TW386164B - The optical fiber grating and the manufacture method of the same - Google Patents

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經漓部中央標芈局貝工消費合作社印ΙΪ A7 _B7__ 五、發明説明（，） [技術之領域] 本發明俗關於光鐵光柵及其製造方法，尤其是關於廉 價而歴時變化小之光纖光檷及其製造方法。本説明書是 根據本發明人對日本國申誚專利案（專利案特願平9-247 292號）記載，將該日本國申請專利案之記載内容加以捧 取，而作為本說明書之一部份。 [背景技術1 光導波路榴形成在光鐵或平面光線路（PLC:Planar Lightwave Circuit)以其長度方向形成導波構造的遇期 性擾動者。 該光導波路光柵之裝置傜緒産生特定模態彼此間之結 合，而可使待定波長帶之光損失者。然而，藉此種特性 ，可作為特定波長帶之光去除或特定模態間之結合型裝 置等使用。 光導波路光栖乃因該結合模態間之關像，可分類為反 射型和放射型。 在此，以光導波路之光的射入方向作為正方向，以其 相反方向作為負方向。 反射型光導波路光檷乃藉結合使心子向正方向傳送之 模態，和使心子向負方向傳送之，模態，就可«得使特定 波長之光反射之待性。 放射型光導波路光檷乃藉結合傳送心子之模態和傳送 包履層之模態，就可獲得將待定波長之光放射到光導波 路外而使其衰減之持性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 去· 訂 -, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 五、發明説明（ > A7 B7 藉 則 0 ，成 動形 擾可 性就 期 ， 週化 之變 造徑 構直 波子 導心 的使 橘或 光化 路變 波率 導射 光折 ，之 而子 然心 使 應 〇 效法 射方 折的 光化 藉變 是率 乃射 法祈 方之 造子 製心 之使 檷俾 光 ， 路丨 波 導 光 的 性 般 應 效 感 敏 光 為 稱 亦 璃 玻 英 石 之 劑 雜 摻 為 作 錯 加 添 對 如 例 指on 傷24 應為 效長 射波 折射 光照 時 線 外 紫 之 近 附 英 石 述 上 到 0 觀 可 之 f 象 現 之 升 上 率 射 祈 璃 玻 將 面 下 明 說 體 具 擬 例 為 纖 光 造 製 之 柵 光 m 光 知 習 明 說 來 用 團 造 構 略 槪 是 画 4 1 . 0 第-程Η 號 符 之 中和 _a* 纖 光 是 子 心 該 在 置 設 被 子 心 之 部 心 中 其11 由層 像履 11包 纖之 光周 該外 成 $ 榻 所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 為 長 波 之 光纖 在光 如之 例作 ，動 為e) 1 d 1 ο 纖· 光le 該ng ♦1 s 單 態 模1 單 做 時 η 子 -心 述 上 ο \—/ 锇 光 態 模 常 通 即 atm 該 0 成 製 璃 玻 英 石 C 之璃 鍺玻 的英 劑石 雜在 摻加 為添 作被 有鍺 含化 由氣 係以

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-東.N 經漪部中央標準局貝工消費合作社印聚 明 〇説 迪以 製加 可的 就« ，具 部將 内面 子下 心 子 心 此 於 設 被 和 9 子 心 狀 柱 國 之 心 0 中 件其 型 .， 預由 備僳 準型 先預 首此 心 述 上 成 構 時 較 比 料 材 之 層 覆 。包 成述 檐上 所成 層構 覆輿 包 ， 之而 周然 外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 經满部中央標準局貝工消費合作社印家 A7 _B7_ 五、發明説明（9 ) 子之材料具有更离折射率和更高軟化溫度- 另外，該預型件之心子徑和包覆層外徑之比率，被設 定為拔絲後之光繼能成為單一模態光鑛為宜。亦即，本 發明之光鐵光楣所使用之光《最好為單一棋態光織。 實際上，即使為多模態光《亦可形成本發明之光織光 檷》 但是，單一模態光纖因為包覆層之剖面積遠大於心子 剖面稹的鐮故，故如後面所述，最適合在心子以蘧擇性 的殘留應力》 有两上述折射率之條件乃是，使作為以心子為導波路 的光纖動作所需之條件》 上述軟化粗度之有簡條件乃是，酋加熱預型件，而拔 絲作為光纖時，為使融化狀態之心子比包覆層先被固體 化所需之條件。 其细節雖未以後述，但作為此心子和包覆層固臑化標 準者就是玻璃轉移黏。在心子和包覆層上玻璃轉移黏之 鼷你，若冷卻狀態（澜定條件）為一定時，準以上述軟化 萆度之醐偽·亦邸，因為包覆層之軟化溫度低於心子之 軟化粗度，所以拔絲工程時之包覆層之玻璃轉移點之粗 度低於心子之玻璃轉移黠之溫度β 另外，此軟化ffi度之條件在後述之光柵部形成工程中 也是必需條件。 但是，石英玻璃之軟化租度經由添加摻雜劑後通常會 大幅度的降低，為眾所皆知。 -1 1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4Λ格（2丨0X297公釐） (锖先閱讀背面之t意事項再填寫本頁)

*tT A7 B7 五、發明説明（…） 從而，為獲得所痛軟化溫度之溫度差（玻璃轉移黏之溫 度差），有必要使心子摻雜劑之添加量為雩或少量，包覆 層摻雜劑之添加量即較多β 又，如上所述，心子之折射率必須設計為离於包覆層 之折射率。 因此，添加在心子之摻雜劑一般為緒等，緒具有可提 升石英玻瑰折射率之作用。 添加在包覆層之摻雜劑必須使用具有可降低石英玻璃 祈射率之特性。此種摻雜_只限於氟或硼。 在本發明中，如上所述，對上述心子未必添加摻雜劑 。即使添加時，例如，添加緒之場合即僅以為1重量X 以下之少量β車可因與包覆層的玻璃轉移黏之關偽，該 子通常由並無添加摻雜劑之石英玻璃形成β 包覆層摻雜劑之添加量，例如，氟之場合即為1克分 子（loleU (0.3重量X )程度。 經满部中央標準局R工消费合作社印^ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實際上，藉調整這些預型件之心子和包覆層材料的適 當組成，或拔絲工程之溫度，拔絲拉力（拔絲速度）等之 製造條件，用於獲得所箱之玻璃轉移點（軟化溫度）之溫 度差，使得在心子以盔擇性的殘留應力，而播得所希望 之心子-包覆層間之析射比率差。 在本實例中，例如，將上述心子實質上由不純雜物幾 乎可忽視的鈍粹之純石英玻璃形成，使用添加1克分子 X之氟作為摻雜劑之石英玻璃（以下有記載為氟添加石英 玻璃）所形成之預型件，入上述包覆層。 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明 ( 1 \ ) 如 上 述 之 添 加 氟 石 英 玻 璃 其 折 射 率 低 於 純 石 英 玻 璃 9 且 其 軟 化 粗 度 亦 低 於 純 石 英 玻 璃 〇 例 如 在 添 加 有 氟 之 氟 添 加 石 英 玻 璃 中 使 其 折 射 率 能 低 於 純 石 英 玻 璃 0 · 3X程 度 者 • 其 軟 化 溫 度 亦 大 約 降 低 1 0 0 °c程度β 然 而 如 上 述 的 玻 璃 轉 移 點 之 鼷 係 由 於 準 以 軟 化 溫 度 之 關 傺 9 所 以 氟 添 加 石 英 玻 璃 之 玻 璃 轉 移 點 之 溫 度 便 低 於 純 石 英 玻 瑰 之 玻 瑰 轉 移 點 之 溫 度 〇 在 本 實 例 中 » 預 型 件 之 心 子 - 包 覆 層 間 之 折 射 率 差 大 約 為 0 . 35%„ 而 且 9 心 子 之 軟 化 溫 度 大 約 為 1 6 0 0 eC 9 包 覆 層 之 軟 化 溫 度 m 大 約 為 1 4 oo°c 〇 另 外 » 將 預 型 件 之 心 子 徑 定 為 3 . 5 a 證 包覆層外徑（預 型 件 之 外徑 )定為5 Ob *, 藉能從此- -預型件得單- -楔態光 纖 〇 亦 即 9 包 覆 層 之 外 徑 對 心 子 徑 大 約 大 14倍 9 可 謂 相 對 的 顔 大 Ο 第 1 圏 是 槪 略 圖 » 用 來 表 示 光 m 之 拔 絲 工 程 » 圈 中 之 符 號 1 是 預 型 件 9 2 是 加 熱 爐 發 熱 體 〇 将 該 預 型 件 1 從 上 方 插 入 加 熱 爐 發 熱 體 2 内 » 例 如 邊 加 熱 大 約 1 9 5 0 -C 9 以 1 00g 左 右 之 拔 絲 拉 力 S 進 行 〇 此 時 9 預 型 件 1 之 直 徑 朝 向 下 方 被 縮 小 * 形 成 了 圔 錐 狀 之 缩 頸 部 份 la 〇 然 而 9 再 形 ύ m 鑲 被 拔 絲 的 光 纒 部 分 3 » 便 製 成 光 m 4 Ο 第 2 圓 擴 大 表 示 第 1 圖 之 加 熱 爐 發 熱 體 2 内 部 之 光 纖 -1 3- 婧 先 閱 讀 背 ίΐ' 之 注- 項 再 填Γ 寫气- 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（π ) 部份3的狀態。 在加熱爐發熱體2内部因為溫度相當高，所以心子lb 和包覆層lc俱以充分的粘度融化箸。然而，朝向下方之 拔絲拉力s ，此等心子lb和包覆層lc都藉其線徑便逐渐 變成細小。 接著，如第3画所示，被拔出到加熱觼發熱體2外部 之光繼部份3 ,其直徑更加變細的同時，且其溫度也會 急遽降低。 此時，心子lb之玻璃轉移黏因為高於包覆層lc之玻璃 轉移點，所以心子lb比包覆層lc先行固醱化，而其拈度 會上升。其結果，該心子lb並非所諝的粘性體，而是達 到作為彈性醱發揮的粘度。 玻璃究以融化狀態或以固體（彈性體）發揮的境界溫度 乃是所諝玻璃轉移點（Tg),亦即通常使玻璃之粘度為1〇 13.5飽驻片（？〇1861111116尤〇1〇?〇,之溫度。 第5圖僳表溫度和粘度關傺的國形。 虛線g表示為玻璃轉移點基準之粘度10 13.5鲍玆Η的 規準。直線A、B、C分別表示添加純石英玻璃、3重量X 氟之石英玻璃及氣化緒之特性。 如由此圖形得知，較諸純石英玻璃，氟添加石英玻璃 即其玻璃轉移點顯著的低。然而，為代表性摻雜_之一 的氣化鍺，其玻璃轉移點即大幅度的低於純石英玻璃。 從而，得知藉添加摻雜劑就可使石英玻璃之玻璃轉移點 降低。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^ 五、 發明説明（ A7 B7 以下，以Tg core表示心子1b之玻成轉移黏，以Tg clad 表示包覆層lc之玻璃轉移酤。 亦即，當光纖部份3之粗度低於Tg core且高於Tg clad 時，心子lb便固醱化，而以揮性驩發揮。另一方面包覆 ®lc仍以融化狀態，處於粘度低於上述心子lb之狀態。 亦即，如第3函所示，包覆層lc以融化覆態被延伸， 另一方面，_加於心子lb之拔絲拉力01能成為禪性暖般 拔出心子lb。因此，心子lb便以彈性地被拉伸，處於心 子lb内被施加有箭頭所示之拉伸應力（薄性畸變）之狀荸❶ 擬此，直到包覆層lc固體化之前，拉伸張力s仍然施 加在主以揮性體發揮的心子lb，暫時光纖部份3便前進 到下方。 然後，随著光纖部份3前進到下方，其ffi度即變成低 於Tg clad。如此一來，心子lb仍被施加有拉伸應力之狀 其包覆層lc便固體化，可播得被篇整為所定外徑之光餓 (锖先閱讀背面之注$項再填寫本頁) Γ 經滴部中央標率局貝工消費合作社印« 換言之，施加於心子lb之拉伸應力因包覆層lc之固» 化而變成被挽留之狀態。 然而，因為包覆層lc之剖面積較諸心子lb之剖面積在 倒性的大，故幾乎不會彩礬到包覆層lc,而以g揮性的 / 殘留在心子lbe 霰格地説，如第4圓所示，包覆層lc乃接受包覆層lc 内以箭頭所示之S缩應力（作為在心子lb内以筋頭所示之 接伸心力之反作用 >。但是，因為包覆層lc之剖面稹逋大 -15- - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 經漪部中次樣率局員工消费合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（4 ) 於心子lb之剖面稹，所以上述壓缩力之值小，其影鬱為 可淇視之程度。 如上所述，藉以心子lb之拈度高於包覆層lc粘度之狀 態加以拔絲，就可《得在心子lb具有殘留鼴力（拉伸應力 )之光鐵4 。 本實例可播得的光纖4特性之一資例如表1所示。 【表1】 光鐵外徑 1 2 5 # ff 心子直徑 約 10 /U 心子包覆磨簡之折射比率差 約 0 · 25X 心子组成 純粹石英玻璃 包覆層组成 氟添加石英玻璃 棋態領域徑 約 1 1 yii 截止波長 1.15/4 如表1所示，由於上述殘留應力之影響，心子1和包 覆層lc之折射fcb率差會低於預型件1值》 -1 6- 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS)A4規格（ 210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ΙΑ.. 訂 A7 B7 五、發明説明（ 在本實例中，相對預型件1之折射比率差為0.35X,由 此所得的光繼4之折射比率差即為0.25Xe [2 ]光柵部形成工程 在丨1]所獲得之光纖4形成光檷部，藉以製成光纖光柵 第6圖A是槪略構造圖，表示形成光柵部之加熱裝置 6 〇 該加熱裝置6傜由雷射産生裝置6a與可動鏡6b,透鏡 6c及雷射光束掃描裝置6 d所構成。 亦即，由雷射産生裝置6 a所産生之雷射光束7 ,箱由 反射鏡、透鏡等可動鏡6b其方向被控制，更以透鏡6c絞 束為數十〜數百；ub之雷射光束徑，再以雷射光束掃描裝 置6(1掃描（scan)之構成β 光纖4被固定在圖中未顯示之光纖夾持具，舆該光鐵 夾持具一起被配置在由脈衡馬達驅動之微動台上。然而 ，藉此撤動台可使其沿箸長度方向移動之構成。 具體而言，首先，將光纖4固定在光纖夾持具（園中未 顯示），將該光纖夾持具和所固定之光纖4 一併設置在以 曄衝馬逹驅動之撤動台（圖中未顯示）上》 接箸，如第6圖Β之虛線箭頭所示，以雷射光束掃描装 置6 d使雷射光束7從光纖4之外部鑭面，對光纖4之長 ， 度方向以垂直方向，如同横切此光纖4般使其掃描β 這.時，将上述光纖4至少加熱到高於包覆層lc之軟化 溫度β具體上，最好加熱到超過包覆層lc之玻璃轉移黏 (Tg clad)而充分軟化的程度。但是心子lb不會過於軟化 -1 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 背 之 注· 項 号- 脣( 本 頁 訂 經滴部中央標準局員工消費合作社印袋 經浦部中央棋率扃貝工消费合作社印掣 A7 __B7_ 五、發明説明（A ) 的溫度為宜》 通常該加熱粗度為1100〜1700Όβ ϋ使當射光束7之掃描速度變化更可讕整該加熱溫度 .»在實際製造上，最好以各種播描速施加預備實驗，求 出預先可使包覆層lc軟化的最合適之捅描速度。 掃描次》(«切光纖4之次數）通常為1 〇次，最好是 調整捅描速度i次就可使包覆層lc軟化β 被包«靥lc挽留而殘留在心小lb之應力。藉加熱主使 包覆層lc軟化，藉失去挽留力而被釋放。其结果，形成 了應力釋放部Id。 如上所述，若加热光繼4者，具有軟化湛度离於包覆 層lc之心子lb,仍以充分保持其形狀之狀態下釋放其殘 留窿力》 如此一來，在該應力解放部Id上的心子lb之折射率躭 會上升。 然而，當雷射光束7之掃描結束畤，光纖4之粗度便 降低，醮力《I放部Id之包覆層lc邸再行固體化》 心子lb和包覆層lc俱由石英条玻璃形成，其热膨脹供 數具有同一程度之值。從而，光繼4之粗度降低，而包 覆層lc固醍化的場合，若不從光纖4外部施加應力者， 心子lb和包覆層lc都成為幾無因應力而産生畴變之狀態》 其次如第6圏A所示，藉使撤動台移動，使光繼4在 其長度方向只對應所定之光捆1遇期的距離移動，然後 再度如第6 _B所示般使雷射光束7掃描，以形成第2 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^ ( 210X297公釐） (请先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標率局貝工消費合作社印掣 A7 _B7__ 五、發明説明（々） 梅麻力囅放部Id» 播以所定通期間而遇期性的重後上述操作時，多數醮 力釋放部Id,便以對所定之光柵遇期間欧性的形成。 以所定間隔在上述心子lb設定之應力釋放部Id, Id·., 乃以遇期性的變化著心子lb之折射率。«此，構成了在 光鑛4之長度方向使産生心子lb和包覆層lc間之折射比 率差的遇期性變動之光_部。 該光纖光栅之光櫚週期由於藉以局部性的加熱形成應力 釋放部Id的緣故，所以通常為200〜2000 #·。從而，在 發明之光鐵光檷可最適用於放射型β 另外，在本發明中，光檷遇期可以是正確又一定，或 是大概一定。在大致上一定的場合，以此一遇期之不均 勻為± 15ίί之程度。 再者，在本實例中，藉以雷射光來掃描裝置6d能檐切 光鐵4般，使雷射光束7之照射位置移動，掃描了雷射 光束7。另外，固定雷射光束7之照射位置，_以橄動 台使光鐵4對其長度方向之正交方向移動，亦可使番射 光束進行掃描。 另外，在本實例中，形成一感力釋放部id後，當形成 郯接之下一值窸力解放部Id時，雖使光繼4和撤動台一起 朝向其長度方向移動，但也可使雷射光束7之照射位置 朝向光纖4之長度方向移動。 (製造實施例） 下面擬説明該光檷部形成工程上具醴的製造資施例。 -19- 本紙張尺皮適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (婧先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 好濟部中*標率局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 作為光纖4仍使用具有表1所示之特性。 雷射産生裝置6a即使用磺酸氣雷射。 來自雷射産生裝置6a(磺氣酸雷射）之雷射光束7之輪 出最大約為3W。 介一可動鏡6 b來控制該雷射光束7之方向，並以透鏡 6c絞缩為大約200#·程度之光束徑，更以雷射光束掃描 裝置6 d對光纖4之長度方向以正交方向掃描5次，以形 成應力釋放部Id。 此時，網整光纖4之加熱溫度乃是，藉預先以試驗性 的使雷射光束掃描裝置6 d之掃描速度费化，在舆本實施 例同樣之光纖4雷射光束7掃描，而觀察光纖4的包覆 層1C之軟化狀態，以求得可使包覆層lc充分軟化之掃描 速度條件β 此外，沿一鼴力釋放部Id之光纖4的長度方向之長度 ，同於上述以雷射光束7之被透鏡6 c絞缩光束徑大約為 2 0 0 >u 0 其次，使雷射光束7之照射位置向光鑛4之長度方向 只移動光檷遇期之1遇期份之長度（大約400#酿），用來 進行鄰接上述應力釋放部Id之下一應釋放部Id之形成。 在實施例中，在該光纖4之長度方向以大約400#·之 光檷遇期，而週期性的重複進行該應力轘放部Id之形成 操作β 然而，在光纖4之長方向10β·之範圍形成了光檷部5。 将此光檷部5之長度（10··)稱之為光柵長度。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS)A4規格（ 210X297公釐） -------!---------訂------ , zfx - - ,/.κ (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印11 A7 B7__ 五、發明説明（Θ ) 在上述應力薄放部Id上局部性的上昇了心子1b之折射 率·其结果，心子lb和包覆層lc两之折射tb率差便成為 大約0 . 35X程度》 第7 _之圈形偽以棋式性的表示該光檷部5之光鐵4 的長度方向之折射比率差變化。 如該國形所示，藉由心子1折射率以通期性的變化*即 可形成上述折射比率差自〇 . 25X至0 . 35X以通期性交替變 化的光檷部5。 第8圈是銳明圈，以棋式性表示該光纖光檷之動作。 該光鐵光檷之光禰通期為大約400yu·之長邇期，因而， 可作為放射型之光纖光檷動作· 亦即，在光檷部5上，射入光之特定棋態結合搬送包 覆«1C之放射光（包覆層棋態）而快速衮減·其结果，獲 得換失结合於上述包覆層楔態的波長箝之光的射出光》 第9圏之麵形你表示該纖光橘之波長-透遇損失特性β 如該圓形所示，持定波長帶上的光之透遇損失襄擇性， 增大。 将透通損失增加之波長楢之寬度稱之為阻止箱寛度， 将以其中心之波長為中心波長，其透a損失之變化大小 邸稱之為阻止率。 在本實施例中，可«得了中心波長為1555 n«,阻止箝 寬度大约為14η·,阻止率尖峰值'大約為3dB等· 在本實施例中，作為雷射産生裝置6a使用了磺酸氣笛 射。 只要至少能将光鐵4加熱到包覆層lc之軟化狙度以上 之粗度，即該雷射産生裝置6a雖並無待別限制，最好是 使用小型之《酸氣雷射β _ 2 1 - 本紙張尺度適用中國圃家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） — I — I n 11 111 I 訂—-1 11 ——線 (請先聞讀背面--5注^h項再本頁) 丨 經濟部中央榡率局貝工消费合作社印輩 A7 —— -_B7__ 五、發明説明（） 其他可使用之加熱手段（笛射産生裝置6a)，則可舉列 Y A G雷射和利用霄弧放電者等得局部性加熱之手段等。 ®弧放霉寒使用在光鑛之融化連接器之手段，可将此 轉用。作為使用霣弧放霣時之具龌條件者，例如使放霣 電梅間之路鷗為2β·，使所施加之高頻頻率為14〇1[1^,使 放II轚棰間之霄壓在放電開始時大約為i萬伏待，在放 «I中大約為1〇萬伏特之程度。 利用上述之磺酸氣雷射、YAG雷射、霣彍放電之加熱手 段要是低輪出者則比較廉價，本發明之優黏之一乃是可 使用此種廉儐之加熱手段。 尤其是磺_氣雷射之禳準捩級波長10.6只之雷射光束 ，在石英糸玻璃有非常高之吸收率，該石英条玻璃因上 述雷射光束照射而變成不透明醱。從而，硪酸氣當射_ 合於對光織4局部性的加熱。 而且，通常包覆層1C可充分軟化之《度為，例如， 1 3 5 0-C〜17〇〇·〇之程度，在使用磺酸氣雷射之場合，所 痛要之功率棰小· 例如，将自此《酸氣雷射射出之雷射光束，直接照射 到由直悝125#·之樣準石英条玻躕所形成之光雄時，將 此光鐵廣達長度2 00 #·之程度，自室溫加熱到150(TC所 襦之雷射功率為數100*W程度以下。 但是如第6麵A所示之加熱裝置6由於須介由可動鏡 6b、透鏡6c的錄故，其雷射功率勢必稍微降低。 此外，8使當射光束7進行掃描，可縮短光纖4之單 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )六4%格（210X297公嫠） I--------7 乂------訂------nv (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 五、發明説明 ( Η ) 位 表 面 積 之 實 效 照 射 時 間 〇 因 此 9 将 使 用 m 酸 氣 雷 射 時 的 雷 射 功 率 設 定 為 數 W 〜10W 程 度 者 9 可 較 為 綽 綽 有 餘 的 對 光 纖 4 進 行 加 熱 9 形 成 醮 力 釋 放 部 Id 〇 再 者 9 價 格 雖 高 亦 可 使 用 Kr F激元雷射等激元雷射係用 於 製 造 利 用 習 知 折 射 效 m 之 光 纖 光 柵 0 在 習 知 光 嫌 光 柵 之 製 造 上 * 使 用 心 子 由 添 加 緒 的 石 英 玻 璃 製 成 之 光 鑛 9 藉 對 其 照 射 來 白 Kr F激元雷射等波為 2 4 0 η *附近之紫外線雷射光束， 用來提升心子之折射率。 但 是 在 使 用 作 為 本 發 明 雷 射 産 生 裝 置 6a 之 場 合 9 該 Kr F激元雷射並非用於使心子1 b之折射率上升， 而是單單 以 加 熱 手 段 使 用 Ο 亦 m 9 在 本 實 例 中 9 因 為 在 心 子 1 b不 是 未 添 加 鍺 作 為 摻 雜 m 9 躭 是 即 使 用 添 加 亦 其 少 量 〇 所 以 9 藉 以 激 元 雷 射 照 射 紫 外 線 雷 射 光 束 也 不 會 顯 箸 地 發 生 心 子 lb折 射 率 之 上 升 Ο 似 此 9 由 於 並 無 雷 射 光 束 7 的 波 長 依 賴 相 醑 性 » 故 亦 可 以 使 用 Kr F激元雷射以外之激元雷射等。 如 上 所 述 9 在 上 述 光 m 光 檷 之 製 造 上 » 作 為 加 熱 手 段 被 使 用 之 雷 射 産 生 裝 置 6 a 其 電 射 波 長 並 無 限 制 〇 因 而 9 不 使 用 激 元 雷 射 等 高 價 格 之 裝 置 9 實 可 使 用 fcb 較 廉 價 之 硪 酸 氣 雷 射 等 〇 而 且 9 由 於 為 使 包 覆 層 1 c 軟 化 所 需 之 雷 射 功 率 較 小 > 故 若 網 整 雷 射 光 束 7 之 掃 描 速 度 者 可 形 一 應 力 m 放 部 Id -2 3- 請 先 閲 讀 背 之 注 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐）

I t A7 B7 經满部中央標準局貝工消费合作社印聚 五、發明説明（ >> ) 1 1 ， 故 如 間 横 切 光 纖 4 般 以 較 少 次 數 掃 描 雷 射 光 束 7 就 行。 1 1 1 因 而 j 裝 置 之 價 格 低 製 造 時 間 短 9 操 作 簡 便 製 造 1 1 效 率 又 m 其 良 好 可 謀 取 低 成 本 化 〇 ^ 請 1 先 1 此 外 < 由 於 m 力 釋 放 部 1 d上心子 lb折射率變化 為 構 造 閲 讀 1 I 性 的 緣 故 歴 時 久 也 變 化 少 白 可 獲 得 穩 定 之 光 纖 光 4IIB τΠΟ 〇 背 - 1 之 1 本 發 明 之 光 纖 光 Mm 慣 在 光 纖 通 信 統 上 9 可 使 光 源 光 注 意· 1 事 檢 潮 器 、 光 放 大 器 、 光 纖 等 光 學 裝 置 所 具 有 的 波 長 依 賴 項 再 1 相 關 性 平 坦 化 之 使 用 〇 填/ 寫ί 本 通 過 該 等 光 學 裝 置 之 光 之 增 益 - 波 長 特 性 具 有 波 長 依 頁 '—^ 1 I 賴 相 關 性 的 場 合 9 尤 其 是 藉 使 用 光 纖 光 遍 懦 使 大 增 益 之 波 1 1 長 之 光 損 失 而 使 其 平 坦 化 就 可 減 少 上 述 波 長 依 賴 相 關 1 1 性 〇 1 訂 例 如 Ί 此 種 增 益 - 波 長 特 性 之 平 坦 化 9 在 具 有 光 放 大 1 器 之 光 m 通 信 % 統 中 * 欲 進 行 波 長 多 工 傳 送 之 場 合 非 常 1 有 效 〇 1 I 此 種 光 通 信 % 統 基 本 上 被 構 成 為 由 ： 光 源 9 光 纖 連 接 1 1 到 該 光 源 的 光 雜 傳 送 路 徑 被 插 入 在 該 光 m 傳 送 路 中 光 / 放 大 器 和 用 於 檢 測 從 上 述 光 織 傳 送 路 射 出 之 光 的 光 檢 1 I m 器 所 構 成 Ο 1 1 妖 而 9 亦 可 將 光 m 光 *WI 愼 插 入 到 光 學 傳 送 路 使 用 9 乃 是 1 | 為 使 由 該 基 本 構 造 所 構 成 之 光 通 信 % 統 之 光 學 裝 置 (光源 1 I 、 光 檢 測 器 - 光 放 大 器 、 光 纖 )所具有之波長待性（波長 1 1 依 賴 相 關 性 )成為所希望之波長待性所致。 1 I 第 1 0圖是槪略構造圖 用 來 表 示 利 用 本 發 明 光 纖 光 禰 1 1 -2 4- - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（—） A7 B7 之光纖通信条統之一例。面中之符»8是光放大器，符 號9是本發明之光纖光檷，逭些在射入惻連接有光源（圔 中未顯示），被插到其射出側連接有光檢測器（團中未顯 示）的光纖傳送路，用於構成此光鐵通信条統。 目前，作為光放大器8見有添加餌（Er)之光纖放大器 廣受愛用。 第11圖之圖形表示添加餌的光纖放大器之增益-波長 特性之一例。 第12圓之圖形是表示光纖光柵9之增益-波長待性之 讀 先 閱 讀 背 面- i 事 項 再f( 本 頁 經满部中央標率局貝工消費合作社印家 一例0 第1 3圖 合時所獲 得由第 增益尖峰 欲施行 的波長多 波波長之 婢長匾域 之放大波 於是， 有損失之 可使增益 之光放大 將製造 之圖形是表示使 得之增益-波長 1 1圖瞭解，在波 ，顯然有波長依 使用此種光放大 工傳送之場合， 光，以並行同時 乃超過1 ο ηβ ,在 長特性 如第1 2團所示， 光纖光柵9加以 平坦化。其結果 器所形成之光通 實施例所獲得之 -25- 該等放大器8和光繼光柵9組 特性之一例。 長1535η·附近和1558η·附近有 賴相關性。 器8而同時傳送多數波長之光 例如将1-2η·間隔之十波〜數十 傳送。因此，通常同時傳送之 該波長區域上有必要具有平坦 將在波長1 5 5 8η·附近實質上具 組合的話，即如第13_所示， ，可構成由波長平担度非常高 信条统〇 光纖光柵插入此種光通信条统 訂 本紙張尺度適用中國圉家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） B7 五、發明説明（—） 而澜定其增益-波長待性之關像，確認可獼得第13_所 示之波長平坦區域。 本發明之光纖光檷並不只限於此處所舉例之光放大器 ，亦可使用在各種光通信糸统，其目的在於侔使光源、 光檢澜器、光放大器、光纖等光學裝置所具有之波長依 賴相鬭性平坦化。 ί産業上之利用可能性1 本發明可獲得下面所逑之效果。 亦即，用以形成光柵部之加熱手段因為其雷射光束之 波長並不被限制，所以不需使用激元雷射等高價裝置， 可使用較廉價之碩酸氣雷射等。 而且，由於為使包覆層軟化所需之雷射功率較小，故 即使横切光纖之掃描次數少，亦可釋放心子之鼴力而提 高析射率。 從而，製造裝置價格低，製造時間又短，操作簡便， 製造效率又棟優。因而，可謀取低成本化。 另外，由於該光纖光檷之心子折射率的遇期性變化（心 子-包覆層間之折射比率差之遇期性變化）為構造性質， 故歷時的變化少，自可獲得長期穩定之光繼光柵β 經漓部中央摞率局貝工消费合作社印^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，本發明之光纖光檷，例如對於在增益-波長特 性中具有波長依賴性之光源、光檢測器、光放大器、光 纖等光學裝置，因為可使其波長依賴性平坦化的綠故， 故可適用於各種光通信条統。 -2 6 - 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS > Α4規格（2丨Ο X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（〆 參考符號說明 1 .....預型件 2 .....加熱爐發熱體 諳 先 閲 讀 背 之 I 項 再 k 本 頁 經濟部中央標準局貝工消費合作社印聚 3… ..光鐵部份 lb .. …心子 1 c .. ...包覆層 6… ..加熱裝置 6a .. ...雷射産生 裝置 6b .. ...可動鏡 6c .. ...透鏡 6d .. ...雷射掃描 裝置 4… ..光纖 7… ..雷射光束 Id .. ...應力釋放 部 5… ..光檷部 9… ..光纖光檷 8… ..光放大器 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4说格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種光纖光榴之製造方法，其特揪為； 將具備箸有殘留應力之心子的光纖，在其長度方向以 所定遇期加以間飲性的加热，使該心子周圍之包覆層 軟化，_以釋放上述殘留應力而變化心子之折射率， 在上述光鐵的長度方向，形成上述心子和上述包覆層 間之祈射比率差的遇期性變化者β 2. 如申請專利範圍第1項之光纖光_之製造方法，其中 将心子之軟化溫度高於包覆層軟化溫度之谭型件加以 加熱，拔絲製造上述光纖者。 3. 如申請專利範圍第1項之光纖光檷之製造方法，其中 上述心子傺由純石英玻璃製成，上述包覆層即由添加 有氟之石英玻璃製成。 4. 如申請專利範圍第1項之光纖光檷之製造方法，其中 上述光鑛為單一模態光纖。 5. 如申請專利範圍第1項之光纖光檷之製造方法，其中 使用硝酸氣雷射作為加熱光鐵的加熱手段。 6. 如申請專利範圍第1項之光纖光檷之製造方法，其中 上述祈射比率差的遇期性變化之週期為200〜2000# 經濟部中央橾率局員工消费合作社印装 (請先閲讀背面之注^項再填寫本頁) 7. —種光纖光柵，其特擞為；在具備箸有殘留應力之心 子的光餓長度方向，形成有上述殘留應力以遇期性被 釋放的廳力釋放部。 8. 如申請專利範圍第7項之光纖光柵之裂造方法，其中 上述光纖具有純石英玻璃所製成之心子，和添加有氟 之石英玻璃所製成之包覆層》 -2 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 9. 如申謫專利範圔第7項之光纖光檷之製造方法，其中 上述光纖為單一模態光纖。 10. 如申請專利範圍第7項之光纖光檷之製造方法，其中 Τι? 光檷遇期為200〜2000#·。 11. 一種光纖通信条統，其特徽為使用如申請專利範圍第 7項之光纖光柵。 12. 如申請專利範圍第11項之光纖通信条統，其中上述光 纖通信条统具備有：光源·，連接於前述光源的光繼傳 送路；插入在該光纖傳送路的光放大器和光纖光柵； 和用於檢澜從上述光纖傳送路的射出光元光檢測器》 請 先 閲 1&» 之 注》 項 再， f( 本 頁 裝 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）