(57)【要約】光ファイバ内に予め決められたパターンの屈折率を有する回析回折格子を生成するために、紫外線ビーム（３）がファイバの感光部分（Ｆ’）沿いに位相マスク（９）を介して走査され（５，８）、走査の間は、ビーム強度（４）およびマスク−ファイバ間距離（１０）が、屈折率の所望される平均値およびエンベロープパターンを個々に得るようにして瞬間毎に制御される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  書込み位置に感光性の導波管部分を供給するステップと、
−  紫外線ビームを発生させるステップと、
−  前記ビームを前記感光性の導波管部分に直面する位相マスクを介して前記感光性の導波管部分のｚ軸に沿って走査するステップとを含む、導波管にブラッグ回折格子を書き込むための方法において、
前記走査の間に、位相マスクと感光性の導波管部分との間隔を変更するステップが実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、前記走査の間に、前記感光性の導波管部分に沿ってビームのエネルギーを変化させるステップが実行されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記感光性の導波管部分に沿ってビームのエネルギーを変化させる前記ステップは、前記走査の間に前記ビームに可変減衰を適用することを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、前記ビームを予め決められたサイズのスリットを介して伝達するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４において、前記ビームを走査する前記ステップは、前記スリットを移動させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から４において、前記ビームを走査する前記ステップは、前記ビームをミラーによって偏向させるステップと、前記ミラーを前記感光性の導波管部分に平行に移動させるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
先行する請求項のいずれかにおいて、前記ビームを走査する前記ステップは、前記感光性の導波管部分を前記ｚ軸に沿って移動させることを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
先行する請求項のいずれかにおいて、前記ビームを感光性の導波管の前記部分上にフォーカスさせるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１において、前記感光性の導波管部分に沿ったビームのエネルギーを変化させる前記ステップは、前記走査の速度を変更することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
−  紫外線ビーム（３）のエミッタ（２）と、
−  感光性の導波管部分（Ｆ’）を前記ビーム（３）の経路に沿った書込み位置に配置するための前記導波管（Ｆ）の支持エレメント（１３）と、
−  前記感光性の導波管部分が書込み位置にあるときは、前記経路に沿って前記感光性の導波管部分（Ｆ’）に直面するような位置に配置される位相マスク（９）と、
−前記位相マスク（９）を介して前記感光性の導波管部分（Ｆ’）に沿ってビーム（３）を走査するための手段（５−８；６−８）とを備える、導波管（Ｆ）にブラッグ回折格子を書き込むための装置（１；１’）において、
ビームの走査の間に、前記位相マスク（９）と前記感光性の導波管部分（Ｆ’）との間隔を変更するための移動デバイス（１０）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０において、ビーム（３）の走査の間にビームの強度を変更するように設定された、該ビームの強度を制御するためのデバイス（４）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１において、ビームの強度を制御するための前記デバイス（４）は、前記エミッタ（２）からのビーム（３）を受け取るように設定された光学減衰器であることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれかにおいて、前記移動デバイス（１０）は第１の電動式移動ステージを備えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれかにおいて、ビーム（３）の前記経路に沿って位相マスク（９）の前に配置されたスリット（７）をもつスクリーン（６）を備え、前記スリット（７）は前記ビーム（３）の断面サイズよりも小さいサイズであることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１４において、前記走査手段（６−８）は、前記スクリーン（６）を移動させかつ前記ビーム（３）に対して直交する変位方向を有する、前記スリット（７）を前記ビーム（３）の断面の異なる位置に配置するための第２の電動式移動ステージ（８）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１０から１４のいずれかにおいて、前記ビーム（３）を前記感光性の導波管部分（Ｆ’）へと偏移させるためのミラー（５）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１４において、前記ビーム（３）を前記感光性の導波管部分（Ｆ’）へと偏移させるためのミラー（５）を備え、前記走査手段（５−８）は、前記ミラー（５）と前記スクリーン（６）を移動させかつ前記感光性の導波管部分に対して平行な変位方向を有する第２の電動式平行移動ステージ（８）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１０から１７のいずれかにおいて、前記ビーム（３）を前記感光性の導波管部分（Ｆ’）上にフォーカスさせるための少なくとも１つの光学エレメント（１２；５）を備えることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１０から１８のいずれかにおいて、前記導波管（Ｆ）は光ファイバであることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１０から１９のいずれかにおいて、前記位相マスク（９）と前記感光性の導波管部分（Ｆ’）との間隔は１００μｍから１０００μｍの間であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管にブラッグ回折格子、特にアポダイゼーションが施されたブラッグ回折格子を生成するための方法と装置に関する。
【０００２】
本明細書本文では、光ファイバについて言及するが、この言及の意図は限定ではなく単なる例示にあり、よって説明する技術は一体式の光学導波管にも等しく適用可能である。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、電気通信に使用される光ファイバはゲルマニウムでドープ処理されており、これが紫外線に対する感光特性を誘起する。光ファイバにブラッグ回折格子を書き込む際にはこの特性を使用し、紫外線照明を介して屈折率が局部的に修正される。
【０００４】
周知の通り、光ファイバのブラッグ回折格子は、そのコアに屈折率の本質的に周期的な縦変調を有するファイバ部分である。前述の構造は、ブラッグ波長周辺を中心とする波長帯において当該構造体を通過する光を背面反射させる特性を有している。ブラッグ波長は、周知のように（例えば、アンドリース・オーソノス（Ａｎｄｒｅａｓ  Ｏｔｈｏｎｏｓ）、キリアコス・カリ（Ｋｙｒｉａｃｏｓ  Ｋａｌｌｉ）共著の論文「ファイバのブラッグ回折格子」アーテック・ハウス、ボストン／ロンドン、１９９９年、の本文中の関係式３．３から）、次のように表すことができる。
λＢ＝２・ｎｅｆｆ・Λ  （１）
但し、ｎｅｆｆは有効屈折率であり、Λは回折格子の空間周期である。
【０００５】
さらに、周知のように（例えば、上述の論文「ファイバのブラッグ回折格子」の関係式３．４から）、ファイバ・コアのｚ軸に沿った屈折率ｎのパターンは、次の関係式（変数ｚからの可能な従属性は全て示されている）で表すことができる。
ｎ（ｚ）＝ｎ０（ｚ）＋Δｎ（ｚ）ｓｉｎ（２πｚ／Λ（ｚ））  （２）
但し、ｎ０（ｚ）は屈折率の平均局所値であり、Δｎ（ｚ）は屈折率の局所エンベロープを表す。有効屈折率ｎｅｆｆは、ファイバの基本モードのコンファインメント係数（一般にΓで指示される）を規定する項までの平均屈折率ｎ０（ｚ）に比例する。
【０００６】
屈折率のこのパターンに基づいて、均一の回折格子、いわゆる「チャープされた」回折格子およびアポダイゼーションが施された回折格子が知られている。
【０００７】
均一な回折格子においては、屈折率ｎ（１にノーマライズされている）の典型的なパターンがｚ座標（任意の単位で表されている）の関数として表示された図１ａが示すように、項ｎ０（ｚ）、Δｎ（ｚ）およびΛ（ｚ）は定数である。さらに、図１ｂが示すように、均一な回折格子の反射スペクトルは、一般的には、ブラッグ波長における中央ピークと複数の二次ローブを呈する。上記二次ローブは、例えばブラッグ回折格子を使用して多チャンネル光通信システムにおけるチャンネルを（個々の波長で）濾波する場合のように、アプリケーションによっては不利となることがある。実際にこの場合、反射スペクトルの二次ローブは、濾波されるチャンネルに隣接する送信チャンネルに望ましくない減衰をもたらす。
【０００８】
アポダイゼーションが施された回折格子では、屈折率ｎ（ｚ）のパターンは図２ａ（ｎは１にノーマライズされ、ｚは任意の単位で表されている）が示す質的タイプである。図からわかるように、項Δｎ（ｚ）は、上述の二次ローブを低減するように適正に変調されている。アポダイゼーションが施された回折格子の反射スペクトルの典型的なパターンは、図２ｂに示されている。主反射ピーク周辺の二次ローブの低減は明白である。このように、こうした回折格子は、濾波されるチャンネルに隣接するチャンネルの減衰という上述の問題点を低減して、多チャンネル・システムにおけるチャンネルの濾波に効果的に使用されることが可能である。
【０００９】
チャープされた回折格子では、項ｎ０（ｚ）およびΛ（ｚ）の何れかが変数である。この可変性に起因して、かつ上述の内容に従うブラッグ波長がｎ０（ｚ）とΛとの積に比例するという事実に起因して、上記回折格子は、均一な回折格子の場合よりも広い反射帯を有している。図３ａ、３ｂおよび３ｃは各々、項ｎ０（ｚ）が変調される場合、および項Λ（ｚ）が（例えば約５００ｎｍ〜約５０２ｎｍの連続変化で）変調される場合のチャープされた回折格子の屈折率の質的パターン、およびその一般的な反射スペクトルを示している。図３ｃのスペクトルからわかるように、反射ピークは大幅に拡大されている。従ってこのような回折格子は、広帯域反射フィルタとして、またはより典型的にはクロマチック分散の補償デバイスとして使用されることが可能である。さらに項Δｎ（ｚ）も変調されれば、回折格子はアポダイゼーションが施されたチャープ回折格子タイプになる。
【００１０】
シドニー大学名義の国際公開番号ＷＯ ００／２９８８４は、感光性の光ファイバに回折格子を書き込むための装置を説明している。紫外線源からの紫外光は、間隔を置いて配置された一連のライン形式である開口マスクに当たる。この場合のラインは、紫外光に対して不透明である。紫外光は開口マスク内の間隙を通り、所定の焦点距離を有するレンズによって結像される。ファイバは焦点付近に配置され、開口マスクは感光性ファイバ上に結像されて回折格子構造を形成する。ファイバの位置は前後に移動可能であって、回折格子の周期性（即ち、像サイズ）を変えることができる。
【００１１】
アポダイゼーションが施された回折格子を書き込む技術は、様々なものが知られている。これらの技術によれば、ファイバは、屈折率の対応パターン、特に局所エンベロープΔｎ（ｚ）の対応パターンを取得すべく適正に成形された紫外線干渉縞に露光される。
【００１２】
現行の技術は、実質的に２つの範疇、即ち干渉法技術の範疇、および位相マスクの範疇に分類することができる。
【００１３】
干渉法技術は本質的に、紫外線を２つのコンポーネントに分割することと、これらを予め決められた相対角度でファイバに当てて所望の屈折率変化を誘起させる干渉縞を発生させることで構成される。これらの技術は、２つのコンポーネント間の相対角度を変更すれば回折格子のパラメータ、特にその周期を変更することが可能である点で、用途が極めて多彩である。
【００１４】
しかしながら、干渉法技術は、書込みのセットアップが特に外的な作用因子（温度、振動他）に敏感であるために大量生産にはさほど適していない。従って、当該技術は、コンポーネントを整列し直すための介在物を幾つか必要とする。よってこれらの用途は事実上、研究分野に限定されている。
【００１５】
干渉法技術の例は、例えばフローリッヒ（Ｆｒｏｈｌｉｃｈ）、カシャプ（Ｋａｓｈｙａｐ）共著の論文「ファイバ・ブラッグ回折格子の２種のアポダイゼーション法」光通信１５７号、１９９８年、２７３〜２８１頁に提示されている。
【００１６】
位相マスク技術は、一般に、その高反復性、より低い機械振動感受性および紫外線に必要なコヒーレンス長がより短いという事実によって、大規模製造により適したものであるとされている。
【００１７】
位相マスクは、表面に、実質的な方形波パターンの断面を規定する主要方向に沿って互いに平行な一連の直線リッジが存在する水晶基板である。一般に、上記リッジは、均一マスクの場合は等間隔で高さが等しく、チャープ用マスクの場合は可変ピッチを有し、アポダイゼーション用マスクの場合は可変高さを有する。
【００１８】
回折格子を書き込む際には、位相マスクは通常、関連のファイバ部分の前にその主要方向（上記規定の通り）がファイバの軸に平行となるように配置される。紫外線が通過すると、位相マスクはその出力で、実質的な正弦パターンを有しかつマスク自体のリッジの周期Λｍの半分に等しい周期Λを有する干渉縞を発生させる。より詳細には、位相マスクの出力では、次の関係式に従って各角度に関連する異なる次数が存在する。
ｓｉｎθｍ＝ｍ・λ／Λ  （３）
上述の縞は、＋１次および１次（値ｍ＋１およびｍ−１）から始まって発生されるが、他の次数、特にゼロ次は縞の可視度ｖを低下させる傾向があるために望ましくない。可視度ｖは、最初の概算において次の関係式によって規定される。
ｖ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）  （４）
但し、ＩｍａｘおよびＩｍｉｎは各々、縞の光の最大強度および最小強度である。
【００１９】
一般に位相マスクは、送信されるゼロ次を低減し（典型的には、約１％乃至３％）、＋１次および１次の光の量を最大化する（典型的には約３０％乃至４０％）ように設計されている。
【００２０】
ジェイ・ハブナー（Ｊ．Ｈｕｂｎｅｒ）、エム・スバルガード（Ｍ．Ｓｖａｌｇａａｒｄ）、エル・ジー・ニールセン（Ｌ．Ｇ．Ｎｉｅｌｓｅｎ）、エム・クリステンセン（Ｍ．Ｋｒｉｓｔｅｎｓｅｎ）共著の論文「ゲルマノシリケート・ファイバにおける紫外線誘起性ブラッグ回折格子成長の現象モデル」ＳＰＩＥ第２９９８巻は、位相マスク技術が使用される場合のゲルマノシリケート・ファイバにおけるブラッグ回折格子の成長作用モデルを提示している。上記論文の著者達は、ファイバに（ＡｒＦまたはＫｒＦタイプの）エキシマ・レーザまたは周波数を倍増されたアルゴン・イオン・レーザ（ＦＲＥＤ）を照射して実験を行っている。エキシマ・レーザの場合、レーザ・ビームは、書き込まれる予定の回折格子長に等しいサイズの断面を有するように２つの円柱レンズで成形され、ファイバはビームに対して中央位置に配置され、かつ位相マスクはファイバに接触して配置された。ＦＲＥＤレーザの場合には、ビームは円柱レンズによってファイバの軸に平行な線上に成形され、位相マスクはファイバから約１００μｍの位置に配置された。
【００２１】
国際公開番号ＷＯ ９９／２２２５６は、入射する光ビームを複数の回折されたビームに分割するための位相マスクと、位相マスクからの光を受信して少なくとも２つの非ゼロ次の回折されたビームを収束し、干渉領域に配置される光学導波管上に回折格子構造が印加され得るように、収束されたビーム間に干渉領域を発生させるためのフォーカス装置とを備え、位相マスクとフォーカス装置の少なくとも一部とは互いに対して移動可能であって収束ビームの収束角度を変更できる光学回折格子製造装置に関する。
【００２２】
位相マスクは、アポダイゼーションが施された回折格子の書込みに使用することができる。以下、位相マスクを介してアポダイゼーションが施された回折格子を書き込むための周知技術の例について幾つか説明する。
【００２３】
第１の技術は、可変性の回折効率を有するアポダイゼーションが施された位相マスクを使用することで構成され、この技術では、通常発生することとは反対に、−１次および＋１次のビームの強度変化を使用して、所望のアポダイゼーション・プロファイルに従ってファイバ軸に沿った縞の可視性が変調される。例えば、アルバート（Ａｌｂｅｒｔ）他著の論文「可変回折効率を有する位相マスクを使用するファイバ・ブラッグ回折格子のスペクトル応答のアポダイゼーション」エレクトロニクス・レターズ第３１巻第３号、１９９５年、２２２〜２２５頁は、上記技術によるアポダイゼーションが施された回折格子の生成について記述している。特に上記論文は、リッジの深さが変化するアポダイゼーションが施されたマスクの製造を提案している。
【００２４】
本出願人は、この技術が比較的高い反復性と比較的容易な起動とを可能にするとしても、取得可能なアポダイゼーション・プロファイルは、それが位相マスクの形状によって固定されるためにかなり柔軟性に欠けると確信している。さらに本出願人は、アポダイゼーションが施された位相マスクは極めて高価であり、かつ他のマスク・タイプよりも損傷しやすいことに注目している。
【００２５】
マロ（Ｍａｌｏ）他著の論文「位相マスクを使用してフォトインプリントされたアポダイズ化インファイバ・ブラッグ回折格子反射器」エレクトロニクス・レターズ第３１巻第３号、１９９５年、２２３〜２２５頁に提示された第２の技術は、実質的に一定の屈折率平均値の取得を可能にする二重露光を介してアポダイゼーションが施された回折格子を生成することで構成されている。最初の露光は、可変透過率を有する振幅マスクを使用して、所望のアポダイゼーション・プロファイルにより振幅マスクの主軸に沿って行われ、後続の露光は、周期的な位相マスク並びに第１の振幅マスクと相補性の透過率を有する第２の振幅マスクを使用して行われる。
【００２６】
この技術に関しては、本出願人は、２露光が連続して供給されるため、かつ照射エネルギーの関数としての屈折率の増加が線形でないために、二重露光の終わりに取得される平均屈折率はファイバ軸に沿ってさほど均一ではなくなる可能性があると確信している。
【００２７】
ピレリ・キャビ・イー・システム エス・ピー・エー（ＰＩＲＥＬＬＩ ＣＡＶＩ Ｅ ＳＩＳＴＥＭＩ Ｓ．Ｐ．Ａ．）による国際公開番号ＷＯ ９８／０８１２０は、周期的に時間変調された紫外線にマスクを介して露光されるファイバがその軸に沿って（干渉法システムで制御される移動ステージにより）連続して移動され、後続の露光が重複された縞を生成する、「連続性ファイバ回折格子技術」として規定された技術について説明している。ファイバ上の書込み場所のディザリングを発生させるこの技術は、アポダイゼーションが施された回折格子の生成を可能にする。
【００２８】
この技術は、取得可能なアポダイゼーション・プロファイルに関しては高度な柔軟性を呈するものの、高価な装置を必要とする。
【００２９】
コール（Ｃｏｌｅ）他著の論文「均一の位相マスクを有するファイバ回折格子の製造における柔軟性を強化するためのファイバ／位相マスク走査線の移動技術」エレクトロニクス・レターズ第３１巻第１７号、１９９５年、１４８８〜１４８９頁は、レーザ・ビームのファイバ軸に平行な走査およびそのファイバ自体に面する位相マスクの通過に対して用意されると共に、ファイバ軸に平行なファイバとマスク間の相対変位に対して用意されるアポダイゼーションが施された回折格子を書き込むための技術について説明している。ファイバとマスクの相対変位の速度は、レーザ・ビームの走査速度よりもかなり遅い。上記相対変位を制御すれば、チャープされ、アポダイゼーションが施されかつ位相をシフトされた回折格子を取得することが可能である。
【００３０】
米国特許第５９１２９９９号は、ファイバがマスクに対して制御された速度で長手方向に変位され、かつアポダイゼーションが施された回折格子を生成するために照明用レーザ・ビームが振幅変調される、比較的長い回折格子を書き込むための方法を記述している。
【００３１】
この技術に関しては、本出願人は、エネルギーの変調が平均屈折率ｎ０（ｚ）の変調、かつ結果的には中央のローブに関してより短い波長での望ましくないローブの成長を招くと確信している。
【００３２】
ヨーロッパ特許第０６８４４９１号は、その回折エレメントをファイバ軸に対して予め決められた角度（一般的には直角）で傾斜させるように配向された位相マスクを介して電磁放射線が通過して生成された干渉縞によってファイバが照明される、ブラッグ回折格子を書き込むための方法を記述している。この書込みの間、位相マスクとファイバとの間隔は、ランプ・パターンに従って圧電性により漸次変化する。数十マイクロメートルの範囲におけるこの相対移動は、位相マスクとファイバとの間隔に対する回折格子の書込みの感受性を低減させるために発生する。
【００３３】
本出願人は、上記方法が回折格子のアポダイゼーションを全く行わないことに注目している。さらに本出願人は、上記技術によってもたらされる変位、即ち最大５０μｍまでの変位は、縞の可視性についての有意義な修正とはならないことに注目している。従ってこうした変位は、干渉縞を平均化するオペレーションを可能にするだけである。
【００３４】
コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社名義の国際公開番号ＷＯ ００／０２０６８は、化学線放射源から放射されるビームの空間コヒーレンスを拡大する空間フィルタと、空間的にコヒーレントなビームを、ビームの拡大された空間コヒーレンス内で光学導波管媒体を照明する２つの干渉ビームに変換して媒体内に屈折率変調を生成させるための位相マスクとを備え、位相マスクは、光学導波管媒体に沿った干渉ビームのピーク強度間を隔てる距離、かつ光学導波管媒体に沿った干渉ビーム間の重複領域内の干渉ビームの組み合わされた強度を一様にする距離によって、光学導波管媒体から離間されてなる、光学導波管媒体における光学フィルタを製造するためのシステムについて記述している。
【００３５】
本出願人が解決すべき課題は、プロセスの高度の柔軟性および高度の反復可能性により所望のスペクトル特性を有する回折格子（即ち、予め決められた屈折率パターンを有する回折格子）の生成を可能にする、かつ高精度のアラインメントまたは高価な機器を必要としない、導波管にブラッグ回折格子、特にアポダイゼーションが施されたブラッグ回折格子を書き込むための技術を提供することである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本出願人は、紫外線ビームを導波管の感光部分に沿って上記導波管部分に直面する位相マスクを介して走査するステップと、走査の間にマスクと導波管の間隔を制御された方法で変更して屈折率のエンベロープの所望パターンを取得するステップとを含む、上記要求に合致する技術を見出した。さらに、ビーム強度をも制御された方法で変更すれば、屈折率の平均値の所望パターンを取得することが可能である。
【００３７】
その第１の態様では、本発明は、
−  書込み位置に感光性の導波管部分を供給するステップと、
−  紫外線ビームを発生させるステップと、
−  上記ビームを、上記感光性の導波管部分に直面しかつ周期Λ（ｚ）で干渉縞を発生させるように設定された位相マスクを介して、上記感光性の導波管部分のｚ軸に沿って走査するステップとを含み、
上記走査の間に、位相マスクと感光性の導波管部分との間隔を変更するステップが実行されて上記ｚ軸沿いに屈折率ｎ（ｚ）のエンベロープΔｎ（ｚ）が取得される、導波管にブラッグ回折格子を書き込むための方法に関する。
【００３８】
導波管のｚ軸に沿った書込みプロセスの終わりに取得される屈折率ｎ（ｚ）のパターン、特に屈折率ｎ（ｚ）の平均局所値ｎ０（ｚ）、エンベロープΔｎ（ｚ）および周期Λ（ｚ）の各パターンは、効果的にプロセス開始前に予め決定される。
【００３９】
好ましくは、本方法はまた、上記走査の間に実行される、上記感光性の導波管部分に沿ってビームのエネルギーを変更して上記平均局所値ｎ０（ｚ）を取得するステップを含んでいる。
【００４０】
好ましくは、感光性の導波管部分に沿ってビームのエネルギーを変更する上記ステップは、上記走査の間に上記ビームに可変減衰を適用することを含んでいる。
【００４１】
本方法は、上記走査の間に上記ビームのサイズを縮小するステップをさらに含むことが可能である。
【００４２】
上記ビームのサイズを縮小する上記ステップは、予め決められたスリットを介して上記ビームを伝達することを含むことが可能である。
【００４３】
上記ビームを走査する上記ステップは、上記スリットを移動するステップを含むことが可能である。
【００４４】
選択的に、上記ビームを走査する上記ステップは、上記ビームをミラーによって偏向させるステップと、上記ミラーを感光性の導波管の上記部分に平行に移動させるステップとを含むことが可能である。
【００４５】
さらなる可能性として、上記ビームを走査する上記ステップは、上記感光性の導波管部分を上記ｚ軸に沿って移動させることを含む場合がある。
【００４６】
本方法はさらに、上記ビームを上記感光性の導波管部分にフォーカスさせるステップを含むことが可能である。
【００４７】
上記感光性の導波管部分に沿ってビームのエネルギーを変更する上記ステップは、選択的に、上記走査の速度を変更することを含む場合がある。
【００４８】
その第２の態様では、本発明は、
−  紫外線ビームのエミッタと、
−  感光性の導波管部分を上記ビームの経路に沿った書込み位置に配置するための上記導波管の支持エレメントと、
−  上記感光性の導波管部分が書込み位置にあるときは、上記経路に沿って上記感光性の導波管部分に直面するような位置に配置される位相マスクと、
−  上記位相マスクを介して上記感光性の導波管部分に沿ってビームを走査するための手段とを備え、
かつまた、ビームの走査の間に、上記位相マスクと上記感光性の導波管部分との間隔を変更するための移動デバイスを備える、導波管、好ましくは光ファイバにブラッグ回折格子を書き込むための装置に関する。
【００４９】
好ましくは、本装置は、ビーム走査の間に作動するように設定されたビームの強度を制御するためのデバイスを備えている。
【００５０】
ビームの強度を制御するための上記デバイスは、上記エミッタからビームを受け取るように設定された光減衰器であることが可能である。
【００５１】
好ましくは、上記移動デバイスは、第１の電動式移動ステージを備えている。
【００５２】
本装置はまた、上記位相マスクの前に上記ビームの経路沿いに配置されたスリットをもつスクリーンを備えることが可能であり、上記スリットは上記ビームの断面サイズより小さいサイズを有している。
【００５３】
上記走査する手段は、効果的に上記スリットを上記ビームの断面の異なるポイントに配置するための、上記スクリーンを移動させかつ上記ビームに対して直交する変位方向を有する第２の電動式移動ステージを備えている。
【００５４】
さらに本装置は、上記ビームを上記感光性の導波管部分へ偏移させるためのミラーを備えることが可能である。
【００５５】
この場合、上記走査する手段は、好ましくは、上記ミラーおよび上記スクリーンを移動させかつ上記感光性の導波管部分に平行な変位方向を有する第２の電動式移動ステージを備えている。
【００５６】
本装置は、効果的に、上記走査する手段、上記移動デバイスおよび／またはビームの走査の間に上記強度を変更するように設定されたビーム強度を制御するためのデバイスを制御するように設定された制御およびプロセス・ユニットを備えることが可能である。
【００５７】
さらに、上記ビームを上記感光性の導波管部分にフォーカスさせるための少なくとも１つの光学エレメントが存在する場合もある。
【００５８】
効果的には、上記位相マスクと上記感光性の導波管部分との間隔は５０μｍより大きく、好ましくは１００μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは１００μｍ〜８００μｍである。
【００５９】
上記ビームの発散度は、好ましくは０．５〜１．５ｍｒａｄである。
【００６０】
上記位相マスクは、効果的には周期的マスクであることが可能であり、上記エミッタは、効果的にはＫｒＦ型のエキシマ・レーザであることが可能である。
【００６１】
上記走査する手段は、選択的に、上記感光性の導波管部分と上記位相マスクとを移動させるように設定された電動式移動ステージを備える場合もある。
【００６２】
ビームの強度を制御するための上記デバイスは、選択的に、上記エミッタの駆動回路である場合もある。
【００６３】
上記少なくとも１つの光学エレメントは、円柱レンズまたは、選択的に凹面ミラーを備えることも可能である。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、特にその好適な非限定的の実施形態を表す下記の図面を参照して説明する。
【００６５】
図４では、符号１が、光学ベンチ（図示せず）上に装着された導波管、本ケースでは光ファイバＦ、にブラッグ回折格子を書き込むための装置全体を指している。
【００６６】
装置１は、レーザ・ビームを適切な紫外線波長λｕｖで発生させるように設定されたレーザ源２と、ビーム３の強度を減衰させるように設定された可変性の減衰器４と、ビーム３をファイバＦの方向へ偏移させるための（例えば４５゜で配向された）ミラー５と、レーザ・ビーム３の予め決められた一部を通過させるためのスリット７をもつスクリーン６と、ミラー５およびスクリーン６をファイバＦに平行に移動させるように設定された第１の移動ステージ８と、ファイバＦに面して配置され、かつレーザ・ビーム３から（より正確にはスリット７を介して送信されるその一部から）紫外線干渉縞を発生させるように設定された位相マスク９と、位相マスク９をファイバＦに対して直交する方向へ移動させるように設定された第２の移動ステージ１０と、最後に、レーザ源２、減衰器４および移動ステージ８および１０に接続された、これらのオペレーションを制御する制御およびプロセス・ユニット１１（以下、短くプロセッサと称する）とを備えている。
【００６７】
さらに、好ましくはスクリーン６と位相マスク９との間に配置され、かつレーザ・ビーム３をファイバＦ上へフォーカスさせるように設定された円柱レンズ１２（またはより一般的には１つまたは複数の光学エレメント）を備えている。より正確に言えば、円柱レンズ１２は、そのフォーカス軸がファイバＦの軸と直交する方向に配向されている。
【００６８】
最後に、装置１は、光学ベンチ上に予め決められた離間距離で配置され、かつ回折格子が書き込まれるファイバＦの部分を直線位置で支持するように設定された、周知タイプのサポート対１３を備えている。
【００６９】
レーザ源２は、例えば、中心波長λＵＶ＝２４８ｎｍで作動する不安定共振器を有する市販のＫｒ−Ｆ（クリプトン−フッ素）エキシマ・レーザであることが可能である。このタイプのレーザ源は４５０ｍＪまでのエネルギーを供給することが可能であり、かつ２００ｐｐｓ（パルス／秒）に等しい最大反復速度までパルス起動されることが可能である。
【００７０】
減衰器４は、レーザ・ビーム３の強度を制御して、レーザ源２の作動パラメータを一定に保つことができる。減衰器４は、エキシマ・レーザで作動するように設定された典型的な減衰器、例えばベルギー、オルヌ所在のオプテック社製ＯＰＴＥＣ  ＡＴ４０２０エネルギー減衰器型デュアル・プレート減衰器、であることが可能である。
【００７１】
第１の移動ステージ８は、ミラー５およびスクリーン６のファイバＦに平行で、生成される回折格子の長さに実質的に等しい距離の変位を可能にするものでなければならない。移動ステージ８は、好ましくは、プロセッサ１１によって駆動され得る電動式移動ステージであり、かつ必要な回折格子の分解能を取得するように設定されたミニマムステップ（変位分解能）を有している。例えば第１の移動ステージ８は（米国）カリフォルニア州、アーバイン所在のニューポート社製モデルＭ−ＵＴＭ−５０ＣＣ１−ＨＬであることが可能であり、これは、ストローク５０ｍｍ、最大速度２０ｍｍ／秒および変位分解能１μｍを有している。
【００７２】
スリット７の幅はビーム３のサイズより小さく、上記サイズは、位相マスク９のサイズよりもかなり小さい値にまで縮小される。スリット７は、例えば１．５ｍｍの幅を有することが可能である。スリット７は、回折現象を生じさせ得ないだけの大きさがあり、かつ所望の回折格子分解能を取得し得るほど小さいものでなければならない。
【００７３】
第２の移動ステージ１０は、位相マスク９によるファイバＦの軸に対して直交する方向への、回折格子の書込みに必要な干渉縞の可視度の変動を保証するに足る距離の変位を可能にするものでなければならない。第２の移動ステージ１０は、例えば（米国）カリフォルニア州、アーバイン所在のニューポート社製モデルＭ−ＵＴＭ−２５ＣＣ．１であることが可能であり、これは、変位範囲２５ｍｍおよび変位分解能０．１μｍを有している。
【００７４】
位相マスク９は、好ましくは、周期Λ＝Λｍ／２の周期的干渉縞を発生させるように設定された、周期Λｍの周期的マスクである。位相マスクの有効域２４は異なる形状を有することが可能であり、例えばこれは、長方形または円形である場合がある。位相マスク９は、例えば、ＫｒＦエキシマ・レーザと共用されるように設定された、カナダ、ケベック州サンローラン所在のラジリ社製モデルＰＭ−２４８−１．０６６−２５．４であることが可能である。上記マスクは、直径１５ｍｍの円形形状の有効域を有している。
【００７５】
プロセッサ１１には、オペレータによって設定された複数の初期パラメータのプロセスを可能にし、結果的にはレーザ源２、減衰器４および移動ステージ８および１０に対する複数の駆動信号を発生させる後述の計算プログラムがロードされている。さらに詳しく言えば、プロセッサ１１には、レーザ源２（そのための駆動回路を規定する）および減衰器４に制御信号を送信するための「デジタル入出力」カードが供給され、かつ移動ステージ８および１０に制御信号を送信するための「ＧＰＩＢ」（汎用インタフェース・バス）カードが供給されている。
【００７６】
以下、書込みプロセスの開始前にプロセッサ１１上に設定されなければならない主要なパラメータを、そのパラメータの典型値の範囲と共に明記する。
−  合計書込み時間：  １００〜３００秒
−  回折格子の長さ：  ５〜２０ｍｍ
−  スリット７の幅：  ０．６〜１．５ｍｍ
−  第１の移動ステージ８の変位ステップ：  １０〜５０μｍ
−  第２の移動ステージ１０の変位ステップ：  １〜１０μｍ
−  実験による可視度曲線の近似関数（多項式「フィッティング」を介して）
−  所望のアポダイゼーションのパラメータ（例えば「超ガウス」型の変調Δｎの場合には、その終端でゼロにノーマライズされる）。これは、次の関数で表すことができる。
【００７７】
【数１】
2004538497.tif 000003
【００７８】
但し、Ｌは回折格子の長さ、σは（回折格子長に対してノーマライズされた）平均二乗偏差であり、設定されるべきパラメータはσと指数ｑである。
【００７９】
装置１は、後述の方法によるファイバ回折格子の生成を可能にする。
【００８０】
予備ステップでは、プロセッサ２８が、例えばアポダイゼーションが施された回折格子という予め決められた特性を有するブラッグ回折格子を生成するように設定された上述の作動パラメータ値でプリセットされる。
【００８１】
その後、光ファイバＦの検討部分を書込み位置に、即ち２つのサポート１３の間の直進位置に配置すると、レーザ源２が作動されてレーザ・ビーム３が（予め決められた強度で）放射される。レーザ・ビーム３は減衰器４を通過し、瞬間毎にプロセッサ１１に制御される減衰を受ける。減衰されたビーム３はこうしてミラー５に到達し、ミラー５はこれをファイバＦへと反射する。次にビーム３はスリット７を通過するが、スリット７はその一部しか通過させない。ミラー５およびスリット７は、第１の移動ステージ８によりファイバＦと平行に、プリセットされたパラメータに基づいてプロセッサ１１により決定された運動法則で移動される。上記移動はビーム３の走査、即ちビーム３（より正確には、スリット７を出るその一部）のファイバＦの様々な長手方向部分に向けた方向づけを可能にする。次に、ビーム３はレンズ１２を通過し、レンズ１２はこれをファイバＦ上にフォーカスさせる。ビーム３から、位相マスク９は、ファイバＦの光屈折性部分に衝突してその屈折率を変える干渉縞を発生させる。この回折格子書込みプロセスの間に、位相マスクは、（プロセッサ１１から受信される命令を基礎として）第２の移動ステージ１０によりファイバＦからおよびファイバＦへと移動され、ファイバＦ自体の上の干渉縞の可視度が修正される。全体的な書込みプロセスの間、マスクとファイバの間隔は５０μｍを超えることが効果的であり、その間隔は好ましくは１００μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは、１００μｍ〜８００μｍである。
【００８２】
移動ステージ８、１０および減衰器４を独立して駆動することにより、ファイバＦ上に所望の屈折率プロファイルを得ることが可能であり、よって所望の特性を有するブラッグ回折格子の取得が可能である。
【００８３】
実際に、回折格子のスペクトル特性は、そのｚ軸に沿った屈折率ｎのプロファイルによって決定される。局所屈折率ｎ（ｚ）は、前出の関係式（２）で表すことができるが、説明の便宜上、ここにもう一度明記しておく。
ｎ（ｚ）＝ｎ０（ｚ）＋Δｎ（ｚ）ｓｉｎ（２πｚ／Λ（ｚ））  （２）
但し、第１項ｎ０（ｚ）は平均局所屈折率であり、第２項はエンベロープΔｎ（ｚ）とピッチ（または周期）Λ（ｚ）とを有する変調コンポーネントである。この場合のピッチΛ（ｚ）は定数であり、前にも述べた通り、位相マスク９の周期Λｍの半分に等しい。次に、エンベロープΔｎ（ｚ）は下記のように表すことができる。
Δｎ（ｚ）＝ｎ０（ｚ）・ｖ（ｚ）  （６）
ここで、ｖ（ｚ）は、上述の関係式（４）によって規定される干渉縞の可視度である。
【００８４】
屈折率のその特定パターンは、取得予定の回折格子タイプに基づいて選択されなければならない。例えば、狭帯域のアポダイゼーションが施された回折格子は、（図２ａが示すように）エンベロープΔｎ（ｚ）を適正に変調しかつｎ０（ｚ）を一定に維持することにより取得可能である。これに対してアポダイゼーションが施されないチャープ回折格子は、（図３ａが示すように）ｎ０（ｚ）の値を、例えばファイバＦの軸に沿って直線的に増大させて変化させ、かつΔｎ（ｚ）を一定に維持することにより取得可能である。また、これに対してアポダイゼーションが施されたチャープ回折格子を取得するためには、ｎ０（ｚ）とΔｎ（ｚ）の双方を変更する必要がある。
【００８５】
ｎ０の局所値は、ファイバＦの検討ポイントに到達する合計エネルギーによって一義的に決定される。従って、プロセッサ１１を介して減衰器４を適正に駆動すれば、各ポイントについてｎ０値を決定することができる。
【００８６】
さらに各書込みポイントにおいては、エンベロープΔｎの制御は、プロセッサ１１を介して第２の移動ステージ１０を駆動し、位相マスク９のファイバＦからの距離を適正に変えることによって達成される。実際に、上記距離を制御された方法で変更すれば、ファイバＦ上の干渉縞の可視度ｖ（ｚ）、Δｎ値を所望の方法で変更することが可能である。
【００８７】
これと同時に、第１の移動ステージ８によるミラー５およびスリット７の変位は、ファイバ上の書込みポイントの瞬間毎の変更を可能にする。さらに、第１の移動ステージ８の速度を適正に制御することにより、前述の減衰器４による制御に加えて、または当該制御の代わりに、任意の書込みポイントに到達するビーム３のエネルギー制御を実行することが可能である。
【００８８】
従って、本発明の装置１は、パラメータｎ０（ｚ）およびΔｎ（ｚ）の（ファイバＦの軸に沿って異なるポイントにおける）別のかつ局所的な制御を可能にし、よって本装置は、所望の特性を有する回折格子の達成を可能にする。
【００８９】
図５は、この場合は符号１’で指示される、本発明の装置のさらなる実施形態を示している。装置１’は、主として、レーザ源２がビーム３をファイバＦ上に直接（ファイバＦに直交して）方向づけるように配向されている点で装置１とは異なる。さらに、減衰器４は、ビーム３を上記方向に沿って減衰するように配向され、ミラー５は省略されている。従って、第１の移動ステージ８はスクリーン６だけをファイバＦに平行に移動させるように設定され、後続の瞬間におけるファイバＦの異なる部分の照明を可能にする。レンズ１２は、好ましくはこの実施形態においても設けられているが、図をわかりやすくするためにここでは図示されていない。ミラー５による反射およびミラー５およびスクリーン６の同時移動が常にビーム３の同じ部分をファイバＦ（好ましくは、その中央部分）上に方向づけることを可能にする装置１とは異なり、装置１’では、減衰器４を出るビーム３に対するスリット７自体の変位に起因して、ファイバＦは常時、スリット７からビーム３の異なる部分を受け取る。従って、装置１’の場合の書込み条件はあまり均一でない。オプションとして、減衰器４は、上記不規則条件に起因するエネルギー変動を補償するように駆動されることも可能である。
【００９０】
数値的シミュレーション
本出願人は、第１の数値的シミュレーションを実行して、レーザ源２の特性の変化に伴う縞の可視度のマスクとファイバとの間隔への依存性をチェックした。このシミュレーションは、ファイバＦ、レーザ源２（ファイバＦに向けて配向された）および位相マスク９の存在のみを考慮して実行された。
【００９１】
本出願人はまず、２４８ｎｍでの放射によるレーザ源２の回折格子への書込みをシミュレートし、各々０．３、１および３ｍｒａｄであるレーザ・ビーム３の３つの異なる発散値について考察した。さらに、位相マスク用に設定された周期Λｍは１μｍであった。
【００９２】
上述のパラメータに基づいて、（「オーダーメソッド（ｏｒｄｅｒ  ｍｅｔｈｏｄ）」として周知の方法も等しく使用可能ではあるが、キルヒホッフ積分によって）ファイバＦ上への干渉縞のパターンが決定された。マスク−ファイバ間距離の各値ｄに関して、干渉縞を表す関数のフーリエ変換が計算された。上記間隔の可視度ｖ（ｄ）は、Ｆ（１）／Ｆ（０）と規定することが可能であり、ここでＦ（１）は第１の調波の振幅、Ｆ（０）はフーリエ変換における基本コンポーネントの振幅である。関係式（４）は完全な正弦波縞である場合にのみ有効であることから、この規定は関係式（４）よりも一般的である。（回折格子が書き込まれる）ファイバ・コアの有限サイズを考慮に入れる目的で、可視度ｖ（ｄ）は次の式（ξはマスク−ファイバ間距離の現行変数を表す）により、コア自体の直径ｄｃに等しい距離上で平均される。
【００９３】
【数２】
2004538497.tif 000004
【００９４】
図６を参照すると、曲線６１、６２および６３は、各々０．３ｍｒａｄ、１ｍｒａｄおよび３ｍｒａｄに等しい発散値に関する関数ｖ（ｄ）のパターンを示している（可視度ｖは％、間隔ｄはμｍで表示されている）。図からわかるように、縞の可視度は間隔ｄに大きく依存し、かつ上記依存性はレーザ・ビーム３の発散の関数である。こうした結果はまた、適正な発散を有するレーザ源を選択することの重要性を示している。事実、３ｍｒａｄの発散の場合には、曲線ｖ（ｄ）の立ち上がり縁の勾配が比較的急であり、よって位相マスク９の小さな変位が比較的大きな可視度変動を伴うために、精密な制御が困難である。これに対して、発散が０．３ｍｒａｄの場合は、曲線は極めてゆっくりと減少するため、所望の可視度変動を得るためには、位相マスク９の大幅な変位がなければならない。周知のように、干渉縞で照明されるファイバＦの面積はマスク−ファイバ間距離の増大に伴って減少するため、マスクの変位は、好ましくは、面積変化が１０％を超えないようなものでなければならない。好ましくは０．５〜１．５ｍｒａｄの範囲である中間の発散値は、マスク−ファイバ間距離の関数として目的に適応した可視度パターンの取得を可能にする。事実、図６からわかるように、発散値１ｍｒａｄに関する曲線は（少なくともｄ＝５００μｍまでは）単調な減少パターンを示し、かつこれは、十分な制御の下で所望の可視度変動を達成する勾配を有している。
【００９５】
第１のシミュレーションと同じ測定条件下で、１ｍｒａｄのビーム発散について考慮しながら、本出願人は、第２の数値的シミュレーションを実行して、位相マスク９の品質変化に伴う縞の可視度のマスク−ファイバ間距離への依存性を検証した。特に、各々０％、５％および１０％に等しいゼロ次の透過度を有する３つの異なる位相マスクが考察された。可視度ｖ（ｄ）の計算は、前出の通りに行われた。
【００９６】
図７は、このシミュレーションの結果を示したものである。特に、曲線７１、７２および７３は、各々０％、５％および１０％に等しいゼロ次の透過値に関する。この図が示す結果から、かつ市場で一般に入手可能な位相マスクは約３％を超えないゼロ次の透過値を有することを考慮すると、可視度パターンは位相マスクの品質によってさほど影響されないことは明白である。
【００９７】
実験による試験
最初の一連の実験による試験は、可視度のマスク−ファイバ間距離ｄへの上述の依存性を確定するために実行された。これらの試験には、波長２４８ｎｍ、エネルギー２００ｍＪおよびパルス反復速度５０ｐｐｓ（パルス／秒）を有するレーザ・ビーム３を放射するように設定されたＫｒＦエキシマ・レーザ源２を含む図４の構成が使用された。後に述べるように、その後ビーム３の発散が測定された。さらに、透過率２０％で作動する減衰器４、幅１ｍｍのスリット７およびカナダ、ケベック州サンローラン所在のラジリ社製位相マスク９：モデルＰＭ−２４８−１．０６６−２５．４が使用された。
【００９８】
試験は、移動ステージ８および１０を停止状態に保持して異なるファイバに異なる周期的回折格子を書き込んで行われ、マスク−ファイバ間距離ｄが毎回変更され、各書込みの終わりで取得された回折格子の縞の可視度が求められた。特に、間隔ｄを２５μｍステップでは２５μｍから３００μｍまで、５０μｍステップでは３００μｍから６００μｍまで、および１００μｍステップでは６００μｍから９００μｍまで変更して回折格子が取得された。その後、各回折格子について、予め決められた書込み時間において取得された最大反射率Ｒｍａｘ、および周知の通り書込みに起因して回折格子が受ける反射波長の変動Δλが周知の方法で測定された。Δλの値から、周知の関係式ｎ０＝Δλ／Λｍによりｎ０値が求められた。可視度を求めるために、パラメータＲｍａｘおよびｎ０が下記の周期的回折格子の解析公式（例えば、ティ・エルドガン（Ｔ．Ｅｒｄｏｇａｎ）著の論文「ファイバ回折格子スペクトル」光波技術ジャーナル第１５巻第８号、１９９７年８月、１２７７〜１２９４頁に記載された公式（２０）および（２４）から求めることができる）に代入された。
【００９９】
【数３】
2004538497.tif 000005
但し、Ｌは回折格子長、λは回折格子の最大反射の波長である。
【０１００】
図８は、こうした試験の結果を示している。この曲線から、周知の方法で多項式の「フィッティング」を介して近似関数を求めることが可能である。後に述べるように、上記近似関数は、回折格子書込みプロセスの開始前にプロセッサ１１に入力される。
【０１０１】
別の試験では、（技術上周知の測定セットアップにより）円柱レンズのフォーカスに配置された周知タイプのビーム・プロファイラを介してレーザ・ビーム３の発散が測定され、約０．８ｍｒａｄに等しい発散値が取得された。
【０１０２】
上記発散値および図８の曲線ｖ（ｄ）のパターンは、実質的に数値シミュレーションの結果を確定している。さらに、本質的に単調である曲線パターンは、各可視度値のマスク−ファイバ間距離の各値への関連づけを可能にしている。
【０１０３】
実験によるさらなる試験が行われ、回折格子スペクトルにおける二次ローブが大幅に抑制されたアポダイゼーションが施されたブラッグ回折格子の書込みにおける本発明装置の有効性が検証された。また上記試験は、図４が示す構成で、試験前にプロセッサ１１へ以下のパラメータを設定して実行された。
−  合計書込み時間：  ３００秒
−  回折格子長：      １２ｍｍ
−  スリット７の幅：  １ｍｍ
−  第１の移動ステージ８の変位ステップ：  ２０μｍ
−  第２の移動ステージ１０の変位ステップ：  ２μｍ
−  図８が示す実験による可視度曲線の（多項式の「フィッティング」による）近似関数
−  エンベロープΔｎの「超ガウス」パターンを考慮したアポダイゼーションのパラメータ：（回折格子長にノーマライズされた）平均二乗偏差０．３および指数２．２。
【０１０４】
図９ａおよび９ｂは各々、こうして取得された長さ１２ｍｍおよびガウス・アポダイゼーションを有する回折格子の透過および反射スペクトル（単位：ｄＢ）を示している。反射スペクトルからは、二次ローブが特に低減された高さを有し、主ローブの高さより少なくとも２５ｄＢは低いことがわかる。
【０１０５】
本発明による装置および方法はアポダイゼーションが施された回折格子の生成に特に適しているが、これらは、構造上または概念上の修正を加えることなくアポダイゼーションが施されない回折格子の書込みにも使用可能であることは明白である。例えば、アポダイゼーションが施された、またはアポダイゼーションが施されないチャープ回折格子を書き込むためには、平均屈折率ｎ０に線形パターンを与えてファイバに送られる合計エネルギーに作用するだけで足りる。選択的に、チャープされた位相マスクを使用すれば、アポダイゼーションが施されたチャープ回折格子を生成することが可能であり、この場合はアポダイゼーションが上述の技術により、紫外線の強度を一定に保って実行される。
【０１０６】
最後に、本発明の範囲を逸脱することなく、上述の実施形態に対して他の修正、変形、置換および統合を行えることは明白である。
【０１０７】
例えば図４の構成においては、スクリーン６を円柱レンズ１２と位相マスク９との間に配置して、第１の移動ステージ８と一体式のサポートで移動することもできる。この場合は、位相マスク９に到達するビーム３の歪みを大幅に低減させることができる。
【０１０８】
さらなる選択として、スクリーン６を減衰器４とミラー５の間の固定位置に配置することもできる。スクリーン６のこの配置は、スクリーン６と位相マスク９との間隔が増大すると位相マスク９自体に届くビーム３がかなり歪むことから、あまり好適ではないとされる。
【０１０９】
オプションとして、減衰器４を省略することもできる。この場合のビーム３のエネルギー制御は、プロセスの間にレーザ源２の作動条件を変更することによって達成することが可能である。
【０１１０】
さらに、図４が示す装置の場合のようにミラー５およびスクリーン６の移動によって実行されるビーム３の走査、または図５が示す装置の場合のようにスクリーン６のみの移動によって実行されるビーム３の走査に代えて、ファイバＦを特別な移動ステージ（図示されていない）でその軸に沿って位相マスク９およびサポート対１３と共に移動させることにより、ビーム３をファイバＦ上へ走査することも可能である。
【０１１１】
さらに、レーザ源２も、マスク−ファイバ間距離の修正によって縞の可視性を変更できればどんなタイプのものでもよい。
【０１１２】
さらに、ファイバＦ上へのビーム３のフォーカスを、レンズ１２（または他の等価光学エレメント）ではなく、ミラー５の代わりに使用される凹面ミラーまたは他の任意形状の反射面で実行することも可能である。
【０１１３】
光ファイバＦに代えて、回折格子が書き込まれる導波管を一体式の光学導波管にすることもできる。
【０１１４】
最後に、プロセッサ１１に代えて、マイクロコントローラを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
均一なブラッグ回折格子における（平均値に対する）屈折率のパターンを示している。
【図１ｂ】
均一なブラッグ回折格子の反射スペクトルを示している。
【図２ａ】
アポダイゼーションが施されたブラッグ回折格子における（平均値に対する）屈折率のパターンを示している。
【図２ｂ】
アポダイゼーションが施されたブラッグ回折格子の反射スペクトルを示している。
【図３ａ】
可変性の平均屈折率を有するチャープされたブラッグ回折格子における屈折率のパターンを示している。
【図３ｂ】
可変性の空間周期を有するチャープされたブラッグ回折格子における屈折率のパターンを示している。
【図３ｃ】
チャープされたブラッグ回折格子の反射スペクトルを示している。
【図４】
本発明による第１の実施形態の回折格子を書き込むための装置を示している。
【図５】
本発明による第２の実施形態の回折格子を書き込むための装置を示している。
【図６】
数値によるシミュレーションの結果を示している。
【図７】
数値によるシミュレーションの結果を示している。
【図８】
実験による測定結果を示している。
【図９ａ】
実験による測定結果を示している。
【図９ｂ】
実験による測定結果を示している。
【符号の説明】
３…紫外線ビーム、９…位相マスク、１０…移動デバイス、Ｆ…導波管、Ｆ’…感光性の導波管部分。
【図１ａ】
2004538497.tif 000006
【図１ｂ】
2004538497.tif 000007
【図２ａ】
2004538497.tif 000008
【図２ｂ】
2004538497.tif 000009
【図３ａ】
2004538497.tif 000010
【図３ｂ】
2004538497.tif 000011
【図３ｃ】
2004538497.tif 000012
【図４】
2004538497.tif 000013
【図５】
2004538497.tif 000014
【図６】
2004538497.tif 000015
【図７】
2004538497.tif 000016
【図８】
2004538497.tif 000017
【図９ａ】
2004538497.tif 000018
【図９ｂ】
2004538497.tif 000019
【国際公開パンフレット】
2004538497.tif 000020
2004538497.tif 000021
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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