(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの平均比屈折率差が０．４５〜１．５％の光ファイバに放射モード結合型のグレーティング部を形成し、このグレーティング部を基板に固定点間の長さが３０ｍｍ以下で固定してなり、グレーティング部の共振周波数が２０００Ｈｚ以上であり、損失の阻止帯域幅が１５〜２０ｎｍであることを特徴とする光ファイバグレーティング。
【請求項２】
前記光ファイバが、グレーティングの動作波長域においてシングルモード型の伝送特性を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバグレーティング。
【請求項３】
前記光ファイバが、１．３μｍ零分散光ファイバ、カットオフシフト光ファイバ、または分散シフト光ファイバのいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバグレーティング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射モード結合型光ファイバグレーティングに係り、グレーティング長を長大化することなく、阻止帯域幅の狭小化を達成できるようにした光ファイバグレーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバグレーティングは、光ファイバの長さ方向に、一定の周期的な変化、例えばコア屈折率の周期的な変化を形成することによって得られる。
一般にグレーティングには、放射モード結合型と反射モード結合型があり、放射モード結合型グレーティングは、コアを伝搬するモードとクラッドを伝搬するモードとを結合させることによって、特定波長の光を光ファイバの外に放射して減衰させる特性が得られるようにしたものである。また反射モード結合型グレーティングは、コアを正の方向に伝搬するモードと、コアをこれとは反対の方向（負の方向）に伝搬するモードとを結合させることによって、特定波長の光を反射させる特性が得られるようにしたものである。
【０００３】
例えば、光ファイバにおいて実現されているグレーティングの場合、放射型グレーティングはコアの屈折率変化の周期（以下、グレーティングピッチということがある）を数百μｍにすることによって得られ、反射型グレーティングは、グレーティングピッチを１μｍ程度とすることによって得られている。
【０００４】
放射モード結合型グレーティングにあっては、例えば図６に示すような波長−透過損失特性（透過スペクトル）が得られ、特定の波長帯の光の透過損失が選択的に大きくなっている。この透過損失が増加している波長帯の幅を阻止帯域幅、その中心の波長を阻止帯域の中心波長、透過損失の変化の大きさを阻止率という。
【０００５】
そして、これらのグレーティング特性は、グレーティングの各パラメータ、すなわちコア屈折率の変化量、グレーティングピッチ、グレーティング形状（コア屈折率変化のプロファイル）、光ファイバ長さ方向におけるグレーティング長、実効屈折率などによって変化することが知られている。
下記表１はグレーティングにおける各パラメータがグレーティング特性に及ぼす影響を表にまとめたものである。表中、×は影響なし、○は影響あり、△は影響が小さいことをそれぞれ示している。また↑（↓）はパラメータの値が増大すると、それに応じてグレーティング特性の値が増大（減少）することを示している。
【０００６】
【表１】
0003860099.tif 000002
【０００７】
ところで、放射モード結合型の光ファイバグレーティングは、例えば光通信分野に利用され、特に波長多重伝送を行う光通信システム中で、エルビウム添加光ファイバアンプの利得の波長依存性低減などに好適に用いることができる。そしてこの場合には、放射モード結合型光ファイバグレーティングの阻止帯域幅が、伝送に用いられる波長域と等しくなるように設計することが好ましい。
【０００８】
例えば、図７は、一般的なエルビウム添加光ファイバアンプの利得の波長依存性を示したものであり、この光ファイバアンプは、波長Ａと波長Ｂとの間で波長多重伝送を行う光通信システムに用いられる。そしてこの光通信システムで用いられる光ファイバグレーティングは、阻止帯域幅が波長Ａと波長Ｂとの間の波長域と一致し、かつこの波長域での波長−透過損失特性が、同じ波長域における利得の波長依存性（グラフにおけるカーブ）と同様のカーブを描くように設計することが好ましく、このように設計することによりこの波長域における利得を効率よく等化することができる。
【０００９】
ところで、従来、放射モード結合型グレーティングにおける阻止帯域幅を制御する方法としては、上記の表１に示されるようにグレーティング長を調整する方法しか知られていなかった。
しかしながら、一般に、波長多重伝送で用いられる波長域はエルビウム添加光ファイバアンプの利得帯域によって決まり、それは図７の波長Ａと波長Ｂの間の波長域となる。
【００１０】
そして、その帯域幅は１５〜２０ｎｍ程度であるが、これと一致するような比較的狭い阻止帯域幅を有する放射モード結合型グレーティングを作製しようとすると、グレーティング長が長大になってしまうという問題があった。例えば、従来は光ファイバグレーティングを作製するのに、通信用の光ファイバと同じ光ファイバが用いられており、このような光ファイバで阻止帯域幅が１５ｎｍ以下のものを作製する場合には、グレーティング長は少なくとも５０ｍｍは必要であった。
【００１１】
光ファイバグレーティングのグレーティング長が長大になると、光部品のコンパクト化の点で不利であり、既存の中継器に収納できなくなる。
また光ファイバグレーティングは、通常、グレーティング部の両側を基板等に接着剤で固定した状態で使用されるが、グレーティング長が長くなるとグレーティング部の共振周波数の値が小さくなるため、振動試験において、あるいは中継器の敷設中にグレーティング部が共振を起こし破損する恐れが生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
よって、この発明における課題は、光ファイバグレーティングのグレーティング長を長大化することなく、阻止帯域幅を狭くできるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、コアの平均比屈折率差が０．４５〜１．５％の光ファイバに放射モード結合型のグレーティング部を形成し、このグレーティング部を基板に固定点間の長さが３０ｍｍ以下で固定してなり、グレーティング部の共振周波数が２０００Ｈｚ以上であり、損失の阻止帯域幅が１５〜２０ｎｍであることを特徴とする光ファイバグレーティングである。請求項２記載の発明は、前記光導波路が、グレーティングの動作波長域においてシングルモード型の伝送特性を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバグレーティングである。請求項３記載の発明は、前記光導波路が、１．３μｍ零分散光ファイバ、カットオフシフト光ファイバ、または分散シフト光ファイバのいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバグレーティングである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。図１は、本発明の光ファイバグレーティングの一実施例を示した平面図である。ここでの例として光ファイバを用いた放射モード結合型光ファイバグレーティング（以下、単に光ファイバグレーティングということもある）を例に挙げて説明する。
図中符号１は光ファイバ、１ａはコア、１ｂはクラッド、２はグレーティング部、３は基板、４は接着剤、５は被覆層をそれぞれ示している。
【００１５】
光ファイバ１は、コア１ａと、コアよりも低屈折率のクラッド１ｂとからなっており、コア１ａの一部に屈折率が光ファイバ１長さ方向に周期的に変化しているグレーティング部２が形成されている。
本実施例では、光ファイバ１として、光ファイバ心線の被覆層５を一部除去したものが用いられる。
【００１６】
また、本実施例では放射モード結合型としての特性を得るために、グレーティング部２におけるグレーティングピッチは数十〜数百μｍ程度の範囲内で設定されている。
本実施例において、光ファイバ１のコア１ａは、紫外光が照射されたときに、その紫外光強度および照射時間に応じて屈折率が変化する材料で構成されており、好ましくは酸化ゲルマニウム添加石英ガラスからなっている。コア１ａには、酸化ゲルマニウム以外にアルミニウム、エルビウム、チタン等が適宜添加されていてもよい。また光ファイバ１のクラッド１ｂは好ましくは純石英ガラスまたはフッ素添加石英ガラスからなっている。
【００１７】
本発明での光ファイバグレーティング作製用として用いられる光ファイバ１は、シングルモード光ファイバでも、あるいはマルチモード光ファイバでもよいが、好ましくはグレーティングの動作波長域においてシングルモード型の伝送特性を有するものが用いられる。その理由としては、既存の光通信システム系ではシングルモード光ファイバが多用されていることから、シングルモード光ファイバを用いた方が、既存のシステムとの接続損失が小さくて済み、また高次モードで生じる透過損失のピークを考慮しないで済むことなどが挙げられる。
【００１８】
また、本発明において用いられる光ファイバ１は、コア１ａの平均比屈折率差が０．３５〜１．５％の範囲の通信用光ファイバのそれよりも大きくなるように形成されたものである。ここで、本発明におけるコアの平均比屈折率差とは、コア−クラッド比屈折率差を断面方向に平均化した値をいい、下記数式（Ｉ）で定義されるものである。
【００１９】
【数１】
0003860099.tif 000003
【００２０】
ここで、Ｓcoreはコアの断面積を表し、δは比屈折率差の分布を表す関数である。上記数式（Ｉ）の分子は、この関数δをｄＳ（コア断面の面積素片）でコアの内部のみ積分したものである。ここで、光ファイバ内のある点の光ファイバ中心からの距離をｒとすると、δはｒの関数であり、δ＝δ（ｒ）はコアの中心から半径ｒの点における比屈折率差の大きさを示す。そして、δが円筒対称である場合は、コア径をＲとすれば、コアの平均比屈折率差は、下記数式（II）で表される。
【００２１】
【数２】
0003860099.tif 000004
【００２２】
具体的には、本発明において光ファイバ１として、１．３μｍ零分散光ファイバ、カットオフシフト光ファイバ、または分散シフト光ファイバのいずれかを用いることができるが、１．３μｍ零分散光ファイバを用いる場合は、通信用の１．３μｍ零分散光ファイバのコアの平均比屈折率差が通常０．３５％程度であるのに対して、本発明で用いられる１．３μｍ零分散光ファイバは、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成されている。
【００２３】
カットオフシフト光ファイバを用いる場合は、通信用のカットオフシフト光ファイバのコアの平均比屈折率差が通常０．４〜０．４５％程度であるのに対して、本発明で用いられるカットオフシフト光ファイバは、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成されている。また分散シフト光ファイバを用いる場合は、通信用の分散シフト光ファイバのコアの平均比屈折率差が通常０．４％程度であるのに対して、本発明で用いられる分散シフト光ファイバは、コアの平均比屈折率差がこれより大きく形成されている。
【００２４】
本発明で用いられる光ファイバ１と通信用のものとのコアの平均比屈折率差の差は、後述するように、これによって光ファイバグレーティングにおける阻止帯域幅が変化するので、得ようとする光ファイバグレーティングにおけるグレーティング部２の長さ（グレーティング長）および阻止帯域幅に応じて設定される。
【００２５】
グレーティング長を一定としたとき、後述するように光ファイバ１のコアの平均比屈折率差が大きいほど阻止帯域幅は小さくなって望ましくなるが、シングルモード光ファイバにおいては、コアの平均比屈折率差を大きくしすぎると、光ファイバ１のモードフィールド径が小さくなるので、既存のシステム系等と接続する場合に接続損失が大きくなってしまうという問題が生じる。
【００２６】
したがって、本発明で用いられる光ファイバ１のコアの平均比屈折率差は、接続する通信用光導波路に対する前記のような接続損失の問題が生じない限り大きくすることが望ましい。そこでその上限は、接続損失の許容範囲によって決められ、例えば接続損失の許容範囲が０．２ｄＢ以下程度であるときは、光ファイバ１のコア１ａの平均比屈折率差は１．５％以下の範囲内で設定される。
【００２７】
本実施例では、コア１ａの平均比屈折率差が０．７％の１．３μｍ零分散光ファイバが用いられ、グレーティング長２０ｍｍ、阻止帯域幅が２０ｎｍの放射モード結合型光ファイバグレーティングが構成されている。
【００２８】
また、グレーティング部２が形成された光ファイバ１は、基板３上に固定されている。この基板３の材料としては、光ファイバ１との熱膨張係数の差が小さいものが好ましく、石英基板が好適に用いられる。基板３の形状は任意とすることができる。光ファイバ１の基板３への固定には、接着剤４が好ましく用いられ、例えばエポキシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤等が好ましく用いられる。
【００２９】
放射モード結合型グレーティングにあっては、接着剤４がグレーティング部２に接触するとグレーティング特性が変化してしまうので、グレーティング部２以外の部分、好ましくは、グレーティング部２の両端からそれぞれ５ｍｍ以上離れた両側に接着剤が塗布される。
【００３０】
本実施例においては、グレーティング部２の長さが２０ｍｍであり、グレーティング部２と接着剤４との距離ａが両側それぞれ５ｍｍ、接着剤４を塗布して光ファイバ１を基板３に固定するのに必要な長さｂが両側それぞれ５ｍｍとなっており、基板３としては、長さ４０ｍｍの石英管が用いられている。
【００３１】
以下、このような光ファイバグレーティングの製造方法の一例について説明する。
まず、図２に示すような、グレーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との関係を予め後述する計算方法により求めておき、これに基づいて得ようとするグレーティング長および阻止帯域幅を同時に達成できるコアの平均比屈折率差を求める。
【００３２】
図２は、グレーティング長が１５，２０，２５，３０，３５，４０ｍｍのときの、各々のコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との関係を例示したグラフであり、横軸はコアの平均比屈折率差、縦軸は阻止帯域幅の計算結果（理論限界値）を表している。
【００３３】
以下、放射モード結合型光ファイバの阻止帯域幅（理論限界値）の算出方法について説明する。
上述したように、放射モード結合型グレーティングは（コアの）導波モードをクラッドを伝搬するモードに結合させることによって、導波モードの光を減衰させるように構成されるが、このグレーティングによる導波モードの光パワーの減衰率２αは、下記数式（１）で表される。
【００３４】
【数３】
0003860099.tif 000005
【００３５】
ここで、ｍは結合するクラッドのモード番号を示し、Ｃmはクラッドのｍ番モードに結合するときの結合定数を表している。またΦ（△βm）はグレーティングのパターンをフーリエ変換したものの自乗であり、グレーティング部のパターンが等間隔である場合、グレーティングの周期（グレーティングの変化が正弦関数的でない場合はその基本周期）に対応するΦ（△βm）は、下記数式（２）で表される。
【００３６】
【数４】
0003860099.tif 000006
【００３７】
ここで、△βmはクラッドのｍ番モードとコアを導波するモードとの伝搬定数の差である。またΛはグレーティングのピッチを表し、νはグレーティングのピッチ数を表している。△β＝２π／Λの近傍におけるΦと△βの関係を、図３に示す。
【００３８】
この図３に示されるように、△βが２（ν−１）π／νΛのとき、および△βが２（ν＋１）π／νΛのときの波長をそれぞれλl、λsとすれば、伝搬する先の波長がλlからλsのとき（すなわち△βが２（ν−１）π／νΛから２（ν＋１）π／νΛのとき）、上記数式（２）の値Φ（△βm）は有限となって、上記数式（１）により減衰率２αが大きな値となる。
【００３９】
そして、λlからλsの範囲外のときは、Φ（△βm）はほとんど０となって減衰率２αは無視できるようになる。すなわち、λlからλsの間がグレーティングによる損失が大きくなって阻止帯域となり、このλlとλsとの間隔が阻止帯域幅△λと定義される。
また、数式  △β（λl）−△β（λs）＝４π／νΛ…（３）が成り立ち、ここでλc＝（λl＋λs）／２であるので、上記数式（３）は下記数式（４）のように書き直すことができる。
【００４０】
【数５】
0003860099.tif 000007
【００４１】
そして、第一次までの展開で近似をすれば、上記数式（４）は下記数式（５）に書きかえることができる。
【００４２】
【数６】
0003860099.tif 000008
【００４３】
これをさらに変形すれば下記数式（６）のようになり、
【００４４】
【数７】
0003860099.tif 000009
【００４５】
さらにグレーティング長をＬとすれば、Ｌ＝νΛであるから、下記数式（７）、すなわち阻止帯域幅の算出式が得られる。
【００４６】
【数８】
0003860099.tif 000010
【００４７】
ここで、上記数式（７）において△β（λc）は阻止帯域の中心波長λcにおけるコアの導波モードの伝搬定数とクラッドモードの伝搬定数との差であるが、以下に説明するようにコアの平均比屈折率差が大きいほど、△β（λc）の波長微分、つまり上記数式（７）の分母が大きくなるので、上記数式（７）の右辺は小さくなり、従って阻止帯域幅（△λ）が小さくなることがわかる。
【００４８】
すなわち、図４は横軸に光の周波数（ω）、縦軸にモードの実効屈折率（ｎeff）をとり、両者の関係（分散曲線）を示したものである。この図において▲１▼はコアの平均比屈折率差が大きい光ファイバのコアの導波モードの分散曲線、▲２▼はコアの平均比屈折率差が小さい光ファイバのコアの導波モードの分散曲線、▲３▼はクラッドモードの分散曲線をそれぞれ示している。
【００４９】
この図４に示されるように、同じ周波数（ω）の光を用いた場合、コアの導波モードの実効屈折率（ｎeff）を周波数（ω）で微分した値（分散曲線の傾きに相当する）、すなわち実効屈折率の周波数依存性は、コアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの平均比屈折率差が小さい光ファイバより大きくなる。しかし、クラッドモードの実効屈折率はコアの平均比屈折率差の違いによる影響はほとんど受けない。このことから、コアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの導波モードとクラッドモードの実効屈折率の差の周波数依存性が大きいことになる。
【００５０】
ここで、周波数は波長の逆数に比例するので（ω＝２πν＝２πＣ／λ）、コアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が、コアの導波モードとクラッドモードの実効屈折率の差の波長依存性の絶対値が大きいということになる。また、伝搬定数は実効屈折率に光の真空中での波数を掛けたものに等しいので、コアの導波モードとクラッドモードの伝搬定数の差（△β）の波長微分の絶対値はコアの平均比屈折率差が大きい光ファイバの方が大きいといえる。
【００５１】
また、得ようとする光ファイバグレーティングのグレーティング長の条件は、主に光ファイバグレーティングの収納性および耐振動性を考慮して決定される。
本実施例では、海底中継器内に収納して敷設できるような光ファイバグレーティングを得るために、グレーティング長は２０ｍｍに設定されている。すなわち、図１に示すような光ファイバグレーティングを海底中継器内に収納できるようにするためには、基板３の長さを４０ｍｍ以下としなければならない。
【００５２】
そして、放射モード結合型光ファイバグレーティングの場合には、これを接着剤４で基板３上に固定するためには、グレーティング部２の両側にそれぞれ１０ｍｍ以上の固定台が必要である。したがって、長さ４０ｍｍ以下の基板３に固定するためには、グレーティング長は２０ｍｍ以下に制限される。
【００５３】
また、光ファイバ１の直径は通常１２５μｍであるが、直径１２５μｍの石英ガラス製の弦の張力と共振周波数とは図５に示されるような関係にある。図５は、長さがそれぞれ１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０ｍｍの石英ガラス製の弦の張力と共振周波数との関係を示したものである。
【００５４】
一般に光部品の振動試験を行う場合には、ケーブルや中継器を敷設する際に発生する振動が２０００Ｈｚ以下であるという理由から、振動の上限が２０００Ｈｚとされている。光ファイバグレーティングの耐振動性については、その共振周波数が２０００Ｈｚ以上となるように設計すれば、振動試験中や敷設中に光ファイバグレーティングが共振を起こして破損が生じるのを防止することができる。
【００５５】
ところで、上述したように光ファイバグレーティングを海底中継器内に収納できるようにするためには、基板３の長さは４０ｍｍ以下に制限される。そして光ファイバグレーティングを固定するために接着剤４を塗布する部分の長さｂは、両側それぞれにおいて最低でも５ｍｍは必要であるので、接着固定点間の光ファイバ１の長さは約３０ｍｍよりも長くすることはできない。
【００５６】
一方、光ファイバグレーティングにかかる張力が大きすぎると光ファイバ１の信頼性の点で問題が生じることから、張力がプルーフ強度である２００ｇｆの１／４〜１／５以下の環境で使用することが好ましい。したがって、光ファイバグレーティングにかかる張力は４０〜５０ｇｆ以下とすることが必要である。
【００５７】
このように、光ファイバグレーティングにかかる張力の上限が４０〜５０ｇｆであり、かつ接着固定点間の光ファイバグレーティングの長さを３０ｍｍより長くできないという条件下で、共振周波数が２０００Ｈｚ以上となるようにするには、図５にも示されるように、接着固定点間の光ファイバグレーティングの長さを約３０ｍｍ以下とすることが必要である。そして、グレーティング部２と接着剤４との距離ａは少なくとも５ｍｍは離れていることが好ましいので、グレーティング長は２０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００５８】
また、得ようとする光ファイバグレーティングの阻止帯域幅の条件は、光ファイバグレーティングの用途によって決定される。
例えば、波長多重伝送を行う光通信システム中で、エルビウム添加光ファイバアンプの利得の波長依存性低減に用いられる放射モード結合型光ファイバグレーティングの場合には、阻止帯域幅が伝送に用いられる波長域と等しくなるように好ましく設計され、本実施例では阻止帯域幅は２０ｎｍに好ましく設定されている。
【００５９】
このようにして決められたグレーティング長および阻止帯域幅の条件に対して、グレーティング作製に用いる光ファイバ１のコア１ａの平均比屈折率差の好適な値を決定する。
本実施例ではグレーティング長が２０ｍｍ以下でかつ阻止帯域幅が２０ｎｍの放射モード結合型光ファイバグレーティングを得るためには、図２のグラフより、コア１ａの平均比屈折率差を０．７％以上とすればよいことがわかる。
【００６０】
そして光ファイバ１のコア１ａの好適な平均比屈折率差が決まったら、これを満たすような光ファイバ１を用意し、その一部でコア屈折率を周期的に変化させてグレーティング部２を形成する。
グレーティング部２の作製に際して、得ようとする光ファイバグレーティングのグレーティング長以外のパラメータは、これによって中心波長や阻止率が変化するので、得ようとするグレーティング特性に応じて適宜設定される。
【００６１】
グレーティング部２の形成方法は特に限定されないが、本実施例においては、光ファイバ１のコア１ａが紫外光照射によって屈折率が変化する材料で構成されているので、光ファイバ１の所定の部位に、紫外光を光ファイバ１長さ方向に周期的に照射することによって、グレーティング部２を好ましく形成することができる。
【００６２】
光ファイバ１に照射される紫外光の波長は２００〜３００ｎｍ程度が好ましく、光源としては、例えばＫｒＦレーザ（波長２４８ｎｍ）が好適に用いられる。
そして、数十〜数百μｍの一定間隔のスリットが切ってあるホトマスクを介して、比較的スポット幅が大きい紫外光を光ファイバ１に照射する方法や、スポット幅を小さくした紫外光を光ファイバ１に一定時間照射した後、照射を止め、照射位置を光ファイバ１長さ方向に移動させて再び照射するという動作を繰り返すことにより、光ファイバ１に対して一定間隔で紫外光を照射する方法など、周知の手法を適宜用いてグレーティング部２を形成することができる。
【００６３】
また、紫外光の照射に先立って光ファイバ１の水素添加処理を行ってもよい。コア１ａ中のゲルマニウム濃度がせいぜい数％以下である光ファイバにあっては、紫外光照射によるコア屈折率変化を十分に得るためには予め水素添加処理を行うことが好ましい。この水素添加処理は、例えば光ファイバ１を、１００ａｔｍ、５０℃程度に調整された水素加圧容器中に４８時間程度保持することによって達成される。
ただし、この水素添加処理は必須ではなく、コア１ａ中のゲルマニウム濃度が３０％程度で、光ファイバグレーティングの阻止率が比較的低くてもよい場合等には、これを行わない構成とすることもできる。
【００６４】
そして、紫外光照射前にこのような水素添加処理を行った場合は、グレーティング部２を形成した後に、光ファイバ１中の水素を脱離させることが好ましい。この脱水素工程は、例えば光ファイバ１を常温〜１００℃の温度条件下に数日間放置することによって行われる。この脱水素工程は、紫外光照射に先立って光ファイバ１に添加された水素自体に起因して屈折率変化が生じ、グレーティング部２作製後にグレーティング特性が経時的に変化するのを防止するのに有効である。
【００６５】
このようにしてグレーティング部２を形成した後、光ファイバ１を基板３上に接着固定することにより、光ファイバグレーティングが得られる。
【００６６】
本実施例の光ファイバグレーティングによれば、光ファイバ１のコアの平均比屈折率差を０．４５〜１．５％と大きくすることによって、グレーティング長を長大化することなく、阻止帯域幅の狭小化を達成することができる。
【００６７】
【実施例】
（実施例１）
まず、コアが酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガラスからなる１．３μｍ零分散光ファイバであって、コアの平均比屈折率差が１．０％の光ファイバを用意した。この光ファイバにスポット幅２００μｍの紫外光（波長２４８ｎｍ）を一定時間照射した後、照射を止め、照射位置を光ファイバ長さ方向に移動させて再び照射するという動作を繰り返すことにより、グレーティング部を形成した。
【００６８】
この時、グレーティングピッチは４００μｍであり、グレーティング長は２０ｍｍとした。
得られた光ファイバグレーティングは放射モード結合型グレーティングとしての特性を有しており、阻止帯域幅は１５ｎｍであった。
【００６９】
（比較例１）
コアが酸化ゲルマニウムが添加された石英ガラスからなり、クラッドが純石英ガラスからなる通信用の１．３μｍ零分散光ファイバを用意した。この光ファイバのコアの平均比屈折率差は約０．３５％であった。
この光ファイバに上記実施例１と同様の方法でグレーティング部を形成した。グレーティングピッチは上記実施例１と同様の４００μｍとした。グレーティング長を上記実施例１の２倍の４０ｍｍとしても、阻止帯域幅は約２０ｎｍまでしか狭くならなかった。
【００７０】
なお、上記実施例では、コアの屈折率を周期的に変化させることによってグレーティング部が形成されている例を挙げたが、グレーティング部の構成はこれに限らず、上記数式（１）が成り立つ放射モード結合型グレーティングであれば任意の構成とすることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ファイバグレーティングにあっては、コアの平均比屈折率差が０．４５〜１．５％の光ファイバに放射モード結合型のグレーティング部を形成したものであるので、グレーティング部の長さ（グレーティング長）を長大化することなく、阻止帯域幅の狭小化を達成することができる。また、固定部間の長さを３０ｍｍ以下としたので、グレーティング全体を小型化することができ、海底中継器内などの狭い収容スペースにも収容できる。共振周波数を２０００Ｈｚ以上としたので、振動試験中や敷設中に光ファイバグレーティングが共振を起こして破損することもなく、共振周波数が高くなり２０００Ｈｚ以上とすることに寄与する。さらに阻止帯域幅を１５〜２０ｎｍとしたので、エルビウム添加光ファイバアンプと組み合わせることで、この光ファイバアンプの利得波長依存性を効率よく平坦化することが可能である。
また、前記光ファイバとして、グレーティングの動作波長域においてシングルモード型の伝送特性を有するものを用いれば、既存の、シングルモード光導波路を用いた光通信システム系との接続損失が小さくて済み、また高次モードで生じる透過損失のピークを考慮しないで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光ファイバグレーティングの一実施例を示す平面図である。
【図２】  本発明に係るグレーティング長とコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との関係の例を示すグラフである。
【図３】  本発明に係る阻止帯域幅の算出式を説明するためのグラフである。
【図４】  光ファイバグレーティングにおけるコアの平均比屈折率差と阻止帯域幅との関係を説明するために、光の周波数と実効屈折率との関係を示したグラフである。
【図５】  本発明に係る光ファイバグレーティングにおける光ファイバの長さと張力と共振周波数との関係を示すグラフである。
【図６】  放射モード結合型光導波路グレーティングの特性を示すグラフである。
【図７】  光ファイバアンプの利得の波長特性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光ファイバ、１ａ…コア、２…グレーティング部。
【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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【図６】
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【図７】
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