(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮同調式光ファイバ装置であって、
互いに垂直な軸方向および横方向の外形寸法を有し、横方向の外形寸法が少なくとも０．３ｍｍである同調可能型光学素子を備えており、
前記同調可能型光学素子は、入射光を受け入れるとともにこれを伝搬し、かつ前記軸方向に沿って設けられた少なくとも１つの反射素子を有しており、この反射素子は、前記入射光の反射波長を反射し、
前記同調可能型光学素子の少なくとも一部は、連続しているとともに実質的に１種類の材料から構成された横方向断面を有し、
前記反射素子には、前記横方向において前記同調可能型光学素子に座屈を生じさせることなく、前記反射波長を変更するように軸方向に圧縮ひずみが与えられ、これにより、圧縮同調式光ファイバ装置が同調することを特徴とする圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２】
前記同調可能型光学素子は、内部に前記反射素子が埋め込まれている光ファイバと、前記光ファイバおよび前記反射素子をその長手方向軸に沿って収容している管と、を備えており、前記管が前記ファイバの少なくとも一部に融接されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項３】
前記管が、前記光ファイバにおいて前記反射素子が存在する領域に融接されていることを特徴とする請求項２記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項４】
前記管が、前記反射素子の軸方向の両側で、前記光ファイバに融接されていることを特徴とする請求項２記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項５】
前記装置が、さらに、複数の前記光ファイバが前記管の内部に収容されたものを備えていることを特徴とする請求項２記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項６】
前記同調可能型光学素子が、外側のクラッディングおよび内側のコアを内部に備えた、光導波路を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項７】
前記内側のコアは、単一モードのコアであることを特徴とする請求項６記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項８】
前記装置が、さらに、複数の前記コアが前記導波路の内部に配置されたものを備えていることを特徴とする請求項６記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項９】
前記同調可能型光学素子が、
長手方向軸に沿って光ファイバの少なくとも一部に融接された管と、
外側のクラッディングおよび内側のコアを内部に備えた、光導波路と、を備えており、
前記管と前記導波路とが互いに軸方向に融接され、かつ光学的に結合されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１０】
前記反射素子が前記ファイバの内部に収容されており、かつ前記管の長手方向軸に沿って前記管に収容されていることを特徴とする請求項９記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１１】
前記反射素子が、前記光導波路の内部に配置されていることを特徴とする請求項９記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１２】
前記材料が、ガラス材料であることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１３】
前記同調可能型光学素子が、複数の反射素子を内部に備えていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１４】
前記同調可能型光学素子が、少なくとも一対の反射素子を内部に備えており、前記同調可能型光学素子の少なくとも前記の一対の反射素子の間の部分に希土類ドーパントがドープされていることによって、レーザが構成されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１５】
前記レーザが、前記同調可能型光学素子に加わる荷重の変化とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項１４記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１６】
前記同調可能型光学素子において、少なくとも前記反射素子が存在している領域に希土類ドーパントがドープされており、前記反射素子によってＤＦＢレーザが構成されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１７】
前記ＤＦＢレーザが、前記同調可能型光学素子に加わる荷重の変化とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項１６記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１８】
前記材料がシリカであることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項１９】
前記同調可能型光学素子の少なくとも一部が円筒状であることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２０】
前記同調可能型光学素子が、少なくとも１つのテーパ状軸方向部分を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２１】
前記反射素子が固有波長を有しており、前記同調可能型光学素子が、前記同調可能型光学素子に加えられる荷重の変化に対する、前記固有波長のシフトの感度が所定のものとなるような形状を有することを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２２】
前記同調可能型光学素子の形状が、ドッグボーン形状であることを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２３】
前記同調可能型光学素子を軸方向に圧縮する圧縮装置をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２４】
前記圧縮装置は、アクチュエータを含むことを特徴とする請求項２３記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２５】
前記圧縮装置は、前記同調可能型光学素子の少なくとも１つの軸方向端部に機械的に連結されたアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２３記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２６】
前記アクチュエータは、ステッパ電動機、ピエゾ電気式アクチュエータ、ソレノイド、もしくは空気圧式アクチュエータであることを特徴とする請求項２３記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２７】
前記圧縮装置は、該圧縮装置および前記同調可能型光学素子の少なくとも一部を囲むハウジングを含むことを特徴とする請求項２３記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２８】
前記圧縮装置は、前記同調可能型光学素子の少なくとも一部を囲む、流体で満たされた加圧ハウジングを含むことを特徴とする請求項２３記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項２９】
前記同調可能型光学素子の前記軸方向の外形は、該同調可能型光学素子の前記横方向の外形よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項３０】
光ファイバ装置の波長を同調する方法であって、
ａ）互いに垂直な軸方向および横方向の外形寸法を有し、横方向の外形寸法が少なくとも０．３ｍｍであるとともに、少なくとも１つの反射素子がその長手方向軸に沿って配置されており、少なくとも一部における断面が、連続しているとともに、実質的に１種類の材料から構成されている同調可能型光学素子を提供し、
ｂ）前記同調可能型光学素子を軸方向に圧縮して、前記横方向において前記同調可能型光学素子に座屈を生じさせることなく、前記反射素子の反射波長を変化させ、これにより、圧縮同調式光ファイバ装置の波長が同調することを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記同調可能型光学素子が、光ファイバおよび前記反射素子をその長手方向軸に沿って収容しているとともに前記ファイバの少なくとも一部に融接されている管を備えていることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記管の内部に、複数の前記光ファイバが収容されていることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記同調可能型光学素子が、外側のクラッディングおよび内側のコアを内部に備えた、光導波路を備えていることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
前記導波路が、前記コアを複数備えていることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記内側のコアは、単一モードのコアであることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
前記同調可能型光学素子が、複数の反射素子を内部に備えていることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３７】
前記同調可能型光学素子が、少なくとも一対の反射素子を内部に備えており、前記同調可能型光学素子の少なくとも前記の一対の素子の間の部分に希土類ドーパントがドープされていることによって、レーザが構成されていることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３８】
前記レーザが、前記同調可能型光学素子に加わる荷重の変化とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記同調可能型光学素子において、少なくとも前記反射素子が存在している領域に希土類ドーパントがドープされており、前記反射素子によってＤＦＢレーザが構成されていることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４０】
前記ＤＦＢレーザが、前記同調可能型光学素子の圧縮とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項３９記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
【請求項４１】
前記反射素子が固有波長を有しており、前記同調可能型光学素子は、前記同調可能型光学素子に加えられる荷重の変化に対する、前記固有波長のシフトの感度が所定のものとなるような形状を有することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４２】
前記同調可能型光学素子の形状が、ドッグボーン形状であることを特徴とする請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記の圧縮するステップでは、アクチュエータによって前記同調可能型光学素子を圧縮することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４４】
前記アクチュエータが、ステッパ電動機、ピエゾ電気式アクチュエータ、ソレノイド、もしくは空気圧式アクチュエータであることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記の圧縮するステップでは、流体圧力によって前記同調可能型光学素子を圧縮することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４６】
前記材料が、ガラス材料であることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４７】
前記同調可能型光学素子の前記軸方向の外形は、該同調可能型光学素子の前記横方向の外形よりも大きいことを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項４８】
前記材料がシリカであることを特徴とする請求項３０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願とのクロスリファレンス】
本願は、１９９８年１２月４日に出願された米国特許出願第０９／２０５，９４３号を一部継続する、１９９９年９月２０日に出願された米国特許出願第０９／４００,３６２号の内容を一部継続するものである。さらに、「ブラッグ回折格子圧力センサ」という名称の同時係属中の米国特許出願第（シドラ明細書第ＣＣ−００３６Ｂ）号、「管に収容されたファイバ回折格子」という名称の米国特許出願第（シドラ明細書第ＣＣ−０７８Ｂ）号、「大きな直径を有する光導波路、回折格子、レーザ」という名称の米国特許出願第（シドラ明細書第ＣＣ−０２３０）号は、全て、本願と同時に出願され、本願に開示された内容を含むものである。
【０００２】
【技術分野】
本発明は、ファイバ回折格子に関し、特に、圧縮同調式のブラック回折格子およびレーザに関する。
【０００３】
【背景技術】
光ファイバの技術分野では、ファイバ内部にブラッグ回折格子が埋め込まれたものを圧縮した状態で利用することによって、同調可能なフィルタもしくは同調可能なレーザとして機能させることができることが周知である。このことについては、「圧縮同調式ファイバ回折格子」という名称の米国特許第５,４６９,５２０号、「圧縮同調式ファイバレーザ」という名称の米国特許第５，６９１，９９９号にそれぞれ開示されており、これらを参照することができる。
【０００４】
圧縮を加えた状態でファイバの座屈が発生することを防止するために、上述した米国特許第５，４６９，５２０号および米国特許第５，６９１，９９９号に開示されている技術では、滑動フェルールをファイバおよび回折格子の周りに利用し、フェルールおよびファイバを案内し、整列させ、かつ受容するための機械的構造の内部にフェルールを配置するようになっている。しかし、座屈を発生させることなく、滑動フェルールを用いることなく、さらにこのような機械的構造を要することなく、ファイバ回折格子を圧縮させることが可能な構成を得ることが望ましい。
【０００５】
さらに、モーレイ等に付与された「組込み型のブラッグフィルタ温度補償型光導波路装置」という名称の米国特許第５，０４２，８９８号に開示されているように、光ファイバ回折格子をガラス製管の内部に収容することにより、圧縮が加えられた状態で座屈が生じることを防止し、これによって、波長が安定した温度補償型ファイバブラッグ回折格子を提供することが知られている。しかし、このような技術では、長時間が経過したり、高温の環境に置かれたり、広範囲の圧縮が加えられたりした場合に、ファイバと管との間にクリープが発生する。
【０００６】
【発明の開示】
本発明の目的は、クリープを発生させることなく、かつ滑動フェルールやこのようなフェルールのための機械的支持構造を要することなく、回折格子を圧縮同調することが可能なファイバ回折格子構成を提供することである。本発明によると、圧縮同調式光ファイバ装置が、長手方向軸に沿って少なくとも１つの反射素子を内部に備えた同調可能型光学的素子を備えており、前記素子の少なくとも一部の断面が、連続的であり、かつ実質的に同じ材料から構成されている。
【０００７】
さらに本発明によると、同調可能型素子が、内部に反射素子が埋め込まれた光ファイバと、長手方向軸に沿って光ファイバおよび反射素子を収容している管と、を備えており、前記管が、前記ファイバの少なくとも一部に融接されている。さらに本発明によると、前記の同調可能型素子が、外側のクラッディングおよび内側のコアを内部に備えた大きな直径の光導波路を備えており、導波路の外径が少なくとも０．３ｍｍとされている。
【０００８】
さらに本発明によると、前記材料は、ガラス材料である。さらに本発明によると、前記管が、光ファイバにおいて反射素子が存在する領域に融接されている。さらに本発明によると、複数の光ファイバもしくはコアが、前記の同調可能型素子の内部に配置されている。さらに本発明によると、前記の同調可能型素子が、複数の反射素子が管内部に収容されたものを備えている。さらに本発明によると、前記同調可能型素子の内部に少なくとも１対の反射素子が設けられており、前記同調可能型素子の少なくとも前記の一対の素子の間に希土類ドーパントがドープされていることにより、レーザが構成されている。さらに本発明によると、レーザのレーザ波長が、管に加わる荷重の変化とともに変化する。
【０００９】
本発明は、ブラッグ回折格子が同調可能型光学素子の内部に配置されたものを提供する。これは、光ファイバがガラス製毛管の少なくとも一部に融接されたもの（管収容型回折格子）、もしくは、光学的コアおよび大きなクラッディングを備えた、大きな直径を有する導波路回折格子を備えている。このような同調可能型素子が圧縮されることによって、前記素子の座屈を発生させることなく回折格子の反射波長が同調される。
【００１０】
前記素子は、シリカなどのガラス材料から形成することができる。前記の同調可能型素子の形状を、荷重に対する波長シフトの感度が向上するとともに所望の感度が得られるように拡大縮小することが容易な他の形状（例えば、ドッグボーン形状）とすることも可能である。本発明によって、非常に高い再現性で、クリープおよびヒステリシスを多く発生させずに、ファイバ回折格子もしくはレーザの波長を同調することが可能となる。また、１つもしくは複数の回折格子、ファイバレーザ、もしくは複数のファイバもしくは光学的コアを、同調可能型素子の内部に配置することも可能である。
【００１１】
ファイバの回折格子領域、および／または回折格子領域の両側の軸方向端部における回折格子に隣接した位置もしくは回折格子から所定距離だけ離間された位置に、管を融接することによって、回折格子もしくはレーザを管に「収容する」ことが可能である。１つもしくは複数の回折格子もしくはレーザは、管の内部に融接することが可能であり、もしくは一部だけを管内部に融接したり、管の外側表面に融接することも可能である。さらに、１つもしくは複数の導波路および／または管収容型ファイバ／回折格子を軸方向に融接し、かつ光学的に結合させることによって、同調可能型素子を構成することも可能である。
【００１２】
本発明の上述した目的および他の目的、特徴および利点は、実施例についての以下の詳細な説明によってより明確となるだろう。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
図１に示されているように、圧縮同調式ブラッグ回折格子は、周知の光導波路１０（例えば、標準的な通信用単一モード光ファイバ）にブラッグ回折格子１２が刻み込まれたもの（もしくは、埋め込まれたり、描かれたもの）から構成されている。ファイバ１０は、外径が約１２５ミクロンであり、周知のように適したドーパントを含むシリカガラス（ＳｉＯ２）からなることによって、ファイバ１０に沿って光１４を伝搬させることが可能となっている。ブラッグ回折格子１２は、周知のように、光導波路の有効屈折率および／または有効光学吸収係数の周期的もしくは非周期的なばらつきである。このような回折格子１２の例として、グレン等に付与された「光ファイバ内部に回折格子を刻み込む方法」という名称の米国特許第４，７２５，１１０号および第４，８０７，９５０号、グレンに付与された「光ファイバ内部に非周期的回折格子を形成する方法および装置」という名称の米国特許第５，３８８，１７３号に開示されたものが挙げられる。これらの特許は、この点について開示しており、本発明の理解するために参照することができる。
【００１４】
しかし、いかなるタイプの、波長同調が可能な回折格子もしくは反射素子がファイバ２８内部に埋め込まれたり、エッチングされたり、描かれたり、もしくは他の方法で形成されたものも、所望により利用することができる。本願では、「回折格子」という用語は、これらの反射素子を全て示している。さらに、反射素子（つまり回折格子）１２は、光の反射および／または透過を行うために利用することができる。
【００１５】
所望により、光ファイバもしくは光導波路１０の材料および寸法を別のものにすることも可能である。例えば、ファイバ１０は、いかなるガラス（例えば、シリカ、燐酸塩ガラスなど）から形成することも可能であり、ガラスおよび合成樹脂、もしくは合成樹脂のみから形成することも可能である。高温の用途では、ガラス材料からなる光ファイバが望ましい。さらに、光ファイバ１０の外径を、８０ミクロンもしくはこれ以外の大きさにすることもできる。さらに、光ファイバの代わりに、いかなる光導波路を用いることもできる。例えば、多モード(multi-mode)導波路、複屈折性(birefringent)導波路、偏光維持型(polarization maintainning)導波路、偏光(polarization)導波路、複数のコアを有する光導波路、複数のクラッディングを有する光導波路、平形導波路、プレーナ型光導波路（矩形形状の導波路）もしくは他の光導波路を利用することもできる。本願では、「ファイバ」という用語には、上述した光導波路が含まれる。
【００１６】
光１４は、回折格子１２に入射し、ここで、反射波長λｂを中心とする所定の光波長帯域を有するその一部がライン１６に示されるように反射し、入射光の残りの波長（所定の波長領域内にある）がライン１８に示されるように透過する。
【００１７】
以下で詳細に説明するように、回折格子１２を内部に備えたファイバ１０は、ガラス製の円筒状毛管２０の少なくとも一部に収容され、かつ融接されている。管２０は、圧縮機構つまりハウジング５０によって、軸方向に圧縮される。管２０の他端は、ハウジング５０の端部５２におけるシート５１に押し付けられる。ハウジング５０は、さらに、移動可能なブロック５６を案内する一対のアーム（つまり側部）５４を備えている。ブロック５６は、管２０の他端に押し付けられるシート５７を備えている。端部５２およびブロック５６には、孔５８が穿孔されていることによって、ファイバ１０をこれらに通すことが可能となっている。アクチュエータ６０（例えば、ステッパ電動機、もしくは回転および位置を制御することが可能な他のタイプの電動機）が、機械的リンク６２（例えば、スクリュー型駆動装置（screw drive)、リニアアクチュエータ、歯車および／またはカム）により移動可能なブロック５６に連結されていることによって、ブロック５６が、矢印６４で示されているように移動するようになっている。従って、ステッパ電動機６０によって、ブロックに加えられる荷重を所定の大きさに設定することが可能であり、これによって管２０を圧縮して回折格子１２の反射波長を所望の波長にすることができる。後退したシート５１，５７を設ける代わりに、管２０が端部５２，５６と面一となるようにこれらを接触させることも可能である。ステッパ電動機６０として、微小ステップモードで駆動される、分解能が高いステッパ電動機を用いることが可能である。このような電動機の例として、モーレイ等に付与された「圧縮同調式ファイバ回折格子」という名称の上述した米国特許第５，４６９，５２０号に記載されているもの（例えば、メルズグリオット（Melles Griot）社製のナノムーバ（NANOMOVER））が挙げられる。この特許は、この点について開示している。これ以外の、高分解能もしくは低分解能のステッパ電動機も、所望により利用することができる。ステッパ電動機６０は、制御回路６３によって駆動される。制御回路６３は、ステッパ電動機６０ひいてはブロック５６を所望位置まで駆動して回折格子１２のブラッグ波長λｂを所望の値にするのに必要な駆動信号を、ライン６１に出力する。図１４に関して以下で説明するように、所望により、ステッパ電動機の代わりに、他のアクチュエータを利用することも可能である。
【００１８】
図２に示されているように、移動可能なブロック５６を用いる代わりに、２つの端部キャップ７２，７４および外側壁部７６を有するハウジング７０を利用することも可能である。このような場合、孔５８が端部キャップ７２，７４に設けられることによって、ファイバ１０が外部まで延びるようになっている。ステッパ電動機６２は、機械的リンク６２によって端部キャップ７４に連結させられる。ステップ電動機６２によって端部キャップ７４が押されると、壁部７６が圧縮もしくは歪曲し、管２０が圧縮されて回折格子１２の反射波長がシフトする。
【００１９】
図３に示されているように、本発明の他の実施例では、円筒状ハウジング９０が利用される。円筒状ハウジング９０は、外側円筒状壁部９８、２つの端部キャップ９５、および２つの内側円筒状部（つまりピストン）９２を備えており、これらの一端が、それぞれ、一方の端部キャップ９５に連結されている。管２０
（内部に回折格子が収容されている）は、２つのピストン９２の他端に接触しているとともに、これらの間に配置されている。所望により、ハウジング９０の部材９８，９５，９２の断面形状および／または側断面形状を別の形状にすることもできる。端部キャップ９５は、独立した部材とすることも可能であり、ピストン９２および／または外側円筒状部材９８と連続した部材とすることも可能である。
【００２０】
ステッパ電動機６０によって、ハウジング９０左側の端部キャップ９５に外部軸方向荷重が加えられる。ピストン９２は、ファイバ１０を通すのに十分大きな直径を有する孔９４を備えている。
【００２１】
壁部９８の外側形状および管２０の外側形状は、Ｉ字型の隔室１００を構成している。ピストン９２、外側円筒状壁部９８および管２０は、同じ材料から形成することも可能であり、それぞれ異なる材料から形成することも可能である。
【００２２】
ハウジング９０の利用可能な寸法の例を以下に挙げる。他の寸法を用いることも可能である。管２０は、外径ｄ２が約２ｍｍ（０．０７インチ）であり、長さＬ１が約１２．５ｍｍ（０．５インチ）である。各ピストン９２は、外径ｄ５が約１９．１ｍｍ（０．７５インチ）であり、長さＬ５が約６．２５ｃｍ（２．５インチ）である。ピストン９２の孔９４の直径は、約１ｍｍ（１０００ミクロン）であり、ハウジング９０の全長Ｌ４は、約１２．７ｃｍ（５インチ）である。外側壁部９８の厚さｔ１は、約１．０ｍｍ（０．０４インチ）であり、外側壁部９８の内径とピストン９２の外径との間のギャップｇ１は、約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）である。
【００２３】
外部荷重によって所望の歪みが毛管２０に生じるように、壁部９８およびピストン９２の寸法、材料および材料特性（例えば、ポアッソン比、ヤング率、熱膨張係数および他の周知の特性）を、選択することができる。反射波長を設定する際の分解能および設定範囲は、これらのパラメータを制御することによって、決めることができる。例えば、全長Ｌ４を増大させると、感度ΔＬ／Ｌが増大する。
【００２４】
特に、ステッパ電動機から発生する軸方向荷重が増大すると、外側壁部９８が圧縮および／または歪曲することによって、ハウジング９０の軸方向長さＬ４が所定量ΔＬだけ減少する。この場合、管が圧縮されるため、軸方向長さの全変化量のうちの所定部分ΔＬ’が、管２０に現れる。管２０が圧縮されることによって、回折格子１２のブラッグ反射波長λ１が所定量だけ小さくなり、これによって、波長がシフトする。ピストン９２のばね定数がガラス管２０よりも大きい場合は、所定の荷重が加えられた状態での管２０の圧縮量は、ピストン９２の圧縮量よりも大きくなる。さらに、所定の外部荷重が加えられる場合、この外部荷重のうちの所定量の荷重が外側壁部９８に加わり、残りの荷重は管２０に加わる。
【００２５】
例えば、壁部９８、ピストンおよび端部キャップ９５が、全てチタンからなり、かつ上述した寸法を有する場合、２２００ｌｂｆの外部荷重が加えられた状態では、約２０００ｌｂｆの荷重が外側壁部９８に加わり（つまり外側壁部９８を圧縮および／または歪曲させ）、約２００ｌｂｆの荷重が管２０に加わる。円筒状壁部９８は、外部圧力が増大した場合に圧縮もしくは歪曲するダイアフラム(diaphram)もしくはベローズのように機能する。
【００２６】
外部荷重が加えられる前に管２０に初期歪みが生じるようにハウジング９０を組み立てることが可能であり、もしくは、このような初期歪みが管２０に生じないようにハウジング９０を組み立てることも可能である。
【００２７】
ハウジング５０，７０，９０および／またはこれらの１つもしくは複数の部材は、金属（例えばチタン）、ニッケルの含有量が大きい合金（例えば、様々な量のニッケル、炭素、クロム、鉄、モリブデンおよびチタンを含有するインコネル（登録商標）、インコロイ（登録商標）、ニモニック（登録商標））、鉄鋼、ガラス材料（例えば、管２０に関して上述されたもの）、もしくは、他の高強度、耐腐食性、耐熱性の金属もしくは合金から形成することができる。管２０を圧縮するのに十分な強度を有するものであれば、他の材料を利用することも可能である。インコネル、インコロイおよびニモニックは、インコアロイインターナショナル（Inco Alloys International Inc.）社の登録商標である。所望により、用途に依存して、他の特性を有する他の材料を利用することも可能である。
【００２８】
代わりの実施例として、図１４に示されているように、ステッパ電動機をアクチュエータとして利用する代わりに、他のアクチュエータ１５４によって管２０を圧縮することも可能である。他のアクチュエータ１５４の例として、ピエゾ電気式アクチュエータ（peizoelectric actuator）、ソレノイド、空圧式アクチュエータ、もしくは、軸方向の圧縮力を直接にもしくは間接的に管２０に加えることが可能な他の装置が挙げられる。アクチュエータ１５４は、ハウジング１５０（図１の枠５０と同様なもの）上に配置すること可能であり、矢印１５５の方向に移動する移動可能なブロック１５２（図１の移動可能なブロック５６と同様なもの）に荷重を加えるよう機能する。
【００２９】
管２０の一端は、ハウジング１５０の端部１５３に設けられているシート５１に押し付けられる。ハウジング１５０は、さらに、移動可能ブロック１５２を案内する一対の側部１５７を備えている。所望により、一方の側部１５７を省くこともできる。ブロック１５２は、管２０の他端に押し付けられるシート５７を備えている。
【００３０】
さらに、アクチュエータ１５４は、制御回路１５８に接続されており、管２０に加わる荷重を所望の値に設定して回折格子１２のブラッグ波長λｂを所望の波長とするのに必要な信号が、この制御回路１５８から、ライン１５６を介してアクチュエータ１５４に出力される。開ループ構成において、コントローラ１５８から、ライン１５６を介してアクチュエータ１５４に信号（例えば、電気電圧）を出力することによって、荷重を設定することができる。代わりの実施例として、アクチュエータ１５４の閉ループ構成において、ライン１５６を介してアクチュエータ１５４に信号を出力するとともに、ライン１６０を介してアクチュエータ１５４の荷重もしくは位置を検出することによって、荷重を設定することも可能である。
【００３１】
一方の端部のみが設けられる設計の場合は、ファイバ１０を、ハウジング１５０の一端に挿入し、端部１５３における孔１６２に貫通させる。貫通型（ファイバが両端を有する）設計が利用される場合は、ブロック１５２に、その一部もしくは全体を通って延びる孔１６４を設け、ファイバ１０の他端をその側部から出すか、もしくは、アクチュエータ１５４における孔１６６を貫通させ、ハウジング１５０の他端に挿入することも可能である。
【００３２】
利用可能な閉ループ型ピエゾ電気式アクチュエータの一例として、ニューヨーク州のクイーンスゲート（Queensgate, Inc.）社製のモデル番号ＣＭ（コントローラ）およびＤＰＴ−Ｃ−Ｍ（円筒状アクチュエータ用）が挙げられる。上述したような他のアクチュエータを利用することも可能である。
【００３３】
図５に示されているように、代わりの実施例として、管２０をハウジング１７４内部に配置し、管２０に流体圧力を加えることにより回折格子の波長を設定することが可能である。これは、１９９８年１２月４日に出願された「管に収容されたファイバ回折格子圧力センサ」という名称の同時継続中の米国特許出願第０９／２０５，９４４号に開示されている圧力センサと同様なものである。この特許出願は、この点について開示しており、管２０の形状および構成として、これに記載されているものを用いることができる。ハウジング１７２は、隔室１７６を構成し、かつ開口部１７８を備えている。この開口部１７８は、ソース圧力を厳密に発生させる圧力源１８０と連通している。隔室１７６には、流体（例えば、１種類もしくは２種類以上の気体および／または液体）を満たすことが可能である。管２０は、壁部１７５に取り付けるか、もしくは流体１７６中につるすことができる。光ファイバ１０は、周知の気密貫通接続器を介して隔室に通されており、かつスラック１７９を幾つか備えていることによって、広い圧力範囲に亘って管２０を圧縮することが可能となっている。上述したアクチュエータの実施例と同様に、回折格子の反射波長は、圧力ＰSの変化とともに変化する。しかし、このような場合は、所定のソース流体圧力ＰSが設定されることによって、回折格子の波長が設定される。
【００３４】
図１６に示されているように、例えば、油圧式アクチュエータつまりピストン３００が隔室３０１内部に配置されたものを圧力源１８０に備えることもできる。ピストン３００は、機械的リンク３０２によって周知の油圧式駆動機構３０４に連結されている。油圧式駆動機構３０４は、ピストン３００の位置を厳密に設定することによって、圧力ＰSを設定するものである。油圧式駆動機構３０４は、周知の制御回路３０８（コントローラ１５８（図１４）と同様なもの）によって電子的に制御することができる。このような制御回路３０８から、位置命令信号が、ライン３０６を介して油圧コントローラ３０４に出力されることによって、特定のピストン位置、ひいては圧力ＰSが設定され、これによって、回折格子λｂの波長が設定される。所望により、他の周知の圧力源を用いて回折格子の波長を設定することもできる。本願に記載されたハウジング５０，１５０，７０，９０、およびこれらの構成部材（移動可能なブロック５６，１５２を含む）の断面は、円形もしくは他の形状（例えば、正方形、方形など）とすることができる。
【００３５】
本発明の管２０を圧縮するための方法については、図１〜３，図１４および図１５に示されている特定の実施例に関して説明されたが、管を軸方向に圧縮するものであれば、いかなる装置もしくは固定具を用いて、管２０を圧縮して回折格子１２の反射波長を所望の波長に同調することも可能である。本発明においては、ハードウェア構成を厳密に制限する必要はない。
【００３６】
本願に開示された全ての実施例において、管２０の軸方向端面および／またはこれに係合する面のシート（５６,５０,９２,７４,７２,１５３,１５９）に、応力を減少させるか、もしくは管２０と係合面のシートとの係合状態を改善する材料のめっきを施すことができる。図４を参照すると、管２０の外径ｄ１は、約３ｍｍであり、長さＬ１は、約１０〜３０ｍｍである。回折格子１２の長さＬｇは、約５〜１５ｍｍである。代わりの実施例として、回折格子の長さを大きくしたり、短い管を用いることなどによって、管２０の長さＬ１を、回折格子の長さＬｇとほぼ同じにすることも可能である。管２０および回折格子１２の寸法および長さを、別の大きさにすることも可能である。また、光ファイバ１０および回折格子１２を管２０の中心部に融接する必要はなく、管２０のどの部分に融接することもできる。また、管２０の全長に亘ってファイバ１０を溶融する必要はない。
【００３７】
本願の実施例に関して記載されている寸法および形状は、単に例示的なものであり、必要であれば、本願の教示に基づいて、用途、大きさ、性能もしくは製造についての要求、もしくは他の要素に適合するように、寸法を別の大きさにすることもできる。
【００３８】
管２０は、ガラス材料からなる。このようなガラス材料の例として、天然水晶、合成水晶、溶融シリカ、シリカ（ＳｉＯ２）、コーニング（Corning）社製のパイレックス（Pyrex、登録商標）（ホウ珪酸）、コーニング社製のバイコール（登録商標）（９５％のシリカおよび５％の他の構成要素（例えば、酸化ホウ素）からなる）などが挙げられる。管の材料としては、管２０の内径とファイバ１０の外径との間に境界面が生じない（すなわち、管２０の内径が、ファイバ１０のクラッディングと識別され得ず、その一部となる）ように、管２０（つまり、管２０に設けられた孔の内径面）を光ファイバ１０の外側表面（つまりクラッディング）に融接する（分子結合を形成する、すなわち共に溶融させる）ことができるものを利用すべきである。
【００３９】
広い温度範囲に亘って管２０の熱膨張をファイバ１０と整合させるためには、管２０の材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）をファイバ１０の材料のＣＴＥとほぼ整合させる必要がある（例えば、溶融シリカからなる管および光ファイバを用いる）。概して、ガラス材料は、溶融温度が低いほど、ＣＴＥは大きい。従って、シリカファイバ（溶融温度が高く、ＣＴＥが小さい）と、パイレックス（登録商標）やバイコール（登録商標）（溶融温度が低く、ＣＴＥが大きい）といった別のガラス材料からなる管と、を用いた場合には、広い温度範囲に亘って管２０とファイバ１０との間で熱膨張を整合させることができない。しかし、本願では、ファイバ１０のＣＴＥと管２０のＣＴＥとを整合させる必要はない（以下でより詳細に説明する）。
【００４０】
ファイバ１０に融接することができるものであれば、弾性変形し得る他の材料からなる管２０を、ガラス材料からなる管２０の代わりに用いることもできる。例えば、光ファイバが合成樹脂（plastic)からなる場合には、合成樹脂材料からなる管を用いることができる。
【００４１】
管２０の軸方向端部（ファイバ１０が管２０から出る部分）には、ファイバ１０の歪みを開放するため、もしくは他の理由により、内側方向にテーパ状（つまりフレア状）とされることによりファイバ１０から離された内側領域２２を設けることができる。このような場合、管２０とファイバ１０との間の領域２８に、歪み開放用充填材料（例えば、ポリイミド、シリコンなど）を充填することが可能である。さらに、他の部材（図示せず）と係合させるためのシート部（seat）を管２０に設けるため、および／または管２０に荷重がかかる角度（force angle)を調整するため、もしくは他の理由により、テーパ状の（つまり面取りされている、もしくは傾斜した）外側コーナ部（つまり端部）２４を管２０に設けることも可能である。面取りコーナ部２４の角度は、所望の機能が得られるように決定される。さらに、管２０の断面形状を、円形以外の形状（例えば、正方形、矩形、楕円形、クラムシェル形など）とすることも可能であり、側断面形状を方形以外の形状（例えば、円形、正方形、楕円形、クラムシェル形など）とすることもできる。
【００４２】
代わりの実施例として、内側テーパ状領域２２を設ける代わりに、管の一方もしくは両方の軸方向端部（ファイバ１０が管２０から出る部分）に、破線２７により示されたような、外側にテーパ状（つまり、フルート状（fluted）、円錐状、ニップル状）とされた軸方向部分を設けることもできる。このようなテーパ状部分は、ファイバ１０に向かって除々に小さくなる外形を有する（図１２に関して以下で詳細に説明する）。このようなフルート状部分２７が設けられることによって、ファイバ１０がその長手方向軸に沿って引っ張られる場合の、境界部（ファイバ１０が管２０から出る部分）およびこの近傍の引張り強度が、増大する（例えば、６ｌｂｆ以上）ことがわかっている。
【００４３】
ファイバ１０を管２０よりも突出させる場合は、外側保護緩衝層２１をファイバ１０に設けることによって、ファイバ１０の外側表面の損傷を防止することができる。このような緩衝層２１は、ポリイミド、シリコン、テフロン（登録商標）（polytetraflouroethylene）、炭素、金、および／またはニッケルから形成することができ、その厚さは約２５ミクロンである。緩衝層２１の厚さおよび緩衝材料を、他のものにすることもできる。内側テーパ状領域２２が設けられ、かつこれが十分大きい場合は、緩衝層２１をこの領域２２に挿入することによって、露出されたファイバから保護されたファイバに変えることができる。代わりの実施例として、管２０の軸方向端部に外側テーパ状部分２７を設ける場合は、外側テーパ状部分２７からファイバが出る位置からバッファ層が始まる。ファイバが出る位置から離間された位置からバッファが設けられる場合は、ファイバ１０の露出部分に、付加的な緩衝層（図示せず）を更に被覆することが可能である。このような付加的な緩衝層は、管２０の外側における露出されたファイバを覆うことが可能であるとともに、緩衝層２１および／または管２０のテーパ状部分２７もしくは他の形状の軸方向端部に重ねることが可能なものである。
【００４４】
「管に収容されたファイバ回折格子」という名称の同時係属中の米国特許出願第（シドラ明細書ＣＣ−００７８Ａ号）に開示されているように、ファイバ１０を管２０に収容するために、レーザ、フィラメント、火炎などによって、管２０を加熱し、潰し、回折格子１２に融接することができる。この特許出願は、この点について開示している。他の技術を用いて、管２０をつぶしてファイバ１０に融接することもできる。他の方法としては、ダック等に付与された「光ファイバを収容する方法」という名称の米国特許第５，７４５，６２６号、および／またはベーキーに付与された「一体型の精密な連結ウェルを備えたファイバカプラを形成する方法」という名称の米国特許第４，９１５，４６７号に開示されているものが挙げられる。これらは、この点について開示しており、本発明もしくは他の技術を理解するために参照することができる。代わりの実施例として、シリカはんだ（粉末もしくは固体）などの高温ガラスはんだを用いて、ファイバ１０、管２０およびこのようなはんだを互いに融接したり、レーザーによる溶接／融接や他の融接技術を利用することなどによって、ファイバ１０を管２０に融接することもできる。また、ファイバを管内部に融接することも、ファイバの一部のみを管内部に融接することも、ファイバを管の外側表面に融接することも可能である（図１１に関して以下で説明する）。
【００４５】
同時係属中の米国特許出願第（シドラ明細書ＣＣ−００７８号）号に開示されているように、ブラッグ回折格子１２は、毛管２０がファイバ１０の周囲に配置されて融接される前もしくはこの後に、ファイバ１０内部に刻み込むことができる。この特許出願は、この点について開示している。１９９８年１２月４日に出願された「管に収容されたブラッグ回折格子を形成する方法および装置」という名称の同時係属中の米国特許出願第０９／２０５，８４５号（シドラ明細書ＣＣ−０１３０号）に開示されているように、管２０を回折格子１２の周囲に配置した後で回折格子１２をファイバ１０内部に刻み込む場合は、所望の技術によって、回折格子１２を、管２０を通してファイバ１０内部に描くことができる。この特許出願は、この点について開示している。
【００４６】
回折格子１２を、管により初期歪み（圧縮もしくは引張り）が加えられた状態で、管２０に収容することが可能であり、もしくは初期歪みが加えられていない状態でこれらを収容することもできる。例えば、パイレックス（登録商標）、もしくはファイバ１０よりも熱膨張係数が大きい他のガラスが管２０に用いられる場合は、管２０が加熱されてファイバに融接され、続いて冷却される際に、管２０によって回折格子１２が圧縮される。代わりの実施例として、加熱工程中および融接工程中に回折格子に引張力を加えることによって、引張力が加わった状態でファイバ回折格子１２を管２０に収容することもできる。さらに、ファイバ回折格子１２を管２０に収容することによって、外部荷重が管２０に加えられていない状態では、回折格子１２に引張力および圧縮力のいずれも加わることがなくなる。
【００４７】
図５に示されているように、毛管２０の形状を、用途によって変えることが可能である。例えば、管２０の形状を、細い中心部３０および拡大外側部分３２を有する「ドッグボーン」形状とすることができる。細い部分３０は、外径ｄ２が約１ｍｍであり、長さＬ２が約５ｍｍである。拡大部分３２は、それぞれ、外径ｄ３が約３ｍｍであり、長さＬ３が約４ｍｍである。これらの部分３０，３２の長さおよび外径を別の大きさにすることもできる。このようなドッグボーン形状は、ステッパ電動機６０もしくはアクチュエータ１５４により加えられる荷重を管に収容された回折格子１２の波長のシフトに変換する際の感度を増大させるために、利用することができる。
【００４８】
拡大部分３２の内側移行領域３３は、鋭利な垂直端部もしくは傾斜した端部として形成することが可能であり、もしくは、破線３４で示されているように湾曲させることもできる。湾曲形状３４の場合は、立ち上がり部分に加わる応力が、鋭利な端部よりも小さいため、破損する可能性が低い。さらに、管２０の部分３２の端部には、上述したような、内側テーパ状部分２２もしくは外側フルート状部分２７を設けることができる。さらに、部分３２には、上述したような外側テーパ状（つまり面取りされた）コーナ部２４を設けることができる。
【００４９】
また、ドッグボーン形状は、対称形状とする必要はない。例えば、所望により、２つの部分３２のＬ３をそれぞれ異なる大きさにすることができる。代わりの実施例として、片側だけをドッグボーン形状とすることも可能である。すなわち、拡大部分３２を２つ設ける代わりに、細い部分３０の一方の側部にのみ拡大部分３２を設け、他方の側部を直線状端部３７とすることができる。この直線状端部３７には、上述したような面取りコーナ部２４を設けることができる。このような場合、このドッグボーン形状は、Ｔ字を横にしたような形状となる。本願では、このような片側ドッグボーン形状もまた、「ドッグボーン」形状と称する。歪みの感度を改善したり、管２０に荷重がかかる角度（force angle）を調整したり、もしくは他の所望の特性を得ることができるものであれば、ドッグボーン形状の代わりに、他の形状を用いることも可能である。
【００５０】
拡大部分３２の直径ｄ３と細い部分３０の直径ｄ２とがこのように異なることによって、歪みが増幅されるため、荷重に対する回折格子の波長シフトの感度（つまりゲインもしくは目盛係数）が増大することがわかっている。さらに、本願に記載されたドッグボーンの寸法は、所望の感度が得られるように拡大縮小することが容易である。
【００５１】
図６に示されているように、代わりの実施例として、ファイバ１０と管２０との間の境界部でファイバ１０に加わる歪みを減少させるために、ファイバ１０に沿って軸方向に延びた部分３６を設けることが可能である。このような部分３６は、拡大部分３２において対向する端部部材１０４，１０５により荷重が加えられる領域の軸方向外側の位置に取り付けられる。これらは、端部部材５６，５０（図１）、７４，７２（図２）、１５９，１５３（図１４）、あるいは、ピストン９２（図３）に対応するものである。部分３６の軸方向長さは、用途や設計の要求に応じて、これより大きくすることも短くすることも可能である。さらに、部分３６は、軸方向に対称とする必要はなく、さらに、管２０の両側の軸方向端部に設ける必要もない。上述したように、部分３２におけるファイバと管２０との境界部に、内側テーパ状部分２２もしくは外側フルート状部分２７を設けることも可能である。代わりの実施例として、部分３６の一部を階段状部分３９とすることもできる。このような場合、破線３８で示されているように、階段状部分３９の範囲内もしくはこの近傍に領域２２を設けることができる。領域１０６には、空気、接着剤もしくは充填材を充填することが可能である。さらに、管２０をドッグボーン形状とする代わりに、上述され、かつ破線１０７で示されているように、直線状の一定の断面形状を有するものとすることも可能である。さらに、破線１０９で示されているように、端部部材５６，５０（図１），７４，７２（図２），１５２，１５０（図１４）もしくはピストン９２（図３）を通る孔１０８の直径を、その全長に亘って、もしくはその一部で、大きくすることも可能である。上述した同時係属中の米国特許出願第（シドラ明細書ＣＣ−００７８Ｂ号）号に記載されているように、毛管２０を、別の、軸方向に延びた形状とすることもできる。さらに、上述した同時係属中の米国特許出願に記載されているように、複数の同心状部材を用いて本願の管２０を構成することも可能である。さらに、軸方向に延びた部分３６を、内側管の一部とすることもできる。
【００５２】
代わりの実施例として、図７に示されているように、回折格子１２の両側で管２０をファイバ１０に融接することも可能である。特に、回折格子１２を取り囲んでいる中央部２０２はファイバ１０に融接せずに、管２０の領域２００をファイバ１０に融接する。回折格子１２の周囲の領域２０２には、大気を封入することが可能であり、もしくはこの領域を真空状態（もしくは他の圧力）とすることも可能である。また、接着剤（例えばエポキシ）、他の充填材料（例えば、ポリマやシリコン）もしくは他の材料により、その一部もしくは全体を充填することも可能であり、何も充填しないことも可能である。上述したように、管２０の内径ｄ６は、光ファイバ１０の直径よりも約０．０１〜１０ミクロンだけ大きい（例えば、１２５．０１〜１３５ミクロンである）。内径を他の大きさにすることもできるが、このような実施例でファイバの座屈（buckling）が生じないように、内径ｄ６をファイバ１０の外径に可能な限り近づける必要がある。代わりの実施例として、上述した同時係属中の米国特許出願に記載されているように、２つの独立した管を回折格子１２の両側で融接した後に、これらの管に亘って外側管を融接することによっても、同様な結果が得られる。
【００５３】
本発明により、利用される構成に依存して、再現性を高く、クリープを小さく、さらにヒステリシスを小さく（例えば、約３ピコメートル以下）することができることがわかっている。図８に示されているように、本願に記載されたどの実施例においても、回折格子を１つだけ管２０に収容する代わりに、複数の回折格子２２０，２２２を、管２０に収容されたファイバ１０に埋め込むことができる。回折格子２２０，２２２の反射波長および／または反射プロファイルを、同じにすることも可能であり、それぞれ異なるものとすることも可能である。複数の回折格子１５０，１５２を、個々に、周知のファブリペロー構成に利用することもできる。
【００５４】
さらに、「圧縮同調式ファイバレーザ」という名称の米国特許第５，６６６，３７２号（この点について開示しており、本発明を理解するために参照することができる）に開示されているような１つもしくは複数のファイバレーザを、管２０内部のファイバ１０に埋め込むこともできる。このような場合、回折格子２２０，２２２によって光学的間隙を構成し、少なくとも回折格子２２０，２２２の間における光ファイバ１０に（所望により、回折格子２２０，２２２および／または回折格子の外側における光ファイバにも）、希土類のドーパント（例えば、エルビウムおよび／またはイットリウム）をドープする。レーザ波長は、管２０に加わる荷重の変化に従って同調される。
【００５５】
図１３を参照すると、利用することができる他のタイプの同調可能型のファイバレーザとして、同調可能型の分布帰還型（ＤＦＢ）ファイバレーザ２３４が示されている。このようなレーザの例として、Ｖ．Ｃ．ラウリドセン等の「ＤＦＢファイバレーザの設計」（エレクトロニックレターズ、１９９８年１０月１５日、第３４巻２１号，ｐｐ２０２８−２０３０）、Ｐ．バーミング等の「ＵＶ後処理による永久的なπ／２位相シフトを有する、エルビウムがドープされたファイバＤＦＢレーザ」（ＩＯＯＣ’９５，テックダイジェスト，第５巻，ＰＤ１−３，１９９５年）、クリングルボトン等に付与された「光ファイバ分布帰還型レーザ」という名称の米国特許第５，７７１，２５１号、ディアマト等に付与された「偏光型ファイバレーザ光源」という名称の米国特許第５，５１１，０８３号に開示されたものが挙げられる。このような場合、希土類がドープされたファイバの内部に回折格子１２が描かれ、回折格子１２の中央部近傍における所定位置２２４でλ／２（λはレーザ波長）の位相シフトが生じるように構成される。これによって、周知のように、長手方向に単一モードの動作中に、モードホッピングを起こすことなく連続的に同調することができる確実な共振状態を得ることができる。代わりの実施例として、回折格子を１つだけ設ける代わりに、２つの回折格子２２０，２２２を、長さが（Ｎ＋１／２）λである空隙を構成することができるほど近接させて配置することもできる。ここで、Ｎは整数（０を含む）であり、回折格子２２０，２２２は、希土類がドープされたファイバである。
【００５６】
代わりの実施例として、ＤＦＢレーザ２３４を、ファイバ１０における一対の回折格子２２０，２２２（図８）の間に配置することができる。この場合、回折格子２２０，２２２間の少なくとも一部に、希土類ドーパントをドープする。Ｊ．Ｊ．パン等の「ノイズが少なく、かつ出力が制御された相互干渉型ファイバレーザ」（Ｅ−テックダイナミクス社、サンジョーズ、ＣＡ、インターネットウェブサイトwww.e-tek.com/products/whitepapers）に記載されているように、このような構成は、「相互干渉型ファイバレーザ（Interactive Fiber Laser）」と呼ばれる。所望により、これ以外の１つもしくは複数のファイバレーザ構成を、ファイバ１０に配置することもできる。
【００５７】
図９および図１０に示されているように、代わりの実施例として、少なくとも１つの回折格子１２，２５２を有する複数のファイバ１０，２５０を管２０内部に収容することも可能である。回折格子１２，２５２の反射波長および／または反射プロファイルを、同じにすることも可能であり、それぞれ異なるものとすることも可能である。このような場合、管２０の加熱および融接を行う前の段階で、管２０の孔を、両ファイバ１０，２５０を受容することが可能なほど大きくする。また、この孔の形状を、円形以外の形状（例えば、正方形、三角形など）とすることもできる。また、管２０の孔は、管２０の中心線に沿って中心に設ける必要はない。
【００５８】
図１１を参照すると、代わりの実施例として、図１０に示されたようにファイバ１０，２５０を互いに接触させる代わりに、管１２０内部でこれらを所定距離だけ離間させることも可能となっている。ファイバ１０，２５０の間の距離は、管１２０の外径の範囲内で、所望の大きさにすることが可能であり、かつ所望の方向に向けることが可能である。さらに、本願に開示されているどの実施例においても、上述したように、光ファイバおよび／または回折格子の一部もしくは全体を管の内部に融接することが可能であり、もしくは、これらの一部のみを管２０の内部に融接したり、これらを管２０の外側表面に融接することも可能である（ファイバ５００，５０２，５０４としてそれぞれ図示されている）。
【００５９】
図１２に示されているように、代わりの実施例として、ファイバ１０において回折格子１２が存在する部分にのみ管２０を融接することも可能である。このような実施例では、管２０が回折格子１２よりも長い場合は、上述した内側テーパ状部分もしくはフレア状部分２２を設けることができ、さらに、管２０とファイバ１０との間の領域２８に、上述したような充填材料を充填することができる。さらに、本願では、「管」という用語は、本願に記載された特性を有する材料からなるブロックをも意味する。
【００６０】
さらに、本願に記載されているどの実施例においても、ファイバ１０をハウジング５０，７０，９０もしくは管２０に貫通させる代わりに、ファイバ１０に一方の端部のみを設けること、つまりファイバ１０の一方の端部のみをハウジングもしくは管１２０から突出させることもできる。このような場合、ファイバ１０の一端を、ファイバ１０が管２０もしくはハウジング５０，７０，９０から出る位置もしくはこれより前の部分に配置する。
【００６１】
図１７に示されているように、代わりの実施例として、管に収容されたファイバ回折格子２０の一部もしくは全体を、大きな直径を有するシリカ製の導波路回折格子６００と置き換えることも可能である。このような導波路回折格子の例として、「大きな直径を有する光導波路、回折格子およびレーザ」という名称の同時係属中の米国特許出願第（シドラ明細書ＣＣ−０２３０号）号に記載されているものが挙げられる。この特許出願は、この点について開示している。導波路６００は、コア６１２（光ファイバ１０のコアと同様なもの）およびクラッディング６１４（管２０とファイバ１０のクラッディングとを融接したものと同様なもの）を有し、回折格子１２がこれに埋め込まれている。導波路６００の全長Ｌ１および導波路の直径ｄ２は、管２０に関して以上で記載された値と同じにする（すなわち、回折格子の所望の波長同調範囲内で管２０の座屈が生じないようにする）。導波路の外径は、少なくとも０．３ｍｍとする。クラッディング６２６と、光信号１４を伝搬させるコア６２５と、を有する光ファイバ６２２（図１のファイバ１０と同様なもの）を、導波路６００の一方もしくは両方の軸方向端部６２８に結合させるか、もしくは光学的に連結させる。このことは、ファイバを結合するか、もしくは光ファイバからこの用途に対して許容可能な光学的損失を有する大きな導波路へと光を結合する周知の技術もしくはこれから開発されるべき技術によって、行う。
【００６２】
回折格子６００を備えているとともに直径が大きな導波路は、管に収容された回折格子２０と同様に利用することができる。この場合、ファイバ１０が、導波路６００のコア６１２に相当する（かつコア６１２と交換することが可能である）。例えば、導波路６００にエッチング、グラインディング、もしくは研磨を行うことによって、管２０に関して上述した「ドッグボーン」形状とすることができる。代わりの実施例として、２つの外側管６４０，６４２を加熱して、導波路６００の両端部にこれらを融接することによって、「ドッグボーン」形状を形成することができる。管２０および管収容型回折格子に関して本願に記載された代わりの実施例も、全て、導波路６００に適用することができる。例えば、ファイバレーザ、ＤＦＢファイバレーザを構成したり、複数のファイバ（もしくはコア）を配置したり、もしくは様々な形状を用いることが可能である。
【００６３】
本願では、管収容型ファイバ回折格子２０および大きな直径を有する導波路型回折格子６００を、両方とも、「同調可能な光学的素子」と称する。管収容型回折格子２０および大きな直径を有する導波路型回折格子６００は、管２０がファイバ１０に融接される部分における構成および特性が同じである。管収容型回折格子２０および大きな直径を有する導波路型回折格子６００は、断面が連続的であり（つまり一体となっており）、さらに、この断面に亘って、ガラス材料（例えば、ドープされたシリカおよびドープされていないシリカ）といった実質的に同じ材料から構成されているためである。さらに、このような部分では、これらの両方が、光学的コアおよび大きなクラッディングを有するためである。
【００６４】
さらに、導波路６００および管収容型回折格子２０をともに利用して、本願に記載された実施例の検出素子を構成することができる。特に、検出素子の１つもしくは複数の軸方向部分を、管に収容された回折格子もしくはファイバとし、かつ／または１つもしくは複数の他の軸方向部分を導波路６００とし、前記導波路のコアが管に融接されたファイバのコアと整列するように、これらを軸方向に結合したり、融接したり、もしくは他の方法で機械的もしくは光学的に結合することができる。例えば、破線６５０，６５２で示されているように、検出素子の中央領域を大きな導波路とし、一方もしくは両方の軸方向端部を管収容型ファイバとし、これらを互いに融接することが可能である。もしくはこの逆にすることも可能である。
【００６５】
本願には記載しなかったが、特定の実施例に関して説明された特徴、特性、変更および改善を、本願に記載された他の実施例に、適用したり、利用したり、導入することができることは理解されるべきである。さらに、付随の図面は、一定の縮尺で示されていない。
【００６６】
本発明は、実施例に関して説明および図示が行われたが、上述した変更および省略、他の変更および省略を、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する装置の側面図。
【図２】  本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する他の装置の側面図。
【図３】  本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する他の装置の側面図。
【図４】  本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。
【図５】    管が他の形状を有する場合の本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。
【図６】  管が他の形状を有する場合の本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。
【図７】  回折格子領域の両側の軸方向端部に管が融接されている管収容型ファイバ回折格子の側面図。
【図８】  本発明に従って、ファイバに設けられた複数の回折格子が管内部に収容されたものを示す側面図。
【図９】  本発明に従って、２つの別個の光ファイバに設けられた２つのファイバ回折格子が共通の管の内部に収容されているものを示す側面図。
【図１０】  本発明の図９の実施例の端面図。
【図１１】  本発明に従って、２つの別個の光ファイバに設けられた２つのファイバ回折格子が共通の管の内部に収容されているとともに離間されているものを示す側面図。
【図１２】  ファイバにおいて回折格子が存在する長手方向領域にのみ管が融接されている本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。
【図１３】  本発明の管に収容された同調可能型分布帰還型（ＤＦＢ）ファイバレーザを示す側面図。
【図１４】  アクチュエータを用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調するための本発明の装置を示す側面図。
【図１５】    精密な圧力源を用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調するための本発明の装置を示す側面図。
【図１６】  精密な圧力源を用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調するための本発明の装置を示す側面図。
【図１７】  大きな直径の光導波路の内部に回折格子がもうけられたものを示す側面図。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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