(57)【要約】  円筒状コア（104）と、第1の光クラッド層（104）とを有する光ファイバ（100A-100D）が提供される。コア（102）は、光学的に透過性のコア材料で構成される。コア材料（105）は、熱エネルギー、光エネルギー、磁界、および電気的電位のような、第1のエネルギー刺激に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化するコア屈折率を有する。コア（102）は、第1の光クラッド層（104）内に、軸方向に配置されたボア（103）を有する。ボア（103）は、コア材料（105）で充填される。第1の光クラッド層（104）は、コア（102）上に配置される。第1の光クラッド層（104）は、光伝導性材料で構成される。光伝導性材料は、第1の光クラッド層屈折率を有し、この屈折率は、第2のエネルギー刺激に対する暴露に応答して、恒久的に選択的に設定可能である。第1の光クラッド層（104）は、内部に刻印された格子（114-1、114-2）を有する。
2010506218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透過性のコア材料で構成された円筒状コアであって、前記コア材料は、第1のエネルギー刺激に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化するコア屈折率を有する円筒状コアと、
前記コア上に配置された第1の光クラッド層であって、第2のエネルギー刺激に対する暴露に応答して、恒久的に選択的に設定可能な第1のクラッド層屈折率を有する材料で構成された第1の光クラッド層と、
を有する光ファイバ。
【請求項２】
前記コア材料は、流体であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記コア材料は、液体であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項４】
さらに、前記第1の光クラッド層内に、軸方向に配置されたボアを有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記第1のエネルギー刺激は、熱エネルギー、光エネルギー、磁界、および電気的電位からなる群から選定されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記第2のエネルギー刺激は、光エネルギーであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記光エネルギーは、紫外光線であることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ。
【請求項８】
さらに、前記第1の光クラッド層内に配置された光格子を有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記光格子は、前記第1の光クラッド層の一部分で構成され、
該一部分は、当該光ファイバの全長に沿って、周期パターンに調整された屈折率を有することを特徴とする請求項8に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
前記周期パターンは、前記屈折率が正弦波的変化となるように構成されることを特徴とする請求項9に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ装置に関し、特にキャピラリ導波管を有する光ファイバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、高密度波長分割多重（DWDM）系のネットワーク内のデータの転送に使用される。DWDM系ネットワーク内の装置は、単一の光ファイバを介して、多数の信号を伝送する。これは、光ファイバの長手軸に沿って、異なる波長で各信号を伝送することにより行われる。結果的に、DWDM系ネットワークは、光ファイバの末端に装置を有し、この装置により、一組の受信信号から、特定波長の信号がフィルタ処理される。この目的のため、しばしば、調整可能な光バンドパスフィルタが使用される。通常、これらのフィルタ装置は、（1）広い調整範囲、（2）隣接チャネルとのクロストークが無視できること、（3）高速調整速度、（4）低挿入損失、（5）低偏光感応性、（6）環境変化に対する安定性、を有することが望ましい。
【０００３】
光バンドパスフィルタを実現するための、各種技術が知られている。そのような技術の一つは、光ファイバ格子システムを使用することである。光ファイバ格子システムは、ファイバの全長にわたって伝達された、特定の波長の光をフィルタ処理または散乱する。ファイバ格子は、ファイバ特性の周期的な摂動を形成することによって構成される。通常、周期的な摂動は、コアの屈折率に関して行われる。例えば、光ファイバ格子システムは、特定の屈折率を有するコアを有し、この値は、ファイバの全長に沿って変化する。
【０００４】
従来の2種類の格子システムは、長周期格子と短周期ブラッグ格子とを有する。通常、短周期ファイバ格子は、サブミクロンの周期を有するように特徴化される。これらのタイプの装置は、前方伝播コアモードから後方伝播コアモードに、光を結合することにより作動する。通常、短周期ファイバブラッグ格子は、特定波長の選択された狭小バンド反射を有する。短周期格子フィルタは、通常、格子に応力を加えることにより調整される。
【０００５】
一方、通常、光ファイバの長周期格子は、数十μmから1mmの範囲の周期を有する。そのような長周期格子は、伝播コアモードと共伝播クラッドモードの間の結合を促進する。長周期格子は、通常、ある波長を減衰し、より広いバンド幅を提供する。
【０００６】
本願に示すような光フィルタを調整する、各種技術が提案されている。例えば、特殊な材料を使用して、光ファイバコアを取り囲むクラッド材料が構成される。これらの材料は、クラッド内に広がる光エネルギーと相互作用する。これらのクラッド材料の屈折率の変化により、装置の周波数応答が調整される。そのような装置の一例は、ファイバのクラッド領域に、空気チャネルまたはキャピラリを有する光ファイバである。キャピラリは、特定の屈折率を有する流体を含む。長周期格子は、コア内に刻印され、前方伝播クラッドモードに、ある波長の光を結合する。これらの波長のパワーは、減衰される。フィルタの応答は、流体を、格子が設けられた領域の内外に移動させることにより調整される。この方法では、流体の位置の変化を用いて、伝送ノッチの減衰および／または波長が変更される。
【０００７】
また、光ファイバを調整する他の方法も知られている。例えば、ファイバに、物理的に応力が付与されることにより、その周波数応答が変化する。音響光学的に調整可能なフィルタは、ファイバの全長に沿って伝播する屈曲波を用い、光格子の反射波長を調整する。また、電気光学的な手法も、フィルタの応答性の修正に使用できる。特に、長周期格子は、特殊なファイバのコアに形成される。薄い内側クラッドシリカが、コアの周囲に配置され、内側クラッドの周囲には、光電気外側クラッドが形成される。印加電圧を用いることにより、外側クラッドの屈折率が変化する。この外側クラッドの屈折率の変化により、フィルタ処理される波長が調整される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、光ファイバが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光ファイバは、細長い構造であり、円筒状のコアと、第1の光クラッド層とを有する。円筒状コアは、光学的に透明なコア材料で形成される。コア材料は、エネルギー刺激に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化する屈折率を有する液体または流体である。そのようなエネルギー刺激は、熱エネルギー、光エネルギー、磁気エネルギー、および電気的電位を含む。第1の光クラッド層は、コアの上に設置される。第1のクラッド層は、第1のクラッド層屈折率を有する材料で構成され、この屈折率は、エネルギー刺激への暴露に応答して、恒久的に選択的に設定することができる。そのようなエネルギー刺激は、光エネルギー、例えば紫外（VU）光線を含む。
【００１０】
好適実施例では、コアは、第1の光クラッド層内に、軸方向に配置されたボアを有する。このボアには、コア材料が充填され、このコア材料は、液体または流体として選定されても良い。本発明の好適実施例では、コア材料は、屈折率n1を有する流体であり、この屈折率は、熱エネルギーに応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化し得る。屈折率の値の範囲は、キャピラリ導波管を形成するように選定され、この導波管は、所望の波長調整範囲にわたって、単一の伝播コアモードをサポートする。
【００１１】
本発明の別の態様では、第1の光クラッド層内に、光格子が配置される。本発明のある実施例では、光格子は、第1の光クラッド層の一部分で構成され、この部分は、前記光ファイバの全長に沿って、周期的パターンで調整された屈折率を有する。本発明の別の実施例では、周期パターンは、屈折率の値が正弦波的に変化するように構成される。本発明のさらに別の実施例では、光格子は、アポダイズ周期格子またはチャープ格子である。
【００１２】
本発明のさらに別の実施例では、光ファイバは、第2の光クラッド層を有する。第2の光クラッド層は、第1の光クラッド層の上に配置される。第2の光クラッド層は、コアの屈折率よりも小さな、第2のクラッド層屈折率を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明を理解する上で有益な光ファイバの断面図である。
【図１Ｂ】本発明を理解する上で有益な光ファイバの断面図である。
【図１Ｃ】本発明を理解する上で有益な光ファイバの断面図である。
【図１Ｄ】本発明を理解する上で有益な光ファイバの断面図である。
【図２】本発明を理解する上で有益な光ファイバの製造工程のフロー図である。
【図３】本発明を理解する上で有益な、第1の温度でのコア材料を有する光ファイバを含む光ファイバの計算透過スペクトルを示すグラフである。
【図４】本発明を理解する上で有益な、第2の温度でのコア材料を有する光ファイバを含む光ファイバの計算透過スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明を理解する上で有益な、第3の温度でのコア材料を有する光ファイバを含む光ファイバの計算透過スペクトルを示すグラフである。
【図６】本発明を理解する上で有益な、第4の温度でのコア材料を有する光ファイバを含む光ファイバの計算透過スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、実施例について説明する。図において、同様の符号は、同様の部材を表す。
【００１５】
図1Aには、本発明を理解する上で有益な光ファイバ100Aの断面図を示す。光ファイバ100Aは、円筒状コア102、第1の光クラッド層104、および第2の光ファイバクラッド層106で構成された細長い構造である。コア102は、光ファイバ100Aを通る、所望の光信号の伝播用の波長を提供するコア材料で構成される。そのようなコア材料は、屈折率および／または光損失が、熱エネルギー、光エネルギー、電気的電位および磁界のようなエネルギー刺激に強く応答する、いかなる媒体を有しても良い。
【００１６】
図1Aに示す本発明の好適実施例では、コア102は、第1の光クラッド層104内に、軸方向に配置されたボア103で構成される。ボア103は、さらに、屈折率がn1の作動流体または液体105で充填され、この屈折率は、熱エネルギーに応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化する。作動流体105がボア内に配置されているため、光ファイバ100Aは、キャピラリ導波管として見ることができる。光は、コア102内を伝播し、これは、当業者には、容易に理解される。作動流体は、屈折率n1が特定の光ファイバ用途に対応するように選定される。例えば、作動流体は、室温（約25℃）で、1.4から1.8の範囲の屈折率n1を有するように選定されることが有意である。そのような作動流体は、ニュージャージー州、Cedar Groveのカージル（Cargille  Labs）社から市販の、シリーズA流体、シリーズB流体、およびシリーズM流体を含む。また、本発明は、これに限定されるものではない。限定されることなく、熱エネルギーに対して大きな感受性を有する屈折率n1を有する、いかなる作動流体を使用しても良い。
【００１７】
図1Bに示されている本発明の別の実施例では、コア102は、第1の光クラッド層104内に、軸方向に配置されたボア103で構成される。ボア103は、さらに、屈折率がn1の光電気作動流体または液体105で充填され、この屈折率は、電気的電位に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化する。図1Bに示すように、電気的電位は、外部電源120により印加されても良い。電極の位置は、光透過に対する影響を及ぼさずに、光電気作動流体に、電場が印加されるように選定されることが有意である。ただし、本発明は、これに限られるものではない。この目的に、いかなる適当な従来の機構を使用しても良い。光電気作動流体は、特定の光ファイバ用途に対応する屈折率n1を有するように選定されても良い。この点に関して、光電気作動流体は、室温（約25℃）で、1.4から1.8の間の屈折率n1を有するように選定される。そのような光電気作動流体は、液晶および／または光電気高分子を含む。ただし、この場合も、本発明はこれに限られるものではない。限定されることなく、電気的電位に強く感応する屈折率n1を有する、いかなる光電気材料をも使用することができる。
【００１８】
図1Cに示す本発明のさらに別の実施例では、コア102は、第1の光クラッド層104内に、軸方向に配置されたボア103で構成される。ボア103は、さらに、作動流体または液体105で充填され、これは、光エネルギーに応答して、所定の範囲にわたって値が連続的に変化する屈折率n1もしくは吸収率を有する。図1Cに示すように、光エネルギーは、外部光源122によって付与されても良い。外部光源122は、図1Cに示すように、側方から、光ファイバ100 Cに照射することができることに留意する必要がある。あるいは、外部光源122は、ファイバ100Cの端部130から、光ファイバ100Cに照射することも可能であり、この端部では、光は、ファイバ100Cによって誘導され、フィルタ処理される信号とともに伝播する。しかしながら、本発明は、これに限られるものではない。この目的のため、いかなる適当な従来の手段を使用しても良い。作動流体は、特定の光ファイバ用途に適合するような屈折率n1を有するように選定される。この点に関して、作動流体は、室温（約25℃）で、1.4から1.8の範囲の屈折率n1を有するように選定される。そのような作動流体は、ドープされた流体、またはケール（Kerr）非線形性を示す流体を含む。また、本発明は、これに限られるものではない。光エネルギーに強く感応する屈折率n1または吸収率を有するいかなる作動流体も、限定なく使用することができる。
【００１９】
図1Dに示す本発明の別の実施例では、コア102は、第1の光クラッド層104内に、軸方向に配置されたボア103で構成される。ボア103は、さらに、作動流体または液体105で充填され、この作動流体は、磁界に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化する屈折率n1を有する。図1Dに示すように、磁界は、1または2以上の外部磁石124-1、124-2によって印加される。ただし、本発明は、これに限られるものではない。この目的のため、いかなる適当な従来の機構を使用しても良い。作動流体は、特定の光ファイバ用途に対応するような屈折率n1を有するように選定される。例えば、作動流体は、室温（約25℃）で、1.4から1.8の屈折率n1を有するように選定されることが有意である。ただし、本発明は、これに限られるものではない。磁界に応じて変化する屈折率n1を有する、いかなる作動流体も、限定なく使用することができる。
【００２０】
再度図1A乃至1Dを参照すると、コア102は、直径108を有することが観察される。直径108は、特定の光ファイバ用途に対応するように選定されても良い。通常、所望の数の共振モードが、コア102の寸法に影響する傾向にあることに留意する必要がある。例えば、本発明の好適実施例では、コア102は、キャピラリ導波管が形成されるように選定された直径108を有し、このキャピラリ導波管は、所望の波長調整範囲にわたって、単一の伝播コアモードをサポートする。また、コアの直径は、熱エネルギー、光エネルギー、磁気エネルギー、および電気的電位のようなエネルギー刺激に対する光ファイバの感度が、最適になるように選定されることが有意である。コアの直径108、コアの屈折率、およびクラッド材料は、光ファイバ100A-100D内を伝搬し、コア材料と重なり合う光の割合を定めることに留意する必要がある。この点に関して、さらに、コアの直径が大きくなると、コア内に存在する光の割合が大きくなり、エネルギー刺激に対する感度が上昇することに留意する必要がある。
【００２１】
第1の光クラッド層104は、コア102上に配置される。第1の光クラッド層104は、第1のクラッド層屈折率を有する材料で形成され、この値は、光エネルギーのようなエネルギー刺激に対する暴露に応答して、恒久的に選択的に設定される。そのような材料には、光感応化学成分でドープされた、ガラス（例えば、シリカガラス、フルオロジルコニア酸塩ガラス、フルオロアルミン酸塩ガラス、およびカルコゲナイドガラス）、光感応化学成分でドープされた高分子、ならびに／または光感応化学成分でドープされた、光電気材料が含まれる。本発明の好適実施例では、材料は、ゲルマニウムおよびフッ素がドープされたシリカガラスとして選定され、ゲルマニウムは、紫外（UV）光線感応性を提供し、フッ素は、第2の光クラッド層106に比べて、屈折率を僅かに低下させる。ただし、本発明は、これに限られるものではない。エネルギー刺激に対して感度を有する限り、いかなる適当な材料を使用して、第1の光クラッド104を形成することも限定なく可能である。しかしながら、第1の光クラッド層104の形成に使用される材料は、特定のフィルタ処理動作に対応して、屈折率n2を有するように選定されることに留意する必要がある。例えば、材料は、コア102の屈折率n1よりも小さな屈折率n2を有するように選定される。そのような構造では、光ファイバに誘導モードが提供され、このモードでは、コア102に充填された流体または液体、およびコア102に最近接の第1の光クラッド104の領域が実質的に限定される。
【００２２】
光ファイバ100A-100D上には、1または2以上の光格子が構成されることが有意である。図1A、1B、および1Dでは、単一の格子114-1が示されている。図1Cでは、2つの格子114-1、114-2を有する光ファイバが示されている。光格子114-1、114-2は、第1の光クラッド104の内表面118の周囲に設置され、これには、従来のいかなる製作技術を使用しても良い。そのような技術には、紫外線レーザおよび／または従来公知の他の刻印技術を用いた光刻印（inscribe）技術が含まれる。好適実施例では、紫外光線を使用して、格子が形成される。紫外線レーザは、ファイバの外部に配置される。レーザは、シリカのスラブから構成されたフェーズマスクを介して、ファイバに照射され、このマスクには、微細な平行溝または谷のパターンが存在する。フェーズマスクは、光を回折し、これにより、干渉パターンが形成される。その結果、高強度および低強度のUV光の領域が生じ、これは、格子が形成される領域において、ファイバの全長に沿って変化する。このプロセスによって、屈折率が変化する範囲は、いくつかの因子に依存する。例えば、これらの因子には、第1の光クラッド層の組成、紫外光線の暴露時間および強度が含まれる。
【００２３】
本発明の実施例では、光格子114-1、114-2は、第1の光クラッド層104の内表面118の周りに刻印され、光格子114-1、114-2は、コア102の周囲に、軸に沿って配置される。この構成の結果、第1の光クラッド層104の屈折率n2は、その長手軸に沿って、周期的に変化する。ただし、本発明は、これに限られるものではない。光格子114-1、114-2は、チャープ構造で、第1の光クラッド層104に刻印されても良い。この構成の結果、光格子114-1、114-2は、その長手軸に沿って変化する格子周期を有するようになる。また、光格子114-1、114-2は、該光格子114-1、114-2がアポダイズ周期格子となるように刻印されても良い。
【００２４】
各光格子114-1、114-2は、第1の光クラッド層の屈折率が、光ファイバの全長の一部に沿って、周期的に修正または変化するように調整される。便宜上、この周期的変化は、図1A-1Dでは、一連の交互リング状構造116-1、116-2、116-3、116-4、116-5、116-6、116-7、116-8として示されている。しかしながら、第1の光クラッド層の屈折率の実際の周期的変化は、通常、そのような突発的な方法では変化しないことに留意する必要がある。その代わり、屈折率は、より連続的な方法で変化する。例えば、示された実施例では、屈折率の値は、正弦波的な態様で変化することが好ましい。屈折率の変化の振幅は、光格子の全長に沿って一定であり、あるいはこれは、光格子の全長に沿って調整される。格子の全長に沿って、屈折率の変化の振幅を調整することは、良く知られており、光ファイバの全長に沿って交信される光エネルギーに対して、各種異なる効果を得ることも可能である。本発明では、これらのいかなる良く知られた振幅調整技術を使用しても良い。
【００２５】
図1A、1B、1Dでは、光ファイバ100Ａ、100B、100Dは、調整可能なノッチフィルタとして構成され、前方伝播コアモードと後方伝播コアモードの間の光を結合する。式（1）を用いて、格子周期（Λgrating）を選定することにより、波長λB（ブラッグ波長）で、最小の伝送が得られる：
【数１】
2010506218.tif 000003
ここでneffは、光ファイバ100Ａ、100Ｂ、100Ｄのコア102によって誘導されるモードの実効屈折率である。図1A乃至1Dに示すような流体充填キャピラリでは、ブラッグ波長は、流体の屈折率の関数として変化する。実効屈折率は、流体の屈折率に幾分依存するためである。この方法では、エネルギー刺激（例えば熱エネルギー）の印加により、流体の屈折率が変化すると、ブラッグ波長またはノッチ波長は、選択的に制御される。
【００２６】
結合モード理論（CMT）は、図1A乃至1Dに示す格子114-1、114-2のスペクトル応答のモデル化に使用することができる。通常、CMTでは、格子強度、および格子摂動を有する誘導モードのモード場の重なりは、透過スペクトルにおけるバンド幅およびノッチの深さ（減衰）を定めることが示されている。光格子114-1、114-2は、光ファイバ100A-100Dの長手軸に沿って伝播する光波と相互作用することに留意する必要がある。この相互作用は、各光格子114-1、114-2の格子周期に依存する。例えば、各光格子114-1、114-2は、短い格子周期を有する。これらの光格子114-1、114-2と、コア102により誘導される光波の間の相互作用によって、ある波長の光波が生じ、これは、後方伝播コアモードに結合される。本発明の別の態様では、各光格子114-1、114-2は、長い格子周期を有する。これらの光格子114-1、114-2と、コア102によって誘導される光波の間の相互作用により、ある波長の光波が生じ、これは、前方伝播クラッドモードに結合される。
【００２７】
再度図1Aを参照すると、第1の光クラッド層104は、直径110を有する。直径110は、特定の光ファイバ100Aの用途に対応するように選定される。本発明の好適態様では、第1の光クラッド層104は、光格子114-1、114-2により誘導モードで伝播する光と、ボア103を占めるコア材料との相互作用が最適化されるような直径110を有することが有意である。しかしながら、本発明は、これに限られるものではない。特定のフィルタ処理用途に対応した、いかなる適当な直径110を使用しても良い。
【００２８】
第2の光クラッド層106は、第1の光クラッド104の上に配置される。第2の光クラッド層106は、屈折率がn3の誘電体材料で構成される。そのような材料には、溶融シリカおよび／または溶融石英が含まれる。本発明の好適態様では、第2の光クラッド層106を構成する材料は、コア102を占める流体の屈折率n1よりも小さな屈折率n3を有するように選定される。屈折率n3は、第1の光クラッド層104の屈折率n2よりも小さく、または大きいことに留意する必要がある。しかしながら、屈折率n3は、コア102を占める流体の屈折率n1よりも小さい必要がある。
【００２９】
図1Aに示すように、第2の光クラッド層106は、直径112を有する。直径112は、特定の光ファイバ100Aの用途に対応するように選定される。本発明の好適態様では、第2の光クラッド層106は、125μｍの直径112を有する。そのような直径112により、標準的な125μｍの直径の光ファイバ、対応部材および工具との互換性が提供される。また、直径112は、複数のクラッドモードのため提供される（すなわち、赤外スペクトルにわたって、複数の共振バンドが得られる）。しかしながら、本発明は、これに限られるものではない。特定のフィルタ処理用途に対応した、いかなる適当な直径112を使用しても良い。また、直径112は、共振の相互作用が生じる、あるクラッドモードを選択するように選定されることが有意である。
【００３０】
保護層は、図1Aには示されていないが、第2の光クラッド層106上に保護層を設置して、環境条件および外的要因による損傷から、第2の光クラッド層106を保護しても良いことは、当業者には明らかである。保護層は、高分子コーティング、または従来の他のいかなるコーティングで構成されても良い。
【００３１】
さらに、光ファイバ100A-100Dは、多くのDWDM系ネットワーク用途に使用し得ることは、当業者には明らかである。例えば、光ファイバ100A-100Dには、調整可能な光フィルタが使用され、光ファイバに沿って伝播する一連の光信号から、特定の波長を有する信号がフィルタ処理されても良い。
【００３２】
図1A-1Dにおける光ファイバ構成が、光ファイバの構成の代表的な実施例であることは、当業者には明らかである。しかしながら、本発明は、これに限られるものではなく、特に限られず、いかなる他の光ファイバを使用しても良い。例えば、本発明の別の実施例では、光ファイバ100A-100Dは、第2の光クラッド層106を省略した状態で構成されても良い。そのような構成では、第1の光クラッド層104は、より厚い層（例えば125μm）として構成され、コア102を充填する流体または液体を取り囲む。そのような構成では、保護層は、第1の光クラッド層104上に設置されても良い。
【００３３】
図2には、光ファイバ100A-100Dの製造工程のフロー図を示す。本発明の好適実施例では、製造工程200は、ステップ202から始まり、ステップ204に続く。ステップ204では、ガス吸収法を用いて、所定の圧力（例えば69MPa）、所定の温度（例えば、75℃）で、ボア103、第1の光クラッド層104、および第2の光クラッド層106を有する光ファイバ100A-100Dを、水素または重水素のようなガスで充填することにより、光ファイバ100A-100Dが感応化される。ガス吸収法は、良く知られた技術である。従って、そのような方法は、ここでは詳しく説明しない。ファイバを紫外光線に晒す前に、水素または重水素でファイバを処理することにより、材料の光感度が向上し、第1の光クラッド層104の屈折率が調整され、光格子114-1、114-2を刻印することができる。
【００３４】
第1の光クラッド層104および第2の光クラッド層106に、水素を充填した後、ステップ206に進む。ステップ206では、短周期格子および／または長周期格子の少なくとも一つが、第1の光クラッド層104内に刻印される。このステップは、従来既知のいかなる方法で実施されても良い。例えば、この方法は、ある波長（例えば244nm）の光で、フェーズマスクの下側の第1の光クラッド層104を側面露光するステップを有しても良い。この工程は、所与の時間（例えば650秒）、実施され、所与の全フルエンス（例えば260kJ／cm2）で実施される。
【００３５】
ステップ208では、光ファイバは、所定の時間、所与の温度（例えば50℃）で熱処理される。このステップは、過剰な水素を除去し、光ファイバの寿命にわたって、安定な格子強度を得るために実施される。
【００３６】
ステップ210では、熱エネルギー、光エネルギー、磁界、電気的電位のようなエネルギー刺激によって変化する、所定の屈折率（例えばn＝1.5）を有するコア材料105に、ボア103が充填される。このステップは、コア材料が充填された加圧リザーバ内に、光ファイバの第1の端部を配置するステップを含む。光ファイバの第2の端部は、周囲大気に対して開放されている。ステップ210の完了後、工程は、ステップ212に進み、ここでは、光ファイバの第1の端部および第2の端部は、別の光ファイバ（例えばコーニング、SMF-28（登録商標）ファイバ）の端部と機械的に接合される。このステップの後、工程は、ステップ214に進み、製作工程200が完了する。
【００３７】
製作工程200が、光ファイバ100A-100Dの製作用の主要なステップのみを含むことは、当業者には明らかである。この点に関して、製作プロセス200は、製作工程の単なる一実施例に過ぎない。本発明は、これに限られるものではなく、他のいかなる製作プロセスも、限定なく使用することができる。
【００３８】
図3乃至図6を参照すると、これらの図には、本発明の理解に有益な、光ファイバ100Aにおける、複数のコア材料温度での計算した透過スペクトルを示す、複数のグラフが提供される。計算透過スペクトルに使用した数学モデルでは、前述の製作プロセス200によって得られるような構造を仮定した（図2参照）。光フィルタは、以下のパラメータを有する：コア材料屈折率n1＝1.5（温度25℃）、コア材料屈折率温度感度dn1／dT＝−4.01×10-4（℃）-1、コア直径d1＝1.4μm、第1の光クラッド層屈折率n2＝1.444、第1の光クラッド層直径d2＝40μｍ、第2の光クラッド層屈折率n3＝1.444、格子周期Λgrating＝535.28nm、および格子長さL1=1cmである。図3には、第1の温度が0℃における、コア材料を有する光フィルタの計算透過スペクトルを示す。同様に、図4乃至図6には、それぞれ、25℃、50℃、および75℃からなる群から選定された異なる温度での、コア材料を有する光フィルタの計算透過スペクトルを示す。
【００３９】
図3乃至図6に示すように、コア材料の温度特性は、光フィルタの透過スペクトルを定める。光フィルタのノッチ波長は、ボア103を占めるコア材料の温度を変化させることにより調整される。
【００４０】
光フィルタが、電磁スペクトルの近赤外領域における、異なるバンド（例えば、1530nmから1565nmのCバンド、1565nmから1625nmのLバンド）で作動するように構成され得ることは、当業者には明らかである。例えば、誘導モードの実効屈折率は、1.45に等しい。格子周期は、535.28nmに等しい。ここで、共振波長は、1552.3nm（λB＝2×1.45×535.28；前述の式（1）参照）に等しく、これは、電磁スペクトルのCバンドの近赤外領域に属する。あるいは、誘導モードの実効屈折率は、1.5に等しい。格子周期は、535.28nmに等しい。この場合、共振波長は、1605.8nmとなり（λB＝2×1.5×535.28；前述の式（1）参照）、これは、電磁スペクトルのLバンドの近赤外領域に属する。前述の点において、コア材料の屈折率、第1の光クラッド層104の屈折率、第2の光クラッド層106の屈折率（第1の光クラッド層104が薄い場合）、ボア103の直径108、第1の光クラッド層104の直径110、第2の光クラッド層106の直径112、および格子周期が、光フィルタが作動する近赤外バンドに影響することは明らかである。
【図１Ａ】
2010506218.tif 000004
【図１Ｂ】
2010506218.tif 000005
【図１Ｃ】
2010506218.tif 000006
【図１Ｄ】
2010506218.tif 000007
【図２】
2010506218.tif 000008
【図３】
2010506218.tif 000009
【図４】
2010506218.tif 000010
【図５】
2010506218.tif 000011
【図６】
2010506218.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透過性のコア材料で構成された円筒状コアであって、前記コア材料は、第1のエネルギー刺激に応答して、所定の範囲にわたって、値が連続的に変化するコア屈折率を有する円筒状コアと、
前記コア上に配置された第1の光クラッド層であって、第2のエネルギー刺激に対する暴露に応答して、恒久的に選択的に設定可能な第1のクラッド層屈折率を有する材料で構成された第1の光クラッド層と、
前記光クラッド層の上に配置された第2の光クラッド層であって、前記第1の光クラッド層の前記屈折率よりも大きな屈折率を有する誘電体材料で構成された第2の光クラッド層と、
を有する光ファイバ。
【請求項２】
前記コア材料は、流体であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記コア材料は、液体であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項４】
さらに、前記第1の光クラッド層内に、軸方向に配置されたボアを有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記第1のエネルギー刺激は、熱エネルギー、光エネルギー、磁界、および電気的電位からなる群から選定されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記第2のエネルギー刺激は、光エネルギーであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記光エネルギーは、紫外光線であることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ。
【請求項８】
さらに、前記第1の光クラッド層内に配置された光格子を有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記光格子は、前記第1の光クラッド層の一部分で構成され、
該一部分は、当該光ファイバの全長に沿って、周期パターンに調整された屈折率を有することを特徴とする請求項8に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
前記周期パターンは、前記屈折率が正弦波的変化となるように構成されることを特徴とする請求項9に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
前記第2の光クラッド層は、複数のクラッドモードが提供されるような直径を有することを特徴とする請求項9に記載の光ファイバ。
【国際調査報告】
2010506218.tif 000013