JP2002006148A - ファイバグレーティング及びファイバグレーティングの製造方法 - Google Patents
ファイバグレーティング及びファイバグレーティングの製造方法Info
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 透過光の振幅分布が規則的であるファイバグ
レーティング、及びそのようなファイバグレーティング
の製造方法を提供する。 【解決手段】 アポダイズされた第1の回折格子部11
と;第1の回折格子部11と光導波方向に直列に配設さ
れた、アポダイズされた第2の回折格子部12と;第1
の回折格子部11と第2の回折格子部12との間に配設
された、屈折率が一様な部分14とを備えるファイバグ
レーティング。各回折格子部の始点および終点は不明瞭
になり、共振器長が回折格子部1個分の長さと屈折率が
一様な部分の長さとの和(L+G)の単一の共振器長を
持つエタロンとして機能する。
レーティング、及びそのようなファイバグレーティング
の製造方法を提供する。 【解決手段】 アポダイズされた第1の回折格子部11
と;第1の回折格子部11と光導波方向に直列に配設さ
れた、アポダイズされた第2の回折格子部12と;第1
の回折格子部11と第2の回折格子部12との間に配設
された、屈折率が一様な部分14とを備えるファイバグ
レーティング。各回折格子部の始点および終点は不明瞭
になり、共振器長が回折格子部1個分の長さと屈折率が
一様な部分の長さとの和(L+G)の単一の共振器長を
持つエタロンとして機能する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバグレーテ
ィング及びファイバグレーティングの製造方法に関し、
特にファブリペローエタロンのような等間隔の透過ピー
ク特性を有するファイバグレーティング及びそのような
ファイバグレーティングの製造方法に関するものであ
る。
ィング及びファイバグレーティングの製造方法に関し、
特にファブリペローエタロンのような等間隔の透過ピー
ク特性を有するファイバグレーティング及びそのような
ファイバグレーティングの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、図7に示すように、ファイバ
3上に屈折率変化の周期(屈折率変化のピーク間の距
離、あるいは間隔)Λが徐々に変化する回折格子(チャ
ープトファイバグレーティング)1、2を複数個配列す
ることにより、ファブリペローエタロンの様な等間隔の
透過ピーク特性が得られるようにしたものがあった。
(a)は、ファイバグレーティングを長さ方向側面から
見て断面して模式的に示した図であり、(b)は、屈折
率変化の周期Λが長さ方向に徐々に変化する様子を示し
た図、(c)は、ファイバの長さ方向に沿った屈折率n
の変化δnを示す図である。
3上に屈折率変化の周期(屈折率変化のピーク間の距
離、あるいは間隔)Λが徐々に変化する回折格子(チャ
ープトファイバグレーティング)1、2を複数個配列す
ることにより、ファブリペローエタロンの様な等間隔の
透過ピーク特性が得られるようにしたものがあった。
(a)は、ファイバグレーティングを長さ方向側面から
見て断面して模式的に示した図であり、(b)は、屈折
率変化の周期Λが長さ方向に徐々に変化する様子を示し
た図、(c)は、ファイバの長さ方向に沿った屈折率n
の変化δnを示す図である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな従来のファイバグレーティングでは、図7(a)
(c)に示すように、各回折格子の始点a1、a2およ
び終点b1、b2は屈折率が急変する不連続点となり、
これらの端点は導波光に対してミラーとして機能する。
つまり、一本の光ファイバ上にこれらの端点をミラーと
する共振器長が2L+G、|L−G|、L+Gなる複数
の共振器が共存する。このようなファイバグレーティン
グでは、3種の共振器長に対する等間隔の透過ピークが
混在するため、実際には図8に示すように振幅が不規則
で複雑な形状の透過特性を示す。
うな従来のファイバグレーティングでは、図7(a)
(c)に示すように、各回折格子の始点a1、a2およ
び終点b1、b2は屈折率が急変する不連続点となり、
これらの端点は導波光に対してミラーとして機能する。
つまり、一本の光ファイバ上にこれらの端点をミラーと
する共振器長が2L+G、|L−G|、L+Gなる複数
の共振器が共存する。このようなファイバグレーティン
グでは、3種の共振器長に対する等間隔の透過ピークが
混在するため、実際には図8に示すように振幅が不規則
で複雑な形状の透過特性を示す。
【0004】このように振幅が不規則であるため、光通
信用等のデバイスとして応用するに当たって使い勝手が
悪かった。例えば、このようなファイバグレーティング
をフィルタとして使うとき、S/Nが悪かった。また、
製造に関しての許容範囲が狭かったために少々の製造ミ
スがあっても所望の透過特性を得ることができなかっ
た。
信用等のデバイスとして応用するに当たって使い勝手が
悪かった。例えば、このようなファイバグレーティング
をフィルタとして使うとき、S/Nが悪かった。また、
製造に関しての許容範囲が狭かったために少々の製造ミ
スがあっても所望の透過特性を得ることができなかっ
た。
【0005】そこで本発明は、透過光の振幅分布が規則
的であるファイバグレーティング、及びそのようなファ
イバグレーティングの製造方法を提供することを目的に
している。
的であるファイバグレーティング、及びそのようなファ
イバグレーティングの製造方法を提供することを目的に
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明によるファイバグレーティング
10は、例えば図1に示すように、アポダイズされた第
1の回折格子部11と;第1の回折格子部11と光導波
方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の回折
格子部12と;第1の回折格子部11と第2の回折格子
部12との間に配設された、屈折率が一様な部分14と
を備える。典型的には、回折格子部では光導波方向に屈
折率が周期的に変化している。
に、請求項1に係る発明によるファイバグレーティング
10は、例えば図1に示すように、アポダイズされた第
1の回折格子部11と;第1の回折格子部11と光導波
方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の回折
格子部12と;第1の回折格子部11と第2の回折格子
部12との間に配設された、屈折率が一様な部分14と
を備える。典型的には、回折格子部では光導波方向に屈
折率が周期的に変化している。
【0007】ここで、アポダイズとは、周期的に変化す
る屈折率変化の振幅のピークの包絡線を、光導波方向に
振幅ゼロから単調に増加させ、振幅極大値とし、そこか
ら再び単調に減少させゼロに戻すようなカーブに乗せる
ことをいう。そのようなカーブの形状は、例えばガウス
曲線(正規分布曲線)、放物線、半円形、サインカーブ
等である。
る屈折率変化の振幅のピークの包絡線を、光導波方向に
振幅ゼロから単調に増加させ、振幅極大値とし、そこか
ら再び単調に減少させゼロに戻すようなカーブに乗せる
ことをいう。そのようなカーブの形状は、例えばガウス
曲線(正規分布曲線)、放物線、半円形、サインカーブ
等である。
【0008】このように構成すると、アポダイズされた
第1の回折格子部11と、第1の回折格子部11と光導
波方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の回
折格子部12とを備えるので、各回折格子部の始点およ
び終点は不明瞭になり、典型的には、共振器長が回折格
子部1個分の長さと屈折率が一様な部分の長さとの和
(L+G)の単一の共振器長を持つエタロンとして機能
する。
第1の回折格子部11と、第1の回折格子部11と光導
波方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の回
折格子部12とを備えるので、各回折格子部の始点およ
び終点は不明瞭になり、典型的には、共振器長が回折格
子部1個分の長さと屈折率が一様な部分の長さとの和
(L+G)の単一の共振器長を持つエタロンとして機能
する。
【0009】また請求項2に記載のように、第1の回折
格子部11と第2の回折格子部12とは、光導波方向に
屈折率変化の周期が徐々に変化する(例えば図2参照)
ように構成してもよい。
格子部11と第2の回折格子部12とは、光導波方向に
屈折率変化の周期が徐々に変化する(例えば図2参照)
ように構成してもよい。
【0010】このように構成すると、屈折率変化の周期
が徐々に変化するので、波長帯域を拡げることができ
る。ここでいう波長帯域とは、光の透過率の周期的変化
の始点周波数から終点周波数までの帯域であり、図3の
例で言えば、約1.543から約1.557μmであ
る。
が徐々に変化するので、波長帯域を拡げることができ
る。ここでいう波長帯域とは、光の透過率の周期的変化
の始点周波数から終点周波数までの帯域であり、図3の
例で言えば、約1.543から約1.557μmであ
る。
【0011】また請求項3に記載のように、請求項1ま
たは請求項2に記載のファイバグレーティングにおい
て;該ファイバグレーティングの光導波方向の前後に
は、光ファイバが連なっており、屈折率が一様な部分1
4の屈折率が、前記光ファイバの屈折率と実質的に異な
るように構成してもよい。このように構成すると、屈折
率が一様な部分14の屈折率が、前記光ファイバの屈折
率と実質的に異なるように構成されるので、透過ピーク
周期の異なるファイバグレーティングとすることができ
る。
たは請求項2に記載のファイバグレーティングにおい
て;該ファイバグレーティングの光導波方向の前後に
は、光ファイバが連なっており、屈折率が一様な部分1
4の屈折率が、前記光ファイバの屈折率と実質的に異な
るように構成してもよい。このように構成すると、屈折
率が一様な部分14の屈折率が、前記光ファイバの屈折
率と実質的に異なるように構成されるので、透過ピーク
周期の異なるファイバグレーティングとすることができ
る。
【0012】ここで周期という用語は2通りに用いられ
ている。1つは、屈折率変化周期(周期的に変化する屈
折率変化の周期、即ち屈折率振幅のピークの間隔)であ
り、2つ目は、ファイバグレーティングを透過した光の
透過ピーク周期、即ち光の透過ピークの間隔である。
ている。1つは、屈折率変化周期(周期的に変化する屈
折率変化の周期、即ち屈折率振幅のピークの間隔)であ
り、2つ目は、ファイバグレーティングを透過した光の
透過ピーク周期、即ち光の透過ピークの間隔である。
【0013】前記目的を達成するために、請求項4に記
載のように、請求項1乃至請求項3に記載のファイバグ
レーティングの製造方法では、第1の回折格子部11の
長さと第2の回折格子部12の長さとが略等しくLであ
り、屈折率が一様な部分14の長さをGとするとき、L
+Gを所定の値に設定することにより、前記ファイバグ
レーティングの透過ピーク周期を所望の値に調整するよ
うにする。ここで、略等しいとは、誤差程度の差はある
としても実質的に等しいことをいう。
載のように、請求項1乃至請求項3に記載のファイバグ
レーティングの製造方法では、第1の回折格子部11の
長さと第2の回折格子部12の長さとが略等しくLであ
り、屈折率が一様な部分14の長さをGとするとき、L
+Gを所定の値に設定することにより、前記ファイバグ
レーティングの透過ピーク周期を所望の値に調整するよ
うにする。ここで、略等しいとは、誤差程度の差はある
としても実質的に等しいことをいう。
【0014】前記目的を達成するために、請求項5に記
載のファイバグレーティングの製造方法は、第1の回折
格子部と、前記第1の回折格子部と光導波方向に直列に
配設された第2の回折格子部と、前記第1の回折格子部
と前記第2の回折格子部との間に配設された、屈折率が
一様な部分とを有するファイバグレーティングを提供す
る工程と;前記屈折率が一様な部分の屈折率を変化させ
て、前記ファイバグレーティングの透過ピーク周期を所
望の値に調整する工程とを備える。
載のファイバグレーティングの製造方法は、第1の回折
格子部と、前記第1の回折格子部と光導波方向に直列に
配設された第2の回折格子部と、前記第1の回折格子部
と前記第2の回折格子部との間に配設された、屈折率が
一様な部分とを有するファイバグレーティングを提供す
る工程と;前記屈折率が一様な部分の屈折率を変化させ
て、前記ファイバグレーティングの透過ピーク周期を所
望の値に調整する工程とを備える。
【0015】このように構成すると、屈折率が一様な部
分の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティング
の透過ピーク周期を所望の値に調整することができる。
分の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティング
の透過ピーク周期を所望の値に調整することができる。
【0016】また、請求項6に記載のファイバグレーテ
ィングの製造方法では、請求項1乃至請求項3に記載の
ファイバグレーティングを提供する工程と;屈折率が一
様な部分14の屈折率を変化させて、前記ファイバグレ
ーティングの透過ピーク周期を所望の値に調整する工程
とを備える。
ィングの製造方法では、請求項1乃至請求項3に記載の
ファイバグレーティングを提供する工程と;屈折率が一
様な部分14の屈折率を変化させて、前記ファイバグレ
ーティングの透過ピーク周期を所望の値に調整する工程
とを備える。
【0017】このように構成すると、屈折率が一様な部
分14の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティ
ングの透過ピーク周期を所望の値に調整することができ
る。図5の例で言えば、透過ピーク周期は、波線で示さ
れている0.81nmから、実線で示されている0.8
0nmに調整された。
分14の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティ
ングの透過ピーク周期を所望の値に調整することができ
る。図5の例で言えば、透過ピーク周期は、波線で示さ
れている0.81nmから、実線で示されている0.8
0nmに調整された。
【0018】この方法によれば、例えば透過ピーク周期
の微調整が可能である。また、請求項4に記載の方法で
透過ピーク周期をある程度、所望の値に近いファイバグ
レーティングとした後、請求項5に記載の方法を適用し
て、微調整するようにしてもよい。
の微調整が可能である。また、請求項4に記載の方法で
透過ピーク周期をある程度、所望の値に近いファイバグ
レーティングとした後、請求項5に記載の方法を適用し
て、微調整するようにしてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。
【0020】図1を参照して本発明の実施の形態を説明
する。また図2以下を参照して、具体的な実施例1、実
施例2を説明する。
する。また図2以下を参照して、具体的な実施例1、実
施例2を説明する。
【0021】図1(a)は、ファイバグレーティングを
長さ方向側面から見て断面して模式的に示した図であ
る。このファイバグレーティング10は、中心に比較的
高い屈折率を有するコア部分13aを有し、コア部分1
3aをそれより低い屈折率を有するクラッド部分13b
が包んで延伸して製造された光ファイバ13の一部に加
工されて構成されている。
長さ方向側面から見て断面して模式的に示した図であ
る。このファイバグレーティング10は、中心に比較的
高い屈折率を有するコア部分13aを有し、コア部分1
3aをそれより低い屈折率を有するクラッド部分13b
が包んで延伸して製造された光ファイバ13の一部に加
工されて構成されている。
【0022】ファイバグレーティング10には、第1の
回折格子部としての、長さ方向に屈折率が周期的に変化
する屈折率変化部11が備えられている。この部分11
の長さはLである。また、第1の回折格子11から距離
Gだけ隔てて、第2の回折格子部としての、長さ方向に
屈折率が周期的に変化する屈折率変化部12が備えられ
ている。この部分12の長さもLである。前記距離Gの
部分14は、屈折率が長さ方向に一様である。この部分
を、屈折率が変化せず一様であるところから、平坦部1
4とも呼ぶ。
回折格子部としての、長さ方向に屈折率が周期的に変化
する屈折率変化部11が備えられている。この部分11
の長さはLである。また、第1の回折格子11から距離
Gだけ隔てて、第2の回折格子部としての、長さ方向に
屈折率が周期的に変化する屈折率変化部12が備えられ
ている。この部分12の長さもLである。前記距離Gの
部分14は、屈折率が長さ方向に一様である。この部分
を、屈折率が変化せず一様であるところから、平坦部1
4とも呼ぶ。
【0023】またこの実施の形態では、第1の屈折率変
化部11、平坦部14及び第2の屈折率変化部12とを
含む長さL’の部分は、(c)に示すように、その前後
のファイバ部分より、ステップ状に屈折率が高く加工さ
れている。
化部11、平坦部14及び第2の屈折率変化部12とを
含む長さL’の部分は、(c)に示すように、その前後
のファイバ部分より、ステップ状に屈折率が高く加工さ
れている。
【0024】ここでファイバグレーティング10は、第
1の屈折率変化部11(長さL)、平坦部14(長さ
G)及び第2の屈折率変化部12(長さL)とを含む、
長さ2L+Gの部分をいうものとするが、少なくとも前
記3部分を含めばよく、その前後の光ファイバ部分を含
めてファイバグレーティングと呼んでもよい。例えば図
1に示す長さL’の部分、あるいはその前後の所定の長
さの光ファイバ13を含んだ所定の長さ部分であっても
よい。
1の屈折率変化部11(長さL)、平坦部14(長さ
G)及び第2の屈折率変化部12(長さL)とを含む、
長さ2L+Gの部分をいうものとするが、少なくとも前
記3部分を含めばよく、その前後の光ファイバ部分を含
めてファイバグレーティングと呼んでもよい。例えば図
1に示す長さL’の部分、あるいはその前後の所定の長
さの光ファイバ13を含んだ所定の長さ部分であっても
よい。
【0025】ファイバグレーティング10は、光カップ
ラーで光ファイバ13に結合してもよいが、光ファイバ
13の一部に加工して作り込むのが好ましい。
ラーで光ファイバ13に結合してもよいが、光ファイバ
13の一部に加工して作り込むのが好ましい。
【0026】図1(b)は、屈折率変化の周期Λが長さ
方向に徐々に変化する様子を示す図である。図示のよう
に、第1の屈折率変化部11及び第2の屈折率変化部1
2の屈折率の変化の各周期は、図中各周波数変化部の左
端から右端にかけて徐々に変化している。いわゆるチャ
ープトグレーティング(Chirped Grating)を構成して
いる。この実施の形態では、徐々に増加するように加工
してある。
方向に徐々に変化する様子を示す図である。図示のよう
に、第1の屈折率変化部11及び第2の屈折率変化部1
2の屈折率の変化の各周期は、図中各周波数変化部の左
端から右端にかけて徐々に変化している。いわゆるチャ
ープトグレーティング(Chirped Grating)を構成して
いる。この実施の形態では、徐々に増加するように加工
してある。
【0027】このようなファイバグレーティングでは、
屈折率の変化の周期が等間隔、すなわちチャープの傾斜
が緩いほど反射波長(あるいは透過波長)の帯域が狭ま
り、チャープの傾斜が急であるほど、反射波長の帯域が
広がる。図3の例で言えば、波長帯域は、約1.543
〜約1.557μmである。
屈折率の変化の周期が等間隔、すなわちチャープの傾斜
が緩いほど反射波長(あるいは透過波長)の帯域が狭ま
り、チャープの傾斜が急であるほど、反射波長の帯域が
広がる。図3の例で言えば、波長帯域は、約1.543
〜約1.557μmである。
【0028】(c)は、ファイバの長さ方向に沿った屈
折率nの変化δnを示す図である。前述のように、第1
の屈折率変化部11、平坦部14及び第2の屈折率変化
部12とを含む長さL’の部分は、その前後のファイバ
部分より、ステップ状に屈折率が高く加工されている。
そして、第1の屈折率変化部11の屈折率はアポダイズ
されている。即ち、周期的に変化する屈折率変化の振幅
のピークの包絡線を、光導波方向に振幅ゼロから単調に
増加させ、振幅極大値とし、そこから再び単調に減少さ
せゼロに戻すようなカーブに乗せている。さらに言い換
えれば、図中左端から右端にかけて屈折率変化の振幅を
ゼロから徐々に増加させ左端と右端のほぼ中央で最大と
なり、再び右端に向けて減少させるように構成してい
る。このように始端(図中左端)と終端(図中右端)で
屈折率変化の振幅をゼロとし中央で最大とし、また左右
対称に構成する。
折率nの変化δnを示す図である。前述のように、第1
の屈折率変化部11、平坦部14及び第2の屈折率変化
部12とを含む長さL’の部分は、その前後のファイバ
部分より、ステップ状に屈折率が高く加工されている。
そして、第1の屈折率変化部11の屈折率はアポダイズ
されている。即ち、周期的に変化する屈折率変化の振幅
のピークの包絡線を、光導波方向に振幅ゼロから単調に
増加させ、振幅極大値とし、そこから再び単調に減少さ
せゼロに戻すようなカーブに乗せている。さらに言い換
えれば、図中左端から右端にかけて屈折率変化の振幅を
ゼロから徐々に増加させ左端と右端のほぼ中央で最大と
なり、再び右端に向けて減少させるように構成してい
る。このように始端(図中左端)と終端(図中右端)で
屈折率変化の振幅をゼロとし中央で最大とし、また左右
対称に構成する。
【0029】全く同様に第2の屈折率変化部12もアポ
ダイズされている。この実施の形態では、その屈折率変
化の周期(即ち屈折率変化のピーク間の距離、あるいは
間隔)、屈折率変化の周期(ピーク間の距離)の増大程
度、及び屈折率変化の振幅変化は、第1の屈折率変化部
11と略等価である。
ダイズされている。この実施の形態では、その屈折率変
化の周期(即ち屈折率変化のピーク間の距離、あるいは
間隔)、屈折率変化の周期(ピーク間の距離)の増大程
度、及び屈折率変化の振幅変化は、第1の屈折率変化部
11と略等価である。
【0030】以上説明したようにアポダイズしたチャー
プトグレーティング部を2個直列に設けると、各回折格
子領域の始点および終点は不明瞭になり、これらの点を
端点とする共振器は実効的に存在しえず、共振器長=L
+Gの単一の共振器長を持つエタロンとして機能する。
したがって、等間隔の透過ピークを有し、且つ振幅分布
が例えばガウス曲線のような単純な透過特性を得る事が
可能となる。
プトグレーティング部を2個直列に設けると、各回折格
子領域の始点および終点は不明瞭になり、これらの点を
端点とする共振器は実効的に存在しえず、共振器長=L
+Gの単一の共振器長を持つエタロンとして機能する。
したがって、等間隔の透過ピークを有し、且つ振幅分布
が例えばガウス曲線のような単純な透過特性を得る事が
可能となる。
【0031】したがって、本実施の形態のファイバグレ
ーティングでは、透過ピーク周期を回折格子の長さLお
よび回折格子間隔Gの和(L+G)によって調整する事
ができる。
ーティングでは、透過ピーク周期を回折格子の長さLお
よび回折格子間隔Gの和(L+G)によって調整する事
ができる。
【0032】このようなファイバグレーティングを製造
するには、光ファイバのコア13aの材料として、例え
ば紫外線を照射すると屈折率が変化する材料、例えばG
eを含有するものを用いる。特にGeO2 を含む材料
は、紫外線を照射すると露光した部分の屈折率が露光し
なかった部分に比較して高くなる。
するには、光ファイバのコア13aの材料として、例え
ば紫外線を照射すると屈折率が変化する材料、例えばG
eを含有するものを用いる。特にGeO2 を含む材料
は、紫外線を照射すると露光した部分の屈折率が露光し
なかった部分に比較して高くなる。
【0033】その光ファイバに、位相マスク法により回
折パターンを転写する。位相マスク法とは、屈折率変化
の周期に合わせたスロットを有するマスクを通して光フ
ァイバに、側面から光を照射する方法である。
折パターンを転写する。位相マスク法とは、屈折率変化
の周期に合わせたスロットを有するマスクを通して光フ
ァイバに、側面から光を照射する方法である。
【0034】このとき、スロットの周期を短から長にし
た位相マスクを用いることにより、屈折率変化の周期を
徐々に変化、例えば増大させることができる。
た位相マスクを用いることにより、屈折率変化の周期を
徐々に変化、例えば増大させることができる。
【0035】また、加工用の光の照射量を、図中左端及
び右端において中央部よりも少なくすることにより、ア
ポダイズすることができる。照射量は、照射時間を中央
部から左端及び右端に近くなるほど短くなるように調整
してもよいし、照射時間は同じとして、光の強度を左端
から中央部さらに右端にかけて弱から強そして弱に設定
して照射するようにしてもよい。照射時間の調整は、紫
外線により位相マスクをスキャンし、スキャン速度を始
端で早く、中央で遅く、また右端で早くなるように設定
することによって行ってもよい。
び右端において中央部よりも少なくすることにより、ア
ポダイズすることができる。照射量は、照射時間を中央
部から左端及び右端に近くなるほど短くなるように調整
してもよいし、照射時間は同じとして、光の強度を左端
から中央部さらに右端にかけて弱から強そして弱に設定
して照射するようにしてもよい。照射時間の調整は、紫
外線により位相マスクをスキャンし、スキャン速度を始
端で早く、中央で遅く、また右端で早くなるように設定
することによって行ってもよい。
【0036】(実施例1)コアにGeを含有する光ファ
イバに、位相マスク法により回折パターンを転写した。
本実施例では、照射する光源として波長244nmの紫
外レーザーを用いた。紫外光を照射した部分は、光損傷
により屈折率変化がおこり、回折格子が形成される。
イバに、位相マスク法により回折パターンを転写した。
本実施例では、照射する光源として波長244nmの紫
外レーザーを用いた。紫外光を照射した部分は、光損傷
により屈折率変化がおこり、回折格子が形成される。
【0037】図2のように、等価の回折格子を間隔G=
502μmを空けて2個直列に設ける。回折格子の長さ
はL=534μmで、周期Λが531nmから536n
mにかけて直線的に変化しており(チャープトグレーテ
ィング)、またアポダイスが施されている。したがっ
て、屈折率は各屈折率変化部11、12についてそれぞ
れ約1000箇所で変化していることになる。
502μmを空けて2個直列に設ける。回折格子の長さ
はL=534μmで、周期Λが531nmから536n
mにかけて直線的に変化しており(チャープトグレーテ
ィング)、またアポダイスが施されている。したがっ
て、屈折率は各屈折率変化部11、12についてそれぞ
れ約1000箇所で変化していることになる。
【0038】図3に、このようにして製造されたファイ
バグレーティングの特性を示す。図示のように、このフ
ァイバグレーティングは、波長を横軸として示したとき
単一の等間隔周期の透過ピークを有し、各波長のピーク
を結ぶ包絡線はガウス曲線状を呈する曲線となってい
る。
バグレーティングの特性を示す。図示のように、このフ
ァイバグレーティングは、波長を横軸として示したとき
単一の等間隔周期の透過ピークを有し、各波長のピーク
を結ぶ包絡線はガウス曲線状を呈する曲線となってい
る。
【0039】従来のファイバグレーティングでは、2つ
の回折格子部の長さLの差が大きかったり、回折格子部
の屈折率の振幅の差が大きかったりすると、各波長のピ
ークを結ぶ包絡線の曲線の乱れが大きくなったが、本発
明の実施の形態ではそれらの差が多少あっても包絡線の
乱れが抑えられる。
の回折格子部の長さLの差が大きかったり、回折格子部
の屈折率の振幅の差が大きかったりすると、各波長のピ
ークを結ぶ包絡線の曲線の乱れが大きくなったが、本発
明の実施の形態ではそれらの差が多少あっても包絡線の
乱れが抑えられる。
【0040】図3に示すファイバグレーティングは、具
体的には、波長分割多重型(WDM(Wavelength-Divis
ion-Multiplexing))の通信波長間隔Δλ=λb 2/2
n(G+L)=0.80nm(λbは中心波長、nは光
ファイバの屈折率)の複数透過ピーク特性を有するファ
イバグレーティングとなった。即ち、L+Gを所定の値
としての(534+502=)1036μmに設定する
ことにより、透過ピーク間隔が所望の値としての0.8
0nmとなった。
体的には、波長分割多重型(WDM(Wavelength-Divis
ion-Multiplexing))の通信波長間隔Δλ=λb 2/2
n(G+L)=0.80nm(λbは中心波長、nは光
ファイバの屈折率)の複数透過ピーク特性を有するファ
イバグレーティングとなった。即ち、L+Gを所定の値
としての(534+502=)1036μmに設定する
ことにより、透過ピーク間隔が所望の値としての0.8
0nmとなった。
【0041】(実施例2)図4を参照して、回折格子長
あるいは回折格子間の間隔の制御が不十分で、ピーク波
長間隔が目的の0.80nmから外れた場合の調整方法
を示す。
あるいは回折格子間の間隔の制御が不十分で、ピーク波
長間隔が目的の0.80nmから外れた場合の調整方法
を示す。
【0042】2つの屈折率変化部(ファイバグレーティ
ング部)11、12間の平坦部14に、位相マスク無し
で、長さ方向に直角な方向から適量の紫外線照射を行
う。このように平坦部14について長さ方向に一様に紫
外線を照射して、屈折率を変化させる事により、間隔G
の実効光路長(=G×n(nは光ファイバの屈折率))
を調整する事ができる。
ング部)11、12間の平坦部14に、位相マスク無し
で、長さ方向に直角な方向から適量の紫外線照射を行
う。このように平坦部14について長さ方向に一様に紫
外線を照射して、屈折率を変化させる事により、間隔G
の実効光路長(=G×n(nは光ファイバの屈折率))
を調整する事ができる。
【0043】この実施例では、設計値G=502μmに
対し、G=499μmであるためピーク波長間隔がΔλ
=0.81nmの特性になってしまったファイバグレー
ティングに対し、その屈折率変化部11と12の間の平
坦部14に、紫外線を照射し屈折率変化を起こして波長
間隔の調整を行った。
対し、G=499μmであるためピーク波長間隔がΔλ
=0.81nmの特性になってしまったファイバグレー
ティングに対し、その屈折率変化部11と12の間の平
坦部14に、紫外線を照射し屈折率変化を起こして波長
間隔の調整を行った。
【0044】図4(a)に示すように、波長λ=244
nmのレーザーを強度1W/cm2で照射しながら、図
中光ファイバの長さ方向左側に設置した検査用光源21
から光ファイバに光を通しながら、図中光ファイバの長
さ方向右側に設置した光スペクトルアナライザ22で波
長ピーク間隔をリアルタイムでモニタする事により、ピ
ーク波長間隔がΔλ=0.80nmとなるよう調整し
た。(b)に、平坦部14の屈折率を一様に増加させた
様子を示す。
nmのレーザーを強度1W/cm2で照射しながら、図
中光ファイバの長さ方向左側に設置した検査用光源21
から光ファイバに光を通しながら、図中光ファイバの長
さ方向右側に設置した光スペクトルアナライザ22で波
長ピーク間隔をリアルタイムでモニタする事により、ピ
ーク波長間隔がΔλ=0.80nmとなるよう調整し
た。(b)に、平坦部14の屈折率を一様に増加させた
様子を示す。
【0045】図5に、図4のようにして調整した前後の
特性比較を示す。波長のピーク間隔が0.81nmであ
ったものが0.80nmになっている。なお、照射によ
る屈折率変化量をΔnとすれば、実効行路長の変化量は
Δn×Gであるため、リアルタイムにモニタしなくと
も、屈折率変化量の照射時間依存性があらかじめわかっ
ていれば、波長間隔のずれから容易に適正照射量を算出
する事も可能である。このように、平坦部の屈折率を変
えることにより、透過ピーク周期の微調整をすることが
できる。
特性比較を示す。波長のピーク間隔が0.81nmであ
ったものが0.80nmになっている。なお、照射によ
る屈折率変化量をΔnとすれば、実効行路長の変化量は
Δn×Gであるため、リアルタイムにモニタしなくと
も、屈折率変化量の照射時間依存性があらかじめわかっ
ていれば、波長間隔のずれから容易に適正照射量を算出
する事も可能である。このように、平坦部の屈折率を変
えることにより、透過ピーク周期の微調整をすることが
できる。
【0046】平坦部の屈折率調整は、紫外線の他、電磁
波照射や熱処理などにより行ってもよい。
波照射や熱処理などにより行ってもよい。
【0047】以上のように、本発明の実施の形態によれ
ば、ファブリペロエタロンの様な等間隔の透過ピーク特
性をつなぎ目のない一本の光ファイバによって実現する
事ができ、温度変化や衝撃などの環境外乱に対しても安
定な特性が得られる。そのため、波長多重通信用の周波
数基準や波長安定化などに用いる事が出来る。
ば、ファブリペロエタロンの様な等間隔の透過ピーク特
性をつなぎ目のない一本の光ファイバによって実現する
事ができ、温度変化や衝撃などの環境外乱に対しても安
定な特性が得られる。そのため、波長多重通信用の周波
数基準や波長安定化などに用いる事が出来る。
【0048】また、ファイバ上に等間隔の透過ピーク特
性を有するファイバグレーティングを実現する事が出来
る。等間隔の透過ピーク特性は、波長多重通信用光源の
波長安定化や測定器の波長基準などに用いる事が出来
る。
性を有するファイバグレーティングを実現する事が出来
る。等間隔の透過ピーク特性は、波長多重通信用光源の
波長安定化や測定器の波長基準などに用いる事が出来
る。
【0049】応用分野として、光ファイバ通信システム
や光ファイバを用いた計測器等への組込みが容易かつ低
損失で行う事ができる。
や光ファイバを用いた計測器等への組込みが容易かつ低
損失で行う事ができる。
【0050】以上の実施の形態では、アポダイスされた
回折格子部としての屈折率変化部が2個直列に形成され
た場合を説明したが、これに限らず3個以上が形成され
ていてもよい。
回折格子部としての屈折率変化部が2個直列に形成され
た場合を説明したが、これに限らず3個以上が形成され
ていてもよい。
【0051】図6を参照して、以上説明した実施の形態
のファイバグレーティングの応用例を説明する。これ
は、該ファイバグレーティングを波長ロック用に応用し
た例である。複数の一定間隔の発振波長を有する送信光
源31a、31b、31c、31d・・・から、各波長
のレーザ光が光カップラを用いて一本の光ファイバ32
に合波される。各送信光源31a、31b、31c、3
1d・・・から、発振された光は、合波される前に光モ
ニタ34a、34b、34c、34d・・・で検出さ
れ、この検出した光信号を各送信光源31a、31b、
31c、31d・・・に、それぞれフィードバックす
る。これらの光モニタ34a、34b、34c、34d
・・・には、本発明のファイバグレーティングが組み込
まれており、結果として各光は合波される前に正確な振
幅の光に調整される。
のファイバグレーティングの応用例を説明する。これ
は、該ファイバグレーティングを波長ロック用に応用し
た例である。複数の一定間隔の発振波長を有する送信光
源31a、31b、31c、31d・・・から、各波長
のレーザ光が光カップラを用いて一本の光ファイバ32
に合波される。各送信光源31a、31b、31c、3
1d・・・から、発振された光は、合波される前に光モ
ニタ34a、34b、34c、34d・・・で検出さ
れ、この検出した光信号を各送信光源31a、31b、
31c、31d・・・に、それぞれフィードバックす
る。これらの光モニタ34a、34b、34c、34d
・・・には、本発明のファイバグレーティングが組み込
まれており、結果として各光は合波される前に正確な振
幅の光に調整される。
【0052】本発明の実施の形態であるファイバグレー
ティングでは、波形が規則的に形成されているので、特
に各波長の傾斜が計算可能であり、補正係数が明確であ
るので、僅かな波長のずれも容易に検出し且つ補正する
ことができる。このように本実施の形態のファイバグレ
ーティングを用いれば、各発振光源のレーザ光の波長間
隔を一定値に固定、即ちロックすることができ、安定し
た光通信システムを実現することができる。
ティングでは、波形が規則的に形成されているので、特
に各波長の傾斜が計算可能であり、補正係数が明確であ
るので、僅かな波長のずれも容易に検出し且つ補正する
ことができる。このように本実施の形態のファイバグレ
ーティングを用いれば、各発振光源のレーザ光の波長間
隔を一定値に固定、即ちロックすることができ、安定し
た光通信システムを実現することができる。
【0053】また波形が規則的に形成されているので、
フィルタとして使用するとき、S/Nが優れている。
フィルタとして使用するとき、S/Nが優れている。
【0054】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アポダ
イズされた第1の回折格子部と、第1の回折格子部と光
導波方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の
回折格子部12とを備えるので、各回折格子部の始点お
よび終点は不明瞭になり、透過光の振幅分布が規則的で
あるファイバグレーティングを提供することができる。
またそのようなファイバグレーティングを製造する方法
を提供することができる。透過光の振幅分布が規則的で
あるファイバグレーティングは、例えば単一の共振器長
を持つエタロンとして機能するファイバグレーティング
として用いることが可能である。
イズされた第1の回折格子部と、第1の回折格子部と光
導波方向に直列に配設された、アポダイズされた第2の
回折格子部12とを備えるので、各回折格子部の始点お
よび終点は不明瞭になり、透過光の振幅分布が規則的で
あるファイバグレーティングを提供することができる。
またそのようなファイバグレーティングを製造する方法
を提供することができる。透過光の振幅分布が規則的で
あるファイバグレーティングは、例えば単一の共振器長
を持つエタロンとして機能するファイバグレーティング
として用いることが可能である。
【図1】本発明の実施の形態であるファイバグレーティ
ングを説明する模式的長手方向断面図である。
ングを説明する模式的長手方向断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例であるファイバグレーテ
ィングを説明する模式的長手方向断面図である。
ィングを説明する模式的長手方向断面図である。
【図3】第1の実施例の特性を示す線図である。
【図4】本発明の第2の実施例であるファイバグレーテ
ィングの製造方法を説明する模式的長手方向断面図であ
る。
ィングの製造方法を説明する模式的長手方向断面図であ
る。
【図5】第2の実施例で製造されたファイバグレーティ
ングの透過スペクトルの特性変化を示す線図である。
ングの透過スペクトルの特性変化を示す線図である。
【図6】本発明の実施の形態のファイバグレーティング
の応用例を示す経路図である。
の応用例を示す経路図である。
【図7】従来のファイバグレーティングを説明する模式
的長手方向断面図である。
的長手方向断面図である。
【図8】従来のファイバグレーティングの特性を示す線
図である。
図である。
10 ファイバグレーティング 11 第1の屈折率変化部 12 第2の屈折率変化部 13 ファイバ 14 屈折率が一様な部分
フロントページの続き (72)発明者 原 徳隆 千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメン ト株式会社新規技術研究所内 (72)発明者 久保寺 憲一 千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメン ト株式会社新規技術研究所内 Fターム(参考) 2H050 AC82 AC84 AD00
Claims (6)
- 【請求項1】 アポダイズされた第1の回折格子部と;
前記第1の回折格子部と光導波方向に直列に配設され
た、アポダイズされた第2の回折格子部と;前記第1の
回折格子部と前記第2の回折格子部との間に配設され
た、屈折率が一様な部分とを備える;ファイバグレーテ
ィング。 - 【請求項2】 前記第1の回折格子部と前記第2の回折
格子部とは、光導波方向に屈折率変化の周期が徐々に変
化している、請求項1に記載のファイバグレーティン
グ。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のファイ
バグレーティングにおいて;該ファイバグレーティング
の光導波方向の前後には、光ファイバが連なっており、
前記屈折率が一様な部分の屈折率が、前記光ファイバの
屈折率と実質的に異なるように構成されている;ファイ
バグレーティング。 - 【請求項4】 前記第1の回折格子部の長さと前記第2
の回折格子部の長さとが略等しくLであり、前記屈折率
が一様な部分の長さをGとするとき、L+Gを所定の値
に設定することにより、前記ファイバグレーティングの
透過ピーク周期を所望の値に調整する、請求項1乃至請
求項3に記載のファイバグレーティングを製造する方
法。 - 【請求項5】 第1の回折格子部と、前記第1の回折格
子部と光導波方向に直列に配設された第2の回折格子部
と、前記第1の回折格子部と前記第2の回折格子部との
間に配設された、屈折率が一様な部分とを有するファイ
バグレーティングを提供する工程と;前記屈折率が一様
な部分の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティ
ングの透過ピーク周期を所望の値に調整する工程とを備
える;ファイバグレーティングの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項3に記載のファイバ
グレーティングを提供する工程と;前記屈折率が一様な
部分の屈折率を変化させて、前記ファイバグレーティン
グの透過ピーク周期を所望の値に調整する工程とを備え
る;ファイバグレーティングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189207A JP2002006148A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ファイバグレーティング及びファイバグレーティングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189207A JP2002006148A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ファイバグレーティング及びファイバグレーティングの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006148A true JP2002006148A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18688867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000189207A Withdrawn JP2002006148A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | ファイバグレーティング及びファイバグレーティングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002006148A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2003098292A1 (ja) * | 2002-05-22 | 2005-09-15 | 昭和電線電纜株式会社 | 信号遮断デバイス、光コネクタおよび光ファイバ型カプラ |
| WO2018043289A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社フジクラ | ファイバチャープドグレーティング素子及びファイバレーザ |
| US9979157B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-05-22 | Ngk Insulators, Ltd. | External-resonator-type light-emitting device |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000189207A patent/JP2002006148A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2003098292A1 (ja) * | 2002-05-22 | 2005-09-15 | 昭和電線電纜株式会社 | 信号遮断デバイス、光コネクタおよび光ファイバ型カプラ |
| US9979157B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-05-22 | Ngk Insulators, Ltd. | External-resonator-type light-emitting device |
| US10003175B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-06-19 | Ngk Insulators, Ltd. | External-resonator-type light-emitting device |
| WO2018043289A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社フジクラ | ファイバチャープドグレーティング素子及びファイバレーザ |
| JP2018036400A (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社フジクラ | ファイバチャープドグレーティング素子及びファイバレーザ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061206 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070711 |