WO2001063325A1 - Procede de fabrication d'un masque de phase pour le façonnage de fibres optiques et fibres optiques possedant un reseau de diffraction de bragg produit au moyen d'un tel masque de phase - Google Patents

Procede de fabrication d'un masque de phase pour le façonnage de fibres optiques et fibres optiques possedant un reseau de diffraction de bragg produit au moyen d'un tel masque de phase Download PDF

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Toshikazu Segawa
Masaaki Kurihara
Tetsuro Komukai
Masataka Nakazawa
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Nippon Telegraph And Telephone Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a DOT arbitrarily masked optical fiber and its optical fiber, and more particularly to a Bragg-type optical fiber which is obtained by obscuring an Iii-th mask, and more particularly to an optical fiber used for ⁇ fl ⁇ .
  • the present invention relates to an eye mask method for narrowing and diffusing a seismic laser beam in a fiber and a black T1I-fold optical fiber manufactured using the mask. Background technology
  • the optical fiber has brought a large box to the communication, and has made it possible to achieve a high level of light and a large amount of fine yellow light, but the periodic index of refraction in the core along this fiber is 4 ⁇ .
  • the fiber is the smallest and the most suitable for ⁇ gl i shin system V ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1. ⁇ ⁇ 5 5 5 5 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1. Eaves
  • the age at which this light is used such as ⁇ IS, because it is as fine as S or about 500 nm, two interfering methods;) Interfering method for interfering, (seeing a single pulse from an excimer laser The surface is made 1 ⁇ '). The method of writing with 1 point, the marking is ⁇ # ⁇ .
  • the interference method that interferes with ⁇ IS 2 ⁇ has a question about the beam in the opposite direction, that is, the spatial coherence.
  • the one-point method; the ⁇ method has a sub-micron size step leg. It is necessary to use a small amount of light and write many surfaces.
  • the KrF excimer laser light (Namigo: 190—300 nm) 23 is used as the mask 21 Irradiation causes a change in the refractive index of the core 22A of the optical fiber 122, and indicates the dating (»). 22B indicates an optical fiber 122 clad. ).
  • FIG. 5 (a) the dryness and the turn 24 of the core 222 are clearly shown.
  • Fig. 5 (10 and Fig. 5 (c) show the inversion of phase mask 21 and the corresponding upturn, respectively.
  • Item mask 21 has a repetitive pitch 1 D is provided with a concave groove 26, and a groove 27 having substantially the same width between the concave grooves 26 is provided.
  • the main light (beam) emitted from the mask 21 is It is divided into plus primary 5 B containing 35% Lb and minus primary [ ⁇ 3 ⁇ 4 25 C. For this reason, this positive first order ⁇ 3 ⁇ 4) : ; 3 ⁇ 425 8 and the minus first order 3 ⁇ 43 ⁇ 42 5 are performed at a constant pitch, and the refraction at this pitch is performed in the optical fiber-22. To bring.
  • the grating in the optical fiber that is confronted by using the eye mask 21 as described above is of a fixed pitch, and therefore the pitch of the concave groove 26 of the nominal mask 21 used for 3 ⁇ 43 ⁇ 4 is also It was constant.
  • the position corresponding to the concave groove 26 of the ⁇ feJ: which has been coated with a fountain resist must be drawn by an electrode drawing apparatus, and the drawn portion must be etched. It was conditioned by L.
  • the pitch varies depending on the position of the pitch; the direction of the groove; the direction of the repetition). It has come to be required for one ting.
  • Such dulling is used, for example, as a high reflection mirror having an expanded reflection band, an optical fiber, or a means for catching a single diffuser.
  • L ⁇ with a pitch Tf ⁇ l ⁇ according to the position in the length direction of the optical fiber is a new ⁇ : a changing grating is obtained by using a denominator mask to add the plus 1st order diffracted light and minus 1st order
  • the pitch of the groove of the eye mask also depends on the position, as is clear from the curve in Fig. 5 (a). Work! Or need to be done (the smaller the pitch of the groove in the i3 ⁇ 4ffi mask, the greater the plus and minus 1st time, and the smaller the pitch of the dry).
  • a large amount of drawing data is required to extend the grooves or the ridges between them to the entire shelf of the mask. There is age. At this time, the drawing data is generated from the address ⁇ .
  • the fiber between patterns with different pitches is susceptible to pitch deviation.
  • An optical fiber diffracted by using an eye mask having such a connection error has a large peak power of the original spectrum as shown in FIG. I will.
  • the capped grating it has a fluctuating power due to its rawness, and it may be a problem when it is used for refining the optical fiber. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object the purpose of providing an optical fiber IOT fine mask with an optical fiber diffractive pattern and si ⁇ m.
  • the optical fiber that has reduced the number of gaps that cause the life to be very is to use the HOT eye mask it method.
  • the present invention also includes an optical fiber with Bragg diffraction fabricated using such an optical fiber first-order nxa eye mask.
  • the optical fiber one-pot POT micro-mask of the present invention is based on the following method. Turn by the turn Fino irradiates the light in one direction and turns the light into another in a different way. Form a brie or '»and groove
  • different pitch data is subjected to multiple light beams in order to reduce the deviation between the pitch between ⁇ 3 patterns and the pitch within the pattern.
  • different pitch data may be scattered in the same direction when IJ is applied to the pattern of Io scatter, or may be scattered in the same direction; You may do it.
  • the pitch of the concave groove and the repetition ° turn varies between @ ⁇ 0.85 ⁇ m—l. 25 ⁇ m in order to reflect the light of red light. It is as follows.
  • the concave groove and ⁇ ⁇ ⁇ ® repeat. It is preferable that the difference between the groove and the height of the turn is such that the eyes are shifted by approximately? When performing the optical fiber battle.
  • the repetition of the fresh groove and the turn are one groove, and the base of the turn is drawn data of ⁇ ⁇ ⁇ 8 ⁇ , and the scale of the drawn data of the S ⁇ turn is changed to change the pitch of the groove. ! ⁇ Pattern 3 ⁇ 4 You can do it by drawing like a pattern.
  • the change according to the position of the pitch of the sharp concave groove and the ⁇ ⁇ ® repeating pattern is determined by the change in the pitch of the optical fiber;) It is desirable to be able to provide the data by changing the drawing data according to the scale.
  • the drawing can be performed by an ionization device or a recording device.
  • the present invention also includes a Bragg-folded optical fiber decorated with a fiber-optic force-amplifying phase mask viewed by any of the above methods.
  • the fiber of the i-type fiber having a concave groove and a ⁇ ⁇ ® width. As shown in Fig. 1, multiple exposures occur when a mask with an evening mask is set up. J will be less expensive. So different like
  • the method of the present invention can be applied to both the method of changing the S-scale and the method of changing the pitch of the groove and the concave groove of different pitches.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a café where pattern connection errors are reduced according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an ionization method used in the S3 ⁇ 4 method of the eye mask and ⁇ of the eye mask.
  • FIG. 3 is a diagram showing a pattern in which the pitch changes by removing the ⁇ pattern from different pitches.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the steps of the example of the Mi 3 ⁇ 43 ⁇ 4 1 1S example of the arrogant mask of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the optical fiber and the eye mask used therein.
  • Fig. 6 is a drawing showing the pattern of the eye mask using the »3 ⁇ 43 ⁇ 4sir device
  • FIG. 8 is a diagram showing that the pitch of the ode is multiplied by the pattern of the iron in the same direction.
  • FIG. 9 is a diagram showing the life of a black m-fold optical fiber according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a diagram showing the growth of a linearly capped fiber grating that was f ⁇ _ ⁇ _________________ through_ through_deployed by using a one-shot captured mask.
  • FIG. 11 is a diagram showing the generation of a linearly-coupled fiber grating obtained by using a two-dimensionally drawn phase mask.
  • Fig. 12 shows the characteristics of a linearly capped fiber grating using a capped phase mask with four writings.
  • FIG. 13 is a diagram showing the lag of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing ⁇ 3 ⁇ 413 ⁇ 4 ⁇ 3 ⁇ 4 in FIG. 11.
  • FIG. 15 is a diagram showing: ⁇ ⁇ ⁇ in FIG.
  • Fig. 16 is a diagram showing the production of a Bragg 13 ⁇ 4-bread optical fiber with one example of spines. MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • S ⁇ method of the optical fiber one-way ⁇ -eye mask of the present invention will be described based on difficult examples.
  • Fig. 2 (b) shows a mask 2 1 consisting of a repetitive pattern of grooves 26 and 27 in the ⁇ ⁇ S for mounting the plugs in the optical fiber in the arrangement shown in Fig. 5 (a).
  • the concave grooves 26 and 7 of the mask 21 are formed by a resist-coated stone (see FIG. 4 showing the electron beam fountain 28). Raster scanning is performed so as to face the direction along the groove 26, and the concave groove 26 is exposed by nr.
  • the entire exposure of the mask 21 is performed by one raster scan in the direction «26 and stiff 27 in FIG.
  • an actual scan is performed for a predetermined length (five in the figure), and the same is performed at the position where the next i1 ⁇ 227 is to be drawn.
  • This is a method of emitting light at 2H degrees, which is a target mask of Tosa Yodasa, by making a plank and repeating the process.
  • Figure 3 is a pitch or H-shaped and ⁇ different pitch pattern ⁇ Ro 5, the Izumi shape;. a t Tsutomukuchi or ⁇ 3 ⁇ 4 to Bata Ichin a diagram showing a drawing »Ru», continue to ⁇ while fractionating pattern to P 5 ⁇ «each pattern this time, by Shigeru Technical error »Thats narrower or wider than the original ⁇ value If such a connection error occurs, the fiber or the grating that is cut using such a fine mask will As shown in Fig. 16, the original spectrum was obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing the chiller between the patterns P i and P 2 .
  • 26 X indicates the last concave (MM) of ⁇ iDP that could be exposed without error, and 26 2 could be the first concave m ⁇ ) of p 2 of ⁇ that could be exposed without error. Show. Also
  • 26 3 indicates the last concave «
  • 26 4 indicates the first concave P 2 at the i-th multi-exposure.
  • ⁇ i represents the difference between the infix X of 26 and the infix X i of 26 3
  • ⁇ i is the difference between the infix ⁇ of 26 2 and the infix Y i of 26 4 Show.
  • FIG. 1 shows the elasticity in both the repetition direction and the direction along the »groove; it is shown in consideration of ⁇ ; however, the age at which the error force only occurs in the repetition direction is ⁇ ? Direction along the ditch!
  • each turn "T turns, draws ⁇ S picture fibers with less L and dew; then U wraps each pattern and avoids it."
  • Overlapping ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ "R eifc ⁇ i times 3 ⁇ 4 ⁇ has dew; 3 ⁇ 4 ⁇ is dust, and overlapping times ifc ⁇ increase, dew :) is mfc ⁇ ® 1 Note that the drawing may be performed by an ionization ir device or a laser beam drawing device.
  • 3 ⁇ 4 ⁇ fiber which has been subjected to high 3 ⁇ 4R treatment to enhance the photosensitivity is provided as fiber 122 (FIG. 5), which is exposed in a fiber manner by the above-described method of the present invention.
  • the arrogant mask 21 with a constant length of 35 mm and a constant pitch of 35 mm
  • the core 22A of the photosensitive fiber 22 was exposed in the arrangement shown in FIG. Brought.
  • an argon SHG laser view: 244 nm was used as the laser.
  • Fig. 9 shows the raw raw black fiber thus obtained in Fig. 9 (the reason for Fig. 9 is -thigh and ⁇ ). As you can see, the peaks are getting smaller.
  • Figure 4 is a reversal showing the steps of this difficult example.
  • 10 is the fine mask.
  • 11 is stone ⁇ S ⁇
  • 12 is chrome
  • 12 is chrome »B ° turn
  • 12B is chromium ⁇ opening
  • 13 is a resist
  • 13 A is a resist pattern
  • 13 B is a resist opening 14 is a resist (beam)
  • 21 is an order mask
  • 26 is a concave groove
  • 27 is ⁇ 3 ⁇ 4.
  • blanks 10 were prepared by sprinkling a 15 OA thick chromium thin film 12 on Ishihama l1 by sputtering.
  • the chrome chrome 12 is useful for preventing charge-up when irradiating the electron beam 14 to the L-sized resist 13, and serves as an it® mask having a concave groove 26 in ⁇ . In etching! In terms of sex, the thickness is usually 100 to 20 OA.
  • a battery resist was applied to a thickness of 400 nm and dried.
  • the battery resist 13 was patterned by a hot pot drawing device ME BESIII (ETEC net j3 ⁇ 4) with a concave groove and the same pitch. 6 ⁇ drawn by c / cm 2, continued L ⁇ it was partitioned same Ha. turn the 0. 6 ⁇ c / cm 2 3 ⁇ 4 I Tjffi again Te. in this case, II enzyme of the drawing, as shown in FIG. 7 Note that the second drawing direction may be the same as the first drawing direction as shown in FIG.
  • chromium » using a CF 4 gas ° turn 12 A as a mask ⁇ only etched 240 nm 1 depth.
  • depth Lord ⁇ is by etching the gap; the depth is in the range of 200 to 400 nm and the etching is possible.
  • the resist pattern is 13 AM at ⁇ of 70 ° C.
  • the chromium is mixed with a nicerium ammonium nitrate solution.
  • Turn turn 12 A and etch then wash, go through a depth of 240 nm, pitch 1.07 ⁇ m line (d ⁇ 27) & space ([ ⁇ groove 2
  • the excitation spectrum was measured in an optical fiber in the 5 m ⁇ region. As a result, as shown in Fig. 9, we have been able to obtain a noise-free spectrum.
  • H_b is an example of improving the spectrum of a fiber grating with a uniform pitch, but by using the present invention, a trapped fiber that changes linearly or in a fountain shape in the pitch direction. It is possible to improve 13 ⁇ 4 tree growth of one grating.
  • FIGS. 10 to 12 show linearly drawn fibers obtained by using a drawing [3 ⁇ 45 ⁇ differently drawn first mask], and ⁇ @ ⁇ production of single-darting. The reason for these figures is-wisteria, and fiber is 1 ⁇ hour.
  • the length of these linearly capped fibers is 10 Omm, the bandwidth ( ⁇ ⁇ ) is about 1 nm, and the efficiency is 99%.
  • the mask used for tilting is
  • FIG. 11 shows the result of using a mask for two drawing times
  • FIG. 12 shows the result of using a mask for one drawing time.
  • FIGS. 13 to 15 show the scores obtained by ⁇ Hfeting the raw il ⁇ tt in FIGS. 10 to 12, respectively, and the deviations of the il ⁇ tt. are doing.
  • “ ⁇ ” is “3 ⁇ 4S” and “Fiber” is! :
  • ⁇ Fig. 13 shows the force where! ⁇ is soil 15 ps3 ⁇ 4g.
  • Fig. 14 is about ⁇ 10 ps
  • Fig. 15 is within ⁇ 10 ps.
  • the optical fiber of the present invention ⁇ -eye mask and its optical fiber —
  • the Bragg sleeper which is shown with a force-strengthening fine mask, has been described on the basis of an example. Are not these examples! Various concealments are possible.
  • the raster-scan type is used as the ionizing apparatus.
  • the present invention is also applied to a vector-scan type or other type. I can do it. Available for f raw
  • a multi-exposure is performed when a mask having a concave groove and a fixed d ⁇ ⁇ width is 3 ⁇ 4S
  • the difference in pitch makes the pitch of the pattern different. Therefore, in the case of a pitch-grating fiber grating, 1> ⁇ Bragg view does not have a large peak force, so 3 ⁇ 4M selection fe6 3 ⁇ 4_h.

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Description

明 細 書 光ファイバ一力 IOT傲目マスクの びその光ファイバ—力 ra 碰目マスクを使用して されたブラッグ ΐϋί &?ί寸き光ファイノ 一
技 術 分 野
本発明は、光ファイバ一力 DOT傲目マスクの^ ^^びその光ファイバ—加 I ii目マスクを醜して債されたブラッグ碰斤 き光ファイバ一に関し 、特に、舰 fl^に用いられる光ファイバ一内に震泉レーザ光を細して回折 を するための碰目マスクの^ 法とそのマスクを用いて作製されたブ ラック T1I折 »ί寸き光ファイバ一に関するものである。 背 景 技 術
光ファイバ—は禱 莫の通信に大箱をもたらし、高ロロ 、 量の細黄 断霞舌通信を可能にしたが、 «より、 この光フアイバーに沿ってコア内に周期 的に屈折率4^布を作り出し、光ファイバ一内にブラック回折 を作り、その回 折 周期と長さ、屈折 の大きさによって！ 斤^? ©励率の 氐と波 » の幅を決めることにより、その回折^を 信用の ^害^ レ 一ザやセンサーに删される 域の高 ¾ミラー、 ファイバ一アンプにおける なレーザ觀を取り除く フィル夕一等とし 棚できることが知ら れている。
しかし、： ファイバ一の'廳最小となり、摄 gl i信システムに適して Vヽる は 1. 5 5 μ mであることにより、 この で光ファィ , "？ー 斤 を 翻するためには、軒曰 |を約 5 0 O nmとする必要があり、 このような細か い難をコアの中に作ること自体が当初は難しいとされており、光ファイバ一の コア内にブラック回折格子を作るのに、御 磨、 フォトレジストプロセス、 ホ ログラフィ一露光 f生イオンビームエッチング等からなる何 もの複雑な ェ とられていた。 このため、ィ懷時間力 く、 まりも低かった。
しかし、 *fi、 泉を光ファイバ一に照射し、 コア内に屈折率の変化を もたらし回斤格子を作る方法が矢口られるようになり、 この 泉を照 JiTる方法 は難なプロセスを必要としないため、周¾¾の继と共に に難される ようになってきた。
この 光を用いる方 齢、 ±ISのように格 曰 Sか約 5 0 0 nmと細か いため、 2本の;) 渉させる干渉方法、 （エキシマレ一ザからのシングルパ ルスを氣して 斤軒面を 1财'つ作る） 1点敏書き による方法、 グレ —ティングを ί# 碰目マスクを使って照 Ji る方濃がとられている。
±ISの 2舰奸渉させる干渉方法には、 «向のビームの すなわち空 間コヒ一レンスに問駒 <あり、 1点 書き;^による方法には、サブミクロン の大きさの «なステップ 脚が必要で、かつ光を小さく取り 多くの面を書 き MSこと力 求さ f¾f生にも問 ®6あつた。
このため、上記問題に対応できる方法として、位相マスクを用いる照射方法が 注目されるようになってきたが、 この方法は図 5 (a) に示すように、石^ R の 1面に凹溝を所定のピッチ^?定の深さに設けた微目シフトマスク 2 1を用い て、 K r Fエキシマレ一ザ光（波艮： 1 9 0— 3 0 0 nm) 2 3をそのマスク 2 1照射し、光ファイバ一 2 2のコア 2 2 Aに 折率の変化をもたらし、 ダレ —ティング（») をィ るものである 2 2 Bは光ファイノく一 2 2のク ラッドを示す。 )。 なお、図 5 (a) には、 コア 2 2八にぉける干«、°タ一ン 2 4を分かりやすく ¾Λして示してある。図 5 (10、図 5 (c) はそれぞれ位 相マスク 2 1の断翻、それに対応する上翻の を示したものである。碰目 マスク 2 1は、その 1面に繰り返しピッチ Ρで深さ Dの凹溝 2 6を設け、凹溝 2 6間に略同じ幅の 2 7を設けてなるバイナリ—碰目麵折 状の； 1¾を有 するものである。 碰目マスク 2 1の凹溝 2 6の深さ （酸 2 7と凹溝 2 6との高さの ) Dは、 露; であるエキシマレ一ザ光（ビーム） 2 3の fiffiを ラジアンだけ ¾| ^る ように通されており、 0舰（ビーム） 2 5 Aは碰目シフトマスク 2 1により 5 %以下に抑えら^ マスク 2 1から出る主な光（ビーム） は、 回 ί ί¾の 3 5 % Lbを含むプラス 1次の 5 Bとマイナス 1次の [ϋίΛ¾ 2 5 Cに分割され る。 このため、 このプラス1次の叵¾):；¾2 5 8とマィナス1次の回¾¾2 5じに よる 定ピッチの干^ Iの を行い、 このピッチでの屈折 匕を光ファイバ - 2 2内にもたらすものである。
上記のような 目マスク 2 1を用いてィ懷する光ファイバ一中のグレーティン グはピッチカ 定のものであり、そのためその ¾¾に用いられる做目マスク 2 1 の凹溝 2 6のピ チも一定のものであつた。
このような 目マスクをィ懷するには、電 泉レジストを魏した^^ feJ: の凹溝 2 6に相当する位置を電^ |¾画装置により描画して、描画部をエツチン グ することにより條して Lヽた。
ところで、 、光ファイバ一中に形成するブラック回折^として、 ピッチが;^溝に する方向 繰り返し方向） の位置に応じ n泉形ある いは 形に i勤口あるいは ·»しているチヤ一プドグレ一ティングカ 求される ようになつてきた。 このようなダレ一ティングは、例えば反射帯域を広げた高反 射ミラー、光ファイバ、一の' ¾ ^散を捕»る手段として用いられる。
このように ピッチが光ファィバ一の長さ方向の位置に応じ Tf^l^ある Lヽ は 新^:変ィヒするグレーティングを、做目マスクを用いてプラス 1次の回折光 とマイナス 1次の回 fidfeの干渉により ¾gしょうとする;^、 目マスクの凹溝 のピッチも、 図 5 ( a ) の薩より明らかなように、 同様に位置に応じ Tf泉形あ るいは 泉形に i勤！]あるいは する必要力ある （i¾ffiマスクの凹溝のピッチが より小さければ、 プラス とマイナス 1次回 のな 度がより大き くなり、干 のピッチはより小さくなる。）。 このような 目マスクを電 描画装置により描画してイ^するには、 凹溝あるいはその間の凸条をマス クの全棚にわたつ τ¾くための多くの描画データを必要とし、 醒にな る齢がある。 このとき、描画データはアドレスダリッドの麵から、 生する ある。
また、線形あるいは隙形に変ィはるダレ一ティングをィ懷する際に、 ピッチが異なるパターン間の纖において、 ピッチのズレ （^ぎエラー） という 問敏¾する。 このような繋ぎエラ一を持つた 目マスクを用いて條された 光ファイバ一回折鮮は、図 1 6に^ f生を例示するように、本来のスぺクト ル の なピーク力哆 じてしまう。 また、 チヤープドグレーチイングに おいては、その 生に揺らぎ力性じ、光ファイバ一の分膽償に用いる場 合、觀な問題となり得る。 発 明 の 開 示
本発明は ¾¾¾のこのような問題 に鑑みてなされたものであり、 その目的 は、光ファイバ一力 IOT微目マスクにおいて、條される光ファイバ一回折好 のスぺクトル漸碰びに si^m生を謝匕させる繫ぎエラ一を少なくした光ファ ィバ一力 HOT碰目マスクの it^法を»することである。本発明は、 また、 こ のような光ファイバ一力 nxa¾目マスクを使用して作製されたブラッグ回折^ 付き光ファイバ一を含むものである。
JJ3目的 ¾¾¾ "る本発明の光ファイバ一力 POT微目マスクの^ 法は、透 明簾の 1面に軒伏の凹溝と ΰ^®繰り返レ、 °ターンが設けら その繰り返 レ、。ターンによる回 ファィノ 一に照射して異なる碰の回讓目互の干 滅により光ファイバ一中に回折軒をィ懷する光ファイバ一力 僦目マスク の 法において、 ピッチか凝形あるいは 泉形に勒ロあるいは '»し、凹溝
Figure imgf000006_0001
、異なるピッチデータを^ 3パタ一ン間の ピッチと娜 I タ一ン内の ピッチとのずれを小さくするために多 光することを とする方法である。 この齢に、異なるピッチデータを^ oネ撒のパターンを IJして多 ¾§耐 る際に、同一方向に多 ®S»るようにしてもよいし、； ¾ ^向に多 ® るよ うにしてもよい。 また、 伏の凹溝と 繰り返レ、 °ターンのピッチは、赫舰の光を反 射させるために、 @^ 0. 8 5 ^m—l . 2 5〃mの間で変ィはるように さ れる。
また、 伏の凹溝と ιί^®繰り返レ、。ターンの凹溝と 高さの差は、光 ファイバ一力闘の满勅 ¾ιする際に 目が略 ?だけずれる大きさであるこ と力 ましい。
また、鮮状の凹溝と 繰り返レ、ターンは一つの凹溝と 、らなる基 、 °ターンの描画データ ¾8φとし、その S ^ ターンの描画データの縮尺を変 えてピッチが異なる凹溝と!^ヽらなるパターン ¾ ^的に描画することにより するようにすることができる。
この驗に、鮮伏の凹溝と ΰ^®繰り返しパターンのピッチの位置に応じた 変化は、光ファィバ一中に條される回折;) ピッチの変化に応じて定められ 、 その鉢、°ターンの描画データの縮尺に応じた変化により与えられるようにす ること力 ましい。
なお、描画は、電 離画装置あるいはレ 画装置にて行うことができ る。
本発明は、上記の何れかの 法によつて觀された光フアイバ一力闘位 相マスクを飾して側されたブラッグ 折 寸き光ファイバ一も含むもので ある。
そのブラッグ (¾?ί寸き光ファイバ一は、例えば光ファイバ一の分賺麵 途に麵されるものであり、そのブラック J¾ ^寸き光ファイバ一の らぎは士 1 0 p s以内になっているものである。
本発明にお L、ては、凹溝と ίί^®幅の i ¾ 定の纖のノ、。夕一ンを に したマスクをィ懷する際に多露光するので、図 1に示すように、位 度のず れカ坪均化さ それによつてピッチが異なるパ夕―ンの^ 繫ぎエラ一 力 J、さくなる。 そのため、 のような異なる
Figure imgf000007_0001
ときの繋ぎエラ一の さ このような碰目マスクを翻してィ懷され たブラック Ή折 寸き光ファイバ一においては、本来のスぺクトル の なピーク力種さ また、 I »樹生におい らぎ力棚される。
本発明の 法は、 S尺率を変 "る方法でも、異なるピッチの » 伏の凹溝と ώ¾0繰り返レ、 °ターンデータを 3 iJし T»tる方¾©どちらの場 合でも、働である。 画の簡単な説明
図 1は本発明によりパターンの 繋ぎエラ一が小さくなる廳を説明 するための図である。
図 2は碰目マスクの S¾ ^法にお Iヽて用いられる電 離画方法と碰目マスク の βを示す図である。
図 3は異なるピッチを^ パターンを撤してピッチが変ィはるパターンを描 画する を示す図である。
図 4は本発明の傲目マスクの Mi ¾¾® 1 ¾S例の工程を示した断 βである 図 5は光ファイバ一力旺とそれに用いられる碰目マスクを説明するための図で ある。
図 6は »¾¾sir装置を用いて 目マスクのパターンを電 鍋画する; ft?を 翻勺に示す図である。
図 7 (頌なるピッチを 謙のパターン ¾^向に多 asif る; »を示す 図である。
図 8 (頌なるピッチを^ ネ鐵のパターンを同一方向に多 る »を示 す図である。
図 9は本発明の 1具体例により欄されたブラック m折 寸き光ファイバ一 の 生を示す図である。
図 1 0は描画巨敷 1回のチヤ一プド湘マスクを用いて f ^した線形チヤープ ドファイバーグレーティングの 樹生を示した図である。
図 1 1は描画叵数 2回のチヤ一プド位相マスクを用いて «した線形チヤ一プ ドファイバ一グレーティングの 生を示した図である。 図 1 2は描画回数 4回のチヤ一プド位相マスクを用いて した線形チヤープ ドファイバーグレーティングの 特性を示した図である。
図 1 3は図 1 0の らぎを示した図である。
図 1 4は図 1 1の^ ¾1¾^¾らぎを示した図である。
図 1 5は図 1 2の:^ ΟΙϋ^^らぎを示した図である。
図 1 6は棘の 1例のブラッグ 1¾斤 寸き光ファイバ—の 生を示す図 である。 発明を » るための の开態 以下、本発明の光ファイバ一力 αχ¾碰目マスクの S¾ ^法を難例に基づいて 説明する。
図 2 (b) に、図 5 (a)のような配置で光ファイバ一中にプラッグ爾斤軒 を するための ¾Sに凹溝 2 6と ΰ¾2 7の繰り返しパターンからなる做目マ スク 2 1の 向の^ ^断 βを示す。 このようなマスク 2 1の凹溝 2 6 と 7は、図 2 (a)の上画に示すように、電 レジストを^?した石 (図 4参 上を電子ビームの «泉 2 8力 ¾3溝 2 6に沿う方向へ向くよ うにラスタ一スキャンし nr ることにより凹溝 2 6を露光し、図に歯泉で示 すように、電子ビームのスキャンをプランクにすることにより ["}条 2 7力，さ れる。本発明に基づく: のマスク 2 1全体の露光は、図 2 (a) 中、二鉄印 で 方向 «2 6と酷2 7に幽な方向）へラスタ一スキャンを行い、上 記のように、 凹溝 2 6を描 べき位置においては、所定の^ ^徽（図の は 5本）だけ実際のスキャンを行い、次の i½2 7を描画すべき位置においては 同じ ^けスキヤンをプランクにし、 これ 的に多辦喿り返すことに より戸淀艮さの碰目マスク 2 H度に電 ^ S光する方法である。
すなわち、 図 6にネ試的に示すように、電 1、電 ¾1から腿された電 子ビーム 2を JR¾させる電子レンズ 3、 JR¾された電子ビーム 1 4を偏向させる 電 編向器 4、電 向器 4によって 1方向（X方向） に ¾させる IK¾S 子ビーム 1 4の ¾ ^向に ^する方向（Y方向） ^^動可能な描画ステージ 5 からなる電 :? ^鍋画装置を用いて、描画ステージ 5上に電 泉レジストを魏し た ヽらなる 目マスクブランク 1 0を載置する。 そして、描画ステージ 5を 向に する方向（Y方向）へ一^ gで送りながら、傲目マスクブ ランク 1 0上に JR¾S子ビーム 1 4で所 り返し間隔で ^向（X方向）へ 偏向して凹溝 2 6を電 鍋 ® る。
このとき、多露光 パターン繊にわたつて行い、繋ぎエラ一を«#"る o この顧を次に説明する。図 3は、異なるピッチ パターン 〜Ρ 5を 纖してピッチか H形ある 、は 泉形に; t勤口あるいは ϊ¾するバタ一ンを描 » る »を示す図であり、パターン 〜P 5 を臁 «画しながら纖していく。 このとき、 には繁ぎエラーにより各パターンの になる になる »が 本来の^値よりも狭くなつたり、広くなつたりする。 このような繋ぎエラ一が あると、 そのような微目マスクを用いてイ^されたファイバ、一グレーティング上 で特異 を开诚し、図 1 6との醒 明したように、本来のスぺクトル
なピ一クカ^ »じたり、チヤ一プドグレーティングにおいては、その ¾¾S
@m生に揺らぎ力性じ、光ファイバ一の分難償に用いる齢に觀な問題を生 図 1は、パターン P i と P 2間の驟を示した図である。 2 6 X は、エラ 一なし 画露光できた ^^iDP の最後の凹 (MM) を示し、 2 6 2 は エラ一なしで描画露光できた；^の p 2の最初の凹 m^) を示す。 また
、 2 6 3 は第 i回目に多露光された P iの最後の凹 «|) を示し、 2 6 4 は第 i回目に多露光されたときの P2の最初の凹»^騰泉） を示す。 また、 ΔΧ iは 2 6 の中 置 Xと 2 6 3 の中' 置 X iとの差を示し、 ΔΥ iは 2 6 2の中 置 γと 2 6 4の中 置 Y iとの差を示す。 なお、図 1は、 繰り返し方向、 »溝に沿う方向の両方向にエラ一力性じる；^を考慮し て図示してあるが、 繰り返し方向のみにエラー力性じる齢には、 ^？溝 に沿う方向! ¾©藉泉と礎泉の位置間に籍は生じない。
ここで、第 i回目に露光された ¾β ^だけを考えると、 P i と Ρ 2の間の繫ぎェ ラーは ΔΥ iー厶 X iで与えられる。 ところで、 的には、 N回の多薦光に より、パターンの繋ぎエラ一は （ΔΥ! + · · · +ΔΥΝ ) /Ν- (AXi + · • · +ΔΧΝ ) ΖΝになるが、 iが 2J¾_hの齢、編十的にこのエラ一 （AYi + · · · +ΔΥΝ ) ΖΝ - （厶 + · · · +ΔΧΝ ) /Νは、 ΔΥ! -ΔΧι よりも小さくなる確率が! ¾い。 これは、多露光により Ρ と Ρ 2の間の繫ぎェ ラ一は しゃすいことを する。 また、他のパターン間も同様であって、結 局、多 β光によって全体として紫ぎエラ一は' することになる。
この に、各ノ、"タ―ンは;！^よりも少な L、露; で^ S画繊を描画し、続 けて各パターンを^避でォ一バーラップさせて多難 U "る。オーバ一ラップ させ τ¾β "る Eifc^ i回の ¾ ^には、露; ¾βは の方 粉であり、ォー バーラップの回 ifc ^増えると共に、露:) は の方法に対して mfc^® 1とす る必要がある。 なお、描画は電^離 ir装置にて行ってもよく、 また、 レーザ光 描画装置にて行うこともできる。
具体例として、高 ¾R素雄を施して感光 f生を高めた ¾ ^フアイバ一を献 ファイバ一 2 2 (図 5) とし、上記の本発明の方法で纖的に露光し、 ΪΗ の工程を経てィ懷された長さ 3 5 mmのピッチが一定の傲目マスク 2 1を用いて 、図 5 (a) の配置で感光 f生フアイバ一 2 2のコア 2 2 Aに議屈折率の麵を もたらした。 ただし、 ^ 泉レーザ»、として、 アルゴン S HGレ一ザ觀: 2 4 4 nm) を用いた。 このようにして ^されたブラック 斤^寸き光ファ ィバ一の 生を図 9に示す（図 9の髒由は-腿、麵は である。 ) o図 1 6と赚すれば Ή月らかなように、 なピークは小さくなつている。
以下、上記做目マスク 2 1の itX程につい |¾明する。
S ^、。ターンデータとして、 0. 1 2 5 mのアドレスユニットからなり、 1 0本の趙 ヽらなる 1ピッチ^ ffl描画データを用 »る。縮尺は （^望の軒 ピッチ） / ( 0. 1 2 5 X 1 0 ) で与えられる。 この縮尺と ¾^ヽ。ターンデータ とを用いて、電 ¾¾¾画装置により透明 S¾_bに塗おされた電？1泉レジスト上を 描耐る。以下、 このような描画方法を用いた本発明の微目マスク i¾ ¾¾> l 難例を説明する。
図 4はこの難例の工程を示した断翻である。図 4中、 1 0は微目マスクの プランク、 11は石 ¾S¾、 12はクロム 12 はクロム»ヽ°ターン、 12Bはクロム ¾ 開口き 1 13は電^泉レジスト、 13 Aはレジストパターン 、 13 Bはレジスト開口 14は電 泉（ビーム）、 21は位目マスク、 26 は凹溝、 27は β¾である。
.まず、図 4 (a) に示すように、石難 l 1上に 15 OA厚のクロム薄膜 1 2をスパッ夕にて藤したブランクス 10を用意した。 クロム纏 12は、 L 程の電 泉レジスト 13に電子線 14を照射する際のチャージアップ防止に役立 ち、 ^^に凹溝 26をィ る it®マスクとなるものであるが、 クロム纖 エッチングにおける！^性の点でもその厚さの 卿は で、 100〜20 OA 厚が適当である。
次いで、図 4 (b) に示すように、電 ^泉レジスト 13としては、電 ^泉レジ ストを厚さ 400 nmに塗おし、乾燥した。
この後、図 4 (c) に示すように、電 泉レジスト 13を電 鍋画装置 ME BESIII (ETECネ j¾ にて、 ピッチが同じ凹溝と ώ^、らなる のパタ 一ンを させ 0. 6^C/cm2で描画し、続 Lヽてヽ もう一度同じハ。 ターンを 0. 6 ^C/cm2 ¾ね Tjffi画した。 このとき、描画の II酵は、図 7 に示すように逆の方向から行う。なお、 2度目の描画方向は、図 8に示すように 、 1度目と同じ方向でもよい。
露光後、 90 °Cで 5分間べーク （PEB : Pos t Ex o sure B a king) した後、 2. 38%·¾©ΤΜΑΗ (テトラメチルアンモニゥムハイ ドロオキサイド） で電 泉レジスト 13を現像し、図 4 (d) に示すような所望 のレジストハ。ターン 13 Aを开成した。なお、露光後のベ一ク （ΡΕΒ)は電子 ビーム 14力 された 的に Jigアップするためのものである。 次いで、 レジストパターン 13 Αをマスクとして、 CH2 C 12ガスを用いて ドライエッチングして、図 4 (e) に示すようなクロム ¾/、°ターン 12Aを形 成した。
次いで、図 4 ） に示すように、 クロム »、°ターン 12 Aをマスクとして CF4ガスを用いて:^^ 1を深さ 240 nmだけエッチングした。深さの Φ卿はエッチング诗間を葡御することにより; 深さ 2 0 0〜4 0 0 nmの 範囲で 卿してェッチングが可倉 ¾である。
この後、図 4 (g) に示すように、 7 0 °Cの βにてレジストパターン 1 3 A M 次いで、 図 4 (h) に示すように、硝鄉ニセリウムアンモニゥム溶 液によりクロム »、°ターン 1 2 Aをエッチングして^ ¾し、洗净処理を経て、 深さ 2 4 0 nm、 ピッチ 1. 0 7 ^mのライン （d^2 7 ) &スペース （[ΚΙ溝 2
6) の碰目マスク 2 1を^ ¾した。
この碰目マスクを使って、光ファイバ一のコア内に回折 ¾?¾f城し、 1. 5
5 m ^域な光 ファイバー内に し、 その励スぺクトルを計測し た。 その結 図 9のように、 ノィズ^カ«したスぺクトルを得ること力で きた。
H_bは、一様なピッチのファイバーグレーティングの スぺクトルを改善す る例であつたが、本発明を利用して、線开诺しくは 泉形にピッチカ鮮方向に 変ィはるチヤ一プドファイバ一グレーティングの 1¾樹生も改善することがで きる。 図 1 0〜図 1 2は、描画 [¾5《異なる のチヤ一プド 1¾目マスクを用 いて ^した線形チヤ一プドファイバ、一ダレ一ティングの ¾@ ^生を示したも のである。 これらの図の樾由は-藤、繊は相 ¾1 ^時間である。 これら線形 チヤ一プドファイバ一ダレ一ティングの長さは 1 0 O mm、帯域 (^ΜΙ) は 約 1 nmであり、應率は 9 9 %である。なお、傾に用いたチヤープド 目ド マスクは、
Λ ( i ) = (Λ0 +ΔΛΧ i ) Zn
(Λ ( i ) は i番目のパターンのピッチ、 nは光ファイバ一のコア屈折率） の式に従つてピッチが 1. 0 7 2 2〃 mから 1. 0 7 3 0 mへ! に変ィはる 1 0 0個のパターンを膨 (Jさせ τ®ϋ«し、 ±Κの一様なピッチの僦目マスク を ¾¾する と同様の工程 ^て したものであり、 図 1 0は¾*の
、すなわち、描画 1回のマスクによるものであり、 図 1 1は 2回の描画回 数のマスクによるものであり、図 1 2は描画 回のマスクによるものであ る。明らかに、描画 ΐϋ½)^くなるにつれて、 それから得た線形チヤ一プドファ ィバーグレーティングの 特 f生は滑らかになっている。図 1 3〜図 1 5はそ れぞれ図 1 0〜図 1 2における il^tt生を麵 Hfetさせて得た譜 、らのズレ を示したものであり、 li^^らぎを «している。 これらの図の ί凝由は ¾S、 纖由は!！:^^らぎである。図 1 3は!^^^らぎが土 1 5 p s¾gである力 図 1 4は ± 1 0 p s程度になっており、図 1 5は ± 1 0 p s以内になっている。
P ,本発明の光ファイバ一力 αχ¾¾目マスクの びその光ファイバ —力闘微目マスクを麵して欄されたブラッグ睡斤 寸き光ファイバ一を ¾例に基づい τΐ¾明してきたが、本発明はこれら «例に! ^されず、種々の 蔽か可能である。なお、 Jの発明においては、電 離画装置としてラスタ —スキャン型のものを用いるものとしたが、ベクタースキャン型のもの、 あるい は、 その他の のものを用いる ¾ ^にも、本発明 すること力できる。 の利用可能 f生
Jiの説明から明らかなように、本発明によると、凹溝と d^©幅の 一定 のネ織のパターンを ¾Sこ |Jしたマスクをィ懷する際に多露光するので、位 置精度のずれカ 均化さ それによつてピッチが異なるパタ一ンの 紫ぎエラ一力 J、さくなる。そのため、 ピッチカ 様なファイバ一グレーティング においては、 1>©ブラッグ觀の両側に なピーク力性じないため、 ¾M¾ 択 fe6 ¾_hする。 また、 ピッチ力泉开諾しくは 泉形に変ィはるいわゆるチヤ一 プドフアイバ一グレーティングにお L、ては、その S¾i»f生にお L、て揺らぎ力 ¾ 減さ 分謙譜 欄的に [¾±する。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 透明練の 1面に鮮状の凹溝と 繰り返レ、 °夕-ンが設けら^ その繰り返レ、。ターンによる を光ファイバ一に腿して異なる?嫩の 斤 目互の干 により光ファイバ一中に 斤鮮をィ懷する光ファイバ一力 πχ¾
1¾目マスクの^ 法にお L、て、 ピッチカ新ある 、は 泉形に i勤口あるいは減 少し、凹溝と 幅の] 定の癒の、。タ―ンを相互に IJしたマスクを作 製する際に、異なるピッチデータを パターン間の^^ ピッチと娜 lJ、° 夕一ン内のピッチとのずれを/ jヽさくするために多 β光することを とするフ アイバー力 lOTi ^目マスクの ίΙ¾·法。
2. 請求項 1にお、て、 USの異なるピッチデータを^ の/、。夕一ンを
Figure imgf000015_0001
同一方向に多 ることを鐘とする光ファィ バ—力 o! iffiマスクの ¾^法。
3. 請求項 1において、 Ι Εの異なるピッチデータを^ «のパターンを 膨 |Jして多 ¾S® ~る際に、 向に多 ることを とする光ファイバ —力 POT1¾目マスクの ^^法。
. 請求項 1から 3の何れか 1項にお ヽて、編 伏の凹溝と 繰り 返レ、 "ターンのピッチが 0. 8 5— 1. 2 5 mの間で変化していることを纖 とする光ファイバ一加: M碰目マスクの S¾ ¾法。
5. 請求項 1から 4の何れか 1項において、備 伏の凹溝と 繰り
Figure imgf000015_0002
光ファイバ—力 の魏勦 す る際に 目か ?rだけずれる大きさであることを とする光ファイバ一力 IOT 碰目マスクの S¾ ^法。
6 · 請求項 1から 5の何れか 1項において、 ltJf¾?伏の凹溝と 繰り 返レ タ一ンは、 1つの凹溝と ΰ¾6ヽらなる静 タ一ンの描画データを と し、その s*、°タ一ンの描画データの ϋ尺を変えて usのピッチが異なる凹溝と
£ ^ヽらなるパターン 的に描！ ^ることによりィ懷することを霞とする 光ファイバ一方 tOT碰目マスクの 法。
7. 請求項 6において、 1 3の軒状の凹溝と di^®繰り返レ ターンのピ ッチの位置に応じた変化は、光フアイバー中に條される回折^?®ピッチの変 化に応じて定めら 備^ ^、。夕一ンの描画データの縮尺に応じた変化により 与えられることを mとする光フアイバー力 マスク 法。
8. 請求項 1から 7の何れ力、 1項に：^、て、描画は電 鍋画装置にて行う ことを霞とする光ファイバ一力 tOTマスク ¾法。
9. 請求項 1カヽら 7の何れか 1項にお I、て、描画はレーザ 画装置にて行 うことを とする光ファイバ、一力 ΠΙ用マスク^ g¾法。
1 0. 請求項 1から 9の何れか 1項に纖の ¾i ^法によつ された光 ファイバ一力 tOTl¾目マスクを使用して されたことを «とするブラック Ή 折翻寸き光ファイバ一。
1 1. 請求項 1 0言 のブラック J¾ ^寸き光ファイバ一は、光ファイバ
—の分 途に自されるものであることを ¾とするブラック i格 寸 き光ファイバ一。
1 2. 請求項 1 1言 a¾のブラッグ 斤翻寸き光ファイバ一の s¾ ^^らぎ が士 1 0 p s以内になっていることを 15 [とするブラッグ回折 き光フアイ バ—„
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