiber grating can be obtained by forming one kind of grating portion at one position of the polarization maintaining fiber, so that the size can be reduced. Thus, the manufacturing efficiency can be improved. Further, when this two-wavelength blocking type optical fiber grating is used as a temperature sensor or a strain sensor, the relationship between the center wavelengths λA and λB and the change in the distance a between wavelengths is different depending on the temperature change and the strain change. By doing so, it is possible to determine whether the change is due to a temperature change or a distortion.

【0021】[0021]

【実施例】図1に示した構造のPANDAファイバを用
いて2波長阻止型光ファイバグレーティングを作製し
た。このPANDAファイバのX偏波とY偏波の実効屈
折率の差は4×10ー4であった。光源としてはKrFレ
ーザを用い、マスクの上から248nmの紫外光を照射
した。グレーティングピッチは0.533μm、グレー
ティング長は10mmとした。レーザ光のエネルギー密
度を1mJ/mm2とし、3分間照射した。この2波長
阻止型光ファイバグレーティングの透過スペクトルの測
定結果を示したものが図3である。2つの損失ピークの
中心波長と阻止率は、それぞれ1551.1nmと2.
1dB、1551.5nmと2.0dBであった。ま
た、2つの損失ピークの中心波長は0.4nm離れてい
た。このように、PANDAファイバ(偏波面保存ファ
イバ)にグレーティング部を形成することによって、十
分に分離した2つの損失ピークを有する透過スペクトル
が得られ、2波長阻止型光ファイバグレーティングとし
て用いることができることが確認できた。
EXAMPLE A two-wavelength blocking optical fiber grating was manufactured using a PANDA fiber having the structure shown in FIG. The difference between the effective refractive indices of the X and Y polarizations of this PANDA fiber was 4 × 10 −4 . A KrF laser was used as a light source, and ultraviolet light of 248 nm was irradiated from above the mask. The grating pitch was 0.533 μm, and the grating length was 10 mm. Irradiation was performed for 3 minutes with the energy density of the laser beam set to 1 mJ / mm 2 . FIG. 3 shows the measurement results of the transmission spectrum of the two-wavelength blocking optical fiber grating. The center wavelength and rejection of the two loss peaks are 1551.1 nm and 2.
They were 1 dB, 1551.5 nm and 2.0 dB. The center wavelengths of the two loss peaks were separated by 0.4 nm. As described above, by forming the grating portion in the PANDA fiber (polarization preserving fiber), a transmission spectrum having two well-separated loss peaks can be obtained, and the transmission spectrum can be used as a two-wavelength blocking type optical fiber grating. It could be confirmed.

【0022】[0022]

【発明の効果】このように本発明においては、偏波面保
存ファイバの一箇所に一種類のグレーティング部を形成
することによって2波長阻止型光ファイバグレーティン
グが得られるため、小型化を図ることができ、製造効率
を向上させることができる。さらに、この2波長阻止型
光ファイバグレーティングは温度センサあるいは歪みセ
ンサとして用いると、2つの損失ピークにおけるそれぞ
れの中心波長と波長間距離の変化の関係が温度変化によ
る場合と歪みによる場合によって異なる。このため、こ
れらをモニターすることによってその変化が温度変化に
よるものか歪みによるものかを判別することができる。
As described above, according to the present invention, a two-wavelength blocking type optical fiber grating can be obtained by forming one kind of grating portion at one position of the polarization-maintaining fiber, so that the size can be reduced. Thus, the manufacturing efficiency can be improved. Further, when this two-wavelength blocking type optical fiber grating is used as a temperature sensor or a strain sensor, the relationship between the center wavelength and the change in the distance between the wavelengths at two loss peaks differs depending on whether the temperature changes or the strain. Therefore, by monitoring these, it can be determined whether the change is due to a temperature change or a distortion.

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

【図1】 本発明の2波長阻止型光ファイバグレーティ
ングに用いる偏波面保存ファイバの一例としてPAND
Aファイバの構造を示したもので、図1(a)は、PA
NDAファイバの長さ方向に対して垂直方向の断面図、
図1(b)は図中X−X’線で示した断面での屈折率分
布図、図1(c)は図中Y−Y’線で示した断面での屈
折率分布図である。
FIG. 1 shows a PAND as an example of a polarization-maintaining fiber used in a two-wavelength blocking optical fiber grating of the present invention.
FIG. 1A shows a structure of an A fiber, and FIG.
Sectional view in the direction perpendicular to the length direction of the NDA fiber,
FIG. 1B is a refractive index distribution diagram at a cross section indicated by line XX ′ in the drawing, and FIG. 1C is a refractive index distribution diagram at a cross section indicated by line YY ′ in the drawing.

【図2】 本発明の2波長阻止型光ファイバグレーティ
ングを2波長阻止型光フィルタとして用いる場合に必要
な光学系の一例を示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an optical system necessary when the two-wavelength blocking optical fiber grating of the present invention is used as a two-wavelength blocking optical filter.

【図3】 実施例で得られた2波長阻止型光ファイバグ
レーティングの透過スペクトルを示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a transmission spectrum of a two-wavelength blocking optical fiber grating obtained in an example.

【図4】 反射型グレーティングにおいて得られる狭帯
域の損失ピークを有する透過スペクトルを模式的に示し
たグラフである。
FIG. 4 is a graph schematically showing a transmission spectrum having a narrow-band loss peak obtained in a reflection grating.

【図5】 通常の光ファイバの2箇所にグレーティング
部を作成した2波長阻止型光ファイバグレーティングの
一例を模式的に示した一部断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a two-wavelength blocking optical fiber grating in which grating portions are formed at two places of a normal optical fiber.

【図6】 2波長阻止型光ファイバグレーティングにお
いて得られる透過スペクトルを模式的に示したグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph schematically showing a transmission spectrum obtained in a two-wavelength blocking optical fiber grating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…PANDAファイバ(偏波面保存ファイバ)、1
1…コア、12…クラッド、13…応力付与部、15…
グレーティング部
10 PANDA fiber (polarization preserving fiber), 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core, 12 ... Clad, 13 ... Stress application part, 15 ...
Grating part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Ryozo Yamauchi 1440 Mutsuzaki, Sakura-shi, Chiba Pref.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 偏波面保存ファイバにグレーティング部
を形成したことを特徴とする2波長阻止型光ファイバグ
レーティング。
1. A two-wavelength blocking type optical fiber grating, wherein a grating portion is formed in a polarization maintaining fiber.
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CN105278032A (en) * 2015-11-10 2016-01-27 江苏法尔胜光电科技有限公司 Stress-focusing shaft-alignment panda polarization-maintaining fiber and shaft alignment method thereof
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