(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置であって、該製造装置は前記光ファイバと前記マスクとの位置決め装置を有しており、該位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを有し、前記光ファイバ配列部材の表面側には前記光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝が形成されており、該ピン挿入溝に前記位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙が形成される構成としたことを特徴とするグレーティング型光部品の製造装置。
【請求項２】
光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したことを特徴とする請求項１記載のグレーティング型光部品の製造装置。
【請求項３】
ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成したことを特徴とする請求項１記載のグレーティング型光部品の製造装置。
【請求項４】
光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造方法であって、表面側に光ファイバ配列溝および該光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを用意し、前記ピン挿入溝に位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙を介した状態で前記マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射することを特徴とするグレーティング型光部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバのグレーティング形成領域にグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置およびグレーティング型光部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信技術において、グレーティング型光部品が広く使用されている。このグレーティング型光部品は、例えば信号波長とは異なる波長帯にグレーティングにより透過光の阻止帯域を形成し、信号光は入力端から出力端へ透過させ、阻止帯域の波長の光を前記グレーティングにより入力端側へ反射させて監視光として取り出すものである。
【０００３】
前記グレーティングの形成方法としては、マスク（フェイズマスク）を用いて形成するフェイズマスク法が広く用いられている。このフェイズマスク法は、光ファイバ等の光導波路のグレーティング形成領域に、マスク（フェイズマスク）を介して紫外光を照射し、光ファイバ等の光導波路に前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すものである。
【０００４】
光ファイバのコアは、一般に、ゲルマニウム(Ｇｅ)ドープ石英(ＳｉＯ２)ガラスにより形成されており、このゲルマニウムドープガラスに強い紫外光を照射すると、ゲルマニウムの屈折率が高まるため、光ファイバ上にフェイズマスクを介して紫外光の干渉縞を投影することにより、光ファイバのコア内に周期的な屈折率変化を起こさせ、回折格子を形成することができる。なお、グレーティング形成方法としては、フェイズマスク法の他に、マスクを用いないボログラフィック法等もある。
【０００５】
ところで、フェイズマスク法により光ファイバにグレーティングを形成するときには、例えば、１μｍ前後の間隔の干渉縞を光ファイバ上に投影させるため、光ファイバとフェイズマスクとの正確な姿勢精度（傾き、距離）が要求される。また、紫外光を照射するためにエキシマレーザを用いようとすると、エキシマレーザはアルゴンレーザよりもコヒーレントが悪く、くっきりした干渉縞が得にくいために、光ファイバをフェイズマスクに接近させた位置にセットすることが望ましい。
【０００６】
そこで、フェイズマスク法によりグレーティング型光部品の製造を行なうときには、例えば、図４，５に示すような装置を用いて、光ファイバ２にフェイズマスク８を接触させた状態で、光ファイバ２の上に、フェイズマスク８を直接搭載して、フェイズマスク８の上方側からＵＶ光（紫外光）を照射してグレーティング形成を行なっていた。すなわち、これらの図に示すように、間隔を介して配置した２つの光ファイバ載置台１３の平面状の上面に、２対以上の光ファイバ２をほぼ平行に配設し、これらの光ファイバ上２に、自重でバランス良くフェイズマスク８を光ファイバ２に接触させて置く、または、フェイズマスク８に加圧して、フェイズマスク８を光ファイバ２に接触させて置き、上記のように、紫外光照射によるグレーティング形成を行なっていた。
【０００７】
なお、一般に、光ファイバ２の被覆を除去したグレーティング形成領域６にグレーティング形成が行なわれるようになっており、図５の（ｂ）に示すように、光ファイバ載置台１３には、光ファイバ２の被覆を除去したグレーティング形成領域６の両端側の部分が搭載される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フェイズマスク８は、一般的に石英製であり、高価であるにもかかわらず、大変脆いものであり、上記のように、フェイズマスク８と光ファイバ２とを接触させて配設すると、高価なフェイズマスク８を傷つけやすいといった問題があった。
【０００９】
また、フェイズマスク８と光ファイバ２とが接触すると、光ファイバ２に付着した異物がフェイズマスク８を汚してしまい、グレーティング形成の障害になるといった問題もあった。
【００１０】
さらに、グレーティングを形成するときには、グレーティング形成領域６の両端側の、光ファイバ２の被覆が除去されていない被覆部分を張力印加装置側に固定して張力を加えることにより、グレーティング形成領域６に張力を加えながら紫外光照射を行なうが、図５，６に示したような装置において、光ファイバ載置台１３の表面は平面状に形成されており、光ファイバ２は、この平面状の光ファイバ載置台１３の表面とフェイズマスク８との間に挟まれているだけなので、前記被覆部分の設置具合（固定具合）や張力のかけ方により、光ファイバ２のファイバグレーティング形成領域６に曲がりや浮き上がりが生じ、フェイズマスク８の設置精度に悪影響が及びやすいといった問題もあった。
【００１１】
さらに、光ファイバ２上にフェイズマスク８を加圧または自重で直接配置するため、常に、光ファイバ２自体の外径精度や、同時に処理する（光ファイバ載置台１３に同時に搭載される）光ファイバ２同士の外径精度によって、フェイズマスク８と光ファイバの姿勢精度にばらつきが生じてしまうといった問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フェイズマスクに汚れや傷などを生じさせることなく、かつ、光ファイバの外径精度や被覆部の配置具合などに影響を受けることなく正確にグレーティング形成を行なうことができるグレーティング型光部品の製造装置およびグレーティング型光部品の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明のグレーティング型光部品の製造装置は、光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造装置であって、該製造装置は前記光ファイバと前記マスクとの位置決め装置を有しており、該位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを有し、前記光ファイバ配列部材の表面側には前記光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝が形成されており、該ピン挿入溝に前記位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙が形成される構成としたことを特徴として構成されている。
【００１４】
また、前記光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したこと、前記ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成したことも本発明のグレーティング型光部品の製造装置の特徴的な構成とされている。
【００１５】
さらに、本発明のグレーティング型光部品の製造方法は、光ファイバのグレーティング形成領域にマスクを介して紫外光を照射し、前記光ファイバに前記マスクを介しての紫外光照射による屈折率の高い部分と紫外光遮蔽による屈折率の低い部分を光ファイバの長手方向に周期的に配列してグレーティングを施すグレーティング型光部品の製造方法であって、表面側に光ファイバ配列溝および該光ファイバ配列溝と間隔を介してピン挿入溝を形成した光ファイバ配列部材と、該光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面と前記マスクとの間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピンとを用意し、前記ピン挿入溝に位置決めピンを挿入して該位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより該マスクと前記光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間に間隙を介した状態で前記マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
上記構成の本発明において、光ファイバ配列部材のピン挿入溝に位置決めピンを挿入して、この位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより、マスクと、光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に確実に挿入されて配列される光ファイバ上面との間には、間隙を介した状態とされる。
【００１７】
この間隙は、例えば位置決めピンの径やピン挿入溝の深さを調節することにより、容易に調節されるので、光ファイバ上面とマスクとの間に、最適な距離、すなわち、きわめてわずかな隙間を形成することが可能となり、この状態で、マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光が照射されるので、高価なマスクに傷が生じることや、光ファイバの埃がマスクに付着することは防止され、しかも、光ファイバの外径精度や被覆部の配置具合などに影響を受けることなく、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態でグレーティング形成を行なうことが可能となり、正確にグレーティング形成を行なうことができるために、上記課題が解決される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の一実施形態例を構成する位置決め装置の要部構成が示されている。なお、同図の（ａ）には、この位置決め装置の斜視図が、同図の（ｂ）には、その側面図がそれぞれ示されており、図２には、この位置決め装置の正面図が示されている。
【００１９】
本実施形態例の製造装置は、フェイズマスク法により光ファイバにグレーティングを形成する装置であり、本実施形態例の製造装置は、これらの図に示すような、光ファイバ２とフェイズマスク８との位置決め装置を有している。この位置決め装置は、表面側に光ファイバ配列溝としてのＶ溝９を形成した光ファイバ配列部材３と、光ファイバ配列部材３のＶ溝９に配列される光ファイバ２の上面とフェイズマスク８との間に間隙を確保するマスク位置決め用の位置決めピン１とを有している。
【００２０】
本実施形態例では、２つの光ファイバ配列部材３が、間隔を介して配設されており、光ファイバ配列部材３の表面側にはＶ溝９の両側に、Ｖ溝９と間隔を介してＶ字形状のピン挿入溝４が形成されており、Ｖ溝９の深さとピン挿入溝４の深さは、サブミクロン台でほぼ等しく形成されている。
【００２１】
位置決めピン１は超硬合金製であり、位置決めピン１の径は１２７μｍで、Ｖ溝９に配列する光ファイバ２の径（φ１２４μｍ〜１２６μｍ）よりも大きく形成されている。位置決めピン１はセンターレス研削で作られており、長さ１０ｍｍあたりの円筒度は０．３μｍ以下であり、一般的な光ファイバの円筒度よりも精度が高く形成されている。本実施形態例では、このような位置決めピン１を４本用いており、これらの位置決めピン１をそれぞれピン挿入溝４に挿入し、位置決めピン１の上部側にフェイズマスク８を搭載することにより、フェイズマスク８と光ファイバ２の上面との間に間隙が形成される構成とされている。なお、フェイズマスク８は、光ファイバ２の長手方向の長さが、４本の位置決めピン１により支持される長さに形成されている。
【００２２】
本実施形態例のグレーティング型光部品の製造装置は、以上のように形成された位置決め装置を有しており、次に、本実施形態例の製造装置を用いたグレーティング型光部品の製造方法について説明する。
【００２３】
まず、前記ピン挿入溝４にそれぞれ、位置決めピン１を挿入し、次に、光ファイバ２に張力をかけながら、光ファイバ２をＶ溝９に沿わせて固定する。なお、予め、グレーティング形成領域６を含む光ファイバ２の途中領域の被覆を除去した状態とし、光誘起特性の向上を目的とした加圧水素処理等を行なってから、光ファイバ２をＶ溝９に固定する。また、図２に示すように、光ファイバ２の被覆除去領域は、光ファイバ２をＶ溝９に挿入するときに、被覆部分がＶ溝９にかからないような長さとする。
【００２４】
その後、４箇所のピン挿入溝４に挿入した位置決めピン１の上にフェイズマスク８を自重で置く。このとき、位置決めピン１の配置のほぼ中心にフェイズマスク８の重心がくるように配置する。
【００２５】
以上のようにして、Ｖ溝９に配列した光ファイバ２の上面とフェイズマスク８との間に、例えば２μｍといったわずかな間隙を介した状態で、フェイズマスク８を介して光ファイバ２のグレーティング形成領域６に紫外光を照射する。なお、紫外光の照射は、例えば、ＫｒＦエキシマレーザを用いて行なう。
【００２６】
本実施形態例によれば、図１，２に示したたような位置決め装置を有することから、以上のように、フェイズマスク８と光ファイバ２を、極めてわずかな間隙を介して容易に配設できる。
【００２７】
そして、本実施形態例の装置を用いることにより、従来のように、フェイズマスク８と光ファイバ２とが接触することを防げるために、高価なフェイズマスク８に傷を生じさせることや、光ファイバ２に付着した埃などの異物によってフェイズマスク８を汚すことを防ぐことができるし、光ファイバ２自体の外径精度や、同時に処理する光ファイバ２同士の外径ばらつきなどの悪影響を受けることなく、常に正確に、フェイズマスク８と光ファイバ２との姿勢精度を再現性よく保つことができ、非常に正確にグレーティング形成を行なうことができる。
【００２８】
特に、本実施形態例では、位置決めピン１は超硬合金製のピンとし、センターレス研削で作り、一般的な光ファイバの円筒度よりも精度が高く形成したものを用いているために、フェイズマスク８と光ファイバとの姿勢精度を極めて正確に、かつ、再現性よく保つことができ、より一層正確に、再現性よくグレーティング形成を行なうことができる。
【００２９】
また、光ファイバ２のグレーティング形成領域６の両側が光ファイバ配列部材３のＶ溝９に挿入固定されるので、従来のように、平面状に形成された光ファイバ載置台１３の表面に光ファイバ２を搭載する場合と異なり、光ファイバ２に張力を施すときの被覆部分の固定具合や張力のかけ方により、光ファイバ２のファイバグレーティング形成領域６に曲がりや浮き上がりが生じることを防ぐことが可能となり、それにより、フェイズマスク８の設置精度に悪影響が及ぶことを防ぎ、非常に正確に、再現性良くグレーティング形成を行なうことができる。
【００３０】
さらに、本実施形態例によれば、ピン挿入溝４に位置決めピン１を挿入した状態で、光ファイバ２をＶ溝９に挿入し、位置決めピン１の上にフェイズマスク８を自重で置くだけでフェイズマスク８と光ファイバ２との正確な位置決めができるために、非常に容易にフェイズマスク８と光ファイバとの位置決めを行なうことができ、グレーティング型光部品の製造を非常に容易に行なうことができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、位置決めピン１の径を１２７μｍとしたが、位置決めピン１の径は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、光ファイバ２の径よりも大きい適宜の値に設定することにより、光ファイバ２とフェイズマスク８との間隙の大きさを様々に可変することができる。
【００３２】
また、上記実施形態例では、光ファイバ配列部材３に形成するＶ溝９とピン挿入溝４とをほぼ同じ深さにしたが、例えば図３に示すように、ピン挿入溝４の深さをＶ溝９の深さよりも浅く形成してもよい。この場合、例えば、位置決めピン１の径を光ファイバ２の径とほぼ等しく形成すれば、ピン挿入溝４がＶ溝９よりも浅い分だけ、フェイズマスク８と光ファイバ２との間に間隙を設けることができる。また、ピン挿入溝４の深さとＶ溝９の深さとの差を大きくすれば、光ファイバ２の径よりも小さい径の位置決めピン１をピン挿入溝４に挿入しても、フェイズマスク８と光ファイバ２との間に間隙を設けることができる。
【００３３】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ配列溝をＶ溝９とし、ピン挿入溝４もＶ字形状の溝としたが、これらの溝の形状は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えばこれらの溝の一方または両方をＵ字形状の溝としてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造方法によれば、光ファイバ配列部材のピン挿入溝に位置決めピンを挿入して、この位置決めピンの上部側にマスクを搭載することにより、マスクと光ファイバ配列部材の光ファイバ配列溝に配列される光ファイバ上面との間には間隙を介した状態とすることができ、この状態で、マスクを介して光ファイバのグレーティング形成領域に紫外光を照射することで、高価なマスクに傷が生じることや、光ファイバの埃等の異物がマスクに付着することを防止することができるし、しかも、光ファイバの外径精度などに影響を受けることなく、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態で、再現性良くグレーティング形成を行なうことができる。
【００３７】
また、本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造法方法によれば、光ファイバを光ファイバ配列溝に配列することにより、例えばグレーティング形成時に光ファイバを光ファイバ配列溝に固定することができるために、グレーティング形成時に光ファイバの被覆部分に張力を加えても、張力の加え方などによって光ファイバのグレーティング形成領域が浮き上がったり曲がったりすることを防ぐことが可能となり、より一層、光ファイバとマスクとの姿勢精度が高い状態で、再現性よくグレーティング形成を行なうことができる。
【００３８】
さらに、本発明のグレーティング型光部品の製造装置および製造方法によれば、例えば位置決めピンの径やピン挿入溝の深さを調節することにより、前記間隙を容易に調節することができるので、光ファイバ上面とマスクとの間に、最適な距離、すなわち、きわめてわずかな隙間を形成することができ、非常に良好なグレーティング形成を行なうことができる。
【００３９】
また、グレーティング型光部品の製造装置において、前記光ファイバ配列溝の深さとピン挿入溝の深さを略一致させ、位置決めピンの径を光ファイバ配列溝に配列する光ファイバの径よりも大きく形成したり、前記ピン挿入溝の深さを光ファイバ配列溝の深さよりも浅く形成することにより、非常に容易に、かつ、確実にマスクと光ファイバとの間に間隙を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の一実施形態例に設けられる位置決め装置を示す要部構成図である。
【図２】図１の（ａ）の正面図である。
【図３】本発明に係るグレーティング型光部品の製造装置の他の実施形態例に設けられる位置決め装置を示す要部構成図である。
【図４】  従来のグレーティング型光部品の製造方法における一過程を示す説明図である。
【図５】  図４の側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１  位置決めピン
２  光ファイバ
３  光ファイバ配列部材
４  ピン挿入溝
６  グレーティング形成領域
８  フェイズマスク
９  Ｖ溝
１４  突起部
【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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