KR20020062737A - 광파이버 그레이팅 소자 - Google Patents

광파이버 그레이팅 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20020062737A
KR20020062737A KR1020027005730A KR20027005730A KR20020062737A KR 20020062737 A KR20020062737 A KR 20020062737A KR 1020027005730 A KR1020027005730 A KR 1020027005730A KR 20027005730 A KR20027005730 A KR 20027005730A KR 20020062737 A KR20020062737 A KR 20020062737A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
refractive index
optical fiber
clad
outer diameter
Prior art date
Application number
KR1020027005730A
Other languages
English (en)
Inventor
이시카와신지
시게하라마사카주
타쿠시마미치코
에노모토타다시
Original Assignee
스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모덴키고교가부시키가이샤 filed Critical 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Publication of KR20020062737A publication Critical patent/KR20020062737A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
    • G02B6/021—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the core or cladding or coating, e.g. materials, radial refractive index profiles, cladding shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
    • G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
    • G02B6/02095—Long period gratings, i.e. transmission gratings coupling light between core and cladding modes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

광파이버 그레이팅 소자(1)는 굴절율 n1및 외경 2a를 갖는 코어 영역(11)과, 코어 영역(11)을 둘러싸는 굴절율(n2) 및 외경(2b)을 갖는 제 1 클래드 영역(12)과, 제 1 클래드 영역(12)을 둘러싸는 굴절율(n3) 및 외경(2c)을 갖는 제 2 클래드 영역(13)을 구비하는 광파이버(10)의 코어 영역(11)에, 장주기 그레이팅(14)이 형성된 것이다. 코어 영역(11)의 굴절율(n1), 제 1 클래드 영역(12)의 굴절율(n2), 및 제 2 클래드 영역(13)의 굴절율(n3)의 대소관계는 n1>n2>n3이고, 제 2 클래드 영역(13)에 대한 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.5% 이상이고, 차단 피크 파장(λ)에 대하여 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 λ 내지 10λ 이하의 범위에 있다.

Description

광파이버 그레이팅 소자{Optical fiber grating device}
광파이버의 코어 영역에 장주기 그레이팅이 형성된 광파이버 그레이팅 소자는 그레이팅의 주기적인 섭동(攝動)을 통하여, 소정 파장의 코어 모드 광과 클래드 모드 광 간의 결합을 생기게 할 수 있다. 즉, 광파이버 그레이팅 소자는 파장 선택적으로 소정 파장의 코어 모드 광의 파이버를 클래드 모드 광으로 이행시킨다. 여기서, 코어 모드 광은 광파이버의 코어 영역에 감금되어 전파하는 모드 광이다. 한편, 클래드 모드 광은 광파이버의 코어 영역에 감금되지 않고, 코어 영역 주위의 클래드 영역에 방사되는 모드의 광이다. 이러한 광파이버 그레이팅 소자는 광통신 등의 분야에서, 광파이버를 전파하여온 또는 파장 대역의 코어 모드 광 중 소정 파장(차단 파장)의 코어 모드 광을 선택적으로 차단하는 광파이버 필터 등으로서 사용되고 있다.
클래드 모드는 클래드 영역과 또한 외층의 공기층이나 피복층과의 경계로 정의되는 광파이버 전역을 고려한 모드이다. 따라서, 외층의 굴절율이 변화하면, 코어 모드 광으로부터 클래드 모드 광에의 결합이 생기는 파장 즉 차단 파장도 시프트하고 또한, 차단 파장에서의 코어 모드 광의 차단량도 변화한다. 특히, 글래스의 굴절율에 가까운 굴절율을 갖는 수지로 광파이버를 피복하는 경우에는 클래드 모드가 형성되지 않게 되어, 광파이버 그레이팅 소자에서의 차단 파장이 소실한다. 그렇기 때문에, 광파이버 그레이팅 소자는 그 보호를 목적으로 하는 피복이 불가능하다고 하는 문제를 갖고 있었다.
특개평 11-326654호 공보에 개시된 광파이버 그레이팅 소자는 이러한 문제에 대처하기 위해 제안된 것으로서, 실리카를 베이스로 하는 듀얼 세이프 코어(DSC)구조의 굴절율 프로파일을 갖는 싱글 모드 광 파이버에 장주기 그레이팅이 형성된 것이다. 여기서, DSC 구조의 굴절율 프로파일이란, 광축 중심으로부터 순차로 굴절율(n1)의 제 1 코어 영역, 굴절율(n2)의 제 2 코어 영역 및 굴절율(n3)의 클래드 영역을 포함하는 구조인 것이다(단지, n1>n2>n3). 또한, 상기 광파이버 그레이팅 소자는 광파이버의 제 1 코어 영역 및 제 2 코어 영역의 쌍방에 GeO2를 첨가하고, 이것에 공간적 강도 변조가 실시된 자외광을 조사하여, 이들 2개의 영역에 걸쳐 굴절율 변조 즉 그레이팅을 형성한 것이다. 그리고, 상기 광파이버 그레이팅 소자는 제 1 코어 영역을 전파하는 소정 파장의 코어 모드 광을, 제 1 코어 영역 및 제 2 코어영역의 쌍방을 전파하는 고차 모드 광에 결합시켜, 소정 파장의 코어 모드 광을 차단한다.
또한, 상기 공보에 개시된 광파이버 그레이팅 소자에 있어서의 적합한 굴절율 프로파일은 제 1 코어 영역의 비굴절율 차가 0.8% 내지 1.0%의 범위이고, 제 2 코어 영역의 비굴절율 차가 0.O5% 내지 0.15%의 범위이고, 제 1 코어 영역의 반경이 3.2μm 내지 3.8μm의 범위이고, 제 2 코어 영역의 반경이 17μm 내지 2Oμm의 범위인 것으로 되어 있다.
본 발명은 광통신 등에서 적합하게 사용되는 광부품에 관한 것으로, 특히, 광파이버의 코어 영역에 장주기(長周期) 그레이팅이 형성된 광파이버 그레이팅 소자에 관한 것이다. 여기서 장주기 그레이팅은 예를 들면 미국특허 제 57O3978호에 개시된 것과 같이, 특정 파장의 광을 반사하는 단주기(短周期) 그레이팅과 달리, 코어 영역에 감금되어 전파하는 코어 모드 광 중 특정 파장의 것을 클래드 모드 광으로 변환하여, 그 클래드 모드 광을 클래드 영역의 외부로 방사시키는 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 광파이버 그레이팅 소자의 단면도이고, 광축을 포함하는 면에서 절단하였을 때의 단면도.
도 2는 본 실시예에 따른 광파이버 그레이팅 소자의 굴절율 프로파일을 도시하는 도.
도 3은 광파이버 그레이팅 소자의 투과 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 4는 광파이버 그레이팅 소자에 있어서의 손실 변화량(△α)과 제 2 클래드 영역의 두께(c-b)와의 관계를 도시하는 그래프.
도 5는 광파이버 그레이팅 소자에 있어서의 차단 피크 수와 제 1 클래드 영역의 비굴절율 차(△n2)와의 관계를 도시하는 그래프.
도 6은 광파이버 그레이팅 소자에 있어서의 차단 피크 수와 제 1 클래드 영역의 외경(2b)과의 관계를 도시하는 그래프.
도 7은 광파이버 그레이팅 소자의 그레이팅 형성시의 차단 피크 파장의 어긋남량(△λ)과 자외광 조사 시간과의 관계를 도시하는 그래프.
(발명의 개시)
발명자들은 상술의 종래 기술을 검토한 결과, 아래와 같은 과제를 발견하였다. 즉, 상기 광파이버 그레이팅 소자는 제 1 코어 영역 및 제 2 코어 영역의 쌍방을 전파하는 고차 모드의 수가 적음으로 인해, 사용 파장 대역에서 차단 파장 피크의 수가 1개 또는 2개 정도가 된다. 따라서, 광파이버 그레이팅 소자에 있어서 원하는 차단 파장을 얻을 수 있게 그레이팅 형성시에 그레이팅 주기를 설정하지만, 상기 그레이팅 주기의 설정의 자유도가 작다. 또한, 제 1 코어 영역을 전파하는 소정 파장의 코어 모드 광과, 제 1 코어 영역 및 제 2 코어 영역의 쌍방을 전파하는 고차 모드 광과의 사이에서 결합 계수가 크기 때문에, 자외광 조사에 따르는 굴절율 상승에 대한 차단량 및 차단 파장의 변화가 커서, 소정의 차단량과 차단 파장을 양립시키어 조정하는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것이며, 그레이팅 주기의 설정 자유도가 커서, 차단량 및 차단 파장의 조정이 용이한 광파이버 그레이팅 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자는 굴절율(n1) 및 외경(2a)을 갖는 코어 영역과, 상기 코어 영역을 둘러싸는 굴절율(n2) 및 외경(2b)을 갖는 제 1 클래드 영역과, 상기 제 1 클래드 영역을 둘러싸는 굴절율(n3) 및 외경(2c)을 갖는 제 2 클래드 영역을 구비한 광파이버의 코어 영역에 장주기 그레이팅이 형성된 광파이버 그레이팅 소자이다. 코어 영역의 굴절율(n1), 제 1 클래드 영역의 굴절율(n2), 및 제 2 클래드 영역의 굴절율(n3)의 대소 관계는 n1>n2>n3이다. 제 2 클래드 영역에 대한 제 1 클래드 영역의 비굴절율 차가 0.5% 이상이다. 그리고, 차단 피크 파장 (λ)에 대하여 제 2 클래드 영역의 두께(c-b)가 λ 내지 10λ 이하의 범위에 있다.
상기 광파이버 그레이팅 소자에 의하면, 소정의 파장 대역(예를 들면 1.2μm 내지 1.8μm)에서의 차단 피크 수가 많고, 차단 피크의 간격이 작다. 또한, 코어 모드 광과 제 1 클래드 영역을 전파하는 고차 모드 광과의 결합 계수가 작고, 굴절율변화에 대한 차단량 및 차단 파장의 변동이 저감되어 있다. 또한, 제 2 클래드 영역의 또한 외부에 있는 층으로부터의 영향이 작아서, 차단 특성이 안정하며, 그레이팅에서의 차단 효과가 우수하다. 따라서, 상기 광파이버 그레이팅 소자는 그레이팅 주기의 설정 자유도가 커서, 차단량 및 차단 파장의 조정이 용이하고, 차단 특성이 우수하다.
본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자에서는 제 2 클래드 영역에 대한 제1 클래드 영역의 비굴절율 차가 0.5% 내지 1.5% 이하이면 바람직하다. 제 2 클래드 영역에 F 원소를 첨가함으로써, 제 1 클래드 영역의 굴절율(n2)보다 제 2 클래드 영역의 굴절율(n3)을 작게 할 수 있어, 제 2 클래드 영역에 대한 제 1 클래드 영역의 비굴절율 차를 1.5%까지 크게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자에서는 제 2 클래드 영역의 주위에 굴절율(n4)(단지, n4> n2)의 수지 피복이 형성되어 있으면 바람직하다. 이와 같이 하면, 차단 파장에서의 모드 결합에 의해 발생한 고차 모드 광이 광파이버의 외부로 용이하게 나가게 되어 적합하다. 또한, 광파이버 그레이팅 소자를 보호함에 있어서도 적합하다.
또한, 본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자는 제 1 클래드 영역의 외경(2b)이 1OOμm 이상이면 바람직하다. 이와 같이 하면, 차단 피크 수가 많아지는 점에서 적합하며, 또한, 차단 효과가 우수한 점에서도 적합하다.
또한, 본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자는 코어 영역을 전파하는 기저 모드 광의 모드 필드 직경이 제 1 클래드 영역의 외경(2b)의 1/1O 이하이면 바람직하다. 이와 같이 하면, 차단 피크 수가 많아지는 점에서 적합하며, 또한, 차단 효과가 우수한 점에서도 적합하다.
본 발명은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 보다 충분히 이해 가능해진다. 이들은 단지 예시를 위해 도시된 것으로서, 본 발명을 한정하는 것으로 생각되어서는 안된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일의 요소에는 동일의 부호를 붙여, 중복하는 설명을 생략한다.
도 1은 본 실시예에 따른 광파이버 그레이팅 소자(1)의 단면도이고, 광파이버(10)의 광축을 포함하는 면에서 절단하였을 때의 단면을 도시하고 있다. 도 2는본 실시예에 따른 광파이버 그레이팅 소자(1)의 굴절율 프로파일을 도시하는 도이다. 본 실시예에 따른 광파이버 그레이팅 소자(1)는 광축 중심으로부터 순차로 코어 영역(11), 제 1 클래드 영역(12) 및 제 2 클래드 영역(13)을 갖는 광파이버(10)에 장주기의 그레이팅(14)이 형성되고, 상기 광파이버(10)의 주위에 수지 피복(20)이 형성된 것이다.
광파이버(10)의 코어 영역(11)은 광축 중심을 포함하며, 굴절율이 n1이고, 외경이 2a이고, 소정 영역에 장주기 그레이팅(14)이 형성되어 있다. 제 1 클래드 영역(12)은 상기 코어 영역(11)을 둘러싸고, 굴절율이 n2이고, 외경이 2b이다. 제 2 클래드 영역(13)은 이 제 1 클래드 영역(12)을 둘러싸고, 굴절율이 n3이고, 외경이 2c(통상적으로는 125μm)이다. 수지 피복(20)은 제 2 클래드 영역(13)의 주위에 형성되어 있고, 굴절율이 n4이다.
코어 영역(11), 제 1 클래드 영역(12), 제 2 클래드 영역(13) 및 수지 피복(20) 각각의 굴절율의 대소 관계는 n1>n2>n3이고, n4>n2이다. 또한, 제 2 클래드 영역(13)에 대한 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.5% 이상이고, 적합하게는 1.5% 이하이다. 또한, 제 2 클래드 영역(13)에 대한 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차 △n2(%)는
△n2=10O×(n2-n3)/n2…(1)
으로되는 식으로 표현된다. 또한, 제 1 클래드 영역(12)에 대한 코어 영역(11)의비굴절율 차 △n1(%)은
△n1=100×(n1-n2)/n1…(2)
로되는 식으로 표현된다.
또한, 차단 피크 파장 λ에 대하여 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 λ 내지 10λ 이하의 범위에 있고, 보다 적합하게는 두께(c-b)가 1.5λ 내지 10λ이하의 범위에 있다. 또한, 적합하게는 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 10Oμm 이상이고, 코어 영역(11)을 전파하는 기저 모드 광의 모드 필드 직경이 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)의 1/10 이하이다.
이와 같이 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.5% 이상임으로써, 소정의 파장 대역(예를 들면 1.2μm 내지 1.8μm)에서의 차단 피크 수가 4이상이 되고, 차단 피크의 간격이 0.2μm 이하가 된다. 차단 피크 파장(λ)에 대하여 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 λ이상임으로써, 제 2 클래드영역(13)의 또한 외부에 있는 층으로부터의 영향이 작아서, 차단 특성이 안정하다. 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)이 10λ 이하인 것에 의해 차단 파장에서의 모드 결합에 의해 발생한 고차 모드 광이 광파이버(10)의 외부로 나가서, 그레이팅(14)에서의 차단 효과가 우수하다. 또한, 상기한 바와 같이 설계함으로써, 코어 모드 광과 제 1 클래드 영역을 전파하는 고차 모드 광과의 결합 계수가 작아지고, 굴절율 변화에 대한 차단량 및 차단 파장의 변동이 저감되어 있다. 따라서, 상기 광파이버 그레이팅 소자(1)는 그레이팅 주기의 설정 자유도가 커서, 차단율 및 차단 파장의 조정이용이하고, 차단 특성이 우수하다.
또한, 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 1.5λ 이상임으로 인해, 광파이버(10)의 외부로 나가는 고차 모드 광의 파장 의존성이 저감되므로 적합하다. 또한, 제 2 클래드 영역(13)의 주위에 형성된 수지피복(20)의 굴절율(n4)이 제 1 클래드 영역(12)의 굴절율(n2)보다 큼으로써, 차단 파장에서의 모드 결합에 의해 발생한 고차 모드 광이 광파이버(10)의 외부로 쉽게 나가게 되어 적합하다. 또한, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 100μm 이상이면, 차단 피크 수가 많아지는 점에서 적합하며, 또한, 차단 효과가 우수한 점에서도 적합하다. 또한, 코어 영역(11)을 전파하는 기저 모드 광의 모드 필드 직경이 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)의 1/10 이하인 것도, 차단 피크 수가 많아지는 점에서 적합하며, 또한, 차단 효과가 우수한 점에서도 적합하다.
이러한 광파이버 그레이팅 소자(1)는 예를 들면 아래와 같이 제조된다. 실리카 글래스를 베이스로서, 코어 영역(11)에 GeO2가 첨가되고, 제 2 클래드 영역(13)에 F 원소가 첨가된 광파이버(10)를 우선 준비한다. KrF 엑시머 레이저 광원으로부터 출력된 자외 레이저광을, 일정 피치의 강도 변조 마스크를 거쳐 광파이버(10)에 조사함으로써, 장주기 그레이팅(14)을 형성한다. 그리고, 파이버(10)의 주위에 수지 피복(20)을 형성한다.
도 3은 광파이버 그레이팅 소자(1)의 투과 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 이 도면에서는 실시예의 광파이버 그레이팅 소자(1)의 투과 스펙트럼을 실선(A)으로 도시하고, 종래의 광파이버 그레이팅 소자의 투과 스펙트럼을 파선(B)으로 도시한다. 여기서는 준비한 광파이버(10)는, 코어 영역(11)의 외경(2a)이 3.5μm이고, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 105μm이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm이고, 제 1 클래드 영역(12)에 대한 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이고, 제 2 클래드 영역(13)에 대한 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.7% 이었다. 강도 변조 마스크의 피치를 410μm로 하고, 그레이팅 길이를 30mm로 하여, 상기 광파이버(10)의 코어 영역(11)에 그레이팅(14)을 형성하여 광파이버 그레이팅 소자(1)로 하였다. 그리고, 광파이버 그레이팅 소자(1)의 일단에 광원을 접속하여, 광파이버 그레이팅 소자(1)의 타단에 스펙트럼 에널라이저를 접속하여, 상기 광파이버 그레이팅 소자(1)의 투과 스펙트럼을 측정하였다. 상기 그래프에서 알 수 있듯이, 파장 대역 1.2μm 내지 1.7μm에서, 종래의 광파이버 그레이팅 소자는 1개의 차단 피크 파장을 갖는 데 반해, 실시예의 광파이버 그레이팅 소자(1)는 5개의 차단 피크 파장을 갖고 있다.
도 4는 광파이버 그레이팅 소자(1)에 있어서의 손실 변화량(△α)과 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)와의 관계를 도시하는 그래프이다. 상기 그래프의 횡축은 대수(對數) 눈금이다. 손실 변화량(△α(%))은 광파이버(10)의 주위에 수지 피복(20)을 형성하지 않고, 광파이버(10)의 주위를 공기(굴절율1.O)로 한 경우의 파장 1.55μm대의 손실 피크 파장에서의 손실(α1)을 측정하고, 광파이버(10)의 주위를 매칭 오일(실리카 글래스와 대략 같은 굴절율 1.45)로 한 경우의 파장 1.55μm대의 손실 피크 파장에서의 손실(α2)을 측정하여,
△α= 100×(α2-α1)/α2…(3)
으로되는 식으로 표현된다. 손실 변화량 △α가 작을 수록, 손실 변화가 작기 때문에 적합하다. 또한, 코어 영역(11)의 외경(2a)이 3.5μm이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm이고, 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이고, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.7% 이었다. 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)을 각 값으로 하여 제조하였다.
이 그래프에서 알 수 있듯이, 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 1μm을 넘으면, 손실 변화량(△α)이 급격히 작아진다. 이것을 차단 피크 파장 λ과의 관계로 나타내면, 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 λ 이상이면, 손실 변화량(△α)이 작아져 적합하다. 또한, 상기 광파이버 그레이팅 소자(1)의 코어 영역(11)에 형성된 그레이팅(14)은 장주기의 것으로서, 차단 파장에서의 모드 결합에 의해 발생한 고차 모드 광은 광파이버의 외부로 나갈 필요가 있다. 그러나, 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 지나치게 두꺼우면, 제 2 클래드 영역(13)을 고차 모드 광이 전파하므로, 그레이팅(14)에서의 차단 효과가 저감된다. 그래서, 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 10λ 이하인 것이 적합하다.
도 5는 광파이버 그레이팅 소자(1)에 있어서의 차단 피크 수와 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)와의 관계를 도시하는 그래프이다. 여기서는 준비한 광파이버(10)는 코어 영역(11)이 외경(2a)이 3.5μm이고, 제 1 클래드 영역(12)의외경(2b)이 105μm이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm이고, 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이었다. 또한, 제 1 클래드 영역(12)에서의 F 원소 첨가량을 여러가지 변경하여, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 각 값의 것을 제조하였다. 차단 피크 수는 파장 대역 1.2μm 내지 1.8μm에서의 차단 피크의 수이다. 상기 그래프에서 알 수 있듯이, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율차(△n2)가 클수록 차단 피크 수는 많아진다. 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차 (△n2)가 0.5% 이상이면, 파장 대역 1.2μm 내지 1.8μm에서의 차단 피크 수가 4 이상이 되고, 차단 피크의 간격이 0.2μm 이하로 되어 적합하다.
도 6은 광파이버 그레이팅 소자(1)에서의 차단 피크 수와 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)과의 관계를 도시하는 그래프이다. 여기서는 준비한 광파이버(10)는 코어 영역(11)의 외경(2a)이 3.5μm 이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm 이고, 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이고, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.7%이었다. 또한, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)을 각 값의 것으로 하여 제조하였다. 차단 피크 수는 파장 대역 1.2μm 내지 μm에서의 차단 피크의 수이다. 이 그래프에서 알 수 있듯이, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 클수록 차단 피크 수는 많아진다. 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 60μm 이상이면 차단 피크 수는 3이상이고, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 72μm 이상이면 차단 피크 수는 4이상이며, 또한, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 10Oμm 이상이면 차단 피크 수는 6이상이다. 또한, 기술한 바와 같이 제 2 클래드 영역(13)의 두께(c-b)가 10λ 이하인 것이 필요하고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm인 경우, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 100μm 이상인 것이 적합하다.
도 7은 광파이버 그레이팅 소자(1)의 그레이팅(14) 형성시에서의 차단 피크 파장의 어긋남량 △λ과 자외광 조사 시간과의 관계를 도시하는 그래프이다. 이 도면에는 실시예(L1로 나타냄) 이외에 비교예(L2로 나타냄) 및 비교예 2(L3로 나타냄)를 나타내었다. 실시예에서 준비한 광파이버(10)는 코어 영역(11)의 외경(2a)이 3.5μm이고, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 105μm이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm이고, 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이고, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.7% 이었다. 비교예 1에서 준비한 광파이버는 도 2에 도시한 굴절율 프로파일을 갖는 것이지만, 코어 영역(11)의 외경(2a)이 3.5μm이고, 제 1 클래드 영역(12)의 외경(2b)이 40μm이고, 제 2 클래드 영역(13)의 외경(2c)이 125μm이고, 코어 영역(11)의 비굴절율 차(△n1)가 1.1%이고, 제 1 클래드 영역(12)의 비굴절율 차(△n2)가 0.3% 이었다. 비교예 2에서 준비한 광 파이버는 코어 영역과 클래드 영역으로 이루어지는 단순한 굴절율 프로파일을 갖는 것으로서, 코어 영역의 외경이 3.5μm이고, 클래드 영역의 외경이 125μm이고, 코어 영역의 비굴절율 차가 1.1% 이었다. 실시예, 비교예 1 및 비교예 2 중 어느 하나에 있어서도, 강도 변조 마스크의 피치를 410μm로 하고, 자외광조사 강도를 동일로 하였다.
이 그래프에서 알 수 있듯이, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2 중 어느 하나에 있어서도, 자외광 조사 시간이 길수록, 차단 피크 파장은 장파장측으로 어긋나고, 차단 피크 파장의 어긋남량(△λ)은 커진다. 실시예에서의 자외광 조사 시간에 대한 차단 피크 파장의 어긋남량(△λ)의 증가는 비교예 1의 경우에 비해 작고, 비교예 2의 경우와 같은 정도이다. 따라서, 본 실시예에서는 그레이팅(14)을 형성할 때에, 원하는 차단 피크 파장 및 차단량을 얻을 수 있는 자외광 조사 시간의 범위가 넓기 때문에, 원하는 차단 피크 파장 및 차단량을 얻는 것이 용이하다.
본 발명에 따른 광파이버 그레이팅 소자에 의하면, 소정의 파장 대역(예를 들면 1.2μm 내지 1.8μm)에서의 차단 피크 수가 많고, 차단 피크의 간격이 작다. 또한, 코어 모드 광과 제 1 클래드 영역을 전파하는 고차 모드 광과의 결합 계수가 작고, 굴절율 변화에 대한 차단량 및 차단 파장의 변동이 저감되어 있다. 또한, 제 2 클래드 영역의 또한 외부에 있는 층으로부터의 영향이 작아서, 차단 특성이 안정하며, 그레이팅에서의 차단 효과가 우수하다. 따라서, 상기 광파이버 그레이팅 소자는 그레이팅 주기의 설정 자유도가 커서, 차단량 및 차단 파장의 조정이 용이하고, 차단 특성이 우수하다.
이상의 본 발명의 설명으로부터, 본 발명을 여러가지로 변형할 수 있음은 분명하다. 그와 같은 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 일탈하는 것으로 인식되어서는 안되며, 모든 당업자에게 있어서 자명한 개량은 이하의 청구의 범위에 포함되는 것이다.

Claims (5)

  1. 굴절율(n1) 및 외경(2a)을 갖는 코어 영역과, 상기 코어 영역을 둘러싸는 굴절율(n2) 및 외경(2b)을 갖는 제 1 클래드 영역과, 상기 제 1 클래드 영역을 둘러싸는 굴절율(n3) 및 외경(2c)을 갖는 제 2 클래드 영역을 구비한 광파이버의 상기 코어 영역에 장주기(長周期) 그레이팅이 형성된 광파이버 그레이팅 소자로서,
    상기 코어 영역의 굴절율(n1), 상기 제 1 클래드 영역의 굴절율(n2), 및 상기 제 2 클래드 영역의 굴절율(n3)의 대소 관계는 n1>n2>n3이고,
    상기 제 2 클래드 영역에 대한 상기 제 1 클래드 영역의 비굴절율 차가 0.5% 이상이고,
    차단 피크 파장(λ)에 대하여 상기 제 2 클래드 영역의 두께(c-b)가 λ 내지 10λ 이하의 범위에 있는, 광파이버 그레이팅 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 클래드 영역에 대한 상기 제 1 클래드 영역의 비굴절율 차가 0.5% 내지 1.5% 이하인, 광파이버 그레이팅 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 클래드 영역의 주위에 굴절율(n4)(단지, n4>n2)의 수지 피복이 형성되어 있는, 광파이버 그레이팅 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 클래드 영역의 외경(2b)이 10Oμm 이상인, 광파이버 그레이팅 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어 영역을 전파하는 기저 모드 광의 모드 필드 직경이 상기 제 1 클래드 영역의 외경(2b)의 1/10 이하인, 광파이버 그레이팅 소자.
KR1020027005730A 2000-09-04 2001-08-31 광파이버 그레이팅 소자 KR20020062737A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2000-00267303 2000-09-04
JP2000267303A JP2002071975A (ja) 2000-09-04 2000-09-04 光ファイバグレーティング素子
PCT/JP2001/007547 WO2002033460A1 (fr) 2000-09-04 2001-08-31 Dispositif de réseau à fibre optique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020062737A true KR20020062737A (ko) 2002-07-29

Family

ID=18754250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027005730A KR20020062737A (ko) 2000-09-04 2001-08-31 광파이버 그레이팅 소자

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6785444B2 (ko)
EP (1) EP1316822A4 (ko)
JP (1) JP2002071975A (ko)
KR (1) KR20020062737A (ko)
AU (1) AU8258401A (ko)
CA (1) CA2390210A1 (ko)
WO (1) WO2002033460A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2568843A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Queen's University At Kingston Long period grating sensor methods and apparatus
US7437046B2 (en) * 2007-02-12 2008-10-14 Furukawa Electric North America, Inc. Optical fiber configuration for dissipating stray light
JP6277115B2 (ja) * 2014-12-05 2018-02-07 日本電信電話株式会社 試験光遮断フィルタおよびそれを適用したインサービス試験方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63121807A (ja) 1986-11-11 1988-05-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバ
JPH07261048A (ja) * 1994-03-23 1995-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散補償ファイバ
US5703978A (en) 1995-10-04 1997-12-30 Lucent Technologies Inc. Temperature insensitive long-period fiber grating devices
CA2240519C (en) 1996-01-18 2006-01-10 British Telecommunications Public Limited Company Optical waveguide with photosensitive refractive index cladding
JP2960674B2 (ja) 1996-01-26 1999-10-12 三菱電線工業株式会社 増幅用光ファイバ
JPH09203816A (ja) 1996-01-29 1997-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法
JP3500041B2 (ja) * 1996-07-02 2004-02-23 古河電気工業株式会社 光ファイバとその製造方法
JPH1082918A (ja) * 1996-09-09 1998-03-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバグレーティング
US5907652A (en) * 1997-09-11 1999-05-25 Lucent Technologies Inc. Article comprising an air-clad optical fiber
DE19742583C2 (de) 1997-09-26 1999-10-07 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zum Betreiben von an ein Ringnetz angeschlossenen Netzeinrichtungen in einem Zubringernetz eines Kommunikationsnetzes
JPH11183718A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路型回折格子
JPH11202139A (ja) 1998-01-20 1999-07-30 Shin Etsu Chem Co Ltd グレーティング用光ファイバ、グレーティング用光ファイバ母材およびその光ファイバ母材の製造方法
FR2779238B1 (fr) 1998-06-02 2003-06-27 Alsthom Cge Alkatel Fibre optique filtrante a profil de photosensibilite modifie
US6151438A (en) * 1998-09-24 2000-11-21 Lucent Technologies Inc. Fiber device having variable refractive index region proximal the core
TW419607B (en) * 1999-01-13 2001-01-21 Sumitomo Electric Industries Optical fiber grating element, manufacture method of the same and optical filter
JP3138731B2 (ja) * 1999-01-18 2001-02-26 工業技術院長 光ファイバーフィルター
US7194171B2 (en) * 1999-07-19 2007-03-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Dispersion compensating optical fiber, dispersion compensating device, optical transmission line and optical transmission system
KR100318918B1 (ko) * 2000-01-10 2002-01-04 윤종용 다중 클래딩 구조를 이용하여 온도 보상된 장주기 광섬유격자 필터
JP2002071997A (ja) * 2000-08-30 2002-03-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバおよび光部品
TWI226464B (en) * 2000-11-13 2005-01-11 Sumitomo Electric Industries Optical fiber, non-linear optical fiber, optical amplifier using the same optical fiber, wavelength converter and optical fiber manufacture method
US7239783B2 (en) * 2002-07-01 2007-07-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber, dispersion compensator, and optical transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2390210A1 (en) 2002-04-25
US6785444B2 (en) 2004-08-31
EP1316822A4 (en) 2005-11-02
JP2002071975A (ja) 2002-03-12
EP1316822A1 (en) 2003-06-04
AU8258401A (en) 2002-04-29
WO2002033460A1 (fr) 2002-04-25
US20030103727A1 (en) 2003-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6522810B2 (en) Optical loss filter
JP4612583B2 (ja) 増幅された自然放射光の抑制用光ファイバフィルタ
JP4101429B2 (ja) 高次モード除去機能を有する多モード光ファイバ
US6487340B2 (en) Optical fiber grating element, production method, and optical fiber filter
AU742443B2 (en) Optical waveguide narrowband rejection filter
RU2141679C1 (ru) Оптический аттенюатор и способ его изготовления
US5883990A (en) Low transmission loss optical fiber having a grating
US6845202B2 (en) Optical fiber maximizing residual mechanical stress
CA2293654A1 (en) Depressed cladding fiber design for reducing coupling to cladding modes in fiber gratings
CA2366985C (en) Temperature compensated long period optical fiber grating filter
CA2383416A1 (en) Fiber bragg grating with cladding mode suppression
JPH11344620A (ja) 広帯域長周期格子
KR20020062737A (ko) 광파이버 그레이팅 소자
EP1064576A1 (en) Passively compensated optical fibers
US7035515B2 (en) Optical waveguide and method for creating an asymmetrical optical filter device
US6289154B1 (en) Grating-type optical component and method of manufacturing the same
US8121449B2 (en) Planar Bragg grating with modified reflectance spectrum
JP2002174739A (ja) 光ファイバグレーティング
JP2002311247A (ja) 光フィルタおよびその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid