(57)【要約】【課題】生産性に優れたファイバブラッググレーティング及びその製造方法を提供する。【解決手段】マルチコアファイバ１１の一部のコア１２ａの長手方向に沿って周期的に気泡１３が形成されたファイバブラッググレーティング１０である。ファイバヒューズ現象を用いてマルチコアファイバ１１の一部のコア１２ａの長手方向に沿って周期的に気泡１３を形成するファイバブラッググレーティングの製造方法である。【選択図】図１
2014115328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチコアファイバの一部のコアの長手方向に沿って周期的に気泡が形成されたことを特徴とするファイバブラッググレーティング。
【請求項２】
前記気泡の周期が長手方向の途中で変更される請求項１に記載のファイバブラッググレーティング。
【請求項３】
ファイバヒューズ現象を用いてマルチコアファイバの一部のコアの長手方向に沿って周期的に気泡を形成することを特徴とするファイバブラッググレーティングの製造方法。
【請求項４】
前記ファイバヒューズ現象は、気泡を形成したいコアに高エネルギ光を伝搬させた状態で、そのコアの出射端面にプラズマを発生させることにより生じさせる請求項３に記載のファイバブラッググレーティングの製造方法。
【請求項５】
前記高エネルギ光の放射束を調整して前記気泡の周期を長手方向の途中で変更する請求項４に記載のファイバブラッググレーティングの製造方法。
【請求項６】
前記高エネルギ光として、前記コアに対して伝送損失の小さい伝送帯の波長の光を用いる請求項４又は５に記載のファイバブラッググレーティングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアファイバを用いたファイバブラッググレーティング及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファイバブラッググレーティングとしては、図６に示すように、光プリズムや光スプリッタ等の光分岐器６１を用いてシングルコアファイバ６２のコア６３に二方向から紫外線レーザ光を干渉させながら照射し、Ｓｉ−Ｏ結合の変化に起因する光誘起屈折率変化により屈折率を部分的に変化させる二光束干渉法や、図７に示すように、ＣＯ2レーザ光の照射位置を機械的にずらしながら書き込む方法等により製造されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２２２２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２５８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの方法によりファイバブラッググレーティングを製造する際には、シングルコアファイバの周囲を覆う被覆層を除去してその一部又は全部を露出させ、その露出させた部分にレーザ光を照射して屈折率を部分的に変化させた後、露出させた部分を補強のために再び被覆層で覆うリコート工程が必要になることから、生産性に優れているとは言えなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、生産性に優れたファイバブラッググレーティング及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために創案された本発明は、マルチコアファイバの一部のコアの長手方向に沿って周期的に気泡が形成されたファイバブラッググレーティングである。
【０００７】
前記気泡の周期が長手方向の途中で変更されても良い。
【０００８】
また、本発明は、ファイバヒューズ現象を用いてマルチコアファイバの一部のコアの長手方向に沿って周期的に気泡を形成するファイバブラッググレーティングの製造方法である。
【０００９】
前記ファイバヒューズ現象は、気泡を形成したいコアに高エネルギ光を伝搬させた状態で、そのコアの出射端面にプラズマを発生させることにより生じさせると良い。
【００１０】
前記高エネルギ光の放射束を調整して前記気泡の周期を長手方向の途中で変更しても良い。
【００１１】
前記高エネルギ光として、前記コアに対して伝送損失の小さい伝送帯の波長の光を用いると良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産性に優れたファイバブラッググレーティング及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るファイバブラッググレーティングを示す模式図である。
【図２】図１のファイバブラッググレーティングの製造方法を説明する模式図である。
【図３】高エネルギ光の放射束と気泡の周期との関係を示す図である。
【図４】図１の変形例に係るファイバブラッググレーティングを示す模式図である。
【図５】図１の変形例に係るファイバブラッググレーティングを示す模式図である。
【図６】従来技術に係るファイバブラッググレーティングの製造方法を説明する模式図である。
【図７】従来技術に係るファイバブラッググレーティングの製造方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態に係るファイバブラッググレーティング１０は、マルチコアファイバ１１の一部のコア１２ａの長手方向に沿って周期的に気泡１３が形成されたことを特徴とする。
【００１６】
このファイバブラッググレーティング１０は、気泡１３が形成されていないコア１２ｂを伝搬する光に対して特定の波長（反射波長）の光のみを反射させるグレーティングとして機能する。
【００１７】
マルチコアファイバ１１は、少なくとも二つ以上（図では二つ）のコア１２ａ、１２ｂと、コア１２ａ、１２ｂの周囲を一括して覆うクラッド１４と、クラッド１４の周囲を覆う被覆層１５と、を備える。
【００１８】
コア１２ａ、１２ｂとクラッド１４は、シリカガラスを主原料とするものであり、そのシリカガラスに特定の添加物を添加することによって、コア１２ａ、１２ｂの屈折率がクラッド１４の屈折率よりも大きくなるようにされる。
【００１９】
例えば、コア１２ａ、１２ｂは屈折率を上げるためにシリカガラスにゲルマニウムやリンを添加した材料からなり、クラッド１４は屈折率を下げるためにシリカガラスにホウ素やフッ素を添加した材料からなる。
【００２０】
気泡１３は、その周囲に残留応力を生じさせることから、コア１２ａに気泡１３が周期的に形成されることで、そのコア１２ａに隣接するコア１２ｂに対して周期的な応力を与えることになる。この周期的な応力によってコア１２ｂにおけるグレーティングが実現される。
【００２１】
つまり、気泡１３が形成されているコア１２ａは、気泡１３が形成されていないコア１２ｂに対して応力を与え、そのコア１２ｂにおけるグレーティングを実現するための犠牲コアであり、光の伝送を行うためのものではない。
【００２２】
なお、気泡１３による応力の影響は、気泡１３が形成されているコア１２ａから離れるほど小さくなるため、グレーティングを実現したいコア１２ｂに隣接するコア１２ａに気泡１３を形成することが好ましい。
【００２３】
コア１２ａにおける気泡１３の周期とコア１２ｂにおけるグレーティングの周期とは密接に関連しており、気泡１３の周期を調整することでグレーティングの周期を変更することができる。
【００２４】
そして、グレーティングの反射波長はグレーティングの周期に依存して変わるため、グレーティングの周期を変更することでその反射波長を任意に設定することができる。
【００２５】
例えば、気泡１３の周期が長手方向の途中で変更されることにより、反射波長の異なる複数のグレーティングが連続的且つ多段的に配置されたファイバブラッググレーティング１０を実現することが可能となる。
【００２６】
このファイバブラッググレーティング１０を製造するためには、図２に示すように、ファイバヒューズ現象を用いてマルチコアファイバ１１の一部のコア１２ａの長手方向に沿って周期的に気泡１３を形成する必要がある。
【００２７】
ファイバヒューズ現象は、気泡１３を形成したいコア１２ａに高エネルギ光（例えば、数Ｗの光）を伝搬させた状態で、そのコア１２ａの出射端面にプラズマを発生させることにより生じさせる。ここで、出射端面とは、高エネルギ光を入射させる入射端面とは逆の端面を意味する。
【００２８】
プラズマは、例えば、コア１２ａの出射端面にアーク放電したり、コア１２ａの出射端面を加熱したりすることによって発生させることができる。一旦、プラズマを発生させると、そのプラズマは高エネルギ光の伝搬を止めるまで、入射端面に向かってコア１２ａを破壊しながら進んでいき、その過程でプラズマが通った部分に周期的な気泡１３が形成される。
【００２９】
例えば、コア１２ａに波長が１５５０ｎｍで放射束が１．２Ｗの高エネルギ光を伝搬させた状態でプラズマを発生させると、プラズマは１．０ｍ／ｓ程度の速度で進んでいき、コア１２ａに１０μｍ程度の周期的な気泡１３を形成することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、生産性の観点から、コア１２ａの出射端面をプラズマの発生基点とし、その全長に亘ってファイバヒューズ現象を生じさせることを想定しているが、コア１２ａの長手方向の途中をプラズマの発生基点として、コア１２ａの一部にファイバヒューズ現象を生じさせるようにしても構わない。
【００３１】
気泡１３の周期は、高エネルギ光の放射束を調整することで変更することができる。図３に示すように、高エネルギ光の放射束を大きくすれば気泡１３の周期を長くすることが可能であり、高エネルギ光の放射束を小さくすれば気泡１３の周期を短くすることが可能である。
【００３２】
そのため、コア１２ａの全長に亘って同一の周期で気泡１３を形成するためには、高エネルギ光の放射束をコア１２ａの全長に亘って一定にする必要があるが、一般に伝搬距離が長くなるほど伝送損失が大きくなるため、入射端面側の放射束に比べて出射端面側の放射束の方が小さくなる。
【００３３】
そこで、プラズマが入射端面に向かってコア１２ａを進んでいく過程で、高エネルギ光の放射束を徐々に小さく調整していくことで、結果的にコア１２ａの全長に亘って高エネルギ光の放射束を一定にすることができ、コア１２ａの全長に亘って同一の周期で気泡１３を形成することが可能となる。
【００３４】
このとき、高エネルギ光として、コア１２ａに対して伝送損失の小さい伝送帯の波長の光を用いることにより、マルチコアファイバ１１が比較的短尺である場合には伝送損失による高エネルギ光の放射束の変化を無視でき、比較的長尺である場合であっても高エネルギ光の放射束の調整が比較的少なくて済む。
【００３５】
以上説明してきた本発明によれば、気泡１３を形成したいコア１２ａに高エネルギ光を伝搬させた状態で、そのコア１２ａの出射端面にプラズマを発生させることにより、その全長に亘ってファイバヒューズ現象を生じさせて長尺なグレーティングを実現することができるため、グレーティングを実現したい部分の被覆層１５を除去し、グレーティングを書き込んだ後に再び被覆層１５で覆うリコート工程が不要となり、ファイバブラッググレーティング１０の生産性を大幅に向上させることが可能である。
【００３６】
また、従来はシングルコアファイバに、コアに対して垂直な方向からレーザ光を照射してグレーティングを書き込んでいたことから、レーザ光の照射位置をシングルコアファイバの長手方向に沿ってずらしていくことが必要であり、その位置合わせも非常に煩わしく、グレーティングの書き込みに時間が掛かっていた。
【００３７】
これに対して、本発明では、マルチコアファイバ１１がボビン等に巻き取られた状態であっても、その状態を問わず、気泡１３を形成したいコア１２ａに高エネルギ光を伝搬させた状態で、そのコア１２ａの出射端面にプラズマを発生させるだけでグレーティングを実現できるため、位置合わせ等の煩わしさから解放され、グレーティングの書き込み時間を大幅に短縮することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、高エネルギ光の放射束を調整して気泡１３の周期を長手方向の途中で変更することができるので、従来のようにレーザ光の照射周期を異ならせるためにレーザ光の照射位置の調整等をすることなく、反射波長の異なる複数のグレーティングが連続的且つ多段的に配置されたファイバブラッググレーティング１０を容易に実現することが可能となる。
【００３９】
更に、本発明によれば、マルチコアファイバ１１の所望のコア１２ａのみに気泡１３を形成することができるため、例えば、図４に示すように、中心に配置されたコア１２ａのみに気泡１３を形成することで、その周囲の全てのコア１２ｂにおいてグレーティングを実現することが可能になる。
【００４０】
その他にも、図５に示すように、中心に配置されたコア１２ｂ以外の全てのコア１２ａに気泡１３を形成し、各コア１２ａの気泡１３の周期を異ならせることで、中心に配置されたコア１２ｂにおいて、所望のフィルタ特性を有するグレーティングを実現することが可能になる。また、この場合に、各コア１２ａの気泡１３の周期を同一とすることで、中心に配置されたコア１２ｂにその周囲から均一に応力を与えることができ、グレーティングとしての特性を安定させることが可能となる。
【００４１】
以上の通り、本発明によれば、生産性に優れたファイバブラッググレーティング及びその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ファイバブラッググレーティング
１１  マルチコアファイバ
１２ａ  コア
１２ｂ  コア
１３  気泡
１４  クラッド
１５  被覆層
【図１】
2014115328.tif 000003
【図２】
2014115328.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014115328.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014115328.tif 000008
【図７】
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