(57)【要約】【課題】  所望の周期を有する光導波路グレーティング型光部品を低コストおよび高量産性を確保しながら製造することを可能にする。【解決手段】  樹脂から製造されており、所定の周期の回折格子４が形成された回折格子面２ａおよび回折格子面２ａに対向する入射面２ｂをそれぞれ有する位相マスク２を用意し、この位相マスク２を、その回折格子面２ａが光導波路５に略平行かつ対向するように保持し、位相マスク２の温度を調整して略一定の温度に維持しながら、紫外光ＵＶを入射面２ｂ側から位相マスク２を介して光導波路５に照射して露光し、光導波路５の露光部分にグレーティングを形成する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレーティング形成用光に対する感受性を有し、かつ所定の材料から製造された光導波路にグレーティングを形成してグレーティング型光部品を製造するための光導波路グレーティング製造方法であって、
前記グレーティング形成用光を透過し、かつ前記光導波路の所定の材料の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する非脆性材料から製造されており、所定の周期の回折格子が形成された回折格子面および該回折格子面に対向する対向面をそれぞれ有する位相マスクを用意し、
この位相マスクを、その回折格子面が前記光導波路に略平行かつ対向するように保持し、該位相マスクの温度を調整して略一定の温度に維持しながら、前記グレーティング形成用光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射して露光し、光導波路の露光部分にグレーティングを形成する
ことを特徴とする光導波路グレーティング製造方法。
【請求項２】
前記光導波路の所定の材料はガラスであり、前記位相マスクの非脆性材料は樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光導波路グレーティング製造方法。
【請求項３】
グレーティング形成用光に対する感受性を有し、かつ所定の材料から製造された光導波路にグレーティングを形成してグレーティング型光部品を製造するための光導波路グレーティング製造装置であって、
前記グレーティング形成用光を透過し、かつ前記光導波路の所定の材料の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する非脆性材料から製造されており、所定の周期の回折格子が形成された回折格子面および該回折格子面に対向する対向面をそれぞれ有する位相マスクと、
この位相マスクを、その回折格子面が前記光導波路に略平行かつ対向するように保持し、該位相マスクの温度を調整して略一定の温度に維持する温度制御手段と、
この温度制御手段により前記位相マスクの温度が前記略一定の温度に維持された状態で、前記グレーティング形成用光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射して露光する露光手段と、
を備えたことを特徴とする光導波路グレーティング製造装置。
【請求項４】
前記光導波路の所定の材料はガラスであり、前記位相マスクの非脆性材料は樹脂であることを特徴とする請求項３記載の光導波路グレーティング製造装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、前記加熱冷却部により加熱または冷却された位相マスクの温度を測定し、測定した温度を表すデータ値を外部から視認可能に表示する測定表示手段を備えたことを特徴とする請求項３または４記載の光導波路グレーティング製造装置。
【請求項６】
前記温度制御手段は、前記加熱冷却部により加熱または冷却された位相マスクの温度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記位相マスクの温度を表すデータ値を用いて前記加熱冷却部の加熱または冷却量を帰還制御して、前記位相マスクの温度を目標温度に一致させる帰還制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３または４記載の光導波路グレーティング製造装置。
【請求項７】
前記グレーティング形成用光は紫外光であり、前記光導波路は前記紫外光の波長帯域に対して感受性を有している一方、
前記紫外光とは異なる波長帯域を有する格子周期用モニタ光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射する格子周期モニタ手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３乃至６の内の何れか１項記載の光導波路グレーティング製造装置。
【請求項８】
請求項３乃至７の内の何れか１項記載の光導波路グレーティング製造装置により製造されたことを特徴とするグレーティング型光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路中における周期的な屈折率変化を有する光導波路グレーティングの製造方法および装置、ならびに光導波路グレーティング製造装置により製造された光導波路グレーティングを有するグレーティング型光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路とは、所定の経路に沿って光を伝搬可能な構造を持つ光部品のことである。通常の光導波路は、屈折率が高いコアの周りをそのコアよりも屈折率の低いクラッド層で覆った構造を有しており、このコア中を光が伝搬していく構造を有している。
【０００３】
光導波路の材料としては、石英系のガラスやポリマー等が用いられる。特に、石英系の光導波路は、光伝搬損失が小さいため、大容量光通信や長距離光通信に広く用いられている。この光導波路の代表的な例として、光ファイバや基板型光導波路等が挙げられる。
【０００４】
ところで、このような光導波路に対して周期的な摂動を加えて光グレーティングを形成することにより、そのグレーティングの周期に従って光を導波路外への放出機能や、特定の波長の光のみを反射する機能を有する光フィルタとして使用できることが知られており、この種の光部品はグレーティング型光部品と呼ばれている。
【０００５】
グレーティング型光部品のうち、光導波路中の周期的な摂動（グレーティング）として光導波路中に屈折率変化を形成した光部品を製造する際には、光導波路における所望のグレーティング形成部位に光感受性を有する物質を添加しておき、この光導波路のグレーティング形成部位を含む部分に上記光感受性物質に対応した光を照射（露光）する方法が広く用いられている。ここで、光感受性とは、照射された光により物質の屈折率が変化する特性を意味している。
【０００６】
光導波路中に屈折率変化を形成する方法としては、ニ光束干渉法、位相マスク法、ステップバイステップ法等が広く用いられている。
【０００７】
例えば、位相マスク法は、光導波路における光感受性を有する物質が添加されたグレーティング形成部位に、所定の周期を有する位相マスクを通して上記添加物質に対応する光を照射することにより、そのグレーティング形成部位に対して上記周期に対応する周期的な屈折率分布を形成するものである。
【０００８】
この位相マスク法は、光学系の調整が容易であり、量産性に優れていること等から、特に屈折率変化周期が１μｍ以下のグレーティングを有する光部品を製造する際に用いられている。
【０００９】
しかしながら、従来の位相マスク法を用いてグレーティングを形成する場合、そのグレーティングの屈折率変化周期は、位相マスクの周期により一意に決まっていた。このため、異なる周期のグレーティングを形成するには、形成したいグレーティングの数だけ位相マスクを用意する必要があった。
【００１０】
この点、従来の位相マスクは石英ガラス製で、しかも精密な加工が必要な光部品であるため、価格が高価である。したがって、複数の位相マスクを用意するには、多額のコストが必要であった。
【００１１】
また、異なる周期のグレーティング型光部品を製造する毎に対応する周期の位相マスクに交換しなければならず、グレーティング型光部品の製造工程が増えて量産化および低価格化の妨げとなっていた。
【００１２】
この課題を解決するため、特許文献１において、グレーティング形成対象となる光導波路に対するグレーティング用の光を露光中に光導波路に対して熱を加えることにより、光導波路を膨張させて屈折率を変化させることにより、異なる屈折率変化周期を有するチャープグレーティングを１枚の位相マスクにより製造する方法が提案されている。
【特許文献１】米国特許第５６７１３０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、光導波路は石英等のガラスにより製造されており、また、使用する位相マスクも石英等のガラスにより製造されているため、それぞれ略同一の線膨張係数を有している。
【００１４】
したがって、特許文献１の方法を用いて光導波路へ熱を加えて温度を調整する際に、位相マスクにも熱が伝わった場合、位相マスクも光導波路と同様に膨張し、位相マスクおよび光導波路間の相対位置関係は略不変となる。
【００１５】
このため、結果として光導波路に形成されるグレーティングの特性（屈折率周期）の変化は少なく、所望の特性を有するグレーティングを形成することが困難になる恐れが生じていた。
【００１６】
すなわち、特許文献１に開示された方法を用いて大きな特性変化（屈折率周期変化）を得るためには、光導波路と位相マスクとを熱的に絶縁することが必要である。
【００１７】
しかしながら、位相マスク法では、光導波路と位相マスクとが近接して配置されていることが望ましいため、位相マスクと光導波路とを熱的に絶縁することは構造上困難であった。
【００１８】
さらに、従来から光導波路および位相マスクに使用されている石英系等のガラス材料は、その線膨張係数が金属や樹脂等の非脆性の材料と比べて小さいため、特許文献１に開示された方法をガラス製の光導波路および位相マスクを用いたグレーティング製造装置に対して適用しても、結果として得られるグレーティングの特性変化は小さかった。
【００１９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、所望の周期を有する光導波路グレーティング型光部品を低コストおよび高量産性を確保しながら製造することを可能にした光導波路グレーティング製造方法および装置、ならびにその製造装置により製造された光グレーティング型光部品を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、グレーティング形成用光に対する感受性を有し、かつ所定の材料から製造された光導波路にグレーティングを形成してグレーティング型光部品を製造するための光導波路グレーティング製造方法であって、前記グレーティング形成用光を透過し、かつ前記光導波路の所定の材料の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する非脆性材料から製造されており、所定の周期の回折格子が形成された回折格子面および該回折格子面に対向する対向面をそれぞれ有する位相マスクを用意し、この位相マスクを、その回折格子面が前記光導波路に略平行かつ対向するように保持し、該位相マスクの温度を調整して略一定の温度に維持しながら、前記グレーティング形成用光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射して露光し、光導波路の露光部分にグレーティングを形成することを要旨とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記光導波路の所定の材料はガラスであり、前記位相マスクの非脆性材料は樹脂であることを要旨とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、グレーティング形成用光に対する感受性を有し、かつ所定の材料から製造された光導波路にグレーティングを形成してグレーティング型光部品を製造するための光導波路グレーティング製造装置であって、前記グレーティング形成用光を透過し、かつ前記光導波路の所定の材料の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する非脆性材料から製造されており、所定の周期の回折格子が形成された回折格子面および該回折格子面に対向する対向面をそれぞれ有する位相マスクと、この位相マスクを、その回折格子面が前記光導波路に略平行かつ対向するように保持し、該位相マスクの温度を調整して略一定の温度に維持する温度制御手段と、この温度制御手段により前記位相マスクの温度が前記略一定の温度に維持された状態で、前記グレーティング形成用光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射して露光する露光手段と、を備えたことを要旨とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記光導波路の所定の材料はガラスであり、前記位相マスクの非脆性材料は樹脂であることを要旨とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記温度制御手段は、前記加熱冷却部により加熱または冷却された位相マスクの温度を測定し、測定した温度を表すデータ値を外部から視認可能に表示する測定表示手段を備えたことを要旨とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記温度制御手段は、前記加熱冷却部により加熱または冷却された位相マスクの温度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記位相マスクの温度を表すデータ値を用いて前記加熱冷却部の加熱または冷却量を帰還制御して、前記位相マスクの温度を目標温度に一致させる帰還制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、前記グレーティング形成用光は紫外光であり、前記光導波路は前記紫外光の波長帯域に対して感受性を有している一方、前記紫外光とは異なる波長帯域を有する格子周期用モニタ光を前記対向面側から該位相マスクを介して前記光導波路に照射する格子周期モニタ手段をさらに備えたことを要旨とする。
【００２７】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項３乃至７の内の何れか１項記載の光導波路グレーティング製造装置により製造されたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１、３および８記載の発明によれば、位相マスクとして、グレーティング形成用光を透過し、かつ光導波路の所定の材料の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する非脆性材料から製造された位相マスクを用い、この位相マスクの温度を調整しながらグレーティング形成用光を位相マスクを介して光導波路に照射して露光し、光導波路の露光部分にグレーティングを形成している。
【００２９】
このため、例えば光導波路の所定材料と同一の材料により製造された位相マスクの温度を調整しながらグレーティング形成用光を位相マスクを介して光導波路に露光した場合と比べて、光導波路および位相マスク間の熱的絶縁処理や個別の温度制御等を行うことなく、位相マスクの格子周期、言い換えればグレーティング周期を大きく変化させることができる。
【００３０】
この結果、上記熱的絶縁処理や個別の温度制御に要するコストを不要にして、グレーティング型光部品の製造コストを低減することができる。
【００３１】
さらに、グレーティング周期を大きく変化させることができるため、１つの位相マスクにより広波長帯域の光に対応する異なる周期の光導波路グレーティング型光部品を製造することができるため、光導波路グレーティング型光部品の製造コストを大幅に低減することができる。
【００３２】
請求項２または４記載の発明によれば、前記位相マスクの非脆性材料の樹脂の線膨張係数は、光導波路の材料であるガラスの線膨張係数に比べて大幅に高いため、上述した請求項１記載の効果をより顕著にすることができる。また、位相マスクの非脆性材料の樹脂は、従来の位相マスクの材料であるガラスに比べて加工性に優れているため、位相マスク自体のコストもガラス製の位相マスクに比べて低減することができ、光導波路グレーティング型光部品の製造コストをさらに低減することができる。
【００３３】
請求項５記載の発明によれば、製造者等は、測定表示手段により表示された位相マスクの温度を表すデータ値を見ることにより、位相マスクの実際の温度を確認することができるため、位相マスクの温度を、所望の格子周期に対応する温度に高精度で設定することが可能になり、位相マスクの格子周期およびグレーティングの周期をそれぞれ正確に設定することが可能になる。
【００３４】
請求項６記載の発明によれば、測定手段により測定された位相マスクの温度を表すデータ値を用いて加熱冷却部の加熱または冷却量を帰還制御して上記データ値を目標値に一致させることにより、位相マスクの温度を常に目標値に略一致させることができる。
【００３５】
したがって、位相マスクの温度を、その目標値に対応する値に長期間安定して保持することが可能になり、光導波路に形成されるグレーティングの周期の精度を確保することができる。
【００３６】
また、位相マスクの温度を、その目標値に対応する値に長期間安定して保持することが可能となるため、グレーティング形成対象となる光導波路を交換しても位相マスクの温度には影響がない。したがって、量産性に優れた光導波路グレーティング製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について図面を参照して説明する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置１における位相マスク２を模式的に示す一側面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線Ａで囲んだ部分を拡大して示す図である。
【００３９】
位相マスク２は、光の位相を変化させることで光を回折させることができる光部品である。グレーティング形成に用いられる位相マスク２は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、例えば略板形状を有している。
【００４０】
位相マスク２の長手側一側面２ａには、所定周期Λｍ毎に繰り返し所定の長さｄの微細凹部（凹溝）３が形成され、この結果、互いに隣接する凹部３間に所定の周期Λｍ、長さｄの微細凸部４が形成されている。すなわち、位相マスク２の長手側一側面２ａは、複数の微細凸部４が所定間隔（周期；格子周期またはマスク周期）を空けて配列された回折格子を有する位相面（回折格子面）として構成されている。以下、位相マスク２の長手側一側面２ａを位相面２ａと呼ぶ。
【００４１】
位相マスク２の位相面２ａに対向する長手側他側面２ｂは、位相マスク１２の構成材料に対して透過性および干渉性の高いグレーティング形成用光である例えばレーザ光の入射面を構成している。
【００４２】
すなわち、入射面２ｂに対してレーザ光が露光（入射）されると、このレーザ光は、位相マスク２を透過して位相面２ａの複数の凸部４によりそれぞれ回折され、この結果、複数の回折光の干渉により光強度が周期的に変化した干渉縞が生じる。
【００４３】
この干渉縞（干渉パターン）が生じている部分に、光強度により屈折率が変化する特性を有するグレーティング形成対象としての光導波路を配置することにより、その光導波路に対して上記干渉パターンに対応した屈折率の周期的変化を持つグレーティングを形成することが可能となる。
【００４４】
本実施形態においては、図２に模式的に示すように、位相マスク２の位相面２ａにおいて回折された複数の回折光の内、＋１次光の回折光（＋１次回折光Ｄａ）と−１次光の回折光（−１次回折光Ｄｂ）との間の干渉領域Ｒを貫通するように光導波路５が配置されている。そして本実施形態においては、±１次回折光Ｄａ、Ｄｂの強度が強くなるように位相マスク２の特性が調整されている。
【００４５】
ここで、±１次回折光Ｄａ、Ｄｂにより光強度変調の周期、言い換えれば、光導波路５に形成されるグレーティングの周期Λｇは、位相マスク２のマスク周期（格子周期）Λｍの半分（１／２）となるため、グレーティング周期Λｇ＝Λｍ／２として表される。すなわち、光導波路５に形成されるグレーティング周期Λｇを調整／変化させるには、位相マスク２の周期Λｍを変化させればよい。
【００４６】
そこで、本実施形態に係わる光導波路グレーティング製造装置１は、図３に示すように、グレーティング形成用光として、紫外光領域で発光する紫外光レーザ光源８と、この紫外光レーザ光源８から出力された紫外光ＵＶを反射するミラー９と、位相マスク２をミラー９により反射された紫外光ＵＶの光路上に支持し、この位相マスク２の温度を調整するための温度調整機構１０とを備えている。
【００４７】
紫外光領域で発光するレーザ光源８としては、波長１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の波長範囲を有するレーザ光を出力する光源が利用可能であり、例えば、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザ、ＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザ、アルゴンイオンレーザ（使用光：第二高調波）、銅蒸気レーザ（使用光：第二高調波）、ＹＡＧレーザ（使用光：４倍波）等が利用可能である。
【００４８】
温度調整機構１０により、図４（ａ）に示す位相マスク２の温度がＴからＴ１に上昇すると、位相マスク２は、図４（ｂ）に示すように、回折格子の格子ベクトルの方向（格子周期方向）に平行な長手方向の長さＬがＬａに伸張し、結果として位相マスク２の周期Λｍを伸張させて対応するグレーティング周期Λｇを伸張させることができる。
【００４９】
同様に、温度調整機構１０により、図４（ａ）に示す位相マスク２の温度がＴからＴ２に下降すると、位相マスク２は、図４（ｃ）に示すように、長手方向の長さＬがＬｂに縮小し、結果として位相マスク２の周期Λｍを縮小させて対応するグレーティング周期Λｇを縮小させることができる。
【００５０】
このとき、本実施形態における光導波路グレーティング製造装置１においては、温度調整機構１０により位相マスク２の温度を調整する構成であることを考慮して、位相マスク２の材料を、グレーティング形成用光を透過し、光導波路５の材料である石英ガラスよりも線形膨張係数が高く、かつ非脆性の材料である、例えば樹脂（可塑性材料を含む）としている。
【００５１】
すなわち、本実施形態に係わる位相マスク２は、石英ガラスよりも線膨張係数（ガラス：約５．０×１０−７［ｌ／℃］）が大きい樹脂により製造されているため、従来の石英ガラス製の位相マスクの場合と比べて、より小さな温度変化により位相マスク２の変形量（伸張量／縮小量）を大きくすることが可能になる。したがって、従来の石英ガラス製位相マスクと比べて、位相マスク２に対し小さな温度変化を生じさせた場合でも、位相マスク２の周期Λｍ、言い換えればグレーティング周期Λｇを大きく変化させることができる。
【００５２】
例えば、ガラス製の位相マスクの場合、その温度変化量を１００℃と仮定すると、得られる位相マスク変形量は、５．０×１０−７［ｌ／℃］×１００＝５．０×１０−５となり、その結果得られる波長変動可能量（範囲）は、例えば現在の光通信に用いられる光の主要波長である１５５０ｎｍ帯を考えた場合、位相マスク変形量に基づいて、１５５０ｎｍ×５×１０−５＝０．０７７５ｎｍとして得られる。
【００５３】
これに対して、本実施形態に係わる樹脂製マスク２の場合、樹脂の線膨張係数が約５．０×１０−５［ｌ／℃］であるため、位相マスク変形による波長変動可能量（範囲）は、１５５０ｎｍ×５．０×１０−５×１００＝７．７５ｎｍとして得られる。
【００５４】
したがって、本実施形態では、ガラス製の位相マスクを用いた場合と比べて、約１００倍の波長可変範囲をカバーするグレーティング型光部品を１枚の樹脂製位相マスク２により製造することができ、グレーティング型光部品の製造コストを大幅に低減することができる。
【００５５】
特に、樹脂製位相マスク２自体が、石英ガラス製位相マスクよりも安価に製造することができるため、グレーティング型光部品の製造コストをさらに低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態における位相マスク２に与える温度変化は、温度上昇による位相マスクの変形量と温度との関係が可逆的な範囲内であることが望ましく、このように設定すれば、位相マスク２の温度を基準温度から繰り返し変化させても、温度が基準温度に戻る度に位相マスク２自体は元の形に復元するため、位相マスク２を繰り返し使用することができる。
【００５７】
本実施形態における温度調整機構１０は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、所定の水平面（設置面）に設置された板状の台座１５と、例えばこの台座１５の長手方向に沿って互いに対向し且つ離間して配置された一対のマスク固定支持部２０および２１と、台座長手方向に沿って互いに対向し且つ離間して配置されており、マスク固定支持部２０および２１がそれぞれ固定載置された一対の載置部２２および２３とを備えている。
【００５８】
また、台座１５における載置部２２および２３の内、少なくとも一方（例えば、本実施形態では、載置部２３とする）側には、リニアステージ２４が設置されており、このリニアステージ２４は、載置部２３を、位相マスク２の長手方向に沿ってスライド（移動）自在に支持している。
【００５９】
一方、載置部２２は、台座１５の載置面１５ａ上に図示しない螺子等の固定部材を介して固定支持されており、この結果、マスク固定支持部２０および２１が同一の高さになるようになっている。
【００６０】
マスク固定支持部２０は、上面側から見て略コの字形に形成された支持フレーム３０を備えている。この支持フレーム３０は、基部３０ａと、この基部３０ａの両端部から間隔を空けて台座長手方向に沿って平行に伸びるアーム３０ｂおよび３０ｃとを備えており、この基部３０ａ、アーム３０ｂおよび３０ｃの間隔によりマスク支持溝３０ｄが形成されている。同様に、支持フレーム３１は、基部３１ａと、アーム３１ｂおよび３１ｃと、マスク支持溝３１ｄとを備えている。
【００６１】
マスク固定支持部２０および２１は、そのマスク支持溝３０ｄおよび３１ｄが台座長手方向に沿って略一直線上となるように、載置部２２、リニアステージ２４、および載置部２３を介して台座１５に取り付けられている。
【００６２】
マスク支持溝３０ｄおよび３１ｄの短手側の幅は、位相マスク２の厚さよりも長く、また、マスク支持溝３０ｄおよび３１ｄの内底壁を構成する基部３０ａおよび３１ａの内周面間の台座長手方向に沿った長さは、位相マスク２の長手方向の長さよりも長くなっている。
【００６３】
マスク固定支持部２０におけるアーム３０ｂおよび３０ｃの内の例えばアーム３０ｂには、その外周面からマスク支持溝３０ｄ側へ向かって複数の固定螺子３５が貫設され、同様に、マスク固定支持部３１におけるアーム３１ｂおよび３１ｃの内の例えばアーム３１ｂには、その外周面からマスク支持溝３１ｄ側へ向かって複数の固定螺子３５が貫設されている。
【００６４】
すなわち、位相マスク２は、その位相面２ａがアーム３０ｃおよび３１ｃ側を向くように長手側両端部２ｃおよび２ｄがマスク支持溝３０ｄおよび３１ｄに遊挿された状態で、複数の固定螺子３５の締め付けによりアーム３０ｂおよび３１ｂ側に押圧され、そのアーム３０ｃおよび３１ｃに当接して固定されるように構成されている。
【００６５】
さらに、支持フレーム３０および３１のアーム３０ｃおよび３１ｃにおける高さ方向に沿った中間部分であり、かつマスク固定支持部２０および２１により固定支持された位相マスク２と対向する部位には、互いの対向部位から台座長手方向に沿ってマスク支持溝３０ｄおよび３１ｄと連通するように形成された光導波路挿入溝３６および３７がそれぞれ形成されており、光導波路５を光導波路挿入溝３６および３７内に挿置可能になっている。
【００６６】
そして、本実施形態における温度調整機構１０は、台座１５の載置面１５ａ上に載置された例えば板状の温度調整部材３８を備えている。
【００６７】
この温度調整部材３８は、位相マスク２に対しその長手方向に沿って対向し、かつ位相マスク２の底部に近接する加熱・冷却部を有しており、その長手方向に沿って位相マスク２を略均等に加熱および冷却可能になっている。
【００６８】
この温度調整部材３８としては、加熱により位相マスク２の温度を調整する電熱ヒータ、発熱ヒータ等の加熱部材、冷却水、冷却ファン等を有する冷却部材、加熱・冷却機能を有するペルチェ素子、およびそれらの組み合わせ等の既存の温度調整部材を用いることができる。
【００６９】
また、温度調整部材３８は、その加熱・冷却部が位相マスク２に対して直接接触していてもよい。例えば、温度調整部材３８の加熱・冷却部は、温度調整機構１０により保持された状態における位相マスク底部に蒸着等の方法で取り付けられた金属部材であってもよく、この金属部材に対する通電制御を行って位相マスク２の温度調整を行うことができる。さらに、図５に示すように、温度調整部材３８および位相マスク２間に介在する空気や電磁波等の伝熱媒体を介して間接的に位相マスク２の温度を調整する構成でもよい。
【００７０】
そして、本実施形態における温度調整部材３８は、温度調整後の位相マスク２の温度変化を約１℃以下に制御可能である。
【００７１】
次に、本実施形態の全体動作について説明する。
【００７２】
図６に示すように、例えば光ファイバ等の光導波路５に対して所定周期のグレーティングを形成する際に、製造者は、予め定まっている紫外光レーザ光源８からミラー９を介して反射する紫外光ＵＶの光路に対して、温度調整機構１０のマスク固定支持部２０および２１に固定支持された位相マスク２の入射面２ｂが直交し、かつその入射面２ｂの中心が紫外光光路に略一致するように紫外光レーザ光源８、ミラー９、および温度調整機構１０の位置調整を行う。
【００７３】
そして、その位置調整後、製造者は、予めそのグレーティング形成部位（例えば光ファイバの場合コア部）に紫外光に対して光感受性を有するドーパント（例えばゲルマニウム（Ｇｅ））が予め添加された光導波路５（例えば、ゲルマニウムが添加されたコア部を有する光ファイバ）を用意し、この光導波路５を、予め定まっている位相マスク２の±１次回折光の干渉領域Ｒを通過し、かつ光導波路５の光軸方向と位相マスク２の長手方向とが略平行になるように光導波路挿入溝３６および３７内に挿置する。
【００７４】
ここで、製造者は、形成したいグレーティング周期Λｇを、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも大きい値（Λｇ１）に設定する際、温度調整部３８を介して直接または間接的に位相マスク２を加熱し、位相マスク２の温度を基準温度（例えば室温であり、温度調整が零）Ｔから所定温度ΔＴａ上昇させてＴ１に設定し、その温度Ｔ１を維持する。
【００７５】
この結果、位相マスク２は、上記ΔＴａの温度上昇に応じて線膨張係数に従って伸張してマスク固定支持部２１がリニアステージ２４を介してマスク固定支持部２０から離れる方向へ移動し、位相マスク２の周期がΛｍからΛｍ１に変化する。
【００７６】
この状態において、製造者は、紫外光レーザ光源８を動作させる。この結果、紫外光レーザ光源８から紫外光ＵＶが出射され、この紫外光ＵＶは、ミラー９により反射されて温度調整機構１０における位相マスク２の入射面２ｂから位相マスク２内に入射する。
【００７７】
入射された紫外光ＵＶにおける±１次光は、位相マスク２の位相面２ａにおける複数の凸部４によりそれぞれ±１次回折光ＤａおよびＤｂとしてそれぞれ回折され（図２参照）、この±１次回折光ＤａおよびＤｂにより、干渉領域Ｒに配置された光導波路５のグレーティング形成部位上に光強度が周期的に変化した干渉縞が形成される。
【００７８】
この結果、光導波路５のグレーティング形成部位に対して上記干渉パターンに対応した屈折率の周期的変化を持つグレーティングが形成される。
【００７９】
このとき、本実施形態によれば、位相マスク２の周期をΛｍからΛｍ１（Λｍ１＞Λｍ）に増大させているため、光導波路５に形成されたグレーティングの周期も、ΛｇからΛｇ１（Λｇ１＞Λｍ）に増大している。
【００８０】
すなわち、本実施形態によれば、位相マスク２の温度を基準温度から上昇させ、その上昇後の温度を略維持しながら紫外光ＵＶを光導波路５に対して露光することにより、位相マスク２を交換することなく、また製作したいグレーティング周期Λｇ１に対応する位相マスクを用意することなく、位相マスク２に対応するグレーティング周期Λｇよりも増大した周期Λｇ１を有するグレーティングが形成された光導波路５ａ（グレーティング型光部品）を製造することができる。
【００８１】
一方、形成したいグレーティング周期Λｇを、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも小さい値（Λｇ２）に設定する際製造者は、温度調整部３８を介して直接または間接的に位相マスク２を冷却し、位相マスク２の温度を基準温度Ｔから所定温度ΔＴｂ下降させてＴ２に設定し、その温度Ｔ２を維持する。
【００８２】
この結果、位相マスク２は、ΔＴｂの温度降下に応じて線膨張係数に従ってその長手方向に沿って圧縮してマスク固定支持部２１がリニアステージ２４を介してマスク固定支持部２０に接近する方向へ移動し、位相マスク２の周期がΛｍからΛｍ２に変化する。
【００８３】
この状態において、製造者は、上記位相マスク加熱時と同様に、紫外光レーザ光源８を動作させる。この結果、紫外光レーザ光源８から出射された紫外光ＵＶは、ミラー９を介して位相マスク入射面２ｂから位相マスク２内に入射し、その±１次光は、位相面２ａにおける複数の凸部４によりそれぞれ±１次回折光ＤａおよびＤｂとしてそれぞれ回折されて光導波路５のグレーティング形成部位上に光強度が周期的に変化した干渉縞が形成される。
【００８４】
この結果、光導波路５のグレーティング形成部位に対して上記干渉パターンに対応した屈折率の周期的変化を持つグレーティングが形成される。
【００８５】
このとき、本実施形態によれば、位相マスク２の周期をΛｍからΛｍ２（Λｍ＞Λｍ２）に減少させているため、光導波路５に形成されたグレーティングの周期も、ΛｇからΛｇ２（Λｇ＞Λｇ２）に減少している。
【００８６】
すなわち、本実施形態によれば、位相マスク２の温度を基準温度Ｔから降下させ、その降下後の温度Ｔ２を略維持しながら紫外光ＵＶを光導波路５に対して露光することにより、位相マスク２を交換することなく、また製作したいグレーティング周期Λｇ２に対応する位相マスクを用意することなく、位相マスク２に対応するグレーティング周期Λｇよりも減少した周期Λｇ２を有するグレーティングが形成された光導波路５ｂ（グレーティング型光部品）を製造することができる。
【００８７】
そして、本実施形態によれば、位相マスク２の材料である樹脂の線膨張係数が５．０×１０−５と石英ガラス（線膨張係数５．０×１０−７）と比べて非常に大きいため、温度調整部３８を介して位相マスク２の温度を変化させた場合、その温度変化に基づく位相マスク２の膨張／収縮は、光導波路５の膨張／収縮と比べて大きくなる。
【００８８】
具体的にいえば、樹脂の線膨張係数（５．０×１０−５）は石英ガラスの線膨張係数（５．０×１０−７）の約１００倍であり、樹脂の膨張に比較して石英ガラスの膨張はほとんど無視できる。
【００８９】
したがって、温度調整部３８からの加熱／冷却により、互いに近接配置された位相マスク２および光導波路５に対して略同様の温度変化を与えた場合でも、光導波路５に対する位相マスク２の変形量（伸張量／縮小量）を相対的に大きくすることができる。
【００９０】
したがって、従来のガラス製位相マスクを用いたガラス製光導波路に対するグレーティング形成と比べて、位相マスク２および光導波路５間の熱的絶縁や個別の温度制御等を行うことなく、位相マスク２の周期Λｍ、言い換えればグレーティング周期Λｇを大きく変化させることができる。この結果、光導波路グレーティング製造装置１の構成をシンプルに維持しながら、位相マスク２の温度変化によりマスク周期を変化させることができる。
【００９１】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置１Ａにおける温度調整機構１０Ａの概略構成を示す図である。なお、光導波路グレーティング製造装置の温度調整機構１０Ａ以外の構成については、第１実施形態の光導波路グレーティング製造装置１の構成と略同等であるため、その説明は省略する。
【００９２】
図７に示すように、本実施形態に係わる温度調整機構１０Ａは、位相マスク２に直接または位相マスク２の温度変化と相関関係を有する部位である例えば温度調整部材３８に設置されており、位相マスク２の基準温度Ｔからの温度変化を計測し、例えば電圧、電流、電界等の信号強度変化に変換してセンサ情報として出力するための温度センサ５５と、この温度センサ５５にケーブルＣを介して電気的に接続されており、温度センサ５５により検出・出力されたセンサ情報を、製造者が視認可能に表示するセンサ情報表示部５６を備えている。
【００９３】
温度センサ５５としては、熱電対やサーミスタ等の既存の温度センサが適用可能である。
【００９４】
なお、温度調整機構１０Ａのその他の構成については、第１実施形態の温度調整機構１０の構成と略同等であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９５】
本実施形態によれば、製造者は、形成したいグレーティング周期Λｇを、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも大きい値（Λｇ１）に設定する際、温度調整部３８を介して直接または間接的に位相マスク２を加熱し、位相マスク２の温度を基準温度Ｔから所定温度ΔＴａ上昇させてＴ１に設定し、その温度Ｔ１を維持する。
【００９６】
この結果、位相マスク２は、上記ΔＴａの温度上昇に応じて線膨張係数に従って伸張し、位相マスク２の周期がΛｍからΛｍ１に変化する。
【００９７】
一方、温度調整機構１０Ａからの温度調整作用に基づく位相マスク２の温度変化量は、温度センサ５５により検出されており、この温度変化量は、例えば信号強度変化に変換されてセンサ情報としてセンサ情報表示部５６に送られてセンサ情報表示部５６により表示される。
【００９８】
このとき、例えば予め温度センサ５５により計測されセンサ情報表示部５６により表示されるセンサ情報（電圧、電流、電界等の信号強度変化）、位相マスク２の温度変化、およびその温度変化に対応する位相マスク２の周期の伸張量間の関係をそれぞれ測定しておくことにより、製造者は、センサ情報表示部５６に表示されたセンサ情報変化に基づいて位相マスク２のマスク周期の伸張量を所望の値に設定することができる。
【００９９】
なお、位相マスク周期伸張後の光導波路５に対する紫外線ＵＶの露光による光導波路５へのグレーティング形成工程については、第１の実施形態と同様である。
【０１００】
一方、本実施形態によれば、製造者は、形成したいグレーティング周期Λｇを、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも小さい値（Λｇ１）に設定する際、温度調整部３８を介して直接または間接的に位相マスク２を冷却し、位相マスク２の温度を基準温度Ｔから所定温度ΔＴｂ降下させてＴ２に設定し、その温度Ｔ２を維持する。
【０１０１】
この結果、位相マスク２は、上記ΔＴｂの温度降下に応じて線膨張係数に従って圧縮し、位相マスク２の周期がΛｍからΛｍ２に変化する。
【０１０２】
一方、温度調整機構１０Ａからの温度調整作用に基づく位相マスク２の温度変化量は、温度センサ５５により検出されており、この温度変化量は、信号強度変化に変換されてセンサ情報としてセンサ情報表示部５６に送られてセンサ情報表示部５６により表示される。
【０１０３】
このとき、例えば予め温度センサ５５により計測されセンサ情報表示部５６により表示されるセンサ情報（電圧、電流、電界等の信号強度変化）、位相マスク２の温度変化、およびその温度変化に対応する位相マスク２の周期の圧縮量間の関係をそれぞれ測定しておくことにより、製造者は、センサ情報表示部５６に表示されたセンサ情報変化に基づいて位相マスク２のマスク周期の圧縮量を所望の値に設定することができる。
【０１０４】
なお、位相マスク圧縮後の光導波路５に対する紫外線ＵＶの露光による光導波路５へのグレーティング形成工程については、第１の実施形態と同様である。
【０１０５】
以上述べたように、本実施形態によれば、製造者は、センサ情報表示部５６に表示されたセンサ情報を見ながら、温度調整部材３８からの位相マスク２に対する加熱量／冷却量を調整することにより、位相マスク２に対して所望の伸張／圧縮を生じさせることができ、光導波路５に形成されたグレーティングの周期の精度をさらに向上させることができる。
【０１０６】
（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置１Ｂにおける温度調整機構１０Ｂの概略構成を示す図である。なお、光導波路グレーティング製造装置の温度調整機構１０Ｂ以外の構成については、第１実施形態の光導波路グレーティング製造装置１の構成と略同等であるため、その説明は省略する。
【０１０７】
本実施形態における温度調整機構１０Ｂは、センサ情報表示部の代わりに、帰還制御機構６１を備えている。
【０１０８】
この帰還制御機構６１は、図８に示すように、温度センサ５５にケーブルＣ１を介して電気的に接続されており、温度センサ５５により検出・出力されたセンサ情報を電気的に解析処理するセンサ情報解析処理部６２と、目標とする位相マスク２の周期変化量等を入力する入力部６３とを備えている。
【０１０９】
また、帰還制御機構６１は、センサ情報解析処理部６２および入力部６３それぞれに電気的に接続されており、センサ情報解析処理部６２により解析処理されたセンサ情報と入力部６３から入力されたマスク周期変化量とを用いて後掲図９に示す処理を行う制御部６４を備えている。
【０１１０】
制御部６４は、位相マスク２の温度に対応する位相マスク２の周期の伸張量および縮小量との関係を表す関係データＤ１を保持している。なお、制御部６４としては、プログラムに従って動作するコンピュータ回路（プログラムドロジック回路）やハードワイヤードロジック回路が適用可能である。
【０１１１】
さらに、帰還制御機構６１は、温度調整部材３８に対してケーブルＣ２により電気的に接続されており、制御部６４から送られた温度制御指令に応じてケーブルＣ２を介して位相マスク２の温度を所定の温度に設定するための温度変調信号を計算して出力する温度変調信号出力部６５を備えている。
【０１１２】
次に、本実施形態の全体動作について説明する。
【０１１３】
本実施形態によれば、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも大きい周期Λｇ１のグレーティングを形成する場合、製造者は、その周期Λｇ１を得るために必要な位相マスク２の周期Λｍの伸張量を入力部６３を介して制御部６４に入力する。
【０１１４】
制御部６４は、図９に示すように、入力された位相マスク２の伸張量に基づいて関係データＤ１を参照し、入力された伸張量分位相マスク２を伸張させるために必要な位相マスク２の温度値を目標値として設定し（図９；ステップＳ１）、制御ループ回数の初期値ｎを０に設定し（ステップＳ２）、温度センサ５５により検出されセンサ情報解析処理部６２により解析処理されたセンサ情報に基づいて現在の位相マスクの温度値を測定する（ステップＳ３）。
【０１１５】
次いで、制御部６４は、ステップＳ１により設定された目標値とステップＳ３の処理により測定された測定値（現在の位相マスク２の温度）とが一致するか否か判断し（ステップＳ４）、この判断の結果ＮＯ（不一致）の場合、制御部６４は、制御ループ回数の初期値ｎを０に設定し（ステップＳ５）、位相マスク２の温度値を目標値に設定するための温度制御指令を温度変調信号出力部６５に出力する。
【０１１６】
温度変調信号出力部６５は、送信されてきた温度制御指令に基づいて、位相マスク２の温度値を目標値に設定するために必要な加熱量を計算し、計算した加熱量を含む温度変調信号を温度調整部材３８に対して送信する。この結果、温度調整部材３８からの温度変調信号に対応する位相マスク２への加熱により、位相マスク２の温度が基準温度Ｔから上昇して目標値に接近する（ステップＳ７）。この位相マスク２の温度上昇により位相マスク２はマスク固定支持部２１の移動とともに伸張する。
【０１１７】
一方、位相マスク２の温度変化は、温度センサ５５により検出されてセンサ情報としてセンサ情報解析処理部６２を介して制御部６４に送信される。
【０１１８】
制御部６４は、温度制御指令送信後、ステップＳ３の処理に戻り、センサ情報解析処理部６２を介して送信されてきたセンサ情報に対応する位相マスク２の現在の温度を測定し、ステップＳ１により設定された目標値とステップＳ３の処理により測定された測定値とが一致するか否か判断する（ステップＳ４）。
【０１１９】
今、ステップＳ３の処理により測定された測定値は、設定された目標値に基づいてステップＳ６〜Ｓ７の処理により設定された目標値に対応する測定値であると、ステップＳ４の処理はＹＥＳとなり、制御部６４は、制御ループ回数ｎをｎ＋１に設定、言い換えれば１インクリメントし（ステップＳ８）、インクリメントされたｎが予め設定された安定指標回数Ｎ（例えば、Ｎ＝３〜１０程度）を越えているか否か判断する（ステップＳ９）。
【０１２０】
この判断の結果ＮＯ（安定指標回数Ｎを越えていない）と判断された場合には、制御部６４は、再度ステップＳ３の処理に戻り、ステップＳ３およびステップＳ４の処理を行う。
【０１２１】
このとき、位相マスク２の温度の測定値が目標値に安定して略一致していれば、ステップＳ３の処理、ステップＳ４のＹＥＳの判断処理、およびステップＳ８〜ステップＳ９の処理が繰り返し実行され、この繰り返し処理の回数が安定指標回数Ｎを越えたとき（ｎ＞Ｎ）、ステップＳ９の処理はＹＥＳとなって、位相マスク伸張処理が終了する。
【０１２２】
この結果、位相マスク２を、所望のグレーティング周期に対応する伸張量分だけ伸張させることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態における光導波路５に対する紫外線ＵＶの露光による光導波路５へのグレーティング形成工程は、ステップＳ３〜Ｓ４、およびステップＳ８〜Ｓ９の処理が繰り返し実行されている期間中、すなわち、位相マスク２の温度が目標値に安定して一致している期間中において第１の実施形態と同様に実行される。
【０１２４】
同様に、予め設定されている位相マスク２の周期Λｍにより定まる値（Λｇ）よりも小さい周期Λｇ２のグレーティングを形成する場合については、製造者は、その周期Λｇ２を得るために必要な位相マスク２の周期Λｍの縮小量を入力部６３を介して制御部６４に入力する。
【０１２５】
制御部６４は、上述した加熱制御処理の場合と同様のステップＳ１〜Ｓ９の処理を、温度センサ５５のセンサ情報に基づいて実行する。
【０１２６】
なお、ステップＳ６の処理は、位相マスク２の温度を目標値まで降下させるために必要な冷却量を含む温度変調信号の計算処理であり、ステップＳ７の処理は、温度調整部材３８からの温度変調信号に対応する位相マスク２への冷却により、位相マスク２の温度を基準温度Ｔから降下させて目標値に接近させる処理である。
【０１２７】
この結果、位相マスク２の周期を、所望のグレーティング周期に対応する縮小量分だけ縮小させることができる。
【０１２８】
なお、本実施形態における光導波路５に対する紫外線ＵＶの露光による光導波路５へのグレーティング形成工程は、ステップＳ３〜Ｓ４、およびステップＳ８〜Ｓ９の処理が繰り返し実行されている期間中、すなわち、位相マスク２の温度が目標値に安定して一致している期間中において第１の実施形態と同様に実行される。
【０１２９】
以上述べたように、本実施形態によれば、位相マスク２の現在の温度を検出してフィードバック（帰還）し、この帰還された温度と、形成したいグレーティング周期に対応する位相マスク２の伸張量／縮小量を得るための目標値（温度値）とが一致するように温度調整部材３８からの加熱量／冷却量を帰還制御している。
【０１３０】
このため、位相マスク２の温度値を目標値に長期間安定して保持することが可能になる。この結果、光導波路５に形成されるグレーティングの周期の精度をさらに向上させることができ、製造されるグレーティング型光部品のグレーティングに基づく光学特性の安定度を向上させることができる。
【０１３１】
また、位相マスク２の温度値を目標値に長期間安定して保持することが可能となるため、グレーティング形成対象となる光導波路５を交換しても位相マスク２の伸張量／圧縮量には影響がない。したがって、量産性に優れた光導波路グレーティング製造装置を提供することができる。
【０１３２】
なお、入力部６３から制御部６４に入力される情報は、形成したいグレーティングの周期、そのグレーティング周期に対応する反射中心波長、そのグレーティング周期や反射中心波長に基づいて予め計算された位相マスクの温度値であってよい。
【０１３３】
ここで、第１〜第３実施形態に係わる光導波路グレーティング製造装置１〜１Ｂの効果を確認するため、例えば第２実施形態（図８）に係わる温度調整機構１０Ｂを有する光導波路グレーティング製造装置１Ｂを用いて光導波路グレーティング型光部品を実際に製造した（実施例１）。
【０１３４】
この実施例１において、光導波路グレーティング型光部品を製造する際に使用した位相マスク２は、ヤング率：約１２００ＭＰａ、線膨張係数８．０×１０−５を有するアモルファスフッ素樹脂により製造された、周期Λｍ：１０７０ｎｍ、およびマスク厚（入射紫外光ＵＶの光路に沿った厚さ）が３５μｍ、７０μｍ、１４０μｍの３種類の位相マスク２ａ１、２ａ２、２ａ３である。
【０１３５】
また、グレーティング形成対象となる光導波路５としては、（株）フジクラ製のシングルモード光ファイバ“FutureGuide-SM”を使用した。
【０１３６】
すなわち、図６および図８に示す温度調整機構１０Ｂを有する光導波路グレーティング製造装置１Ｂに対して３種類の位相マスク２ａ１〜２ａ３を交互に固定する。そして、固定した位相マスク２ａ１〜２ａ３毎に、その位相マスク２ａ１〜２ａ３に対する印加温度を変えて紫外光ＵＶを露光してシングルモード光ファイバにグレーティングをそれぞれ形成して光導波路グレーティング型光部品を製造した。なお、位相マスクにおけるマスク固定支持部２０および２１に固定される両端部２ｃおよび２ｄ間の間隔を２４ｍｍとした。
【０１３７】
そして、製造された光導波路グレーティング型光部品それぞれの基準中心波長｛位相マスク周期Λｍ：１０７０ｎｍに対応するグレーティング周期Λｇにより反射される中心波長（シフト量零）｝からのシフト量（伸張量）をそれぞれ測定し、測定した中心波長シフト量と温度センサ５５を介して測定された位相マスク２ａ１〜２ａ３の温度との関係を求めた。
【０１３８】
図１０は、求められた中心波長シフト量と位相マスク温度との関係を示すグラフである。
【０１３９】
図１０に示すように、マスク厚の差異にかかわらず、全ての位相マスク２ａ１〜２ａ３において温度変化に応じて中心波長の基準中心波長からのシフト量が略同一の傾きで線形に変化することが確認できた。なお、マスク厚の差異にかかわらず位相マスクそれぞれの線形変化の傾きが略同一なのは、位相マスクの材料である樹脂の熱による膨張および収縮は樹脂の形状に依存しないためと考えられる。
【０１４０】
したがって、使用する位相マスクのマスク厚を緻密に調整加工する必要がなくなり、調整加工コストを不要にした安価な位相マスクを用いることができる。
【０１４１】
ところで、第１〜第３の実施形態、および実施例１において、温度により変化する位相マスク２の周期Λｍの変化量を確認するには、実際に形成されたグレーティングの周期Λｇ（または、反射する中心波長の値）により確認することもできるが、実際のグレーティング形成中においても、位相マスク周期Λｍの変化を確認することができる。
【０１４２】
例えば、位相マスク２に入射して位相面２ａにおける隣接する凸部４で回折して角度θ方向に進んだ回折光は、図１１に示すように、Λｍｓｉｎθの光路差を有しており、この光路差Λｍｓｉｎθが位相マスクへの入射光波長λ（大気中の場合）のｎ倍、すなわち、
Λｍｓｉｎθ＝ｎλ        ・・・（１）
が成立する角度に回折光が出射される。なお、ｎは、回折光の次数である。
【０１４３】
したがって、上述した第１〜第３の実施形態、および実施例１においては、±１次の回折光（ｎ＝１）を利用して光導波路５上に干渉縞を形成しているため、上記（１）式から、
Λｍ＝λ／ｓｉｎθ ・・・（２）
として位相マスク２の周期Λｍを表すことができる。
【０１４４】
すなわち、式（２）から分かるように、位相マスク２を通過して回折した１次回折光の回折角θを測定すれば、この回折角θから位相マスク２の周期Λｍをモニタできることが分かる。
【０１４５】
したがって、例えば、図１２に示すように、例えば第１実施形態における光導波路グレーティング製造装置１において光導波路５に対してグレーティングを形成中に、例えばヘリウムネオンレーザ光源等の可視光レーザ光源７０から例えば６３３ｎｍ等の可視光領域の波長、すなわち、光導波路５に添加された紫外光感受性材料に対する光感受性の無い波長を有する可視光ＶＬを出力し、この可視光ＶＬをミラー７１を介して紫外光ＵＶと平行に位相マスク２に入射させる。
【０１４６】
この結果、位相マスクにより回折した可視光の回折角度θを測定することにより、位相マスク２の周期変化をモニタすることができる。
【０１４７】
なお、上述した第１〜第３の実施形態、および実施例１においては、光導波路５を温度調整機構１０、１０Ａ〜１０Ｂに一体に支持したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、別部材により支持してもよい。
【０１４８】
また、上述した第１〜第３の実施形態、および実施例１においては、位相マスクの材料を樹脂としたが、グレーティング形成用光を透過し、光導波路５の材料であるガラスよりも線膨張係数が高く、かつ非脆性を有する材料であれば、樹脂以外の材料も用いることが可能である。
【０１４９】
この点、位相マスクの材料のヤング率は、使用する温度において０．１ＧＰａ以上であることが好ましい。これは、位相マスクの材料をヤング率０．１ＧＰａ以下の材料とすると、得られた位相マスクの剛性が不十分で位相マスクへの加工が困難となる恐れがあるためである。
【０１５０】
特に、位相マスクの材料のグレーティング形成用光の対応する波長での透過率が９０％以上、言い換えればグレーティング形成用光の対応する波長での吸収率が１０％以下であることが望ましい。これは、位相マスクによるグレーティング形成用光の吸収が１０％を越えた場合、吸収光により位相マスクに発熱が生じて位相マスクが膨張し、グレーティング周期が乱れる恐れがあるためである。
【０１５１】
さらに、位相マスクの材料として樹脂を用いた場合、この樹脂のガラス転移温度が使用温度範囲外であることが望ましい。これは、通常、樹脂の温度特性は、ガラス転移温度を境に非連続的に変化するため、樹脂製位相マスク２の温度制御が困難になる恐れがあるためである。例えば、実際の使用温度を考慮すると、位相マスク材料として、ガラス転移温度が８０℃以上である樹脂を用いることが好ましい。
【０１５２】
そして、中心波長が１５５０ｎｍ帯の光を反射させるグレーティング型光部品を製造した場合、１００℃の温度変化に応じて５ｎｍ以上のマスク変形を発生させることが望ましいため、約３．０×１０−５以上の線膨張係数を有する材料を位相マスク材料として用いることが好ましい。
【０１５３】
上述した全ての特性を満足する位相マスク材料としては、実施例１で用いたアモルファスフッ素樹脂が好適である。
【０１５４】
本発明は、上述した実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではなく、本発明に属する範囲内において、上記実施の形態、実施例および変形例を様々に変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置における位相マスクを模式的に示す一側面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線Ａで囲んだ部分を拡大して示す図である。
【図２】図１に示す位相マスクを介して回折された±１次回折光を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、図３に示す位相マスクを拡大して示す図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に示された位相マスクの温度を上昇させた際の位相マスクの伸張状態を示す図であり、（ｃ）は、図４（ａ）に示された位相マスクの温度を降下させた際の位相マスクの収縮状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、図３に示す温度調整機構の概略構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す温度調整機構を位相マスクの位相面側から見た場合の概略構成を示す正面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）および（ｂ）に示す温度調整機構の一側面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置の全体動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置における温度調整機構の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わる光導波路グレーティング製造装置における温度調整機構の概略構成を示す図である。
【図９】図８に示す帰還制御機構の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の実施例１として実際に製造された光導波路グレーティング型光部品における中心波長シフト量と位相マスク温度との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の各実施の形態および各実施例における位相マスク周期と回折角との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の各実施の形態および各実施例において、光導波路に対するグレーティング形成中において位相マスク周期をモニタするための構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１、１Ａ〜１Ｂ  光導波路グレーティング製造装置
２  位相マスク
２ａ  位相面
３  凹部
４  凸部
５  光導波路
８  紫外光レーザ光源
９、７１  ミラー
１０、１０Ａ〜１０Ｂ  温度調整機構
１５  台座
１５ａ  載置面
２０，２１  支持部
２２、２３  載置部
２４  リニアステージ
３０  支持フレーム
３０ａ、３１ａ  基部
３０ｂ、３０ｃ、３１ｂ、３１ｃ  アーム
３０ｄ、３１ｄ  マスク支持溝
３６、３７  光導波路挿入溝
３８  温度調整部材
５５  温度センサ
６１  帰還制御機構
６２  センサ情報解析処理部
６３  入力部
６４  制御部
７０  可視光レーザ光源
【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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