(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレーティングを有する光ファイバと、
上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、
このヒータを表面に設けた基板と、
直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材とを備え、
上記グレーティングを上記ヒータ上に位置するように、上記光ファイバに設けられた位置決め用マーカと上記基板に設けられた位置決め用マーカとを用いて、上記短冊状部材を上記基板のヒータが設けられた面に搭載したことを特徴とする光ファイバ保持装置。
【請求項２】
光ファイバは短冊状部材の溝の壁面に非接触であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ保持装置。
【請求項３】
光ファイバはヒータに接触していることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ保持装置。
【請求項４】
グレーティングに与えられている所定の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持するためのペルチェ素子と、
このペルチェ素子を制御するために光ファイバの温度を検出する温度センサとを備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ保持装置。
【請求項５】
ゲル状物質はシリコン系化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ保持装置。
【請求項６】
短冊状部材は石英からなることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ保持装置。
【請求項７】
グレーティングを有する光ファイバと、
上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、
このヒータの温度制御を行うヒータ制御回路と、
上記ヒータを表面に設けた基板と、
直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材と、
上記グレーティングに与えられている所定の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持するためのペルチェ素子と、
上記光ファイバの温度を検出する温度センサと、
この温度センサが検出した温度に基づき上記ペルチェ素子を制御するペルチェ素子制御回路と、
光信号を上記グレーティングに入力し、上記グレーティングにより反射された光信号を出力する光サーキュレータとを備え、
上記グレーティングを上記ヒータ上に位置するように、上記光ファイバに設けられた位置決め用マーカと上記基板に設けられた位置決め用マーカとを用いて、上記短冊状部材を上記基板のヒータが設けられた面に搭載したことを特徴とする光分散等化器。
【請求項８】
グレーティングを有する光ファイバと、
上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、
直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材と、
上記ヒータと上記短冊状部材を搭載する基板とを備えた光ファイバ保持装置の製造方法であって、
上記短冊状部材の溝に上記ゲル状物質を充填する第１のステップと、
上記ゲル状物質が充填された上記短冊状部材の溝に、上記光ファイバを収容する第２のステップと、
上記ゲル状物質が充填され上記光ファイバが収容された短冊状部材を上記ヒータが搭載されている上記基板上に搭載する第３のステップと、
上記短冊状部材を上記基板上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたことを特徴とする光ファイバ保持装置の製造方法。
【請求項９】
グレーティングを有する光ファイバと、
上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、
直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材と、
上記ヒータと上記短冊状部材を搭載する基板とを備えた光ファイバ保持装置の製造方法であって、
上記短冊状部材を上記ヒータが搭載された上記基板上に固定する第１のステップと、
上記基板上に固定された上記短冊状部材の溝に上記ゲル状物質を充填する第２のステップと、
上記ゲル状物質が充填された上記短冊状部材の溝に上記光ファイバを挿入して収容する第３のステップと、
上記光ファイバを上記ヒータ上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたことを特徴とする光ファイバ保持装置の製造方法。
【請求項１０】
グレーティングを有する光ファイバと、
上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、
直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材と、
上記ヒータと上記短冊状部材を搭載する基板とを備えた光ファイバ保持装置の製造方法であって、
上記光ファイバを上記基板上に搭載されている上記ヒータ上に載せる第１のステップと、
上記ヒータ上に載せられている光ファイバに上記ゲル状物質を塗布する第２のステップと、
上記短冊状部材を上記基板上に搭載し、上記短冊状部材の溝に上記光ファイバを収容する第３のステップと、
上記短冊状部材を上記基板上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたことを特徴とする光ファイバ保持装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光ファイバ通信システム用の光ファイバを保持する光ファイバ保持装置、光ファイバを伝搬する複数の波長の光信号の波長分散を補償するための光分散等化器、及び光ファイバ保持装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の光ファイバ保持装置の構成を示す図であり、図において、１はコアとクラッドからなる光ファイバ、２は光ファイバ１のコアの一部に形成され、光ファイバ１を伝搬する複数の波長の光信号を反射させるグレーティング、３はグレーティング２に所定の温度分布を与える薄膜で形成されたヒータ、４はヒータ２を搭載する例えば石英からなる基板である。ここで、グレーティング２は光ファイバ１を伝搬する複数の波長の光信号の波長分散を補償するためのものである。
【０００３】
図１４に示すように、光ファイバ１を薄膜で形成されたヒータ３上に直接搭載しているが、グレーティング２に所定の温度分布を与えるために、グレーティング２の長手方向と短手方向を正確にヒータ３上に位置合わせを行って搭載する必要がある。グレーティング２の長手方向のヒータ３に対する位置合わせは、グレーティング２の両端の光ファイバ１の表面に付加されたグレーティング２の位置決め用マーカ（図示せず）がヒータ３の両端にくるように行う。また、グレーティング２の短手方向のヒータ３に対する位置合わせは、グレーティング２の長手方向の軸心がヒータ３の幅の中心にくるように行う。
【０００４】
グレーティング２の長手方向及び短手方向のヒータ３に対する位置合わせは、光ファイバ１に張力を与えた状態で顕微鏡を使用して位置を確認しながら行われるが、光ファイバ１の直径が１２５μｍ程度で、ヒータ３の幅は数十μｍ程度（例えば６０μｍ）であるので、グレーティング２をヒータ３上に正確に位置合わせをして搭載することが難しく、煩雑な作業で多くの作業時間が必要である。また、位置合わせ後にグレーティング２の両端の光ファイバ１の部分を固定するだけで、グレーティング２の部分を固定していないために、グレーティング２の部分がヒータ３に対して位置ずれを起こす可能性がある。
【０００５】
図１５は従来の他の光ファイバ保持装置の構成を示す図であり、図において、５はグレーティング２を有する光ファイバ１を基板４に固定する接着剤であり、その他の構成は図１４に示すものと同様である。図１５に示すように、光ファイバ１のグレーティング２の部分が図１４の光ファイバ保持装置と同様にしてヒータ３上に搭載され、その上から接着剤５を塗布して光ファイバ１を基板４上に固定している。接着剤５の代わりに接着性を有するペーストや樹脂でも良い。
【０００６】
この場合、接着剤５の塗布時において、接着剤５の粘性によりグレーティング２が動いてしまい、ヒータ３に対して位置ずれを起こしてしまう。また、接着剤５の硬化時においても、硬化による接着剤５の体積変化でグレーティング２が動いてしまい、ヒータ３に対して位置ずれを起こしてしまう。また、接着剤５の硬化時の体積変化による応力が光ファイバ１に印加され、この応力印加によって光ファイバ１のコアの形状が変形することにより複屈折が発生し、結果として偏波モード分散特性が劣化する。
【０００７】
ここで、偏波モード分散（ＰＭＤ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）について説明する。シングルモード光ファイバ中の光信号は、２つの直交偏光モードからなる１つの伝搬モードとして存在する。何らかの外乱の影響でこの２つの直交偏光モードがその特性を変化させ、その結果、正規の伝搬モードから変化することを偏波モード分散という。この外乱の結果として複屈折が発生するが、この外乱の主なものとして、コア形状の不均一性、コア内材料組成の不均一性、応力印加によるコアの形状の変形、コア内温度の不均一性等があげられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図１４に示す光ファイバ保持装置は以上のように構成されているので、グレーティング２をヒータ３上に正確に位置合わせをして搭載することが難しく、搭載後もグレーティング２がヒータ３に対して位置ずれを起こす可能性があるというという課題があった。
【０００９】
また、図１５に示す光ファイバ保持装置では、接着剤５の塗布時において、接着剤５の粘性により、グレーティング２がヒータ３に対して位置ずれを起こしてしまうと共に、接着剤５の硬化時において、硬化による接着剤５の体積変化により、グレーティング２がヒータ３に対して位置ずれを起こしてしまうという課題があった。
【００１０】
さらに、図１５に示す光ファイバ保持装置では、接着剤５の硬化時の体積変化による応力が光ファイバ１に印加され、偏波モード分散特性が劣化するという課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光ファイバ１の搭載時にグレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを容易にでき、搭載後もグレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができる光ファイバ保持装置、光分散等化器及び光ファイバ保持装置の製造方法を得ることを目的とする。
【００１２】
上記課題に関連する技術として、日本国特許の特開２０００−２０６３４７号公報に開示された「光ファイバ回折格子を有する光学装置」がある。これは、回折格子が形成された光ファイバを温度補償する温度補償デバイスと、光ファイバをＶ字状の溝が形成された２つの基材で保持するものである。また、米国特許のＵＳＰ５，６７１，３０７号の“USE OF A TEMPERATURE GRADIENT TO IMPOSE A CHIRP ON A FIBRE BRAGG GRATING”には、Ｖ字溝が設けられた真鍮プレートに光ファイバを埋め、その間隙にサーマルコンパウンドを充填し、真鍮プレートの両側をペルチェ装置で掴んで温度制御を行うことが開示されている。
【００１３】
しかし、これらの公報に開示された技術では、光ファイバを所定位置に保持することはできるが、光ファイバに印加された応力による偏波モード分散特性の劣化を防止することはできない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、グレーティングを有する光ファイバと、上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、このヒータを表面に設けた基板と、直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材とを備え、上記グレーティングを上記ヒータ上に位置するように、上記光ファイバに設けられた位置決め用マーカと上記基板に設けられた位置決め用マーカとを用いて、上記短冊状部材を上記基板のヒータが設けられた面に搭載したものである。
【００１７】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、光ファイバが短冊状部材の溝の壁面に非接触であることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、光ファイバがヒータに接触していることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、グレーティングに与えられている所定の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持するためのペルチェ素子と、このペルチェ素子を制御するために光ファイバの温度を検出する温度センサとを備えたものである。
【００２１】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、ゲル状物質がシリコン系化合物を含むことを特徴とするものである。
【００２２】
この発明に係る光ファイバ保持装置は、短冊状部材が石英からなることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明に係る光分散等化器は、グレーティングを有する光ファイバと、上記グレーティングに所定の温度分布を与えるヒータと、このヒータの温度制御を行うヒータ制御回路と、上記ヒータを表面に設けた基板と、直線状の溝を備え、この溝に上記光ファイバを収容すると共に、上記溝内の間隙に上記光ファイバに密着するゲル状物質を充填した短冊状部材と、上記グレーティングに与えられている所定の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持するためのペルチェ素子と、上記光ファイバの温度を検出する温度センサと、この温度センサが検出した温度に基づき上記ペルチェ素子を制御するペルチェ素子制御回路と、光信号を上記グレーティングに入力し、上記グレーティングにより反射された光信号を出力する光サーキュレータとを備え、上記グレーティングを上記ヒータ上に位置するように、上記光ファイバに設けられた位置決め用マーカと上記基板に設けられた位置決め用マーカとを用いて、上記短冊状部材を上記基板のヒータが設けられた面に搭載したものである。
【００２４】
この発明に係る光ファイバ保持装置の製造方法は、短冊状部材の溝にゲル状物質を充填する第１のステップと、上記ゲル状物質が充填された上記短冊状部材の溝に、光ファイバを収容する第２のステップと、上記ゲル状物質が充填され上記光ファイバが収容された短冊状部材をヒータが搭載されている基板上に搭載する第３のステップと、上記短冊状部材を上記基板上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたものである。
【００２５】
この発明に係る光ファイバ保持装置の製造方法は、短冊状部材をヒータが搭載された基板上に固定する第１のステップと、上記基板上に固定された上記短冊状部材の溝にゲル状物質を充填する第２のステップと、上記ゲル状物質が充填された上記短冊状部材の溝に光ファイバを挿入して収容する第３のステップと、上記光ファイバを上記ヒータ上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたものである。
【００２６】
この発明に係る光ファイバ保持装置の製造方法は、光ファイバを基板上に搭載されているヒータ上に載せる第１のステップと、上記ヒータ上に載せられている光ファイバにゲル状物質を塗布する第２のステップと、短冊状部材を上記基板上に搭載し、上記短冊状部材の溝に上記光ファイバを収容する第３のステップと、上記短冊状部材を上記基板上で移動して、上記グレーティングの上記ヒータに対する位置合わせを行う第４のステップとを備えたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置の構成を示す図である。図１において、６は光ファイバ１を収容するための直線状のＶ字溝を有する短冊状部材、７は短冊状部材６のＶ字溝に充填された充填剤としてのゲル状物質である。その他の構成は従来の図１４に示すものと同様であり、同じ符号を付してその説明を省略する。図１に示すように、光ファイバ１が短冊状部材６の溝の壁面に非接触となるように、光ファイバ１と短冊状部材６の溝の壁面との間に隙間が設けられ、この隙間にゲル状物質７が充填されている。
【００２８】
図２は短冊状部材の種々の変形例を示す図であり、図２（ａ）は溝をＵ字溝、図２（ｂ）は溝を矩形溝、図２（ｃ）は溝を台形溝、図２（ｄ）は溝を円弧溝、図２（ｅ）は溝を多角形溝としたものであり、図１に示すＶ字溝と同様に、光ファイバ１と短冊状部材６の溝の壁面との隙間にゲル状物質７を充填するように構成されている。
【００２９】
短冊状部材６の材質の例としては透明で熱伝導率が低い石英が使用される。透明であることは、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを行うために必要であり、熱伝導率が低いことは、ヒータ３からの熱をグレーティング２以外に拡散させないために必要である。ここでは石英を使用しているが、この条件を満足する材質であれば石英以外の材質を使用しても良い。
【００３０】
図３は短冊状部材の寸法例を示す図であり、図３（ａ）はＶ字溝の短冊状部材の寸法例を、図３（ｂ）は矩形溝の短冊状部材の寸法例を示している。このような短冊状部材６の溝の寸法を決定する際に必要な要件としては、溝に収容された光ファイバ１が短冊状部材６の溝の壁面に非接触となるようにすることと、光ファイバ１と短冊状部材６の溝の壁面との間隙が大きすぎないようにすることである。
【００３１】
これは、光ファイバ１が短冊状部材６の溝の壁面に接触すると、何らかの応力が印加された後の残留応力の解放度合いが低くなるからである。また、光ファイバ１と短冊状部材６の溝の壁面との間隙が大きすぎると、充填されるゲル状物質７の自重が印加され残留応力として働くからであり、これは、グレーティング２とヒータ３との短手方向の搭載位置精度にも影響する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、各種の溝を有した短冊状部材６に光ファイバ１を収容し、光ファイバ１と短冊状部材６の溝との間隙にゲル状物質７を充填し、グレーティング２がヒータ３上に位置するように光ファイバ１を搭載し、短冊状部材６を基板４上に搭載する。このように、光ファイバ１を短冊状部材６に収容してヒータ３上に搭載することにより、光ファイバ１の直線性を確保することができる。
【００３３】
光ファイバ１と短冊状部材６の溝との間隙に充填するゲル状物質７の作用について説明する。ゲル状物質７は一般的に高分子鎖同士が物理的又は化学的に結合することでネットワーク構造を形成し、溶媒を吸収して一定の体積に膨潤したもので、流動性を持っていた液体が流動性を持たずに自重でもくずれない程度に固まっている。その硬さはＪＩＳ規格等の硬度では計測できず、針を刺してその侵入具合で評価する「針入度」で評価される。
【００３４】
短冊状部材６を使用して光ファイバ１をヒータ３上に搭載した場合、曲がっている状態の光ファイバ１を強制的に短冊状部材６の直線状の溝に収容するために、曲がりを矯正された光ファイバ１のグレーティング２の部分又は全体に応力が残留することになる。光ファイバ１と短冊状部材６の溝との間隙に何もなければ、光ファイバ１は空間的に開放されることになり、必然的に残留していた応力は緩和される。この応力の緩和の度合いは光ファイバ１と短冊状部材６の溝との間隙の状態に依存し、間隙に何もない状態の場合が応力の緩和の度合いが大きいが、剛体のように硬度が高く、しかもその剛体が光ファイバ１と接着されている場合に、応力の緩和の度合いは小さくなる。
【００３５】
光ファイバ１と短冊状部材６の溝との間隙に充填する充填剤として、従来使用していた硬度の高い接着剤５と、このゲル状物質７を比較すると、硬度の高い接着剤５を充填させた場合には、残留応力の緩和の度合いは小さいが、ゲル状物質７のように硬度が低く、光ファイバ１と接着でなく密着しているだけのものであれば、応力の緩和の度合いは大きくなる。また、接着剤５は、界面で光ファイバ１と接着しているため、光ファイバ１の応力緩和の際に生じる自身の運動を妨害することになる。
【００３６】
図４はこの発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ１１において、短冊状部材６の溝にマイクロディスペンサによりゲル状物質７を塗布していくことにより、短冊状部材６の溝にゲル状物質７を充填する。
【００３７】
ステップＳＴ１２において、ゲル状物質７が充填されている短冊状部材６の溝に光ファイバ１を収容する。このとき、グレーティング２の両端の光ファイバ１の表面に付加されたグレーティング２の位置決め用マーカ（図示せず）と短冊状部材６の両端を一致させる。この作業は位置制御可能な搭載装置を使用しても良いし、手作業で行っても良い。短冊状部材６の溝の短手方向の直線性の精度が数ミクロン単位であるため、グレーティング２は光ファイバ１が溝に収容された時点で長手方向の直線性が保証される。
【００３８】
ステップＳＴ１３において、光ファイバ１が収容された短冊状部材６を基板４上に搭載する。図５は短冊状部材を基板上に搭載する様子を説明する図であり、図５に示すように、基板４上に形成された短冊状部材６の位置決め用マーカに合わせて短冊状部材６を基板４上に搭載することにより、光ファイバ１をヒータ３上に載せることができる。
【００３９】
ステップＳＴ１４において、基板４上に搭載された短冊状部材６を吸引式の治具で保持し、その治具により基板４上で短冊状部材６を移動させ、グレーティング２のヒータ３に対する正確な位置合わせを行う。この作業は顕微鏡を使用して行われ、透明な石英で形成された短冊状部材６を透視して、数１０μｍから数１００μｍの単位でグレーティング２の長手方向及び短手方向のヒータ３に対する微調整を行う。
【００４０】
このように、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせの調整は、短冊状部材６を基板４上で移動させることにより行われる。そのため、短冊状部材６を移動させている間、光ファイバ１は短冊状部材６の溝の壁面から応力を受けるが、間隙に充填されているゲル状物質７は硬度が低いために、位置調整中に発生する短冊状部材６の溝の壁面から光ファイバ１への応力は緩和される。つまり、光ファイバ１内に形成されたグレーティング２への応力も緩和される。これにより光学特性、特に偏波モード分散特性が劣化することなく、良好な偏波モード分散特性を維持することができる。
【００４１】
次に充填剤としてゲル状物質７を使用した場合と従来のような接着剤等を使用した場合の偏波モード分散特性の比較結果について説明する。
図６は偏波モード分散特性を比較するために使用した充填剤の種類と性質を示す図であり、ここでは、シリコーン系接着剤、シリコーン系ペースト、シリコーン系ゲル状物質、エポキシ系紫外線硬化型接着剤（フィラー入り）、エポキシ系紫外線硬化型接着剤（フィラーなし）、エポキシ系２液性熱硬化型接着剤を使用している。なお、シリコーンはシリコン系の化合物を含むものである。また、図６の特徴欄におけるＴｇはガラス転移温度を示している。
【００４２】
図７は偏波モード分散（ＰＭＤ）の測定方法を示す図である。被測定デバイス５５である光ファイバ保持装置は、図４に示す組み立て手順で組み立てられ、図６に示す充填剤を短冊状部材６の溝に充填している。図４のステップＳＴ１４における微調整後、充填剤の硬化前の偏波モード分散を測定し、その後、図６に示す各硬化条件で充填剤を硬化させ、硬化後の偏波モード分散を測定している。
【００４３】
図７において、波長可変ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）５１は所定の波長の光信号を出力し、変調器５２は３００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で、所定の波長の光信号に強度変調をかけ、偏光ビームスプリッタ５３は所定の波長の光信号を直交する２つの偏波Ａ，Ｂの光信号に分割する。光スイッチ５４は２つの偏波Ａ，Ｂの光信号を切り換えて被測定デバイス５５に入力する。ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）５６は被測定デバイス５５からの２つの偏波Ａ，Ｂの光信号の強度をモニタし、図示されていない測定器にて所定の波長の２つの偏波Ａ，Ｂの光信号の位相差ФＡ−ФＢを偏波モード分散（ＰＭＤ）として観察する。
【００４４】
波長可変ＬＤ５１から出力される光信号の波長をλ１からλｎまで掃引して出力し、上記方法により、各波長λ１からλｎにおけるＰＭＤの値Ｐ１〜Ｐｎを求める。そして、この波長帯域全体に対するＰＭＤの値Ｐ１ｎは、次の（１）式に示すようにＰ１〜Ｐｎの平均値で定義する。
Ｐ１ｎ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｎ）／ｎ                    （１）
【００４５】
図８は偏波モード分散（ＰＭＤ）の測定条件を示す図である。波長範囲、変調周波数、グレーティング２の分散量を図８に示す値としている。ここで、グレーティング２の分散量は、波長λ（ｎｍ）に対する群遅延（ｐｓ：ｐｉｃｏ  ｓｅｃｏｎｄ）の傾きで示される。また、ＰＭＤ平均値として、グレーティング２の上記（１）式に示す透過帯域内のＰＭＤの値Ｐ１ｎを採用している。なお、ＰＭＤ平均値の許容値は、周波数が１０ＧＨｚ以上の場合には２〜３ｐｓ以下である。
【００４６】
図９は図６に示す各充填剤の硬化前及び硬化後のＰＭＤ平均値の測定結果を示す図である。図９に示すように、「硬化前」にすでにＰＭＤ平均値が高い値となったものは、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤（フィラーなし）とエポキシ系２液性加熱硬化型接着剤である。この光学特性の劣化は、図４の組み立て手順のステップＳＴ１４において、短冊状部材６を移動してグレーティング２のヒータ３に対する位置合わせ作業で発生した光ファイバ１への応力が緩和できずに発生したものと考えられる。
【００４７】
また、図９に示すように、「硬化後」にＰＭＤ平均値が上昇したものは、シリコーン系接着剤、シリコーン系ペースト及びエポキシ系紫外線硬化型接着剤（フィラー入り）である。この光学特性の劣化は、各充填剤の硬化の際の体積変化により、光ファイバ１に応力を与えたために発生したものと考えられる。
【００４８】
さらに、図９に示すように、「硬化前」と「硬化後」でＰＭＤ平均値が低く、しかも変化していないものはシリコーン系ゲル状物質だけである。このシリコーン系ゲル状物質を使用することにより、短冊状部材６を移動してグレーティング２のヒータ３に対する位置合わせ作業で発生した硬化前の光ファイバ１への応力を緩和していると共に、硬化の際の体積変化により光ファイバ１に与えた応力も緩和することができたものと考えられる。
【００４９】
このシリコーン系ゲル状物質は、液体シリコンを固体へ変化させる過程で反応を停止して得られるもので、その硬度は溶媒や化合物等により種々に変化するものであり、ここでは、例えば、ＧＥ東芝シリコン製のＴＳＥ３０５２等が使用される。
【００５０】
なお、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤（フィラーなし）とエポキシ系２液性加熱硬化型接着剤のように、「硬化後」のＰＭＤ平均値が低くても、「硬化前」のＰＭＤ平均値が高ければ、グレーティング２に与えた応力が残留していることも考えられるので、充填剤として使用することは不適切である。
【００５１】
以上のように、この実施の形態１によれば、短冊状部材６の溝に硬度が低いゲル状物質７を充填し、短冊状部材６の溝に光ファイバ１を収容し、短冊状部材６を基板４上に搭載して光ファイバ１をヒータ３上に載せることにより、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを容易にでき、グレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。
【００５２】
この実施の形態１では、光ファイバ保持装置として、グレーティング２を有する光ファイバ１を短冊状部材６の溝に収容しているが、グレーティング２を有しない光ファイバ１を短冊状部材６の溝に収容しても良い。この場合の光ファイバ保持装置は、光ファイバ１の基板４に対して位置決めしたい部分を短冊状部材６の溝に収容しゲル状物質７を溝に充填した構成となる。このような構成は、例えば基板４に対して位置決めされているレーザダイオード、フォトダイオード、レンズ、アイソレータ、別の光ファイバ等の光学素子に対する光ファイバ１の位置決め作業を容易にすることができる。
【００５３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による光ファイバ保持装置の構成は、実施の形態１における図１、図２に示す光ファイバ保持装置と同じであるが、この光ファイバ保持装置の組み立て手順が実施の形態１と異なる。
【００５４】
図１０はこの発明の実施の形態２による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ２１において、短冊状部材６をヒータ３が搭載されている基板４上に予め固定する。このとき、図５に示すように、基板４上に形成された短冊状部材６の位置決め用マーカに合わせて短冊状部材６を基板４上に搭載する。
【００５５】
ステップＳＴ２２において、基板４上に固定された短冊状部材６にゲル状物質７を充填する。このとき、短冊状部材６の長手方向の一方から、ゲル状物質７が入っているマイクロディスペンサによりゲル状物質７を供給する。ゲル状物質７は表面張力により短冊状部材６の溝に注入され、短冊状部材６の長手方向の他方に向かって浸透していく。この短冊状部材６の長手方向の他方に吸引ポンプを使用すると、ゲル状物質７の浸透時間を短くすることができる。
【００５６】
ステップＳＴ２３において、ゲル状物質７が充填された短冊状部材６の溝に光ファイバ１を手作業により挿入して収容する。このとき、グレーティング２の両端の光ファイバ１の表面に付加されているグレーティング２の位置決め用マーカと短冊状部材６の両端を一致させる。挿入されていく光ファイバ１は、直線状の溝に自らの形状を合わせていくことで長手方向の直線性が保証される。さらに、挿入していく過程で、光ファイバ１は曲がり等による応力負荷の度合いもゲル状物質７により小さく抑えられる。
【００５７】
ステップＳＴ２４において、短冊状部材６に収容された光ファイバ１を手作業により移動させ、グレーティング２のヒータ３に対する正確な位置合わせを行う。この作業は顕微鏡を使用して行われ、透明な石英で形成された短冊状部材６を透視して、数１０μｍから数１００μｍの単位でグレーティング２の長手方向及び短手方向のヒータ３に対する微調整を行う。
【００５８】
このように、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせの調整は、光ファイバ１を短冊状部材６の溝の中で移動させることにより行われる。そのため、光ファイバ１を移動させている間、光ファイバ１は短冊状部材６の溝の壁面から応力を受けるが、間隙に充填されているゲル状物質７は硬度が低いために、位置調整中に発生する短冊状部材６の溝の壁面から光ファイバ１への応力は緩和される。これにより光学特性、特に偏波モード分散特性が劣化することなく、良好な偏波モード分散特性を維持することができる。
【００５９】
以上のように、この実施の形態２によれば、短冊状部材６をヒータ３が搭載されている基板４上に固定して、短冊状部材６の溝にゲル状物質７を充填し、光ファイバ１を短冊状部材６の溝に収容することにより、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを容易にでき、グレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。
【００６０】
この実施の形態２では、光ファイバ保持装置として、光ファイバ１のグレーティング２の部分を短冊状部材６の溝に収容しているが、実施の形態１と同様に、グレーティング２を有しない光ファイバ１の位置決め部分を短冊状部材６の溝に収容しても良い。
【００６１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による光ファイバ保持装置の構成は、実施の形態１における図１、図２に示す光ファイバ保持装置と同じであるが、この光ファイバ保持装置の組み立て手順が実施の形態１及び実施の形態２と異なる。
【００６２】
図１１はこの発明の実施の形態３による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。ステップＳＴ３１において、グレーティング２の両端の光ファイバ１の表面に付加されているグレーティング２の位置決め用マーカとヒータ３の両端を合わせるようにして、光ファイバ１をヒータ３上に載せる。このとき、光ファイバ１を真っ直ぐにヒータ３に載せるためには、グレーティング２の両端の光ファイバ１を保持機構により保持し、この保持機構を駆動系で光ファイバ１の長手方向に移動させ、ＣＣＤ画像解析の位置検出機構により、グレーティング２の両端の光ファイバ１の表面に付加されているグレーティング２の位置決め用マーカとヒータ３の両端を合わせる。
【００６３】
ステップＳＴ３２において、ゲル状物質７をヒータ３上に載せられている光ファイバ１に塗布する。このとき、ゲル状物質７が入っているマイクロディスペンサによりゲル状物質７を塗布するが、ゲル状物質７の滴下量、マイクロディスペンサの走査速度、マイクロディスペンサの先端と光ファイバ１の塗布面との距離等を正確に制御して、塗布されるゲル状物質７の幅と高さ方向の厚さを所定の値に保つ必要がある。
【００６４】
ステップＳＴ３３において、短冊状部材６をゲル状物質７が塗布されている光ファイバ１上に搭載し、光ファイバ１を強制的に短冊状部材６の溝に収容する。図１２は光ファイバ保持装置の組み立て手順を説明する図であり、図１２（ａ）に示すように、光ファイバ１をできるだけ真っ直ぐな状態でヒータ３上に載せたとしても、数十から数百ミクロン単位でのグレーティング２のヒータ３に対する位置ずれが発生する。この状態で図１２（ｂ）に示すように、短冊状部材６を基板４上に形成された短冊状部材６の位置決め用マーカに合わせて、光ファイバ１に被せるように上から装着し、光ファイバ１を強制的に短冊状部材６の溝に収容することで、グレーティング２の長手方向の直線性が保証される。
【００６５】
このように、短冊状部材６をゲル状物質７が塗布されている光ファイバ１上に搭載する際には、吸引式の治具で短冊状部材６を保持して、光ファイバ１に対して短冊状部材６の長手方向を斜めにした状態で搭載を開始する。初めに短冊状部材６の一端が光ファイバ１に塗布されているゲル状物質７に接触し、ゲル状物質７が短冊状部材６の底面と溝に濡れ始める。この状態から徐々に短冊状部材６の角度を小さくし、最終的に短冊状部材６が光ファイバ１と平行になり、短冊状部材６の他端までゲル状物質７が濡れた状態にする。このように、短冊状部材６を斜めにして徐々に角度を小さくして光ファイバ１上に搭載していくことにより、短冊状部材６の溝に気泡が入るのを防止している。
【００６６】
図１１のステップＳＴ３４において、光ファイバ１上に搭載された短冊状部材６を吸引式の治具で保持し、その治具により基板４上で短冊状部材６を移動させ、グレーティング２のヒータ３に対する正確な位置合わせを行う。この作業は顕微鏡を使用して行われ、透明な石英で形成された短冊状部材６を透視して、数１０μｍから数１００μｍの単位でグレーティング２の長手方向及び短手方向のヒータ３に対する微調整を行う。
【００６７】
このように、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせの調整は、短冊状部材６を基板４上で移動させることにより行われる。そのため、短冊状部材６を移動させている間、光ファイバ１は短冊状部材６の溝の壁面から応力を受けるが、間隙に充填されているゲル状物質７は硬度が低いために、位置調整中に発生する短冊状部材６の溝の壁面から光ファイバ１への応力は緩和される。これにより光学特性、特に偏波モード分散特性が劣化することなく、良好な偏波モード分散特性を維持することができる。
【００６８】
以上のように、この実施の形態３によれば、光ファイバ１をヒータ３上に載せて、硬度が低いゲル状物質７を光ファイバ１に塗布し、短冊状部材６を基板４上に搭載し光ファイバ１を短冊状部材６の溝に収容することにより、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを容易にでき、グレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。
【００６９】
この実施の形態３では、光ファイバ保持装置として、光ファイバ１のグレーティング２の部分を短冊状部材６の溝に収容しているが、実施の形態１と同様に、グレーティング２を有しない光ファイバ１の位置決め部分を短冊状部材６の溝に収容しても良い。
【００７０】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４による光分散等化器の構成を示す図である。図１３において、１１は基板４を介してグレーティング２に与えられている所定の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持するためのペルチェ素子、１２は光ファイバ１のグレーティング２部分の温度を検出する温度センサ、２１は実施の形態１の図１に示す構成と同様の光ファイバ１、グレーティング２、ヒータ３、基板４、短冊状部材６、ゲル状物質７と、新たに追加したペルチェ素子１１、温度センサ１２により構成された光ファイバ保持装置である。
【００７１】
また、図１３において、２２は温度センサ１２が検出した温度に基づきペルチェ素子１１を制御するペルチェ素子制御回路、２３はヒータ３の温度制御を行うヒータ制御回路、２４は光ファイバ１に入出力する光信号の経路上に配置され、光ファイバ１を伝搬する光信号をグレーティング２に入力し、グレーティング２により反射された光信号を出力する光サーキュレータである。図１３に示すように、光分散等化器は、光ファイバ保持装置２１、ペルチェ素子制御回路２２、ヒータ制御回路２３、光サーキュレータ２４により構成されている。
【００７２】
光ファイバ保持装置２１は、上記各実施の形態と同様にして組み立てられているので、短冊状部材６の溝に光ファイバ１２を収容し、短冊状部材６の溝にゲル状物質７を充填することにより、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせも容易にでき、グレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防止している。
【００７３】
次に動作について説明する。
ペルチェ素子制御回路２２は温度センサ１２の検出温度に基づいてペルチェ素子１１を制御して、グレーティング２の温度分布の温度レベルを所定レベルに保持する。この実施の形態では、温度センサ１２はグレーティング２の長手方向中央付近の温度を検出するように配置されており、ペルチェ素子制御回路２２は温度センサ１２の検出温度が目標とする温度分布の中心温度に一致するようにペルチェ素子１１を制御する。このように、ヒータ３の温度とペルチェ素子１１の温度を制御することにより、光信号の分散を補償するためにグレーティング２に与える温度を所望の温度に安定化している。光サーキュレータ２４に入力された光信号は光ファイバ保持装置２１に入力され、グレーティング２により反射し、光サーキュレータ２４から出力される。
【００７４】
以上のように、この実施の形態４によれば、ゲル状物質７が充填された短冊状部材６の溝に光ファイバ１を収容し、グレーティング２をヒータ３上に搭載した光ファイバ保持装置２１を使用して光分散等化器を構成することにより、グレーティング２のヒータ３に対する位置合わせを容易にでき、グレーティング２のヒータ３に対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、光ファイバの所定位置に対する位置合わせを容易にすることができ、光ファイバの所定位置からの位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【００７６】
この発明によれば、グレーティングのヒータに対する位置合わせを容易にすることができ、グレーティングのヒータに対する位置ずれを起こさず、偏波モード分散特性の劣化を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置における短冊の種々の変形例を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置における短冊の寸法例を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。
【図５】  この発明の実施の形態１による光ファイバ保持装置における短冊を基板上に搭載する様子を説明する図である。
【図６】  偏波モード分散特性を比較するために使用した充填剤の種類と性質を示す図である。
【図７】  偏波モード分散の測定方法を示す図である。
【図８】  偏波モード分散の測定条件を示す図である。
【図９】  各充填剤の硬化前及び硬化後のＰＭＤ平均値の測定結果を示す図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。
【図１１】  この発明の実施の形態３による光ファイバ保持装置の組み立て手順を示すフローチャートである。
【図１２】  この発明の実施の形態３による光ファイバ保持装置の組み立て手順を説明する図である。
【図１３】  この発明の実施の形態４による光分散等化器の構成を示す図である。
【図１４】  従来の光ファイバ保持装置の構成を示す図である。
【図１５】  従来の他の光ファイバ保持装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ、２  グレーティング、３  ヒータ、４  基板、６  短冊状部材、７  ゲル状物質、１１  ペルチェ素子、１２  温度センサ、２１  光ファイバ保持装置、２２  ペルチェ素子制御回路、２３  ヒータ制御回路、２４  光サーキュレータ、５１  波長可変ＬＤ、５２  変調器、５３  偏光ビームスプリッタ、５４  光スイッチ、５５  被測定デバイス、５６  ＰＤ。
【図１】
0003667689.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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