WO1998007064A1 - Element grille de diffraction, selection des longueurs d'ondes lumimeuses au moyen de cet element, et systeme de transmission de signaux optiques - Google Patents

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light
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optical fiber
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PCT/JP1997/002808
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Takumi Fujiwara
Akira Ikushima
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • G02F2203/05—Function characteristic wavelength dependent
    • G02F2203/055—Function characteristic wavelength dependent wavelength filtering

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a grating element having a primary electro-optic effect, and a grating element. Further, the present invention relates to an optical wavelength selection device, an optical wavelength selection method, and an optical signal transmission system using a grating section to which optical nonlinearity is periodically added. Grading element ⁇ using.
  • this optical fiber transmission is for transmitting an optical signal into an optical fiber.
  • Glass materials are used. This is because glass materials have such advantages as having a wide transmission wavelength range, high transparency, and being easy to process for elongation, and at a low cost.
  • an optical fiber transmission system various elements such as a light source, a light receiver, an optical signal generator, an optical switch, and an optical connector for connecting to a transmission optical fiber are required.
  • an optical sweep rate pitch ing element such as an optical signal generator and an optical sweep rate pitch to an electro-optical effect (optical nonlinearity) is utilized.
  • the optical nonlinearity material by light (electromagnetic wave) This is a phenomenon caused by nonlinear polarization generated inside.
  • the electric field strength applied to the optical nonlinear material By controlling the electric field strength applied to the optical nonlinear material, the intensity and direction of light passing through the optical nonlinear material change. Therefore, various optical functional elements such as an optical switch element are formed by utilizing this optical nonlinearity.
  • optical function element With such an optical function element, light introduced into the optical fiber is turned on / off based on information to be transmitted, and optical modulation is achieved. Then, light reception By demodulating the optical signal on the side, information is transmitted through an optical fiber.
  • a plurality of wavelengths of light are conducted through the optical fiber, a plurality of pieces of information can be transmitted simultaneously. Also, when transmitting data separately in time, the wavelength can be changed to ensure the distinction of information.
  • the selection of the wavelength of light in the conventional optical transmission system is basically performed by an optical filter or the like, and an individual filter is required to separate a predetermined wavelength.
  • conventional optical switches are based on turning on and off light of a single wavelength, and there was no idea to switch light of multiple wavelengths. In other words, when there are multiple wavelengths of incoming light, wavelength switches were provided corresponding to the multiple wavelengths of light.
  • a crystal material such as LiNb ⁇ 3 or BaTiO 3 is used. This is because at present, sufficient optical nonlinearity is obtained.
  • the only materials that can be used are:
  • optical functional elements such as optical switches with glass materials.
  • Glass materials basically do not have optical non-linearity and cannot usually be used.
  • attempts have been made to add optical non-linearity to glass materials.
  • this UV-excited poling even with a glass material, optical nonlinearity equivalent to that of a crystal material is obtained, and it is considered that the glass material can be suitably used for an optical functional device.
  • a grating element in which portions having different refractive indexes are periodically formed in a core is known. In this grating element, the wavelengths of the transmitted light and the reflected light change depending on the interval of the darting. Therefore, this grating element is used as a temperature sensor or the like.
  • G e and (germanium) into a glass optical fiber one was de one up to the core, at a predetermined intensity pattern, to form a gray one computing device by irradiation of ultraviolet light has been proposed r. That By irradiating a predetermined ultraviolet ray, the refractive index of the irradiated portion can be changed, and a refractive index grating can be formed in the optical fiber.
  • the formation of such a grating element has been proposed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-50052 ⁇ .
  • nonlinearity can be imparted to a glass material by the above-described conventionally proposed ultraviolet excitation boring.
  • it only adds optical nonlinearity to a certain area of the optical fiber core. Therefore, it only showed the possibility of use as an optical functional element.
  • the above-mentioned conventional grating element has a grating due to a change in refractive index. For this reason, this grating element does not have optical nonlinearity, and it has not been possible to form various elements utilizing the electro-optic effect.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method for manufacturing a damping element using a glass material that can be suitably used for an optical switch, etc., a damping element, and a wavelength switch. Aim.
  • Another object of the present invention is to provide a wavelength selection device, a wavelength selection method, and an optical transmission system that can easily select light of a plurality of wavelengths using a glass material.
  • a polling process is performed by irradiating a glass optical waveguide with ultraviolet rays to a plurality of regions at predetermined intervals while applying a predetermined electric field,
  • the grating element is manufactured by changing the refractive index of the region irradiated with ultraviolet light and adding optical nonlinearity to the region, thereby periodically forming a region having optical nonlinearity in the optical waveguide.
  • An optical nonlinear region can be repeatedly formed in an optical waveguide by irradiating ultraviolet rays to a plurality of regions at intervals, so that when light is transmitted through the obtained optical waveguide, the nonlinear region is Since the refractive index is different from the other regions, Bragg reflection occurs and the transmission of light of the Bragg wavelength is hindered.Because of the optical non-linearity, the Bragg wavelength shifts due to the application of voltage. Become. Therefore, the obtained grating element can be suitably used as a wavelength switch, a light selection device, and the like:
  • the glass optical waveguide is a core portion surrounded by a clad portion of a glass optical fiber, and the boring process is perpendicular to the light conduction direction of the core portion. It is characterized in that the irradiation is performed by irradiating ultraviolet light with a periodic intensity.
  • an optical nonlinearity of 1 pmZV or more as an electro-optic coefficient is periodically imparted to the core of the glass optical fiber at a predetermined interval. It is characterized by.
  • a grating element according to the present invention is characterized in that a pair of electrodes is formed with the core portion of the optical fiber interposed therebetween.
  • the wavelength switch according to the present invention enables a predetermined voltage to be applied between a pair of electrodes of the grating element, and controls the application of a voltage between the electrodes to turn on and off light that conducts through the core portion. .
  • the electro-optic coefficient is as large as 1 pm ZV: so, with the application of a realistic voltage, a considerable shift of the Bragg wavelength is achieved.
  • This grating element can control transmitted light by applying a voltage, and can be used as a wavelength switch.
  • the grating element and the wavelength switch of the present invention are obtained by adding optical nonlinearity to an optical fiber made of glass. Therefore, Ru easy der connection between the optical fibers, is well transmits light of a wide range of wavelengths, the effect of an equal is inexpensive can be obtained: -, also a grating element according to the present invention, furthermore, the grating element A connector portion including a core portion that is connected to an end of the core portion and conducts light that conducts through the core portion; and a connection electrode portion that has one end connected to the pair of electrodes and the other end extending radially outward. It is characterized by having.
  • the connector part By using such a connector part, it is possible to easily apply a voltage between the electrodes in the grating element having the built-in electrodes. In addition, since the light conduction of the core part can be maintained, the wavelength can be increased. The connection between the switch and the optical fiber can be easily made.
  • the connector is preferably made of glass.
  • an optical nonlinearity is periodically given as an electro-optic coefficient at a predetermined interval to a core portion of a glass optical fiber, and the optical fiber is A wavelength selection element in which a pair of electrodes are formed with the core portion interposed therebetween, and voltage adjustment means for applying an arbitrary voltage to the pair of electrodes of the wavelength selection element so as to be adjustable. It is characterized by introducing light of a plurality of wavelengths into a wavelength selection element and outputting light of a specific wavelength.
  • optical nonlinearity is periodically provided as an electro-optic coefficient at a predetermined interval to a core portion of an optical fiber made of glass, and the optical fiber is Introduces light beams of a plurality of wavelengths into a wavelength selection element in which a pair of electrodes are formed with the above-mentioned core interposed therebetween, and applies a voltage corresponding to the wavelength of light to be selected between a pair of electrodes of the wavelength selection element.
  • the optical signal transmission system transmits a plurality of optical signals obtained by modulating light beams of a plurality of wavelengths to a single optical fiber, and transmits the plurality of optical signals transmitted through the optical fiber.
  • An optical signal of a specific wavelength is selected from the signals by the above-described wavelength selection device, and the obtained optical signal is demodulated.
  • the voltage between the electrodes of the wavelength selection element is adjusted by the voltage adjusting means.
  • the refractive index of the portion where the nonlinearity is imparted to the core changes.
  • the region to which optical nonlinearity is given is formed periodically (alternately), Bragg reflection occurs for light transmitted through the core. Therefore, the transmitted light
  • the Bragg wavelength in (or reflected light) will change with the applied voltage. Therefore, light of a desired wavelength can be selected by adjusting the applied voltage.
  • the wavelength selection element is made of a glass material.
  • a wavelength selection element can be formed by ultraviolet excitation boring. That is, by applying an electric field by irradiating ultraviolet rays, an ultraviolet excitation excitation process can be performed, and the refractive index of the glass material can be changed, and optical nonlinearity can be imparted to this region.
  • an ultraviolet excitation excitation process can be performed, and the refractive index of the glass material can be changed, and optical nonlinearity can be imparted to this region.
  • a periodic optical nonlinear region can be formed in the optical waveguide.
  • the optical waveguide is a core portion which is repeatedly formed in a clad portion of an optical fiber made of glass, and the above-mentioned hole processing is performed by periodically forming the core portion in a direction orthogonal to the light conduction direction. This can be done by irradiating the skin with ultraviolet light:
  • the optical nonlinearity periodically aged as an electro-optic coefficient is l p mZ V or more.
  • the wavelength selection element of the present invention is obtained by adding optical nonlinearity to a glass optical fiber. Therefore, effects such as easy connection with an optical fiber, good transmission of light of a wide range of wavelengths, and low cost can be obtained.
  • wavelength selection device by using such a wavelength selection device, light of a predetermined wavelength can be easily selected, and a multiplexed optical communication system using light of a plurality of wavelengths can be easily constructed: [Brief description of drawings]
  • FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration of a grading element (wavelength selection element) of the embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing the configuration of the wavelength selection element of the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a phase mask.
  • FIG. 4 is a diagram showing a change in transmitted light frequency characteristics with respect to a change in applied voltage.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in Bragg wavelength with respect to a change in applied voltage.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the connector.
  • Figure 8 shows another example of a connector
  • FIG. 9 is a diagram showing another example of the connector.
  • Figure 1 0 is a diagram showing a configuration of an optical signal transmission system 3
  • FIGS. 1 and 2 are schematic structural views showing the structure of a sagging element (in this example, a wavelength selection element) according to the present invention.
  • the optical fiber 10 has a configuration in which silica glass (Sio 2 ) is stretched in a cylindrical shape, and is doped with Ge (germanium) or the like, and the center portion whose refractive index is adjusted is light: welcome c where the core unit 1 0 a, the peripheral portion is formed as a clad portion 1 0 b
  • a pair of side holes 12a and 2b are formed in the clad portion 10b, and electrodes 14a and 14b made of an aluminum wire are arranged here by one person.
  • the electrodes 14a and 14b are provided to face each other with the core 10a interposed therebetween.
  • the core portion 10a has a predetermined interval, a non-linear region 16a having a different refractive index and second-order optical nonlinearity, and a constant force in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the grating portion ⁇ 6 is formed with the normal region 16b. Therefore, light that conducts through the core portion 10a in the longitudinal direction is reflected and interfered by the grating portion 16.
  • the electrodes 14a and 14b are provided, and any of the electrodes 14a and 14b is provided here. Pressure can be applied. Then, as described above, the nonlinear region 16a of the grating section 16 has optical nonlinearity. Therefore, the refractive index changes according to the voltage applied to the 'i poles 14a and 14b.
  • the wavelength selection element of the present embodiment by controlling the voltage you applied to the electrode ⁇ 4 a, 1 4 b question, it is possible to change the characteristics of the gray one computing unit 1 6 c
  • Such a wavelength selection device is manufactured as follows: First, an optical fiber having electrodes 14a and 14b inserted into side holes 12a and 12b is used. Fiber diameter is 200 m, side holes 12a and 12b and IE poles 14a and 14b are approximately 4 () ⁇ m in diameter, and electrode ⁇ 4a,] The distance between the electrodes 14a and 14b is about 8 to 10 / m, and the length of the optical fiber is about 1 () cm.
  • the electrodes 14a and 14b are inserted into the side holes 12a and 12b from different ends as shown in Fig. 1, and the ends protrude only in different directions. . This is to prevent discharge between the electrodes 14 ⁇ and 14b.
  • the breakdown voltage of air is about 1 () 4 V / cm, and a larger electric field is applied to the core 1 ().
  • a field application of about 10 "V / cm can be achieved to the core 10a.
  • This voltage should be about 800V.
  • the laser irradiates the optical fiber through a phase mask.
  • Fig. 3 shows a configuration example of this phase mask.
  • a large number of grooves 18a are formed on one surface side of the plate-like substrate 18.
  • the grooves 18a are formed in parallel at regular intervals. Therefore, by transmitting parallel light rays in the direction perpendicular to the plane of the substrate 18, a predetermined diffraction phenomenon occurs, and the intensity of light is repeated at predetermined intervals. That is, the light irradiation area and the non-irradiation area are periodically changed.
  • a striped pattern (zebra pattern) that repeats during the process is formed.
  • the laser irradiates the optical fiber at an interval of 1.05 // m.
  • the substrate 18 of the phase mask is formed of silica glass or the like that transmits ultraviolet light. Also, during the laser beam irradiation, application of an electric field above Iro is continued -
  • the optical fiber is formed so that only its core unit 1 0 a to absorb ultraviolet rays, etc. doped with a predetermined element (e.g., germanium) Due to the two cores] O a]. .5 ⁇ m are polled by UV excitation at 5 ⁇ m intervals:
  • the periodic large refractive index generated by the ultraviolet excitation polling process using such a phase mask causes a decrease in transmitted light (increase in reflected light) at a wavelength corresponding to a change in the ffi-fold factor: Then, light was incident on the core 10a, and the ultraviolet excitation boring was continued for a desired time while observing the transmitted light intensity on the opposite side in real time (30 minutes in this example).
  • Fig. 4 shows the results of measuring the wavelength dependence of the elbow output light intensity (spectrum of transmitted light) by guiding light to the wavelength selection element obtained as described above.
  • the selection element is provided with electrodes 14a and 14b across the core ⁇ 0a for ultraviolet excitation boring, so that a voltage is applied between the electrodes 14a and 4b. By doing so, a desired range can be applied to the core portion 0a.
  • Figure 4 (A) shows the results when voltage 0, -150,-0 V was applied to electrodes 14a and 14b, and 0 V, 150 V, and 300 V were applied. 3 Note shown results in FIG. 4 (B) to the case, the positive and negative voltage is in the field of the opposite direction as the port one ring field is positive.
  • the transmission intensity of light of a specific wavelength decreases. This is because Bragg reflection occurs due to the grating at an interval of 1.55 / im, and light at the Bragg wavelength (1.53 / im in this case) is reflected.
  • the Bragg wavelength is shifted by the application of the voltage. Furthermore, it can be seen that the Bragg reflection also increases and decreases with the application of voltage. This is due to the fact that, due to the UV excitation boring, the core of the UV irradiation region has a 10a power; This is probably because the primary electro-optic effect occurs and the effective refractive index of the guided light changes.
  • the attenuation at the Bragg frequency increases due to the application of the voltage, and it can be seen that the device has suitable reflection characteristics.
  • ⁇ is the refractive index of the core region of the fiber
  • r is the first-order electro-optic effect coefficient
  • E is the electric field strength
  • ⁇ is the hitching of the dating-the peak reflectivity in the concept based on the coupling (cuffling) of forward and backward (reflected) guided light by gray R is
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ 2 + ( ⁇ L)- ⁇ 0 5/2 n ,,, L
  • ⁇ is the cutting coefficient of forward and backward (reflected) guided light
  • n, f are the effective refractive indices of the guided light in the grating portion, and n.
  • the refractive index of the clad portion, ⁇ ⁇ is the size of the refractive index change that forms a periodic structure, eta is O one bar wrapped integral before and after - propagation mode (overlap integral) r
  • Fig. 5 shows the result of examining the relationship between the effective refractive index change ⁇ and the applied voltage from the relationship between the voltage application and the change in the Bragg wavelength shown in Fig. 4.
  • the effective refractive index eta (iota has a slope of the 5. 7 X 1 0- 7 ZV to changes in the applied voltage varies linearly. Therefore, by the application of a voltage, the effective refractive index decreases, the Bragg wavelength is shifted to Rukoto be seen on the short wavelength side.
  • the change delta lambda beta Bragg wavelength with respect to the electric field 1 m is It is approximately 0.01 nm.
  • FIG. 6 shows the relationship between the applied voltage and ⁇ .
  • [delta] eta eta to changes in the applied voltage, one 3.
  • the wavelength selecting element of the present embodiment As shown in FIG. 4, reflection at the Bragg wavelength occurs in a narrow bandwidth.
  • the castle width becomes very narrow, the width becomes about 0.04 nm at minimum, and as described above, the Bragg wavelength greatly changes according to the application of the partial pressure. . That is, according to FIG. 4 ((), by changing the applied voltage from 0 V to 130 V, the ONZOFF extinction ratio of about 10 dB for the center wavelength of 1.529 m is obtained.
  • the wavelength selection element of the present embodiment can select a light beam of a specific wavelength from among light beams of a plurality of wavelengths, select a light beam of a specific wavelength and transmit For example, it is possible to prohibit the transmission of only light having a wavelength. Therefore, this wavelength selection element functions as an optical wavelength switch or an optical modulator.
  • the Bragg wavelength can be shifted by application of a voltage, and transmission / non-transmission of a laser beam can be controlled, so that light of a predetermined wavelength can be switched.
  • the wavelength selection element of the present embodiment is constituted by an optical fiber made of glass. Therefore, connection with ordinary optical fibers can be easily performed.
  • the light transmittance of the device can be maintained to be sufficient:
  • the Bragg wavelength can be shifted in multiple steps. This controls the transmitted wavelength and functions as a wavelength selection element.
  • the grating interval can be easily adjusted by using a phase mask. Therefore, a wavelength selection element having a desired Bragg wavelength can be easily obtained.
  • the electrodes 14a and 14b protrude. Therefore, it is difficult to connect to ordinary optical fibers as it is. Therefore, it is preferable to provide a special connector that can receive the electrodes 14a and 14b and can appropriately connect to the core 10a. For example, as shown in FIG. 7, a connector having recesses 30a and 0b for receiving the electrodes 14a and 14b can be considered.
  • a radial hole 32a, 32b extending from the outside to this recess 30a, 30b is opened in this connector, and through this hole 32a, 32b,
  • the electrical connection between the electrodes 14a and 14b and the external power supply should be made.
  • the connector also has a core 34 as an optical waveguide. 4a and ⁇ 4b project from different directions from the grading element, but the electrodes 14a and 14b move inside the guides 1a and 1b. It is possible to move after the boring process because it is possible, c
  • the voltage application during the operation of the above-mentioned wavelength switch or the like is so large! : No pressure is required and the lead wire can be easily connected. That is, in the case of ultraviolet excitation boring, direct electrical connection is made using the protruding electrodes 14a and ⁇ 4b, and after this processing, the electrodes 14a and 14b are moved and shaped into a predetermined shape. And attach a connector.
  • the surface of the wavelength selection element from which the electrodes 14a and ⁇ 4b protrude may be polished to a flat surface and connected to a connector having the same flat surface.
  • the core 40 and the electrodes 42a, 42b are formed on the polished surface of the connector:
  • the electrodes 42a, 42b in the connector are terminals extending outward. It has parts 44a and 44b, and electrical connection to an external power supply is made using these terminal parts 44a and 44b.
  • the optical fiber can be connected to the opposite side of the optical fiber. Therefore, the wavelength selection element can be connected to another optical fiber via this connector. Also, electrical connection with the electrodes 14a, 14 can be easily made using the holes 32a, 32b and the terminals 44a, 44b.
  • the wavelength selection element is electrically connected to electrodes 14a and 14b.
  • L 2 Holes 50a and 50b for direct connection can be provided.
  • the end face of the wavelength selection element is polished so that it can be directly connected to another optical fiber.
  • FIG 10 shows the configuration of the optical signal transmission system: A small number of signals are input to the corresponding laser light sources 20.
  • Each laser light source 20 is a signal modulated according to a human power signal. Is output. Further, each laser light source 20 outputs an optical signal of a certain wavelength different from each other: a plurality of optical signals having different wavelengths from the plurality of laser light sources 20 are introduced into the optical multiplexing circuit 22, Here, they are multiplexed and transmitted via a single optical fiber 24.
  • the optical fiber 24 is connected to an optical branch circuit 26, and an optical signal transmitted via the optical fiber 24 is input to the optical branch circuit 26.
  • the optical branching circuit 26 divides the input signal into a predetermined number and supplies this to a plurality of wavelength selection devices 8 of the receiving terminals.
  • a voltage adjusting circuit 30 is connected to each of the wavelength selecting devices 28, and an optical signal of a predetermined wavelength is selected by the voltage from the voltage adjusting circuit 30, that is, the wavelength selecting device 2. 8 has the above-described wavelength selection element, and the voltage of the pair of ⁇ poles can be changed to control the wavelength of the light passing therethrough.
  • the optical signal can be selected by adjusting the output voltage from the voltage adjustment circuit 30. Then, the optical signal of the wavelength selected by the wavelength selection device 28 is input to the receiving circuit 32, where it is demodulated:
  • the wavelength selection device 28 since the wavelength selection device 28 is used, the optical signal modulated by any of the laser light sources 20 is controlled by controlling the output voltage of the pressure adjustment circuit 30. Can be selected and demodulated. Therefore, in the multiplexed optical transmission system, signals can be efficiently selected in each terminal. Furthermore, since this wavelength selecting device is made of a glass material, it is inexpensive and very easily connected to an optical fiber. Therefore, efficient optical signal selection can be performed in each receiving terminal. [Possibility of industrial use]
  • An optical functional element such as an optical modulator for generating an optical signal can be obtained by using the daring element. Therefore, an optical transmission system can be constructed using optical functional elements in various optical transmission systems.

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Description

明 細 書 グレーティング素子、 グレーティング素子を利用した光波長選択及び光信号伝
[技術分野]
本発明は、 一次電気光学効果を有するグレーティング素子の製造方法、 グレ一 ティング素子に関する。 また、 本発明は、 光非線形性が周期的に付与されている グレーティング部を利用した光波長選択装置、 光波長選択方法及び光信号伝送シ ステムに関すろ 特に、 本発明は、 ガラス製ファイバ一を用いたグレーデイング 素 ΪΡに関する,.
[背景技術]
近年のコンピュータ等を利用した電子通信技術の進歩に伴い、 大容量の情報伝 送の必要性はますます高まっている。 そして、 大容量の情報伝送を行う手段とし て、 aも道要なものとして光ファイバ伝送がある： この光ファイバ伝送は、 光フ アイバ中に光信号伝送するものであり、 この光ファイバには、 ガラス材料が利用 されている。 これは、 ガラス材料が、 広い透過波長領域、 高い透明度を有し、 ま た長尺化の加工が容易であり、 さらにはコス 卜が低いなどの利点を有しているか らである -.
一方、 光ファイバ伝送システムを構築する場合には、 光源、 受光器、 光信号発 生器、 光スィ ッチノ力ブラ、 伝送光ファイバとの接続を行うための光コネクタな ど各種の素子が必要になる c 特に、 光信号発生器や光スィ ッチなどの光スィ ッチ ング素子には、 電気光学効果 （光非線形性） が利用される.， この光非線形性は、 光 （電磁波） によって物質中に生じる非線形分極が起因となって生じる現象であ り、 光非線形材料に印加する電界強度などを制御することによって、 光非線形材 料を透過する光の強度や方向等が変わる。 そこで、 この光非線形性を利用して光 スィツチ素子など各種の光機能素子が形成される。
そして、 このような光機能素子により、 光ファイバに導入される光に対し伝達 したい情報に基づいたオンオフなどを施し、 光変調が達成される。 そこで、 受光 側で光信号を復調することで、 情報を光ファイバ伝送が達成される。 ここで、 光ファイバに複数の波長の光を導通しておけば、 複数の情報を同時に 伝送できる。 また、 時間的に別に伝送する場合にも、 波長を変更することによつ て、 情報の区別を確実にすることもできる。 従って、 複数の波長の光を単一の光 ファイバに導通することについての要求がある。
従来の光伝送システムにおける光の波長の選択は、 基本的に光学フィルタなど によって行われており、 所定の波長を分離するのに、 個別のフィルタを要した。 また、 従来の光スィツチなどは単一の波長の光をオンオフすることを基本として おり、 複数の波長の光をスイッチングしょうとする考えはなかった。 すなわち、 入力されてくる光の波長が複数である場合、 それら複数の波長の光に対応して、 波長スィッチが設けられていた.
しかし、 複数の波長の光を 1つの光ファイバ中に伝送する場合や、 複数の波長 の光を総合的に取り扱い、 これらのスイッチングを行う手段においては、 複数の 波長の光を選択して、 取り扱えると非常に便利であり、 またシステムの簡素化が 離れる。 そこで、 複数の波長の光を選択して取り扱える光璣能素子が望まれてい る。
このような光機能素子を得るための光非線形材料としては、 L i N b〇3 や B a T i O などの結晶材料が用いられる， これは、 ¾在のところ十分な光非線形 性が得られる材料としては、 これら結品材料しかないからである：
一方、 ガラス製の光ファイバとの安定な接続、 透過光に対する低い損失、 低コ スト化、 広い透過波長城等の観点からは、 ガラス材料で光スィッチなどの光機能 素子を構成することが好ましい， し力 iし、 ガラス材料は、 基本的に光非線形性を 有さず、 通常これを利用することはできない- ここで、 ガラス材料に光非線形性を付与しょうとする試みもなされている。 例 えば、 ガラス材料に、 1 0 6 V Z c m程度という高電界を印加した状態で、 紫外 線光を照射し、 紫外線励起ポ一リングを行うことが、 「ELECTR0NICS LETTERS 30 th March 1995 Vol . 31 No, 7 pp. 573- 574」 に示されている。
この紫外線励起ポーリングによれば、 ガラス材料であっても、 結晶材料と同等 の光非線形性が得られ、 光機能素子に好適に利用できると考えられる。 また、 光ファイバを利用した素子として、 コアに屈折率の異なる部分を周期的 に形成したグレ一ティング （格子） 素子が知られている。 このグレ一ティング素 子は、 透過光、 反射光の波長がダレ一ティングの間隔によって変化する。 そこで、 このグレーティング素子は、 温度センサなどとして利用されている。
そして、 コアに G e (ゲルマニウム） をド一プしたガラス製の光ファイバ一に、 所定の強弱パターンで、 紫外線を照射することでグレ一ティング素子を形成する ことが提案されている r. すなわち、 所定の紫外線の照射で、 照射部分の屈折率を 変化させることができ、 光ファイバ中に屈折率格子を形成することができる。 こ のようなグレーティング素子の形成は、 例えば特表昭 6 2 - 5 0 0 0 5 2 ^公報 などに提案されている。
上述のように、 上記従来提案の紫外線励起ボ一リングによって、 ガラス材料に 非線形性を付与できる。 しかし、 光ファイバのコアの一定の範囲に光非線形性を 付与するだけである。 従って、 光機能素子としての利用の可能性を示すだけであ つた。
また、 上記従来例のグレーティング素子は、 屈折率変化によるグレ一ティング を有するものであった。 このため、 このグレーティング素子は、 光非線形性を有 するものではなく、 電気光学効果を利用する各種素子を構成することはできなか つた。
なお、 紫外線励起ボ一リングにより、 ダレーティング素子を製造することにつ レヽて ί 、 [Opt i cal F i oer Commun i cat ion Con erence； 0FC 95 Postdeadl i ne l)a per PD6 1 9 9 5年発行」 に提案がある： しかし、 この文献は、 紫外線励起ボー リング処理によって、 グレーティング素子を形成することについて、 概略的な提 案をしているだけであって、 その内容を具体的に示すものではなかった- [発明の開示]
本発明は、 上記課題に鑑みなされたものであり、 光スィ ッチなどに好適に利用 できるガラス材料を利用したダレ一ティング素子の製造方法、 ダレ一ティング素 子及び波長スィツチを提供することを目的とする。
また、 本発明は、 ガラス材料を利用し、 複数の波長の光を容易に選択できる波 長選択装置、 波長選択方法及び光伝送システムを提供することを目的とする。 本発明に係るグレ一ティング素子の製造方法は、 所定の電界を印加した状態で、 ガラス製の光導波路に対し、 紫外線を所定の間隔をおいて複数領域に照射してポ —リング処理し、 紫外線を照射した領域の屈折率を変更すると共にここに光非線 形性を付与することによって、 光導波路に周期的に光非線形性を有する領域を形 成してグレーティング素子を製造することを特徴とする。
このように、 紫外線を照射して電界を印加することで、 紫外線励起ホーリング 処理が行え、 ガラス製材料の屈折率を変更すると共に、 この領域に対し光非線形 性を付与することができる： そして、 紫外線の照射を問隔をおいて、 複数領域に 対し行うことで、 光導波路に光非線形領域を橾り返し形成できる そこで、 得ら れた光導波路に光を透過させた場合、 非線形性領域と、 その他の領域とで、 屈折 率が異なることから、 ブラッグ反射が起こり、 ブラッグ波長の光の透過が妨げら れる さらに、 光非線形性を有するため電圧の印加により、 ブラッグ波長がシフ 卜することになる。 そこで、 得られたグレ一ティング素子を波長スィッチや光選 択装置などとして好適に利用することができる：
また、 本発明では、 上記ガラス製光導波路は、 ガラス製の光ファイバのクラッ ド部に取り囲まれたコア部であり、 上記ボ一リング処理は、 このコア部にその光 導通方向に対し直交する方向に、 周期的に強弱を付けて紫外線を照射することに よって行うことを特徴とする。
このようにして、 ブラッグ反射が起こるグレーティングをコア部に形成するこ とができる。
また、 本発明に係るグレーティング素子は、 ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定問隔をおいて、 電気光学係数として、 1 p mZ V以上の光非線形性が周期的 に付与されていることを特徴とする。
また、 本発明に係るグレーティング素子は、 上記光ファイバのコア部を挟んで 一対の電極が形成されていることを特徴とする。
さらに、 本発明に係る波長スィ ッチは、 グレーティング素子の一対の電極間に 所定の電圧を印加可能とし、 この電極間への電圧印加を制御して、 前記コア部を 導通する光をオンオフする。
このようなダレ一ティング素子は、 電圧の印加によって、 光非線形性が付与さ れている領域の屈折率が変化する。 また、 光非線形性が付与されている領域は、 交互に形成されているため、 コア部を透過する光に対し、 ブラッグ反射が起こる ( このため、 透過光におけるブラッグ波長が電圧の印加によって、 変化することに なる。 特に、 本発明では、 電気光学係数が 1 p m ZVとかなり大きくなつている： そこで、 現実的な電圧の印加で、 かなりのブラッグ波長のシフ トが達成される。 このため、 このグレーティング素子は、 電圧の印加によって、 透過光を制御する ことができ、 波長スィツチとして利用することができる。
特に、 本発明のグレーティング素子及び波長スィッチは、 ガラス製の光フアイ バに光非線形性を付与したものである。 そこで、 光ファイバとの接続が容易であ る、 広範囲の波長の光をよく透過させる、 安価である等の効果が得られる : -, また、 本発明に係るグレーティング素子は、 さらに、 前記グレーティング素子 の端部に接続され、 前記コア部を導通する光を導通するコア部と、 一端が前記一 対の電極に接続され他端が半径方向外側に向けて伸びる接続用電極部を含むコネ クタ部を有することを特徴とする。
このようなコネクタ部を利用することによって、 電極を内蔵したグレ一ティン グ素子において、 電極問への電圧印加を容易に行うことができる： また、 コア部 の光の導通は維持できるため、 波長スィッチと、 光ファイバとの接続が容易に行 える。 なお、 このコネクタ部は、 ガラス製とすることが好ましレ、：
本発明に係る波長選択装 Sは、 ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定問隔を おいて、 電気光学係数として、 光非線形性が周期的に付与されており、 かつ上記 光ファイバには、 上記コア部を挟んで一対の電極が形成されている波長選択素子 と、 この波長選択素子の一対の電極に対し、 任意の電圧を調整可能に印加する電 圧調整手段と、 を有し、 複数の波長の光線を波長選択素子に導入して、 特定の波 長の光を出力することを特徴とする。
また、 本発明に係る波長選択方法は、 ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定 間隔をおいて、 電気光学係数として、 光非線形性が周期的に付与されており、 か つ上記光ファイバには、 上記コア部を挟んで一対の電極が形成されている波長選 択素子に複数の波長の光線を導入し、 選択する光の波長に応じた電圧を波長選択 素子の一-対の電極間に印加し、 選択された波長の光を得ることを特徴とする。 さらに、 本発明に係る光信号伝送システムは、 複数の波長の光線を変調して得 た複数の光信号を単一の光ファイバに伝送し、 この光ファイバを介して伝送され てきた複数の光信号の中から特定の波長の光信号を上述の波長選択装置により選 択し、 得られた光信号を復調することを特徴とする。
本発明によれば、 電圧調整手段によって、 波長選択素子の電極間電圧を調整す る。 これによつて、 コア部に非線形性が付与されている部分の屈折率が変化する。 また、 光非線形性が付与されている領域は、 周期的に （交互に） 形成されている ため、 コア部を透過する光に対し、 ブラッグ反射が起こる。 このため、 透過光
(または反射光） におけるブラッグ波長が電圧の印加によって、 変化することに なる。 従って、 印加電圧の調整によって、 所望の波長の光を選択すろことができ る。
また、 本発明では、 波長選択素子をガラス材料で構成している： このような波 長選択素子は、 紫外線励起ボーリングによって形成することができる。 すなわち、 紫外線を照射して電界を印加することで、 紫外線励起ホーリング処理が行え、 ガ ラス製材料の屈折率を変更すると共に、 この領域に対し光非線形性を付与-するこ とができる。 そして、 紫外線の照射を間隔をおいて、 複数領域に対し行うことで、 光導波路に周期的な光非線形領城を形成できる。
また、 本発明では、 光導波路は、 繰り返しガラス製の光ファイバのクラッド部 に取り まれたコァ部であり、 上記ホーリング処理は、 このコア部にその光導通 方向に対し直交する方向に、 周期的に強弱を付けて紫外線を照射することによつ て行うことができる:
なお、 周期的に付年される光非線形性は、 電気光学係数として、 l p mZ V以 上であることが好ましレ、:：
また、 本発明の波長選択素子は、 ガラス製の光ファイバに光非線形性を付与し たものである。 そこで、 光ファイバとの接続が容易であり、 広範囲の波長の光を よく透過させる、 安価である等の効果が得られる。
また、 このような波長選択装置を利用することによって、 所定波長の光を容易 に選択することができ、 複数の波長の光を用いた多重光通信システムを容易に構 築することができる： [図面の簡単な説明]
図 1は、 実施形態のグレーデイング素子 （波長選択素子） の構成を示す正面断 面図である。
図 2は、 同実施形態の波長選択素子の構成を示す側面図である。
図 3は、 位相マスクの構成を示す図である。
図 4は、 印加電圧変化に対する透過光周波数特性を変化を示す図である。
図 5は、 印加電圧変化に対するブラッグ波長の変化を示す図である。
図 6は、 印加電圧に対するオーバーラップィンテグレーションの変化を示す図 である：
図 7は、 コネクタの一例を示す図である。
図 8は、 コネクタの他の一例を示す図である：
図 9は、 コネクタの他の一例を示す図である。
図 1 0は、 光信号伝送システムの構成を示す図である 3
[発明を実施するための最良の形態]
以下、 本発明に好適な実施の形態について、 図面に基づいて説明する。
図 1 、 2は、 本発明に係るダレ一デイング素子 （この例では、 波長選択素子） の構造を示す概略構成図である。 光ファイバ 1 0は、 シリカガラス （S i 0 2 ) を円柱状に延伸した構成をしており、 G e (ゲルマニウム） 等がドープされ、 屈 折率が調整された中心部が光 ：迎用のコア部 1 0 a、 周辺部がクラッ ド部 1 0 b として形成されている c
また、 クラッド部 1 0 bには、 一対のサイ ドホール 1 2 a 、 2 bが形成され ており、 ここにアルミニウム線材からなる電極 1 4 a 、 1 4 bが揷人配置されて いる 図から明らかなように、 電極 1 4 a 、 1 4 bは、 コア部 1 0 aを挟んで対 向して設けられている。
そして、 図 1に示すように、 コア部 1 0 aには、 所定間隔で、 屈折率が異なり、 かつ 2次の光非線形性を有する非線形領域 1 6 a力 長手方向と直交する方向に 一定間隔、 かつ一定幅で形成され、 通常領域 1 6 bとでグレーティング部〗 6が 形成されている。 従って、 コア部 1 0 aをその長手方向に向けて導通する光は、 グレーティング部 1 6によって反射干渉される。 特に、 本実施形態によれば、 電極 1 4 a、 1 4 bが設けられており、 ここに任 意の！;圧が印加可能である。 そして、 上述のように、 グレーティング部 1 6の非 線形領域 1 6 aが光非線形性を有している。 そこで、 ' i 極 1 4 a、 1 4 b問に印 加される電圧に従って、 屈折率が変化する。
従って、 本実施形態の波長選択素子によれば、 電極〗 4 a、 1 4 b問に印加す る電圧を制御することによって、 グレ一ティング部 1 6の特性を変更することが できる c
「製造方法」
このような波長選択素子は、 次のようにして製造すろ:. まず、 サイ ドホール 1 2 a , 1 2 b内に電極 1 4 a、 1 4 bが挿入された光ファイバを用怠すろ， 光フ ァィバの直径は 2 00 m、 サイ ドホール 1 2 a、 1 2 b及び IE極 1 4 a、 1 4 bの直径はほぼ 4 () μ m、 電極〗 4 a、 ] 4 bの長さは 4 c m程度、 電極 1 4 a、 1 4 bの問隔は 8〜 1 0 / m、 光ファイバの長さは 1 () c m程度とする。 ここで、 電極 1 4 a、 1 4 bは、 図 1に示すように、 異なる端からサイ ドホール 1 2 a、 1 2 bに挿人されており、 その端部が異なる方向にのみ突出している。 これは、 電極 1 4 ϋ、 1 4 b間での放電を防止するためである. 空気の絶緣破壊電圧は、 約 1 () 4 V/c mであり、 それより大きな電界をコア部 1 () aに印加するために は、 空気が介在する経路をできろだけ長く とる必要がある。 図 1のような電裉 1 4 a、 1 4 bの構成によって、 コア部 1 0 aに約 1 0 " V / c mの ぃ 界印加 が達成できる。
そして、 電極 1 4 a、 1 4 b問に電圧を印加すろ： この電圧は、 約 80 0 Vと する。 これによつて、 コア部 1 0 aに、 約 1 06 VZ c mの電界が印加される c この状態で、 A r Fエキシマレ一ザ （波長 1 9 3 n m) をパルスとして照射し、 コア部 1 0 aに紫外線を照射する c このレーザのエネルギー密度は、 β θ
Figure imgf000010_0001
c m2 程度、 パルスの繰り返し間隔は 1 0 p p s (バルス/秒） 程度、 照射時問 は 1 0〜 3 0分程度とする。
ここで、 このレ一ザは、 位相マスクを介し光ファイバに照射する。 この位相マ スクの構成例を図 3に示す。 このように、 板状の基板 1 8の一面側に多数の溝 1 8 aが形成されている。 この溝 1 8 aは、 一定間隔で平行して形成されている。 従って、 この基板 1 8の面直方向に平行光線を透過させることによって、 所定の 回折現象が生起され、 所定間隔において光の強弱が繰り返される， すなわち、 光 の照射領域と非照射領域が周期的に繰り返す縞模様 （ゼブラパターン） が形成さ れる。 この例では、 レーザは、 1 . 0 5 // mの間隔で、 光ファイバに照射される。 なお、 位相マスクの基板 1 8は、 紫外線を透過させるシリカガラス等で形成する。 また、 このレーザ光照射の間、 上述の電界印加は継続されていろ- そして、 光 ファイバは、 そのコア部 1 0 aのみが所定元素 （例えばゲルマニウム） のドープ などにより紫外線を吸収するように形成されている 二のため、 コア部 ] O aが ] . 0 5 μ m間隔で、 紫外線励起ポーリングされる：
なお、 このような位相マスクを用いた紫外線励起ポーリ ング処理により生じる 周期的な屈折率の^大は、 ffi折率変化に対応すろ波長における透過光の減少 （反 射光の増大） を招く： そこで、 コア部 1 0 aに光を入射させ、 反対側において透 過光強度を実時問で観測しながら、 この紫外線励起ボーリングを所望の時間継続 した （この例では 3 0分問） - このようにして得られた波長選択素子に、 光を導光し、 肘出光強度の波長依存 性 （透過光のスべク トル） を測定した結果を図 4に示す： ここで、 本実施形態の 波長選択素子は、 紫外線励起ボ一リングのためにコア部〗 0 aを挟んで電極 1 4 a、 1 4 bが設けられている， そこで、 この電極 1 4 a、 ] 4 b間に電圧を印加 することにより、 コア部〗 0 aに所望の范界を印加できる .—
そして、 電極 1 4 a、 1 4 b問に電圧 0、 — 1 50、 - 0 0 V印加した場合 の結果を図 4 (A) に、 また 0 V、 1 50 V、 3 0 0 V印加した場合の結果を図 4 (B) に示す 3 なお、 電圧の正負は、 ポ一リング電界と反対の向きの電界を正 としている。
このように、 この波長選択素子において、 特定波長の光の透過強度が減少する。 これは、 1. 0 5 /i m間隔のグレーティングにより、 ブラッグ反射が起こり、 ブ ラッグ波長 （この場合 1. 5 3 /i m) の光が反射されるからである。
そして、 電圧の印加によって、 ブラッグ波長がシフ トする。 さらに、 ブラッグ 反射も電圧の印加に従って増減することが分かる。 これは、 紫外線励起ボーリン グによって、 紫外線照射領域のコア都 1 0 a力;、 非線形性を有するようになり、 一次の電気光学効果が発生しており、 導波光の実効屈折率が変化するためである と考えられる。
特に、 負の電圧を印加した場合には、 電圧の印加によって、 ブラッグ周波数に おける减衰が大きくなり、 好適な反射特性を有していることが分かる。
ここで、 電気光学効果による屈折率の変化 Δ n EOは、
厶 r Ε / 2
で表される。 この式で、 ηはファイバのコア領域の屈折率、 rけ一次の電気光学 効果係数、 Eが電界強度である。
また、 ブラッグ波長义 u は、
ん 2 Λ n <■
で表され、 Λはダレ- -ティングのヒ ッチである - また、 グレ -デ f ングによる前 進及び後進 （反射） 導波光の結合 （カツフ リング） に基づく考え方において、 ピ —ク反射率 Rは、
R = t a n h " ( κ L)
で表され、 3 0 1 バン ド幅厶ぇは、
△ λ = λ Β ( π 2 + ( κ L ) - } 0 5 / 2 n , , , L
で表される。
ここで、 κは前進及び後進 （反射） 導波光のカツアリング係数であり、 κ — π n b η η / λ η η r ι ι
で表される (： また、 Lはグレーティング部の長さである c
なお、 n , f , はグレーティング部における導波光の実効的な屈折率、 n。 はク ラッド部の屈折率、 ό ηは周期構造を形成する屈折率変化の大きさ、 ηは前後伝 搬モードにおけるォ一バーラップインテグラル （重なり積分） である r
そして、 n , , , 、 ό η及び は、 Δ η ΕΟに応じて変化する。 そこで、 図 4に示 した電圧印加とブラッグ波長の変化の関係から、 実効屈折率変化 Δ η ΕΟと印加電 圧の関係を調べた結果を図 5に示す。 このように、 実効屈折率 η , ( ι は、 印加電 圧の変化に対し一 5. 7 X 1 0— 7ZVの傾きを有し、 直線的に変化する。 そこで、 電圧の印加によって、 実効屈折率が低下し、 ブラッグ波長が短波長側にシフトす ることが分かる。 なお、 電界 1 mに対するブラッグ波長の変化 Δ λ Β は、 ほぼ 0 . 0 1 n mである。
このように、 印加電圧と実効屈折率には、 線形な関係があり、 2次の光非線形 性に基づく、 ポッケルス効果 （1次の電気光学効果） が得られていることが分か る。
さらに、 図 6には、 印加電圧と ό η 関係を示してある。 このように、 δ η η は、 印加電圧の変化に対し、 一 3 . 6 X 1 0— 6の傾きを有しており、 これからも 1次の電気光学効果が得られていることが分かる。
このように、 本実施形態の波長選択素子は、 図 4に示すように、 ブラッグ波長 における反射が狭い帯域幅で起こる- 特に、 図 4 ( A ) に示すように、 印加電圧 を負の方向としたときに、 その带城幅は非常に狭くなり、 その幅は、 最小 0 . 0 4 n m程度となる そして、 h述のように、 ブラッグ波長は、 ¾圧の印加に応じ て、 大きく変化する。 すなわち、 図 4 ( Λ ) によれば、 印加電圧を 0 Vから一 3 0 0 Vに変化させることによって、 中心波長 1 . 5 2 9 9 mに対して、 約 1 0 d Bの O N Z O F F消光比が得られる： このため、 本実施形態の波長選択素子は、 複数の波長の光線の中から特定の波長の光線を 1 択したり、 特定の波長の光線を 選択して透過させたり、 特定の波長の光線のみの透過を禁止したりすることがで きる。 従って、 この波長選択素子は、 光波長スィ ッチや、 光変調器として機能す る。
すなわち、 ブラッグ波長を電圧の印加により、 シフ 卜させ、 レーザ光の透過 · 非透過を制御して、 所定波長の光をスイ ッチングすることができる。 特に、 本実 施形態の波長選択素子は、 ガラス製の光ファイバで構成されている。 そこで、 通 常の光ファイバとの接続も容易に行える。 また、 素子における光の透過率も十分 なものに維持できる：
そして、 印加電圧を複数変更することで、 ブラッグ波長を複数段階、 シフ トす ることもできる。 これによつて、 透過する波長を制御して、 波長選択素子として 機能する。
さらに、 本実施形態では、 グレーティングの間隔は、 位相マスクによって、 容 易に調整できる。 そこで、 所望のブラッグ波長を持つ波長選択素子を容易に得る ことができる。 ここで、 本実施形態の波長選択素子では、 図 1に小-すように、 電極 1 4 a、 1 4 bが突出している。 そこで、 このままでは通常の光ファイバとの接続が、 困難 である。 そこで、 この電極 1 4 a、 1 4 bを受け入れ、 かつコア部 1 0 a との接 続を好適に行えるような特別のコネクタを設けることが好適である。 例えば、 図 7に示すように、 電極 1 4 a、 1 4 bを受け入れる凹郜 3 0 a 、 0 bを形成し たコネクタが考えられる。 この場合、 このコネクタには、 外方からこの凹部 3 0 a、 3 0 bに至る半径方向の穴 3 2 a 、 3 2 bを開けておき、 この穴 3 2 a、 3 2 bを介し、 電極 1 4 a、 1 4 bと外部電源との電気的接続を行うとよレ、 なお、 コネクタにも光導波路としてのコア部 3 4を設けておく— また、 図 1のように、 電極 1 4 a、 〗 4 bは、 グレーデイング素子から異なる -向に向けて突出してい るが、 電極 1 4 a 、 1 4 bは、 卄ィ ドホ一 /レ 1 a , 1 2 b内を移 3¾可能である ため、 ボーリング処理後に移動しておけばよレ、c
上述の波長スィツチ等の動作の際の電圧印加はそれ程大きな！:圧は必要なく、 容易に引出線を接続することができる。 すなわち、 紫外線励起ボーリングの際に は、 突出する電極 1 4 a、 〗 4 bを用いて直接電気的接続を行い、 この処理後電 極 1 4 a、 1 4 bを移動すると共に所定形状に整形し、 コネクタを取り付けると よい
さらに、 波長選択素子の電極 1 4 a 、 〗 4 bが突出している面を平坦な面に研 磨し、 同じく平坦な面を持つコネクタと接続してもよい. この場合、 図 8に示す ように、 コネクタの研磨面には、 コア部 4 0及び電極 4 2 a 、 4 2 bを形成して おく： また、 コネクタ内の電極 4 2 a、 4 2 bは、 外方に向けて伸びる端子部 4 4 a、 4 4 bを有しており、 この端子部 4 4 a、 4 4 bを利用して外部電源との 電気的接続が行われる- なお、 コネクタは、 波長選択素 を受け入れる側の対向する側においても光フ アイバを接続できる構成になっている。 従って、 このコネクタを介し、 波長選択 素子を他の光ファイバに接続することができる。 また、 電極 1 4 a、 1 4 との 電気的接続も、 穴 3 2 a、 3 2 bや端子 4 4 a 、 4 4 bを利用して容易に行うこ とができる。
さらに、 図 9に示されるように、 波長選択素子に電極 1 4 a、 1 4 bとの電気
L 2 的接続を直接行う穴 5 0 a、 5 0 bを設けることもできる。 この場合、 上述の図 8の場合と同様に、 波長選択素子の端面は、 研磨し、 他の光ファイバと直接接続 できるようにする
以上のような構成により、 電極 1 4 a、 1 4 bと外部電源との接続を確保する ことができる。
「システム全体構成」
図 1 0に、 光信号伝送システムの構成を示す： ¾数の信号は、 それぞれ対応す るレ一ザ光源 2 0に入力される 各レーザ光源 2 0は、 人力信号に応じて、 変調 した信号を出力する。 また、 各レーザ光源 2 0は、 それぞれ互いに異なる一定の 波長の光信号を出力する： 複数のレーザ光源 2 0からの互いに波長が ¾なろ複数 の光信号は、 光多重回路 2 2に導入され、 ここで多重されて、 単一の光ファイバ 2 4を介し、 伝送される。
光ファイバ 2 4は、 光分岐回路 2 6に接続されており、 この光分岐回路 2 6に 光ファイバ 2 4を介し伝送されて来た光信号が入力される。 光分岐回路 2 6は入 力信号を所定数に分割し、 これを複数の受^端末の波長選択装置 8に½給する。 各波長選択装置 2 8には、 それぞれ電圧調整回路 3 0が接続されており、 この 電圧調整回路 3 0からの電圧によって、 所定の波長の光信号を選択する， すなわ ち、 波長選択装置 2 8は、 上述の波長選択素子を有しており、 波長選択素子の一 対の τίί極問の電圧が変更されることによって、 過すろ光の波長を制御できろ：- 従って、 所定の波長の光信号を ¾圧調整回路 3 0からの出力電圧の調整によって、 選択できる。 そして、 波長選択装置 2 8で選択された波長の光信号が受信回路 3 2に入力され、 ここで復調される:
このように、 本システムでは、 波長選択装置 2 8を冇しているため、 7|：圧調整 回路 3 0の出力電圧を制御することによって、 レーザ光源 2 0のいずれかで変調 された光信号を選択して、 復調することができる。 従って、 多重光伝送システム において、 各端末における信号の選択を効率的に行える。 さらに、 本波長選択装 置は、 ガラス材料によって構成されているため、 安価でかつ光ファイバとの接続 が非常に容易である。 従って、 各受信端末において、 効率的な光信号の選択が行 える。 [産業上の利用の可能性]
ダレ一ディング素子を用いて、 光信号を生成するための光変調器等の光機能素 子を得ることができる。 従って、 各種の光伝送システムにおける光機能素子を利 用して、 光伝送システムを構築することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 - 所定の電界を印加した状態で、 ガラス製の光導波路に対し、 紫外線を所定の 間隔をおいて複数領域に照射してポーリング処理し、 紫外線を照射した領域の屈 折率を変更すると共にここに光非線形性を付与することによって、 光導波路に周 期的に光非線形性を有する領域を形成してグレーティング素子を製造することを 特徴とするグレーティング素子の製造方法。
2 . 請求項 1に記載の方法において、
上記ガラス製光導波路は、 ガラス製の光ファイバのクラッド部に取り囲まれた コア部であり、
上記ポーリング処理は、 このコア部にその光導 ½方向に対し ΰϊ交すろ方向に、 周期的に強弱を付けて紫外線を照射することによって行うことを特徴とするダレ —ティング素子の製造方法
3 . ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定問隔をおいて、 電気光学係数として、 1 P m Z V以ヒの光非線形性が周期的に付与されていることを特徴とするグレ一 ティング素子：
4 . 請求項 3に記載のグレ一ティング素子において、
上記光ファイバのコア部を挟んで一対の電極が形成されていろことを特徴とす るグ I /一ティング素子：
5 . 請求項 4に記載のグレーティング尜子において、
さらに、 前記グレーティング素子の端部に接続され、 前記コア部を導通する光 を導通するコア部と、 一端が前記一対の電極に接続され他端が半径方向外側に向 けて伸びる接続用電極部を含むコネクタ部を有することを特徴とするグレーティ ング素子 c
6 . 請求項 4または 5に記載のグレ一ティング素子において、
上記一対の電極間に所定の電圧を印加可能とし、 この電極間への電圧印加を制 御して、 前記コア部を導通する光をオンオフする波長スィツチとして機能するこ とを特徴とするダレ一デイング素子。
7 . ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定間隔をおいて、 電気光学係数として、
1 δ 1 p m / V以上の光非線形性が周期的に付与されており、 かつ上記光ファイバに は、 上記コア部を挟んで一対の電極が形成されている波長選択素子と、
この波長選択素子の一対の電極に対し、 任意の電圧を調整可能に印加する電圧 調整手段と、
を有し、
複数の波長の光線を波長選択素子に導入して、 特定の波長の光を出力すること を特徴とする光波長選択装置-
8 . ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定間隔をおいて、 電気光学係数として、 1 p mZ V以上の光非線形性が周期的に付与されており、 かつ上記光ファイバに は、 上^コア部を挟んで一対の范極が形成されていろ波長選択素- fに複数の波長 の光線を導入し、
選択する光の波長に応じた電圧を波長選択素子の一対の電極間に印加し、 選択 された波長の光を得ることを特徴とする光波長選択方法.
9 . 複数の波長の光線を変調して得た複数の光信号を単 -の光ファイバに伝送し、 この光ファイバを介して伝送されてきた複数の光信 の中から特定の波長の光 信号を光波長選択装置により選択し、 得られた光信 を¾調する光 号伝送シス テムであって、
上記光波長選択装匱は、
ガラス製の光ファイバのコア部に、 所定問隔をおいて、 ¾気光学係数として、 1 p m/ V以上の光非線形性が 期的に付与されており、 かつ上記光ファィバに は、 上記コア部を挟んで一対の ? 極が形成されている波長選択素子と、
この波長選択素子の一対の電極に対し、 任意の電圧を調整可能に印加する電圧 調整手段と、
を有し、
複数の波長の光線を波長選択素子に導入して、 特定の波長の光を出力すること を特徴とする光信号伝送システム。
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