JPH1138264A - Optical fiber crating and its production - Google Patents

Optical fiber crating and its production

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JPH1138264A
JPH1138264A JP9191521A JP19152197A JPH1138264A JP H1138264 A JPH1138264 A JP H1138264A JP 9191521 A JP9191521 A JP 9191521A JP 19152197 A JP19152197 A JP 19152197A JP H1138264 A JPH1138264 A JP H1138264A
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JP
Japan
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optical fiber
grating
diameter
manufacturing
wavelength
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JP9191521A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ishikawa
真二 石川
Susumu Inoue
享 井上
Masaichi Mobara
政一 茂原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the production and to obviate the appearance of a side peak in transmission attenuation characteristic, by forming a grating having periodic refractive indices and satisfying single mode conditions with respect to the use wavelength at the average refractive index in the grating. SOLUTION: The optical fiber grating is formed in the core part 11A of a grating forming region 13, which is a specified region along the optical axis of an optical fiber 10. The refractive index of the hatched part in Fig. in the core part 11A in the grating forming region 13 is higher that the refractive index of the un-hatched part. The respective diameters of the core part 11A and clad part 12A in the grating forming region 13 are smaller than the respective diameters of the core part 11 and clad part 12 intrinsic to the optical fiber. The single mode conditions for the use wavelength at the average refractive index of the grating forming region 13 formed to the reduced diameter are satisfied in this region.

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、光伝送システムに
おいて光フィルタ、光合分波器および分散補償器等とし
て用いられる光ファイバグレーティングおよびその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber grating used as an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, a dispersion compensator, and the like in an optical transmission system, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバグレーティングは、光ファイ
バの少なくともコア部に、その光軸方向に周期的な屈折
率変化を与えたものであって、伝搬光の波長に応じてそ
の伝搬光を透過または反射させるものであり、光フィル
タ、光合分波器および分散補償器等の種々の応用がなさ
れている。この光ファイバグレーティングは、石英系光
ファイバの少なくともコア部に予め感光性成分としてG
eO2 (酸化ゲルマニウム)を添加しておき、これに所
定波長の光を照射させて干渉縞を形成し、その干渉縞に
よる光エネルギ強度分布に応じた屈折率変化を起こさせ
ることにより製造するのが一般的である。この屈折率変
化のメカニズムは、所定波長の光が照射されることによ
り光ファイバ中にGe欠陥が発生して、このGe欠陥に
より屈折率変化が生じるものと考えられている。
2. Description of the Related Art An optical fiber grating has a structure in which at least a core portion of an optical fiber has a periodic refractive index change in an optical axis direction, and transmits or propagates the propagating light according to the wavelength of the propagating light. The light is reflected, and various applications such as an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, and a dispersion compensator have been made. This optical fiber grating has a G component as a photosensitive component in advance at least in a core portion of a silica-based optical fiber.
It is manufactured by adding eO 2 (germanium oxide), irradiating it with light of a predetermined wavelength to form interference fringes, and causing a change in the refractive index according to the light energy intensity distribution due to the interference fringes. Is common. The mechanism of the refractive index change is considered to be that a Ge defect is generated in the optical fiber by irradiating light of a predetermined wavelength, and the Ge defect causes a change in the refractive index.

【0003】このようにして製造される光ファイバグレ
ーティングは、光ファイバの実効的屈折率neff および
グレーティング周期Λに基づいて、 λB =2・neff・Λ …(1) で表されるブラッグ波長λB を有し、一般には、そのブ
ラッグ波長およびその極く近傍の波長の伝搬光を反射さ
せ、他の波長の伝搬光を透過させる。なお、光ファイバ
の実効的屈折率neff は、光ファイバのコア部およびク
ラッド部それぞれの屈折率ならびにコア部の径により決
まる。
[0003] The optical fiber grating manufactured in this manner is based on the effective refractive index n eff of the optical fiber and the grating period Λ, and has a Bragg expressed by λ B = 2 · n eff · Λ (1) It has a wavelength λ B and generally reflects propagating light at its Bragg wavelength and wavelengths very close to it, and transmits propagating light at other wavelengths. The effective refractive index n eff of the optical fiber is determined by the refractive index of each of the core portion and the clad portion of the optical fiber and the diameter of the core portion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、シングルモー
ド光ファイバにグレーティングが形成された光ファイバ
グレーティングを用いて実際に伝搬光の透過減衰の波長
依存性を調べてみると、ブラッグ波長の位置に透過減衰
の主ピークが存在するだけでなく、その主ピーク位置よ
り短波長側の位置にも透過減衰の副ピークが周期的に存
在する。この現象は、グレーティング形成領域における
高屈折率の部分で基底モードと高次モードとの結合が生
じ、低屈折率の部分でその高次モードとクラッドモード
との結合を生じ、そして、このクラッドモードの発生に
因り透過減衰が生じるからであると考えられる。
However, when the wavelength dependence of transmission attenuation of propagating light is actually examined using an optical fiber grating in which a grating is formed on a single mode optical fiber, it is found that the transmission attenuation at the position of the Bragg wavelength. Not only is there a main peak of attenuation, but also a sub-peak of transmission attenuation periodically exists at a position on the shorter wavelength side than the main peak position. This phenomenon occurs because the coupling between the fundamental mode and the higher-order mode occurs in the high-refractive-index portion in the grating forming region, and the coupling between the higher-order mode and the cladding mode occurs in the low-refractive-index portion. It is considered that transmission attenuation is caused by the occurrence of.

【0005】このように透過減衰の主ピークの他に副ピ
ークを有する光ファイバグレーティングは、光伝送シス
テムにおいて光フィルタ、光合分波器および分散補償器
等として用いられた場合には、設計どおりには動作せず
不測の動作をする場合もあって不都合である。
When an optical fiber grating having a sub-peak in addition to a main peak of transmission attenuation as described above is used as an optical filter, an optical multiplexer / demultiplexer, a dispersion compensator, and the like in an optical transmission system, it is designed as designed. Is inconvenient because it may not operate and may operate unexpectedly.

【0006】特開平6−230207号公報には、この
副ピークを低減した光ファイバグレーティングの製造方
法が開示されている。しかし、この製造方法は、グレー
ティングにおける屈折率変化の振幅またはグレーティン
グ周期を光軸方向について空間的に変えて製造するもの
であり、容易ではない。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-230207 discloses a method of manufacturing an optical fiber grating in which the sub peak is reduced. However, this manufacturing method is a method of manufacturing by spatially changing the amplitude of the refractive index change or the grating period in the grating in the optical axis direction, and is not easy.

【0007】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、容易に製造することが可能であって透
過減衰特性に副ピークが現れない光ファイバグレーティ
ングおよびその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides an optical fiber grating which can be easily manufactured and has no subpeak in transmission attenuation characteristics, and a method of manufacturing the same. The purpose is to:

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ
グレーティングは、光ファイバのコア部の光軸方向に沿
った所定領域に周期的な屈折率変化を有するグレーティ
ングが形成され、そのグレーティングにおける平均屈折
率で使用波長に対しシングルモード条件を満たすことを
特徴とする。この光ファイバグレーティングによれば、
使用波長では、その所定領域においてコアモードとして
基底モードのみが伝搬することが可能であり、したがっ
て、クラッドモードとの結合は生じ得ない。その結果、
透過減衰特性は、主ピークの近傍に副ピークが現れるこ
とはなく、良好な特性となる。なお、ここで、使用波長
とは、この光ファイバグレーティングの使用時に入力す
る光の波長であり、また、シングルモード条件とは、そ
の使用波長の光がコアモードとして伝搬するのが基底モ
ードのみであるための条件である。
In the optical fiber grating according to the present invention, a grating having a periodic refractive index change is formed in a predetermined region along the optical axis direction of the core portion of the optical fiber, and the average in the grating is obtained. It is characterized in that a single mode condition is satisfied with respect to a wavelength to be used by a refractive index. According to this optical fiber grating,
At the used wavelength, only the fundamental mode can propagate as the core mode in the predetermined region, and therefore, coupling with the cladding mode cannot occur. as a result,
The transmission attenuation characteristics are excellent because no sub-peak appears near the main peak. Here, the operating wavelength is the wavelength of the light input when the optical fiber grating is used, and the single mode condition is that the light of the operating wavelength propagates as the core mode only in the fundamental mode. It is a condition for being.

【0009】また、さらに、光ファイバの所定領域にお
いて外径が略一定であることを特徴とする。この場合に
は、光ファイバグレーティングは、製造が容易であっ
て、ブラッグ波長における透過減衰率が大きい。
Further, the invention is characterized in that the outer diameter is substantially constant in a predetermined region of the optical fiber. In this case, the optical fiber grating is easy to manufacture and has a large transmission attenuation at the Bragg wavelength.

【0010】また、さらに、光ファイバの所定領域にお
いて、グレーティング形成前のカットオフ波長が使用波
長の略2/3以下であることを特徴とする。この場合に
は、グレーティング形成後においても、そのグレーティ
ングにおける平均屈折率で使用波長に対しシングルモー
ド条件を満たすことができる。
[0010] Furthermore, in a predetermined region of the optical fiber, the cutoff wavelength before forming the grating is approximately 2/3 or less of the used wavelength. In this case, even after formation of the grating, the average refractive index of the grating can satisfy the single mode condition with respect to the wavelength used.

【0011】また、さらに、光ファイバの所定領域の断
面積中において、グレーティングの形成に寄与し得る感
光性成分が含有されている部分の面積が略10%以上で
あることを特徴とする。この場合には、光ファイバグレ
ーティングは、ブラッグ波長における透過減衰率が大き
い。
[0011] Furthermore, in a cross-sectional area of a predetermined region of the optical fiber, an area of a portion containing a photosensitive component which can contribute to formation of a grating is approximately 10% or more. In this case, the optical fiber grating has a large transmission attenuation rate at the Bragg wavelength.

【0012】本発明に係る光ファイバグレーティング製
造方法は、光ファイバのコア部の光軸方向に沿った所定
領域に周期的な屈折率変化を有するグレーティングが形
成された光ファイバグレーティングを製造する光ファイ
バグレーティング製造方法であって、(1) その所定領域
にグレーティングの形成に寄与し得る感光性成分が添加
された光ファイバを製造する光ファイバ製造工程と、
(2) グレーティングが後に形成されたときにその平均屈
折率で使用波長に対しシングルモード条件を満たすまで
に所定領域を細径化する細径化工程と、(3) 光ファイバ
の細径化された所定領域に光軸方向に周期的な強度分布
を有する所定波長の光を照射し、感光性成分が添加され
た領域に周期的な屈折率分布を生じさせてグレーティン
グを形成するグレーティング形成工程と、を備えること
を特徴とする。
An optical fiber grating manufacturing method according to the present invention is directed to an optical fiber grating for manufacturing an optical fiber grating in which a grating having a periodic refractive index change is formed in a predetermined region along a direction of an optical axis of a core portion of the optical fiber. A grating manufacturing method, (1) an optical fiber manufacturing step of manufacturing an optical fiber to which a photosensitive component capable of contributing to the formation of the grating in the predetermined region is added,
(2) a step of reducing the diameter of a predetermined region until a single mode condition is satisfied with respect to the wavelength used at the average refractive index when the grating is formed later; and (3) a step of reducing the diameter of the optical fiber. Irradiating a predetermined region with light of a predetermined wavelength having a periodic intensity distribution in the optical axis direction, and forming a grating by generating a periodic refractive index distribution in the region to which the photosensitive component is added, and forming a grating. , Is provided.

【0013】この光ファイバグレーティング製造方法に
よれば、光ファイバ製造工程により製造された感光性成
分が添加された光ファイバは、細径化工程により、グレ
ーティングが後に形成されたときにその平均屈折率で使
用波長に対しシングルモード条件を満たすまでに所定領
域が細径化され、グレーティング形成工程により、その
光ファイバの細径化された所定領域に光軸方向に周期的
な強度分布を有する所定波長の光が照射され、感光性成
分が添加された領域に周期的な屈折率分布が生じてグレ
ーティングが形成される。これにより製造された光ファ
イバグレーティングは、上述の本発明に係る光ファイバ
グレーティングである。
According to this optical fiber grating manufacturing method, the optical fiber added with the photosensitive component manufactured in the optical fiber manufacturing process has an average refractive index when the grating is formed later in the diameter reducing process. The predetermined area is narrowed until the single mode condition is satisfied with respect to the wavelength used, and a predetermined wavelength having a periodic intensity distribution in the optical axis direction in the narrowed predetermined area of the optical fiber by the grating forming step. Is irradiated, a periodic refractive index distribution is generated in a region to which the photosensitive component is added, and a grating is formed. The optical fiber grating manufactured in this way is the above-described optical fiber grating according to the present invention.

【0014】また、さらに、細径化工程により細径化さ
れた光ファイバの2点それぞれを基板上に固定する基板
固定工程を更に備え、グレーティング形成工程は、光フ
ァイバの2点の間の所定領域にグレーティングを形成す
る工程である、ことを特徴とする。この場合には、細径
化工程により細径化された光ファイバは、基板固定工程
により、その2点それぞれが基板上に固定されて、これ
以降の取扱が容易になり、グレーティング形成工程によ
り、その光ファイバの2点の間の所定領域にグレーティ
ングが形成される。
Further, the method further comprises a substrate fixing step of fixing, on a substrate, two points of the optical fiber whose diameter has been reduced by the diameter reducing step, wherein the grating forming step includes a predetermined step between the two points of the optical fiber. Forming a grating in the region. In this case, the optical fiber whose diameter has been reduced by the diameter reducing step is fixed at the two points on the substrate by the substrate fixing step, and the subsequent handling is facilitated. A grating is formed in a predetermined area between two points of the optical fiber.

【0015】また、さらに、細径化工程により細径化さ
れた光ファイバに水素を含浸させる水素含浸工程を更に
備え、グレーティング形成工程は、水素が含浸された光
ファイバの所定領域にグレーティングを形成する工程で
ある、ことを特徴とする。この場合には、細径化工程に
より細径化された光ファイバは、水素含浸工程により、
短時間に水素が含浸され、グレーティング形成工程によ
り、その水素が含浸された光ファイバの所定領域にグレ
ーティングが形成される。
Further, the method further comprises a hydrogen impregnating step of impregnating the optical fiber reduced in diameter by the diameter reducing step with hydrogen, and the grating forming step includes forming a grating in a predetermined region of the optical fiber impregnated with hydrogen. The step of performing In this case, the optical fiber reduced in diameter by the diameter reduction step is subjected to the hydrogen impregnation step.
Hydrogen is impregnated in a short time, and a grating is formed in a predetermined region of the optical fiber impregnated with the hydrogen by the grating forming step.

【0016】また、さらに、光ファイバ製造工程は、所
定領域における断面積中において感光性成分が含有され
ている部分の面積が略10%以上である光ファイバを製
造する工程であることを特徴とする。この場合には、製
造された光ファイバグレーティングは、ブラッグ波長に
おける透過減衰率が大きい。
Further, the optical fiber manufacturing step is a step of manufacturing an optical fiber in which the area of the portion containing the photosensitive component in the cross-sectional area in the predetermined region is about 10% or more. I do. In this case, the manufactured optical fiber grating has a large transmission attenuation rate at the Bragg wavelength.

【0017】また、さらに、細径化工程は、光ファイバ
の所定領域を加熱延伸して細径化する工程であることを
特徴とする。この場合には、グレーティング形成工程に
おける所定波長の光の照射に対する感光性成分の感度が
増大するので、製造された光ファイバグレーティング
は、ブラッグ波長における透過減衰率が大きい。
Further, the diameter reducing step is characterized in that a predetermined area of the optical fiber is heated and drawn to reduce the diameter. In this case, the sensitivity of the photosensitive component to irradiation with light of a predetermined wavelength in the grating forming step increases, and thus the manufactured optical fiber grating has a large transmission attenuation at the Bragg wavelength.

【0018】また、さらに、細径化工程は、光ファイバ
の所定領域において外径を略一定とする工程であること
を特徴とする。この場合には、光ファイバグレーティン
グは、製造が容易であって、ブラッグ波長における透過
減衰率が大きい。
Further, the step of reducing the diameter is a step of making the outer diameter substantially constant in a predetermined region of the optical fiber. In this case, the optical fiber grating is easy to manufacture and has a large transmission attenuation at the Bragg wavelength.

【0019】また、さらに、細径化工程は、光ファイバ
の所定領域においてカットオフ波長が使用波長の略2/
3以下になるまで細径化する工程であることを特徴とす
る。この場合には、グレーティング形成後においても、
そのグレーティングにおける平均屈折率で使用波長に対
しシングルモード条件を満たすことができる。
Further, in the step of reducing the diameter, the cut-off wavelength in a predetermined region of the optical fiber is approximately 2/1/2 of the used wavelength.
The process is characterized in that the diameter is reduced to 3 or less. In this case, even after forming the grating,
The average refractive index of the grating can satisfy the single mode condition for the wavelength used.

【0020】また、さらに、グレーティング形成工程
は、光ファイバの所定領域に張力を印加しながらグレー
ティングを形成する工程であることを特徴とする。この
場合には、光ファイバの所定領域が振動することなく位
置固定されるので良好な透過減衰特性が得られ、また、
グレーティング形成後の張力を適切に設定することで、
グレーティング周期が調整されるのでブラッグ波長が適
切に設定される。
Further, the grating forming step is characterized in that the grating is formed while applying tension to a predetermined region of the optical fiber. In this case, the predetermined area of the optical fiber is fixed in position without vibrating, so that a good transmission attenuation characteristic can be obtained.
By appropriately setting the tension after forming the grating,
Since the grating period is adjusted, the Bragg wavelength is set appropriately.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0022】先ず、本実施形態に係る光ファイバグレー
ティングの構成について説明する。図1は、本実施形態
に係る光ファイバグレーティングの構成図である。ここ
では、光ファイバグレーティングを構成する光ファイバ
10は、光軸を含んでコア部11を有し、そのコア部1
1の周囲にコア部11より低屈折率のクラッド部12が
設けられたものとし、最も単純な構成のものとして説明
する。光ファイバグレーティングは、その光ファイバ1
0の光軸に沿った一定領域であるグレーティング形成領
域13に形成されている。この光ファイバグレーティン
グは、グレーティング形成領域13中の少なくともコア
部11Aにグレーティングが形成されている。この図
で、グレーティング形成領域13におけるコア部11A
中で、ハッチングが施された部分の屈折率は、ハッチン
グが施されていない部分の屈折率と比較して大きいこと
を表している。
First, the configuration of the optical fiber grating according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber grating according to the present embodiment. Here, the optical fiber 10 constituting the optical fiber grating has a core 11 including an optical axis, and the core 1
It is assumed that a clad portion 12 having a refractive index lower than that of the core portion 11 is provided around 1 and the simplest configuration will be described. The optical fiber grating has its optical fiber 1
It is formed in the grating forming region 13 which is a fixed region along the optical axis of 0. In this optical fiber grating, a grating is formed in at least the core portion 11 </ b> A in the grating forming region 13. In this figure, the core portion 11A in the grating forming region 13 is shown.
In the graph, the hatched portion has a larger refractive index than the unhatched portion.

【0023】光ファイバ10は、一般には外径が125
μmであるが、グレーティング形成領域13において
は、加熱延伸等により細径化されている。すなわち、グ
レーティング形成領域13におけるコア部11Aおよび
クラッド部12Aそれぞれの径は、光ファイバ10本来
のコア部11およびクラッド部12それぞれの径より小
さい。そして、この細径化されたグレーティング形成領
域13においては、その平均屈折率で使用波長に対しシ
ングルモード条件を満たしている。
The optical fiber 10 generally has an outer diameter of 125.
In the grating forming region 13, the diameter is reduced by heating and stretching. That is, the diameter of each of the core portion 11A and the clad portion 12A in the grating forming region 13 is smaller than the diameter of each of the core portion 11 and the clad portion 12 which are the original optical fibers 10. In the narrowed grating forming region 13, the average refractive index satisfies the single mode condition with respect to the used wavelength.

【0024】ここで、使用波長とは、この光ファイバグ
レーティングの使用時に入力する光の波長であり、例え
ば、この光ファイバグレーティングが波長1.55μm
帯のWDM伝送において用いられるものである場合に
は、使用波長は略1.52μmから1.57μmまでの
帯域の波長である。また、シングルモード条件とは、そ
の使用波長の光がコアモードとして基底モードのみ伝搬
し得るための条件であり、コア部の半径a(μm)、コ
ア部の屈折率n1 、クラッド部の屈折率n2 および使用
波長λ(μm)に基づいて判定されるものである。すな
わち、 V=2π・a・n1・(2・Δn)1/2/λ …(2) Δn=(n1 2−n2 2)/(2・n1 2) …(3) で定義されるV値が2.405未満であれば、その使用
波長λに対しシングルモード条件を満たし、コアモード
として基底モードのみが伝搬し得る。一方、V値が2.
405以上であれば高次モードも伝搬し得る。なお、Δ
nは比屈折率差である。
Here, the used wavelength is the wavelength of light input when the optical fiber grating is used. For example, the optical fiber grating has a wavelength of 1.55 μm.
When used in band WDM transmission, the used wavelength is a wavelength in a band from about 1.52 μm to 1.57 μm. The single mode condition is a condition for allowing light of the used wavelength to propagate only in the fundamental mode as a core mode. The radius a (μm) of the core portion, the refractive index n 1 of the core portion, and the refraction of the cladding portion. This is determined based on the ratio n 2 and the wavelength λ (μm) used. That is, defined in V = 2π · a · n 1 · (2 · Δn) 1/2 / λ ... (2) Δn = (n 1 2 -n 2 2) / (2 · n 1 2) ... (3) If the obtained V value is less than 2.405, the single mode condition is satisfied for the wavelength λ used, and only the fundamental mode can propagate as the core mode. On the other hand, when the V value is 2.
If it is 405 or more, higher-order modes can also propagate. Note that Δ
n is a relative refractive index difference.

【0025】この (2)式で表されるV値の定義式から判
るように、コア部の屈折率n1 または比屈折率差Δnが
大きくなればV値も大きくなって、使用波長λに対しV
値が2.405以上となると、シングルモード条件を満
たさず、高次モードも伝搬することが可能となり、した
がって、その使用波長λの光について基底モードと高次
モードとの結合が生じ得る。本実施形態に係る光ファイ
バグレーティングでは、グレーティング形成領域13に
おけるコア部11Aにグレーティングが形成されて周期
的に屈折率が大きい部分が存在するが、そのコア部11
Aの屈折率が大きい部分であっても使用波長に対しV値
は2.405未満であって、コアモードとして基底モー
ドのみが伝搬し得る。したがって、この光ファイバグレ
ーティングでは、使用波長において、基底モードと高次
モードとの結合が生じ得ず、透過減衰特性に副ピークが
生じることはない。
As can be seen from the definition of the V value represented by the equation (2), the V value increases as the refractive index n 1 or the relative refractive index difference Δn of the core increases, and the V value increases. V
When the value is equal to or greater than 2.405, the single mode condition is not satisfied, and higher order modes can be propagated. Therefore, coupling of the fundamental mode and higher order mode may occur for light having the used wavelength λ. In the optical fiber grating according to the present embodiment, although a grating is formed in the core portion 11A in the grating forming region 13 and a portion having a periodically high refractive index is present, the core portion 11A has a large refractive index.
Even in the portion where the refractive index of A is large, the V value is less than 2.405 with respect to the used wavelength, and only the fundamental mode can propagate as the core mode. Therefore, in this optical fiber grating, the coupling between the fundamental mode and the higher-order mode cannot occur at the used wavelength, and no subpeak occurs in the transmission attenuation characteristic.

【0026】このようにグレーティング形成領域13に
おける平均屈折率で使用波長に対しシングルモード条件
を満たす為には、光ファイバ10のグレーティング形成
領域13において、グレーティング形成前のカットオフ
波長が使用波長の略2/3以下とされているのが好適で
ある。この場合、コア部11Aにグレーティングが形成
されて周期的な屈折率変化が生じ、そのグレーティング
における平均屈折率の比屈折率差が0.1%乃至0.2
%程度(通常の比屈折率差の上昇率)上昇した場合であ
っても、使用波長に対しV値が2.405未満であり、
シングルモード条件を満たすことができる。
As described above, in order to satisfy the single mode condition with respect to the used wavelength with the average refractive index in the grating forming region 13, the cutoff wavelength before forming the grating in the grating forming region 13 of the optical fiber 10 is approximately equal to the used wavelength. It is preferable that it is set to 2/3 or less. In this case, a grating is formed in the core portion 11A, causing a periodic change in the refractive index, and the relative refractive index difference of the average refractive index in the grating is 0.1% to 0.2%.
% (Normal rise in relative refractive index difference), the V value is less than 2.405 with respect to the wavelength used.
Single mode condition can be satisfied.

【0027】ここで、カットオフ波長は、グレーティン
グ形成前の光ファイバ10のグレーティング形成領域1
3において、コアモードとして基底モードのみが伝搬し
得る使用波長の最小値であり、すなわち、上記 (2)式で
表されるV値が2.405未満となり得る使用波長λの
最小値である。コア部11Aおよびクラッド部12Aそ
れぞれの屈折率が一定であれば、コア部11Aの径が小
さいほど、これに比例してカットオフ波長も小さい。し
たがって、この図1に示すようにグレーティング形成領
域13を細径化し、コア径をも小さくすることにより、
カットオフ波長を使用波長の略2/3以下とすることが
できる。
Here, the cutoff wavelength is determined by the grating forming region 1 of the optical fiber 10 before the grating is formed.
In No. 3, this is the minimum value of the used wavelength at which only the fundamental mode can propagate as the core mode, that is, the minimum value of the used wavelength λ at which the V value represented by the above equation (2) can be less than 2.405. If the refractive index of each of the core portion 11A and the cladding portion 12A is constant, the smaller the diameter of the core portion 11A, the smaller the cutoff wavelength in proportion thereto. Therefore, as shown in FIG. 1, by reducing the diameter of the grating forming region 13 and reducing the core diameter,
The cut-off wavelength can be set to approximately / or less of the used wavelength.

【0028】なお、光ファイバ10のグレーティング形
成領域13の外径は一定であるのが好適である。グレー
ティング形成領域13において外径が一定であれば、こ
の光ファイバグレーティングは、製造が容易であって、
ブラッグ波長における透過減衰率が大きい。また、光フ
ァイバ10のグレーティング形成領域13を光軸方向に
垂直な面で切断したときの当該断面積中において、グレ
ーティングの形成に寄与し得る感光性成分(例えば、G
eO2 )が含有されている部分の面積が略10%以上で
あるのが好適である。この場合には、光ファイバグレー
ティングは、ブラッグ波長における透過減衰率が大き
い。
It is preferable that the outer diameter of the grating forming region 13 of the optical fiber 10 is constant. If the outer diameter is constant in the grating forming region 13, this optical fiber grating is easy to manufacture,
The transmission attenuation at the Bragg wavelength is large. Further, in the cross-sectional area when the grating forming region 13 of the optical fiber 10 is cut along a plane perpendicular to the optical axis direction, a photosensitive component (for example, G
The area of the portion containing eO 2 ) is preferably about 10% or more. In this case, the optical fiber grating has a large transmission attenuation rate at the Bragg wavelength.

【0029】次に、この光ファイバグレーティングの製
造方法について説明する。図2は、本実施形態に係る光
ファイバグレーティング製造方法のフローチャート図で
あり、図3ないし図5は、本実施形態に係る光ファイバ
グレーティング製造方法の各工程の説明図である。
Next, a method of manufacturing the optical fiber grating will be described. FIG. 2 is a flowchart of the optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment, and FIGS. 3 to 5 are explanatory diagrams of each step of the optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment.

【0030】はじめに、感光性成分であるGeO2 が少
なくともコア部11に添加された光ファイバ10を用意
する。このような光ファイバ10は、通常の製造方法で
製造することができる。なお、このとき、光ファイバ1
0を光軸方向に垂直な面で切断したときの当該断面積中
においてGeO2 が含有されている部分の面積が略10
%以上であれば、製造される光ファイバグレーティング
はブラッグ波長における透過減衰率が大きいので好適で
ある。
First, an optical fiber 10 in which GeO 2 as a photosensitive component is added to at least the core portion 11 is prepared. Such an optical fiber 10 can be manufactured by a normal manufacturing method. At this time, the optical fiber 1
0 is cut along a plane perpendicular to the optical axis direction, the area of the portion containing GeO 2 in the cross-sectional area is approximately 10
% Or more is preferable because the manufactured optical fiber grating has a large transmission attenuation factor at the Bragg wavelength.

【0031】続いて、細径化工程で、この光ファイバ1
0の所定領域を細径化する。図3に示すように、この細
径化工程では、ステージ21の上に置かれた固定台22
および移動台23それぞれの保持具24,25により光
ファイバ10の所定の2点それぞれを保持する。そし
て、この光ファイバ10の保持された2点の間をバーナ
26からの炎により加熱するとともに、そのバーナ26
を光ファイバ10の光軸方向に移動させ、また、ステー
ジ21上で固定台22に対して移動台23を遠ざけるよ
うに移動させて光ファイバ10を延伸する。このように
して、光ファイバ10のうちグレーティング形成領域1
3となるべき領域(細径化領域13A)を加熱延伸し、
グレーティングが後に形成されたときにその平均屈折率
で使用波長に対しシングルモード条件を満たすまでに細
径化する。
Subsequently, in the step of reducing the diameter, the optical fiber 1
The predetermined area of 0 is reduced in diameter. As shown in FIG. 3, in this diameter reduction step, a fixing table 22 placed on a stage 21 is used.
The holding members 24 and 25 of the moving table 23 respectively hold two predetermined points of the optical fiber 10. Then, the space between the two held optical fibers 10 is heated by the flame from the burner 26 and the burner 26
Is moved in the direction of the optical axis of the optical fiber 10, and the moving table 23 is moved on the stage 21 so as to move the moving table 23 away from the fixed table 22, thereby extending the optical fiber 10. Thus, the grating forming region 1 of the optical fiber 10
3 is heated and stretched in a region to be 3 (diameter reduction region 13A);
When the grating is formed later, the diameter is reduced until the single mode condition is satisfied with respect to the wavelength used at the average refractive index.

【0032】このとき、その細径化領域13Aにおける
カットオフ波長が使用波長の略2/3以下となるまで細
径化するのが好適である。すなわち、例えば光学的な手
法により細径化領域13Aの外径をモニタしながら光フ
ァイバ10を加熱延伸し、この条件を満たす外径となる
まで細径化領域13Aを細径化すれば、グレーティング
形成後においても、そのグレーティングにおける平均屈
折率で使用波長に対しシングルモード条件を満たすこと
ができる。
At this time, it is preferable to reduce the diameter until the cut-off wavelength in the reduced-diameter region 13A becomes approximately / or less of the used wavelength. That is, for example, the optical fiber 10 is heated and stretched while monitoring the outer diameter of the reduced-diameter region 13A by an optical method, and the reduced-diameter region 13A is reduced in diameter until the outer diameter satisfies this condition. Even after formation, the single mode condition can be satisfied for the wavelength used by the average refractive index of the grating.

【0033】また、細径化領域13Aの外径は一定であ
るのが好適である。細径化領域13Aにおいて外径が一
定であれば、後の水素含浸工程において細径化領域13
Aの光軸方向について一様に水素を含浸させることがで
き、また、グレーティング形成工程において、一定周期
の干渉縞を形成することで一様のグレーティングが形成
され、製造される光ファイバグレーティングは狭帯域の
特性を有するものとなる。
It is preferable that the outer diameter of the reduced diameter region 13A is constant. If the outer diameter is constant in the diameter-reduced region 13A, the diameter-reduced region 13 will be
Hydrogen can be uniformly impregnated in the optical axis direction of A, and a uniform grating is formed by forming interference fringes with a constant period in the grating forming step, so that the manufactured optical fiber grating is narrow. It has band characteristics.

【0034】続いて、基板固定工程で、光ファイバ10
をガラス基板30上に固定する。図4に示すように、こ
の基板固定工程では、光ファイバ10の細径化領域13
Aを含む領域をガラス基板30上に置き、光ファイバ1
0のうち延伸されていない所定の2点である接着固定部
31および32それぞれを接着剤を用いてガラス基板3
0上に接着固定する。このようにガラス基板30上に接
着固定することにより、これ以降、光ファイバ10の細
径化領域13Aは、細径化されて破損し易くなっている
にも拘わらず、その取扱が容易になる。続いて、水素含
浸工程で、この光ファイバ10の細径化領域13Aに水
素を含浸させる。
Subsequently, in the substrate fixing step, the optical fiber 10
Is fixed on the glass substrate 30. As shown in FIG. 4, in this substrate fixing step, the diameter-reduced region 13 of the optical fiber 10 is used.
The region containing A is placed on the glass substrate 30 and the optical fiber 1
The adhesive fixing portions 31 and 32, which are predetermined two points which are not stretched out of 0, are respectively bonded to the glass substrate 3 using an adhesive.
And adhesively fixed on top. By adhering and fixing on the glass substrate 30 in this manner, the diameter-reduced region 13A of the optical fiber 10 becomes easier to handle in spite of the reduced diameter and the easier breakage thereafter. . Subsequently, in a hydrogen impregnation step, the diameter-reduced region 13A of the optical fiber 10 is impregnated with hydrogen.

【0035】そして、グレーティング形成工程で、細径
化された光ファイバ10の細径化領域13Aに、位相格
子法等によりグレーティングを形成する。図5に示すよ
うに、このグレーティング形成工程では、光ファイバ1
0の光軸方向に垂直な方向に周期的な凹凸が表面に形成
された位相マスク40を介して、所定波長の可干渉光
(例えば、波長240nm付近の紫外レーザ光)を照射
し、ガラス基板30上に固定された光ファイバ10の細
径化領域13Aに干渉縞を形成する。このようにするこ
とにより、干渉縞の明暗に応じた屈折率変化が光ファイ
バ10の細径化領域13Aに誘起される。すなわち、細
径化領域13Aは、グレーティングが形成されてグレー
ティング形成領域13となる。以上で、図1に示した光
ファイバグレーティングが製造される。
Then, in the grating forming step, a grating is formed on the reduced diameter region 13A of the reduced optical fiber 10 by a phase grating method or the like. As shown in FIG. 5, in this grating forming step, the optical fiber 1
A coherent light of a predetermined wavelength (for example, an ultraviolet laser light having a wavelength of about 240 nm) is irradiated through a phase mask 40 having periodic irregularities formed on the surface in a direction perpendicular to the optical axis direction of the glass substrate. An interference fringe is formed on the diameter-reduced region 13A of the optical fiber 10 fixed on the optical fiber 30. By doing so, a change in the refractive index according to the brightness of the interference fringes is induced in the diameter-reduced region 13A of the optical fiber 10. In other words, the diameter-reduced region 13A becomes the grating-formed region 13 in which the grating is formed. Thus, the optical fiber grating shown in FIG. 1 is manufactured.

【0036】なお、このグレーティング形成工程におい
て、光ファイバ10の細径化領域13Aに張力を印加し
ておくのが好適である。このように光ファイバ10に張
力を印加するためには、基板固定工程において、接着固
定部31および32の双方または何れか一方を低ヤング
率のシリコン樹脂等の接着剤で接着固定する。このよう
にすることにより、光ファイバ10の細径化領域13A
が振動することなく位置固定されるので良好な透過減衰
特性が得られる。また、グレーティング形成後に、透過
減衰特性をモニタしながら張力すなわちグレーティング
周期を調整することでブラッグ波長を適切に設定し、そ
の後、接着固定部31および32それぞれを共に高ヤン
グ率の接着剤で接着固定すれば、所望の透過減衰特性を
有する光ファイバグレーティングを製造することができ
る。
In this grating forming step, it is preferable to apply a tension to the reduced diameter region 13A of the optical fiber 10. In order to apply the tension to the optical fiber 10 in this manner, in the substrate fixing step, both or one of the adhesive fixing portions 31 and 32 is adhesively fixed with an adhesive such as a low Young's modulus silicone resin. By doing so, the diameter reduction region 13A of the optical fiber 10 is formed.
Is fixed without vibration, so that good transmission attenuation characteristics can be obtained. Also, after forming the grating, the Bragg wavelength is appropriately set by adjusting the tension, that is, the grating period, while monitoring the transmission attenuation characteristics, and then both the adhesive fixing portions 31 and 32 are adhesively fixed with an adhesive having a high Young's modulus. Then, an optical fiber grating having desired transmission attenuation characteristics can be manufactured.

【0037】次に、本実施形態に係る光ファイバグレー
ティング製造方法の具体例と、その具体的な製造方法に
より製造した光ファイバグレーティングの透過減衰特性
について説明する。
Next, a specific example of the optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment and transmission attenuation characteristics of the optical fiber grating manufactured by the specific manufacturing method will be described.

【0038】光ファイバ製造工程では、図6に示す屈折
率プロファイルを有する光ファイバを製造した。この図
に示す屈折率プロファイルは、光ファイバの光軸に直交
する方向についての屈折率の分布を示すものである。こ
の光ファイバは、石英(SiO2 )系の光ファイバであ
って、クラッド部の屈折率より更に小さい屈折率を有す
るディプレスト部がコア部とクラッド部との間に設けら
れたものであり、コア部には5.5wt%のGeO2
添加されており、ディプレスト部には2.5wt%のG
eO2 および1.0wt%のF(フッ素)元素が添加さ
れている。また、この光ファイバは、外径が125μm
であり、コア径が8.5μmであり、比屈折率差Δnが
0.35%であり、カットオフ波長が1.34μmであ
る。以下、この細径化前の光ファイバを光ファイバAと
呼ぶ。
In the optical fiber manufacturing process, an optical fiber having a refractive index profile shown in FIG. 6 was manufactured. The refractive index profile shown in this figure shows the distribution of the refractive index in a direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber. This optical fiber is a quartz (SiO 2 ) based optical fiber in which a depressed portion having a refractive index smaller than that of the clad portion is provided between the core portion and the clad portion, 5.5 wt% of GeO 2 is added to the core part, and 2.5 wt% of G is added to the depressed part.
eO 2 and 1.0 wt% of F (fluorine) element are added. This optical fiber has an outer diameter of 125 μm.
The core diameter is 8.5 μm, the relative refractive index difference Δn is 0.35%, and the cutoff wavelength is 1.34 μm. Hereinafter, the optical fiber before the diameter reduction is referred to as an optical fiber A.

【0039】細径化工程では、この光ファイバAを細径
化して、細径化領域13Aの径が互いに異なる2種類の
光ファイバBおよびCそれぞれを作成した。光ファイバ
Bは、細径化領域13Aにおいて、外径が85μmであ
り、コア径が5.8μmであり、カットオフ波長が0.
93μmである。一方、光ファイバCは、細径化領域1
3Aにおいて、外径が62.5μmであり、コア径が
4.3μmであり、カットオフ波長が0.68μmであ
る。図7は、光ファイバA,BおよびCそれぞれの外
径、コア径およびカットオフ波長を示す図表である。
In the diameter reducing step, the optical fiber A was reduced in diameter, and two types of optical fibers B and C having different diameters in the diameter reducing region 13A were formed. The optical fiber B has an outer diameter of 85 μm, a core diameter of 5.8 μm, and a cutoff wavelength of 0.5 μm in the diameter-reduced region 13A.
It is 93 μm. On the other hand, the optical fiber C has a reduced diameter region 1.
At 3A, the outer diameter is 62.5 μm, the core diameter is 4.3 μm, and the cutoff wavelength is 0.68 μm. FIG. 7 is a chart showing the outer diameter, core diameter, and cutoff wavelength of each of the optical fibers A, B, and C.

【0040】基板固定工程では、接着剤としてシリコン
樹脂を用いて接着固定した。水素含浸工程では、処理温
度を20℃とし、水素の気圧を200気圧とし、処理時
間を14日間とした。これらの工程では、光ファイバ
A,BおよびCそれぞれについて互いに同一の条件とし
た。
In the substrate fixing step, a silicon resin was used as an adhesive to fix the substrate. In the hydrogen impregnation step, the processing temperature was 20 ° C., the pressure of hydrogen was 200 atm, and the processing time was 14 days. In these steps, the same conditions were set for each of the optical fibers A, B and C.

【0041】グレーティング形成工程では、KrFエキ
シマレーザ光源から出力されたレーザ光を位相マスク4
0を介して光ファイバの細径化領域13Aに照射して干
渉縞を形成し、ブラッグ波長が1.556μmのグレー
ティングを形成した。このとき、レーザ光照射とともに
各光ファイバに加える張力を、光ファイバAでは100
gとし、光ファイバBでは45gとし、光ファイバCで
は25gとし、それぞれの細径化領域13A(すなわ
ち、グレーティング形成領域13)における単位断面積
あたりの張力すなわち伸び率を互いに略同一にした。
In the grating forming step, the laser light output from the KrF excimer laser light source is
Irradiation was performed on the thinned region 13A of the optical fiber through the line 0 to form an interference fringe, and a grating having a Bragg wavelength of 1.556 μm was formed. At this time, the tension applied to each optical fiber together with the laser beam irradiation is 100
g, 45 g for the optical fiber B, and 25 g for the optical fiber C, and the tension per unit cross-sectional area, that is, the elongation percentage, in each of the diameter-reduced regions 13A (that is, the grating forming regions 13) was made substantially the same.

【0042】図8は、以上の条件で製造された光ファイ
バグレーティングの透過減衰の特性図である。図8
(a)および(b)それぞれは、横軸が伝搬光の波長で
あり、縦軸が透過減衰率であり、また、図8(b)は、
図8(a)を縦軸について拡大したものである。この図
に示すように、光ファイバA,BおよびCそれぞれに形
成されたグレーティングの何れも、ブラッグ波長1.5
56μm付近に45dB以上の透過減衰の主ピークが現
れている。また、光ファイバAに形成されたグレーティ
ングの場合には、ブラッグ波長より短波長側の波長1.
5543μm付近に透過減衰の副ピークが現れており、
その副ピークにおける透過減衰は0.8dBである。こ
れに対して、光ファイバBおよびCそれぞれに形成され
たグレーティングの場合には、透過減衰の副ピークは認
められない。
FIG. 8 is a characteristic diagram of transmission attenuation of the optical fiber grating manufactured under the above conditions. FIG.
In each of (a) and (b), the horizontal axis represents the wavelength of the propagating light, the vertical axis represents the transmission attenuation rate, and FIG.
FIG. 8A is an enlarged view of the vertical axis. As shown in this figure, each of the gratings formed on each of the optical fibers A, B and C has a Bragg wavelength of 1.5.
A main peak of transmission attenuation of 45 dB or more appears near 56 μm. Further, in the case of the grating formed on the optical fiber A, the wavelength 1.times.
A secondary peak of transmission attenuation appears around 5543 μm,
The transmission attenuation at the sub-peak is 0.8 dB. On the other hand, in the case of the grating formed on each of the optical fibers B and C, no sub-peak of the transmission attenuation is observed.

【0043】ところで、光ファイバBおよびCそれぞれ
のグレーティング形成領域13におけるグレーティング
形成前のカットオフ波長は0.93μmおよび0.68
μmそれぞれであり、これらは何れも使用波長(今の場
合、この図の横軸に示す波長帯域の下限値である1.5
50μm)の略2/3以下である。それ故、グレーティ
ング形成後であっても、使用波長では、そのグレーティ
ング形成領域13においてコアモードとして基底モード
のみが伝搬することが可能であり、したがって、クラッ
ドモードとの結合は生じ得ない。その結果、透過減衰特
性は、主ピークの近傍に副ピークが現れることはなく、
良好な特性となっている。すなわち、これらの光ファイ
バグレーティングは、本発明に係るものとなっている。
By the way, the cut-off wavelength of the optical fibers B and C before forming the grating in the grating forming region 13 is 0.93 μm and 0.68 μm, respectively.
μm, which are all used wavelengths (in this case, the lower limit of the wavelength band shown in the horizontal axis of FIG.
50 μm) or less. Therefore, even after the formation of the grating, at the working wavelength, only the fundamental mode can propagate as the core mode in the grating forming region 13, and therefore, coupling with the cladding mode cannot occur. As a result, the transmission attenuation characteristic has no sub-peak near the main peak,
It has good characteristics. That is, these optical fiber gratings are related to the present invention.

【0044】次に、本実施形態に係る光ファイバグレー
ティング製造方法における水素含浸処理時間と透過減衰
特性との関係について説明する。ここで用いた光ファイ
バA,BおよびCならびに光ファイバグレーティング製
造方法は、水素含浸工程を除いて、既述したものと略同
様である。ただし、ここでは、水素含浸工程における処
理時間を24時間,48時間,96時間,168時間,
264時間および336時間それぞれとし、また、グレ
ーティング形成工程ではブラッグ波長における透過減衰
が飽和するまで紫外レーザ光を照射した。その各処理時
間に対するブラッグ波長における飽和透過減衰を求め
た。図9は、その結果を示す図表であり、図10は、そ
の結果を示すグラフである。
Next, the relationship between the hydrogen impregnation time and the transmission attenuation characteristic in the optical fiber grating manufacturing method according to this embodiment will be described. The optical fibers A, B and C and the method of manufacturing the optical fiber grating used here are substantially the same as those described above except for the hydrogen impregnation step. However, here, the processing time in the hydrogen impregnation step is 24 hours, 48 hours, 96 hours, 168 hours,
Ultraviolet laser light was applied for 264 hours and 336 hours, respectively, and in the grating forming step until transmission attenuation at the Bragg wavelength was saturated. The saturated transmission attenuation at the Bragg wavelength for each processing time was determined. FIG. 9 is a chart showing the results, and FIG. 10 is a graph showing the results.

【0045】これらの図表およびグラフそれぞれに示す
ように、ブラッグ波長における透過減衰が45dBとな
るのに要する水素含浸処理時間は、光ファイバAの場合
には336時間であるのに対して、光ファイバBの場合
には、その半分の168時間で済み、光ファイバCの場
合には、更に半分で済む。これは、本実施形態に係る光
ファイバグレーティング製造方法では、細径化工程の後
に水素含浸工程を設けたので、水素が光ファイバ内部に
拡散するのに要する時間が短くて済むからである。
As shown in these diagrams and graphs, the hydrogen impregnation time required for the transmission attenuation at the Bragg wavelength to be 45 dB is 336 hours in the case of the optical fiber A, whereas the hydrogen impregnation time is 336 hours in the case of the optical fiber A. In the case of B, half of the time is 168 hours, and in the case of the optical fiber C, the time is further reduced to half. This is because, in the optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment, since the hydrogen impregnation step is provided after the diameter reduction step, the time required for hydrogen to diffuse into the optical fiber can be reduced.

【0046】また、ブラッグ波長における透過減衰は、
光ファイバAの場合には最大45dBであるのに対し
て、光ファイバBおよびCそれぞれの場合には、これよ
り大きい値の55dBおよび53dBそれぞれが得られ
ている。これは、本実施形態に係る光ファイバグレーテ
ィング製造方法では、細径化工程において光ファイバ1
0のグレーティング形成領域13となるべき領域を加熱
延伸しているので、グレーティング形成時における光の
照射に対する感光性成分の感度が増大したからである
(特開平7−196334号公報を参照)。
The transmission attenuation at the Bragg wavelength is
In the case of the optical fiber A, the maximum value is 45 dB, while in the case of the optical fibers B and C, 55 dB and 53 dB, respectively, which are larger values are obtained. This is because, in the optical fiber grating manufacturing method according to the present embodiment, the optical fiber 1
This is because the sensitivity of the photosensitive component to light irradiation during the formation of the grating is increased because the region to be the zero grating forming region 13 is stretched by heating (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-196334).

【0047】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、光ファイバ
にグレーティングを形成すべき領域は、通常の径の光フ
ァイバを一旦製造した後に加熱延伸により細径化するの
ではなく、プリフォームから光ファイバを線引する工程
で光ファイバの一部領域を細径化してもよい。また、光
ファイバの屈折率プロファイルは任意でよい。また、グ
レーティングの形成は、位相格子法に限られるものでは
なく、2光束干渉法等に依ってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the area where a grating is to be formed in an optical fiber is not a process in which an optical fiber having a normal diameter is once manufactured and then reduced in diameter by heating and drawing, but rather, a step in which the optical fiber is drawn from a preform. The part region may be reduced in diameter. The refractive index profile of the optical fiber may be arbitrary. The formation of the grating is not limited to the phase grating method, but may be based on a two-beam interference method or the like.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光ファイバグレーティングによれば、光ファイバの
コア部の光軸方向に沿った所定領域に周期的な屈折率変
化を有するグレーティングが形成され、そのグレーティ
ングにおける平均屈折率で使用波長に対しシングルモー
ド条件を満たすので、使用波長では、その所定領域にお
いてコアモードとして基底モードのみが伝搬することが
可能であり、したがって、クラッドモードとの結合は生
じ得ない。その結果、透過減衰特性は、主ピークの近傍
に副ピークが現れることはなく、良好な特性となる。
As described above in detail, according to the optical fiber grating according to the present invention, a grating having a periodic change in the refractive index is formed in a predetermined region along the optical axis direction of the core portion of the optical fiber. Since the single mode condition is satisfied with respect to the wavelength used by the average refractive index of the grating, only the fundamental mode can propagate as the core mode in the predetermined wavelength at the wavelength used, and therefore, the coupling with the cladding mode can be achieved. Cannot occur. As a result, the transmission attenuating characteristic does not show a sub-peak near the main peak, and is excellent.

【0049】また、本発明に係る光ファイバグレーティ
ング製造方法によれば、光ファイバ製造工程により製造
された感光性成分が添加された光ファイバは、細径化工
程により、グレーティングが後に形成されたときにその
平均屈折率で使用波長に対しシングルモード条件を満た
すまでに所定領域が加熱延伸等されて細径化され、グレ
ーティング形成工程により、その光ファイバの細径化さ
れた所定領域に光軸方向に周期的な強度分布を有する所
定波長の光が照射され、感光性成分が添加された領域に
周期的な屈折率分布が生じてグレーティングが形成され
る。これにより、良好な透過減衰特性を有する上述の本
発明に係る光ファイバグレーティングが容易に製造され
る。
Further, according to the optical fiber grating manufacturing method of the present invention, the optical fiber added with the photosensitive component manufactured in the optical fiber manufacturing process can be used when the grating is formed later by the diameter reducing process. A predetermined area is heated and stretched to reduce the diameter until the single-mode condition is satisfied with respect to the wavelength used at the average refractive index, and the diameter is reduced by the grating forming step. Is irradiated with light of a predetermined wavelength having a periodic intensity distribution, and a periodic refractive index distribution is generated in a region where the photosensitive component is added, thereby forming a grating. As a result, the above-described optical fiber grating having good transmission attenuation characteristics according to the present invention can be easily manufactured.

【0050】また、細径化工程により細径化された光フ
ァイバの2点それぞれを基板上に固定する基板固定工程
を更に備える場合には、細径化工程により細径化された
光ファイバは、基板固定工程により、その2点それぞれ
が基板上に固定されて、これ以降の取扱が容易になる。
また、細径化工程により細径化された光ファイバに水素
を含浸させる水素含浸工程を更に備える場合には、細径
化工程により細径化された光ファイバは、水素含浸工程
により短時間に水素が含浸される。
In the case where there is further provided a substrate fixing step for fixing each of two points of the optical fiber whose diameter has been reduced by the diameter reducing step to a substrate, the optical fiber whose diameter has been reduced by the diameter reducing step is In the substrate fixing step, each of the two points is fixed on the substrate, and subsequent handling is facilitated.
In addition, in the case of further including a hydrogen impregnation step of impregnating hydrogen into the optical fiber reduced in diameter by the diameter reduction step, the optical fiber reduced in diameter by the diameter reduction step can be shortened by the hydrogen impregnation step in a short time. Hydrogen is impregnated.

【0051】また、光ファイバの所定領域において外径
が略一定である場合には、光ファイバグレーティング
は、製造が容易であって、ブラッグ波長における透過減
衰率が大きい。また、光ファイバの所定領域において、
グレーティング形成前のカットオフ波長が使用波長の略
2/3以下である場合には、グレーティング形成後にお
いても、そのグレーティングにおける平均屈折率で使用
波長に対しシングルモード条件を満たすことができる。
また、光ファイバの所定領域の断面積中において、グレ
ーティングの形成に寄与し得る感光性成分が含有されて
いる部分の面積が略10%以上である場合には、光ファ
イバグレーティングは、ブラッグ波長における透過減衰
率が大きい。
When the outer diameter is substantially constant in a predetermined region of the optical fiber, the optical fiber grating is easy to manufacture and has a large transmission attenuation at the Bragg wavelength. Further, in a predetermined region of the optical fiber,
When the cut-off wavelength before the formation of the grating is approximately / or less of the working wavelength, the single mode condition can be satisfied with respect to the working wavelength with the average refractive index of the grating even after the formation of the grating.
Further, when the area of the portion containing the photosensitive component that can contribute to the formation of the grating is approximately 10% or more in the cross-sectional area of the predetermined region of the optical fiber, the optical fiber grating has Large transmission attenuation rate.

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

【図1】本実施形態に係る光ファイバグレーティングの
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber grating according to an embodiment.

【図2】本実施形態に係る光ファイバグレーティング製
造方法のフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart of an optical fiber grating manufacturing method according to the embodiment.

【図3】本実施形態に係る光ファイバグレーティング製
造方法中の細径化工程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a diameter reducing step in the optical fiber grating manufacturing method according to the embodiment.

【図4】本実施形態に係る光ファイバグレーティング製
造方法中の基板固定工程の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a substrate fixing step in the optical fiber grating manufacturing method according to the embodiment.

【図5】本実施形態に係る光ファイバグレーティング製
造方法中のグレーティング形成工程の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a grating forming step in the optical fiber grating manufacturing method according to the embodiment.

【図6】光ファイバの屈折率プロファイル図である。FIG. 6 is a refractive index profile diagram of an optical fiber.

【図7】3種類の光ファイバそれぞれの外径、コア径お
よびカットオフ波長を示す図表である。
FIG. 7 is a table showing the outer diameter, core diameter, and cutoff wavelength of each of three types of optical fibers.

【図8】光ファイバグレーティングの透過減衰特性図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating transmission attenuation characteristics of an optical fiber grating.

【図9】水素含浸工程における処理時間に対するブラッ
グ波長における透過減衰を示す図表である。
FIG. 9 is a table showing transmission attenuation at a Bragg wavelength with respect to a processing time in a hydrogen impregnation step.

【図10】水素含浸工程における処理時間に対するブラ
ッグ波長における透過減衰を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the transmission attenuation at the Bragg wavelength with respect to the processing time in the hydrogen impregnation step.

【符号の説明】 10…光ファイバ、11,11A…コア部、12,12
A…クラッド部、13…グレーティング形成領域、13
A…細径化領域、21…ステージ、22…固定台、23
…移動台、24,25…保持具、26…バーナ、30…
ガラス基板、31,32…接着固定部、40…位相マス
ク。
[Explanation of Signs] 10 ... optical fiber, 11, 11A ... core part, 12, 12
A: clad portion, 13: grating forming region, 13
A: diameter reduction area, 21: stage, 22: fixed base, 23
… Moving table, 24, 25… holder, 26… burner, 30…
Glass substrate, 31, 32: adhesive fixing part, 40: phase mask.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバのコア部の光軸方向に沿った
所定領域に周期的な屈折率変化を有するグレーティング
が形成され、前記グレーティングにおける平均屈折率で
使用波長に対しシングルモード条件を満たす、ことを特
徴とする光ファイバグレーティング。
1. A grating having a periodic refractive index change is formed in a predetermined region along an optical axis direction of a core portion of an optical fiber, and a single mode condition is satisfied with respect to a wavelength used by an average refractive index in the grating. An optical fiber grating, characterized in that:
【請求項2】 前記光ファイバの前記所定領域において
外径が略一定である、ことを特徴とする請求項1記載の
光ファイバグレーティング。
2. The optical fiber grating according to claim 1, wherein an outer diameter is substantially constant in said predetermined region of said optical fiber.
【請求項3】 前記光ファイバの前記所定領域におい
て、グレーティング形成前のカットオフ波長が前記使用
波長の略2/3以下である、ことを特徴とする請求項1
記載の光ファイバグレーティング。
3. The optical fiber according to claim 1, wherein a cut-off wavelength before forming a grating is approximately 2/3 or less of the working wavelength in the predetermined region of the optical fiber.
The described optical fiber grating.
【請求項4】 前記光ファイバの前記所定領域の断面積
中において、前記グレーティングの形成に寄与し得る感
光性成分が含有されている部分の面積が略10%以上で
ある、ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバグレ
ーティング。
4. The optical fiber according to claim 1, wherein the area of a portion containing a photosensitive component that can contribute to the formation of the grating is approximately 10% or more in a cross-sectional area of the predetermined region of the optical fiber. The optical fiber grating according to claim 1.
【請求項5】 光ファイバのコア部の光軸方向に沿った
所定領域に周期的な屈折率変化を有するグレーティング
が形成された光ファイバグレーティングを製造する光フ
ァイバグレーティング製造方法であって、 前記所定領域に前記グレーティングの形成に寄与し得る
感光性成分が添加された光ファイバを製造する光ファイ
バ製造工程と、 前記グレーティングが後に形成されたときにその平均屈
折率で使用波長に対しシングルモード条件を満たすまで
に前記所定領域を細径化する細径化工程と、 前記光ファイバの細径化された前記所定領域に光軸方向
に周期的な強度分布を有する所定波長の光を照射し、前
記感光性成分が添加された領域に周期的な屈折率分布を
生じさせて前記グレーティングを形成するグレーティン
グ形成工程と、 を備えることを特徴とする光ファイバグレーティング製
造方法。
5. An optical fiber grating manufacturing method for manufacturing an optical fiber grating in which a grating having a periodic change in refractive index is formed in a predetermined region along a direction of an optical axis of a core portion of an optical fiber, An optical fiber manufacturing step of manufacturing an optical fiber to which a photosensitive component capable of contributing to the formation of the grating is added to a region; and, when the grating is formed later, a single mode condition for an operating wavelength at an average refractive index thereof. A narrowing step of reducing the diameter of the predetermined region until the above condition is satisfied, and irradiating the predetermined region having a reduced diameter of the optical fiber with light of a predetermined wavelength having a periodic intensity distribution in an optical axis direction, A grating forming step of forming the grating by generating a periodic refractive index distribution in a region to which the photosensitive component has been added. An optical fiber grating manufacturing method comprising and.
【請求項6】 前記細径化工程により細径化された前記
光ファイバの2点それぞれを基板上に固定する基板固定
工程を更に備え、 前記グレーティング形成工程は、前記光ファイバの前記
2点の間の前記所定領域に前記グレーティングを形成す
る工程である、 ことを特徴とする請求項5記載の光ファイバグレーティ
ング製造方法。
6. A substrate fixing step for fixing, on a substrate, two points of the optical fiber whose diameter has been reduced by the diameter reducing step, wherein the grating forming step includes the step of fixing the two points of the optical fiber. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein the step of forming the grating in the predetermined region therebetween.
【請求項7】 前記細径化工程により細径化された前記
光ファイバに水素を含浸させる水素含浸工程を更に備
え、 前記グレーティング形成工程は、水素が含浸された前記
光ファイバの前記所定領域に前記グレーティングを形成
する工程である、 ことを特徴とする請求項5記載の光ファイバグレーティ
ング製造方法。
7. The method according to claim 1, further comprising a step of impregnating the hydrogen into the optical fiber reduced in diameter by the step of reducing the diameter, wherein the step of forming the grating includes forming the optical fiber in the predetermined region of the optical fiber impregnated with hydrogen. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein the step is a step of forming the grating.
【請求項8】 前記光ファイバ製造工程は、前記所定領
域における断面積中において感光性成分が含有されてい
る部分の面積が略10%以上である前記光ファイバを製
造する工程である、ことを特徴とする請求項5記載の光
ファイバグレーティング製造方法。
8. The optical fiber manufacturing step is a step of manufacturing the optical fiber in which the area of a portion containing a photosensitive component in a cross-sectional area of the predetermined region is approximately 10% or more. 6. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein:
【請求項9】 前記細径化工程は、前記光ファイバの前
記所定領域を加熱延伸して細径化する工程である、こと
を特徴とする請求項5記載の光ファイバグレーティング
製造方法。
9. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein the step of reducing the diameter is a step of heating and stretching the predetermined region of the optical fiber to reduce the diameter.
【請求項10】 前記細径化工程は、前記光ファイバの
前記所定領域において外径を略一定とする工程である、
ことを特徴とする請求項5記載の光ファイバグレーティ
ング製造方法。
10. The step of reducing the diameter is a step of making the outer diameter substantially constant in the predetermined region of the optical fiber.
6. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein:
【請求項11】 前記細径化工程は、前記光ファイバの
前記所定領域においてカットオフ波長が前記使用波長の
略2/3以下になるまで細径化する工程である、ことを
特徴とする請求項5記載の光ファイバグレーティング製
造方法。
11. The method according to claim 11, wherein the step of reducing the diameter is a step of reducing the diameter of the optical fiber until the cutoff wavelength becomes approximately 2 or less of the working wavelength in the predetermined region. Item 6. The method for manufacturing an optical fiber grating according to Item 5.
【請求項12】 前記グレーティング形成工程は、前記
光ファイバの前記所定領域に張力を印加しながら前記グ
レーティングを形成する工程である、ことを特徴とする
請求項5記載の光ファイバグレーティング製造方法。
12. The method of manufacturing an optical fiber grating according to claim 5, wherein said grating forming step is a step of forming said grating while applying tension to said predetermined region of said optical fiber.
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