(57)【要約】【課題】フェムト秒オーダーの光パルス伝送にも対応する高精度な分散補償が可能なファイバ回折格子の作製方法の提供を目的とする。【解決手段】紫外光３を位相マスク２を通して光ファイバ１に照射し、周期が連続的に変化した屈折率変調を光ファイバ１のコア部に形成し、前記屈折率変調を形成する照射強度はファイバの中央に向かって照射時間が異なるように紫外光を照射して光ファイバのコアの有効屈折率が光ファイバ１の中央に向かって変化するようにコアの屈折率変調部分を形成し、次に、位相マスク２を通さず、ファイバのコア中央に向かって照射時間が異なるようにして照射強度８と対称な照射強度分布９となるように紫外光３を照射して光ファイバ回折格子を作製するもので、群遅延上のリップルを減少させる効果を有する。【選択図】　図１
2004117633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光を通過させる開口部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を限定する回転スリットと、前記回転スリットを通過したレーザ光を入射して回折光を生じさせる位相マスクと、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を拡張する回転ネガスリットと、を有し、前記回転スリットと前記位相マスクとを用いて露光用のレーザ光を前記光ファイバの回折格子形成部に照射した後、前記位相マスクを外し且つ前記回転スリットを前記回転ネガスリットに変更して露光用のレーザ光を前記回折格子形成部に照射することを特徴とするファイバ回折格子の作製装置。
【請求項２】
更に、レーザ光源から出力したレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーを固定し且つ回折格子形成部と平行な方向に移動可能な移動ステージと、を有することを特徴とする請求項１記載のファイバ回折格子の作製装置。
【請求項３】
回転スリットと回転ネガスリットとを同一の遮光板に形成したことを特徴とする請求項１または２記載のファイバ回折格子の作製装置。
【請求項４】
紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光をレーザ光源から出力する工程と、前記レーザ光を通過させる開口部を有する回転スリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を限定していく工程と、前記回転スリットを通過したレーザ光を位相マスクに入射して回折光を生じさせる工程と、前記回折光を用いて前記光ファイバに屈折率変調を生じさせる工程と、前記位相マスクをレーザ光の通過経路から外し、且つ前記回転スリットを、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有する回転ネガスリットに変更する工程と、前記回転ネガスリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を拡張していく工程と、前記回転ネガスリットを通過したレーザ光を用いて前記光ファイバの回折格子形成部の有効屈折率の均一化を行う工程と、を有するファイバ回折格子の製造方法。
【請求項５】
光ファイバのコア部に紫外光を照射して屈折率変調を与えることで回折格子を形成するファイバ回折格子の製造方法であって、光ファイバの回折格子形成部に対して照射強度分布がアボダイズを施した凸状となるように露光用紫外光を照射する紫外線露光第一工程と、前記紫外線露光第一工程の後、前記回折格子形成部の有効屈折率が長軸方向に沿って平均化されるように前記回折格子形成部に対して露光用紫外光を照射する紫外線露光第二工程と、を有するファイバ回折格子の製造方法。
【請求項６】
紫外線露光第一工程は、露光用紫外光が通過する開口部を有する回転スリットを回転させて前記紫外光の透過領域を限定していくことにより、回折格子形成部の長軸方向のそれぞれの位置での前記紫外光の照射時間を調整することで、前記回折格子形成部の照射強度分布を、アボダイズを施した凸状とすることを特徴とする請求項５記載のファイバ回折格子の製造方法。
【請求項７】
紫外線露光第二工程は、露光用紫外光を遮蔽する遮光部を有する回転ネガスリットを回転させて前記紫外光の透過領域を拡張していくことにより、回折格子形成部の長軸方向のそれぞれの位置での前記紫外光の照射時間を調整し、前記回折格子形成部に対してアボダイズを施した凹状の照射強度分布を与えることで、前記回折格子形成部の有効屈折率を長軸方向に沿って平均化することを特徴とする請求項５または６記載のファイバ回折格子の製造方法。
【請求項８】
回折格子形成部に露光用紫外光を照射したまま、前記回折格子形成部に対する前記紫外光の照射位置を前記回折格子形成部と平行な方向に移動させてスキャンニングすることで、前記回折格子形成部全体に前記紫外光を照射することを特徴とする請求項４から７のいずれか記載のファイバ回折格子の作製装置。
【請求項９】
露光用紫外光のスキャンニングは、前記紫外光を反射するミラーと、前記ミラーを固定し且つ回折格子形成部と平行な方向に移動可能な移動ステージと、を用いて行うことを特徴とする請求項８記載のファイバ回折格子の作製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明はファイバ回折格子の製造方法に関し、特に高速での光ファイバ通信に用いられる波長分散補償用ファイバ回折格子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の高速化、大容量化に伴って光ファイバ通信の光加入者系への導入が進められている。伝送速度が高速になるに従って分散を補償する必要があり（低伝送損失である１．５ミクロン帯の光を用いる場合、１７ｐｓ／ｋｍ・ｎｍの波長分散がある）、伝送距離や外部の状況など個々の伝送状況に応じた補償を行う必要がある。このような分散補償を行うために、光ファイバのコア中へ回折格子を形成したファイバ回折格子が用いられる。
【０００３】
従来より、光ファイバのコア中へ回折格子を形成したファイバ回折格子は、ある波長の光を反射する特徴を持つ。従来のファイバ回折格子の一例を図８に示す。１１はファイバ回折格子、１２はファイバ回折格子が形成された光ファイバのコアであり、変調周期が一定である屈折率変調を有している。
【０００４】
しかしながら波長分散を補償するためには、ある程度の波長帯域にわたって反射特性を必要とすることから、光の波長により反射位置が異なるファイバ回折格子を用いる必要があり、光ファイバの長軸方向に向かって回折格子の周期を変化させた回折格子を作製することで実現できる。このようなファイバ回折格子の一例を図９に示す。２１はファイバ回折格子、２２はファイバ回折格子が形成された光ファイバのコアであり、屈折率の変調は光ファイバの長軸方向ｚに沿って変調周期が次第に大きくなるように構成されている。このように、光の波長により反射位置が異なるファイバ回折格子の特性を利用することで、分散補償を実現することができる（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００５】
以下に、図面を用いて従来のファイバ回折格子の作製方法を説明する。
【０００６】
図１０は従来のチャープファイバ回折格子の作製における露光光学系の構造と作製方法を示しており、ファイバ回折格子の作製を行う光学系はエキシマレーザ１０３、位相マスク１０２、その他固定スリット、ミラーやレンズ、光学治具から構成されている。
【０００７】
従来では、光ファイバ１０１に位相マスク１０２を当て、エキシマレーザ１０３からの紫外光を露光することにより位相マスク１０２からの±１次光の干渉縞を光ファイバ１０１に照射し、光ファイバ１０１の長軸方向に向かって周期を変化させた回折格子を光ファイバ１０１のコア中に形成する。この方法によって、光の波長により反射位置が異なる特徴を持つファイバ回折格子を作製することができ、分散補償を実現するファイバ回折格子を得ることができる。
【０００８】
しかし、従来の方法では、ファイバ回折格子作製で紫外線の照射を受けた部分と受けていない部分との境界で急激な有効屈折率変化があるため、ファイバ回折格子を形成した終端面での光の干渉が影響し、群遅延曲線にリップル（細かいノイズ）が発生して直線性が悪くなる。
【０００９】
図１１に従来の方法で作製したファイバ回折格子の群遅延特性を示す。図１１のように、従来の方法で作製したファイバ回折格子の群遅延特性には１０〜５０ｐｓのリップルが生ずる。
【００１０】
このように、従来のファイバ回折格子の作製方法ではチャープ（屈折率変化の周期を連続的に変化）ファイバグレーティングの群遅延曲線の直線精度が低くなるため、精度の高い安定した分散補償をおこなうことができないといった欠点があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−１２８５２４号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３７７５１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
光通信の光源とするフェムト秒光パルスの波長帯域は〜＜１０ｎｍと広帯域であるため、この広い帯域で分散を補償できるファイバ回折格子を作製することが要求される。これまでに作製されてきたチャープファイバ回折格子はチャープの緩やかな（小さい）位相マスクを用いて作製したもので、容易にチャープファイバ回折格子を光ファイバ中に形成できる。しかし、この従来方法で、フェムト秒光パルスに対応するような回折格子長が長く、広帯域で分散補償精度が高い安定したファイバ回折格子を作製するのは非常に困難であり、群遅延曲線上に発生するリップル（細かいノイズ）が分散補償へ影響することが考えられる。
【００１３】
広帯域の波長をカバーできるようにするため、チャープを大きく設定したファイバ回折格子には、その群遅延曲線上に大きなリップルが発生する。このリップルによる、フェムト秒光パルスの分散補償機能への悪影響として、伝送信号の劣化、伝送品質の低下が考えられる。
【００１４】
本発明は、フェムト秒光パルスでの光通信において、フェムト秒光パルスでの広帯域伝送を可能とする高精度の分散補償をおこなうため、群遅延曲線上に発生するリップルを低減することが可能な広帯域ファイバ回折格子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するための本発明は、紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光を通過させる開口部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を限定する回転スリットと、前記回転スリットを通過したレーザ光を入射して回折光を生じさせる位相マスクと、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を拡張する回転ネガスリットと、を有し、前記回転スリットと前記位相マスクとを用いて露光用のレーザ光を前記光ファイバの回折格子形成部に照射した後、前記位相マスクを外し且つ前記回転スリットを前記回転ネガスリットに変更して露光用のレーザ光を前記回折格子形成部に照射するように構成したファイバ回折格子の作製装置である。
【００１６】
また、本発明は、紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光をレーザ光源から出力する工程と、前記レーザ光を通過させる開口部を有する回転スリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を限定していく工程と、前記回転スリットを通過したレーザ光を位相マスクに入射して回折光を生じさせる工程と、前記回折光を用いて前記光ファイバに屈折率変調を生じさせる工程と、前記位相マスクをレーザ光の通過経路から外し、且つ前記回転スリットを、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有する回転ネガスリットに変更する工程と、前記回転ネガスリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を拡張していく工程と、前記回転ネガスリットを通過したレーザ光を用いて前記光ファイバの回折格子形成部の有効屈折率の均一化を行う工程と、を有するように構成したファイバ回折格子の製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、光ファイバのコア部に紫外光を照射して屈折率変調を与えることで回折格子を形成するファイバ回折格子の製造方法であって、光ファイバの回折格子形成部に対して照射強度分布がアボダイズを施した凸状となるように露光用紫外光を照射する紫外線露光第一工程と、前記紫外線露光第一工程の後、前記回折格子形成部の有効屈折率が長軸方向に沿って平均化されるように前記回折格子形成部に対して露光用紫外光を照射する紫外線露光第二工程と、を有するようにしたファイバ回折格子の製造方法である。
【００１８】
これにより、光ファイバへの紫外線照射量は均一化され、ファイバ回折格子を形成した終端部での急激な屈折率変化は解消するので、光ファイバの群遅延曲線上のリップルを低減させる効果を持つファイバ回折格子の作製が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光を通過させる開口部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を限定する回転スリットと、前記回転スリットを通過したレーザ光を入射して回折光を生じさせる位相マスクと、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有し且つ回転することで前記レーザ光の通過領域を拡張する回転ネガスリットと、を有し、前記回転スリットと前記位相マスクとを用いて露光用のレーザ光を前記光ファイバの回折格子形成部に照射した後、前記位相マスクを外し且つ前記回転スリットを前記回転ネガスリットに変更して露光用のレーザ光を前記回折格子形成部に照射することを特徴とするファイバ回折格子の作製装置であり、この作製装置を用いることで光パルスの分散補償を高精度かつ安定して行うことができるファイバ回折格子を作製できるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、更に、レーザ光源から出力したレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーを固定し且つ回折格子形成部と平行な方向に移動可能な移動ステージと、を有することを特徴とする請求項１記載のファイバ回折格子の作製装置であり、レーザ光源から出力したレーザ光を均一に光ファイバに照射できるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、回転スリットと回転ネガスリットとを同一の遮光板に形成したことを特徴とする請求項１または２記載のファイバ回折格子の作製装置であり、回転スリットから回転ネガスリットへの変更を簡単に行うことができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、紫外光を用いて光ファイバに回折格子を形成するための露光用のレーザ光をレーザ光源から出力する工程と、前記レーザ光を通過させる開口部を有する回転スリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を限定していく工程と、前記回転スリットを通過したレーザ光を位相マスクに入射して回折光を生じさせる工程と、前記回折光を用いて前記光ファイバに屈折率変調を生じさせる工程と、前記位相マスクをレーザ光の通過経路から外し、且つ前記回転スリットを、前記レーザ光を遮蔽する遮光部を有する回転ネガスリットに変更する工程と、前記回転ネガスリットを回転させることで前記レーザ光の通過領域を拡張していく工程と、前記回転ネガスリットを通過したレーザ光を用いて前記光ファイバの回折格子形成部の有効屈折率の均一化を行う工程と、を有するファイバ回折格子の製造方法であり、光パルスの分散補償を高精度かつ安定して行うことができるファイバ回折格子を作製できるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項５に記載の発明は、光ファイバのコア部に紫外光を照射して屈折率変調を与えることで回折格子を形成するファイバ回折格子の製造方法であって、光ファイバの回折格子形成部に対して照射強度分布がアボダイズを施した凸状となるように露光用紫外光を照射する紫外線露光第一工程と、前記紫外線露光第一工程の後、前記回折格子形成部の有効屈折率が長軸方向に沿って平均化されるように前記回折格子形成部に対して露光用紫外光を照射する紫外線露光第二工程と、を有するファイバ回折格子の製造方法であり、光パルスの分散補償を高精度かつ安定して行うことができるファイバ回折格子を作製できるという作用を有する。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、紫外線露光第一工程は、露光用紫外光が通過する開口部を有する回転スリットを回転させて前記紫外光の透過領域を限定していくことにより、回折格子形成部の長軸方向のそれぞれの位置での前記紫外光の照射時間を調整することで、前記回折格子形成部の照射強度分布を、アボダイズを施した凸状とすることを特徴とする請求項５記載のファイバ回折格子の製造方法であり、回転スリットを用いることで光ファイバの回折格子形成部への紫外線照射強度分布を、容易にアボダイズ化した凸状とすることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、紫外線露光第二工程は、露光用紫外光を遮蔽する遮光部を有する回転ネガスリットを回転させて前記紫外光の透過領域を拡張していくことにより、回折格子形成部の長軸方向のそれぞれの位置での前記紫外光の照射時間を調整し、前記回折格子形成部に対してアボダイズを施した凹状の照射強度分布を与えることで、前記回折格子形成部の有効屈折率を長軸方向に沿って平均化することを特徴とする請求項５または６記載のファイバ回折格子の製造方法であり、回転ネガスリットを用いることで光ファイバの回折格子形成部への紫外線照射強度分布を、容易にアボダイズ化した凹状とすることができるという作用を有する。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、回折格子形成部に露光用紫外光を照射したまま、前記回折格子形成部に対する前記紫外光の照射位置を前記回折格子形成部と平行な方向に移動させてスキャンニングすることで、前記回折格子形成部全体に前記紫外光を照射することを特徴とする請求項４から７のいずれか記載のファイバ回折格子の作製装置であり、レーザ光源から出力したレーザ光を均一に光ファイバに照射できるという作用を有する。
【００２７】
そして請求項９に記載の発明のように、露光用紫外光のスキャンニングは、前記紫外光を反射するミラーと、前記ミラーを固定し且つ回折格子形成部と平行な方向に移動可能な移動ステージと、を用いて行うことを特徴とする請求項８記載のファイバ回折格子の作製装置とするのが、好適である。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
従来の技術で説明したように、分散補償を行うためには、図９に示したような、屈折率の変調が光ファイバの長軸方向ｚに沿って変調周期が次第に大きくなるように構成されたファイバ回折格子を用いる。２１はファイバ回折格子、２２はファイバ回折格子が形成された光ファイバのコアである。
【００３０】
以上のようなファイバ回折格子における分散補償動作について簡単に説明する。波長分散している光は入力端からファイバ回折格子２１に入射する。ファイバ回折格子２１に入射した光はコア２２の屈折率変調の作用により、波長によって異なる反射位置ｚで反射する。
【００３１】
このように、波長分散している光を補償するには、屈折率変調の周期が連続的に変化し、かつ屈折率の変調は光ファイバの長軸方向ｚに沿って変調周期が次第に大きくなるように構成されている図９の構成を有するファイバ回折格子を用いることが必要であり、このファイバ回折格子を用いて、波長分散している光と逆の分散を与えることにより、光信号の分散を補償することができる。
【００３２】
以下に、分散補償を行う屈折率変調構造を有するファイバ回折格子の製造方法を、図１から図５を用いて説明する。
【００３３】
図１は分散補償用ファイバ回折格子の製造方法を示す概略図である。図１において、１はファイバ回折格子が形成される光ファイバ、２は回折周期が場所によって次第に変化するような構造の位相マスク、３は光ファイバ１のコアに屈折率変調を形成するための露光に用いる紫外光、４は位相マスク２によって回折された紫外光３の＋１次回折光、５は位相マスク２によって回折された紫外光３の−１次回折光である。６は回転スリット、７は回転ネガスリットである。
【００３４】
図１を用いて分散補償用ファイバ回折格子を作製する手順を説明する。はじめに、光ファイバ１を位相マスク２に接近させて配置する。次に、紫外光３を回転スリット６及び位相マスク２を通して光ファイバ１に照射する。紫外光３は、位相マスク２を通過すると＋１次光４と−１次光５に分けられて互いに干渉し、光ファイバ１のコアでは、紫外光３の干渉光の強度に対応し、屈折率の高低が形成される。結果として、位相マスク２のちょうど半分の周期の屈折率変調が光ファイバ１の中に形成される。
【００３５】
例えば、位相マスク２の左端からｚ（ｃｍ）の位置において１００７（ｎｍ）＋０．５６ｚ（ｎｍ）の回折周期の位相マスクを用いると、屈折率変調の周期が５０３．５（ｎｍ）±０．２８ｚ（ｎｍ）のファイバ回折格子を作製することができる。
【００３６】
以上のような工程において、回転スリット６を回転させずに紫外光３を照射した場合には、従来の技術に記載した例と同様に、ファイバ回折格子の終端面で光の干渉により、群遅延曲線にリップルが生じてしまう。そこで本実施の形態では、紫外光３の照射による露光を、回転スリット６及び回転ネガスリット７を用いて２段階の工程に分割して行うことで、ファイバ回折格子の終端面で光の干渉の影響を低減することが可能となった。以下に、その具体的な方法を説明する。
【００３７】
図２はファイバ回折格子の作製の一工程図（ａ）と、長軸方向における紫外線照射強度分布特性図（ｂ）及び波長特性図（ｃ）であり、図２（ａ）は図１記載の一工程を拡大したもので、紫外線露光の第一工程を示している。
【００３８】
また、図３はファイバ回折格子の作製に用いる露光用治具の構成を示す概略図で、図４はその露光用治具の設置方法を示す概略図であり、図４（ａ）は紫外線露光の第一工程における設置方法、図４（ｂ）は紫外線露光の第二工程における設置方法を示す。
【００３９】
紫外線露光の第一工程では、図１の右下及び図２（ａ）に記載のように、紫外光３を照射する際に回転スリット６を回転させることで、光ファイバ１に照射する紫外光３の照射強度を、図１の右下のグラフによる照射強度８のようにアボダイズを施した凸状の分布となるように露光する。このようなアボダイズを施した凸状の紫外線照射強度分布とするために本実施の形態では、図３に構成を示した露光用治具を用いる。これを用いることで、屈折率変調が連続的に変化しているコア部の長手方向の中央部に向かって凸状の紫外線照射強度の変化を与えることができる。
【００４０】
すなわち、図３記載の形状を有する遮光板すなわち回転スリット６を配置し、図４（ａ）記載のように露光用治具の回転スリット６の開口部のおよそ中心の高さが光ファイバ１の高さに合うようにセッティングし、回転ステージを回転させることで回転スリット６を回転させながら、光ファイバ１への紫外光３の照射を行う。
【００４１】
具体的には、紫外光３の照射領域が、光ファイバ１に屈折率変調が形成されている中央のみとなるまで照射したところ、すなわち、回転スリット６が９０°回転したところで、紫外線照射を止める。この結果、光ファイバの中央部に向かって紫外光の照射時間が異なるため、図２（ｂ）や図３右下のグラフに示す照射強度８のように中央部に向かって紫外線照射強度が、アボダイズを施された凸状の分布を有するファイバ回折格子で、且つ、位相マスク２による回折光が照射されているため屈折率変調が連続的に変化したファイバ回折格子が得られる。
【００４２】
このように、図２（ｂ）のような紫外線照射強度分布を光ファイバ１に与えた場合、回折格子の屈折率変調が連続的に変化するように設計された位相マスク２を介した回折光が照射されたため、図２（ｃ）のように長軸方向ｚに対する反射波長は次第に大きくなるような特性を有する回折格子が形成される。図２（ｃ）は、屈折率変調の変化が線形となるように位相マスクが設計された場合であり、反射波長も線形的に変化する。
【００４３】
しかし、光ファイバが受ける紫外線の照射量は、回転スリット６を用いたことで、図２（ｂ）のように長軸方向の位置ｚにより異なるため、光ファイバ１の長軸方向の位置に対する有効屈折率の分布は必ずしも一定とならず、反射波長のような線形も有さない。
【００４４】
従って、次に紫外線露光の第二工程を設け、図１の左下に記載のように、回転スリット６を回転ネガスリット７に変更して、紫外光３を照射する際に回転ネガスリット７を回転させることで、光ファイバ１に照射する紫外光３の照射強度を、図１の左下のグラフによる照射強度９のように、露光の第一工程でアボダイズを施した凸状分布とは逆の照射量分布（アボダイズを施した凹状分布）となるように、紫外線を露光する。この際、屈折率変調の連続的変化は既に第一工程により形成されているため、位相マスク２は外して露光を行う。
【００４５】
本実施の形態では、この紫外線露光の第二工程において、露光の第一工程で用いた図３記載の露光用治具を用いて露光を行う。この露光用治具は、回転スリットと回転ネガ部とが一つの遮光板に形成され、紫外光３が照射される高さを変えることでそれぞれ回転スリット６と回転ネガスリット７の役目を果たす。
【００４６】
この第二工程では、屈折率変調が連続的に変化しているコア部の長手方向の中央部に向かって、第一工程とは逆分布となる紫外線照射強度の変化を与えるために、図３記載の形状を有する遮光板すなわち回転ネガスリット７を配置し、図４（ｂ）記載のように回転ネガスリット７の高さが光ファイバ１の高さに合うようにセッティングし、回転ステージを回転させることで回転ネガスリット７を回転させながら、光ファイバ１に対して再度紫外光３の照射を行う。これにより、光ファイバの長軸方向での有効屈折率変化が与えられる。
【００４７】
具体的には、紫外光３の照射領域が、光ファイバ１に屈折率変調が形成されている中央まで照射したところ、すなわち、回転ネガスリット７が９０°回転したところで、紫外線照射を止める。この結果、光ファイバ１の中央部に向かって紫外光３の照射時間が異なるため、図１左下のグラフによる照射強度９のように中央部に向かって紫外線照射強度は、アボダイズを施された凹状の分布を有するように与えられる。
【００４８】
このように、２度目の紫外線照射で図１左下のような紫外線照射強度分布を光ファイバ１に与えた場合、１度目の紫外線照射による照射強度分布とは逆の強度分布が与えられるため、このような２度の紫外線照射によりファイバ回折格子形成部で光ファイバの紫外線強度分布が打ち消され、紫外線強度分布が均一化される。したがって、光ファイバ１の長軸方向ｚの位置に対する有効屈折率分布の関係は、結果として図５の点線で示したようになる。すなわち、１度目の紫外線照射時に位相マスクを介して照射されているため屈折率変調の周期は長軸方向に対して次第に大きくなり（図５の実線）、２度目の紫外線照射で紫外線照射強度分布が均一化されるため、光ファイバの有効屈折率は長軸方向ｚに沿って平均化されて一定となる（図５の点線）。
【００４９】
このように、アボダイズを施すような紫外線照射を２回行うことで紫外線強度分布を均一化したことにより、光ファイバの有効屈折率が平均化され、ファイバ回折格子を形成した終端面では屈折率差に起因する光の干渉を生じないファイバ回折格子を得ることが可能となる。
【００５０】
従来では、紫外線照射に固定スリットを使用していたため、紫外線照射の強度分布の変化と有効屈折率の均一化を図ることができず、ファイバ回折格子形成部の終端面で急激な屈折率変化の変動量を持つファイバ回折格子であったため、ファイバ回折格子を形成した終端面での干渉が影響し、群遅延曲線上にリップル（細かいノイズ）が発生するファイバ回折格子であった。
【００５１】
これに対して本実施の形態によるファイバ回折格子の製造方法によれば、遮光板としての回転スリットと回転ネガスリットに回転を加えた紫外線照射法を用いて２度の紫外線照射を行うことにより、光ファイバに対して紫外線照射強度分布の変化と有効屈折率の均一化とを与えることができ、光ファイバとファイバ回折格子形成部での急激な屈折率変化の変動を緩和し、ファイバ回折格子を形成した終端面での光の干渉を生じにくく、群遅延曲線上のリップルが低減された、分散補償精度の高い安定したファイバ回折格子を得ることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、回転スリットと回転ネガスリットとを同一の露光用治具に形成したが、別々に形成されたものを用いても構わない。
【００５３】
（実施の形態２）
次に、（実施の形態１）によるファイバ回折格子の製造方法において、紫外線露光に使用するレーザビームが持つ、空間的な強度分布を補正することで、より安定した高精度なファイバ回折格子を作製する方法を、図１及び図６を用いて、以下に説明する。
【００５４】
分散補償用ファイバ回折格子を形成するには、前述のように、屈折率変調周期が次第に変化するような回折格子の形成が必要であるため、従来のような変調周期が一定のもの比べて、回折格子形成部の長さはかなり長く必要となる。したがって、露光光のビーム幅を拡げて回折格子形成部全体に一様に露光光を照射する方法があるが、例えば紫外線露光光源としてエキシマレーザを用いた場合には、そのレーザビームの有する空間的な強度分布は必ずしも一様ではなく、ビーム幅を拡げた場合にはそのような空間的な強度分布は顕著に現れる。このようにレーザビームが持つ空間的な強度分布は必ずしも一様ではないため、このようにビーム幅を大きく拡げて照射する方法でファイバ回折格子を作製した場合は、その分散補償精度が落ちてしまう。
【００５５】
しかしながら、露光光の強度分布自体を一様にするのは極めて困難であり、このようにビーム幅を拡げる方法は実質的に困難であるため、光ファイバが受光する受光量を均一化することで、レーザビームの有する空間的な強度分布の補正を行う。
【００５６】
したがって、分散補償用ファイバ回折格子を作成するには、図１右上に記載のように、露光用エキシマレーザからの紫外光３を、ミラーとスリット及び移動機構を用いて、光ファイバ１に対してスキャンニングすることにより、回折格子形成部全体に露光光を照射する。ただし、このようなスキャンニングを行う場合には、回転スリット６や回転ネガスリット７の回転動作とのタイミングを調整することが必要である。本実施の形態では、回転スリット６や回転ネガスリット７をステップ状に動作させるものとし、１ステップごとに露光光のスキャンニングを１回行い、回転スリット６や回転ネガスリット７が９０゜回転した時点で照射を終了するようにする。
【００５７】
すなわちこの補正方法は、光ファイバ１や位相マスク２のある受光位置に対し、照射されるレーザビームの空間的位置が常に同一な状態とならないよう、レーザビームを移動させることで、受光側でレーザ光の照射強度の均一化を図るものである。
【００５８】
図６は露光用レーザ光のスキャンニング装置を示す概略図である。図６に記載のように、スキャンステージにビームの反射ミラーをセットし、左右にステージを移動させることでビームのスキャンニングを行いながら光ファイバ１への紫外線照射を行い、ファイバ回折格子を作製する。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、露光用のエキシマレーザのビームが持つ空間的な強度分布を、光ファイバが受けるレーザ光の紫外線照射強度分布を均一化することで補正できるため、この均一な強度での紫外線照射により、群遅延曲線上のリップル低減にも効果を有し、更に安定した高精度な分散補償用ファイバ回折格子を作製することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、スキャンステージにビームの反射ミラーをセットしてスキャンニングを行う方法を示したが、スキャンステージに直接露光用レーザ光源を搭載してスキャンニングを行っても良い。
【００６１】
【実施例】
次に、本発明の具体例を説明する。
【００６２】
図１〜図６に示したファイバ回折格子作製装置（光学系）を用いて実際に行った、基本的なファイバ回折格子（グレーティング）の作製実施例を説明する。
【００６３】
実施の形態で説明したように、光ファイバ１に位相マスク２を当てエキシマレーザの紫外光３を露光することにより、ファイバコア中に屈折率の変調を与えて回折格子を作り込む位相マスク法で作製する。
【００６４】
露光の光学系は図１に示した通りである。露光用光源としてＫｒＦエキシマレーザを用い、エキシマレーザから出射された紫外光は波長２４８ｎｍ、ビーム断面形状は２２ｃｍ×７ｍｍの長方形である。本実施例では、ビームのパワ密度を約２５０ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００６５】
光ファイバにエキシマレーザ光を照射するために、図６に示したような、ミラー、スリット、スキャンニングステージを有する露光用レーザ光のスキャンニング装置を用い、照射するエキシマレーザ光のビーム（２２ｍｍ×７ｍｍ）を幅２ｃｍのスリットを介して横方向へスキャンすることで、空間的強度分布を均一化し、光ファイバ１への照射を行った。スキャンの方法は、（実施の形態２）に記載のように、回転スリット６や回転ネガスリット７をステップ状に動作させ、１ステップごとに露光光のスキャンニングを１回行い、回転スリット６や回転ネガスリット７が９０゜回転した時点で照射を終了する。
【００６６】
位相マスク２は光ファイバ１に接近させ、照射光の光軸に対して垂直となるように調整した。これにより光ファイバ１への照射は位相マスク２を通過したビームにより行われ、ビームは位相マスクによって回折される。回折格子形成の条件として、中心周期　１．０７７５μｍ（中心波長１．５６０μｍ）、チャープ量　０．０８３ｎｍ／ｃｍ、グレーティング長１２０ｍｍ、帯域８〜９ｎｍとなる位相マスクを用い、水素ローディングを施した光ファイバに当て、ＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）により、５０Ｈｚ、２６ｋＶ、２５０ｍＪのレーザ出力強度で紫外線露光し、ファイバグレーティングを作製した。
【００６７】
露光の際には、実施の形態で説明したような、開口部と凸部による自動回転式スリット／ネガスリットを有する図３に示した露光用治具を用い、アボダイズを施して凸状の照射強度分布となるような紫外線照射と、逆の強度分布（アボダイズを施した凹状）となるような紫外線照射とを行い、ファイバグレーティング有効屈折率の均一化を行った。
【００６８】
作製後に、作製したファイバグレーティングを用いて測定した遅延曲線の特性結果を図７に示す。この群遅延特性に現われるリップルは、約４ｐｓであり、図１１に示した従来の値に比べて１桁小さくなっている。
【００６９】
したがって図７に示すように、本発明による、紫外線露光の際のスキャンニングと、紫外線露光のアボダイズによる凸状及び凹状の照射強度分布化を行うことにより、広帯域チャープファイバ回折格子の遅延曲線上のリップル低減化という効果が得られた。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、作製したファイバ回折格子の遅延曲線上におけるリップル（細かいノイズ）が低減され、フェムト秒光パルス伝送における分散補償特性が高精度化されて伝送品質が向上するという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による分散補償用ファイバ回折格子の製造方法を示す概略図
【図２】本発明の一実施の形態によるファイバ回折格子の作製の一工程図と、長軸方向における紫外線照射強度分布及び反射波長を示す特性図
【図３】本発明の一実施の形態によるファイバ回折格子の作製に用いる露光用治具の構成を示す概略図
【図４】本発明の一実施の形態によるファイバ回折格子の作製に用いる露光用治具の設置方法を示す概略図
【図５】本発明の一実施の形態により作製されたファイバ回折格子の長軸方向における屈折率分布を示す特性図
【図６】本発明の一実施の形態による露光用レーザ光のスキャンニング装置を示す概略図
【図７】本発明の一実施例による分散補償用ファイバ回折格子の製造方法を用いて作製したファイバ回折格子の群遅延曲線を示す特性図
【図８】従来のファイバ回折格子の構成を示す模式図
【図９】従来の分散補償用ファイバ回折格子の構成を示す模式図
【図１０】従来のファイバ回折格子の製造方法を示す模式図
【図１１】従来のファイバ回折格子の製造方法を用いて作製したファイバ回折格子の群遅延曲線を示す特性図
【符号の説明】
１　光ファイバ
２　位相マスク
３　紫外光
４　＋１次光
５　−１次光
６　回転スリット
７　回転ネガスリット
８　回転スリットを通過する紫外光の照射強度
９　回転ネガスリットを通過する紫外光の照射強度
１１、２１　ファイバ回折格子
１２、２２　コア
１０１　光ファイバ
１０２　位相マスク
１０３　ＫｒＦエキシマレーザ
【図１】
2004117633.tif 000003
【図２】
2004117633.tif 000004
【図３】
2004117633.tif 000005
【図４】
2004117633.tif 000006
【図５】
2004117633.tif 000007
【図６】
2004117633.tif 000008
【図７】
2004117633.tif 000009
【図８】
2004117633.tif 000010
【図９】
2004117633.tif 000011
【図１０】
2004117633.tif 000012
【図１１】
2004117633.tif 000013