(57)【要約】【課題】  比較的低コストで、受動分岐型光ファイバ線路の障害点を精度良く検出することができる障害点検出システムの構築に資するべく透過波長窓を容易且つ任意に設定することができる波長透過フィルタを提供する。【解決手段】  光ファイバ１１の長手方向に沿い反射波長域の異なる反射型フィルタであるファイバーグレーティング１２、１３を直列に形成するとともに、ファイバーグレーティング１２、１３のうち一方の最大反射波長が他方の最小反射波長よりも小さくなるように形成することで特定波長範囲の中の所定波長の光を透過させる透過波長窓１４を設けた。【選択図】  図１
2006091756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射波長域の異なる反射型フィルタであるファイバーグレーティングの複数個を直列に接続するとともに、隣接するファイバーグレーティングのうち一方の最大反射波長が他方の最小反射波長よりも小さくなるように形成することで所定波長域の光を透過させる透過波長窓を設けたことを特徴とする波長透過フィルタ。
【請求項２】
反射波長域の異なる反射型フィルタであるファイバーグレーティングの複数個を直列に接続するとともに、少なくとも一つのファイバーグレーティングに外力乃至温度変化を付与してその反射波長域を変えることにより隣接するファイバーグレーティングの一方の最大反射波長が他方の最小反射波長よりも小さくなるようにして所定波長域の光を透過させる少なくとも一つの透過波長窓を設けることを特徴とする波長透過フィルタ。
【請求項３】
１本の光ファイバを光カプラにより複数に分岐した複数の分岐線路を有し、一つの親局に対し前記各分岐線路を介して複数の加入者局を接続するファイバ網である受動分岐型光ファイバ線路
において、
特定の反射波長帯域内に所定の透過波長窓を有する波長透過フィルタであって各透過波長窓の透過波長がそれぞれ異なる１個又は複数個づつの波長透過フィルタを、前記各分岐線路にそれぞれ挿入したことを特徴とする受動分岐型光ファイバ線路。
【請求項４】
請求項３に記載する受動分岐型光ファイバ線路において、
前記波長透過フィルタは、請求項１に記載する波長透過フィルタであることを特徴とする受動分岐型光ファイバ線路。
【請求項５】
請求項３に記載する受動分岐型光ファイバ線路において、
前記波長透過フィルタは、請求項２に記載する波長透過フィルタであることを特徴とする受動分岐型光ファイバ線路。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか一つに記載する受動分岐型光ファイバ線路の前記親局側から順次波長を変えて光パルス信号を送ることで特定の波長の光パルス信号が各分岐線路の波長透過フィルタの波長透過窓を透過し、透過した光パルス信号に基づく各分岐線路における後方散乱光の戻り時間と強度特性を測定することにより各分岐線路の障害点を検出するようにしたことを特徴とする受動分岐型光ファイバ線路の障害点検出システム。
【請求項７】
複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
複数の直線状のマスクを、隣接するもの同士の間隔が漸増するとともに前記各光ファイバを横断するように配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、２グループに分けた一方のグループの各ファイバーグレーティングの最大反射波長が他のグループのいずれかのファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにそれぞれ反射波長域が異なるファイバーグレーティングを形成する工程と、
一方のグループの光ファイバと他方のグループの光ファイバとを１本づつ接続することにより一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することで所定波長域の光を透過させる透過波長窓を設ける工程とを有することを特徴とする波長透過フィルタの作製方法。
【請求項８】
複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
前記光ファイバの長手方向に関する２箇所で前記各光ファイバを横断するとともに、隣接するマスク同士の間隔が漸増し、しかも前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスクを前記光ファイバ上に配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、それぞれ反射波長域が異なる複数のファイバーグレーティングを、同一光ファイバにおいて一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することでそれぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を各光ファイバに形成する工程とを有することを特徴とする波長透過フィルタの作製方法。
【請求項９】
複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
前記光ファイバの長手方向に関する２箇所で前記各光ファイバを横断するとともに、前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスクを平行に前記光ファイバ上に配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、複数のファイバーグレーティングを形成する工程と、
前記ファイバーグレーティングを形成した各光ファイバの軸方向に張力を付与して前記各ファイバーグレーティングの反射波長域がそれぞれ異なるようにし、同時に同一光ファイバにおいて一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにすることでそれぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を各光ファイバに形成する工程とを有することを特徴とする波長透過フィルタの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長透過フィルタ及びこれを有する受動分岐型光ファイバ線路並びにその障害点検出システムに関し、特に１本の光ファイバを光カプラにより複数に分岐し、１台の親局に対し多数の加入者局を接続するファイバ網で、例えばＦＴＴＨ（Fiber To The Home）を実現する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
受動分岐型光ファイバ線路は１本の光ファイバを光カプラにより複数に分岐し、１台の親局に対して多数の加入者局を接続するファイバ網である。ＦＴＴＨの光ファイバでは１対１で接続される構成、光・電気変換器により能動的に分岐する構成の他に、前記受動分岐方式が実用化されている。
【０００３】
図１３に示すように、１対１で接続される光ファイバでは、光ファイバ１の断線や損失増加を検出するためにＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）２が利用されている。これは、光パルスを光ファイバ１の片端から送り、連続的に戻ってくるレーリー散乱光や端面からのフレネル反射光の時間遅れに基づき損失増加点や断線点を検出するものである。
【０００４】
ところが、図１４に示すように、１本の光ファイバ１をスターカプラ３により複数に分岐する受動分岐型光ファイバ線路において前記ＯＴＤＲ２を適用すると、断線によって生じたフレネル反射光がどの分岐線路１−１〜１−４から戻ってきたかが分からない。ＯＴＤＲ２には各分岐線路１−１〜１−４で生じたフレネル反射光やレーリー散乱が重畳して入射されるからである。
【０００５】
このため、断線前の健全時のフレネル反射光パターンと各分岐線路１−１〜１−４の線路長を予め測定しておき、障害時に消失したフレネル反射の分岐ポートと新たに生じたフレネル反射の時間的位置から障害点を特定する方法が考えられている。しかし、この場合、健全時には各分岐線路１−１〜１−４の線路長が同一のものが存在すると、消失ポートの判別が困難となり、また断線した位置が他の分岐線路１−１〜１−４と同一長さになった場合も検出が困難となる。このため、分岐線路１−１〜１−４の線路長を管理してそれぞれ異なるようにする必要がある。また、断線には至らない場合で急峻な曲げ等による損失増加の検出も必要であるが、複数の分岐線路１−１〜１−４からのレーリー散乱光が重なると損失の増加点での変化量が著しく小さくなり、検出できない可能性がある。
【０００６】
一方、分岐線路を判別するために、分岐線路毎に異なる波長を用いる方式も提案されている。その一例を図１５に示す。同図に示す例は、波長分離フィルタ４−１〜４−８を用いる構成であるが、波長によっては複数の分岐線路１−１〜１−８に伝送される。このため、波長間の差分をとることによって分岐線路１−１〜１−８毎の散乱特性を得ているが、差分の計算により誤差が大きくなり、小さな損失の増加を検出することが難しい。
【０００７】
このため、図１６に示すように、もう一組の波長フィルタ５−１〜５−８を用いて各分岐線路１−１〜１−８毎に１波長を与える方法も検討されている。しかし、この場合には、光伝送路の構成が複雑且つコスト高となり、不経済である。また、多数の光部品が通信経路に挿入されるので、光通信回線への悪影響が懸念される。
【０００８】
なお、図１５及び図１６に示す場合において、ＯＴＤＲ２からの試験光信号（本例では１６０５ｎｍ〜１６７５ｎｍ）は、波長分離フィルタ６を介して光ファイバ１に合波される。
【０００９】
また、この種の従来技術を開示する公知技術としては、次の特許文献を挙げることができる。
【００１０】
従来、低コストな反射型フィルタとしてファイバーグレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）が知られている。これは光ファイバ中に周期的な屈折率の強弱を構成し、その周期の２倍とファイバ屈折率を乗じた値に一致する波長の光がブラッグ反射を生じることを利用したもので、特定の波長を反射させる場合に利用される。しかし、単体では透過フィルタとして使うことができない。
【００１１】
一方、ファイバ中のファイバーグレーティングの中央で屈折率の強弱を反転させた（強弱の位相が波長に対して１／４ずれた）λ／４シフトグレーティングは反射波長帯の中央に狭い透過域を生じることが知られている。しかし、この場合は透過窓幅が狭く、温度変動などを考慮すると利用が困難である。また、透過窓幅を拡大縮小したり、その左右の反射波長幅を自由に変化させることが難しい。
【００１２】
さらに、通常の透過フィルタでは、その波長域だけ透過し、その他の光は遮断されてしまうので、目的の波長の光とともに通信用等の他の波長の光を同時に通すことが不可能である。
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１１１６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、比較的低コストで、光分岐線路の断線点や損出の増大点となる障害点などを精度良く検出することができる受動分岐型光ファイバ線路の障害点検出システムを提供することを究極の目的とし、同時に前記システムを構築するための受動分岐型光ファイバ線路を提供するとともに、透過波長窓を容易且つ任意に設定して前記受動分岐型光ファイバ線路の構築に資することができる波長透過フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴とする。
１）  反射波長域の異なる反射型フィルタであるファイバーグレーティングの複数個を直列に接続するとともに、隣接するファイバーグレーティングのうち一方の最大反射波長が他方の最小反射波長よりも小さくなるように形成することで所定波長域の光を透過させる透過波長窓を設けたこと。
【００１６】
本発明によれば、隣接するファイバーグレーティングの反射波長域の重なり幅を設定することで反射波長域の中に任意の大きさの透過波長窓を設けることができる。
２）  反射波長域の異なる反射型フィルタであるファイバーグレーティングの複数個を直列に接続するとともに、少なくとも一つのファイバーグレーティングに外力乃至温度変化を付与してその反射波長域を変えることにより隣接するファイバーグレーティングの一方の最大反射波長が他方の最小反射波長よりも小さくなるようにして所定波長域の光を透過させる少なくとも一つの透過波長窓を設けること。
【００１７】
本発明によれば、ファイバーグレーティング部分に対する外力乃至温度変化の付与によりファイバーグレーティングの反射波長域の幅を調整することができ、これにより隣接するファイバーグレーティング同士の最大反射波長と最小反射波長とで規定される透過波長窓を任意の位置に形成できる。また、同一反射波長域の異なる位置に複数個の透過波長窓を形成することも可能になる。
３）  １本の光ファイバを光カプラにより複数に分岐した複数の分岐線路を有し、一つの親局に対し前記各分岐線路を介して複数の加入者局を接続するファイバ網である受動分岐型光ファイバ線路
において、
特定の反射波長帯域内に所定の透過波長窓を有する波長透過フィルタであって各透過波長窓の透過波長がそれぞれ異なる１個又は複数個づつの波長透過フィルタを、前記各分岐線路にそれぞれ挿入したこと。
【００１８】
本発明によれば、各分岐線路に固有の波長の信号を一つ又は複数割り当てて光信号を伝送することができる。
４）  上記３）に記載する受動分岐型光ファイバ線路において、
前記波長透過フィルタは、上記１）に記載する波長透過フィルタであること。
【００１９】
本発明によれば、隣接するファイバーグレーティングの反射波長域の重なり幅を設定することにより反射波長域の中に任意の大きさで、しかも各分岐線路毎に透過波長がそれぞれ異なる透過波長窓を容易に設けることができる。
５）  上記３）に記載する受動分岐型光ファイバ線路において、
前記波長透過フィルタは、上記２）に記載する波長透過フィルタであること。
【００２０】
本発明によれば、ファイバーグレーティング部分に対する外力乃至温度変化の付与によりファイバーグレーティングの反射波長域の幅を調整することができ、これにより隣接するファイバーグレーティング同士の最大反射波長と最小反射波長とで規定される透過波長窓を任意の位置に形成できるとともに、同一反射波長域の異なる位置に複数個の透過波長窓を形成することも可能になり、反射波長域の中に任意の大きさで、しかも各分岐線路毎に透過波長がそれぞれ異なる透過波長窓を容易に設けることができる。
６）  上記３）乃至５）のいずれか一つに記載する受動分岐型光ファイバ線路の前記親局側から順次波長を変えて光パルス信号を送ることで特定の波長の光パルス信号が各分岐線路の波長透過フィルタの波長透過窓を透過し、透過した光パルス信号に基づく各分岐線路における後方散乱光の戻り時間と強度特性を測定することにより各分岐線路の障害点を検出するようにしたこと。
【００２１】
本発明によれば、各分岐線路に割り当てた固有の波長の信号の少なくとも一つを各分岐線路の障害点の検出信号として利用することができる。
７）  複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
複数の直線状のマスクを、隣接するもの同士の間隔が漸増するとともに前記各光ファイバを横断するように配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、２グループに分けた一方のグループの各ファイバーグレーティングの最大反射波長が他のグループのいずれかのファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにそれぞれ反射波長域が異なるファイバーグレーティングを形成する工程と、
一方のグループの光ファイバと他方のグループの光ファイバとを１本づつ接続することにより一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することで所定波長域の光を透過させる透過波長窓を設ける工程とを有すること。
【００２２】
本発明によれば、各分岐線路で異なる反射波長域のファイバーグレーティングを一度の紫外線照射で形成することができ、これに続く一方のグループと他方のグループの光ファイバ同士の接続により、それぞれ波長が異なる透過波長窓を有する複数本の光ファイバを形成できる。このようにして形成した各光ファイバは、上記４）、５）の受動分岐型光ファイバ線路及びその障害点検出システムの分岐線路とすることができる。
８）  複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
前記光ファイバの長手方向に関する２箇所で前記各光ファイバを横断するとともに、隣接するマスク同士の間隔が漸増し、しかも前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスクを前記光ファイバ上に配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、それぞれ反射波長域が異なる複数のファイバーグレーティングを、同一光ファイバにおいて一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することでそれぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を各光ファイバに形成する工程とを有すること。
【００２３】
本発明によれば、上記方法と同様に、上記４）、５）の受動分岐型光ファイバ線路に適用する光ファイバを提供し得るが、一度の紫外光の照射だけで、光ファイバの接続工程を有しない分、上記７）に記載する方法より簡単に前記光ファイバを形成することができる。
９）  複数の光ファイバを平行に並べる工程と、
前記光ファイバの長手方向に関する２箇所で前記各光ファイバを横断するとともに、前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスクを平行に前記光ファイバ上に配設する工程と、
前記各マスクが配設された前記各光ファイバに紫外線を照射して露光することにより、複数のファイバーグレーティングを形成する工程と、
前記ファイバーグレーティングを形成した各光ファイバの軸方向に張力を付与して前記各ファイバーグレーティングの反射波長域がそれぞれ異なるようにし、同時に同一光ファイバにおいて一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにすることでそれぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を各光ファイバに形成する工程とを有すること。
【００２４】
本発明によれば、上記方法と同様に、上記４）、５）の受動分岐型光ファイバ線路に適用する光ファイバを提供し得るが、一度の紫外光の照射だけで、光ファイバの接続工程を有しない分、上記８）と同様に、上記７）に記載する方法より簡単に前記光ファイバを形成することができる。このとき、本発明では、各グループにおいては隣接するマスクの間隔が所定通り漸増するように配設する必要もないのでさらに効率よく所望の波長透過フィルタを形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成の本発明に係る波長透過フィルタは、安価なファイバーグレーティングで反射波長域内に所望の波長の光信号を透過する透過波長窓を形成し得るので、任意の波長の光信号を選択的に透過させることができる精度の良いフィルタを安価に作製することができる。さらに、この場合のファイバーグレーティング自身が光ファイバでできているので、光ファイバの分岐線路との接続も容易であり、接続損失や信号光の反射を低く抑えることが可能である。
【００２６】
また、本発明に係る受動分岐型光ファイバ線路によれば、透過波長窓が一定間隔でシフトする一連の波長透過フィルタをモジュール化しているので、既存の受動分岐型光ファイバ線路に追加することが容易になる。このため、既存の受動分岐型光ファイバ線路の各分岐線路に特定の個別の波長域の光信号を割り当てることが可能になり、既存の分岐線路における光通信を損なうことなく、経済的に高機能化することが可能になる。
【００２７】
さらに、本発明に係る受動分岐型光ファイバ線路の障害点検出システムによれば、透過波長窓が一定間隔でシフトする一連の波長透過フィルタをモジュール化しているので、既存の受動分岐型光ファイバ線路に追加することが容易になる。このため、既存の分岐線路による通信性能に影響を与えることなく、障害点を検出するシステムを経済的に追加することができる。
【００２８】
本発明に係る波長透過フィルタの作成方法によれば、透過波長窓が一定間隔でシフトする一連の波長透過フィルタを可及的に少ない工程で一貫して作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【００３０】
同図に示すように、光ファイバ１１には、その長手方向に関する２箇所に反射型フィルタであるファイバーグレーティング１２、１３が直列に配設してある。ここで、ファイバーグレーティング１２、１３は、一方のファイバーグレーティング１２の最大反射波長が他方のファイバーグレーティング１３の最小反射波長よりも小さくなるように形成してあり、両者の反射波長域の重畳部分で所定波長域の光を透過させる透過波長窓１４を形成している。さらに詳言すると、ファイバーグレーティング１２の透過率特性を図１（ｂ）中に実線で、またファイバーグレーティング１３の透過率特性を図１（ｂ）に点線でそれぞれ示すが、ファイバーグレーティング１２、１３は直列に接続してあるので、両者の透過特性を重畳した場合には、図１（ｃ）に示すように反射波長域の重畳部分が形成され、この重畳部分が反射波長域にあって特定の波長域の光を透過する透過波長窓１４となる。なお、反射波長域は図に示す透過率特性の凹部に相当する（以下同じ。）。
【００３１】
かかる本形態によれば、隣接するファイバーグレーティング１２、１３の反射波長域の重なり幅を設定することで反射波長域の中に任意の大きさの透過波長窓１４を設けることができる。すなわち、特定の波長範囲の中の所定の波長の光信号を選択的に透過させる透過波長窓１４を形成し得る。したがって、反射波長域以外の波長域の光信号と同時に、透過波長窓１４の波長域に含まれる特定波長の光信号も伝送し得る。
【００３２】
なお、屈折率の変調度が一様なユニフォームグレーティングでは反射波長帯域の両側に弱い反射波長帯であるサイドバンドを有する場合がある。このサイドバンドが所望の透過窓に当たると、ファイバーグレーティング１２、１３の間で多重反射を生じ、透過光の品質を低下させる。図２は、屈折率の変調度を中央で高くなるよう分布させることでサイドバンドをなくしたアポダイズグレーティングを示しており、このタイプを適用することが有効である。
【００３３】
＜第２の実施の形態＞
上記第１の実施の形態では２箇所にファイバーグレーティング１２、１３を配設したが、複数箇所であればこの数に特別な制限はない。３箇所に配設した場合を第２の実施の形態として説明する。本形態は、反射波長域を広くしたい場合に有効であり、反射波長域の異なるファイバーグレーティングを３個以上接続し、１箇所だけが透過反射窓となるように反射波長域の上端と下端との位置を合わせたものである。
【００３４】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【００３５】
同図に示すように、光ファイバ２１には、その長手方向に関する３箇所に反射型フィルタであるファイバーグレーティング２２、２３、２４が直列に配設してある。ここで、ファイバーグレーティング２３、２４は、一方のファイバーグレーティング２３の最大反射波長が他方のファイバーグレーティング２４の最小反射波長よりも小さくなるように形成してあり、両者の反射波長域の重畳部分で所定波長域の光を透過させる透過波長窓２５を形成している。一方、ファイバーグレーティング２２の最大反射波長はファイバーグレーティング２３の最小反射波長と同じか、又は若干大きくなっている。さらに詳言すると、ファイバーグレーティング２２の透過率特性を図３（ｂ）中に実線で、またファイバーグレーティング２３の透過率特性を図３（ｂ）に点線で、ファイバーグレーティング２４の透過率特性を図３（ｃ）に一点鎖線でそれぞれ示すが、ファイバーグレーティング２２、２３、２４は直列に接続してあるので、両者の透過特性を重畳した場合には、図３（ｃ）に示すように反射波長域の重畳部分が形成され、この重畳部分が当該反射波長域にあって特定の波長域の光を透過する透過波長窓２５となる。
【００３６】
かかる本形態によれば、隣接するファイバーグレーティング２３、２４の反射波長域の重なり幅を設定することで反射波長域の中に任意の大きさの透過波長窓２５を設けることができる。すなわち、前記第１の実施の形態と同様に、特定の波長範囲の中の所定の波長の光信号を選択的に透過させる安定した透過波長窓２５を形成し得る。したがって、反射波長域以外の波長域の光信号と同時に、透過波長窓２５の波長域に含まれる特定波長の光信号も伝送し得る。
【００３７】
本形態においては、透過波長窓をもう一つ形成することもできる。これには、一方のファイバーグレーティング２２の最大反射波長が他方のファイバーグレーティング２３の最小反射波長よりも小さくなるように形成することで両者の反射波長域の重畳部分を形成すれば良い。
【００３８】
一般的には、隣接するファイバーグレーティング同士の反射波長域の重なりを調整することにより、ファイバーグレーティングの数より１個少ない数までは、透過波長窓を形成することができる。
【００３９】
＜第３の実施の形態＞
図４は本発明の第３の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【００４０】
同図に示すように、ファイバーグレーティングの反射波長域は、ファイバーグレーティングに外力乃至温度変化を付与することによっても変更することができる。
【００４１】
本形態は、図３に示す第２の実施の形態に係る波長透過フィルタの中央のファイバーグレーティング２３に張力を付与して引っ張るか又は加熱した場合である。この場合、ファイバーグレーティング２３の反射波長域は長波長側に移動する。本形態は、この移動によりファイバーグレーティング２３の最小反射波長がファイバーグレーティング２２の最大反射波長よりも大きくなると同時に、ファイバーグレーティング２３の最大反射波長がファイバーグレーティング２４の最小反射波長と同じか、または若干大きくなっている場合である。
【００４２】
本形態では透過波長窓３５が短波長側に移動しただけで基本的な機能は上記第２の実施の形態と変わるところはない。
【００４３】
図３および図４において、全てのファイバーグレーティングに一様に外力乃至温度変化を加えても、各々の反射波長域が一様にシフトするので、透過波長幅を維持したまま透過波長をわずかに変化させることができるが、その変化量には限りがある。本形態では、一つないし限定数のファイバーグレーティングに外力乃至温度変化を加えて、隣り合う２つの反射波長域の間で形成される透過波長窓を閉じたり開いたりすることで、透過波長を大きく変化できることが特長である。
【００４４】
＜第４の実施の形態＞
図５は本発明の第４の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【００４５】
同図に示すように、本形態は、図３に示す第２の実施の形態に係る波長透過フィルタの左端のファイバーグレーティング２２（最も短波長域に反射波長域を有する）に圧縮力を付与するか又は冷却した場合である。この場合、ファイバーグレーティング２２の反射波長域は短波長側に移動する。本形態は、この移動によりファイバーグレーティング２２の最大反射波長がファイバーグレーティング２３の最小反射波長よりも小さくなると同時に、ファイバーグレーティング２３の最大反射波長はファイバーグレーティング２４の最小反射波長よりも小さくなっている場合である。この結果、透過波長窓２５の他に透過波長窓４６も形成され、反射波長域の中に２種類の波長域に対応する透過波長窓２５、４６が形成される。
【００４６】
本形態では透過波長窓２５の他、透過波長窓４６も有するので、反射波長域以外の波長域の光信号と同時に、透過波長窓２５、４６の波長域にそれぞれ含まれる特定の２種類の光信号も伝送し得る。
【００４７】
＜第５の実施の形態＞
図６は本発明の第５の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図、（ｃ）はその各分岐線路における透過波長窓を含む透過率特性を示す説明図である。
【００４８】
同図に示すように、本形態に係る受動分岐型光ファイバ線路は、１本の光ファイバ１をスターカプラ３により分岐した複数（図では８本）の分岐線路１１−１〜１１−８を有しており、一つの親局に対し前記各分岐線路１１−１〜１１−８を介して複数の加入者局を接続するファイバ網である。ここで、各分岐線路１１−１〜１１−８は図１に示す第１の実施の形態に係る波長透過フィルタを有している。すなわち、各分岐線路１１−１〜１１−８はファイバーグレーティング１２−１〜１２−８及びファイバーグレーティング１３−１〜１３−８の反射波長域の重なりで形成する透過波長窓１４−１〜１４−８を有している。ここで、各透過波長窓１４−１〜１４−８の透過波長域は相互に重なることがないように少しずつずらしてある。
【００４９】
したがって、本形態によれば、共通の通信波長帯の共通光信号と、各分岐線路１１−１〜１１−８に個別に割り当てられた１波の個別光信号とを伝送することができる。ここで共通光信号は各分岐線路１１−１〜１１−８に割り当てた固有の時間帯に時分割方式の光信号として伝送され、個別光信号は実質的な周波数分割方式で各分岐線路１１−１〜１１−８に伝送される。
【００５０】
図６には、分岐線路１１−１〜１１−８において、１３１０ｎｍ帯と１５５０ｎｍ帯が共通に使用される共通光信号の通信波長帯であり、１６００ｎｍ帯に個別波長帯の個別光信号を割り当てた例を示す。
【００５１】
同図に示すように、１６００ｎｍ帯の波長λ１〜λ８が光ファイバ１から伝送される場合、分岐線路１１−１は透過波長域がλ１で、それ以外の波長λ２〜λ８の光信号を反射するように、分岐線路１１−２は透過波長域がλ２で、それ以外の波長λ１、λ３〜λ８の光信号を反射するように透過波長窓１４−１、１４−２が形成してあり、以下同様に透過波長窓１４−３〜１４−８が形成してあるので、各分岐線路１１−１〜１１−８には波長λ１〜λ８の光信号の１つだけが透過する。
【００５２】
なお、分岐線路１１−１〜１１−８の数は８分岐に限らず、増減させることが可能である。分岐数を増やすには、ファイバーグレーティングの反射波長域ができるだけ広く、反射波長域両端の波長分離特性が急峻であることが必要である。実際の分岐線路では３２分岐の構成が多いが、その程度の分岐数は十分適用可能である。
【００５３】
また、周囲の気温などによってファイバーグレーティングの温度が変化する場合、ファイバーグレーティング１２−１〜１２−８及びファイバーグレーティング１３−１〜１３−８の全ての温度が一様に変化するならば、各分岐線路１１−１〜１１−８において透過波長が若干変化するが、その変化量は分岐線路間でほぼ同程度なので、分岐線路間での透過波長窓の重なりが生ずることはない。さらに、温度変化によって反射波長が変化しないように工夫したファイバーグレーティングも実用化されている。
【００５４】
＜第６の実施の形態＞
図７は本発明の第６の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図である。
【００５５】
同図に示すように、本形態に係る受動分岐型光ファイバ線路は、図６に示す第５の実施の形態と同様に、１本の光ファイバ１をスターカプラ３により分岐した複数（図では８本）の分岐線路６１−１〜６１−８を有しており、一つの親局に対し前記各分岐線路６１−１〜６１−８を介して複数の加入者局を接続するファイバ網である。ここで、各分岐線路６１−１〜６１−８は図１に示す第１の実施の形態に係る波長透過フィルタを２組有している。この結果、各分岐線路６１−１〜６１−８はファイバーグレーティング１２−１〜１２−８及びファイバーグレーティング１３−１〜１３−８の反射波長域の重なりで形成する透過波長窓１４−１〜１４−８を有するとともに、ファイバーグレーティング１５−１〜１５−８及びファイバーグレーティング１６−１〜１６−８の反射波長域の重なりで形成する透過波長窓６４−１〜６４−８を有している。ここで、各透過波長窓１４−１〜１４−８及び６４−１〜６４−８の透過波域は相互に重なることがないように少しずつずらしてある。
【００５６】
本形態によれば、共通の通信波長帯の共通光信号と、各分岐線路６１−１〜６１−８に個別に割り当てられた２種類の個別光信号とを伝送することができる。すなわち、２種類の波長域で実質的な周波数分割方式を実現できる。
【００５７】
図７では１６００ｎｍ帯と１４００ｎｍ帯とのそれぞれ１波づつが各分岐線路６１−１〜６１−８に伝送される。各分岐線路６１−１〜６１−８の１６００ｎｍ帯及び１４００ｎｍ帯における透過波長は全て異なり、透過波長以外の１６００ｎｍ帯および１４００ｎｍ帯の波長は全て反射する。このため、例えば、１６００ｎｍ帯を、後述するファイバ障害探査用に利用し、１４００ｎｍ帯をストリーミングや映像配信など、親局と個別端末間での専用通信回線として利用することができる。
【００５８】
＜第７の実施の形態＞
図８は本発明の第７の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図である。
【００５９】
同図に示すように、本形態に係る受動分岐型光ファイバ線路は、図７に示す第６の実施の形態と同様に、１本の光ファイバ１をスターカプラ３により分岐した複数（図では８本）の分岐線路７１−１〜７１−８を有しており、一つの親局に対し前記各分岐線路７１−１〜７１−８を介して複数の加入者局を接続するファイバ網である。ここで、各分岐線路７１−１〜７１−８は、図１に示す第１の実施の形態に係る波長透過フィルタと、例えば図５に示す第４の実施の形態に係る波長透過フィルタのように２個の透過波長窓２５、４６を有する波長透過フィルタとを組み合わせて直列に接続して構成してあり、各分岐線路７１−１〜７１−８のファイバーグレーティング１２−１〜１２−８、１３−１〜１３−８及びファイバーグレーティング２２−１〜２２−８、２３−１〜２３−８、２４−１〜２４−８の反射波長域の重なりで形成する透過波長窓１４−１〜１４−８及び透過波長窓２５−１〜２５−８、４６−１〜４６−８を有している。ここで、各透過波長窓１４−１〜１４−８及び透過波長窓２５−１〜２５−８、４６−１〜４６−８の透過波長域は相互に重なることがないように少しずつずらしてある。
【００６０】
本形態は、要するに図７に示す第６の実施の形態における一方の反射波長域に２種類の透過波長窓２５−１〜２５−８、４６−１〜４６−８を形成したものである。
【００６１】
このように透過波長域が異なる２種類の透過波長窓２５−１〜２５−８、４６−１〜４６−８を形成することにより、例えば一方の透過波長窓２５−１〜２５−８を透過する個別光信号を上り、他方の透過波長窓４６−１〜４６−８を透過する個別光信号を下りとする双方向通信が可能となる。
【００６２】
図８では、各分岐線路７１−１〜７１−８において１６００ｎｍ帯で１波、１４００ｎｍ帯で２波の個別光信号が伝送されるようにした場合を示しており、１６００ｎｍ帯を後述するファイバ障害探査用、１４００ｎｍの２波のうちの１波を上り回線、もう１波を下り回線というように双方向に個別の専用回線を設けることができる。
【００６３】
＜第８の実施の形態＞
図９は本発明の第８の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路の障害点検出システムを概念的に示す説明図である。
【００６４】
本形態は図６に示す第５の実施の形態を対象として障害点検出システムを構築したものである。図９に示すように、本形態では、基線である光ファイバ１に波長分離フィルタ６を介してＯＴＤＲ２を接続してある。ここでＯＴＤＲ２は波長が１６００ｎｍ乃至１６８０ｎｍの光パルスを順次波長を変えて送出することができる。一方、各分岐線路１１−１〜１１−８のファイバーグレーティング１２−１〜１２−８、１３−１〜１３−８で形成する透過波長窓１４−１〜１４−８（図６参照）は、それぞれ１６０２±１ｎｍ、１６０４±１ｎｍ、１６０６±１ｎｍ、１６０８±１ｎｍ、１６１０±１ｎｍ、１６１２±１ｎｍ、１６１４±１ｎｍ、１６１６±１ｎｍの波長の個別光信号を透過するように形成してある。そこで、ＯＴＤＲ２から順次波長を変えて光パルスを送ることで特定の波長の光パルス信号である個別光信号が各分岐線路１１−１〜１１−８の波長透過窓（１４−１〜１４−８）を透過し、透過した光パルス信号に基づく各分岐線路１１−１〜１１−８における後方散乱光の戻り時間と強度特性を測定することにより各分岐線路１１−１〜１１−８の障害点を検出することができる。
【００６５】
なお、共通光信号による通常の通信は、各分岐線路１１−１〜１１−８の反射波長域ではない、例えば上り１３１０ｎｍ帯及び下り１５５０ｎｍ帯を用いて従来と同様に時分割で行えば良い。
【００６６】
また、本形態に係る障害点検出システムは、図７に示す第６の実施の形態や図８に示す第７の実施の形態ももちろん対象とすることができる。この際、障害点検出の試験信号は、例えば図７及び図８の透過波長窓１４−１〜１４−８を利用して個別に伝送すれば良い。
【００６７】
＜第９の実施の形態＞
図１０は本発明の第９の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を示す図で、（ａ）は光ファイバを配設した状態を概念的に示す説明図、（ｂ）はその透過波長窓１４−１〜１４−８を示す説明図である。
【００６８】
本例は図６に示す第５の実施の形態に係る透過波長窓１４−１〜１４−８を有する分岐線路１１−１〜１１−８を形成する場合である。
【００６９】
同図に示すように、先ず複数本（図では１６本）の光ファイバ９１−１−１〜９１−８−１、９１−１−２〜９１−８−２を平行に並べる。次に、複数の直線状のマスク９９を、隣接するもの同士の間隔が漸増するとともに前記各光ファイバ９１−１−１〜９１−８−１、９１−１−２〜９１−８−２を横断するように配設し、紫外線を照射して露光する。
【００７０】
ここで、前記マスク９９間の間隔の調整により、２グループに分けた一方のグループＩの各ファイバーグレーティングの最大反射波長が他のグループＩＩのいずれかのファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにそれぞれ反射波長域が異なるファイバーグレーティングを形成する。
【００７１】
最後に、グループＩの光ファイバ９１−１−１〜９１−８−１とグループＩＩの光ファイバ９１−１−２〜９１−８−２とを１本づつ溶着することにより、一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することで所定波長域の光を透過させる透過波長窓１４−１〜１４−８を有する光ファイバ９１−１〜９１−８とする。
【００７２】
波長が一定間隔で異なるファイバーグレーティングを１個づつ製作するのは不経済である。また、反射波長帯の絶対的な値を正確にするよりも、互いの波長差を正確にすることが必要である。
【００７３】
本形態では、複数の光ファイバを横断するマスクの配置を工夫した上で紫外線を照射することによって、反射波長帯が一定間隔でシフトするファイバーグレーティングを一度に作製することができる。また、反射波長帯が一定間隔で増大する一連のファイバーグレーティングのうち、反射波長帯の長波長側と短波長帯が一致する所で２グループＩ、ＩＩに分け、２つのグループＩ、ＩＩを直列に接続することで、透過波長窓１４−１〜１４−８帯が一定間隔で増大する一連の波長透過フィルタを一括して製作することができる。
【００７４】
なお、反射帯のサイドバンドを抑制するアポダイズを持たせるため、紫外線照射強度はファイバ長さ方向の中央で強くなるよう分布を持たせることも可能である。
【００７５】
＜第１０の実施の形態＞
図１１は本発明の第１０の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を概念的に示す説明図である。
【００７６】
本形態は、図１０に示す第９の実施の形態のように２グループに分けることなく、さらに１工程を削減したものである。
【００７７】
すなわち、図１１に示すように、本形態では、平行に並べた光ファイバ９１−１〜９１−８の長手方向に関する２箇所で各光ファイバ９１−１〜９１−８を横断するとともに、それぞれの箇所で隣接するマスク１０１、１０２同士の間隔が漸増し、しかも前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク１０１、１０２間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスク１０１、１０２を前記光ファイバ９１−１〜９１−８上に配設し、この状態で各光ファイバ９１−１〜９１−８に紫外線を照射して露光したものである。
【００７８】
このことにより、それぞれ反射波長域が異なる２個のファイバーグレーティングを、各光ファイバ９１−１〜９１−８において、一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるように形成することで、それぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を一度に各光ファイバ９１−１〜９１−８に形成している。
【００７９】
＜第１１の実施の形態＞
図１２は本発明の第１１の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を概念的に示す説明図である。
【００８０】
本形態も、図１０に示す第９の実施の形態のように２グループに分けることなく、さらに１工程を削減したものであるが、同時にマスク同士も平行に配設することで、この配設工程の作業性も改善したものである。
【００８１】
具体的には、図１２に示すように、先ず、平行に並べた光ファイバ９１−１〜９１−８の長手方向に関する２箇所で前記各光ファイバ９１−１〜９１−８を横断するとともに、前記２箇所のそれぞれにおいて隣接するマスク１１１、１１２間の間隔が異なるように、複数の直線状のマスク１１１、１１２を平行に前記光ファイバ９１−１〜９１−８上に配設するとともに、紫外線を照射して露光することにより、各ファイバーグレーティングを形成する。その後、各ファイバーグレーティングを形成した各光ファイバ９１−１〜９１−８の軸方向に張力IIIを付与して各ファイバーグレーティングの反射波長域がそれぞれ異なるようにし、同時に同一光ファイバ９１−１〜９１−８において一方のファイバーグレーティングの最大反射波長が他方のファイバーグレーティングの最小反射波長よりも小さくなるようにすることでそれぞれ異なる所定波長域の光を透過させる透過波長窓を形成する。
【００８２】
＜他の実施の形態＞
上記第５乃至第７の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路は、第１乃至第４の実施の形態に記載する波長透過フィルタを利用して構成したが、これに限るものではない。すなわち、この種の波長透過フィルタとしては、特定の反射波長帯域内に所定の透過波長窓を有するものであれば特別な制限はない。例えば、１）屈折率変調を利用することにより１本のファイバーグレーティングで所望の特性を得るように形成したもの、２）ファイバーグレーティングではない一般の反射フィルタを組み合わせてレンズでファイバーに接続したもの、３）ある広い反射帯を分離するフィルタと狭い透過フィルタとを並列に接続したもの等が考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は受動分岐型光ファイバ線路を介して情報の授受を行う、例えばＦＴＴＨシステム等の光通信システムに利用して有用なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【図２】ファイバーグレーティングの屈折率変調タイプと反射率特性について示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る波長透過フィルタに関する図で、（ａ）はファイバーグレーティングを形成した光ファイバの概念図、（ｂ）は各ファイバーグレーティング毎の波長と透過率の関係を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の特性を重畳して得る透過波長窓を示す説明図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図、（ｃ）はその各分岐線路における透過波長窓を含む透過率特性を示す説明図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路に関する図で、（ａ）はその波長と透過率との関係を示す特性図、（ｂ）はこの受動分岐型光ファイバ線路を概念的に示す説明図である。
【図９】本発明の第８の実施の形態に係る受動分岐型光ファイバ線路の障害点検出システムを概念的に示す説明図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を示す図で、（ａ）は光ファイバを配設した状態を概念的に示す説明図、（ｂ）はその透過波長窓を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１０の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を概念的に示す説明図である。
【図１２】本発明の第１１の実施の形態に係る透過フィルタの作製方法を概念的に示す説明図である。
【図１３】従来技術に係る光ファイバの断線や損出増加を検出する第１の方法を示す説明図である。
【図１４】従来技術に係る光ファイバの断線や損出増加を検出する第２の方法を示す説明図である。
【図１５】従来技術に係る光ファイバの断線や損出増加を検出する第３の方法を示す説明図である。
【図１６】従来技術に係る光ファイバの断線や損出増加を検出する第４の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１１，２１        光ファイバ
１２，１３，２２，２３，２４        ファイバーグレーティング
１４，２５，３５，４６        透過波長窓
１１−１〜１１−８，６１−１〜６１−８，７１−１〜７１−８        分岐線路
【図１】
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【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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【図１６】
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