JPH1090539A - 光導波路グレーティングおよびその作成方法 - Google Patents
光導波路グレーティングおよびその作成方法Info
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- JPH1090539A JPH1090539A JP8240655A JP24065596A JPH1090539A JP H1090539 A JPH1090539 A JP H1090539A JP 8240655 A JP8240655 A JP 8240655A JP 24065596 A JP24065596 A JP 24065596A JP H1090539 A JPH1090539 A JP H1090539A
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- grating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 グレーティングの反射率特性において波長多
重光信号の多重分離に使用できない中間波長領域を狭小
化する。 【解決手段】 グレーティング領域の両端部に、周期的
な屈折率変化における極小屈折率と極大屈折率との屈折
率差が、グレーティング領域の端部から中央部に向かっ
て増加する領域を設ける。
重光信号の多重分離に使用できない中間波長領域を狭小
化する。 【解決手段】 グレーティング領域の両端部に、周期的
な屈折率変化における極小屈折率と極大屈折率との屈折
率差が、グレーティング領域の端部から中央部に向かっ
て増加する領域を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の波長の光信
号を多重または分離する波長多重分離素子として用いら
れる光導波路グレーティングおよびその作成方法に関す
る。なお、以下の説明では、グレーティングを形成する
光導波路として光ファイバを用いた例を示すが、石英基
板上に作成された光導波路にグレーティングを形成する
場合でも同様である。
号を多重または分離する波長多重分離素子として用いら
れる光導波路グレーティングおよびその作成方法に関す
る。なお、以下の説明では、グレーティングを形成する
光導波路として光ファイバを用いた例を示すが、石英基
板上に作成された光導波路にグレーティングを形成する
場合でも同様である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバグレーティングは、光ファイ
バを構成するガラス材料の屈折率が紫外光照射によって
変化することを利用して作成される。図９は、従来の光
ファイバグレーティングの作成方法の一例を示す。図に
おいて、紫外光レーザ１１には、通常ＫrＦレーザ 等の
高出力なエキシマレーザが用いられる。紫外光レーザ１
１から出力された紫外光は、ハーフミラー１２で２つの
等強度の光ビームに分離される。２つの光ビームは、互
いに平行に配置された全反射ミラー１３−１，１３−２
で光路が変更され、グレーティングを作成する光ファイ
バ１４上で互いに交差するように照射される。光ファイ
バ１４上では２つの光ビームが互いに干渉し、周期Λ＝
λ／２cosα の干渉縞の光強度分布を形成する。ここ
で、λは紫外光の波長であり、αは光ファイバ１４に入
射する紫外光の入射角である。
バを構成するガラス材料の屈折率が紫外光照射によって
変化することを利用して作成される。図９は、従来の光
ファイバグレーティングの作成方法の一例を示す。図に
おいて、紫外光レーザ１１には、通常ＫrＦレーザ 等の
高出力なエキシマレーザが用いられる。紫外光レーザ１
１から出力された紫外光は、ハーフミラー１２で２つの
等強度の光ビームに分離される。２つの光ビームは、互
いに平行に配置された全反射ミラー１３−１，１３−２
で光路が変更され、グレーティングを作成する光ファイ
バ１４上で互いに交差するように照射される。光ファイ
バ１４上では２つの光ビームが互いに干渉し、周期Λ＝
λ／２cosα の干渉縞の光強度分布を形成する。ここ
で、λは紫外光の波長であり、αは光ファイバ１４に入
射する紫外光の入射角である。
【０００３】一般に、ある種の光ファイバでは紫外光の
照射によって光損傷が生じ、照射部分の屈折率が増加す
る。したがって、紫外光の干渉縞が形成された光ファイ
バ１４のコア中には、図１０に示すように干渉縞の光強
度分布に対応した周期的な屈折率変化が生じる。すなわ
ち、紫外光が照射された部分には、幅および周期が一定
の屈折率変化が生じ、それ以外の部分では一定の屈折率
が保たれる。この屈折率変化の包絡線（図中破線）は矩
形波状になる。このような屈折率分布により、波長２ｎ
Λに近い波長成分のみを選択的に反射し、それ以外の波
長成分の光を低損失で透過する光フィルタが形成され
る。ここで、ｎは光ファイバコア部の平均屈折率であ
る。
照射によって光損傷が生じ、照射部分の屈折率が増加す
る。したがって、紫外光の干渉縞が形成された光ファイ
バ１４のコア中には、図１０に示すように干渉縞の光強
度分布に対応した周期的な屈折率変化が生じる。すなわ
ち、紫外光が照射された部分には、幅および周期が一定
の屈折率変化が生じ、それ以外の部分では一定の屈折率
が保たれる。この屈折率変化の包絡線（図中破線）は矩
形波状になる。このような屈折率分布により、波長２ｎ
Λに近い波長成分のみを選択的に反射し、それ以外の波
長成分の光を低損失で透過する光フィルタが形成され
る。ここで、ｎは光ファイバコア部の平均屈折率であ
る。
【０００４】図１１は、従来の光ファイバグレーティン
グの屈折率分布と反射率特性の一例を示す。(a) は、図
１０に対応する屈折率分布を示す。横軸はグレーティン
グの位置を示し、単位はグレーティング周期である。縦
軸は比屈折率差である。(b) は、反射率特性の計算結果
を示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）であ
る。中心に幅 1.0ｎｍに渡って反射率の非常に高い領域
があり、その両側では反射率が周期的に変化しながら次
第に減衰して０に収束していく。しかし、その収束は遅
く、中心波長から 3.0ｎｍ程度離れた波長においても最
大約 2.5％の反射率が観測される。
グの屈折率分布と反射率特性の一例を示す。(a) は、図
１０に対応する屈折率分布を示す。横軸はグレーティン
グの位置を示し、単位はグレーティング周期である。縦
軸は比屈折率差である。(b) は、反射率特性の計算結果
を示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）であ
る。中心に幅 1.0ｎｍに渡って反射率の非常に高い領域
があり、その両側では反射率が周期的に変化しながら次
第に減衰して０に収束していく。しかし、その収束は遅
く、中心波長から 3.0ｎｍ程度離れた波長においても最
大約 2.5％の反射率が観測される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１１に示すように、
矩形波状の屈折率分布をもった従来の光ファイバグレー
ティングでは、反射波長域の中心から反射波長域の３倍
隔たった波長でも周期的な透過率の変動が観測され、一
様かつ低損失な透過領域とはならない。すなわち、反射
波長領域の隣に、透過波長領域として使用できない波長
領域（以下「中間波長領域」という）が存在することに
なる。したがって、このような光ファイバグレーティン
グで波長多重光信号の多重分離を行おうとすると、中間
波長領域の波長を使用することができないので、各光信
号の波長間隔を広く設定せざるを得ない。一方、低損失
で伝送できる波長帯域も限られているので、波長多重伝
送システムで利用できる波長数は少なくなり、伝送効率
が低下する。
矩形波状の屈折率分布をもった従来の光ファイバグレー
ティングでは、反射波長域の中心から反射波長域の３倍
隔たった波長でも周期的な透過率の変動が観測され、一
様かつ低損失な透過領域とはならない。すなわち、反射
波長領域の隣に、透過波長領域として使用できない波長
領域（以下「中間波長領域」という）が存在することに
なる。したがって、このような光ファイバグレーティン
グで波長多重光信号の多重分離を行おうとすると、中間
波長領域の波長を使用することができないので、各光信
号の波長間隔を広く設定せざるを得ない。一方、低損失
で伝送できる波長帯域も限られているので、波長多重伝
送システムで利用できる波長数は少なくなり、伝送効率
が低下する。
【０００６】本発明は、波長多重光信号の多重分離に使
用できない中間波長領域を狭小化できる光導波路グレー
ティングおよびその作成方法を提供することを目的とす
る。
用できない中間波長領域を狭小化できる光導波路グレー
ティングおよびその作成方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の光導波路グレ
ーティングは、グレーティング領域の両端部に、周期的
な屈折率変化における極小屈折率と極大屈折率との屈折
率差が、グレーティング領域の端部から中央部に向かっ
て増加する領域を設ける。このようにグレーティング領
域の両端部の屈折率差を長手方向に変化させることによ
り、中間波長領域を狭小化することができる。また、グ
レーティング領域の両端部の屈折率差の変化が、グレー
ティングの中央部に対して対称に形成する（請求項２）
ことにより、良好な反射率特性を得ることができる。
ーティングは、グレーティング領域の両端部に、周期的
な屈折率変化における極小屈折率と極大屈折率との屈折
率差が、グレーティング領域の端部から中央部に向かっ
て増加する領域を設ける。このようにグレーティング領
域の両端部の屈折率差を長手方向に変化させることによ
り、中間波長領域を狭小化することができる。また、グ
レーティング領域の両端部の屈折率差の変化が、グレー
ティングの中央部に対して対称に形成する（請求項２）
ことにより、良好な反射率特性を得ることができる。
【０００８】請求項３の光導波路グレーティングの作成
方法は、単一波長の紫外光光源から出射された紫外光を
２つの光束に分離し、２つの光束の光路を変更し、グレ
ーティングを作成する光導波路上で互いに交差するよう
に照射する際に、光導波路上に形成されるグレーティン
グ領域の両端部で長手方向に紫外光の光量を変化させ
る。
方法は、単一波長の紫外光光源から出射された紫外光を
２つの光束に分離し、２つの光束の光路を変更し、グレ
ーティングを作成する光導波路上で互いに交差するよう
に照射する際に、光導波路上に形成されるグレーティン
グ領域の両端部で長手方向に紫外光の光量を変化させ
る。
【０００９】グレーティング領域の両端部で長手方向に
紫外光の光量を変化させる手段は、紫外光を照射する範
囲を時間とともに変化させる手段を用いる（請求項
４）。その方法は、紫外光の透過する幅が変化する可動
マスクを光導波路に直角な方向に移動させる（請求項
６）、または紫外光の透過範囲を可変させる可動シャッ
ターを光導波路上で開閉させる（請求項７）。
紫外光の光量を変化させる手段は、紫外光を照射する範
囲を時間とともに変化させる手段を用いる（請求項
４）。その方法は、紫外光の透過する幅が変化する可動
マスクを光導波路に直角な方向に移動させる（請求項
６）、または紫外光の透過範囲を可変させる可動シャッ
ターを光導波路上で開閉させる（請求項７）。
【００１０】また、グレーティング領域の両端部で長手
方向に紫外光の光量を変化させる手段は、紫外光の光強
度を照射位置に応じて変化させる手段を用いる（請求項
５）。その方法は、紫外光の透過率が中央部から両端部
に向かって低くなるマスクを光導波路上に配置する（請
求項８）。
方向に紫外光の光量を変化させる手段は、紫外光の光強
度を照射位置に応じて変化させる手段を用いる（請求項
５）。その方法は、紫外光の透過率が中央部から両端部
に向かって低くなるマスクを光導波路上に配置する（請
求項８）。
【００１１】
（光導波路グレーティングの第１の実施形態）図１は、
本発明の光導波路グレーティングの第１の実施形態を示
す。(a) は光導波路の屈折率分布を示し、横軸はグレー
ティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸は
比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に、10
00層分の屈折率差が直線的に変化する領域を設ける。
本発明の光導波路グレーティングの第１の実施形態を示
す。(a) は光導波路の屈折率分布を示し、横軸はグレー
ティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸は
比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に、10
00層分の屈折率差が直線的に変化する領域を設ける。
【００１２】(b) は、反射率特性の計算結果を示す。横
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。図に示
すように、反射波長領域は、図１１(b) に示す従来のも
のと同様に幅 1.0ｎｍ程度あるのに対して、その中心波
長から 1.5ｎｍ以上隔たった領域で反射率が 0.2％以下
に減衰しており、中間波長領域が大幅に狭小化されてい
ることがわかる。
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。図に示
すように、反射波長領域は、図１１(b) に示す従来のも
のと同様に幅 1.0ｎｍ程度あるのに対して、その中心波
長から 1.5ｎｍ以上隔たった領域で反射率が 0.2％以下
に減衰しており、中間波長領域が大幅に狭小化されてい
ることがわかる。
【００１３】（光導波路グレーティングの第２の実施形
態）図２は、本発明の光導波路グレーティングの第２の
実施形態を示す。(a) は光導波路の屈折率分布を示し、
横軸はグレーティングの位置（単位はグレーティング周
期）、縦軸は比屈折率差である。グレーティング領域の
両端部で屈折率差が直線的に変化する領域を2000層分に
広げている。
態）図２は、本発明の光導波路グレーティングの第２の
実施形態を示す。(a) は光導波路の屈折率分布を示し、
横軸はグレーティングの位置（単位はグレーティング周
期）、縦軸は比屈折率差である。グレーティング領域の
両端部で屈折率差が直線的に変化する領域を2000層分に
広げている。
【００１４】(b) は、反射率特性の計算結果を示す。横
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態では、第１の実施形態に比べてさらに速やかに反射
率が減衰していることがわかる。このように、グレーテ
ィング領域の両端部で屈折率差が変化する領域を広くと
ることにより、中間波長領域をさらに狭小化させること
ができる。
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態では、第１の実施形態に比べてさらに速やかに反射
率が減衰していることがわかる。このように、グレーテ
ィング領域の両端部で屈折率差が変化する領域を広くと
ることにより、中間波長領域をさらに狭小化させること
ができる。
【００１５】（光導波路グレーティングの第３の実施形
態）図３は、本発明の光導波路グレーティングの第３の
実施形態を示す。(a) は屈折率分布を示し、横軸はグレ
ーティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸
は比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に屈
折率差が正弦波状に変化する領域を設ける。グレーティ
ング端部からｆ層目のグレーティングの位置における比
屈折率差Δｎは、 Δｎ＝Δｎmax｛１＋cos(πｆ／Ｆt)｝／２ と表される。ここで、Δｎmax はグレーティング中心部
の比屈折率差、Ｆt は比屈折率差が変化している領域の
グレーティング層数である。図３(a) に示す例は、Δｎ
max ＝0.00045 、Ｆt ＝2000である。
態）図３は、本発明の光導波路グレーティングの第３の
実施形態を示す。(a) は屈折率分布を示し、横軸はグレ
ーティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸
は比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に屈
折率差が正弦波状に変化する領域を設ける。グレーティ
ング端部からｆ層目のグレーティングの位置における比
屈折率差Δｎは、 Δｎ＝Δｎmax｛１＋cos(πｆ／Ｆt)｝／２ と表される。ここで、Δｎmax はグレーティング中心部
の比屈折率差、Ｆt は比屈折率差が変化している領域の
グレーティング層数である。図３(a) に示す例は、Δｎ
max ＝0.00045 、Ｆt ＝2000である。
【００１６】(b) は、反射率特性の計算結果を示す。横
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態でも速やかに反射率が減衰することがわかる。この
ように、グレーティング領域の両端部における屈折率差
の変化は必ずしも直線的である必要はなく、正弦波状に
変化させても中間波長領域を狭小化させることができ
る。
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態でも速やかに反射率が減衰することがわかる。この
ように、グレーティング領域の両端部における屈折率差
の変化は必ずしも直線的である必要はなく、正弦波状に
変化させても中間波長領域を狭小化させることができ
る。
【００１７】（光導波路グレーティングの第４の実施形
態）図４は、本発明の光導波路グレーティングの第４の
実施形態を示す。(a) は屈折率分布を示し、横軸はグレ
ーティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸
は比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に屈
折率差が放物線状に変化する領域を設ける。グレーティ
ング端部からｆ層目のグレーティングの位置における比
屈折率差Δｎは、 Δｎ＝Δｎmax｛１−(ｆ／Ｆt)2｝ と表される。図４(a) に示す例は、Δｎmax ＝0.00045
、Ｆt ＝2000である。
態）図４は、本発明の光導波路グレーティングの第４の
実施形態を示す。(a) は屈折率分布を示し、横軸はグレ
ーティングの位置（単位はグレーティング周期）、縦軸
は比屈折率差である。グレーティング領域の両端部に屈
折率差が放物線状に変化する領域を設ける。グレーティ
ング端部からｆ層目のグレーティングの位置における比
屈折率差Δｎは、 Δｎ＝Δｎmax｛１−(ｆ／Ｆt)2｝ と表される。図４(a) に示す例は、Δｎmax ＝0.00045
、Ｆt ＝2000である。
【００１８】(b) は、反射率特性の計算結果を示す。横
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態でも、正弦波状に変化させた場合と同様に速やかに
反射率が減衰することがわかる。このように、グレーテ
ィング領域の端部から中央部に向かって屈折率差が増加
する領域が設けらていれば、その形状によらず中間波長
領域を狭小化させることができる。
軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）である。本実施
形態でも、正弦波状に変化させた場合と同様に速やかに
反射率が減衰することがわかる。このように、グレーテ
ィング領域の端部から中央部に向かって屈折率差が増加
する領域が設けらていれば、その形状によらず中間波長
領域を狭小化させることができる。
【００１９】一般にグレーティングの屈折率差の変化
は、照射する紫外光の光量に応じて決定される。すなわ
ち、紫外光の照射強度または照射時間で決定され、強度
が強いほど、または照射時間が長いほど屈折率差の変化
は大きくなる。第１および第２の実施形態に示す光導波
路グレーティングは、光ファイバに照射する紫外光の光
量（照射強度または照射時間）をグレーティング領域の
端部から中央部に向かって一様に増加するように変化さ
せることにより作成可能である。第３および第４の実施
形態に示す光導波路グレーティングは、屈折率変化の形
状に合わせて非直線的に紫外光の光量が増加するように
変化させることにより作成可能である。
は、照射する紫外光の光量に応じて決定される。すなわ
ち、紫外光の照射強度または照射時間で決定され、強度
が強いほど、または照射時間が長いほど屈折率差の変化
は大きくなる。第１および第２の実施形態に示す光導波
路グレーティングは、光ファイバに照射する紫外光の光
量（照射強度または照射時間）をグレーティング領域の
端部から中央部に向かって一様に増加するように変化さ
せることにより作成可能である。第３および第４の実施
形態に示す光導波路グレーティングは、屈折率変化の形
状に合わせて非直線的に紫外光の光量が増加するように
変化させることにより作成可能である。
【００２０】また、以上示した光導波路グレーティング
の実施形態では、グレーティング領域の屈折率分布が中
央部に対して対称になるように形成されているが、必ず
しも対称である必要はない。ただし、グレーティング領
域の屈折率分布を中央部に対して対称に形成することに
より、グレーティングの反射率特性が向上する利点があ
る（請求項２）。
の実施形態では、グレーティング領域の屈折率分布が中
央部に対して対称になるように形成されているが、必ず
しも対称である必要はない。ただし、グレーティング領
域の屈折率分布を中央部に対して対称に形成することに
より、グレーティングの反射率特性が向上する利点があ
る（請求項２）。
【００２１】（作成方法の第１の実施形態…請求項３，
４，６）図５は、本発明の作成方法の第１の実施形態を
示す。図５(a) において、紫外光レーザ１１から出力さ
れた紫外光は、ハーフミラー１２で２つの等強度の光ビ
ームに分離される。２つの光ビームは、互いに平行に配
置された全反射ミラー１３−１，１３−２で光路が変更
され、グレーティングを作成する光ファイバ１４上で互
いに交差するように照射される。マスク１５は、光ファ
イバ１４上を移動することにより、グレーティング領域
の両端部で長手方向に照射する紫外光の光量を変化させ
る。図５(b) はマスク１５および光ファイバ１４をマス
ク側からみた図であり、マスク１５の平面形状と移動方
向を矢印で示す。図中のハッチング部分は、紫外光を全
反射または吸収する領域であり、白色部分は紫外光を透
過する領域である。紫外光透過部の幅は、上端から下端
に向かって徐々に狭まっている。
４，６）図５は、本発明の作成方法の第１の実施形態を
示す。図５(a) において、紫外光レーザ１１から出力さ
れた紫外光は、ハーフミラー１２で２つの等強度の光ビ
ームに分離される。２つの光ビームは、互いに平行に配
置された全反射ミラー１３−１，１３−２で光路が変更
され、グレーティングを作成する光ファイバ１４上で互
いに交差するように照射される。マスク１５は、光ファ
イバ１４上を移動することにより、グレーティング領域
の両端部で長手方向に照射する紫外光の光量を変化させ
る。図５(b) はマスク１５および光ファイバ１４をマス
ク側からみた図であり、マスク１５の平面形状と移動方
向を矢印で示す。図中のハッチング部分は、紫外光を全
反射または吸収する領域であり、白色部分は紫外光を透
過する領域である。紫外光透過部の幅は、上端から下端
に向かって徐々に狭まっている。
【００２２】紫外光の照射開始時に、マスク１５の下端
が光ファイバ１４の位置にくるようにセットし、照射中
はマスク１５を所定の速度で紙面の下方向に移動させ、
マスク１５の上端が光ファイバ１４の位置にきたときに
照射を終了する。このようにマスク１５を移動させるこ
とにより、グレーティング領域の端部から中央部に向か
って照射時間が増加する領域を作成することができる。
なお、マスク１５は、照射開始時にその上端を光ファイ
バ１４の位置にセットし、紙面の上方向に移動させても
同様である。
が光ファイバ１４の位置にくるようにセットし、照射中
はマスク１５を所定の速度で紙面の下方向に移動させ、
マスク１５の上端が光ファイバ１４の位置にきたときに
照射を終了する。このようにマスク１５を移動させるこ
とにより、グレーティング領域の端部から中央部に向か
って照射時間が増加する領域を作成することができる。
なお、マスク１５は、照射開始時にその上端を光ファイ
バ１４の位置にセットし、紙面の上方向に移動させても
同様である。
【００２３】グレーティング領域の紫外光照射時間に応
じた屈折率分布は、マスク１５のパターン形状とその移
動速度によって自由に制御することができる。例えば、
図５(b) に示すように直線的なマスクパターンを用いた
場合では、図１(a) および図２(a) に示すような屈折率
分布は移動速度を一定にすればよく、図３(a) および図
４(a) に示すような屈折率分布は移動速度をその形状に
合わせて変えればよい。また、移動速度を一定とした場
合では、図６に示すような各屈折率分布の形状に合わせ
たマスクパターンを用意すればよい。ここで、(a) は正
弦波状の屈折率分布を形成するマスクパターンであり、
(b) は放物線状の屈折率分布を形成するマスクパターン
である。
じた屈折率分布は、マスク１５のパターン形状とその移
動速度によって自由に制御することができる。例えば、
図５(b) に示すように直線的なマスクパターンを用いた
場合では、図１(a) および図２(a) に示すような屈折率
分布は移動速度を一定にすればよく、図３(a) および図
４(a) に示すような屈折率分布は移動速度をその形状に
合わせて変えればよい。また、移動速度を一定とした場
合では、図６に示すような各屈折率分布の形状に合わせ
たマスクパターンを用意すればよい。ここで、(a) は正
弦波状の屈折率分布を形成するマスクパターンであり、
(b) は放物線状の屈折率分布を形成するマスクパターン
である。
【００２４】（作成方法の第２の実施形態…請求項３，
４，７）図７は、本発明の作成方法の第２の実施形態を
示す。図７(a) において、紫外光レーザ１１、ハーフミ
ラー１２、全反射ミラー１３−１，１３−２、グレーテ
ィングを作成する光ファイバ１４の構成および機能は同
様である。可動シャッター１６−１，１６−２の可動部
は、光ファイバ１４に沿って移動することにより、グレ
ーティング領域の両端部で長手方向に照射する紫外光の
光量を変化させる。図７(b) は可動シャッター１６−
１，１６−２および光ファイバ１４を可動シャッター側
からみた図であり、可動シャッター１６−１，１６−２
の平面形状と可動部の移動方向を矢印で示す。図中のハ
ッチング部分は、紫外光を遮断する可動シャッター１６
−１，１６−２の可動部であり、その間の光ファイバ１
４に紫外光が照射される。
４，７）図７は、本発明の作成方法の第２の実施形態を
示す。図７(a) において、紫外光レーザ１１、ハーフミ
ラー１２、全反射ミラー１３−１，１３−２、グレーテ
ィングを作成する光ファイバ１４の構成および機能は同
様である。可動シャッター１６−１，１６−２の可動部
は、光ファイバ１４に沿って移動することにより、グレ
ーティング領域の両端部で長手方向に照射する紫外光の
光量を変化させる。図７(b) は可動シャッター１６−
１，１６−２および光ファイバ１４を可動シャッター側
からみた図であり、可動シャッター１６−１，１６−２
の平面形状と可動部の移動方向を矢印で示す。図中のハ
ッチング部分は、紫外光を遮断する可動シャッター１６
−１，１６−２の可動部であり、その間の光ファイバ１
４に紫外光が照射される。
【００２５】紫外光の照射開始時に、可動シャッター１
６−１，１６−２の間隔をグレーティング領域の幅（長
手方向に屈折率分布が存在する領域）に一致するように
セットする。照射中は徐々にシャッター間隔を狭めてい
く。照射終了時には、シャッター間の空隙の幅が、グレ
ーティング中心部分の屈折率差が最大で一定の領域の幅
に一致するように設定する。このように可動シャッター
１６−１，１６−２を閉じていくことにより、グレーテ
ィング領域の端部から中央部に向かって照射時間が増加
する領域を作成することができる。なお、可動シャッタ
ー１６−１，１６−２は、開く方向に動作させても同様
である。
６−１，１６−２の間隔をグレーティング領域の幅（長
手方向に屈折率分布が存在する領域）に一致するように
セットする。照射中は徐々にシャッター間隔を狭めてい
く。照射終了時には、シャッター間の空隙の幅が、グレ
ーティング中心部分の屈折率差が最大で一定の領域の幅
に一致するように設定する。このように可動シャッター
１６−１，１６−２を閉じていくことにより、グレーテ
ィング領域の端部から中央部に向かって照射時間が増加
する領域を作成することができる。なお、可動シャッタ
ー１６−１，１６−２は、開く方向に動作させても同様
である。
【００２６】また、可動シャッター１６−１，１６−２
が閉じる（開く）動作は、第１の実施形態におけるマス
ク１５を紙面の上方（下方）に移動させる動作と同等で
あり、グレーティング領域の紫外光照射時間に応じた屈
折率分布は、可動シャッター１６−１，１６−２の開閉
速度によって自由に制御することができる。また、本実
施形態では可動シャッターを２つの部品で示している
が、１つの部品で両者が連動する構造のものでもよい。
また、カメラの絞り機構のように同心円状に開閉するも
のでもよい。
が閉じる（開く）動作は、第１の実施形態におけるマス
ク１５を紙面の上方（下方）に移動させる動作と同等で
あり、グレーティング領域の紫外光照射時間に応じた屈
折率分布は、可動シャッター１６−１，１６−２の開閉
速度によって自由に制御することができる。また、本実
施形態では可動シャッターを２つの部品で示している
が、１つの部品で両者が連動する構造のものでもよい。
また、カメラの絞り機構のように同心円状に開閉するも
のでもよい。
【００２７】（作成方法の第３の実施形態…請求項３，
５，８）図８は、本発明の作成方法の第３の実施形態を
示す。図８(a) において、紫外光レーザ１１、ハーフミ
ラー１２、全反射ミラー１３−１，１３−２、グレーテ
ィングを作成する光ファイバ１４の構成および機能は同
様である。マスク１７は、紫外光の透過率が中央部から
両端部に向かって低くなっており、グレーティング領域
の両端部で長手方向に照射する紫外光の光量を変化させ
る。図８(b) はマスク１７および光ファイバ１４をマス
ク側からみた図であり、マスク１７の透過率分布をグラ
デーションで示す。白色部分は透過率が高く、黒色部分
は透過率が低い領域である。
５，８）図８は、本発明の作成方法の第３の実施形態を
示す。図８(a) において、紫外光レーザ１１、ハーフミ
ラー１２、全反射ミラー１３−１，１３−２、グレーテ
ィングを作成する光ファイバ１４の構成および機能は同
様である。マスク１７は、紫外光の透過率が中央部から
両端部に向かって低くなっており、グレーティング領域
の両端部で長手方向に照射する紫外光の光量を変化させ
る。図８(b) はマスク１７および光ファイバ１４をマス
ク側からみた図であり、マスク１７の透過率分布をグラ
デーションで示す。白色部分は透過率が高く、黒色部分
は透過率が低い領域である。
【００２８】本実施形態のマスク１７を介して紫外光を
一定時間照射すると、光ファイバ１４に照射される紫外
光強度は、マスク１７の透過率の空間分布に比例した空
間分布をもつ。すなわち、マスク１７の透過率が高い部
分には屈折率差の大きいグレーティングが形成され、透
過率が低い部分には屈折率差の小さいグレーティングが
形成される。したがって、マスク１７の透過率の空間分
布に応じた屈折率分布をもつグレーティングを光ファイ
バ１４に形成することができる。
一定時間照射すると、光ファイバ１４に照射される紫外
光強度は、マスク１７の透過率の空間分布に比例した空
間分布をもつ。すなわち、マスク１７の透過率が高い部
分には屈折率差の大きいグレーティングが形成され、透
過率が低い部分には屈折率差の小さいグレーティングが
形成される。したがって、マスク１７の透過率の空間分
布に応じた屈折率分布をもつグレーティングを光ファイ
バ１４に形成することができる。
【００２９】
【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、波長多重光信号の多重分離に使用で
きない中間波長領域を狭小化することができる。また、
光導波路上に形成されるグレーティング領域の両端部で
長手方向に紫外光の光量を変化させる手段を用いた作成
方法により、本発明の光導波路グレーティングを容易に
作成することができる。
グレーティングは、波長多重光信号の多重分離に使用で
きない中間波長領域を狭小化することができる。また、
光導波路上に形成されるグレーティング領域の両端部で
長手方向に紫外光の光量を変化させる手段を用いた作成
方法により、本発明の光導波路グレーティングを容易に
作成することができる。
【図１】本発明の光導波路グレーティングの第１の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図２】本発明の光導波路グレーティングの第２の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図３】本発明の光導波路グレーティングの第３の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図４】本発明の光導波路グレーティングの第４の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図５】本発明の作成方法の第１の実施形態を示す図。
【図６】マスク１５の他の実施形態を示す図。
【図７】本発明の作成方法の第２の実施形態を示す図。
【図８】本発明の作成方法の第３の実施形態を示す図。
【図９】従来の光ファイバグレーティングの作成方法の
一例を示す図。
一例を示す図。
【図１０】干渉縞の光強度分布に対応した周期的な屈折
率変化を示す図。
率変化を示す図。
【図１１】従来の光ファイバグレーティングの屈折率分
布と反射率特性を示す図。
布と反射率特性を示す図。
１１ 紫外光レーザ １２ ハーフミラー １３ 全反射ミラー １４ 光ファイバ １５ マスク １６ 可動シャッター １７ マスク
Claims (8)
- 【請求項１】 光導波路上に２光束に分離した紫外線を
照射し、その光導波路上に生じた干渉縞に応じて周期的
な屈折率変化として形成されたグレーティング領域を有
する光導波路グレーティングにおいて、 上記グレーティング領域の両端部に、上記周期的な屈折
率変化における極小屈折率と極大屈折率との屈折率差
が、上記グレーティング領域の端部から中央部に向かっ
て増加する領域が設けられたことを特徴とする光導波路
グレーティング。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光導波路グレーティン
グにおいて、 グレーティング領域の両端部の屈折率差の変化が、上記
グレーティングの中央部に対して対称に形成されたこと
を特徴とする光導波路グレーティング。 - 【請求項３】 単一波長の紫外光光源から出射された紫
外光を２つの光束に分離し、 上記２つの光束の光路を変更し、グレーティングを作成
する光導波路上で互いに交差するように照射し、 上記光導波路上に形成されるグレーティング領域の両端
部で長手方向に上記紫外光の光量を変化させる手段を用
いて、請求項１または２に記載の光導波路グレーティン
グを作成することを特徴とする光導波路グレーティング
の作成方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光導波路グレーティン
グの作成方法において、 グレーティング領域の両端部で長手方向に紫外光の光量
を変化させる手段は、上記紫外光を照射する範囲を時間
とともに変化させる手段を用いることを特徴とする光導
波路グレーティングの作成方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の光導波路グレーティン
グの作成方法において、 グレーティング領域の両端部で長手方向に紫外光の光量
を変化させる手段は、上記紫外光の光強度を照射位置に
応じて変化させる手段を用いることを特徴とする光導波
路グレーティングの作成方法。 - 【請求項６】 請求項４に記載の光導波路グレーティン
グの作成方法において、 紫外光の透過する幅が変化する可動マスクを光導波路に
直角な方向に移動させ、上記紫外光を照射する範囲を時
間とともに変化させることを特徴とする光導波路グレー
ティングの作成方法。 - 【請求項７】 請求項４に記載の光導波路グレーティン
グの作成方法において、 紫外光の透過範囲を可変させる可動シャッターを光導波
路上で開閉させ、上記紫外光を照射する範囲を時間とと
もに変化させることを特徴とする光導波路グレーティン
グの作成方法。 - 【請求項８】 請求項５に記載の光導波路グレーティン
グの作成方法において、 紫外光の透過率が中央部から両端部に向かって低くなる
マスクを光導波路上に配置し、上記紫外光の光強度を照
射位置に応じて変化させることを特徴とする光導波路グ
レーティングの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240655A JPH1090539A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 光導波路グレーティングおよびその作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240655A JPH1090539A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 光導波路グレーティングおよびその作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090539A true JPH1090539A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17062729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8240655A Pending JPH1090539A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 光導波路グレーティングおよびその作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090539A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1172630A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-03-16 | Pirelli Cavi & Syst Spa | チャープ型光ファイバ格子を製造する方法 |
| JP2000249819A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | グレーティング製造方法及びグレーティング製造装置 |
| JP2002139638A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子及びその製造方法 |
| US6826344B2 (en) | 2000-08-23 | 2004-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element and method of fabrication thereof |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP8240655A patent/JPH1090539A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1172630A (ja) * | 1997-06-18 | 1999-03-16 | Pirelli Cavi & Syst Spa | チャープ型光ファイバ格子を製造する方法 |
| JP2000249819A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | グレーティング製造方法及びグレーティング製造装置 |
| JP2002139638A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子及びその製造方法 |
| US6826344B2 (en) | 2000-08-23 | 2004-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element and method of fabrication thereof |
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