(57)【要約】【課題】ファイバグレーティングのクラッドモードロスを抑制するために、屈折率整合材をクラッド層外周に塗布する方法がとられるが、屈折率の整合を取るのは難しく、低次のクラッドモードロスの低減は困難である。【解決手段】感光性と屈折率を上げる効果を有する物質１をコア層に添加し、この物質１と感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質２をクラッド層に共添加し、更にクラッド層の外周に屈折率整合材を塗布したファイバグレーティングにおいて、コア層の中心部における物質１の添加量を、コア層の物質１の最大添加量よりも少なくすることにより、低次のクラッドモードロスを低減することができる。【選択図】　図３
2004118035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質１が添加（ドープ）されたコア層と、前記物質１と紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質２が一定の範囲に共添加（コドープ）されたクラッド層と、前記クラッド層の外周に塗布された屈折率整合材とを備え、前記コア層の軸方向に屈折率の変調が施されたファイバグレーティングであって、前記コア層の中心部における物質１の添加量が、前記コア層の物質１の最大添加量よりも少なく、クラッドモードロスが低減されたファイバグレーティング。
【請求項２】
前記コア層の中心部における前記物質１の添加量が、前記コア層の前記物質１の最大添加量の８０％以下である請求項１に記載のファイバグレーティング。
【請求項３】
前記コア層の中心部における屈折率が、前記コア層の最大屈折率よりも低い請求項１又は２に記載のファイバグレーティング。
【請求項４】
コア層に紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質１を添加（ドープ）し、クラッド層の一定の範囲に前記物質１と紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質２を共添加（コドープ）し、屈折率整合材を前記クラッド層の外周に塗布し、前記コア層に紫外線を照射して軸方向の屈折率の変調を施し、前記コア層の中心部における物質１の添加量を前記コア層の物質１の最大添加量よりも少なくし、クラッドモードロスを低減するファイバグレーティングの製造方法。
【請求項５】
前記コア層の中心部における前記物質１の添加量を、前記コア層の前記物質１の最大添加量の８０％以下にする請求項４に記載のファイバグレーティングの製造方法。
【請求項６】
前記コア層の中心部における屈折率を、前記コア層の最大屈折率よりも低くする請求項４又は５に記載の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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）通信システムのキーデバイスであるファイバグレーティングに関し、今後の通信量の増大に対応するための重要な技術課題のひとつであるクラッドモードロスの低減を実現させたファイバグレーティング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
近年、ブローバンド時代の到来により、データ伝送の高速化および大容量化が求められており、その伝送手段として、光通信の利用が増大している。光通信によって、従来の通信手段に比べ、非常に大容量のデータを伝送することが可能となったが、現在、更に伝送量の増大が要求される状況にある。
【０００４】
しかし伝送量の増大に対応して、既設の通信線路を増設することは容易ではなく、既設の通信線路を用いて伝送容量を増大させることができるＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）伝達方式が開発され、ＷＤＭを利用した通信システムは増加の一途をたどっている。ＷＤＭとは、１本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を同時に伝送させる方式であり、波長の異なる光ビームは互いに干渉しないという性質を利用している。
【０００５】
ＷＤＭ通信システムの構築には様々な光機能部品が必要となるが、かかる光機能部品のひとつとして、ファイバグレーティングが挙げられる。ファイバグレーティングは、非常に狭帯域な反射波を得るためのフィルタであり、ＷＤＭ通信システムにおけるキーデバイスである。
【０００６】
ファイバグレーティングは、ファイバコアの軸方向に沿って、実行屈折率が周期的に変化しているものであり、格子周期とコアの実効屈折率から決定されるブラッグ反射波長を中心とした比較的狭い波長域の光を反射し、また、透過方向においては遮断する。このようにファイバグレーティングは、波長選択性にすぐれたデバイスである。
【０００７】
この周期的な屈折率の変化は、ファイバに紫外線を照射させると屈折率が上昇する、光誘起屈折率変化を利用したものである。ファイバの側面から照射された紫外線による干渉縞をファイバ上において形成し、そのパターンが光誘起屈折率を変化させ、ファイバ中に書き込まれて実現される。
【０００８】
上述したように、ファイバグレーティングは、急峻な波長特性を持つ波長選択性の良いデバイスであるが、その透過特性には、遮断される波長の短波長側にクラッドモードロスと呼ばれるピーク状の過剰ロスが発生することが知らされている。
【０００９】
クラッドモードロスとは、波長遮断帯域以外の波長帯域におけるコア層を伝搬する伝搬モードとファイバグレーティングより反射された光信号におけるクラッド層を介して伝搬するクラッドモードとが結合することにより生じる損失である。このクラッドモードロスのため、波長遮断帯域に対する短波長側の透過帯域の利得を低下させるという問題が生じる。
【００１０】
一方、光通信による通信量の増加し続けている現在、同時に多重伝送する波長数がますます増大する傾向にある。よって、多くの波長を同時に伝送するため、できるだけ広い波長の領域を使用したいという要求が強くなっている。そこで、クラッドモードロスを低減させることができれば、波長遮断帯域の短波長側の使用領域が増加し、同時に伝送できる波長を増やすことができる。従って、このクラッドモードロスの低減は、光通信の通信量を増大させるための最も重要な技術課題のひとつとなっている。
【００１１】
クラッドモードロスを低減させる方法としては、以下のふたつの方法が考えられる。
【００１２】
ひとつは、マルチモードファイバを使用する方法である。マルチモードファイバとは、複数のモードを使って信号を伝搬させるファイバである。しかし、シングルモードファイバの生産方法や接続方法の実用化が確立されて以降、シングルモードファイバの方がマルチモードファイバよりも多量の情報が送れるため、シングルモードファイバの需要が増大して、現在では、マルチモードファイバは、比較的近距離のデータ回線等の限られた使用に限定されている。
【００１３】
従って、現在広く用いられているファイバグレーティングのクラッドモードロスの抑制方法は、シングルモードファイバにおいて、コア層のみならずクラッド層にも、ゲルマニア（ＧｅＯ２）等を添加して、コア層とクラッド層の双方に光誘起屈折率変化を起こす方法である。なお、このクラッド層にもゲルマニア（ＧｅＯ２）等を添加するファイバは、コドープファイバと呼ばれている。
【００１４】
上記方法の原理を、図面を使いながら説明をする。図１は、従来のファイバグレーティング１におけるコア層伝搬モード（基本モードＬＰ０１）の電界強度（ビーム）プロフィールＢＰ１およびクラッドモードフィールド分布ＢＰ２を示す図である。
【００１５】
ここで、基本モードＬＰ０１とクラッドモードとの結合を表す結合係数κは、コア層２に広がる基本モードＬＰ０１の電界分布をＥＬＰ０１、コア層２からクラッド層４に広がる電界分布をＥｃｌａｄおよび径方向に沿った光誘起屈折率変化率をΔｎ（ｒ）を用いて、下式で表される。
【式１】
2004118035.tif 000003
但し、（θ、ｒ）は、ファイバグレーティング３における点を表す極座標であり、ｒは、コア中心軸からの距離（半径）、θは、積分方向の角度を表している。
【００１６】
すなわち、図１に示すファイバグレーティングにおいては、ファイバ中を伝搬する光の電界分布はコア層２（ＥＬＰ０１）だけでなくクラッド層４（Ｅｃｌａｄ）まで広がっているため、コア層２とクラッド層４の界面において上記結合係数κに基づく回折が生じる。この回折により光（クラッドモード）の回折光のブラッグ条件を満足する波長帯域は、ファイバグレーティング３における波長遮断帯域よりも短波長側にあるため、ファイバグレーティング特有の短波長側にクラッドモードロスが現れる。
【００１７】
ここで、導波モードの存在する領域内で光誘起屈折率変化が、半径方向で一定であれば、上式（１）において、その項を積分の外へ出すことができる。すると、基本モードＬＰ０１の電界分布ＥＬＰ０１とコア層からクラッド層に広がる電界分布Ｅｃｌａｄは直交するため電解項の積であるＥＬＰ０１ｘＥｃｌａｄは０となる。よって、結合定数は０となり、クラッドモードロスは発生しないことになる。
【００１８】
従って、導波モードの存在する領域内で光誘起屈折率変化が一定、つまり、コア層及びクラッド層全域に渡って、感光性が一定であることが重要な要素となる。
【００１９】
ゲルマニア（ＧｅＯ２）は、紫外線に感光し且つ屈折率を上げる効果を有する物質である。従来から、シリカ（ＳｉＯ２）を母材料とするコア層とクラッド層に、ゲルマニア（ＧｅＯ２）を添加（ドープ）することによって、コア層とクラッド層の感光性が、極力同一に近づける努力がなされている。また、クラッド層の屈折率は、コア層の屈折率よりも低くする必要があるので、クラッド層には、通常、更にフッ素（Ｆ）等の、紫外線に感光し且つ屈折率を下げる効果のある物質を共添加（コドープ）している。
【００２０】
上述のゲルマニア（ＧｅＯ２）等を添加（ドープ）したファイバグレーティングによって、クラッドモードロスを低減することは可能であるが、依然として、クラッドモードは発生する。この発生するクラッドモードロスは、ピーク状のプロフィールを有するため、伝送特性に特に影響を及ぼすため問題となる。
【００２１】
従って、発生したクラッドモードロスを、更に低減させる必要がある。その低減方法としては、クラッド層の外周部の屈折率をクラッド層の屈折率に整合させることが有効である。多くの場合、１ｄＢ近いクラッドモードロスが生じても、この屈折率整合処置を取ることによって減少させることができる。特に、高次のクラッドモードロスは、かなり抑制することができるが、放射モードは残存する。
【００２２】
上述の屈折率整合処置によってクラッドモードロスを減少させる具体的な方法としては、クラッド層の外周部に屈折率整合剤を塗布することが考えられる。
屈折率整合剤を塗布するに当たって、最も重要なことは、クラッド層と屈折率整合剤の屈折率を精度よく合わせることである。しかし、現実に両者の屈折率を精度よく合わせることは、容易ではない。
【００２３】
もし、屈折率整合剤の屈折率が、クラッド層の屈折率よりも低い場合には、ピーク状の低次のクラッドモードロスを消すことはできない。
【００２４】
逆に、屈折率整合剤の屈折率が、クラッド層の屈折率よりも高い場合には、ピーク状の低次のクラッドモードロスのピーク値は小さくなるが、低次のクラッドモードロスの発生波長にリップル状のロスが残ってしまう。クラッドモードロスの絶対値としては小さくても、ピーク状やリップル状のロスは、伝送時に悪影響を及ぼす。
【００２５】
また、仮に屈折率整合剤の屈折率と、クラッド層の屈折率を精度よく整合させることができた場合でも、低次のクラッドモードロスは、ファイバ外側の影響を受けにくいという性質があるため、伝送に影響の出ないレベルまで抑制することは難しい。特に、低次のクラッドモードロスが大きく発生した場合には、屈折率整合後に残る放射モードが大きなロスとして残ってしまうため、その波長帯を伝送に使用することはできない。
【００２６】
【非特許文献１】
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｖｏｌ．１８，　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０００　Ｐ．１５８３−１５８８
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上述したように、光通信による伝送量を増やすためは、より広い波長帯を使用することが要求されている。それを実現するためには、ファイバグレーティングの波長遮断帯域の短波長側に発生するクラッドモードロスを減少させる必要がある。
【００２９】
そのために、ファイバのコア層及びクラッド層にゲルマニア（ＧｅＯ２）等を添加（ドープ）して、コア層及びクラッド層全域に渡って、感光性が一定に近づくようしている。また、更にクラッド層の外周に屈折率整合剤を塗布することによって、クラッドモードロスを低減させている。
【００３０】
しかし、低次のクラッドモードロスは、ファイバ外部の影響を受けにくいため、上記の対策を取っても、放射モードも残存し、実用的に伝送に利用できるレベルまでは、抑制することができないという問題がある。
【００３１】
従って、この発明の目的は、従来の問題点を解決して、実用的に伝送に利用できるレベルまでクラッドモードロスを減少させたファイバグレーティングを提供することにある。
【００３２】
【問題を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、以下に示すような、従来技術では、抑制が困難であった低次のクラッドモードロスを削減し、使用波長全域において、実用的に伝送に利用できるレベルまでクラッドモードロスを低減させたファイバグレーティングを知見した。また、そのファイバグレーティングの製造方法も知見した。
【００３３】
この発明のファイバグレーティングの第１の態様は、紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質１が添加（ドープ）されたコア層と、前記物質１と紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質２が一定の範囲に共添加（コドープ）されたクラッド層と、前記クラッド層の外周に塗布された屈折率整合材とを備え、前記コア層の軸方向に屈折率の変調が施されたファイバグレーティングであって、前記コア層の中心部における物質１の添加量が、前記コア層の物質１の最大添加量よりも少なく、クラッドモードロスが低減されたファイバグレーティングである。
【００３４】
この発明のファイバグレーティングの第２の態様は、前記コア層の中心部における前記物質１の添加量が、前記コア層の前記物質１の最大添加量の８０％以下であるファイバグレーティングである。
【００３５】
この発明のファイバグレーティングの第３の態様は、前記コア層の中心部における紫外線に対する感光性が、前記コア層の紫外線に対する最大感光性よりも低いファイバグレーティングである。
【００３６】
この発明のファイバグレーティングの第４の態様は、前記コア層の中心部における紫外線に対する感光性が、前記コア層の紫外線に対する最大感光性の８０％以下であるファイバグレーティングである。
【００３７】
この発明のファイバグレーティングの第５の態様は、前記コア層の中心部における屈折率が、前記コア層の最大屈折率よりも低いファイバグレーティングである。
【００３８】
この発明のファイバグレーティングの第６の態様は、前記コア層の中心部における屈折率が、前記コア層の最大屈折率の８０％以下であるファイバグレーティングである。
【００３９】
この発明のファイバグレーティングの第７の態様は、物質１がゲルマニア（ＧｅＯ２）であり、前記物質２がフッ素（Ｆ）またはボロニア（Ｂ２Ｏ３）であるファイバグレーティングである。
【００４０】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第１の態様は、コア層に紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質１を添加（ドープ）し、クラッド層の一定の範囲に前記物質１と紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質２を共添加（コドープ）し、屈折率整合材を前記クラッド層の外周に塗布し、前記コア層に紫外線を照射して軸方向の屈折率の変調を施し、前記コア層の中心部における物質１の添加量を前記コア層の物質１の最大添加量よりも少なくし、クラッドモードロスを低減するファイバグレーティングの製造方法である。
【００４１】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第２の態様は、前記コア層の中心部における前記物質１の添加量を、前記コア層の前記物質１の最大添加量の８０％以下にするファイバグレーティングの製造方法である。
【００４２】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第３の態様は、前記コア層の中心部における紫外線に対する感光性を、前記コア層の紫外線に対する最大感光性よりも低くするファイバグレーティングの製造方法である。
【００４３】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第４の態様は、前記コア層の中心部における紫外線に対する感光性を、前記コア層の紫外線に対する最大感光性の８０％以下にするファイバグレーティングの製造方法である。
【００４４】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第５の態様は、前記コア層の中心部における屈折率を、前記コア層の最大屈折率よりも低くするファイバグレーティングの製造方法である。
【００４５】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第６の態様は、前記コア層の中心部における屈折率を、前記コア層の最大屈折率の８０％以下にするファイバグレーティングの製造方法である。
【００４６】
この発明のファイバグレーティング製造方法の第７の態様は、前記物質１にゲルマニア（ＧｅＯ２）を使用し、前記物質２にフッ素（Ｆ）またはボロニア（Ｂ２Ｏ３）を使用するファイバグレーティングの製造方法である。
【００４７】
【発明の実施の形態】
【００４８】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
図２は、従来のコドープファイバの、半径方向に対する感光性の変化を示した模式図である。グラフの横軸は半径を、縦軸は感光性を示す。コア部分の感光性は一定であり、コア層の感光性のプロフィールは、フラットである。
【００５０】
図３は、本発明におけるコドープファイバの、半径方向に対する感光性の変化を示した模式図である。グラフの横軸は半径を、縦軸は感光性を示す。コア部分の感光性は、中心部の感光性が低く、コア層の感光性のプロフィールは、凹型になっている。また、ゲルマニア（ＧｅＯ２）等の添加量と感光性と屈折率には正の相関関係があり、仮に図２、図３の感光性を、ゲルマニア（ＧｅＯ２）等の添加量や屈折率に代えても、ほぼ同じプロフィールを得ることができる。
【００５１】
従来のコドープファイバと本発明におけるコドープファイバの大きな相違点は、コア層におけるゲルマニア（ＧｅＯ２）等の添加量、または感光性、または屈折率の分布が、従来のコドープファイバでは一定であるのに比べて、本発明のコドープファイバでは、中心部の値が低くなっている点である。
【００５２】
具体的なコドープファイバの例を下記に示す。
コア層には、母材としては、通常シリカ（ＳｉＯ２）が用いられる。この母材に、紫外線に感光する、つまり、紫外線に対する感光性を上げる効果を有し、且つ屈折率を上げる効果を有する物質を添加（ドープ）する。
【００５３】
クラッド層も、母材としては、通常シリカ（ＳｉＯ２）が用いられる。この母材にも、紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質を添加し、更に、上記添加物質の屈折率を上げる効果をキャンセルするため、紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質を共添加（コドープ）する。
【００５４】
上記の、紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質としては、ゲルマニア（ＧｅＯ２）が広く知られている。また、紫外線に対する感光性を上げ且つ屈折率を下げる効果を有する物質としては、フッ素（Ｆ）やボロニア（Ｂ２Ｏ３）が広く知られている。
【００５５】
従来のコドープファイバにおいては、コア層に添加された紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質の添加量がコア層内において一定である。
【００５６】
一方、本発明のコドープファイバにおいては、コア層に添加された紫外線に対する感光性と屈折率を上げる効果を有する物質の、コア層の中心部における添加量が、コア層の最大添加量よりも少なくなっている。また、この物質の添加量と、ファイバの感光性及び屈折率とは正の相関があるので、本発明では、コア層の感光性や屈折率も、コア層の中心部で低いプロフィールとなる。
【００５７】
次に、コア層の中心部の感光性を低くし場合に、クラッドモードロスはどのように変化するかをシミュレーションした。シミュレーションにおいては、下記の結合方程式を用いて行った。
【式２】
ｄＡ／ｄｚ　＝　ｉ　＊Ａ（ｚ）　＋　ｉｅｒＢ（ｚ）
ｄＢ／ｄｚ　＝　−ｉ＊Ｂ（ｚ）　＋　ｉｅｒＡ８ｚ）
Ａ　：　　伝搬モードの電界
Ｂ　：　　後退するクラッドモードの電界
ｚ　：　　波長
【００５８】
シミュレーション結果を、図４から図１１に示す。
図４、図６、図８、図１０は、ファイバの半径方向の感光性の変化を示す。グラフの横軸は、ファイバ中心を０とした半径（μｍ）を示し、縦軸は、ファイバの最大値を１とした感光性を示す。
【００５９】
図５、図７、図９、図１１は、各波長におけるクラッドモードロスを示す。グラフの横軸は、波長（ｎｍ）を示し、縦軸は、透過損失（ｄＢ）を示す。従って、縦軸のマイナス側に現れたプロフィールは、遮断波長における反射と、遮断波長帯の短波長側に発生するクラッドモードロスを表す。
【００６０】
図４は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９９％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図である。本例の場合には、コア層での感光性は一定に近く、従来のファイバグレーティングのプロフィールに類似している。
【００６１】
図５は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９９％である場合の、各波長におけるクラッドモードロスの発生具合を表している。遮断波長の短波長側で、遮断波長に近い波長域（波長１５５０ｎｍ近傍）において、比較的大きなクラッドモードロスが発生していることがわかる。これよりも短波長側のクラッドモードロスは非常に小さい。
【００６２】
以上より、コア層の中心の感光性９９％の場合のクラッドモードロスの発生具合は、低次のクラッドモードロス（波長の大きい側に現れるロス）が大きく、高次のクラッドモードロス（波長の小さい側に現れるロス）が小さいということがわかる。
【００６３】
図６は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９０％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図である。
【００６４】
図７は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９０％である場合の、各波長におけるクラッドモードロスの発生具合を表している。コア層の中心の感光性が９９％の図５と比較すると、遮断波長の短波長側で、遮断波長に近い波長域（波長１５５０ｎｍ近傍）におけるクラッドモードロスが半減していることがわかる。また、逆に、これよりも短波長側のクラッドモードロスは、上記の遮断波長に近い波長のクラッドモードロスの程度まで上昇していることがわかる。
【００６５】
以上より、コア層の中心の感光性９０％の場合のクラッドモードロスの発生具合は、低次のクラッドモードロス（波長の大きい側に現れるロス）が、コア層の中心の感光性９９％の場合よりも小さくなり、逆に、高次のクラッドモードロス（波長の小さい側に現れるロス）が大きくなっていることがわかる。
【００６６】
図８は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８５％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図である。
【００６７】
図９は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８５％である場合の、各波長におけるクラッドモードロスの発生具合を表している。コア層の中心の感光性が９０％の図７と比較すると、遮断波長の短波長側で、遮断波長に近い波長域（波長１５５０ｎｍ近傍）におけるクラッドモードロスが、図７よりも低くなっていることがわかる。また、逆に、これよりも短波長側のクラッドモードロスは、図７よりも上昇していることがわかる。
【００６８】
以上より、コア層の中心の感光性８５％の場合のクラッドモードロスの発生具合は、低次のクラッドモードロス（波長の大きい側に現れるロス）が、コア層の中心の感光性９０％の場合よりも小さくなり、逆に、高次のクラッドモードロス（波長の小さい側に現れるロス）が大きくなっていることがわかる。
【００６９】
図１０は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８０％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図である。
【００７０】
図１１は、コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８０％である場合の、各波長におけるクラッドモードロスの発生具合を表している。コア層の中心の感光性が８５％の図９と比較すると、遮断波長の短波長側で遮断波長に近い波長域（波長１５５０ｎｍ近傍）におけるクラッドモードロスが、図９よりも低くなっていることがわかる。また、逆に、これよりも短波長側のクラッドモードロスは、図９よりも上昇していることがわかる。
【００７１】
以上より、コア層の中心の感光性８０％の場合のクラッドモードロスの発生具合は、低次のクラッドモードロス（波長の大きい側に現れるロス）が、コア層の中心の感光性８５％の場合よりも小さくなり、逆に、高次のクラッドモードロス（波長の小さい側に現れるロス）が大きくなっていることがわかる。
【００７２】
図４から図１１に示されるシミュレーションの結果から、以下のことが明らかである。
コア層の中心部の感光性が、コア層の最大感光性よりも低くなる（９９％から８０％）につれて、低次のクラッドモードロスは減少し、高次のクラッドモードロスは、逆に増大する傾向にある。
【００７３】
ここで、従来より、クラッド層の外周に屈折率整合剤を塗布することによって、クラッドモードロスを減少させることが知られている。しかし、低次のクラッドモードロスは、ファイバ外側の影響を受けにくいために、充分に低減することができない問題が存在する。
【００７４】
しかし、上述のシミュレーション結果から、本発明のファイバグレーティングを適用すれば、クラッド層の外周に屈折率整合剤を塗布したのみでは下がりにくい、低次のクラッドモードロスを、低減することができる。従って、クラッド層の外周に屈折率整合剤を塗布することによって、高次のクラッドモードロスを減少させることは可能なので、使用波長域全体においてクラッドモードロスを減少させることが期待できる。
【００７５】
そこで、上述のシミュレーションによるクラッドモードロスの抑制を確認すべく、下記の条件で、実際にファイバグレーティングを製作して、クラッドモードロスを実測した。
【００７６】
コア層は、シリカ（ＳｉＯ２）を母材にゲルマニア（ＧｅＯ２）を添加（ドープ）し、クラッド層は、コア層の外径の５倍の範囲までには、シリカ（ＳｉＯ２）を母材にゲルマニア（ＧｅＯ２）とフッ素（Ｆ）を共添加（コドープ）した。コア層の外径
５倍より外側のクラッド層は、母材のシリカ（ＳｉＯ２）のみとした。
【００７７】
ここで、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の３０％となるようにゲルマニア（ＧｅＯ２）の添加量を調整したものと、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の９０％となるようにゲルマニア（ＧｅＯ２）の添加量を調整したものとを用意した。
以上のファイバに紫外線の照射を行い、６０ｄＢ程度のロスを持つ、ファイバグレーティングを製作した。
【００７８】
図１２と図１３に、各波長に対する透過損失を示す。グラフの横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は透過損失（ｄＢ）を表す。
【００７９】
図１２によって、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の９０％のファイバグレーティングの各波長において発生するクラッドモードロスの分布がわかる。グラフにおいて、点線が、屈折率整合材をクラッド層外周に塗布する前（屈折率整合前）の透過損失を示し、実線が屈折率整合材をクラッド層外周に塗布した後（屈折率整合後）の透過損失を示す。
【００８０】
屈折率整合前では、高次のクラッドモードロス（短波長側）は最大０．２２ｄＢ程度であり、低次のクラッドモードロス（長波長側）は、０．５ｄＢ程度である。ここで屈折率整合後では、高次のクラッドモードロスは、最大０．０３ｄＢ程度まで減少するが、低次のクラッドモードロスは、まだ０．１ｄＢ程度残存している。
【００８１】
図１３によって、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の３０％のファイバグレーティングの各波長において発生するクラッドモードロスの分布がわかる。点線が、屈折率整合材をクラッド層外周に塗布する前（屈折率整合前）の透過損失を示し、実線が屈折率整合材をクラッド層外周に塗布した後（屈折率整合後）の透過損失を示す。
【００８２】
屈折率整合前では、高次のクラッドモードロス（短波長側）は最大０．３ｄＢ程度であり、低次のクラッドモードロス（長波長側）は、高次よりも低く０．１８ｄＢ程度である。ここで屈折率整合後では、高次のクラッドモードロスは充分抑制され、最大０．０５ｄＢ程度に減少し、低次のクラッドモードロスは、高次よりも低く０．０３ｄＢ程度に減少した。残存する低次のクラッドモードロスのプロフィールは、リップルの傾きが小さく、伝送時の影響が少ないと考えられる。
【００８３】
また、屈折率整合では低次のクラッドモードロスを抑制しても、放射モードロスが残存するが、屈折率整合を取る前の低次のクラッドモードロスのレベルが非常に小さいので、伝送時の影響には問題を生じない。
【００８４】
上記より、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の３０％のファイバグレーティング　　　　　　　において屈折率整合を行った後は、使用周波数全域でのクラッドモードロス及び放射モードロスが０．０５ｄＢ以下に抑えられ、また、残存するロスのリップルの傾きも小さいため、実用的に伝送可能なレベルに達している。
【００８５】
また、屈折率整合では抑制が困難な低次のクラッドモードロスが低減されているため、本発明においては、屈折率整合材の屈折率をクラッドの屈折率に整合させる精度は、従来に比べて、高い精度を要しない利点もある。
【００８６】
なお、シミュレーションの結果から考察して、実用上伝送に利用可能なレベルにクラッドモードロスを低減するためには、コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の８０％以下になることが望ましい。
また、コア層の中心部のゲルマニア（ＧｅＯ２）の添加量と、感光性、屈折率は正の相関がある。従って、コア層の中心部のゲルマニア（ＧｅＯ２）の添加量がコア層の最大添加量の８０％以下になることが望ましい。また、コア層の中心部の屈折率が、コア層の屈折率の８０％以下になることが望ましい。
【００８７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によって、以下の効果を得ることができる。
【００８８】
本発明の、コア層の中心部のゲルマニア（ＧｅＯ２）等の添加量、感光性、及び屈折率を、コア層の最大値よりも低くしたファイバグレーティングに、屈折率整合を施すことによって、従来技術の屈折率整合のみでは、減少させることが充分にできなかった低次のクラッドモードロスを、実用的に伝送可能なレベルまで減少させることができる。
【００８９】
本発明では、低次のクラッドモードロスが減少する代わりに、高次のクラッドモードロスは増加するが、高次のクラッドモードロスは、上記の屈折率整合によって、充分に減少させることができる。
【００９０】
従って、本発明により、使用波長全域に渡って、実用的に伝送が可能なレベルまで、クラッドモードロスを減少させることができる。
【００９１】
更に、本発明においては、屈折率整合材の屈折率をクラッドの屈折率に整合させる精度は、従来技術に比べて、高い精度を要しない利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ファイバグレーティングにおける、クラッドモードロスが発生する原理を説明した図面。
【図２】従来のファイバグレーティングの、半径方向に対する感光性の変化を示した模式図。
【図３】本発明のファイバグレーティングの、半径方向に対する感光性の変化を示した模式図。
【図４】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９９％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図。
【図５】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９９％である場合の、各波長における透過損失の発生具合を表した図。
【図６】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９０％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図。
【図７】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の９０％である場合の、各波長における透過損失の発生具合を表した図。
【図８】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８５％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図。
【図９】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８５％である場合の、各波長における透過損失の発生具合を表した図。
【図１０】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８０％である場合の、ファイバの半径方向の感光性のプロフィールを表す図。
【図１１】コア層の中心の感光性が、コア層の最大感光性の８０％である場合の、各波長における透過損失の発生具合を表した図。
【図１２】コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の９０％のファイバグレーティングの、各波長における透過損失の発生具合を示す図。
【図１３】コア層の中心部の感光性がコア層の最大感光性の３０％のファイバグレーティングの、各波長における透過損失の発生具合を示す図。
【符号の説明】
１　　ファイバ
２　　コア層
３　　ファイバグレーティング
４　　クラッド層
【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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