(57)【要約】【課題】簡単な構造で、信頼性の高い安価な温度無依存光ファイバグレーティングを提供する。【解決手段】グレーティング１２の形成された光ファイバ１１が負の熱膨張係数を有する繊維１３を含有する樹脂浸透フィルム１４によって挟み込まれているので、光ファイバ１１の長手方向のみに大きな引っ張り応力を印加できると共に、径方向に加わる応力を小さくでき、複屈折によるグレーティング１２の偏光依存性を極力小さくできる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率が周期的に変化するグレーティングが形成されている光ファイバが、負の熱膨張係数を有する繊維を含有する樹脂浸透フィルムで挟み込まれていることを特徴とする温度無依存光ファイバグレーティング。
【請求項２】
上記負の熱膨張係数を有する繊維はポリエチレン系繊維である請求項１に記載の温度無依存光ファイバグレーティング。
【請求項３】
上記光ファイバは、上記負の熱膨張係数を有する繊維の方向と平行になるように挟み込まれている請求項１に記載の温度無依存光ファイバグレーティング。
【請求項４】
上記負の熱膨張係数を有する繊維の外径は２０μｍ以下である請求項１に記載の温度無依存光ファイバグレーティング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度無依存光ファイバグレーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、一本の光ファイバ中に複数の波長の光を伝搬させ、伝送容量を飛躍的に増大させる波長多重伝送技術の開発が活発に行われている。波長多重伝送システムにおいて、特定の波長の信号光のみを線路に加えたり、線路から取り出したりするための光合分波器（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）が必要となる。光ファイバグレーティングは、急峻な波長特性を有する波長選択性のよいデバイスであるため、このようなＯＡＤＭシステムへの応用上非常に重要な光部品である。
【０００３】
光ファイバグレーティングは、光ファイバのコアに光の波長オーダで周期的な屈折率変化を与えたものであり、ブラッグ回折により、特定の波長（ブラッグ波長）の光だけを反射するものである。
【０００４】
この光ファイバグレーティングのブラッグ波長には、０．０１〜０．０１５ｎｍ／℃という温度依存性がある。この温度依存性は低温ほど光ファイバグレーティングに高い張力を印加する実装法により解決される。
【０００５】
図２〜図４は温度無依存光ファイバレーティングの従来例の説明図である。
【０００６】
図２に示す温度無依存光ファイバレーティングは、グレーティング２２の形成された光ファイバ２１が、負の熱膨張係数材料としての液晶ポリマからなるチューブ２４内に接着剤２３が充填されて固定されたものである。
【０００７】
図３に示す温度無依存光ファイバレーティングは、負の熱膨張係数を有する結晶化ガラスからなる基板２５上に、グレーティング２２の形成された光ファイバ２１が接着剤２３で固定されたものである。
【０００８】
図４に示す温度無依存光ファイバレーティングは、グレーティング２２の形成された光ファイバ２１が、低熱膨張部材からなる円筒状の筐体２７内に収納され、筐体２７の両端が高熱膨張部材からなる支持部材としての蓋２６で封止され接着剤２３で固定されたものである。低熱膨張部材としては石英ガラスが用いられ、高熱膨張部材としてはアルミニウムが用いられており、これらの熱膨張係数の差を利用して光ファイバグレーティングにかかる張力に負の温度依存性を与え、ガラス屈折率の正の温度依存性を補償している。このような実装方法により、光ファイバグレーティングの温度依存性を一桁程度低減できる（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１６２４５２号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２９８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に示した温度無依存光ファイバグレーティングは、波長多重伝送システムが要求する実用レベルの温度依存性を実現している。しかし実装に必要な各部材は寸法精度よく製造しなければならず、実装組立も熟練と時間とを要するため、低価格化は難しい。また図３、図４に示すように光ファイバグレーティングの両端のみが支持部材に固定され、張り渡すように固定する実装方法は振動や衝撃に対して、光ファイバの表面のわずかな欠陥によっても破断するおそれがあり、信頼性が低い。また、実装構造が複雑なため、光ファイバグレーティングの直径は高々数百μｍであるにもかかわらず、実装後のパッケージ寸法は数ｍｍと、かなり大きくなるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡単な構造で、信頼性の高い安価な温度無依存光ファイバグレーティングを提供することにある。
【００１２】
【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の発明は、屈折率が周期的に変化するグレーティングが形成されている光ファイバが、負の熱膨張係数を有する繊維を含有する樹脂浸透フィルムで挟み込まれているものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、負の熱膨張係数を有する繊維はポリエチレン系繊維であることが好ましい。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１に記載の構成に加え、負の熱膨張係数を有する繊維の方向と平行になるように挟み込まれていることが好ましい。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１に記載の構成に加え、負の熱膨張係数を有する繊維の外径は２０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、グレーティングが形成されている光ファイバが負の熱膨張係数を有する繊維を含有する樹脂浸透フィルムによって挟み込まれているので、光ファイバの長手方向のみに大きな引っ張り応力を印加できると共に、径方向に加わる応力を小さくでき、複屈折による光ファイバグレーティングの偏光依存性を極力小さくできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は本発明の温度無依存光ファイバグレーティングの一実施の形態を示す外観斜視図である。
【００１９】
光ファイバ１１に長手方向にコアの屈折率が周期的に変化するグレーティング１２が形成されている。所望するフィルタ特性に応じて、グレーティング１２の長さや屈折率変化の周期や屈折率変化の大きさが制御される。このようなグレーティング１２の形成には、紫外光照射による有機屈折率変化が利用される。すなわち、ゲルマニウムを添加した石英ガラスに紫外レーザ光を照射すると、屈折率が上昇する現象を利用するものであり、位相マスクを介してエキシマレーザ光を光ファイバに照射することによりゲルマニウムが添加されたコア内に容易にグレーティングを形成することができる（図示せず。）。
【００２０】
このようにしてグレーティング１２が形成されている部分が、負の熱膨張係数を有する繊維１３を多く含む樹脂浸透フィルム１４内に挟み込まれている。この樹脂浸透フィルム１４は繊維１３を多く含有するため、低温になるほど長手方向に膨張する特性を有する。
【００２１】
グレーティング１２は、この樹脂浸透フィルム１４に挟み込まれるときに、若干の張力が印加されてブラッグ波長が所望の波長になるように制御される。樹脂浸透フィルム１４は、負の熱膨張係数を有するためグレーティング１２には低温領域では引っ張り力が働き、高温領域では圧縮力が働く。特に本発明では、グレーティング１２が形成された光ファイバ１１は、この光ファイバ１１を挟み込む樹脂浸透フィルム１４に含有される繊維１３の方向と平行になるように挟み込まれているので、温度変化に対する光ファイバ１１への長手方向の応力変化を大きくとることができる。この結果、石英系光ファイバグレーティングの有するブラッグ波長の温度依存性を補償することができる。
【００２２】
本発明においては、例えば厚さ１５０μｍ程度の樹脂浸透フィルム１４を積層し、その層の中央部にグレーティング１２を挟み込んだ。樹脂浸透フィルム１４の積層及びグレーティング１２の挟み込みはホットプレス（図示せず。）により容易に製作できる。樹脂浸透フィルム１４の全体の厚さは約０．５ｍｍである。また、この樹脂浸透フィルム１４内に含有される繊維１３には外径が１２μｍの超高分子量ポリエチレン繊維（例えば東洋紡績製ダイニーマ）を使用した。超高分子量のポリエチレン繊維には大きな負の熱膨張係数を有するものがある。
【００２３】
また樹脂浸透フィルム１４に含有される繊維１３の外径が２０μｍ以上になると、埋め込まれた繊維１３がグレーティング１２に径方向から応力を加えるようになるため、グレーティング特性に偏光依存性が現れる。したがって樹脂浸透フィルム１４に含有される繊維１３の外径は２０μｍ以下が望ましい。
【００２４】
さらに本発明では前述のようにグレーティング１２が形成された光ファイバ１１は、この光ファイバ１１を挟み込む樹脂浸透フィルム１４に含有される繊維１３の方向と平行になるように挟み込まれているので、埋め込まれた繊維１３がグレーティング１２に径方向から応力を加えることが無く、グレーティング特性に偏光依存性が現れないようにすることができる。
【００２５】
以上において本発明によれば、簡単な構造で温度無依存の光ファイバグレーティングを得ることができる。また、本発明では光ファイバグレーティングが積層されたフィルム内に挟み込まれるため信頼性が高くなり、小型で低価格化を実現できる。なお、本実施の形態では２層の樹脂浸透フィルム１４が積層された場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００２７】
簡単な構造で、信頼性の高い安価な温度無依存光ファイバグレーティングの提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度無依存光ファイバグレーティングの一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図２】温度無依存光ファイバレーティングの従来例の説明図である。
【図３】温度無依存光ファイバレーティングの従来例の説明図である。
【図４】温度無依存光ファイバレーティングの従来例の説明図である。
【符号の説明】
１１　光ファイバ
１２　グレーティング
１３　負の熱膨張係数を有する繊維
１４　樹脂浸透フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004109551.tif 000006