WO2011125746A1 - 光モジュールおよび光検出方法 - Google Patents

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WO2011125746A1
WO2011125746A1 PCT/JP2011/058024 JP2011058024W WO2011125746A1 WO 2011125746 A1 WO2011125746 A1 WO 2011125746A1 JP 2011058024 W JP2011058024 W JP 2011058024W WO 2011125746 A1 WO2011125746 A1 WO 2011125746A1
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light
optical fiber
ultraviolet irradiation
ultraviolet
optical
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PCT/JP2011/058024
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周 鹿内
道弘 中居
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株式会社フジクラ
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    • 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
    • G02B6/02052—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising optical elements other than gratings, e.g. filters
    • 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
    • G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
    • G02B2006/02161—Grating written by radiation passing through the protective fibre 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2852—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using tapping light guides arranged sidewardly, e.g. in a non-parallel relationship with respect to the bus light guides (light extraction or launching through cladding, with or without surface discontinuities, bent structures)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre

Definitions

  • the present invention relates to an optical module including a light source such as a laser element and an optical fiber that propagates light emitted from the light source, and a light detection method for detecting light propagating through the optical fiber.
  • Optical fibers are used in a wide range of fields such as optical communications, fiber laser devices, and fiber sensing.
  • the purpose of the optical fiber is to confine light in its core and propagate light as a signal. For this reason, an optical fiber usually has a characteristic that a signal loss in light propagation is small.
  • the optical fiber has a small signal loss, that is, the amount of leaked light leaking directly from the optical fiber is very small, so it is practical to detect the leaked light directly. It was difficult.
  • a device that can positively extract light from the optical fiber is required so that light propagating through the optical fiber with small signal loss can be detected.
  • an optical monitoring optical fiber is disposed in the vicinity of the fusion-bonding point of the optical fiber to be measured, and leaks from the fusion-connection point of the optical fiber to be measured through the optical fiber for optical monitoring.
  • An optical power monitoring method for monitoring the power of light propagating through an optical fiber to be measured by measuring leakage light has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • leakage light leaking from a connection point existing in the optical fiber to be measured is received by the optical fiber for monitoring, and the light is guided to the light detection means for measurement. By doing so, the power of light propagating through the optical fiber to be measured is monitored.
  • a low refractive index portion having a lower refractive index than other portions is formed in the cladding portion.
  • the low refractive index part reflects part of the leaked light leaking from the core part to the clad part, and detects the reflected light from the low refractive index part on the opposite side of the low refractive index part.
  • sland type FBG sland type fiber grating
  • An optical monitor device for detecting a part of the diffracted light that has propagated has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
  • a sland type FBG is provided with a pattern composed of an ultraviolet irradiation region and a non-ultraviolet irradiation region, which has a length (typically, ⁇ / 2) as long as the wavelength ⁇ of the signal light.
  • the signal light is caused to interfere with the sland type FBG to generate the diffracted light described above.
  • the light detection means for monitoring the leaked light cannot be arranged at an arbitrary location, and is used for monitoring. There was also a problem of lack of convenience for the elderly.
  • phase mask an expensive diffraction grating called a phase mask
  • a light receiving element for detecting the diffracted light can be disposed only on the optical path of the diffracted light. Similar to the monitoring method, there is a problem that the convenience of the user for monitoring is lacking.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical module and a light detection method capable of suppressing an increase in manufacturing cost and improving user convenience. It is in.
  • an optical module includes a light source and an optical fiber having a core portion that propagates signal light emitted from the light source, and the core portion is a length of the core portion. And at least one ultraviolet irradiation region that is irradiated with ultraviolet rays of uniform intensity in the longitudinal direction along the direction, and the ultraviolet irradiation region is the signal when the signal light passes through the ultraviolet irradiation region. A part of the light is used to generate scattered light that is scattered radially from the ultraviolet irradiation region toward the outside of the optical fiber.
  • the “uniform strength in the longitudinal direction” is realized by the ultraviolet irradiation conditions without using the phase mask. Therefore, it can be said that the ultraviolet rays having “uniform intensity in the longitudinal direction” are ultraviolet rays that do not use a phase mask, that is, do not have an interference pattern.
  • At least one ultraviolet irradiation region irradiated with ultraviolet rays of uniform intensity in the longitudinal direction is arranged along the longitudinal direction of the core portion.
  • an increase in scattering center is induced by ultraviolet irradiation with uniform intensity in the longitudinal direction, and a part of the signal light incident on the core from the light source is directed to the outside of the optical fiber from the ultraviolet irradiation area. Scattered radially.
  • the light detection unit when detecting the scattered light scattered from the ultraviolet irradiation region, the light detection unit can be arranged in any radial direction centering on the ultraviolet irradiation region.
  • the ultraviolet irradiation region is irradiated with ultraviolet rays having a uniform intensity in the longitudinal direction, there is no need for a phase mask that diffracts and interferes with the ultraviolet rays when irradiating the ultraviolet irradiation region.
  • the light detection unit can be arranged in an arbitrary direction while suppressing an increase in the manufacturing cost of the optical module.
  • the light detection method according to the present invention is a light detection method using an optical fiber including at least one ultraviolet irradiation region irradiated with ultraviolet rays of uniform intensity in the longitudinal direction along the longitudinal direction of the core portion.
  • a determination step of determining that light is present.
  • At least one ultraviolet irradiation region is disposed along the longitudinal direction of the core portion and irradiated with ultraviolet rays having a uniform intensity in the longitudinal direction.
  • an increase in scattering center is induced by ultraviolet irradiation with uniform intensity in the longitudinal direction, and a part of the signal light incident on the core from the light source is directed to the outside of the optical fiber from the ultraviolet irradiation area. Scattered radially.
  • the light detection unit when detecting the scattered light scattered from the ultraviolet irradiation region, the light detection unit can be arranged in any radial direction centering on the ultraviolet irradiation region.
  • the ultraviolet irradiation region is irradiated with ultraviolet rays having a uniform intensity in the longitudinal direction, there is no need for a phase mask that diffracts and interferes with the ultraviolet rays when irradiating the ultraviolet irradiation region.
  • the light detection unit can be arranged in an arbitrary direction while suppressing an increase in the manufacturing cost of the optical module.
  • the optical module of the present invention includes a light source and an optical fiber having a core portion that propagates signal light emitted from the light source, and the core portion extends in the longitudinal direction along the longitudinal direction of the core portion.
  • the light detection method of the present invention is a light detection method using an optical fiber including at least one ultraviolet irradiation region irradiated with ultraviolet rays of uniform intensity in the longitudinal direction along the longitudinal direction of the core portion.
  • a detection step for detecting scattered light radially scattered from the ultraviolet irradiation region toward the outside of the optical fiber, and signal light that propagates through the optical fiber when the scattered light is detected in the detection step And a determination step of determining that there is.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of an optical module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1A is a top view of the optical module
  • FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG. is there.
  • the optical module 1 includes a light source 11 and an optical fiber 12 as shown in FIG.
  • the light source 11 for example, a semiconductor laser element can be used.
  • the light source 11 is connected to a laser driving device (not shown), and a driving current is input from the laser driving device.
  • the light source 11 has an emission surface that emits laser light, and the emission surface is disposed to face the tip of the optical fiber 12.
  • the light source 11 oscillates when a drive current is input from the laser driving device, and emits laser light from the emission surface by the oscillation.
  • the light source 11 may be a solid-state laser element in which an amplification medium crystal is disposed in a cavity in which a mirror is disposed, or may be an LED (light-emitting diode).
  • the optical fiber 12 includes a triple structure of a core portion 21, a cladding portion 22 outside the core portion 21, and a covering portion (not shown) covering them.
  • the optical axis of the laser light emitted from the light source 11 and the optical axis of the core part 21 of the optical fiber 12 are such that the laser light emitted from the light source 11 is introduced to the core part 21 of the optical fiber 12 as much as possible. It is aligned.
  • silica glass silicon dioxide: SiO 2
  • the refractive index of the core portion 21 is higher than the refractive index of the cladding portion 22. For this reason, the signal light which is the light incident on the core portion 21 from the light source 11 can propagate through the core portion 21 while being efficiently confined in the core portion 21.
  • the scattering region In general, when germanium (Ge) is added to the core portion of an optical fiber and an ultraviolet ray having a wavelength of about 240 nm (for example, 248 nm) is irradiated onto a partial region of the core portion, the refractive index of the partial region increases. It is known that the scattering center increases in a part of the region. It is generally considered that the two phenomena of increasing the refractive index and increasing the scattering center occur independently of each other.
  • the additive may be titanium oxide (TiO 2 ), boron (B), or the like.
  • the phenomenon of increasing the scattering center among the two phenomena described above is used. That is, a part of the core portion 21 of the optical fiber 12 is irradiated with ultraviolet rays, and the scattering center in the part of the region is increased. Then, the signal light is propagated to a region where the increase of the scattering center is induced, and at the time of the propagation, a part of the signal light is scattered in the region where the increase of the scattering center is induced. That is, scattered light scattered from the core portion 21 is generated.
  • the core portion 21 of the optical fiber 12 has at least one scattering region (ultraviolet irradiation region) 31 as shown in FIG.
  • the scattering region 31 is arranged so as to occupy a partial region of the core portion 21 along the longitudinal direction of the core portion 21, in other words, the waveguide direction of the signal light incident from the light source 11. Has been.
  • This scattering region 31 utilizes the phenomenon described above.
  • germanium is added to the core portion 21 of the optical fiber 12, and the concentration thereof is 3 to 3. 10 wt% is preferable.
  • the scattering region 31 is a region irradiated with ultraviolet rays along the longitudinal direction of the core portion 21, and is a region that is not irradiated with ultraviolet rays. It arrange
  • the signal light incident on the core portion 21 of the optical fiber 12 from the light source 11 propagates through the ultraviolet non-irradiated region 32 and reaches the interface between the ultraviolet non-irradiated region 32 and the scattering region 31. After passing through the interface, it propagates through the scattering region 31 and reaches the interface between the scattering region 31 and the ultraviolet non-irradiated region 33. Then, after passing through the interface, it propagates through the ultraviolet non-irradiated region 33 and the remaining region of the core portion 21 that follows.
  • the scattering region 31 scatters a part of the signal light based on the phenomenon described above when the signal light is incident on itself. Further, when the scattering region 31 scatters a part of the light, the scattering region 31 radiates in all directions around the scattering region 31, that is, scatters radially.
  • the scattering region 31 has a length L in the longitudinal direction of the core portion 21 as shown in FIG. This length L is longer than the wavelength of the signal light incident on the core portion 21 from the light source 11, and is preferably 1 to 50 mm.
  • the intensity of the ultraviolet light irradiated to the scattering region 31 is preferably 0.5 to 2 mJ / mm 2 , more preferably 1 mJ / mm 2 when the ultraviolet light is emitted from a pulse light source having a repetition frequency of 100 Hz. a mm 2.
  • the irradiation time of the ultraviolet rays is preferably 0.5 to 300 seconds, more preferably 30 seconds.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the light detection method according to the present embodiment.
  • the signal light incident on the core portion 21 of the optical fiber 12 from the light source 11 propagates through the ultraviolet non-irradiation region 32, the scattering region 31, and the ultraviolet non-irradiation region 33 in this order.
  • the scattered light scattered from the core portion 21 of the optical fiber 12 in this way is imaged using, for example, the imaging device 41 arranged at the upper right in FIG.
  • the result that the imaging device 41 has captured the scattered light means that the signal light propagates through the core portion 21 of the optical fiber 12.
  • the signal light is propagated to the core portion 21 of the optical fiber 12 based on the result that the imaging device 41 has captured the scattered light.
  • Such a determination may be performed through the eyes of the imaging result of the imaging device 41, or may be performed by a computer process based on the image processing result of the imaging result.
  • the imaging device 41 can be arranged in an arbitrary direction extending radially from the scattering region 31. As described above, the scattering region 31 scatters the scattered light in all directions around itself.
  • the imaging device 41a arranged at the upper left in FIG. 2 or the imaging device 41b arranged at the lower left in FIG. 2 is the imaging device 41c arranged at the lower right in FIG. Also, it becomes possible to image the scattered light.
  • the imaging devices 41 and 41 a to 41 c for detecting the scattered light are spread radially from the scattering region 31. It can be arranged in any direction.
  • the optical module 1 is stored in a housing (not shown) and the direction in which the imaging devices 41 and 41a to 41c can be arranged is limited, imaging is performed in the limited direction.
  • the devices 41, 41a to 41c can be arranged to detect the scattered light. By doing so, it is possible to improve the convenience of the user when confirming whether or not the signal light is actually propagating through the optical fiber 12.
  • the imaging device 41 arranged at the upper right in FIG. 2 the imaging device 41a arranged at the upper left in FIG. 2, the imaging device 41b arranged at the lower left in FIG. 2, and the lower right in FIG.
  • the imaging device 41c arranged is shown, the present embodiment is not limited to these positions.
  • the imaging devices 41, 41a to 41c may be arranged in arbitrary directions that radiate from the scattering region 31 so that the scattered light scattered radially from the scattering region 31 can be imaged.
  • the number of the imaging devices 41 and 41a to 41c for imaging the scattered light is not limited to one.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a method of forming the scattering region 31.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of forming an FBG as a comparative example of the scattering region 31.
  • the scattering region 31 is a partial region of the core portion 21 of the optical fiber 12 irradiated with the ultraviolet rays 53 as described above.
  • the ultraviolet rays 53 are applied to a region where the scattering region 31 is formed in the longitudinal direction of the core portion 21 of the optical fiber 12. For example, if the length of the scattering region 31 in the longitudinal direction of the core portion 21 is L, the ultraviolet rays 53 are irradiated to the core portion 21 through the mask 50 having a slit of length L.
  • the mask 50 for example, a combination of two masks 51 and 52 can be used. If it does so, it becomes possible to make the length L of the area
  • the combination of the two masks 51 and 52 is used, but of course, the number may be three or more. In short, it is only necessary that the length L of the region irradiated with the ultraviolet rays 53 in the longitudinal direction of the core portion 21 can be set accurately.
  • the covering portion is formed of a resin material or the like, and for example, a thermosetting silicone resin having a high ultraviolet transmittance can be used. Specific examples include dimethyl silicone resin.
  • the thermosetting silicone resin has a transmittance of about 90% with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 244 nm.
  • the ultraviolet ray 53 even if the ultraviolet ray 53 is irradiated through the covering portion, the ultraviolet ray 53 reaches the core portion 21 of the optical fiber 12. Therefore, when forming the scattering region 31 in the core portion 21 of the optical fiber 12, it is not necessary to remove the covering portion from the optical fiber 12.
  • the coating portion can be made of a UV-absorbing UV curable resin that is used for coating a general optical fiber.
  • a UV-absorbing UV curable resin that is used for coating a general optical fiber.
  • an epoxy-based or urethane acrylate-based ultraviolet curable resin can be used.
  • the coating part may be irradiated with an ultraviolet beam in a pulse shape, the coating part may be heated, and burned. Since the ablation is easily caused, the covering portion can be easily removed.
  • This ultraviolet irradiation can be performed by, for example, irradiating the coating portion with an ultraviolet beam such as an excimer laser in a pulse shape.
  • an FBG formation method will be described as a comparative example of the scattering region 31.
  • the method to form said FBG is demonstrated with respect to the optical fiber 112 which has the core part 121 and the clad part 122 of the same structure as the core part 21 and the clad part 22 of the optical fiber 11, respectively.
  • a phase mask 61 can be used when forming an FBG in the core portion 121 of the optical fiber 112.
  • the ultraviolet rays 62 are applied to the core portion 121 through the phase mask 61.
  • the ultraviolet rays 62 are diffracted by the periodic diffraction grating of the phase mask 61, and the + 1st order diffracted light and the ⁇ 1st order diffracted light interfere with each other to generate interference fringes. Moreover, the refractive index of the core part 121 of the part which produced this interference fringe rises. Note that second-order or higher-order diffracted light may be used as ultraviolet diffracted light.
  • phase mask 61 When an FBG is formed using such a phase mask 61, diffracted light from adjacent openings in the periodic diffraction grating of the phase mask 61 interferes with each other, so that each opening These images can be separated from each other.
  • the ultraviolet ray irradiation region 131 irradiated with the ultraviolet ray 62 is used with such a phase mask 61.
  • the other regions that are not irradiated with the ultraviolet rays 62 are controlled (drawn) with high accuracy.
  • the refractive index difference at the interface between the ultraviolet irradiation region 131 and the region not irradiated with the ultraviolet light 62 adjacent to each other is ⁇ n2.
  • the refractive index difference ⁇ n1 at the interface between the scattering region 31 and the ultraviolet non-irradiated region 32 and the refractive index difference ⁇ n1 at the interface between the scattering region 31 and the ultraviolet non-irradiated region 33 are It is very small. This is because the scattering region 31 is intended to increase the number of scattering centers that scatter a part of the signal light propagating through the scattering region 31. Therefore, as in the case of the FBG, the refraction is conspicuous in the scattering region 31. This is because it does not require rate change.
  • the increase in the refractive index induced in the scattering region 31 is smaller than the increase in the refractive index induced in the ultraviolet irradiation region 131 of the FBG.
  • the irradiation time and intensity of the ultraviolet rays 53 irradiated to the scattering region 31 and the irradiation time and intensity of the ultraviolet rays 62 irradiated to the ultraviolet irradiation region 131 of the FBG are respectively required purposes, that is, an increase in refractive index. Since the increase in scattering center is different from that of the scattering center, it is completely different.
  • phase mask 61 When the FBG is formed, the phase mask 61 described above is used. This phase mask 61 is very expensive due to the cost required for forming the fine periodic diffraction grating. .
  • the FBG is a sland type FBG, for example, a state in which the periodic diffraction grating formed in the phase mask 61 shown in FIG. 4 is arranged so as to be inclined with respect to the optical axis direction of the optical fiber 112. Then, the core 121 of the optical fiber 112 is irradiated with ultraviolet light through the phase mask 61.
  • the alignment accuracy between the phase mask 61 and the optical fiber 112 is required to be very high. This is also one of the factors that increase the FBG formation cost.
  • a mask 50 provided with slits may be used to form the scattering region 31. Since the mask 50 is simply provided with slits, it is less expensive than the phase mask 61 described above. Is.
  • the formation cost of the scattering region 31 is lower than the formation cost of the FBG.
  • the FBG diffracts part of the signal light propagating through itself, but the diffracted light is radiated in the diffraction direction of the FBG. Therefore, the diffracted light diffracted from the core portion 121 of the optical fiber 112 is radiated only in a predetermined direction centered on the FBG.
  • the light detector when it is attempted to detect the diffracted light of the FBG, the light detector can be arranged only in the diffraction direction of the diffracted light.
  • the scattering region 31 radiates a part of the signal light propagating through itself in all directions around itself, that is, scatters radially.
  • the light detection unit can be arranged in an arbitrary direction centering on the scattering region 31, unlike the case of FBG.
  • the interference fringes of the ultraviolet rays 62 by the periodic diffraction grating of the phase mask 61 are used. This is because the FBG has a fine structure in which an ultraviolet irradiation region 131 irradiated with the ultraviolet rays 62 and other regions not irradiated with the ultraviolet rays 62 are repeatedly arranged.
  • the scattering region 31 has a length L in the longitudinal direction of the core portion 21, and the length L is the wavelength of the signal light incident on the core portion 21 from the light source 11. Is longer.
  • the scattering region 31 may be irradiated with the ultraviolet ray 53 having a uniform intensity in the longitudinal direction of the core portion 21.
  • phase mask 61 is not necessary.
  • the above “uniform strength in the longitudinal direction” means that the intensity of the ultraviolet rays 53 is uniform along the longitudinal direction of the core portion 21. As described above, this “uniform strength in the longitudinal direction” is realized by the ultraviolet irradiation condition without using the phase mask. For this reason, the ultraviolet ray 53 having “uniform intensity in the longitudinal direction” can be referred to as an ultraviolet ray 53 that does not use a phase mask, that is, has no interference pattern.
  • the scattering region 31 shown in FIG. 3 and the ultraviolet irradiation region 131 shown in FIG. 4 are completely different in configuration and effect. .
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an optical module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the optical module 2 according to the present embodiment includes a light source 11a, a light source 11b, a light source 11c, a light source 11d, an optical fiber 12a, an optical fiber 12b, an optical fiber 12c, and an optical fiber 12d.
  • the light source 11a makes signal light enter the core portion 21a of the optical fiber 12a.
  • the light source 11b makes the signal light incident on the core portion 21b of the optical fiber 12b.
  • the light source 11c makes signal light incident on the core portion 21c of the optical fiber 12c.
  • the light source 11d makes signal light incident on the core portion 21d of the optical fiber 12d.
  • each of the light source 11a, the light source 11b, the light source 11c, and the light source 11d and the optical fiber 12a, the optical fiber 12b, the optical fiber 12c, and the optical fiber 12d have a one-to-one correspondence.
  • the optical fiber 12a has one scattering region 31a in its core portion 21a.
  • the optical fiber 12b has two scattering regions 31b in its core portion 21b.
  • the optical fiber 12c has three scattering regions 31c in its core portion 21c.
  • the optical fiber 12d has four scattering regions 31d in its core portion 21d.
  • each of the optical fiber 12a, the optical fiber 12b, the optical fiber 12c, and the optical fiber 12d has a scattering region arrangement pattern in which the respective scattering regions 31a, 31b, 31c, and 31d are arranged. These arrangement patterns are unique to each of the optical fiber 12a, the optical fiber 12b, the optical fiber 12c, and the optical fiber 12d.
  • the detection result of the scattered light scattered from each of the optical fibers 12a, 12b, 12c, and 12d is different for each of the optical fibers 12a, 12b, 12c, and 12d.
  • the optical fiber 12a scatters scattered light radially from one scattering region 31a.
  • the optical fiber 12b scatters scattered light radially from each of the two scattering regions 31b.
  • the optical fiber 12c scatters scattered light radially from each of the three scattering regions 31c.
  • the optical fiber 12d scatters scattered light radially from each of the four scattering regions 31d.
  • each of the optical fibers 12a, 12b, 12c and 12d is detected using the imaging device 41 as described in FIG. 2, each of the optical fibers 12a, 12b, 12c and The detection result of the scattered light from 12d becomes a different detection pattern for each optical fiber 12a, 12b, 12c, and 12d.
  • the optical detection as described above can be simultaneously performed for each of the optical fibers 12a, 12b, 12c, and 12d. Is possible.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an optical module according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the optical module 3 according to this embodiment includes a light source 11e, an optical fiber 12e, a light detection unit 71, and a determination unit 72.
  • the light detection unit 71 may be a PD, for example.
  • the light detection unit 71 detects the scattered light.
  • the light detector 71 can be arranged in any radial direction centered on the scattering region 31e. This is because the scattered light scattered from the scattering region 31e is scattered radially with the scattering region 31e as the center, as described above.
  • the light source 11e, a part of the optical fiber 12e on the light source 11e side, the light detection unit 71, and the determination unit 72 are stored in a housing (not shown).
  • the degree of freedom may be small. Even in such a case, the light detection unit 71 can be disposed at a position where the scattered light scattered from the scattering region 31e can be detected.
  • the determination unit 72 determines the presence or absence of signal light propagating through the core portion 21e of the optical fiber 12e based on the detection result from the light detection unit 71. When the determination unit 72 receives the detection result that the scattered light is detected from the light detection unit 71, the determination unit 72 determines that the signal light propagates through the core portion 21e of the optical fiber 12e based on the detection result. To do.
  • the determination unit 72 performs image processing on the imaging result of the imaging device 41 and determines the presence or absence of signal light based on the image processing result. May be. In this case, for example, under the condition where the signal light propagates through the core portion 21e of the optical fiber 12e, the scattered light from the scattering region 31e is imaged by the imaging device 41, and a reference image is formed by image processing the imaging result. You just have to. If it does so, the determination part 72 can perform said determination by the comparison with the reference
  • the amount of the scattered light is based on at least one of the length of the ultraviolet irradiation region in the longitudinal direction, the ultraviolet intensity of the ultraviolet irradiation, and the irradiation time of the ultraviolet irradiation. Preferably, it is determined.
  • the amount of scattered light scattered from the ultraviolet irradiation region can be determined based on at least one of the length of the ultraviolet irradiation region, the ultraviolet intensity of the ultraviolet irradiation, and the irradiation time of the ultraviolet irradiation. Therefore, the amount of scattered light can be adjusted efficiently.
  • the length of the ultraviolet irradiation region in the longitudinal direction is preferably longer than the wavelength of the signal light.
  • the ultraviolet intensity of the ultraviolet irradiation is preferably uniform within the ultraviolet irradiation surface of the core portion irradiated with the ultraviolet light.
  • the increase of the scattering center induced in the ultraviolet irradiation region becomes uniform in the region, and the scattered light can be scattered uniformly in any radial direction centering on the ultraviolet irradiation region.
  • a light detection unit that is disposed outside the optical fiber and that detects the scattered light is further provided, and the light detection unit is disposed in an arbitrary direction extending radially from the ultraviolet irradiation region.
  • the light source includes a plurality of light sources
  • the optical fiber includes a plurality of optical fibers that correspond one-to-one to the plurality of light sources, and the plurality of optical fibers are different from each other in each core portion.
  • the light detection unit is configured to detect the scattered light scattered from each of the ultraviolet irradiation regions of each of the core portions of the plurality of optical fibers. preferable.
  • the ultraviolet irradiation region is arranged in each core portion based on a unique arrangement pattern.
  • the presence or absence of signal light propagating through each of the plurality of optical fibers can be determined.
  • the present invention can be used for optical modules used for fiber lasers, LD modules, and the like.

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Abstract

　本発明の光モジュール（１）は、光源（１１）と、光源（１１）から出射された信号光を伝播するコア部（２１）を有する光ファイバ（１２）とを備える。コア部（２１）は、コア部（２１）の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの散乱領域（３１）を含み、散乱領域（３１）は、信号光が散乱領域（３１）を通過するときに、信号光の一部を用いて、散乱領域（３１）から光ファイバ（１２）の外部に向かって放射状に散乱される散乱光を生成する。

Description

光モジュールおよび光検出方法
　本発明は、レーザ素子等の光源とその光源から出射された光を伝播する光ファイバとを備えた光モジュール、および、その光ファイバを伝播する光を検出する光検出方法に関するものである。
　光ファイバは光通信、ファイバレーザ装置、ファイバセンシングといった広い分野で利用されている。光ファイバはそのコア部に光を閉じ込め、信号として光を伝播させることを目的とする。このため、光ファイバは、光の伝播における信号ロスが小さいという特徴を持つのが通常である。
　一方、光通信に用いられる光通信網の保守や、ファイバレーザ、ファイバセンシングといった光ファイバを用いた光ファイバ機器を構成する光源や光回路の故障判定を行なう場合、光ファイバを伝播する光をその外部から検出することが必要となる機会が多い。
　なぜなら、このような保守や故障判定では、光通信網や光ファイバ機器を実際に稼動させ、その稼動の際に光が光ファイバを実際に伝播しているかどうかについて、確認する必要があるからである。
　しかし、上で述べたように、光ファイバは信号ロスが小さい、つまり、光ファイバからから直接漏れ出す漏れ光の光量が微量であることから、その漏れ光を直接検出することは現実的には困難であった。
　したがって、信号ロスの小さい光ファイバを伝播する光を検出できるよう、光ファイバから積極的に光を取り出すことができる工夫が必要であった。
　このような状況を考慮して、被測定光ファイバの融着接続点の近傍に光モニタ用光ファイバを配置し、該光モニタ用光ファイバを通して、被測定光ファイバの融着接続点から漏れ出す漏れ光を測定することで、被測定光ファイバを伝播する光のパワーをモニタする光パワーモニタ方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
　この光パワーモニタ方法では、被測定光ファイバに存在する接続点から漏れ出す漏れ光をモニタ用光ファイバで受光し、該光を光検出手段に導いて測定する。そうすることにより、被測定光ファイバを伝播する光のパワーをモニタする。
　また、コア部からクラッド部に漏れ出す光の一部を取り出し、取り出された光を受光素子で電気信号に変換する光導波路モニタ方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
　この光導波路モニタ方法では、クラッド部にその他の部分より屈折率の低い低屈折率部を形成する。低屈折率部はコア部からクラッド部に漏れ出した漏れ光の一部を反射し、低屈折率部と反対側で低屈折率部による反射光を検出する。
　さらに、光ファイバに紫外線照射を行なうことにより、光ファイバのコアにスランド型ファイバグレーティング（ＳＦＢＧ：Slanted Fiber Bragg Grating）（以下、「スランド型ＦＢＧ」と呼ぶ。）を形成し、そのスランド型ＦＢＧを伝播した光の一部の回折光を検出する光モニタデバイスが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
　この光モニタデバイスでは、信号光の波長λと同程度の長さ（典型的にはλ／２）を持つ、紫外線照射領域と紫外線非照射領域とからなるパターンをスランド型ＦＢＧに持たせ、その信号光をスランド型ＦＢＧにより干渉させることにより、上で述べた回折光を生成する。
日本国公開特許公報「特開２００６－２９２６７４号公報（２００６年１０月２６日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００５－１２８０９９号公報（２００５年５月１９日公開）」 日本国公開特許公報「特開平１１－１３３２５５号公報（１９９９年５月２１日公開）」
　しかしながら、上記の特許文献１に開示された光パワーモニタ方法では、被測定光ファイバの融着接続点の接続損失に起因して、その融着接続点から漏れ出す漏れ光を光モニタ用光ファイバで受光している。このため、上記の接続損失が小さいと、その接続損失に起因して生じる漏れ光の光量も少なくなり、その漏れ光をモニタできなくなるといった課題があった。
　また、漏れ光の生成が上記の接続損失に起因することから、このような漏れ光の光量を調整することができないといった課題もあった。
　さらに、融着接続点から漏れ出す漏れ光の漏れ方向を調整することができないため、その漏れ光をモニタするための光検出手段を任意の場所に配置することができず、モニタする際の利用者の利便性を欠くといった課題もあった。
　上記の特許文献２に開示された光導波路モニタ方法では、コア部からクラッド部に漏れ出した光を取り出し、受光するため、その光量が必然的に少ないものとなり、上記の特許文献１の光パワーモニタ方法と同様、その取り出された光をモニタできない場合があるといった課題があった。
　上記の特許文献３に開示された光モニタデバイスでは、スランド型ＦＢＧを形成する際、コア部に紫外線を照射する領域と紫外線を照射しない領域とを高精度に制御（描画）しなければならない。なぜなら、スランド型ＦＢＧを形成するには、複数の紫外線を互いに干渉させ、紫外線の波長よりも短い長さを持つパターンを形成しなければならないからである。
　このため、典型的には位相マスクと呼ばれる高価な回折格子を利用しなければならず、光モニタデバイスの製造コストの増大を招くといった課題があった。
　また、スランド型ＦＢＧを形成する際、光ファイバを傾斜させ、上記の描画を行なう必要があり、そのアライメント精度は非常に高いものが要求される。そのことも上記の製造コスト増大の要因の１つとなってしまうという課題もあった。
　さらに、スランド型ＦＢＧからの回折光を検出するためには、その回折光を検出するための受光素子をその回折光の光路上にしか配置することができず、上記の特許文献１の光パワーモニタ方法と同様、モニタする際の利用者の利便性を欠くといった課題もあった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストの上昇を抑制し、且つ、利用者の利便性を向上させることができる光モジュールおよび光検出方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明に係る光モジュールは、光源と、上記光源から出射された信号光を伝播するコア部を有する光ファイバとを備え、上記コア部は、上記コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含み、上記紫外線照射領域は、上記信号光が上記紫外線照射領域を通過するときに、上記信号光の一部を用いて、上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を生成する。
　ここで、「長手方向に均一な強度」は、位相マスクを用いない紫外線照射条件によって実現されるものである。このため、この「長手方向に均一な強度」の紫外線は、位相マスクを用いない、つまり、「干渉パターンを持たない」紫外線ともいえる。
　上記の光モジュールでは、コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域が配置されている。
　紫外線照射領域は、長手方向に均一な強度の紫外線照射による散乱中心の増加が誘起されており、光源からコア部に入射された信号光の一部を、紫外線照射領域から光ファイバの外部に向かって放射状に散乱する。
　このため、紫外線照射領域から散乱される散乱光を検出する際、その光検出部を、紫外線照射領域を中心とする放射状の任意の方向に配置することができる。
　また、紫外線照射領域は、長手方向に均一な強度の紫外線が照射されることから、紫外線照射領域に紫外線を照射する際、紫外線を回折し、干渉させる位相マスクを要することはない。
　したがって、光モジュールの製造コストの上昇を抑えつつ、光検出部を任意の方向に配置することができるといった利用者の利便性を向上させることができる。
　本発明に係る光検出方法は、コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含む光ファイバを用いた光検出方法であって、上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を検出する検出工程と、上記検出工程において上記散乱光が検出できたときに、上記光ファイバを伝播する信号光が存在するとの判定をする判定工程とを備える。
　上記の光検出方法では、コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域が配置されている。
　紫外線照射領域は、長手方向に均一な強度の紫外線照射による散乱中心の増加が誘起されており、光源からコア部に入射された信号光の一部を、紫外線照射領域から光ファイバの外部に向かって放射状に散乱する。
　このため、紫外線照射領域から散乱される散乱光を検出する際、その光検出部を、紫外線照射領域を中心とする放射状の任意の方向に配置することができる。
　また、紫外線照射領域は、長手方向に均一な強度の紫外線が照射されることから、紫外線照射領域に紫外線を照射する際、紫外線を回折し、干渉させる位相マスクを要することはない。
　したがって、光モジュールの製造コストの上昇を抑えつつ、光検出部を任意の方向に配置することができるといった利用者の利便性を向上させることができる。
　本発明の光モジュールは、光源と、上記光源から出射された信号光を伝播するコア部を有する光ファイバとを備え、上記コア部は、上記コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含み、上記紫外線照射領域は、上記信号光が上記紫外線照射領域を通過するときに、上記信号光の一部を用いて、上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を生成する。
　本発明の光検出方法は、コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含む光ファイバを用いた光検出方法であって、上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を検出する検出工程と、上記検出工程において上記散乱光が検出できたときに、上記光ファイバを伝播する信号光が存在するとの判定をする判定工程とを備える。
　それゆえ、製造コストの上昇を抑制し、且つ、利用者の利便性を向上させることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す図であり、（ａ）は、その光モジュールの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る光検出方法を説明するための説明図である。 上記光モジュールの光ファイバのコア部に配置された散乱領域の形成方法を説明するための説明図である。 ＦＢＧの形成方法を説明するための説明図である。 本発明の他の実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光モジュールの概略構成を示す図である。
　（実施形態１）
　本発明の一実施形態について図１～図４に基づいて説明すれば、次の通りである。以下の特定の実施形態で説明すること以外の構成は、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の実施形態で説明する構成と同じである。また、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
　図１は、本発明の実施形態１に係る光モジュールの概略構成を示す図であり、（ａ）は、その光モジュールの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部の拡大図である。
　本発明の一実施形態に係る光モジュール１は、図１の（ａ）に示すように、光源１１と、光ファイバ１２とを備えている。
　光源１１は、例えば半導体レーザ素子を用いることができる。この場合、光源１１は、レーザ駆動装置（図示省略）に接続されており、そのレーザ駆動装置から駆動電流が入力される。光源１１は、レーザ光を出射する出射面を有しており、その出射面は光ファイバ１２の先端部に対向するように配置されている。光源１１は、レーザ駆動装置から駆動電流が入力されることで発振し、その発振により出射面からレーザ光を出射する。また、光源１１は、ミラーを配置したキャビティ内に増幅媒体結晶を配置した固体レーザ素子であってもよいし、ＬＥＤ（light emitting diode）であってもよい。
　光ファイバ１２は、コア部２１と、そのコア部２１の外側のクラッド部２２と、それらを覆う被覆部（図示省略）の３重構造を備える。そして、光源１１から出射されるレーザ光が光ファイバ１２のコア部２１に最大限導入されるよう、光源１１から出射されるレーザ光の光軸と光ファイバ１２のコア部２１の光軸とが調芯されている。
　光ファイバ１２のコア部２１およびクラッド部２２は、例えばシリカガラス（二酸化珪素：ＳｉＯ２）を用いることができる。コア部２１の屈折率はクラッド部２２の屈折率よりも高くなっている。このため、光源１１からコア部２１に入射される光である信号光は、コア部２１に効率よく閉じ込められつつ、コア部２１を伝播することができる。
　（散乱領域）
　一般に、光ファイバのコア部にゲルマニウム（Ｇｅ）を添加し、波長２４０ｎｍ（例えば、２４８ｎｍ）付近の紫外線をコア部の一部の領域に照射すると、その一部の領域の屈折率が上昇するとともに、その一部の領域に散乱中心が増加することが知られている。この屈折率上昇と散乱中心の増加という２つの現象は、互いに独立に発生するものと一般的に考えられている。また、添加物は、ゲルマニウムの他、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ホウ素（Ｂ）等であっても良い。
　本実施形態に係る光モジュール１においては、上で述べた２つの現象のうち、散乱中心の増加という現象を利用する。すなわち、光ファイバ１２のコア部２１の一部の領域に紫外線を照射し、その一部の領域の散乱中心を増加させる。そして、この散乱中心の増加が誘起された領域に信号光を伝播させ、その伝播の際、その散乱中心の増加が誘起された領域で信号光の一部を散乱させる。すなわち、コア部２１から散乱される散乱光を生成する。
　光ファイバ１２のコア部２１は、図１の（ａ）に示すように、少なくとも１つの散乱領域（紫外線照射領域）３１を有している。この散乱領域３１は、コア部２１の長手方向、別の言い方をすれば、光源１１から入射される信号光の導波方向、に沿って、コア部２１の一部の領域を占めるように配置されている。
　この散乱領域３１は、上で述べた現象を利用するものであり、先ず、光ファイバ１２のコア部２１には、上で述べたように、ゲルマニウムが添加されており、その濃度は、３～１０ｗｔ％が好ましい。
　そして、散乱領域３１は、図１の（ｂ）に示すように、コア部２１の長手方向に沿って紫外線照射が照射された領域であり、上記の紫外線が照射されていない領域である紫外線非照射領域３２および紫外線非照射領域３３に挟まれるように配置されている。
　このため、光源１１から光ファイバ１２のコア部２１に入射された信号光は、例えば、紫外線非照射領域３２を伝播し、紫外線非照射領域３２と散乱領域３１との間の界面に到達する。その界面の通過後、散乱領域３１を伝播し、散乱領域３１と紫外線非照射領域３３との間の界面に到達する。そして、その界面の通過後、紫外線非照射領域３３およびそれに続くコア部２１の残余の領域を伝播していく。
　散乱領域３１は、自身に信号光が入射されると、上で述べた現象に基づき、その信号光の一部を散乱する。また、散乱領域３１は、その一部の光を散乱する際、散乱領域３１を中心として四方八方に放射する、つまり、放射状に散乱する。
　散乱領域３１は、図１の（ｂ）に示したように、コア部２１の長手方向において長さＬを有している。この長さＬは、光源１１からコア部２１に入射される信号光の波長よりも長く、１～５０ｍｍが好ましい。
　また、散乱領域３１に照射される紫外線の強度は、その紫外線が１００Ｈｚの繰り返し周波数を持つパルス光源から出射されたものである場合、０．５～２ｍＪ／ｍｍ２が好ましく、より好ましくは１ｍＪ／ｍｍ２である。
　さらに、その紫外線の照射時間は、０．５～３００秒が好ましく、より好ましくは３０秒である。
　（光検出方法）
　次に、本発明の一実施形態に係る光検出方法について説明する。図２は、本実施形態に係る光検出方法を説明するための説明図である。
　上で述べたように、光源１１から光ファイバ１２のコア部２１に入射された信号光は、紫外線非照射領域３２、散乱領域３１、紫外線非照射領域３３を、この順で伝播する。
　このとき、図２に示すように、散乱領域３１は、自身に信号光が入射され、伝播する際、その信号光の一部を放射状に散乱する。
　このようにして光ファイバ１２のコア部２１から散乱された散乱光は、例えば、図２における右上に配置された撮像装置４１を用いて撮像される。撮像装置４１がこの散乱光を撮像できたとの結果は、光ファイバ１２のコア部２１を信号光が伝播することを意味するものである。
　したがって、撮像装置４１がこの散乱光を撮像できたとの結果を基に、光ファイバ１２のコア部２１に信号光が伝播しているとの判定をすることができる。
　このような判定は、撮像装置４１の撮像結果を人の目を通して行っても良いし、その撮像結果を画像処理し、その画像処理結果に基づくコンピュータ処理で行なっても構わない。
　また、本実施形態に光検出方法では、図２に示したように、撮像装置４１を散乱領域３１から放射状に広がる任意の方向に配置することができる。上で述べたように、散乱領域３１は、自身を中心とする四方八方に散乱光を散乱する。
　このため、図２における左上に配置された撮像装置４１ａであっても、図２における左下に配置された撮像装置４１ｂであっても、図２における右下に配置された撮像装置４１ｃであっても、上記の散乱光を撮像することが可能となる。
　すなわち、利用者は、信号光が光ファイバ１２を実際に伝播しているかどうかについて確認する場合に、上記の散乱光を検出するための撮像装置４１、４１ａ～４１ｃを散乱領域３１から放射状に広がる任意の方向に配置することができる。
　したがって、例えば、光モジュール１が筐体（図示省略）の内部に格納されており、上記の撮像装置４１、４１ａ～４１ｃが配置可能な方向が限定される場合でも、その限定された方向に撮像装置４１、４１ａ～４１ｃを配置し、上記の散乱光を検出することができる。そうすることにより、信号光が光ファイバ１２を実際に伝播しているかどうかについて確認する場合における利用者の利便性を向上することができる。
　なお、図２では、図２における右上に配置された撮像装置４１、図２における左上に配置された撮像装置４１ａ、図２における左下に配置された撮像装置４１ｂ、および、図２における右下に配置された撮像装置４１ｃについて示したが、本実施形態はこれらの位置に限られるものではない。要は、散乱領域３１から放射状に散乱される散乱光を撮像できるよう、散乱領域３１から放射状に広がる任意の方向に撮像装置４１、４１ａ～４１ｃを配置すればよい。
　また、上記の散乱光を撮像する撮像装置４１、４１ａ～４１ｃは１つに限られるものではない。例えば、図２における右上に配置された撮像装置４１と、図２における左下に配置された撮像装置４１ｂといった、互いに異なる方向に配置された２つの撮像装置４１および４１ｂを用いてもよい。この場合、上記の散乱光の撮像をより確実に行なうことが可能となる。
　（散乱領域の形成方法）
　次に、散乱領域３１の形成方法について説明する。図３は、散乱領域３１の形成方法を説明するための説明図である。また、図４は、散乱領域３１の比較例として、ＦＢＧの形成方法を説明するための説明図である。
　図３に示すように、散乱領域３１は、上で述べたような紫外線５３が照射された、光ファイバ１２のコア部２１の一部の領域である。紫外線５３は、光ファイバ１２のコア部２１の長手方向において散乱領域３１が形成される領域に照射される。例えば、散乱領域３１のコア部２１の長手方向に長さがＬであれば、紫外線５３は、長さＬのスリットを持つマスク５０を通して、コア部２１に照射されることになる。
　ここで、紫外線は、上で述べたようなスリットを通過する際、その回折作用により、スリットの長さよりも広がる傾向にある。
　このため、マスク５０は、例えば、２枚のマスク５１および５２の組み合わせを用いることができる。そうすれば、コア部２１の長手方向において紫外線５３が照射される領域の長さＬをより正確に所望の値にすることが可能となる。
　図３では、２枚のマスク５１および５２の組み合わせを用いたが、もちろん、３枚であっても、それ以上の枚数でも構わない。要は、コア部２１の長手方向において紫外線５３が照射される領域の長さＬを正確に設定することができれば良い。
　なお、上で述べたように、光ファイバ１２のコア部２１およびクラッド部２２は、被覆部で被われている。この被覆部は樹脂材料等で形成されており、例えば、紫外線の透過率の高い熱硬化型のシリコーン樹脂を用いることができる。具体的には、ジメチルシリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化型のシリコーン樹脂は、波長２４４ｎｍの紫外線に対して、約９０％程度の透過率を有する。
　この場合であれば、被覆部を通して紫外線５３を照射しても、紫外線５３は光ファイバ１２のコア部２１に到達する。したがって、光ファイバ１２のコア部２１に散乱領域３１を形成する際、光ファイバ１２から被覆部を除去する必要はない。
　一方、被覆部は、上で述べた紫外線の透過率の高い樹脂に代えて、一般的な光ファイバの被覆に用いられる紫外線吸収性で、紫外線硬化型樹脂を用いることができる。好ましくはエポキシ系またはウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を用いることができる。
　この場合、光ファイバ１２のコア部２１に散乱領域３１を形成する際、光ファイバ１２から被覆部を除去する必要がある。例えば、被覆部に紫外線ビームをパルス状に照射し、被覆部を加熱し、燃焼させればよい。簡単にアブレーションを起こすため、被覆部を容易に取り除くことができる。この紫外線の照射は、例えばエキシマレーザ等の紫外線ビームをパルス状に被覆部に照射することにより可能である。
　ここで、散乱領域３１の比較例として、ＦＢＧの形成方法について説明する。以下では、光ファイバ１１のコア部２１およびクラッド部２２のそれぞれと同一の構造のコア部１２１およびクラッド部１２２を有する光ファイバ１１２に対して、上記のＦＢＧを形成する方法について説明する。
　図４に示すように、光ファイバ１１２のコア部１２１にＦＢＧを形成するときには、位相マスク６１を用いることができる。紫外線６２は、この位相マスク６１を通してコア部１２１に照射される。
　ＦＢＧを形成するとき、位相マスク６１の周期的な回折格子によって紫外線６２が回折し、＋１次回折光と、－１次回折光とが干渉して干渉縞を生じる。また、この干渉縞を生じた部分のコア部１２１の屈折率が上昇する。なお、紫外線の回折光としては、２次以上の回折光を用いても良い。
　このような位相マスク６１を用いてＦＢＧを形成するときには、位相マスク６１の上記の周期的な回折格子における隣り合った開口部からの回折光を互いに干渉させ、そうすることにより、それぞれの開口部の像を互いに分離可能とする。
　すなわち、複数の回折光を互いに干渉させ、紫外線６２の波長よりも短い長さを持つパターンを形成するために、このような位相マスク６１を用いて、紫外線６２が照射される紫外線照射領域１３１と、紫外線６２が照射されないその他の領域とを高精度に制御（描画）する。
　ここで、このようなＦＢＧと散乱領域３１との違いについて説明する。
　（１）ＦＢＧでは、光ファイバ１１２のコア部１２１の屈折率変化を顕著に起こすことが要求されている。図４では、そのＣ部に示すように、互いに隣接し合う、紫外線照射領域１３１と紫外線６２が照射されない領域との界面における屈折率差は、Δｎ２となっている。
　上で述べたように、本実施形態においては、散乱領域３１と紫外線非照射領域３２との界面における屈折率差Δｎ１や散乱領域３１と紫外線非照射領域３３との界面における屈折率差Δｎ１は、非常に小さいものとなっている。これは、散乱領域３１は、自身を伝播する信号光の一部を散乱する散乱中心を増加させることを目的とするものであり、そのため、ＦＢＧの場合のように、散乱領域３１に顕著な屈折率変化を要求するものではないからである。
　したがって、散乱領域３１に誘起される屈折率の上昇は、ＦＢＧの紫外線照射領域１３１に誘起される屈折率上昇と比較して、小さいものとなる。
　すなわち、散乱領域３１に照射される紫外線５３の照射時間および強度と、ＦＢＧの紫外線照射領域１３１に照射される紫外線６２の照射時間および強度とは、それぞれに要求される目的、つまり、屈折率上昇と散乱中心の増加とが異なる以上、全く異なるものとなる。
　（２）ＦＢＧを形成するときには、上で述べた位相マスク６１を利用するが、この位相マスク６１は、その微細な周期的な回折格子の形成に要するコスト等から、非常に高価なものである。
　さらに、ＦＢＧをスランド型ＦＢＧとする場合、例えば、図４に示す位相マスク６１に形成されている周期的な回折格子が、光ファイバ１１２の光軸方向に対して斜めになるように配置した状態で、この位相マスク６１を介して光ファイバ１１２のコア部１２１に紫外光を照射する。
　この場合、位相マスク６１と光ファイバ１１２とのアライメント精度は非常に高いものが要求される。このことも、ＦＢＧの形成コストを増大させる要因の１つである。
　一方、散乱領域３１の形成には単にスリットを設けたマスク５０を利用すれば良く、このマスク５０は、単にスリットを設けただけであることから、上記の位相マスク６１と比較して、安価なものである。
　また、ＦＢＧのような高精度のアライメントも要求されることはない。
　したがって、散乱領域３１の形成コストは、ＦＢＧの形成コストと比較して、安価なものとなる。
　（３）ＦＢＧは、自身を伝播する信号光の一部を回折させるが、その回折光はＦＢＧの回折方向に放射される。したがって、光ファイバ１１２のコア部１２１から回折される回折光は、ＦＢＧを中心とする所定の方向にしか放射されないことになる。
　このため、ＦＢＧの回折光を検出しようとした場合、その光検出部はその回折光の回折方向にしか配置することができない。
　一方、散乱領域３１は、上で述べたように、自身を伝播する信号光の一部を、自身を中心として四方八方に放射する、つまり、放射状に散乱する。
　このため、散乱領域３１から散乱される散乱光を検出しようとした場合、その光検出部をＦＢＧの場合とは異なり、散乱領域３１を中心とする任意の方向に配置することができる。
　（４）ＦＢＧを形成するとき、位相マスク６１の周期的な回折格子による紫外線６２の干渉縞を用いている。これは、ＦＢＧが、紫外線６２が照射される紫外線照射領域１３１と、紫外線６２が照射されないその他の領域と、が繰り返し配置される微細な構造を有するからである。
　一方、散乱領域３１は、上で述べたように、コア部２１の長手方向において長さＬを有しており、その長さＬは、光源１１からコア部２１に入射される信号光の波長よりも長いものである。
　このため、ＦＢＧの場合とは異なり、紫外線５３を干渉させる必要は無く、散乱領域３１には、コア部２１の長手方向に均一な強度の紫外線５３を照射すればよい。
　したがって、上記（２）で述べたように、位相マスク６１は不要である。
　なお、上記の「長手方向に均一な強度」とは、コア部２１の長手方向に沿って紫外線５３の強度が均一であることを意味する。この「長手方向に均一な強度」は、上で述べたように、位相マスクを用いない紫外線照射条件によって実現される。このため、この「長手方向に均一な強度」の紫外線５３は、位相マスクを用いない、つまり、「干渉パターンを持たない」紫外線５３ということもできる。
　このように、上記（１）～（４）で述べたように、図３に示した散乱領域３１と図４に示した紫外線照射領域１３１とは、その構成および効果について、全く異なるものである。
　（実施形態２）
　以下に説明する図面においては、上述した各構成部材に対応する変形例を図示することがある。これら変形例については、上述した対応する構成部材に付記した符号（数字）にａ、ｂ、ｃ・・・のアルファベットを付記することにより、対応関係を明らかにしつつ変形例であることを示すこととする。下記の実施形態３においても同様である。
　図５は、本発明の実施形態２に係る光モジュールの概略構成を示す図である。本実施形態に係る光モジュール２は、光源１１ａと、光源１１ｂと、光源１１ｃと、光源１１ｄと、光ファイバ１２ａと、光ファイバ１２ｂと、光ファイバ１２ｃと、光ファイバ１２ｄとを備えている。
　光源１１ａは、光ファイバ１２ａのコア部２１ａに信号光を入射する。光源１１ｂは、光ファイバ１２ｂのコア部２１ｂに信号光を入射する。光源１１ｃは、光ファイバ１２ｃのコア部２１ｃに信号光を入射する。光源１１ｄは、光ファイバ１２ｄのコア部２１ｄに信号光を入射する。
　すなわち、光源１１ａ、光源１１ｂ、光源１１ｃおよび光源１１ｄのそれぞれと、光ファイバ１２ａ、光ファイバ１２ｂ、光ファイバ１２ｃおよび光ファイバ１２ｄのそれぞれとは、一対一に対応している。
　光ファイバ１２ａは、そのコア部２１ａに、１つの散乱領域３１ａを有している。光ファイバ１２ｂは、そのコア部２１ｂに、２つの散乱領域３１ｂを有している。光ファイバ１２ｃは、そのコア部２１ｃに、３つの散乱領域３１ｃを有している。光ファイバ１２ｄは、そのコア部２１ｄに、４つの散乱領域３１ｄを有している。
　すなわち、光ファイバ１２ａ、光ファイバ１２ｂ、光ファイバ１２ｃおよび光ファイバ１２ｄのそれぞれは、それぞれの散乱領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄが配置された散乱領域配置パターンを有している。そして、それら配置パターンは、光ファイバ１２ａ、光ファイバ１２ｂ、光ファイバ１２ｃおよび光ファイバ１２ｄのそれぞれに固有なものである。
　したがって、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄから散乱される散乱光の検出結果は、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄごとに異なるものとなる。
　具体的には、光ファイバ１２ａは、１つの散乱領域３１ａから散乱光を放射状に散乱する。光ファイバ１２ｂは、２つの散乱領域３１ｂのそれぞれから散乱光を放射状に散乱する。光ファイバ１２ｃは、３つの散乱領域３１ｃのそれぞれから散乱光を放射状に散乱する。光ファイバ１２ｄは、４つの散乱領域３１ｄのそれぞれから散乱光を放射状に散乱する。
　このため、例えば図２で述べたように撮像装置４１を用いて、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄから散乱される散乱光を検出した場合には、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄからの散乱光の検出結果は、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄごとに異なる検出パターンとなる。
　したがって、このような各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄごとに異なる検出パターンを基にすれば、各光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄについて、上で述べたような光検出を同時に行なうことが可能となる。
　（実施形態３）
　図６は、本発明の実施形態３に係る光モジュールの概略構成を示す図である。本実施形態に係る光モジュール３は、光源１１ｅと、光ファイバ１２ｅと、光検出部７１と、判定部７２とを備えている。
　光検出部７１は、例えばＰＤを用いることができる。光検出部７１は、光源１１ｅから光ファイバ１２ｅのコア部２１ｅに信号光が入射され、散乱領域３１ｅがその信号光の一部を放射状に散乱すると、その散乱光を検出する。
　光検出部７１は、散乱領域３１ｅを中心とする放射状の任意の方向に配置可能である。上で述べたように、散乱領域３１ｅから散乱される散乱光は、散乱領域３１ｅを中心とする、放射状に散乱されるからである。
　したがって、例えば、光源１１ｅ、光ファイバ１２ｅの光源１１ｅ側の一部、光検出部７１および判定部７２が筐体（図示省略）の内部に格納されており、そのため、光検出部７１の配置の自由度が小さい場合がある。このような場合でも、散乱領域３１ｅから散乱される散乱光を検出可能な位置に光検出部７１を配置することが可能となる。
　判定部７２は、光検出部７１からの検出結果を基に、光ファイバ１２ｅのコア部２１ｅを伝播する信号光の有無を判定する。判定部７２は、光検出部７１から上記の散乱光が検出されたとの検出結果を受け取ると、その検出結果を基に、光ファイバ１２ｅのコア部２１ｅを信号光が伝播しているとの判定を行なう。
　また、判定部７２は、光検出部７１が図２で述べた撮像装置４１である場合、撮像装置４１による撮像結果を画像処理し、その画像処理結果を基に、信号光の有無を判定しても良い。この場合、例えば、光ファイバ１２ｅのコア部２１ｅを信号光が伝播している状況の下、散乱領域３１ｅからの散乱光を撮像装置４１により撮像し、その撮像結果を画像処理した基準画像を形成しておけばよい。そうすれば、判定部７２は、その基準画像との比較により、上記の判定を行なうことができ、判定処理の高速化を図ることができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明に係る光モジュールでは、上記散乱光の光量は、上記長手方向における上記紫外線照射領域の長さ、上記紫外線照射の紫外線強度、および、上記紫外線照射の照射時間のうちの少なくとも１つを基に、決定されることが好ましい。
　この場合、紫外線照射領域から散乱される散乱光の光量を、紫外線照射領域の長さ、紫外線照射の紫外線強度、および、紫外線照射の照射時間のうちの少なくとも１つを基に、決定することができるので、散乱光量の調節を効率よく行なうことができる。
　上記長手方向における上記紫外線照射領域の長さは、上記信号光の波長よりも長いことが好ましい。
　この場合、コア部の長手方向において複数の紫外線照射領域が配置された場合でも、各紫外線照射領域の散乱光が回折することがなく、各散乱光を別々に検出しやすくなる。
　上記紫外線照射の紫外線強度は、上記紫外線照射される上記コア部の紫外線照射面内において均一であることが好ましい。
　この場合、紫外線照射領域に誘起される散乱中心の増加はその領域内において均一なものとなり、紫外線照射領域を中心とする放射状の任意の方向に均一な散乱光を散乱することができる。
　上記光ファイバの外部に配置され、上記散乱光を検出する光検出部をさらに備え、上記光検出部は、上記紫外線照射領域から放射状に広がる任意の方向に配置されることが好ましい。
　この場合、紫外線照射領域からの散乱光を検出する際、別途、光検出部を用意する必要がなく、また、光モジュールの設置場所が移動しても、光検出部を再配置すること無く、光検出部による光検出を行なうことができる。
　上記光源は、複数の光源を含み、上記光ファイバは、上記複数の光源のそれぞれに一対一に対応する、複数の光ファイバを含み、上記複数の光ファイバは、それぞれのコア部に、互いに異なる数で、且つ、少なくとも１つの上記紫外線照射領域を含み、上記光検出部は、上記複数の光ファイバのそれぞれのコア部の上記紫外線照射領域のそれぞれから散乱された上記散乱光を検出することが好ましい。
　この場合、複数の光ファイバからの散乱光を検出することができるので、複数の光ファイバに伝播する信号光の有無を判定することができる。
　上記複数の光ファイバのそれぞれにおいて、それぞれに固有な配置パターンを基に、それぞれの上記コア部に上記紫外線照射領域が配置されることが好ましい。
　この場合、複数の光ファイバからのそれぞれの散乱光パターンは異なるので、複数の光ファイバのそれぞれに伝播する信号光の有無を判定することができる。
　本発明は、ファイバレーザやＬＤモジュール等に使用する光モジュールに利用することができる。
　１、２、３　　光モジュール
　１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ　　光源
　１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１１２　　光ファイバ
　２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、１２１　　コア部
　２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、１２２　　クラッド部
　３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ　　散乱領域（紫外線照射領域）
　３２、３３、１３１　　紫外線非照射領域
　４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ　　撮像装置
　５０、５１、５２　　マスク
　５３、６２　　紫外線
　６１　　位相マスク
　７１　　光検出部
　７２　　判定部

Claims (8)

  1. 　光源と、
    　上記光源から出射された信号光を伝播するコア部を有する光ファイバと
    を備え、
    　上記コア部は、上記コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含み、
    　上記紫外線照射領域は、上記信号光が上記紫外線照射領域を通過するときに、上記信号光の一部を用いて、上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を生成することを特徴とする光モジュール。
  2. 　上記散乱光の光量は、上記長手方向における上記紫外線照射領域の長さ、上記紫外線照射の紫外線強度、および、上記紫外線照射の照射時間のうちの少なくとも１つを基に、決定されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　上記長手方向における上記紫外線照射領域の長さは、上記信号光の波長よりも長く、且つ、１～５０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
  4. 　上記紫外線照射の紫外線強度は、上記紫外線照射される上記コア部の紫外線照射面内において均一であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光モジュール。
  5. 　上記光ファイバの外部に配置され、上記散乱光を検出する光検出部をさらに備え、
    　上記光検出部は、上記紫外線照射領域から放射状に広がる任意の方向に配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の光モジュール。
  6. 　上記光源は、複数の光源を含み、
    　上記光ファイバは、上記複数の光源のそれぞれに一対一に対応する、複数の光ファイバを含み、
    　上記複数の光ファイバは、それぞれのコア部に、互いに異なる数で、且つ、少なくとも１つの上記紫外線照射領域を含み、
    　上記光検出部は、上記複数の光ファイバのそれぞれのコア部の上記紫外線照射領域のそれぞれから散乱された上記散乱光を検出することを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
  7. 　上記複数の光ファイバのそれぞれにおいて、それぞれに固有な配置パターンを基に、それぞれの上記コア部に上記紫外線照射領域が配置されることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
  8. 　コア部の長手方向に沿って、その長手方向に均一な強度の紫外線が照射された、少なくとも１つの紫外線照射領域を含む光ファイバを用いた光検出方法であって、
    　上記紫外線照射領域から上記光ファイバの外部に向かって放射状に散乱される散乱光を検出する検出工程と、
    　上記検出工程において上記散乱光が検出できたときに、上記光ファイバを伝播する信号光が存在するとの判定をする判定工程と
    を備えることを特徴とする光検出方法。
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