JPH11174245A - 光学導波路フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
光学導波路フィルタおよびその製造方法Info
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- JPH11174245A JPH11174245A JP10241056A JP24105698A JPH11174245A JP H11174245 A JPH11174245 A JP H11174245A JP 10241056 A JP10241056 A JP 10241056A JP 24105698 A JP24105698 A JP 24105698A JP H11174245 A JPH11174245 A JP H11174245A
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長周期格子をもつ光学導波路フィルタおよび
その製造方法を提供する。 【解決手段】 振幅マスタ２０に開口２６の第一格子セ
クション２２と開口２８の第二格子セクション２４を形
成する。各格子セクション２２，２４間に相ギャップ△
を設ける。光ファイバに対して振幅マスタ２０をセット
し、該マスタ２０を通してレーザビームを光ファイバに
照射し、光ファイバのコアに第一格子セクション２２と
相ギャップ△と第二格子セクション２４を持つ長周期格
子のフィルタを形成する。第一格子セクション２２の長
さＬ1と第一、第二各格子セクション２２，２４の格子
周期性Λ1，Λ2と相ギャップ△を調整することにより、
透過損失スペクトルを所望の予選択の仕様に合致させ
る。
その製造方法を提供する。 【解決手段】 振幅マスタ２０に開口２６の第一格子セ
クション２２と開口２８の第二格子セクション２４を形
成する。各格子セクション２２，２４間に相ギャップ△
を設ける。光ファイバに対して振幅マスタ２０をセット
し、該マスタ２０を通してレーザビームを光ファイバに
照射し、光ファイバのコアに第一格子セクション２２と
相ギャップ△と第二格子セクション２４を持つ長周期格
子のフィルタを形成する。第一格子セクション２２の長
さＬ1と第一、第二各格子セクション２２，２４の格子
周期性Λ1，Λ2と相ギャップ△を調整することにより、
透過損失スペクトルを所望の予選択の仕様に合致させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学導波路フィル
タに関し、より詳細には長周期ファイバ格子（長周期フ
ァイバグレーテイング）を用いた光学導波路透過フィル
タおよびその製法に関する。
タに関し、より詳細には長周期ファイバ格子（長周期フ
ァイバグレーテイング）を用いた光学導波路透過フィル
タおよびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学機器を用いる多くの光ファイバ通信
システムは、スペクトル的選択フィルタを必要とする。
特に、波長依存性損失要素はシステムにおいて透過スペ
クトルを変調（変化）するフィルタとして使用される。
スペクトル的選択フィルタを必要とする光ファイバ通信
システムの例には、エルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ
増幅器（ＥＤＦＡ）の利得平準化、不必要なストークス
次数の除去用のカスケード式ラマンレーザ内の帯域排除
フィルタ、高出力広帯域光源に対するスペクトル成形、
および増幅自然発光（ＡＳＥ）の抑制を含むが、これら
は僅かの例示に止める。これら各種の応用の挑戦的要求
を満たすために光ファイバフィルタは、深さ、幅、そし
て最重要なのは損失ピークのスペクトル成形のような顧
客仕様の透過特性（伝送特性）を提供しなければならな
い。
システムは、スペクトル的選択フィルタを必要とする。
特に、波長依存性損失要素はシステムにおいて透過スペ
クトルを変調（変化）するフィルタとして使用される。
スペクトル的選択フィルタを必要とする光ファイバ通信
システムの例には、エルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ
増幅器（ＥＤＦＡ）の利得平準化、不必要なストークス
次数の除去用のカスケード式ラマンレーザ内の帯域排除
フィルタ、高出力広帯域光源に対するスペクトル成形、
および増幅自然発光（ＡＳＥ）の抑制を含むが、これら
は僅かの例示に止める。これら各種の応用の挑戦的要求
を満たすために光ファイバフィルタは、深さ、幅、そし
て最重要なのは損失ピークのスペクトル成形のような顧
客仕様の透過特性（伝送特性）を提供しなければならな
い。
【０００３】短周期格子とも呼ばれる、いわゆるブラッ
グ格子である波長依存性損失要素の一つのタイプは、
０．５μｍのオーダの周期性を持つファイバの部分に沿
って周期的屈折率変調（周期的屈折率変化）を持つ光フ
ァイバを有する。ブラッグ格子は、前方導波モードを後
方導波モードに結合し、従って一般的に反射フィルタと
呼ばれている。Ｈｉｌｌに与えられた米国特許Ｎｏ．
４，４７４，４２７は、ブラッグ格子フィルタと、その
フィルタの製造方法を目指している。反射フィルタの製
造方法は、ファイバを通して適当な周波数と強度の光ビ
ームを透過すること、および干渉パターンを作るために
ファイバを通してビームを後方に反射させることを必要
とし、そのために、ファイバに沿って永久的な屈折率変
化が作成される。Ｈｉｌｌに与えられた米国特許ＮＯ．
５，３６７，５８８は、格子（グレーティング）を作り
出すために、フェイズマスクとコヒーレントレーザビー
ムを必要とするシリカガラスフェイズ格子マスクを用い
たブラッグ格子を製作する方法を開示している。ブラッ
グ格子をカスケード式ファイバラマン（Ｒａｍａｎ）レ
ーザで帯域排除フィルタとして用いることは、Ｓ．Ｇ．
ＧｒｕｂｂおよびＡ．Ｊ．Ｓｔｅｎｔｚ著“Ｆｉｂｅｒ
Ｒａｍａｎ Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔ Ａｔ Ｍａｎｙ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ”Ｌａｓｅｒ Ｆｏｃｕｓ
Ｗｏｒｌｄ Ｆｅｂ．ｐ１２７，（１９９６）に開示さ
れている。
グ格子である波長依存性損失要素の一つのタイプは、
０．５μｍのオーダの周期性を持つファイバの部分に沿
って周期的屈折率変調（周期的屈折率変化）を持つ光フ
ァイバを有する。ブラッグ格子は、前方導波モードを後
方導波モードに結合し、従って一般的に反射フィルタと
呼ばれている。Ｈｉｌｌに与えられた米国特許Ｎｏ．
４，４７４，４２７は、ブラッグ格子フィルタと、その
フィルタの製造方法を目指している。反射フィルタの製
造方法は、ファイバを通して適当な周波数と強度の光ビ
ームを透過すること、および干渉パターンを作るために
ファイバを通してビームを後方に反射させることを必要
とし、そのために、ファイバに沿って永久的な屈折率変
化が作成される。Ｈｉｌｌに与えられた米国特許ＮＯ．
５，３６７，５８８は、格子（グレーティング）を作り
出すために、フェイズマスクとコヒーレントレーザビー
ムを必要とするシリカガラスフェイズ格子マスクを用い
たブラッグ格子を製作する方法を開示している。ブラッ
グ格子をカスケード式ファイバラマン（Ｒａｍａｎ）レ
ーザで帯域排除フィルタとして用いることは、Ｓ．Ｇ．
ＧｒｕｂｂおよびＡ．Ｊ．Ｓｔｅｎｔｚ著“Ｆｉｂｅｒ
Ｒａｍａｎ Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔ Ａｔ Ｍａｎｙ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ”Ｌａｓｅｒ Ｆｏｃｕｓ
Ｗｏｒｌｄ Ｆｅｂ．ｐ１２７，（１９９６）に開示さ
れている。
【０００４】ブラッグ格子に関する障害には、それら
は、上記の全ての応用分野に容易に用いられない、とい
う事実を含んでいる。例えば、ブラッグ格子の強い後方
反射は、先のシステム（入射側のシステム）と干渉する
であろう。ブラッグ格子からは、数ナノメータよりも広
い帯域幅を得ることは困難である。低後方反射は、ブレ
ーズ格子の傾斜角について正確な制御を必要とする各種
用途に必要である。
は、上記の全ての応用分野に容易に用いられない、とい
う事実を含んでいる。例えば、ブラッグ格子の強い後方
反射は、先のシステム（入射側のシステム）と干渉する
であろう。ブラッグ格子からは、数ナノメータよりも広
い帯域幅を得ることは困難である。低後方反射は、ブレ
ーズ格子の傾斜角について正確な制御を必要とする各種
用途に必要である。
【０００５】波長依存性損失要素のもう一つのタイプ
は、長周期格子（ＬＰＧ）である。長周期格子は、約１
０μｍ≦Λ≦２０００μｍの範囲の周期Λを有する屈折
率摂動（屈折率変動）を持つ光ファイバを有する。長周
期格子フィルタは、ファイバコアを囲むクラッドを通し
て非導波モードにそれらを結合することにより、望まし
くない波長をろ過する。この点において、長周期格子
は、反射が極めて少ないか、あるいは全くない透過フィ
ルタである。
は、長周期格子（ＬＰＧ）である。長周期格子は、約１
０μｍ≦Λ≦２０００μｍの範囲の周期Λを有する屈折
率摂動（屈折率変動）を持つ光ファイバを有する。長周
期格子フィルタは、ファイバコアを囲むクラッドを通し
て非導波モードにそれらを結合することにより、望まし
くない波長をろ過する。この点において、長周期格子
は、反射が極めて少ないか、あるいは全くない透過フィ
ルタである。
【０００６】ＬＰＧ（長周期格子）は、ファイバコアを
紫外（ＵＶ）光で照射することにより、感光ゲルマノシ
リケートファイバ中のファイバ軸に沿って、大きい屈折
率変化を誘起することにより作られる。上記のように、
ＬＰＧは、各種損失のピーク（各種波長損失のピーク）
が、クラッドモードにおける光の吸収と散乱により、格
子透過スペクトルに現れるように、導波モードからの光
を前方伝搬クラッドモードに結合させる。損失ピークの
波長は、格子周期（グレーテイング周期）と、導波モー
ド、およびクラッドモード間の屈折率の差によって決定
される。損失ピークの幅は、ピーク波長、格子長、及び
導波モードとクラッドモード間の実屈折率の差により決
定される。長周期ファイバ格子の各種応用が上記の光フ
ァイバシステム（光ファイバ通信システム）で報告され
ている。
紫外（ＵＶ）光で照射することにより、感光ゲルマノシ
リケートファイバ中のファイバ軸に沿って、大きい屈折
率変化を誘起することにより作られる。上記のように、
ＬＰＧは、各種損失のピーク（各種波長損失のピーク）
が、クラッドモードにおける光の吸収と散乱により、格
子透過スペクトルに現れるように、導波モードからの光
を前方伝搬クラッドモードに結合させる。損失ピークの
波長は、格子周期（グレーテイング周期）と、導波モー
ド、およびクラッドモード間の屈折率の差によって決定
される。損失ピークの幅は、ピーク波長、格子長、及び
導波モードとクラッドモード間の実屈折率の差により決
定される。長周期ファイバ格子の各種応用が上記の光フ
ァイバシステム（光ファイバ通信システム）で報告され
ている。
【０００７】長周期ファイバ格子（ＬＰＧ）は、近年、
増幅自然発光（ＡＳＥ）を抑制する波長依存性損失要素
として機能する、コンパクトで、低挿入損失で、そして
後方反射が最も少ないファイバ内デバイスとして、出現
している。Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ，
Ｐａｕｌ Ｊ．Ｌｅｍａｉｒｅ，Ｊｕｓｔｉｎ Ｂ．Ｊ
ｕｄｋｉｎｓ，Ｖｉｋｒａｍ Ｂｈａｔｉａ，Ｔｕｒａ
ｎ ＥｒｄｏｇａｎおよびＪｏｈｎ Ｅ．Ｓｉｐｅ著
“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ Ｇｒａｔｉｎ
ｇ Ａｓ Ｂａｎｄ−Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅ
ｒ”Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｖｏｌ．１
４，ｐ５８（１９９６）参照。また、長周期格子は、エ
ルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ増幅器の利得平準化に
使用され、Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ，
Ｊ．Ｒｅｎｅｅ Ｐｅｄａｚｚａｎｉ，Ｊｕｓｔｉｎ
Ｂ．ＪｕｄｋｉｎｓおよびＰａｕｌ Ｊ．Ｌｅｍａｉｒ
ｅ著“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｇｒａｔ
ｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ Ｇａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ
ｓ”Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎ
ｏ．５，ｐ．３３６（１９９６）に開示されている。
Ｇ．Ｗ．Ｈｏｄｇｓｏｎ、およびＡ．Ｍ．Ｖｅｎｇｓａ
ｒｋａｒ著“Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ ＳｈａｐｅｄＨｉ
ｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａ
ｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｉｎ
ｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｌｏｎｇ−Ｐｅｒｉｏｄ Ｇ
ｒａｔｉｎｇ”ＯＦＣ’９６，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄ
ｉｇｅｓｔＴｕＧ３，ｐ２９，（１９９６）は、高出力
広帯域光源用のスペクトル成形用長周期格子の使用を開
示している。
増幅自然発光（ＡＳＥ）を抑制する波長依存性損失要素
として機能する、コンパクトで、低挿入損失で、そして
後方反射が最も少ないファイバ内デバイスとして、出現
している。Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ，
Ｐａｕｌ Ｊ．Ｌｅｍａｉｒｅ，Ｊｕｓｔｉｎ Ｂ．Ｊ
ｕｄｋｉｎｓ，Ｖｉｋｒａｍ Ｂｈａｔｉａ，Ｔｕｒａ
ｎ ＥｒｄｏｇａｎおよびＪｏｈｎ Ｅ．Ｓｉｐｅ著
“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ Ｇｒａｔｉｎ
ｇ Ａｓ Ｂａｎｄ−Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅ
ｒ”Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｖｏｌ．１
４，ｐ５８（１９９６）参照。また、長周期格子は、エ
ルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ増幅器の利得平準化に
使用され、Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ，
Ｊ．Ｒｅｎｅｅ Ｐｅｄａｚｚａｎｉ，Ｊｕｓｔｉｎ
Ｂ．ＪｕｄｋｉｎｓおよびＰａｕｌ Ｊ．Ｌｅｍａｉｒ
ｅ著“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｇｒａｔ
ｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ Ｇａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ
ｓ”Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎ
ｏ．５，ｐ．３３６（１９９６）に開示されている。
Ｇ．Ｗ．Ｈｏｄｇｓｏｎ、およびＡ．Ｍ．Ｖｅｎｇｓａ
ｒｋａｒ著“Ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ ＳｈａｐｅｄＨｉ
ｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａ
ｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｉｎ
ｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｌｏｎｇ−Ｐｅｒｉｏｄ Ｇ
ｒａｔｉｎｇ”ＯＦＣ’９６，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄ
ｉｇｅｓｔＴｕＧ３，ｐ２９，（１９９６）は、高出力
広帯域光源用のスペクトル成形用長周期格子の使用を開
示している。
【０００８】光ファイバ通信システムにおいてスペクト
ル成形装置として長周期格子を使用することは、米国特
許Ｎｏ．５，４３０，８１７に開示されている。その装
置において、長周期格子は、単純な周期的屈折率変化を
含んでいる。この様な格子の透過スペクトルは対称的な
損失ピークである。この特許はまた、波長シフト検出器
を構成するために、ある波長を長周期格子構造に反射さ
せる短周期ブラッグ反射格子の使用を開示している。二
つ以上の長周期格子は、複合スペクトル成形に適合する
ように結合されなければならない。
ル成形装置として長周期格子を使用することは、米国特
許Ｎｏ．５，４３０，８１７に開示されている。その装
置において、長周期格子は、単純な周期的屈折率変化を
含んでいる。この様な格子の透過スペクトルは対称的な
損失ピークである。この特許はまた、波長シフト検出器
を構成するために、ある波長を長周期格子構造に反射さ
せる短周期ブラッグ反射格子の使用を開示している。二
つ以上の長周期格子は、複合スペクトル成形に適合する
ように結合されなければならない。
【０００９】二つの格子セクションの中央に挿入された
π／２移相を有する光学半導体導波路共振器フィルタ
が、米国特許Ｎｏ．４，７５０，８０１に開示されてい
る。共振器フィルタの透過スペクトルは、３０オングス
トロームの広いストップバンドの中に、４オングストロ
ーム帯域の鋭いピークを持っている。これらの導波路装
置の半導体の性質から考えて、それらがファイバ通信シ
ステムに用いられた場合、大きな結合損失を招きがちで
ある。
π／２移相を有する光学半導体導波路共振器フィルタ
が、米国特許Ｎｏ．４，７５０，８０１に開示されてい
る。共振器フィルタの透過スペクトルは、３０オングス
トロームの広いストップバンドの中に、４オングストロ
ーム帯域の鋭いピークを持っている。これらの導波路装
置の半導体の性質から考えて、それらがファイバ通信シ
ステムに用いられた場合、大きな結合損失を招きがちで
ある。
【００１０】Ａｌｆｅｒｎｅｓｓに与えらた米国特許Ｎ
ｏ．４，７５０，８０１は、半導体基板の上に成長した
半導体格子セクションを有する光学導波路共振器フィル
タを目指している。格子セクションは、離隔した二個の
格子を有し、二個の格子間のギャップの上部表面に置か
れた電極はフィルタを通して、通過する光を変調するの
に用いられる。
ｏ．４，７５０，８０１は、半導体基板の上に成長した
半導体格子セクションを有する光学導波路共振器フィル
タを目指している。格子セクションは、離隔した二個の
格子を有し、二個の格子間のギャップの上部表面に置か
れた電極はフィルタを通して、通過する光を変調するの
に用いられる。
【００１１】Ａｌｆｅｒｎｅｓｓ等に与えられた米国特
許Ｎｏ．５，４９５，５４３は、先に述べたＮｏ．４，
７５０，８０１の構想を拡張し、半導体導波路上に二重
周期格子を用いる、偏光独立光学波長選択フィルタを提
供している。二重周期格子は、本質的に、二つのモード
を結合するために、フィルタを通して透過された光のＴ
ＥおよびＴＭ偏光モードの伝搬定数の差を整合させるた
めに選択された格子周期と、格子周期が僅かに異なる二
つの格子の結合である。
許Ｎｏ．５，４９５，５４３は、先に述べたＮｏ．４，
７５０，８０１の構想を拡張し、半導体導波路上に二重
周期格子を用いる、偏光独立光学波長選択フィルタを提
供している。二重周期格子は、本質的に、二つのモード
を結合するために、フィルタを通して透過された光のＴ
ＥおよびＴＭ偏光モードの伝搬定数の差を整合させるた
めに選択された格子周期と、格子周期が僅かに異なる二
つの格子の結合である。
【００１２】Ｓａｈｌｅｎに与えられた米国特許Ｎｏ．
５，４１６，８６６は、可調光学導波路フィルタを開示
している。その中にエッチ（ｅｔｃｈ）された二個の制
御可能な格子セクションを持つ格子構造は、導波路構造
の中に形成される。各セクションに設けられる電流注入
電極は二個の格子セクションの各々に対して波長同調範
囲を独立して制御することを可能にする。
５，４１６，８６６は、可調光学導波路フィルタを開示
している。その中にエッチ（ｅｔｃｈ）された二個の制
御可能な格子セクションを持つ格子構造は、導波路構造
の中に形成される。各セクションに設けられる電流注入
電極は二個の格子セクションの各々に対して波長同調範
囲を独立して制御することを可能にする。
【００１３】Ｊｕｄｋｉｎｓ等に与えられた米国特許Ｎ
ｏ．５，６４７，０３９は、長周期格子を使用した光フ
ァイバ準拠切り替えシステムを教えている。光ファイバ
は、一定の周期距離Λにより離隔された、複数の、幅ｗ
の屈折率摂動を持つ長周期格子を持つ。格子側のファイ
バに置かれた検出器は、スイッチが動作状態にある時、
ファイバ外で結合された波長を検出するために用いられ
る。
ｏ．５，６４７，０３９は、長周期格子を使用した光フ
ァイバ準拠切り替えシステムを教えている。光ファイバ
は、一定の周期距離Λにより離隔された、複数の、幅ｗ
の屈折率摂動を持つ長周期格子を持つ。格子側のファイ
バに置かれた検出器は、スイッチが動作状態にある時、
ファイバ外で結合された波長を検出するために用いられ
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、複合損失
形状を持つ光ファイバフィルタの大きな応用の一つは、
ＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増幅器）の利得平
準化である。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、光ファイバ
について高データ伝送を達成するために広く研究されて
きた。ＷＤＭチャンネル（それぞれ毎秒数ギガビットを
伝送する）は、ＥＤＦＡの１５３０−１５６０ｎｍ帯域
に適合すべきである。ＷＤＭシステムにおける大きな問
題の一つは、ＥＤＦＡの利得不均一性で、それは異なる
チャンネルで信号振幅にムラを生じさせる。変換された
エルビウム利得スペクトルに整合する透過スペクトルを
持つフィルタが要求されている。例えば、１５４０〜１
５６５ｎｍの範囲でＥＤＦＡの利得平準化のために、１
５５７ｎｍに中心を置く幅広い損失ピークと短波長側に
肩とを持つフィルタを必要とする。
形状を持つ光ファイバフィルタの大きな応用の一つは、
ＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増幅器）の利得平
準化である。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、光ファイバ
について高データ伝送を達成するために広く研究されて
きた。ＷＤＭチャンネル（それぞれ毎秒数ギガビットを
伝送する）は、ＥＤＦＡの１５３０−１５６０ｎｍ帯域
に適合すべきである。ＷＤＭシステムにおける大きな問
題の一つは、ＥＤＦＡの利得不均一性で、それは異なる
チャンネルで信号振幅にムラを生じさせる。変換された
エルビウム利得スペクトルに整合する透過スペクトルを
持つフィルタが要求されている。例えば、１５４０〜１
５６５ｎｍの範囲でＥＤＦＡの利得平準化のために、１
５５７ｎｍに中心を置く幅広い損失ピークと短波長側に
肩とを持つフィルタを必要とする。
【００１５】しかしながら、長周期格子は、ただ対称的
な鋭い損失ピークを提供するだけである。顧客の設計す
るスピクトル成形を達成する目的で、あるスペクトル成
形を真似るために二個あるいは三個もの格子を連結する
試みが為された。Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋ
ａｒ，Ｊ．Ｒｅｎｅｅ Ｐｅｄｒａｚｚａｎｉ，Ｊｕｓ
ｔｉｎ Ｂ．ＪｕｄｋｉｎｓおよびＰａｕｌ Ｊ．Ｌｅ
ｍａｉｒｅ著“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ
Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ Ｇａｉｎ Ｅｑｕａｌｉ
ｚｅｒｓ”Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２
１，Ｎｏ．５，ｐ．３３６（１９９６）参照。連結は製
作過程の困難性を増すばかりでなく、格子が二倍あるい
は三倍に長くなるので実装がより複雑になる。Ｖｅｎｓ
ａｒｋａｒの方法は、適度の結果を生み出すが、一つの
制限は、幾つかの格子セクションを持つマスクが提供さ
れ、異なる区画に特定の格子セクションを書き込むため
に、マスクを光ファイバに沿って異なる位置に移動しな
ければならないということである。
な鋭い損失ピークを提供するだけである。顧客の設計す
るスピクトル成形を達成する目的で、あるスペクトル成
形を真似るために二個あるいは三個もの格子を連結する
試みが為された。Ａｓｈｉｓｈ Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋ
ａｒ，Ｊ．Ｒｅｎｅｅ Ｐｅｄｒａｚｚａｎｉ，Ｊｕｓ
ｔｉｎ Ｂ．ＪｕｄｋｉｎｓおよびＰａｕｌ Ｊ．Ｌｅ
ｍａｉｒｅ著“Ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ Ｆｉｂｅｒ
Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ Ｇａｉｎ Ｅｑｕａｌｉ
ｚｅｒｓ”Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２
１，Ｎｏ．５，ｐ．３３６（１９９６）参照。連結は製
作過程の困難性を増すばかりでなく、格子が二倍あるい
は三倍に長くなるので実装がより複雑になる。Ｖｅｎｓ
ａｒｋａｒの方法は、適度の結果を生み出すが、一つの
制限は、幾つかの格子セクションを持つマスクが提供さ
れ、異なる区画に特定の格子セクションを書き込むため
に、マスクを光ファイバに沿って異なる位置に移動しな
ければならないということである。
【００１６】対照的に、本発明は、光学導波路の二つの
接近する区域を照射するに先立って、予選択の相ギャッ
プ（フェイズギャップ）を提供することに関する。それ
故、本発明は、二つの接近する区域間に予選択のフェイ
ズギャップ△を持つ振幅マスクを提供しており、それに
よって、フェイズギャップ寸法△の制御と精度の大きな
度合いを与えている。予選択とは前もって選択したとい
う意味である。
接近する区域を照射するに先立って、予選択の相ギャッ
プ（フェイズギャップ）を提供することに関する。それ
故、本発明は、二つの接近する区域間に予選択のフェイ
ズギャップ△を持つ振幅マスクを提供しており、それに
よって、フェイズギャップ寸法△の制御と精度の大きな
度合いを与えている。予選択とは前もって選択したとい
う意味である。
【００１７】現在のところ、Ｇｕａｓｓｉａｎ（ガウシ
アン）プロファイルのような複合透過スペクトル成形を
持つ光学導波路フィルタを設計する総合的な方法はな
い。Ｇａｕｓｓｉａｎプロファイルは、短あるいは長波
長側のいずれかに肩と、平坦な底部にノッチフィルタを
備えている。したがって、それは、異なる深さ、幅およ
び形状の透過スペクトルを持つ光学導波路フィルタを製
作する方法を提供するのに非常に有利である。そのよう
にして得られた導波路フィルタは、低挿入損失を示し、
コンパクトで、大量生産に適応し易く、そして実装も容
易である筈である。この明細書を通じて、光ファイバ
は、特別な実施例を参照しているが、その中の誘導体導
波路を持つ一体構造のブロックは、独立した光ファイバ
に代えて用いることができよう。本発明は上記事情に鑑
み成されたものであり、Ｇｕａｓｓｉａｎプロファイル
のような複合透過スペクトルをもち、低挿入損失で、コ
ンパクトで、大量生産に適し、実装も容易な光学導波路
フィルタおよびその製造方法を提供するものである。
アン）プロファイルのような複合透過スペクトル成形を
持つ光学導波路フィルタを設計する総合的な方法はな
い。Ｇａｕｓｓｉａｎプロファイルは、短あるいは長波
長側のいずれかに肩と、平坦な底部にノッチフィルタを
備えている。したがって、それは、異なる深さ、幅およ
び形状の透過スペクトルを持つ光学導波路フィルタを製
作する方法を提供するのに非常に有利である。そのよう
にして得られた導波路フィルタは、低挿入損失を示し、
コンパクトで、大量生産に適応し易く、そして実装も容
易である筈である。この明細書を通じて、光ファイバ
は、特別な実施例を参照しているが、その中の誘導体導
波路を持つ一体構造のブロックは、独立した光ファイバ
に代えて用いることができよう。本発明は上記事情に鑑
み成されたものであり、Ｇｕａｓｓｉａｎプロファイル
のような複合透過スペクトルをもち、低挿入損失で、コ
ンパクトで、大量生産に適し、実装も容易な光学導波路
フィルタおよびその製造方法を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】長周期格子（長周期グレ
ーティング）に基づく光ファイバ透過フィルタと、この
フィルタの製造方法を提供することが、本発明の目的で
ある。本発明には長周期格子に基づく光学透過ファイバ
フィルタの製造方法が、開示されている。また、Ｇｕａ
ｓｓｉａｎプロファイルのような異なる透過スペクトル
成形を示すファイバフィルタ、短波あるいは長波長側の
いずれかに肩と、平坦な底部にノッチフィルタを備え、
２４０ｎｍの広い帯域にわたって多重損失ピークを持つ
Ｇａｕｓｓｉａｎｎプロファイルが、開示されている。
ーティング）に基づく光ファイバ透過フィルタと、この
フィルタの製造方法を提供することが、本発明の目的で
ある。本発明には長周期格子に基づく光学透過ファイバ
フィルタの製造方法が、開示されている。また、Ｇｕａ
ｓｓｉａｎプロファイルのような異なる透過スペクトル
成形を示すファイバフィルタ、短波あるいは長波長側の
いずれかに肩と、平坦な底部にノッチフィルタを備え、
２４０ｎｍの広い帯域にわたって多重損失ピークを持つ
Ｇａｕｓｓｉａｎｎプロファイルが、開示されている。
【００１９】本発明の一形態として、少なくとも一つの
コアと、このコア中に長周期格子を含む光ファイバを有
する光ファイバフィルタが提供されている。長周期格子
は、少なくとも二つの格子セクション（グレーティング
セクション）を持ち、第一格子セクションは、第一格子
セクション周期性を持ち、第二格子セクションは、第二
格子セクション周期性を持つ。第一格子セクションは、
予選択フェイズギャップ△で第二格子セクションから離
隔して置かれている。
コアと、このコア中に長周期格子を含む光ファイバを有
する光ファイバフィルタが提供されている。長周期格子
は、少なくとも二つの格子セクション（グレーティング
セクション）を持ち、第一格子セクションは、第一格子
セクション周期性を持ち、第二格子セクションは、第二
格子セクション周期性を持つ。第一格子セクションは、
予選択フェイズギャップ△で第二格子セクションから離
隔して置かれている。
【００２０】本発明のこの点において、予選択のフェイ
ズギャップは幅△を持ち、ここで、少なくとも第一、お
よび第二格子セクションは、△＜Λとして、本質的にΛ
で与えられる等しい周期性（格子周期性）を持つ。本発
明は、長さＬと、周期性（格子周期性）Λを持つ長周期
格子を含む光ファイバを有する光ファイバフィルタを提
供する。長周期格子は、第一、および第二格子セクショ
ンを含み、第二格子セクションは第一格子セクションか
ら、△＜Λとして、予選択のギャップ△だけ離隔して置
かれている。
ズギャップは幅△を持ち、ここで、少なくとも第一、お
よび第二格子セクションは、△＜Λとして、本質的にΛ
で与えられる等しい周期性（格子周期性）を持つ。本発
明は、長さＬと、周期性（格子周期性）Λを持つ長周期
格子を含む光ファイバを有する光ファイバフィルタを提
供する。長周期格子は、第一、および第二格子セクショ
ンを含み、第二格子セクションは第一格子セクションか
ら、△＜Λとして、予選択のギャップ△だけ離隔して置
かれている。
【００２１】また、本発明は、少なくとも一つのコア
と、このコア中に長周期格子を含む光ファイバを有する
光ファイバフィルタを提供し、長周期格子は、長さＬ
で、少なくとも二つの格子セクションを持ち、第一格子
セクションは周期性（格子周期性）Λ1を持ち、第二格
子セクションは周期性（格子周期性）Λ2を持つ、ここ
でΛ2＞Λ1である。第二格子セクションは、第一格子セ
クションから、予選択のギャップ△＜Λ2だけ離隔して
置かれている。
と、このコア中に長周期格子を含む光ファイバを有する
光ファイバフィルタを提供し、長周期格子は、長さＬ
で、少なくとも二つの格子セクションを持ち、第一格子
セクションは周期性（格子周期性）Λ1を持ち、第二格
子セクションは周期性（格子周期性）Λ2を持つ、ここ
でΛ2＞Λ1である。第二格子セクションは、第一格子セ
クションから、予選択のギャップ△＜Λ2だけ離隔して
置かれている。
【００２２】本発明の他の面では、範囲１０μｍ≦Λ≦
２０００μｍの格子周期性Λを持つ長さＬの長周期格子
を含む光ファイバを有するエルビウムドープファイバ増
幅器の利得平準化用の光ファイバフィルタが提供されて
いる。長周期格子は少なくとも長さＬ1、ここでＬ1／Ｌ
≦０．５、の第一格子セクションと、第一格子セクショ
ンから予選択のギャップ長△、ここで△＜Λ、だけ離隔
して置かれた第二格子セクションを含む。
２０００μｍの格子周期性Λを持つ長さＬの長周期格子
を含む光ファイバを有するエルビウムドープファイバ増
幅器の利得平準化用の光ファイバフィルタが提供されて
いる。長周期格子は少なくとも長さＬ1、ここでＬ1／Ｌ
≦０．５、の第一格子セクションと、第一格子セクショ
ンから予選択のギャップ長△、ここで△＜Λ、だけ離隔
して置かれた第二格子セクションを含む。
【００２３】本発明は、また、長さＬを持つ少なくとも
一個の長周期格子を含む光ファイバを有する増幅自然発
光を抑制する光ファイバノッチフィルタを提供する。長
周期格子は、約１０μｍから約２０００μｍの範囲の格
子周期性Λを持つ。長周期ファイバ格子は、少なくとも
長さＬ1の第一格子セクションと、第一格子セクション
から予選択のギャップ長△だけ離隔して置かれた第二格
子セクションを含む。
一個の長周期格子を含む光ファイバを有する増幅自然発
光を抑制する光ファイバノッチフィルタを提供する。長
周期格子は、約１０μｍから約２０００μｍの範囲の格
子周期性Λを持つ。長周期ファイバ格子は、少なくとも
長さＬ1の第一格子セクションと、第一格子セクション
から予選択のギャップ長△だけ離隔して置かれた第二格
子セクションを含む。
【００２４】本発明の他の面によると、コアと、このコ
ア中に少なくとも二個の長周期格子を含む光ファイバを
有する多重波長絶縁（アイソレーション）フィルタを提
供する。少なくとも、二個の長周期格子の少なくとも一
個はチャープ（ｃｈｉｒｐ）され、少なくとも二個の長
周期格子は、予選択の距離だけ離隔して置かれる。本発
明のこの面において、少なくとも二個の長周期格子は、
非チャープ長周期格子と非チャープ格子から離隔して置
かれたチャープ格子を含んでもよい。本発明のこの面に
おいて、少なくとも二個の長周期格子は、二個のチャー
プ長周期格子を含み、ここで少なくとも二個のチャープ
長周期格子はそれぞれ、予選択の距離と、予選択のチャ
ープを持ち、また予選択の距離は約１ｃｍから約８０ｃ
ｍの範囲にある。
ア中に少なくとも二個の長周期格子を含む光ファイバを
有する多重波長絶縁（アイソレーション）フィルタを提
供する。少なくとも、二個の長周期格子の少なくとも一
個はチャープ（ｃｈｉｒｐ）され、少なくとも二個の長
周期格子は、予選択の距離だけ離隔して置かれる。本発
明のこの面において、少なくとも二個の長周期格子は、
非チャープ長周期格子と非チャープ格子から離隔して置
かれたチャープ格子を含んでもよい。本発明のこの面に
おいて、少なくとも二個の長周期格子は、二個のチャー
プ長周期格子を含み、ここで少なくとも二個のチャープ
長周期格子はそれぞれ、予選択の距離と、予選択のチャ
ープを持ち、また予選択の距離は約１ｃｍから約８０ｃ
ｍの範囲にある。
【００２５】本発明は、また、少なくともエルビウムド
ープ部分と、エルビウムドープ部分に置かれた長さＬの
長周期ファイバ格子を含む光ファイバを有する、利得平
準化エルビウムドープファイバ増幅器を備えている。長
周期格子は、範囲１０μｍ≦Λ≦２０００μｍの格子周
期性Λを持ち、長周期格子は、少なくとも長さＬ1の第
一格子セクションと、△＜Λとして、予選択のギャップ
長△により第一格子セクションから離隔して置かれた第
二格子セクションを含んでいる。
ープ部分と、エルビウムドープ部分に置かれた長さＬの
長周期ファイバ格子を含む光ファイバを有する、利得平
準化エルビウムドープファイバ増幅器を備えている。長
周期格子は、範囲１０μｍ≦Λ≦２０００μｍの格子周
期性Λを持ち、長周期格子は、少なくとも長さＬ1の第
一格子セクションと、△＜Λとして、予選択のギャップ
長△により第一格子セクションから離隔して置かれた第
二格子セクションを含んでいる。
【００２６】フェイズギャップによって提供される移相
（位相変位）が、ほぼ１５０°と１８０°の間にある
か、あるいはｎを偶数として上記範囲プラスｎπ移相で
ある場合には、好ましい結果が得られることを知らねば
ならない。
（位相変位）が、ほぼ１５０°と１８０°の間にある
か、あるいはｎを偶数として上記範囲プラスｎπ移相で
ある場合には、好ましい結果が得られることを知らねば
ならない。
【００２７】本発明の他の面では、下記のステップを有
する光学導波路フィルタを製作する方法が提供されてい
る。すなわち；少なくとも一個のコア、クラッド、およ
び感光縦長部分を持つ誘電体光学導波路を備え；予選択
のフェイズギャップにより、その中に離隔して置かれた
少なくとも二個のセクションを持つ振幅マスクを備え、
予選択のフェイズギャップは、光学導波路フィルタの望
ましい出力応答を提供するよう選択されており；そし
て、上記コア内の長周期格子を働かせるに十分な時間に
わたって、振幅マスクを通して誘電体光学導波路を照射
し、長周期格子は、マスク内の少なくとも二個のセクシ
ョンに直接対応する少なくとも二個の格子セクションを
含み、コア内の長周期格子は、少なくとも二個の格子セ
クション間の予選択の相ギャップ△を有する。
する光学導波路フィルタを製作する方法が提供されてい
る。すなわち；少なくとも一個のコア、クラッド、およ
び感光縦長部分を持つ誘電体光学導波路を備え；予選択
のフェイズギャップにより、その中に離隔して置かれた
少なくとも二個のセクションを持つ振幅マスクを備え、
予選択のフェイズギャップは、光学導波路フィルタの望
ましい出力応答を提供するよう選択されており；そし
て、上記コア内の長周期格子を働かせるに十分な時間に
わたって、振幅マスクを通して誘電体光学導波路を照射
し、長周期格子は、マスク内の少なくとも二個のセクシ
ョンに直接対応する少なくとも二個の格子セクションを
含み、コア内の長周期格子は、少なくとも二個の格子セ
クション間の予選択の相ギャップ△を有する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明するが、同一構成部分には同一符号を伏し
て重複説明は省略する。図１には、光ファイバ中に長周
期格子（長周期グレーティング）を作り出す振幅マスク
が、２０の符号で示されている。マスク２０は、二セッ
トの開口２２および２４を含み、セット２２は、複数の
離隔開口２６を備え、セット２４は、開口２８を備えて
いる。開口２２をもつ第一セット（第一格子セクショ
ン）は、長さＬ1のスパンで、Λ1の周期性（周期）を持
ち、各開口２６は幅Ｘ1である。開口２４の第二セット
（第二格子セクション）は、周期性（周期）Λ2を持
ち、各開口２８は幅Ｘ2を持つ。ギャップ△は、開口２
２と２４の二セットを離隔し、両セットの結合長さはＬ
である。
に基づき説明するが、同一構成部分には同一符号を伏し
て重複説明は省略する。図１には、光ファイバ中に長周
期格子（長周期グレーティング）を作り出す振幅マスク
が、２０の符号で示されている。マスク２０は、二セッ
トの開口２２および２４を含み、セット２２は、複数の
離隔開口２６を備え、セット２４は、開口２８を備えて
いる。開口２２をもつ第一セット（第一格子セクショ
ン）は、長さＬ1のスパンで、Λ1の周期性（周期）を持
ち、各開口２６は幅Ｘ1である。開口２４の第二セット
（第二格子セクション）は、周期性（周期）Λ2を持
ち、各開口２８は幅Ｘ2を持つ。ギャップ△は、開口２
２と２４の二セットを離隔し、両セットの結合長さはＬ
である。
【００２９】図３に示される長周期格子３４は、光ファ
イバ３６の長さに沿って近接させて振幅マスク２０（図
１）を置き、図３に示される屈折率の変調（変化）を産
み出すために、適当な強度と波長を持つレーザビーム
（図２に示すような特性を持つレーザビーム）でファイ
バを照射（マスク２０を通して照射）することにより光
ファイバ３６（図３）中に形成される。図２は、ファイ
バの長手方向に格子（グレーティング）を書き込むため
に用いられる縦方向の合焦エキシマレーザビームの空間
エネルギ分布の特性を示す。
イバ３６の長さに沿って近接させて振幅マスク２０（図
１）を置き、図３に示される屈折率の変調（変化）を産
み出すために、適当な強度と波長を持つレーザビーム
（図２に示すような特性を持つレーザビーム）でファイ
バを照射（マスク２０を通して照射）することにより光
ファイバ３６（図３）中に形成される。図２は、ファイ
バの長手方向に格子（グレーティング）を書き込むため
に用いられる縦方向の合焦エキシマレーザビームの空間
エネルギ分布の特性を示す。
【００３０】図１のフェイズ挿入振幅マスク（相挿入振
幅マスク）を通して光ファイバを照射する均一なＵＶレ
ーザビームにより作り出される屈折率変調（屈折率変
化）が、図３に示される。ここで、ｎはコアの屈折率、
△ｎは感光光ファイバに当てたＵＶレーザ照射により生
じた屈折率の増加分、Ｌ1は格子（グレーティング）の
第一部分の長さで第一部分の末端で屈折率が低下する周
期の半分を含んでいる。Ｌは長周期格子の全長、△はフ
ェイズギャップ（相ギャップ）、Λ1およびΛ2はフェイ
ズギャップにより離隔された格子（グレーティング）の
二個の部分の周期性、そしてＸ／ΛはＸ＝Ｘ1＝Ｘ2の時
の変調の負荷サイクルである。
幅マスク）を通して光ファイバを照射する均一なＵＶレ
ーザビームにより作り出される屈折率変調（屈折率変
化）が、図３に示される。ここで、ｎはコアの屈折率、
△ｎは感光光ファイバに当てたＵＶレーザ照射により生
じた屈折率の増加分、Ｌ1は格子（グレーティング）の
第一部分の長さで第一部分の末端で屈折率が低下する周
期の半分を含んでいる。Ｌは長周期格子の全長、△はフ
ェイズギャップ（相ギャップ）、Λ1およびΛ2はフェイ
ズギャップにより離隔された格子（グレーティング）の
二個の部分の周期性、そしてＸ／ΛはＸ＝Ｘ1＝Ｘ2の時
の変調の負荷サイクルである。
【００３１】長周期振幅マスクにフェイズギャップ（相
ギャップ）を導入することにより、このようにして作ら
れたＬＰＧ（長周期格子）は、二個の格子セクションに
分けられ、図３に示すようにそれぞれ、第一格子セクシ
ョン（第一グレーティングセクション）は長さＬ1を持
ち、第二格子セクション（第二グレーティングセクショ
ン）は長さＬ−△−Ｌ1を持つ。ＬＰＧ内のフェイズギ
ャップの存在は、移相を導入し、そこで、第一セクショ
ンを通過する電磁照射の振幅が、フェイズギャップに関
係する二個のベクトル表示間の位相角Φで、第二セクシ
ョンを通過する光の振幅にベクトル的に加わる。ギャッ
プ長△が、半格子周期ａ（ａ＝Λ／２）に等しい時、ａ
π移相が、二つの部分を通して透過された光の間で導入
される。ＬＰＧの中央でのπ相ギャップが、透過損失ピ
ークを二つの損失ピークに分ける。π相ギャップを、格
子の一端に向けて移動することにより、二個の離隔した
ピークは互いに接近し、そして終にπ相ギャップが格子
の一端に移動した時、一個のピークに融合する。予選択
の移相を与えるために、長さＬ1と、二個のセクション
の周期性と、そしてギャップ△を慎重に選ぶことによ
り、透過損失ピークは、予選択の仕様（予め選択した仕
様）に合致するように設計することができる。長周期格
子の二つの部分間の相ギャップ（フェイズギャップ）
は、格子の周期より少ない様に選択される。というの
は、もしそれがこの周期性と等しいならば、効果は出な
いか、あるいは格子の周期性に性格に等しい相ギャップ
は３６０°の移相を与えるという他の方法を生じる為で
ある。範囲ｍΛ＜△＜ｎΛ（ｍ＝０，１，２，
３，．．．，ｎ＝ｍ＋１）の相ギャップもまた、相ギャ
ップ内の散乱と吸収損失は無視し得るという仮定のもと
に、同様な結果を産み出すと予想される。
ギャップ）を導入することにより、このようにして作ら
れたＬＰＧ（長周期格子）は、二個の格子セクションに
分けられ、図３に示すようにそれぞれ、第一格子セクシ
ョン（第一グレーティングセクション）は長さＬ1を持
ち、第二格子セクション（第二グレーティングセクショ
ン）は長さＬ−△−Ｌ1を持つ。ＬＰＧ内のフェイズギ
ャップの存在は、移相を導入し、そこで、第一セクショ
ンを通過する電磁照射の振幅が、フェイズギャップに関
係する二個のベクトル表示間の位相角Φで、第二セクシ
ョンを通過する光の振幅にベクトル的に加わる。ギャッ
プ長△が、半格子周期ａ（ａ＝Λ／２）に等しい時、ａ
π移相が、二つの部分を通して透過された光の間で導入
される。ＬＰＧの中央でのπ相ギャップが、透過損失ピ
ークを二つの損失ピークに分ける。π相ギャップを、格
子の一端に向けて移動することにより、二個の離隔した
ピークは互いに接近し、そして終にπ相ギャップが格子
の一端に移動した時、一個のピークに融合する。予選択
の移相を与えるために、長さＬ1と、二個のセクション
の周期性と、そしてギャップ△を慎重に選ぶことによ
り、透過損失ピークは、予選択の仕様（予め選択した仕
様）に合致するように設計することができる。長周期格
子の二つの部分間の相ギャップ（フェイズギャップ）
は、格子の周期より少ない様に選択される。というの
は、もしそれがこの周期性と等しいならば、効果は出な
いか、あるいは格子の周期性に性格に等しい相ギャップ
は３６０°の移相を与えるという他の方法を生じる為で
ある。範囲ｍΛ＜△＜ｎΛ（ｍ＝０，１，２，
３，．．．，ｎ＝ｍ＋１）の相ギャップもまた、相ギャ
ップ内の散乱と吸収損失は無視し得るという仮定のもと
に、同様な結果を産み出すと予想される。
【００３２】ＵＶ光源のエネルギ分布は、損失ピーク
（透過損失ピーク）の形状に影響を与える。通常ＵＶ光
源はＬＰＧの製造に用いられるが、エキシマレーザ照射
は、図２に示すように近似Ｇａｕｓｓｉａｎ分布を所有
している。ＬＰＧマスク２０とエキシマレーザ照射間の
相対的位置を変化することにより、損失ピークの形状を
調整できる。発明者は、二個以上の長周期格子を持つ光
ファイバもまた、有用な光ファイバデバイスを提供でき
ると思料する。
（透過損失ピーク）の形状に影響を与える。通常ＵＶ光
源はＬＰＧの製造に用いられるが、エキシマレーザ照射
は、図２に示すように近似Ｇａｕｓｓｉａｎ分布を所有
している。ＬＰＧマスク２０とエキシマレーザ照射間の
相対的位置を変化することにより、損失ピークの形状を
調整できる。発明者は、二個以上の長周期格子を持つ光
ファイバもまた、有用な光ファイバデバイスを提供でき
ると思料する。
【００３３】次に、格子間に相ギャップを有する長周期
格子を用いて製作する光ファイバフィルタの実施例を以
下に示すが、これらの実施例は、本発明の構成を説明す
る意図のものであり、本発明の請求範囲を限定するもの
として説明されてはいない、ということを理解されよ
う。
格子を用いて製作する光ファイバフィルタの実施例を以
下に示すが、これらの実施例は、本発明の構成を説明す
る意図のものであり、本発明の請求範囲を限定するもの
として説明されてはいない、ということを理解されよ
う。
【００３４】
【実施例１】ＥＤＦＡの利得平準化用の長周期ファイバ
格子を用いた光ファイバフィルタの設計と製造を次のよ
うに行った。図１のマスク２０に示すような振幅マスク
は、変換されたエルビウム利得スペクトルに本質的に整
合する透過損失スペクトルを持つＬＰＧを製作するのに
用いた。より詳細には、２３５μｍの相ギャップ（フェ
イズギャップ）によって離隔された二個のセクションを
持ち、各セクションは４７０μｍの周期性（格子周期
性）を持つ３５ｍｍマスクを用いた。比Ｌ1／Ｌは、約
０．２１であった。矩形開口２６と２８（図１）は、同
じ大きさで、各矩形開口は高さが約１ｍｍ、幅が約２３
５μｍであった。
格子を用いた光ファイバフィルタの設計と製造を次のよ
うに行った。図１のマスク２０に示すような振幅マスク
は、変換されたエルビウム利得スペクトルに本質的に整
合する透過損失スペクトルを持つＬＰＧを製作するのに
用いた。より詳細には、２３５μｍの相ギャップ（フェ
イズギャップ）によって離隔された二個のセクションを
持ち、各セクションは４７０μｍの周期性（格子周期
性）を持つ３５ｍｍマスクを用いた。比Ｌ1／Ｌは、約
０．２１であった。矩形開口２６と２８（図１）は、同
じ大きさで、各矩形開口は高さが約１ｍｍ、幅が約２３
５μｍであった。
【００３５】感光シングルモードファイバは、マスクの
丁度裏側にその縦方向に沿って配置した。２４８ｎｍの
波長でレーザ光を発するＫｒＦエキシマレーザ（形式Ｐ
Ｍ−８４４， Ｌｕｍｏｎｉｓ社製）により、マスクに
向けてを２０から３０Ｈｚ間の繰り返し率でレーザ光を
照射した。照射のエネルギ密度はパルス当たり約２００
ｍＪ／ｃｍ2であった。ＬＰＧの透過スペクトルは、格
子（グレーティング）が書き込まれる時、光学スペクト
ル分析器（光学スペクトルアナライザ）によってモニタ
された。一旦ＬＰＧが光ファイバに書き込まれてからの
ファイバの焼鈍（アニール）もまた、スペクトル成形に
影響を与えるが、それは設計および製作過程で補償され
よう。従って、焼鈍中、あるいはその後の透過スペクト
ルのモニタは希望する透過スペクトルが得られたか否か
を確かめるために必要である。
丁度裏側にその縦方向に沿って配置した。２４８ｎｍの
波長でレーザ光を発するＫｒＦエキシマレーザ（形式Ｐ
Ｍ−８４４， Ｌｕｍｏｎｉｓ社製）により、マスクに
向けてを２０から３０Ｈｚ間の繰り返し率でレーザ光を
照射した。照射のエネルギ密度はパルス当たり約２００
ｍＪ／ｃｍ2であった。ＬＰＧの透過スペクトルは、格
子（グレーティング）が書き込まれる時、光学スペクト
ル分析器（光学スペクトルアナライザ）によってモニタ
された。一旦ＬＰＧが光ファイバに書き込まれてからの
ファイバの焼鈍（アニール）もまた、スペクトル成形に
影響を与えるが、それは設計および製作過程で補償され
よう。従って、焼鈍中、あるいはその後の透過スペクト
ルのモニタは希望する透過スペクトルが得られたか否か
を確かめるために必要である。
【００３６】しかしながら、フィルタを大量に生産する
時には、一個あるいは数個のテストサンプルで一旦予選
択透過スペクトルを持つＬＰＧの焼鈍効果（アニール効
果）が確立されるや、希望するＬＰＧを持ち、同じ条件
で焼鈍される光ファイバを総てモニタすることは必要で
ないであろう。言い換えれば、ある与えられた長さ、周
期性および相ギャップでＬＰＧを焼鈍する効果が分かれ
ば、ファイバは生産される各ファイバをモニタする必要
なくに量的に生産される。
時には、一個あるいは数個のテストサンプルで一旦予選
択透過スペクトルを持つＬＰＧの焼鈍効果（アニール効
果）が確立されるや、希望するＬＰＧを持ち、同じ条件
で焼鈍される光ファイバを総てモニタすることは必要で
ないであろう。言い換えれば、ある与えられた長さ、周
期性および相ギャップでＬＰＧを焼鈍する効果が分かれ
ば、ファイバは生産される各ファイバをモニタする必要
なくに量的に生産される。
【００３７】ファイバは、損失ピークの深さに依存して
２乃至６分間マスクを介して照射され、その後１２０℃
で３６時間焼鈍される。図４の（ａ）から（ｄ）は、図
１に示した振幅マスク２０で作られたＬＰＧの透過スペ
クトルを示す。図４の（ａ）のスペクトルは、それぞれ
１５４９および１５６１ｎｍにおいて約８ｄＢの二つの
損失ピークを示す。図１から図３を参照して説明すれ
ば、図４の（ｂ）と図４の（ｃ）のスペクトルは、図１
のマスク２０に対してそれぞれ１および２ｍｍ右方（相
ギャップ△から離れる方向）にＵＶレーザビーム（図
２）を移動させて作られた長周期格子の透過スペクトル
である。
２乃至６分間マスクを介して照射され、その後１２０℃
で３６時間焼鈍される。図４の（ａ）から（ｄ）は、図
１に示した振幅マスク２０で作られたＬＰＧの透過スペ
クトルを示す。図４の（ａ）のスペクトルは、それぞれ
１５４９および１５６１ｎｍにおいて約８ｄＢの二つの
損失ピークを示す。図１から図３を参照して説明すれ
ば、図４の（ｂ）と図４の（ｃ）のスペクトルは、図１
のマスク２０に対してそれぞれ１および２ｍｍ右方（相
ギャップ△から離れる方向）にＵＶレーザビーム（図
２）を移動させて作られた長周期格子の透過スペクトル
である。
【００３８】このことは、図４の（ａ）のスペクトルの
１５４９ｎｍの損失ピークが短波長側に移り、肩（スペ
クトル形状の肩）を形成する結果となった。図４の
（ｄ）のスペクトルは、同じ格子を用いて、マスク２０
に対してそれぞれ１ｍｍ左方（相ギャップに向かう方
向）にＵＶレーザビームを移動させて作られ、その結果
図４の（ａ）のスペクトルの１５６１ｎｍの損失ピーク
が減少し、主損失ピークの長波長側に肩を形成した。こ
のように、肩は、マスクに対するＵＶレーザビームの横
方向への位置取りにより発生、および制御され得る。主
損失ピークの深さはレーザ照射時間により制御され得
る。ＬＰＧの書き込み過程で、照明レーザビームを中心
から左右に移動することは、屈折率の変化における均一
性を破るのに役立ち、従って、変化△ｎは、ＬＰＧでの
位置の関数である。
１５４９ｎｍの損失ピークが短波長側に移り、肩（スペ
クトル形状の肩）を形成する結果となった。図４の
（ｄ）のスペクトルは、同じ格子を用いて、マスク２０
に対してそれぞれ１ｍｍ左方（相ギャップに向かう方
向）にＵＶレーザビームを移動させて作られ、その結果
図４の（ａ）のスペクトルの１５６１ｎｍの損失ピーク
が減少し、主損失ピークの長波長側に肩を形成した。こ
のように、肩は、マスクに対するＵＶレーザビームの横
方向への位置取りにより発生、および制御され得る。主
損失ピークの深さはレーザ照射時間により制御され得
る。ＬＰＧの書き込み過程で、照明レーザビームを中心
から左右に移動することは、屈折率の変化における均一
性を破るのに役立ち、従って、変化△ｎは、ＬＰＧでの
位置の関数である。
【００３９】図５の（ａ）は、変換されたエルビウム利
得スペクトルを示す。図５の（ｂ）は、変換されたエル
ビウム利得スペクトルに整合する、図１に示したマスク
と同様な（類似を含む）マスクで作られた長周期格子の
透過スペクトルを示す。マスクに対する照明レーザビー
ムの相対位置を調整し、レーザ照射時間を制御すること
により、ＬＰＧは、２５ｎｍ帯域にわたって０．４ｄＢ
未満の平坦な利得スペクトルを与え得る。
得スペクトルを示す。図５の（ｂ）は、変換されたエル
ビウム利得スペクトルに整合する、図１に示したマスク
と同様な（類似を含む）マスクで作られた長周期格子の
透過スペクトルを示す。マスクに対する照明レーザビー
ムの相対位置を調整し、レーザ照射時間を制御すること
により、ＬＰＧは、２５ｎｍ帯域にわたって０．４ｄＢ
未満の平坦な利得スペクトルを与え得る。
【００４０】異なる透過スペクトルを持つ光ファイバフ
ィルタは、相ギャップ（フェイズギャップ）の長さを変
えることにより製作されてきた。４６０μｍの周期（格
子周期）と、０．２のＬ1／Ｌ比を持つ三個のマスクが
作られた。例えば、２１７μｍの相ギャップ与えるため
にギャップ長が格子周期の１７／３６に等しい時、１７
０°の移相が、相ギャップによって離隔された長周期格
子の二個のセクションを通して透過された光の間に導入
される。この設計構造は、主損失ピークの低波長部分に
肩を作る。図６の（ｃ）のスペクトル参照。同様に、２
４３μｍの相ギャップ与えるために格子周期の１９／３
６の相ギャップ長は、１９０°の移相に相当し、主損失
ピークの長波長側に肩を作る。図６の（ｂ）のスペクト
ル参照。ギャップ長が２３０ｎｍの時、１８０°の移相
が作られる。図６の（ａ）の透過スペクトル参照。これ
らの結果は、これらのマスクの設計を考慮して作られた
透過フィルタは、ＥＤＦＡの利得を平準化するためのＬ
ＰＧの製造に用いることが出来ることを示している。
ィルタは、相ギャップ（フェイズギャップ）の長さを変
えることにより製作されてきた。４６０μｍの周期（格
子周期）と、０．２のＬ1／Ｌ比を持つ三個のマスクが
作られた。例えば、２１７μｍの相ギャップ与えるため
にギャップ長が格子周期の１７／３６に等しい時、１７
０°の移相が、相ギャップによって離隔された長周期格
子の二個のセクションを通して透過された光の間に導入
される。この設計構造は、主損失ピークの低波長部分に
肩を作る。図６の（ｃ）のスペクトル参照。同様に、２
４３μｍの相ギャップ与えるために格子周期の１９／３
６の相ギャップ長は、１９０°の移相に相当し、主損失
ピークの長波長側に肩を作る。図６の（ｂ）のスペクト
ル参照。ギャップ長が２３０ｎｍの時、１８０°の移相
が作られる。図６の（ａ）の透過スペクトル参照。これ
らの結果は、これらのマスクの設計を考慮して作られた
透過フィルタは、ＥＤＦＡの利得を平準化するためのＬ
ＰＧの製造に用いることが出来ることを示している。
【００４１】主損失ピークに肩を作る、本発明に従って
生産されたフィルタの他の実施例は、長周期格子の二個
のセクション２２と２４の周期性（図１）が異なる振幅
マスクを使用して作られた。例えば、第一セクションの
周期（格子周期）がそれぞれ４６０μｍ、４６４μｍ、
および４６８μｍで、各マスクの第二セクションの周期
（格子周期）が４６４μｍである三個の振幅マスクが作
られた。相ギャップ長は２３２μｍに、Ｌ1／Ｌ比は
０．２１に保たれている。図７の（ａ）、（ｂ）、およ
び（ｃ）は、これら三個のマスクで作られたＬＰＧの三
個の透過スペクトルを示し、図７の（ａ）は、第一セク
ションの周期性が４６０μｍのマスクで得られたスペク
トルであり、図７の（ｂ）は、第一セクションの周期性
が４６４μｍのマスクで得られたスペクトルであり、そ
して図７の（ｃ）は、第一セクションの周期性が４６８
μｍのマスクで得られたスペクトルである。ファイバに
対するレーザビームと振幅マスクの配列は、格子への書
き込み過程の間、同一に保たれる。第一、および第二セ
クションに対してそれぞれ４６０μｍと４６４μｍの周
期（格子周期）を持つマスクは、主損失ピークの短波長
側に肩を作り（図７の（ａ）参照）、４６８μｍと４６
４μｍの周期を持つマスクは、主損失ピークの長波長側
に肩を作り（図７の（ｃ）参照）、そして二セクション
が同じ周期性（４６４μｍ）を持つマスクは、二つの同
様の損失ピークを作る（図７の（ｂ）参照）。短波長側
の肩を示す図７の（ａ）に特に注目して、これらの結果
は、このマスクの設計はＥＤＦＡの利得平準化のために
ＬＰＧを製造するために用いられるであろうことを示し
ている。本発明に従って生産された利得平準化エルビウ
ムドープファイバ増幅器は、エルビウムドープファイバ
の中央から端末までのどこでもＬＰＧを組み込める。し
かしながら、ＥＤＦＡの利得平準化には、１５０°から
１８０°の間の移相を持つことが好ましい。
生産されたフィルタの他の実施例は、長周期格子の二個
のセクション２２と２４の周期性（図１）が異なる振幅
マスクを使用して作られた。例えば、第一セクションの
周期（格子周期）がそれぞれ４６０μｍ、４６４μｍ、
および４６８μｍで、各マスクの第二セクションの周期
（格子周期）が４６４μｍである三個の振幅マスクが作
られた。相ギャップ長は２３２μｍに、Ｌ1／Ｌ比は
０．２１に保たれている。図７の（ａ）、（ｂ）、およ
び（ｃ）は、これら三個のマスクで作られたＬＰＧの三
個の透過スペクトルを示し、図７の（ａ）は、第一セク
ションの周期性が４６０μｍのマスクで得られたスペク
トルであり、図７の（ｂ）は、第一セクションの周期性
が４６４μｍのマスクで得られたスペクトルであり、そ
して図７の（ｃ）は、第一セクションの周期性が４６８
μｍのマスクで得られたスペクトルである。ファイバに
対するレーザビームと振幅マスクの配列は、格子への書
き込み過程の間、同一に保たれる。第一、および第二セ
クションに対してそれぞれ４６０μｍと４６４μｍの周
期（格子周期）を持つマスクは、主損失ピークの短波長
側に肩を作り（図７の（ａ）参照）、４６８μｍと４６
４μｍの周期を持つマスクは、主損失ピークの長波長側
に肩を作り（図７の（ｃ）参照）、そして二セクション
が同じ周期性（４６４μｍ）を持つマスクは、二つの同
様の損失ピークを作る（図７の（ｂ）参照）。短波長側
の肩を示す図７の（ａ）に特に注目して、これらの結果
は、このマスクの設計はＥＤＦＡの利得平準化のために
ＬＰＧを製造するために用いられるであろうことを示し
ている。本発明に従って生産された利得平準化エルビウ
ムドープファイバ増幅器は、エルビウムドープファイバ
の中央から端末までのどこでもＬＰＧを組み込める。し
かしながら、ＥＤＦＡの利得平準化には、１５０°から
１８０°の間の移相を持つことが好ましい。
【００４２】
【実施例２】ファイバノッチフィルタ用の長周期ファイ
バ格子を用いた光ファイバフィルタの設計と製造を次の
ように行った。ノッチフィルタは、ＡＳＥを抑制するの
と、ファイバ結合ラマン分光器内のＳｉＯ2帯域を削減
するのに非常に有効である。広い帯域幅と、平坦な底部
を持つノッチフィルタは、図１に示すものと同様の振幅
マスクで作られ、比Ｌ1／Ｌ＝０．１８５、相ギャップ
△＝０．５Λ、４５０μｍの周期（格子周期）、および
各開口Ｘ＝２２５μｍの幅Ｘを持たせた。この光ファイ
バフィルタは図８のスペクトルを有する。つまり、この
フィルタは、６ｎｍ帯域にわたって伝送損失（透過光損
失）の２０ｄＢを抑制し、２０ｎｍ帯域にわたっては伝
送損失（透過光損失）１０ｄＢを抑制する。
バ格子を用いた光ファイバフィルタの設計と製造を次の
ように行った。ノッチフィルタは、ＡＳＥを抑制するの
と、ファイバ結合ラマン分光器内のＳｉＯ2帯域を削減
するのに非常に有効である。広い帯域幅と、平坦な底部
を持つノッチフィルタは、図１に示すものと同様の振幅
マスクで作られ、比Ｌ1／Ｌ＝０．１８５、相ギャップ
△＝０．５Λ、４５０μｍの周期（格子周期）、および
各開口Ｘ＝２２５μｍの幅Ｘを持たせた。この光ファイ
バフィルタは図８のスペクトルを有する。つまり、この
フィルタは、６ｎｍ帯域にわたって伝送損失（透過光損
失）の２０ｄＢを抑制し、２０ｎｍ帯域にわたっては伝
送損失（透過光損失）１０ｄＢを抑制する。
【００４３】
【実施例３】多重波長絶縁（アイソレーション）フィル
タ用のチャープカスケード式長周期ファイバ格子を用い
た光ファイバフィルタの設計と製造を次のように行っ
た。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、光ファイバ通信にお
いてより重要になってきている。ＷＤＭ準拠システム
（ＷＤＭをベースとしたシステム）において、近接チャ
ンネル間の高絶縁損失（高アイソレーション損失）が、
光源の不安定性からのより少ない干渉や少ないクロスト
ークを確保するために要求されている。１０−３０ｄＢ
の絶縁（アイソレーション）で通常十分である。チャー
プカスケード式長周期ファイバ格子に基づく新規なＷＤ
Ｍ絶縁ファイバフィルタの、新しい設計および製造方法
を以下に記述する。
タ用のチャープカスケード式長周期ファイバ格子を用い
た光ファイバフィルタの設計と製造を次のように行っ
た。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、光ファイバ通信にお
いてより重要になってきている。ＷＤＭ準拠システム
（ＷＤＭをベースとしたシステム）において、近接チャ
ンネル間の高絶縁損失（高アイソレーション損失）が、
光源の不安定性からのより少ない干渉や少ないクロスト
ークを確保するために要求されている。１０−３０ｄＢ
の絶縁（アイソレーション）で通常十分である。チャー
プカスケード式長周期ファイバ格子に基づく新規なＷＤ
Ｍ絶縁ファイバフィルタの、新しい設計および製造方法
を以下に記述する。
【００４４】図９を参照して説明すれば、１乃至１．５
ｃｍ長で、数十ｃｍ離隔された二個のチャープカスケー
ド式ＬＰＧは、通常のシングルモード通信ファイバで作
られる。照射時間は、第一ＬＰＧによって一個のクラッ
ドモードに結合された出力はコアモードの出力と等しく
なる様に制御される。第二ＬＰＧは、二つのモードを結
合し、鋭い干渉縞を作る。ＬＰＧのチャープは本質的
に、損失ピークの線幅を非チャープＬＰＧのそれから、
増加させる。これら二個のＬＰＧ間のファイバは、伝搬
性クラッドモードとコアモード間の相遅延（フェイズ遅
延）を発生させるので、波長間隔と損失ピークの線幅
は、ＬＰＧ間のファイバ長を増すことで削減できる。
ｃｍ長で、数十ｃｍ離隔された二個のチャープカスケー
ド式ＬＰＧは、通常のシングルモード通信ファイバで作
られる。照射時間は、第一ＬＰＧによって一個のクラッ
ドモードに結合された出力はコアモードの出力と等しく
なる様に制御される。第二ＬＰＧは、二つのモードを結
合し、鋭い干渉縞を作る。ＬＰＧのチャープは本質的
に、損失ピークの線幅を非チャープＬＰＧのそれから、
増加させる。これら二個のＬＰＧ間のファイバは、伝搬
性クラッドモードとコアモード間の相遅延（フェイズ遅
延）を発生させるので、波長間隔と損失ピークの線幅
は、ＬＰＧ間のファイバ長を増すことで削減できる。
【００４５】２０ｃｍ離隔した二個の１ｃｍ長のチャー
プＬＰＧを含むフィルタの透過スペクトルが、図１０に
示されている。格子のチャープは１００μｍ／ｃｍ、す
なわち周期は１ｃｍにわたって３９６μｍから４９６μ
ｍに増加する。図１０に示すように、９０を越える損失
ピークが２４０ｎｍ帯域に現れる。３ｄＢの線幅は、波
長１４３０ｎｍで０．８ｎｍから、波長１６７０ｎｍで
１．８４ｎｍに増加する。損失ピークの波長間隔は、波
長１４３０ｎｍで２ｎｍから、波長１６７０ｎｍで３．
６ｎｍに増加する。格子のチャープがゼロに低減される
場合は、多重損失ピーク同様に間隔を空けられ、それら
の線幅は同じになる。しかしながら、多重損失ピークの
全体の帯域幅は、低減される。
プＬＰＧを含むフィルタの透過スペクトルが、図１０に
示されている。格子のチャープは１００μｍ／ｃｍ、す
なわち周期は１ｃｍにわたって３９６μｍから４９６μ
ｍに増加する。図１０に示すように、９０を越える損失
ピークが２４０ｎｍ帯域に現れる。３ｄＢの線幅は、波
長１４３０ｎｍで０．８ｎｍから、波長１６７０ｎｍで
１．８４ｎｍに増加する。損失ピークの波長間隔は、波
長１４３０ｎｍで２ｎｍから、波長１６７０ｎｍで３．
６ｎｍに増加する。格子のチャープがゼロに低減される
場合は、多重損失ピーク同様に間隔を空けられ、それら
の線幅は同じになる。しかしながら、多重損失ピークの
全体の帯域幅は、低減される。
【００４６】図１１は、二個のカスケード式非チャープ
長周期格子に対する透過スペクトルを示し、各１ｃｍ長
で二個の格子間は２０ｃｍの間隔を有する。観察された
損失ピークの数は、光源として使用されたエッジ発光ダ
イオード（ＥＬＥＤ）の線幅によって制限される。図１
０、図１１の結果は、ＷＤＭチャンネル絶縁フィルタに
使用するためにここに開示したチャープカスケード式Ｌ
ＰＧの有用性を明確に誇示している。第一長周期格子が
チャープされていないが、第二ＬＰＧはチャープされて
いるチャープカスケード式長周期格子もまた、生産され
てきている。得られた透過スペクトルは、チャープされ
た両ＬＰＧ（データは示さず）について、図１０、図１
１に示したスペクトルに類似であった。
長周期格子に対する透過スペクトルを示し、各１ｃｍ長
で二個の格子間は２０ｃｍの間隔を有する。観察された
損失ピークの数は、光源として使用されたエッジ発光ダ
イオード（ＥＬＥＤ）の線幅によって制限される。図１
０、図１１の結果は、ＷＤＭチャンネル絶縁フィルタに
使用するためにここに開示したチャープカスケード式Ｌ
ＰＧの有用性を明確に誇示している。第一長周期格子が
チャープされていないが、第二ＬＰＧはチャープされて
いるチャープカスケード式長周期格子もまた、生産され
てきている。得られた透過スペクトルは、チャープされ
た両ＬＰＧ（データは示さず）について、図１０、図１
１に示したスペクトルに類似であった。
【００４７】
【実施例４】長周期格子の二セクションにおける異なる
振幅屈折率変調（振幅屈折率変化）を持つファイバフィ
ルタを製造した。二セクションの反射率変化が異なる
（データは示さず）第一および第二格子セクション間
に、２π相ギャップを挿入することにより、透過スペク
トルに非対称透過ピークは得られた。反射率変化の差異
は、ＬＰＧへの書き込み過程で光ファイバの二セクショ
ンを照明するレーザビームの強度を変化するために、フ
ィルタを使用して達成された。
振幅屈折率変調（振幅屈折率変化）を持つファイバフィ
ルタを製造した。二セクションの反射率変化が異なる
（データは示さず）第一および第二格子セクション間
に、２π相ギャップを挿入することにより、透過スペク
トルに非対称透過ピークは得られた。反射率変化の差異
は、ＬＰＧへの書き込み過程で光ファイバの二セクショ
ンを照明するレーザビームの強度を変化するために、フ
ィルタを使用して達成された。
【００４８】上述した実施例を要約すると、長周期格子
をベースとする本発明の光学透過ファイバフィルタの構
成および生産する方法を開示した。Ｇａｕｓｓｉａｎプ
ロファイルのような異なる透過スペクトル形状を示すフ
ァイバフィルタ、すなわち、短波長あるいは長波長側に
肩と、平坦な底部と、２４０ｎｍより広い帯域にわたっ
て多重損失ピークを持つＧａｕｓｓｉａｎプロファイル
のものを開示した。ここに開示した全ファイバフィルタ
は、低挿入損失と、低後方反射を示し、比較的容易に実
装される。長さと相ギャップの位置、レーザビームに対
する感光ファイバの露出時間、レーザ出力密度、および
マスクに対するレーザビームの相対位置を変えることに
より、透過スペクトラムの複合損失形状を調整すること
ができる。
をベースとする本発明の光学透過ファイバフィルタの構
成および生産する方法を開示した。Ｇａｕｓｓｉａｎプ
ロファイルのような異なる透過スペクトル形状を示すフ
ァイバフィルタ、すなわち、短波長あるいは長波長側に
肩と、平坦な底部と、２４０ｎｍより広い帯域にわたっ
て多重損失ピークを持つＧａｕｓｓｉａｎプロファイル
のものを開示した。ここに開示した全ファイバフィルタ
は、低挿入損失と、低後方反射を示し、比較的容易に実
装される。長さと相ギャップの位置、レーザビームに対
する感光ファイバの露出時間、レーザ出力密度、および
マスクに対するレーザビームの相対位置を変えることに
より、透過スペクトラムの複合損失形状を調整すること
ができる。
【００４９】これまで記述した本発明の実施例の総てに
おいて、長周期格子周囲および長周期格子間のギャップ
内のファイバの保護緩衛層（緩衡器）は、コアからクラ
ッドに結合される。もしそうでなければ緩衝域に失われ
る、光の損失を低減するかあるいは除去するために全部
又は一部が取り除かれる。
おいて、長周期格子周囲および長周期格子間のギャップ
内のファイバの保護緩衛層（緩衡器）は、コアからクラ
ッドに結合される。もしそうでなければ緩衝域に失われ
る、光の損失を低減するかあるいは除去するために全部
又は一部が取り除かれる。
【００５０】上記の例は発明を図示するためのみのもの
で、非限定的な例であると理解されよう。当該分野の技
術者は、ここに開示し、特許請求の範囲に規定した原理
に基づいて異なる利用分野にも格子を如何に生産するか
を容易に理解するであろう。
で、非限定的な例であると理解されよう。当該分野の技
術者は、ここに開示し、特許請求の範囲に規定した原理
に基づいて異なる利用分野にも格子を如何に生産するか
を容易に理解するであろう。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、誘電体光導波路の長さ
方向に少なくとも二つの格子セクションを相ギャップ
（フェイズギャップ）を介して配置形成したものである
から、ガウシアン（Ｇｕａｓｓｉａｎ）プロファイルの
ような透過スペクトルを得ることができ、このことによ
り、低損失挿入で、コンパクトで、大量生産に適し、実
装の容易な光学導波路フィルタを提供することができ
る。
方向に少なくとも二つの格子セクションを相ギャップ
（フェイズギャップ）を介して配置形成したものである
から、ガウシアン（Ｇｕａｓｓｉａｎ）プロファイルの
ような透過スペクトルを得ることができ、このことによ
り、低損失挿入で、コンパクトで、大量生産に適し、実
装の容易な光学導波路フィルタを提供することができ
る。
【００５２】また、第一の格子セクションと第二の格子
セクションの格子周期性（格子周期）と、前記相ギャッ
プの関係を調整することにより、透過スペクトルの主損
失ピークの短波長側あるいは長波長側に肩を形成でき、
このことにより、比較的広い帯域にわたって平坦な利得
スペクトルを得ることができ、その上、エルビウムドー
プ光増幅器の利得スペクトルに整合した透過スペクトル
を得ることができ、さらに、これに関連して、透過スペ
クトルを所望の予選択スペクトル（予め選択あるいは設
定したスペクトル）に合致調整できるという優れた効果
を奏する。
セクションの格子周期性（格子周期）と、前記相ギャッ
プの関係を調整することにより、透過スペクトルの主損
失ピークの短波長側あるいは長波長側に肩を形成でき、
このことにより、比較的広い帯域にわたって平坦な利得
スペクトルを得ることができ、その上、エルビウムドー
プ光増幅器の利得スペクトルに整合した透過スペクトル
を得ることができ、さらに、これに関連して、透過スペ
クトルを所望の予選択スペクトル（予め選択あるいは設
定したスペクトル）に合致調整できるという優れた効果
を奏する。
【００５３】さらに、本発明の光学導波路フィルタは、
エルビウムドープファイバ増幅器の利得平準化用透過フ
ィルタとして、あるいは、ノッチフィルタ、増幅自然発
光の抑制用フィルタ、多重波長絶縁フィルタ（多重波長
アイソレーションフィルタ）等の各種フィルタとして優
れた性能を有するものである。
エルビウムドープファイバ増幅器の利得平準化用透過フ
ィルタとして、あるいは、ノッチフィルタ、増幅自然発
光の抑制用フィルタ、多重波長絶縁フィルタ（多重波長
アイソレーションフィルタ）等の各種フィルタとして優
れた性能を有するものである。
【図１】本発明による長周期格子を用いた光ファイバフ
ィルタの製造に用いられる相（フェイズ）挿入振幅マス
クの構成図である。
ィルタの製造に用いられる相（フェイズ）挿入振幅マス
クの構成図である。
【図２】本発明の光学フィルタを製造するために図１の
マスクと共に用いられる、水平方向の合焦エキシマレー
ザビームのエネルギ分布図である。
マスクと共に用いられる、水平方向の合焦エキシマレー
ザビームのエネルギ分布図である。
【図３】図１の相挿入振幅マスクを通して光ファイバを
照射する均一ＵＶレーザビームにより作られる屈折率変
調（屈折率変化）の説明図である。
照射する均一ＵＶレーザビームにより作られる屈折率変
調（屈折率変化）の説明図である。
【図４】振幅マスクに関するエキシマレーザビームの配
列の効果を図示するもので、図４の（ａ）は、二個の損
失ピークが同じ深さを持つようにレーザビームとマスク
が配列された時、作られる格子によるスペクトル図であ
り、図４の（ｂ）と図４の（ｃ）は、ＵＶレーザビーム
をマスクに対してそれぞれ１および２ｍｍだけ右側（ギ
ャップから離れる方向に）移動して作られた格子による
スペクトル図であり、そして図４の（ｄ）は、マスクに
対して１ｍｍだけ左側（ギャップに向かう方向に）移動
して作られた格子によるスペクトル図である。
列の効果を図示するもので、図４の（ａ）は、二個の損
失ピークが同じ深さを持つようにレーザビームとマスク
が配列された時、作られる格子によるスペクトル図であ
り、図４の（ｂ）と図４の（ｃ）は、ＵＶレーザビーム
をマスクに対してそれぞれ１および２ｍｍだけ右側（ギ
ャップから離れる方向に）移動して作られた格子による
スペクトル図であり、そして図４の（ｄ）は、マスクに
対して１ｍｍだけ左側（ギャップに向かう方向に）移動
して作られた格子によるスペクトル図である。
【図５】変換エルビウム利得スペクトル（図５の
（ａ））を、本発明に従って構成された利得平準化（図
５の（ｂ））用に作られた長周期格子フィルタの透過ス
ペクトルと比較した図である。
（ａ））を、本発明に従って構成された利得平準化（図
５の（ｂ））用に作られた長周期格子フィルタの透過ス
ペクトルと比較した図である。
【図６】長周期格子の透過スペクトルを三つの異なる相
ギャップで比較した図で、図６の（ａ）は、１８０°の
相ギャップ（フェイズギャップ）でマスクから得られた
透過スペクトル図であり、図６の（ｂ）は、１９０°の
相ギャップから得られるスペクトル図であり、図６の
（ｃ）は、１７０°の相ギャップから得られるスペクト
ル図である。
ギャップで比較した図で、図６の（ａ）は、１８０°の
相ギャップ（フェイズギャップ）でマスクから得られた
透過スペクトル図であり、図６の（ｂ）は、１９０°の
相ギャップから得られるスペクトル図であり、図６の
（ｃ）は、１７０°の相ギャップから得られるスペクト
ル図である。
【図７】長周期格子の透過スペクトルを二個のセクショ
ンの異なる周期で比較したもので、図７の（ａ）は、そ
れぞれ４６０μｍの第一周期および４６４μｍの第二周
期での格子から得られるスペクトル図であり、図７の
（ｂ）は、第一、第二周期共同じ４６４μｍでの格子か
ら得られるスペクトル図であり、図７の（ｃ）は、それ
ぞれ４６８μｍの第一周期および４６４μｍの第二周期
での格子から得られるスペクトル図である。
ンの異なる周期で比較したもので、図７の（ａ）は、そ
れぞれ４６０μｍの第一周期および４６４μｍの第二周
期での格子から得られるスペクトル図であり、図７の
（ｂ）は、第一、第二周期共同じ４６４μｍでの格子か
ら得られるスペクトル図であり、図７の（ｃ）は、それ
ぞれ４６８μｍの第一周期および４６４μｍの第二周期
での格子から得られるスペクトル図である。
【図８】６ｎｍの帯域に瓦る透過光を２０ｄＢ抑制する
ノッチフィルタの透過スペクトル図である。
ノッチフィルタの透過スペクトル図である。
【図９】距離ｄだけ離隔した二個のチャープカスケード
式長周期格子の反射率変調（反射率変化）の図である。
式長周期格子の反射率変調（反射率変化）の図である。
【図１０】図９の二個のチャープカスケード式長周期格
子の透過スペクトル図である。
子の透過スペクトル図である。
【図１１】それぞれ１ｃｍの長さで二個の格子間の間隔
が２０ｃｍである、二個のカスケード式非チャープ長周
期格子の透過スペクトル図である。
が２０ｃｍである、二個のカスケード式非チャープ長周
期格子の透過スペクトル図である。
２０ 振幅マスタ ２２ 第一格子セクション ２４ 第二格子セクション ２６，２８ 開口 ３４ 長周期格子 ３６ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598116613 60 Ｓｔ．Ｇｅｏｒｇｅ Ｓｔｒｅｅｔ, Ｓｔｅ129，Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｏｎｔａｒ ｉｏ，Ｃａｎａｄａ Ｍ５Ｓ１Ａ７
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも一個のコア、クラッド、およ
び感光縦長部分を持つ誘電体光学導波路を配置するステ
ップと；少なくとも二個の格子セクションを持ち、前記
の少なくとも二個のセクションは予選択の相ギャップに
より離隔され、予選択の相ギャップは光学導波路フィル
タの希望する出力応答を提供するように選択されてい
る、振幅マスクを前記誘電体導波路に対してセットする
ステップと；前記振幅マスクを通して誘電体光学導波路
を照射し、前記振幅マスクに対応した少なくとも二個の
格子セクションと、該二個の格子セクション間の予選択
のギャップとをもたせた長周期格子を前記誘電体光学導
波路のコアに形成するステップと；を有することを特徴
とする光学導波路フィルタの製造方法。 - 【請求項２】 二個の格子セクションのうちの第一格子
セクションは第一屈折率変調と第一格子セクション周期
性を持ち、第二格子セクションは、第二屈折率変調と第
二格子セクション周期性を持ち、予選択の相ギャップ△
は、０．８π＜Ｇ＜πおよびｎを偶数として、△＝Ｇあ
るいはＧ＋ｎπであることを特徴とする請求項１記載の
光学導波路フィルタの製造方法。 - 【請求項３】 光学導波路は光ファイバであり、更に第
一および第二格子セクション間の光ファイバの緩衝器の
少なくとも一部を少なくとも部分的に取り除くステップ
を含むことを特徴とする請求項２記載の光学導波路フィ
ルタの製造方法。 - 【請求項４】 光学導波路フィルタは、光学増幅器の利
得平準化用であり、相ギャップ△は０＜Ｇ＜πおよびｎ
を偶数として、△＝ＧあるいはＧ＋ｎπであることを特
徴とする請求項１記載の光学導波路フィルタの製造方
法。 - 【請求項５】 二個の格子セクションを形成する第一お
よび第二格子セクションの周期性Λは、約１０μｍから
約２０００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１
記載の光学導波路フィルタの製造方法。 - 【請求項６】 予選択のギャップは、長さ△を持ち、少
なくとも第一および第二格子セクションは、△≦Λとし
て、Λによって与えられる本質的に等しい格子周期性を
持つことを特徴とする請求項２に記載の製造方法に従っ
て製造された光ファイバの光学導波路フィルタ。 - 【請求項７】 格子セクションの形成部は、各格子セク
ション間の予選択の相ギャップを持つ三個以上の格子セ
クションを含み、各格子セクションの格子セクション周
期性は、約１０μｍから約２０００μｍの範囲であるこ
とを特徴とする請求項１記載の製造方法に従って製造さ
れた光ファイバの光学導波路フィルタ。 - 【請求項８】 長さＬと、格子周期性Λを持ち、長周期
格子は、第一および第二格子セクションを含み、前記第
二格子セクションは、利得平準化出力応答を得るため
に、予選択ギャップ△だけ前記第一セクションから離隔
して配置され、ここでｎを偶数として△＝ＧあるいはＧ
＋ｎπ、０＜Ｇ＜πとしたことを特徴とするエルビウム
ドープファイバ増幅器の利得平準化用の光ファイバの光
学導波路フィルタ。 - 【請求項９】 ０．８π＜Ｇ＜πであることを特徴とす
る請求項８記載の光学導波路フィルタ。 - 【請求項１０】 予選択相ギャップを規定する光ファイ
バの部分が、格子についてのファイバの部分で少なくと
も緩衛層の部分が欠落していることを特徴とする請求項
８記載の光学導波路フィルタ。 - 【請求項１１】 １０μｍ≦Λ≦２０００μｍの範囲の
格子周期性Λを持つ長さＬの長周期格子と、前記長周期
格子は、Ｌ1／Ｌ≦０．５として、少なくとも長さＬ1の
第一格子セクションを含み、そして所定の出力応答を得
るために、△＜Λとして、長さ△の予選択ギャップだけ
前記第一格子セクションから離隔された第二格子セクシ
ョンとを含む光ファイバを有することを特徴とするエル
ビウムドープフィルタ増幅器の利得平準化用光ファイバ
の光学導波路フィルタ。 - 【請求項１２】 コアと、前記コアに少なくとも二個の
長周期格子を含み、前記の少なくとも二個の長周期格子
の内の一個はチャープされ、前記少なくとも二個の長周
期格子は予選択の距離だけ離隔して配置されている光フ
ァイバを有することを特徴とする多重波長絶縁タイプの
光学導波路フィルタ。 - 【請求項１３】 コアと、クラッドと、感光縦長部分を
備えた光ファイバを用い、振幅マスクに備えられる少な
くとも二個の格子セクション間の相ギャップを計算し、
この少なくとも二個の縦長格子セクションのうちの一方
の第一縦長格子セクションと該第一縦長格子セクション
から前記計算により求められた相ギャップだけ離隔され
た第二縦長格子セクションとを含む振幅マスクを前記光
ファイバに対してセットし、前記離隔した第一および第
二縦長格子セクションは、約１０μｍ≦Λ≦約２０００
μｍの範囲に周期性Λを持つ格子を備えるためにあり、
そして、前記マスクの前記第一および第二縦長格子セク
ションを通して光ファイバの感光部分を、光源で照射
し、第一縦長格子セクション、第二縦長格子セクショ
ン、および、これら格子セクション間に計算された相ギ
ャップをもつ長周期格子を、前記光ファイバに形成する
ことを特徴とする予選択透過スペクトルを持つ光ファイ
バの光学導波路フィルタの製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5524297P | 1997-08-12 | 1997-08-12 | |
| US1998598A | 1998-02-06 | 1998-02-06 | |
| US60/055,242 | 1998-02-06 | ||
| US09/019,985 | 1998-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174245A true JPH11174245A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=26692842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10241056A Pending JPH11174245A (ja) | 1997-08-12 | 1998-08-12 | 光学導波路フィルタおよびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0897124A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11174245A (ja) |
| CA (1) | CA2244572A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174739A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Fujikura Ltd | 光ファイバグレーティング |
| CN100418276C (zh) * | 2004-05-28 | 2008-09-10 | 清华大学 | 分布反馈式光波导激光器 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2346965B (en) * | 1999-02-18 | 2002-01-16 | Oxford Fiber Optic Tools Ltd | Fibre optic grating sensor |
| KR100353418B1 (ko) * | 1999-03-11 | 2002-09-18 | 삼성전자 주식회사 | 내부에 격자가 형성된 어븀 첨가 광섬유 제조방법 및 그에 따라 제조된 광섬유를 이용한 광섬유 증폭기 |
| JP3867453B2 (ja) * | 1999-09-20 | 2007-01-10 | 住友電気工業株式会社 | 光損失フィルタおよびその製造方法 |
| JP2001210901A (ja) * | 2000-01-25 | 2001-08-03 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光部品 |
| GB0005615D0 (en) | 2000-03-09 | 2000-05-03 | Univ Southampton | An optical processing device based on fiber grating |
| AU2001266203A1 (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-18 | University Of Southampton | Grating apodisation method and apparatus |
| GB2381083A (en) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | Fujitsu Network Communications | Optical distributed chirped grating with reflection symmetry |
| FR2839158A1 (fr) | 2002-04-29 | 2003-10-31 | Cit Alcatel | Filtre complexe apodise |
| CN108768526B (zh) * | 2018-07-16 | 2020-01-07 | 深圳太辰光通信股份有限公司 | 双向光纤光栅的制作方法、双向追踪器及无源网络 |
| WO2020014814A1 (zh) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | 深圳太辰光通信股份有限公司 | 双向光纤光栅的制作方法、双向追踪器及无源网络 |
| WO2020055577A1 (en) | 2018-09-10 | 2020-03-19 | Nlight, Inc. | Optical fiber splice encapsulated by a cladding light stripper |
| US11575239B2 (en) * | 2018-09-21 | 2023-02-07 | Nlight, Inc. | Optical fiber cladding light stripper |
| WO2021034830A1 (en) * | 2019-08-21 | 2021-02-25 | Ofs Fitel, Llc | Optical fiber amplifier with distributed gain flattening |
| CN110716265A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-21 | 浙江科技学院 | 一种光纤型超宽带带阻滤波器 |
| CN113376730B (zh) * | 2021-07-07 | 2022-08-12 | 河北师范大学 | 波长及带宽可调的级联长周期光栅滤波器及制作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2265059B (en) * | 1992-03-04 | 1995-07-26 | Northern Telecom Ltd | Optical regenerators |
| AUPN089895A0 (en) * | 1995-02-03 | 1995-03-02 | University Of Sydney, The | Broadband grating |
| US5668821A (en) * | 1996-01-16 | 1997-09-16 | Lucent Technologies Inc. | Optical systems and devices employing spectrally flattened amplified spontaneous emission |
-
1998
- 1998-08-07 CA CA 2244572 patent/CA2244572A1/en not_active Abandoned
- 1998-08-11 EP EP98202691A patent/EP0897124A1/en not_active Withdrawn
- 1998-08-12 JP JP10241056A patent/JPH11174245A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174739A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Fujikura Ltd | 光ファイバグレーティング |
| CN100418276C (zh) * | 2004-05-28 | 2008-09-10 | 清华大学 | 分布反馈式光波导激光器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2244572A1 (en) | 1999-02-12 |
| EP0897124A1 (en) | 1999-02-17 |
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