(57)【要約】【課題】コアを熱拡散させた場合にも良好なファイバグレーティングが形成できる感光性ファイバを提供すること。【解決手段】コアと前記コアの外周を覆うクラッドを備え、紫外線を照射してファイバグレーティングを形成する感光性光ファイバであって、前記コアに屈折率を増加させる感光性ドーパントおよび該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントを含有し、前記クラッドの前記コアに近接する部位にも前記補助ドーパントを含有するものである。【選択図】        図１
2004205566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと前記コアの外周を覆うクラッドを備え、紫外線を照射してファイバグレーティングを形成する感光性光ファイバであって、前記コアに屈折率を増加させる感光性ドーパントおよび該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントを含有し、前記クラッドの前記コアに近接する部位にも前記補助ドーパントを含有することを特徴とする感光性光ファイバ。
【請求項２】
前記クラッドが前記コアの外周を覆いコアに近接するクラッド内層と該クラッド内層の外周を覆うクラッド外層から成り、前記クラッド内層が前記クラッドの前記コアに近接する部位であることを特徴とする請求項１記載の感光性光ファイバ。
【請求項３】
前記感光性ドーパントがGeおよび／またはP、前記補助ドーパントがSnであることを特徴とする請求項１記載の感光性光ファイバ。
【請求項４】
請求項１記載の感光性光ファイバを加熱することにより、前記感光性ドーパントを前記クラッドの前記コアに近接する部位に熱拡散した上で、前記感光性光ファイバに紫外線を照射することによりファイバグレーティングを形成することを特徴とするファイバグレーティングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ファイバグレーティングの形成に適した光ファイバおよび前記光ファイバを使用したファイバグレーティングの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット通信の世界的な普及に伴い、通信量が飛躍的に増大しており、増大する通信量の効率的な伝送方法として、異なる波長の光信号を1芯の光ファイバ内に多重伝送させる波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光ファイバ通信システムが盛んに検討されている。ＷＤＭ伝送においては異なる波長の光を選択的に透過、減衰、反射させることが求められるが、その解決法としてファイバグレーティングが注目されており、ファイバグレーティングの波長選択制を利用したフィルタ、ミラー等の開発が盛んに進められている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０９１４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ファイバグレーティングにおいては、感光性光ファイバ内にドープされたGeO 2、P2O5などの感光性ドーパントに紫外線を照射させることにより、感光性ドーパントの格子欠陥が増え屈折率が増大する現象を利用している。ただし、屈折率を増加させる感光性ドーパントだけでは感光性が不足することが多く、その感光性を向上させることが求められている。その解決法としては、屈折率を増加させる感光性ドーパントと共に該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントをドープすることが挙げられ、具体的には特許文献1に記載されているように、Snの共ドープが挙げられる。しかし、感光性光ファイバにおいては他のファイバとの接続性を良くするため等、コアを熱拡散させて拡大した後、その部分にグレーティングを形成する場合があり、その場合には、前記感光性ドーパントと前記補助ドーパントの熱拡散率の違いからその両者が共ドープされない部分が生じ、その部分のグレーティングが形成されにくいという不都合が生じている。
【０００５】
従って本発明は上記の問題に鑑み、コアを熱拡散させた場合にも良好なファイバグレーティングが形成できる感光性ファイバを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の感光性光ファイバは上記の問題を解決するため、請求項１では、コアと前記コアの外周を覆うクラッドを備え、紫外線を照射してファイバグレーティングを形成する感光性光ファイバであって、前記コアに屈折率を増加させる感光性ドーパントおよび該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントを含有し、前記クラッドの前記コアに近接する部位にも前記補助ドーパントを含有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２では、請求項１記載の感光性光ファイバにおいて、前記クラッドが前記コアの外周を覆いコアに近接するクラッド内層と該クラッド内層の外周を覆うクラッド外層から成り、前記クラッド内層が前記クラッドの前記コアに近接する部位であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３では、請求項１記載の感光性光ファイバにおいて、前記感光性ドーパントがGeおよび／またはP、前記補助ドーパントがSnであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４のファイバグレーティングの製造方法では、請求項１記載の感光性光ファイバを加熱することにより、前記感光性ドーパントを前記クラッドの前記コアに近接する部位に熱拡散した上で、前記感光性光ファイバに紫外線を照射することによりファイバグレーティングを形成することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明は、コアと前記コアの外周を覆うクラッドを備え、紫外線を照射してファイバグレーティングを形成する感光性光ファイバであって、前記コアに屈折率を増加させる感光性ドーパントおよび該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントを含有し、前記クラッドの前記コアに近接する部位にも前記補助ドーパントを含有することに特徴を有する。これにより、感光性光ファイバの前記コアを熱拡散させた場合、前記感光性ドーパントが前記コアから前記クラッドの前記コアに近接する部位に拡散されて拡がるが、前記補助ドーパントが前記コアおよび前記クラッドの前記コアに近接する部位にドープされているため前記感光性ドーパントが存在する場所すべてにおいて、前記補助ドーパントが存在することとなるため、前記感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させることが可能であり、効率よくかつ漏れなくファイバグレーティングを形成することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態における感光性光ファイバを示している。１は感光性光ファイバ、以下その構成部品であり、１１がコア、１２がクラッド内層、１３がクラッド外層、１４が樹脂被覆層を示している。コア１１には屈折率を増加させる感光性ドーパントとしてGeが、前記感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントとしてSnが含有されており、クラッドの内層１２にも前記補助ドーパントとしてSnが含有されている。
【００１２】
図２は、感光性光ファイバ１のコアの熱拡散によるGe濃度分布の変化を示した図である。図２a)が熱拡散前、図２b)が熱拡散後を示している。ここでは、熱拡散前、Geが感光性光ファイバ１のコア１１にドープされ、図示は省略するがSnがコア１１およびクラッド内層１２にドープされている。従って、熱拡散により、Geは感光性光ファイバ１のコア１１より外側に拡散されクラッド内層に拡がる。なお、Snも熱拡散するため熱拡散後はコア１１およびクラッド内層１２からクラッド外層１３に拡がるが、コア１１およびクラッド内層１２からなくなることはない。その結果、コア１１およびクラッド内層１２にはGeおよびSnが存在することとなる。その後、感光性光ファイバ１に紫外線が照射されることによりGeおよびSnがドープされている部分にファイバグレーティングが形成される。
【００１３】
感光性光ファイバ１の材質としては、コア１１、クラッド内層１２およびクラッド外層１３がSiO2を主成分とするガラスであり、樹脂被覆層１４がアクリレート系紫外線硬化型樹脂であることが挙げられる。図１においては感光性光ファイバ１に外的な衝撃、異物からの保護のため樹脂被覆層１４を設けているが、樹脂被覆層１４は必ずしも必要ではなく、例えば感光性光ファイバにおいてクラッド外層の直径が1mm程度と比較的大きく強度的に十分である場合、或いは感光性光ファイバが光部品内で固定されて使用される場合等においては、樹脂被覆層１４が省かれることがある。感光性光ファイバ１にドープされるGeの濃度としては30000重量ppm、Snの濃度としてはコア１１およびクラッド内層１２に各15000重量ppmであることが挙げられる。
【００１４】
感光性光ファイバ１の形状としてはコア径５μm、クラッド内層径２０μm、クラッド外層径１２５μm、樹脂被覆径２５０μmでありそれぞれの断面が円形である円筒形状が挙げられる。なお、断面形状は円形に限られるものではなく、断面が楕円、多角形等の形状であっても良い。また、光伝送という機能さえ満たされるのであれば、断面に１つ或いは複数の円形、楕円、多角形等の穴が空けられていても良い。さらに、感光性光ファイバにおいて長手方向に直径等のサイズが異なっていても良い。
【００１５】
コアの熱拡散としては、代表的には、感光性光ファイバにおいて他の光ファイバとの接続性を良くするため、放電加熱等によりコアを熱拡散させてコア拡大ファイバを製作する場合が挙げられるが、光ファイバカプラの製造においてカップリング部生成のため感光性光ファイバを溶融延伸することによりコアが熱拡散する場合も挙げられる。この場合、屈折率を増加させる感光性ドーパントがコアからクラッド内層に熱拡散することに変わりはないが、延伸されることにより感光性光ファイバの直径が小さくなり、それに比例してコア径自体が小さくなるため、コアの熱拡散にもかかわらず熱拡散の効果より延伸の効果が大きい場合には実質的なコア径は小さくなることとなる。
【００１６】
しかし、前記どちらの場合も、前記コアを熱拡散させた場合、前記感光性ドーパントが前記コアから前記クラッド内層に拡散されて拡がり、一方前記補助ドーパントが前記コアおよび前記クラッド内層から前記クラッド外層に拡散されて拡がる。その結果、前記感光性ドーパントが存在する場所すべてにおいて、前記補助ドーパントが存在することとなる。よって、前記補助ドーパントにより前記感光性ドーパントの屈折率増加感度が増大し、効率よくかつ漏れなくファイバグレーティングを形成することが可能となる。
【００１７】
なお、前記補助ドーパントは前記感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる機能さえ有すれば、前記コアと前記クラッド内層において異なる材質であっても良いし、ドーパントの濃度が異なっていても構わない。また、コアの熱拡散後に前記補助ドーパントが前記感光性ドーパントが存在する場所すべてにおいて存在すれば良いため、前記感光性ファイバのクラッド部が内層、外層の複層構造である必要はなく、単一クラッド部のコアに近接する部位に前記補助ドーパントがドープされていても良い。或いは、前記感光性ファイバのクラッド部が多層構造であり、各層に異なる材質の補助ドーパントが異なる濃度でドープされていても良い。
【００１８】
ファイバグレーティングの形成においては、例えば、紫外線光としてYAGレーザの４倍波である２６６ｎｍ、パルス幅１０ｎｓ、繰り返し周波数１０Ｈｚのレーザ光を用い、位相マスクを通して、感光性光ファイバに数分間照射することにより、形成することが挙げられる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コアと前記コアの外周を覆うクラッドを備え、紫外線を照射してファイバグレーティングを形成する感光性光ファイバであって、前記コアに屈折率を増加させる感光性ドーパントおよび該感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させる補助ドーパントを含有し、前記クラッドの前記コアに近接する部位にも前記補助ドーパントを含有することに特徴を有する感光性光ファイバであることにより、感光性光ファイバの前記コアを熱拡散させた場合、前記感光性ドーパントが前記コアから前記クラッドの前記コアに近接する部位に拡散されて拡がるが、前記補助ドーパントが前記コアおよび前記クラッドの前記コアに近接する部位にドープされているため前記感光性ドーパントが存在する場所すべてにおいて、前記補助ドーパントが存在することとなるため、前記感光性ドーパントの屈折率増加感度を増大させることが可能であり、効率よくかつ漏れなくファイバグレーティングを形成することが可能となる。すなわち、コアを熱拡散させた場合にも良好なファイバグレーティングが形成できる感光性ファイバを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図  １】本発明に係わる感光性光ファイバの模式図である。
【図  ２】感光性光ファイバ１のコアの熱拡散によるGe濃度分布の変化を示した断面模式図である。
【符号の説明】
１    ・・・感光性光ファイバ
１１  ・・・コア
１２  ・・・クラッド内層
１３  ・・・クラッド外層
１４  ・・・樹脂被覆層
【図１】
2004205566.tif 000003
【図２】
2004205566.tif 000004