(57)【要約】【課題】クラッドモード結合損失を含まず、目的とする波長にて精度良く所望の透過損失が得られ、かつ透過損失特性が変動せず優れた安定性を有するサンプルドファイバグレーティングを提供する。【解決手段】本発明は、光ファイバのコアにサンプルドグレーティングが形成されたサンプルドファイバグレーティングにおいて、前記サンプルドグレーティングの外周に被覆層が設けられ、反射帯域における前記被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値である構成とする。また−２０℃〜８０℃において、前記反射波長における被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値であることが好ましい。【選択図】  図１
2004347791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバのコアにサンプルドグレーティングが形成されたサンプルドファイバグレーティングにおいて、
前記サンプルドグレーティングの外周に被覆層が設けられ、反射帯域における前記被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値であることを特徴とするサンプルドファイバグレーティング。
【請求項２】
−２０℃〜８０℃において、前記反射帯域における被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値であることを特徴とする請求項１に記載のサンプルドファイバグレーティング。
【請求項３】
前記被覆層が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載のサンプルド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、光ファイバグレーティングに関し、特に、目的とする波長にて精度良く所望の透過損失が安定して得られる光ファイバグレーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバグレーティングは、光ファイバの長さ方向に周期的な屈折率分布（以下、グレーティングとも言う。）が形成された光ファイバ部品であり、グレーティング周期の長さによって、短周期ファイバグレーティング（グレーティング周期が１μｍ以下）と長周期ファイバグレーティング（グレーティング周期が数百μｍ程度）に分類される。
短周期型ファイバグレーティングは、グレーティング周期に応じた波長の光を反射する性質を有し、光合分波器、光フィルタなどに利用される。
また、長周期型ファイバグレ−ティングは、グレーティング周期や、導波モードとクラッドモードの実効屈折率に応じた波長の光を前進クラッドモードへ結合させて光強度を減衰させる性質（以下、クラッドモード結合損失とも言う。）を有し、無反射の透過阻止型の光フィルタとして利用される。
【０００３】
近年、長周期のグレーティングの屈折率上昇部に短周期のグレーティングが形成されたサンプルドファイバグレーティング（以下、ＳＦＧとも言う。）が提案されている（非特許文献１乃至３参照。）。
このＳＦＧは、複数の波長の光を選択的に反射して損失を与える性質を有する。このため光ファイバレーザ用のコムフィルタ（櫛形フィルタ）、バンドパスフィルタ等の波長多重光通信システム用の光部品への応用が期待されている。
【０００４】
【非特許文献１】
エグリトン（Ｂ．Ｊ．Ｅｇｇｌｅｔｏｎ）等，エレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ），１９９４年，第３０巻，第１９号，ｐ．１６２０
【非特許文献２】
ヨーグ・ハーブナー（Ｊｏｒｇ  Ｈｕｂｎｅｒ）等，フォトニクス・テクノロジー・レターズ（ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ），１９９８年，第１０巻，第４号，ｐ．５５２
【非特許文献３】
キエン−フェイ・チェン（Ｘｉａｎｇ−ｆｅｉ  Ｃｈｅｎ）等，フォトニクス・テクノロジー・レターズ（ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ），２０００年，第１２巻，第１１号，ｐ．１５０１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＳＦＧでは、長周期のグレーティングに対応したクラッドモード結合損失が生じてしまい、ＳＦＧの透過損失特性には、前記クラッドモード結合損失を含んだものとなる。このため所望の透過損失特性が得られない問題がある。
また、クラッドモード結合損失は、光ファイバのクラッド周囲の屈折率の変化によって大きく変動するため、このクラッドモード結合損失を含んだＳＦＧの透過損失特性は、温度変化等のクラッド周囲の屈折率が変化するような環境変化によって変動し易いものとなる。
以上により、ＳＦＧでは、波長多重光通信システム用の光部品に要求される透過損失特性の精度や安定性が得られていないのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわちクラッドモード結合損失を含まず、目的とする波長にて精度良く所望の透過損失が得られ、かつ透過損失特性が変動せず優れた安定性を有するサンプルドファイバグレーティングを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光ファイバのコアにサンプルドグレーティングが形成されたサンプルドファイバグレーティングにおいて、前記サンプルドグレーティングの外周に被覆層が設けられ、反射帯域における前記被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値であることを特徴とするサンプルドファイバグレーティングである。
請求項２記載の発明は、−２０℃〜８０℃において、前記反射帯域における被覆層の屈折率が、クラッドの屈折率以上の値であることを特徴とする請求項１に記載のサンプルドファイバグレーティングである。
請求項３記載の発明は、前記被覆層が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載のサンプルドファイバグレーティングである。
ここで、前記サンプルドグレーティングは、長周期の屈折率変化と短周期の屈折率変化とから構成され、前記短周期の屈折率変化が、長周期の屈折率変化の屈折率上昇部に形成されたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のサンプルドファイバグレーティング（以下、ＳＦＧとも言う。）は、サンプルドグレーティングが形成されたコアの外周に被覆層が設けられて構成されている。図１は、光ファイバのコアに形成されたＳＦＧの屈折率分布の一例を示す概略図である。
ＳＦＧは、数百μｍの長いグレーティング周期（以下、ΛＬＰＧとも言う。）で屈折率上昇部が形成された長周期グレーティングと、この長周期のグレーティングの屈折率上昇部に１μｍ以下の短いグレーティング周期（以下、ΛＦＢＧとも言う。）で屈折率変化が形成された短周期グレーティングとから構成される。
【０００９】
図２は、ＳＦＧの反射スペクトルの一例を示す図であり、（ａ）はΛＦＢＧが一定の場合（ユニフォーム型）であり、（ｂ）はΛＦＢＧが長手方向に変化する場合（チャープ型）をそれぞれ示す。ＳＦＧでは、複数の反射ピークが等間隔に現れた櫛形の反射スペクトルが得られる。
反射スペクトルの中心波長λＳＦＧは、以下の式（１）で表される。ここで式（１）中、ｎｃｏは、導波モードに対する実効屈折率を示す。
λＳＦＧ＝２ｎｃｏΛＦＧＢ    （１）
また、反射ピークの間隔Δλは以下の式（２）で表される。
Δλ＝λＳＦＧ２／２ｎｃｏΛＬＰＢ    （２）
また、反射スペクトルの反射帯域Ｗは、長周期グレーティングの屈折率上昇部の長さＬによって決定され、Ｌが短いときＷは広くなり、逆にＬが長いときＷは狭くなる。
以上のように光ファイバに形成するＳＦＧの周期ΛＦＢＧ，ΛＬＰＧ等を調整することによって、反射スペクトルの中心波長λＳＦＧ等を調整することができる。
【００１０】
次に本発明の要旨となる被覆層について具体例をもとに、以下に詳細に説明する。
表１は、ＳＦＧのΛＬＰＧ，ΛＦＢＧと反射スペクトルのλＳＦＧ，Δλを示す。このようなＳＦＧは、例えば長周期グレーティング形成用の強度マスクと短周期グレーティング形成用の位相マスクとを重ね合わせ、位相マスク側から２４０ｎｍ帯の紫外光を照射して光の干渉縞を形成し、この干渉縞を光ファイバのコアに照射することによって製造される。
ここで、表１に示されたＳＦＧ１，２は、ΛＦＢＧが長手方向に変化するチャープ型であるが、チャープ率は非常に小さいものである。
【００１１】
【表１】
2004347791.tif 000003
【００１２】
図３は、表１に示されたＳＦＧ１の透過損失特性を示す図である。このＳＦＧ１は、サンプルドグレーティングの外周に、クラッドと同じ屈折率を有する被覆層が設けられたものである。図４は、表１に示されたＳＦＧ２の透過損失特性を示す図である。このＳＦＧ２は、サンプルドグレーティングの外周に、クラッドの屈折率の値よりも大きい屈折率を有する被覆層が設けられたものである。
前記被覆層としては、反射スペクトルの反射帯域Ｗにおける屈折率がクラッドの屈折率の値以上である材料であれば特に限定されず使用できる。特に−２０℃〜８０℃においてクラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する材料を用いることが好ましく、これにより通常のＳＦＧの使用範囲において、常に被覆層の屈折率をクラッドの屈折率の値以上とすることができる。
また、被覆層として紫外線硬化樹脂が好ましく、取り扱いが容易であり、また既存の光ファイバ用リコータを用いて光ファイバに簡便に被覆できる。
【００１３】
ＳＦＧに光を透過する際、前述した反射スペクトルの反射ピークに対応して透過損失が生じることになる。このため、透過損失特性では、櫛形の反射スペクトルの各反射ピークが透過損失として現れることになる。
サンプルドグレーティングの外周に、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられたことによって、反射スペクトルの反射ピークに対応した透過損失以外の透過損失（例えばクラッドモード結合損失）を無くすることができる。このため図４に示されたように、反射スペクトルの反射ピークの波長以外の波長領域では透過率はほぼ１００％となる。
また、図３に示されたように透過率が１００％とならない場合でも、反射ピークに対応した透過損失以外の透過損失の影響を受けることが無く、反射スペクトルの反射ピークに対応して、透過損失の中心波長は、反射スペクトルのλＳＦＧと同一であり、かつ透過損失は反射ピークのΔλと同一の間隔で得られることとなる。
以上により、反射スペクトルの反射ピークに対応した特定の波長にのみ透過損失を有する透過損失特性が得られる。このため、ＳＦＧは、目的とする波長の光に精度良く透過損失を与えることができる。
【００１４】
図５は、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられていない状態のＳＦＧ１の透過損失特性を示す図である。また、図６は、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられていない状態のＳＦＧ２の透過損失特性を示す図である。
サンプルドグレーティングの外周に、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられていない場合、長周期のグレーティングに対応したクラッドモード結合損失が生じる。図５では、１５５０〜１５６０ｎｍの広帯域に渡ってクラッドモード結合損失によって透過率が低減していることがわかる。また、図６では、１５４０〜１５５０ｎｍ及び１５６０ｎｍ近傍の広帯域に渡ってクラッドモード結合損失によって透過率が低減していることがわかる。
【００１５】
このため、透過損失特性は、反射ピークに対応した特定の波長以外の波長帯域に透過損失を有するものとなってしまう。
また、反射ピークに対応した波長にてクラッドモード結合損失が生じる場合、反射ピークに対応した波長における透過損失は、反射による透過損失とクラッドモード結合損失とが重なったものとなってしまい、所望の透過損失が得られなくなる。
更に、クラッドモード結合損失は、周知のように光ファイバのクラッド周囲の屈折率の変化によって大きく変動するため、このクラッドモード結合損失を含んだＳＦＧの透過損失特性は、温度変化等のクラッド周囲の屈折率が変化するような環境変化によって変動し易いものとなる。
【００１６】
本発明のＳＦＧは、サンプルドグレーティングの外周に、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられたことによって、前記したクラッドモード結合損失を無くすることができる。このため、反射ピークに対応した特定の波長にのみ透過損失を有し、かつこの特定の波長において所望の透過損失が得られるＳＧＦが実現できる。また、クラッドモード結合損失が無いため、ＳＦＧの透過損失特性は、環境の変化によって変動せず優れた安定性を有する。
このため、光ファイバレーザ用のコムフィルタ（櫛形フィルタ）、バンドパスフィルタ等の波長多重光通信システム用の光部品のように透過損失特性の高い精度や安定性が要求される光部品に応用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、サンプルドグレーティングの外周に、クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられたことによって、クラッドモード結合損失を無くすることができる。このため、特定の波長に所望の透過損失が精度良く得られるサンプルドファイバグレーティングが実現できる。また、クラッドモード結合損失が無いため、サンプルドファイバグレーティングの透過損失特性は、環境の変化によって変動せず優れた安定性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバのコアに形成されたＳＦＧの屈折率分布の一例を示す概略図である。
【図２】ＳＦＧの反射スペクトルの一例を示す図であり、（ａ）はΛＦＢＧがユニフォーム型の場合であり、（ｂ）はΛＦＢＧチャープ型の場合を示す。
【図３】表１に示されたＳＦＧ１の透過損失特性を示す図である。
【図４】表１に示されたＳＦＧ２の透過損失特性を示す図である。
【図５】クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられていない状態のＳＦＧ１の透過損失特性を示す図である。
【図６】クラッドの屈折率の値以上の屈折率を有する被覆層が設けられていない状態のＳＦＧ２の透過損失特性を示す図である。
【図１】
2004347791.tif 000004
【図２】
2004347791.tif 000005
【図３】
2004347791.tif 000006
【図４】
2004347791.tif 000007
【図５】
2004347791.tif 000008
【図６】
2004347791.tif 000009