(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの長さ方向に張力あるいは圧縮力を加えた状態で、この光ファイバを横切る方向にレーザビームを掃引し、この光ファイバをその長さ方向に間欠的に加熱して軟化させ、前記張力あるいは圧縮力の作用によって、この加熱部の外径を縮経あるいは拡径させることにより、前記光ファイバのコア径がその長さ方向に周期的に変化してなる光ファイバグレーティングを製造することを特徴とする光ファイバグレーティングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの長さ方向に周期的な摂動が形成されてなる光ファイバグレーティングとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバグレーティングとは、光ファイバの長さ方向に周期的な摂動が形成されてなる光ファイバ型デバイスであって、特定モード間の結合を発生させることにより、波長フィルタとして作用するものである。
光ファイバグレーティングはその結合モード間の関係によって、反射型と放射型に分類することができる。
【０００３】
ここで、光ファイバの光の入射方向を正の方向、その逆方向を負の方向とする。
反射型光ファイバグレーティングは、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。
放射型光ファイバグレーティングは、コアを伝搬するモードとクラッドを伝搬するモードを結合させることによって、特定波長の光をコア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。
【０００４】
ところで、光ファイバグレーティングの周期的な摂動は、コアの屈折率を変化させたり、コア径を変化させて導波構造を変化させたりする方法などによって形成することができる。
最も一般的な光ファイバグレーティングの製造方法は、フォトリフラクティブ効果（フォトセンシティブ効果という場合もある）により、コアの屈折率を変化させる方法である。
フォトリフラクティブ効果とは、例えばドーパントとしてゲルマニウムが添加された石英ガラスに、波長２４０ｎｍ付近の紫外光を照射すると、前記石英ガラスの屈折率の上昇が観測される現象のことである。
【０００５】
図１５は従来の光ファイバグレーティングの製造工程を説明する概略構成図である。
図中符号１１は光ファイバであり、この光ファイバ１１は、その中心部のコア１１ａと、このコア１１ａの外周に設けられたクラッド１１ｂとからなる。
この光ファイバ１１は、例えば光の波長１．５５μｍにおいて単一モード動作をしている光ファイバ（シングルモード光ファイバ）である。
【０００６】
前記コア１１ａはドーパントとしてゲルマニウムを含む石英ガラスからなる。ゲルマニウムは通常酸化ゲルマニウムとして石英ガラスに添加される。
前記クラッド１１ｂは、不純物を無視できる程度に実質的に純粋な石英ガラス（以下純石英ガラスという）からなる。
以下、純石英ガラス、あるいはドーパントが添加された石英ガラスを主成分とするものを石英系ガラスということがある。
符号１２は位相マスクであり、この位相マスク１２には、所定の周期で複数の格子１２ａが形成されている。
【０００７】
グレーティング部１３を形成するには、光ファイバ１１の側面に、位相マスク１２を介して、紫外光レーザ発生装置（図示せず）から波長２４０ｎｍの紫外光を照射する。
前記紫外光レーザ発生装置としては、ＫｒＦエキシマレーザなどが用いられる。
すると前記紫外光の照射により、位相マスク１２の格子１２ａによって＋１次回折光と−１次回折光とが回折して干渉縞が生じ、この干渉縞が生じた部分のコア１１ａの屈折率が変化し、結果としてコア１１ａとクラッド１１ｂとの間の比屈折率差が変化する。
このようにして、光ファイバ１１の長さ方向にそって、コア１１ａの屈折率の周期的な変化（比屈折率差の周期的な変化）が形成されたグレーティング部１３が得られる。
【０００８】
このとき、放射型あるいは反射型の特性を決定するのは、コア１１ａの屈折率の変化の周期を表すグレーティング周期である。
このグレーティング周期が短周期の場合は反射型として動作し、長周期の場合には放射型として動作する。
このため、反射型光ファイバグレーティングのことを短周期光ファイバグレーティング、放射型光ファイバグレーティングのことを長周期光ファイバグレーティングとよぶ場合がある。
【０００９】
いま、ひとつのモードの伝搬定数をβ１、これと結合させる相手のモードの伝搬定数をβ２とすると、これらのモード間で光ファイバグレーティングを介して結合を生じるための条件は、以下の式（１）
β１−β２＝２π／Λ  …式（１）
で表される。
この式（１）においてΛはグレーティング周期である。
【００１０】
ここで、伝搬定数β１、β２は光の入射方向を正値に、逆方向を負値にとることとする。
例えば反射型光ファイバグレーティングの場合、β１を入射波、β２を反射波とすると、β１の絶対値とβ２の絶対値は等しいので、前記式（１）は以下の式（２）
２β１＝２π／Λ  …式（２）
のようになり、さらにグレーティング周期Λは、以下の式（３）
Λ＝π／β１  …式（３）
で表される。
【００１１】
β１の数値は、例えば約２πrad／μｍ程度のオーダなので、グレーティング周期Λは非常に小さい値をとる必要がある。
具体的には、コア径約１０μｍ、コア−クラッド間の比屈折率差が約０．３５％の波長１．５５μｍ伝送用石英ガラス系光ファイバに、波長２４４ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いてグレーティング部１３を形成する場合、このグレーティング部１３のグレーティング周期Λを約０．５μｍとすると、ある特定モードの入射波をほぼ１００％反射光として反射する光ファイバグレーティングを構成することができる。
【００１２】
図１６（ａ）は、このような反射型光ファイバグレーティングの動作を示す説明図である。
図１６（ｂ）と図１６（ｃ）は、それぞれ反射型光ファイバグレーティングの波長−阻止率特性と、波長−透過損失特性を示すグラフである。
すなわち、光ファイバ１１に入射する入射光のうち特定モードの特定波長域の光がグレーティング部１３にて反射されて反射光となる。そして、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示すように、この反射光となった特定波長帯域が損失した出射光が得られる。
図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示すように反射型光ファイバグレーティングにおいては、比較的急峻な損失ピークが得られる特徴がある。
【００１３】
これに対し、放射型光ファイバグレーティングは、反射型光ファイバグレーティングと比較して、グレーティング周期Λが長いものである。
グレーティング周期Λが長いということは、前記式（１）において、結合に関与するモードβ１、β２間の伝搬定数差が極めて小さくいことを示す。この結果、同じ方向に伝搬するふたつのモード間の結合を発生させることができる。
放射型のグレーティング周期は一般に数十〜数百μｍとされる。
【００１４】
図１７（ａ）は、放射型光ファイバグレーティングの動作を示す説明図である。
光ファイバ１１に入射する入射光のうち特定モードが、グレーティング部１３にてクラッド１１ｂを伝搬するモード（クラッドモード）と結合して速やかに減衰する。この結果、前記クラッドモードに結合した波長帯域の光が損失した出射光が得られる。
【００１５】
例えばコア径約１０μｍ、コア−クラッド間の比屈折率差が約０．３５％の波長１．５５μｍ伝送用石英ガラス系光ファイバに、波長２４４ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いてグレーティング周期４００μｍ、グレーティング長約２０ｍｍのグレーティング部１３を形成すると、図１７（ｂ）に示すグラフのような、放射型光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性が得られる。
このように、放射型光ファイバグレーティングにおいては、比較的なだらかな損失ピークが得られる特徴がある。
【００１６】
光ファイバグレーティングは、光ファイバ通信システムにおいて、光源、光検出器、光増幅器、光ファイバなどの光デバイスが有する波長依存性を平坦化するのに用いることができる。
つまり、これらの光デバイスを通過した光の利得−波長特性が波長依存性を有する場合、特に利得が大きい波長の光を光ファイバグレーティングを用いて損失させることによって平坦化し、前記波長依存性を小さくすることができる。
【００１７】
例えばこのような利得−波長特性の平坦化は、光増幅器を有する光ファイバ通信システムにおいて、波長多重伝送を行う場合に有効である。
図１８（ａ）は、光ファイバグレーティングを利用した光ファイバ通信システムの一例を示す概略構成図であって、図中符号１４は光増幅器、符号１５は光ファイバグレーティングである。
図１８（ｂ）は利得−波長特性の一例を示すグラフである。
【００１８】
現在光増幅器１４としては、特性が優れたエルビウム添加光ファイバ増幅器がよく用いられる。
図１８（ｂ）にはエルビウム添加光ファイバ増幅器の利得−波長特性の一例が曲線Ａにて示されており、波長１５３５ｎｍ、１５５８ｎｍ付近に利得のピークが存在していることがわかる。
このように波長依存性を有する特性は、波長多重伝送のように複数波長の光を同時に伝送する場合には、伝送波長によて利得のばらつきを生じるため、好ましくない。
【００１９】
このため、例えば波長１５５８ｎｍ付近に実質的損失を有する光ファイバグレーティング１５を組み合わせれば、図１８（ｂ）に示す曲線Ｂのように、１０ｎｍ以上の波長幅にわたって利得を平坦化した波長平坦化領域Ｃが得られ、非常に波長平坦度の高い光増幅器からなる光通信システムを構成することが出来る。
【００２０】
ところで、上述のようにフォトリフラクティブ効果によって光ファイバグレーティングを製造するにおいては、以下の問題点がある。
すなわち光ファイバのドーパントが限定される。
また光源の波長が限定されるため、光源の種類が限られる。
現実的には光ファイバは、ゲルマニウムを添加した石英ガラスからなるコアを有するものに限られるため、設計条件が限定される。
また、ゲルマニウムを添加した石英ガラスにフォトリフラクティブ効果を生じさせることができる波長は２４０ｎｍ付近である。
このような紫外光を照射することができるレーザ発生装置としては、ＫｒＦエキシマレーザや、４８０ｎｍ帯のアルゴンレーザの２倍高調波などがあるが、いずれも高価であり製造コストの上昇の一因となる。
さらに、フォトリフラクティブ効果による光ファイバの屈折率変化は、石英ガラス、特にゲルマニウムサイトに生じた構造欠陥に基づくものであり安定性が十分ではない。
具体的には、ゲルマニウムを添加した石英ガラスに生じさせた屈折率変化は、２００℃以上の高温環境下においては、数時間で顕著な変化を示す。また、３００℃をこえる温度では、屈折率変化がかなり減少することが知られており、これを考慮したデバイス設計が必要となる。
【００２１】
一方、放射型光ファイバグレーティングとしては、フォトリフラクティブ効果を利用して製造するものの他に、例えば以下のような構成のものが提案されている。
【００２２】
図１９は第１の例を示す概略構成図である。
光ファイバ１１は、その長さ方向の一部が第１ブロック１６と第２ブロック１７にて挟まれている。
前記第１ブロック１６と第２ブロック１７とのそれぞれの対峙面１６ａ、１７ａには、これらに挟まれる光ファイバ１１の長さ方向にそって、周期的な凹凸が形成されている。
これらの凹凸によって、光ファイバ１１には、その側面からその長さ方向に対して直交方向の応力が加えられている。この結果光ファイバ１１は蛇行した波状となり、この部分がグレーティング部１３Ａとなっている。
【００２３】
このグレーティング部１３Ａにおいては、周期的なマイクロベンド（小さな曲がり）によって、電磁界分布と屈折率分布が変化している。そしてこの作用によって、コアを伝搬する特定のモードを放射モード（クラッドモード）に結合させる放射型光ファイバグレーティングとして動作するようになっている。
しかしながら、このように機械的な応力を加える方法では安定性に欠け、実用伝送に用いることは難しい。
【００２４】
また、図２０（ａ）〜（ｃ）はフォトリフラクティブ効果を利用しない第２の例の放射型光ファイバグレーティングの製造方法を手順を追って示す説明図である。
この第２の例は特開平７−３３３４５３号公報に開示された技術である。
【００２５】
まず、図２０（ａ）に示すようにコア１８ａとクラッド１８ｂとを備えた光ファイバ１８を用意する。
ついで、図２０（ｂ）に示すように、この光ファイバ１８の表面に、切り欠き部１８ｃを長さ方向に所定間隔で、複数形成する。
この切り欠き部１８ｃにおいては、クラッド１８ｂの外径が小さくなっている。
また、図中一点鎖線で示されるファイバ軸は、直線状となっている。
【００２６】
この光ファイバ１８全体を加熱して軟化させると、ガラスの表面張力の効果により、光ファイバ１８の表面がなめらかになる。このとき前記ファイバ軸はほぼ正弦状に蛇行した状態となり、光ファイバグレーティング１９を形成することができる。
【００２７】
しかしながらこの方法においては、切り欠き部１８ｃを形成した光ファイバ１８を加熱する際に、光ファイバ１８が軟化し、これが再び固化すると、軸心方向に収縮が生じる。
この場合、光ファイバ１８全体を加熱するため、この加熱による膨張、収縮に関しては細かいコントロールが難く、微妙な設計を必要とする光ファイバグレーティングには不適である。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
まず、本発明においては、フォトリフラクティブ効果を利用せずに、導波構造に変化を形成してなる放射型の光ファイバグレーティングの製造方法と製造装置を提供することを目的とする。
そして、光ファイバのコアに添加されるドーパントが限定されず、高価な装置を必要としない光ファイバグレーティングの製造方法と製造装置を提供することを課題とする。
さらには経時的にグレーティング特性が安定で、微妙な設計にも対応できる光ファイバグレーティングの製造方法と製造装置を提供することを課題とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、光ファイバの長さ方向に張力あるいは圧縮力を加えた状態で、この光ファイバを横切る方向にレーザビームを掃引し、この光ファイバをその長さ方向に間欠的に加熱して軟化させ、前記張力あるいは圧縮力の作用によって、この加熱部の外径を縮経あるいは拡径させることにより、前記光ファイバのコア径がその長さ方向に周期的に変化してなる光ファイバグレーティングを製造することを特徴とする光ファイバグレーティングの製造方法を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバグレーティングの製造方法について４つの実施形態例を示し、製造条件の検討とともに製造手順をおって詳細に説明する。
第１ないし第２の実施形態例は、加熱手段として炭酸ガスレーザを用いる例を示すものである。これらを具体的な製造例とともに説明する。
［第１の実施形態例］
図１は第１の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置を示す概略構成図であって、符号１１は光ファイバである。
【００３１】
この光ファイバ１１は、第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂによって、間隔をおいて２箇所で固定されるようになっている。
この第１ファイバクランプ２ａ，第２ファイバクランプ２ｂ間の距離は、通常光ファイバ１１が不要な座屈をおこさないように、数ｍｍから数十ｍｍ程度が適当である。
【００３２】
前記第１ファイバクランプ２ａは、それ自体が固定されて移動しないようになっている。
一方第２ファイバクランプ２ｂは、摺動装置２ｃに取り付けられている。
この摺動装置２ｃは、例えばバネなどの弾性体などによって、図中Ｘで示す第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかう方向に、第２ファイバクランプ２ｂを付勢しており、常に第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂとの間に位置する光ファイバ１１に、前記方向にほぼ一定の張力がかかるようになっている。
【００３３】
以下具体的に本実施形態例の光ファイバグレーティングの製造操作を説明する。
これらの操作は通常、光ファイバ１１の片端に光源を接続してモニター光を入射し、他端には光検出装置などを接続して光ファイバ１１を通過した前記モニター光を検出することにより、その挿入損失特性をモニターしながら行う。
前記光源としてはハロゲンランプなどの白色光源、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）のような波長幅数十ｎｍを有する光半導体光源、あるいはエルビウム添加光ファイバ増幅器などの光ファイバ増幅器の発するＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emmission：増幅された自然発光）などを利用することができる。
前記光検出装置としては、モノクロメータ（分光計）を介して光検出器で前記モニター光を受光して、そのレベルを波長特性として評価する装置構成とすることができる。あるいは、光スペクトルアナライザを用いることもできる。
このモニター光の検出結果と得られた光ファイバグレーティングの特性との関係のいくつかのサンプルを基に、つぎの製造において製造条件を調整し、目的の光ファイバグレーティングを得られるようにすることができる。
また実際の製造中に、前記モニター光の検出結果を基に製造条件を調整することもできる。
このとき、モニター光の検出によって得られる具体的な評価項目は、透過スペクトルにおける損失ピークの中心波長（最も損失が大きくなる波長。ピーク波長ともいう。）、損失ピークの大きさ（阻止率）、損失ピークの形状などである。この損失ピークの形状においては、主に阻止帯域幅（ここでは阻止率の半値を与える波長帯域幅とする。半値幅という場合もある。）を評価する。さらには損失ピークが滑らかであるか、有害なリップルがないかどうかなどを評価する。
製造条件を調整する場合、例えばピーク波長が短い（長い）場合には、グレーティング周期を短く（長く）する。
阻止率は、グレーティング長や、コア１１ａの径の変化量（ひとつの摂動の深さ）などを変化させることによって対応する。
阻止帯域幅（半値幅）が広い（狭い）場合にはグレーティング長を長く（短く）して対応することができる。
【００３４】
光ファイバ１１としてはシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバなどが用いられるが、通常はシングルモード光ファイバが好適である。
この製造例で用いた光ファイバ１１はシングルモード光ファイバである。その光学的パラメータを表１に示す。
【００３５】
【表１】
0003859836.tif 000002
【００３６】
この製造例においては、まず図１に示すようにして第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂにて光ファイバ１１に、第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかう方向に所定の張力がかかるようにして固定した。
この製造例において第１ファイバクランプ２ａ，第２ファイバクランプ２ｂ間の距離は１０ｍｍとするのが好適であった。
前記張力は、例えば本製造例に用いた装置は１０〜５００ｇの範囲で自由に設定することができるものであったが、この製造例においては３０〜１００ｇの範囲とするのが好適であった。
【００３７】
この張力の設定値は装置などによっても変化するので、上述の範囲に限定することはなく、装置や製造条件などによって適宜変更可能である。
そして、これら第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂとの間に位置する光ファイバ１１の第１の加熱箇所（図中ａ点と示す）に、炭酸ガスレーザから発生させたレーザビームを、レンズを介してそのレーザビーム経を約１００μｍに絞って図中略Ｙ方向に照射した。
この際、前記レーザビームは、光ファイバ１１の長さ方向に対して直交方向（図中Ｚ方向）に、この光ファイバ１１を横切るようにして掃引（ｓｃａｎ）させた。この掃引回数（光ファイバ１１を横切る回数）は、必要に応じて１回あるいは複数回とした。
レーザビームを掃引する方法は、レーザビームをミラーによって掃引する方法などを採用することができる。
前記ミラーとしては、良く研磨された金属シリコン面などが利用される。
この他前記レンズの軸を機械的にオフセットさせるによってレーザビームを掃引させる方法を例示することもできる。例えば炭酸ガスレーザ用としては、金属ゲルマニウムからなるレンズがよく用いられる。
この他レーザビームの照射位置は固定し、光ファイバ１１を、これを固定する第１ファイバクランプ２ａ，第２ファイバクランプ２ｂとともに、前記光ファイバ１１の長さ方向に対して直交方向に移動させることによって掃引する方法を用いることもできる。
この製造例においては、レーザビームをミラーによって掃引する方法を採用した。
【００３８】
前記レーザビームを掃引させて照射するのは、炭酸ガスレーザからのレーザビームを約１００μｍに絞り込んで光ファイバ１１に照射すると、加熱温度が高くなりすぎて光ファイバ１１が軟化しすぎてしまうからである。
レーザビームを掃引させれば、光ファイバ１１の単位面積あたりのレーザビームの照射時間を短くすることができる。
また掃引速度を変更する、あるいは前記掃引回数を変更することによって加熱温度を調整することができる。
この光ファイバ１１の加熱温度は通常１４００〜１８００℃と推定される。
実際にはこのように微小な加熱スポットの温度を測定することは難しいので、前記加熱温度の範囲は、種々の石英系ガラスの粘度の温度依存性の測定結果から推定される値である。
例えば実際の製造条件を決定するにおいては、光ファイバ１１の加熱温度ではなく、光ファイバ１１の光学特性をモニターしつつ、望ましい光学的な変化が出現するまでレーザパワーを徐々に増大させていくことによって、条件を決定することになる。
この製造例において炭酸ガスレーザからの直接のレーザパワーは５Ｗであったが、実際に光ファイバ１１に照射すべきレーザパワーは、１００ｍｗ程度と推定される。
【００３９】
このように炭酸ガスレーザからのレーザパワーを調整する他の方法としては、炭酸ガスレーザをパルス動作として、レーザビームをパルス周期として用いる。あるいは、炭酸ガスレーザと光ファイバ１１との間に可変減衰器を設置して、所望の強度に調整するなど方法が考えられる。
【００４０】
このような条件でａ点を加熱して、この部分の光ファイバ１１を軟化させると、この光ファイバ１１には第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかって、軸心方向に張力が付与されているので、この方向に光ファイバ１１が延伸される。
すると図２に示すように、前記ａ点を中心として縮径されてなる縮径部１１ｃが形成される。
このとき、光ファイバ１１の外径の変化に伴ってコア１１ａの径も小さくなるため、光ファイバ１１の長さ方向において、コア１１ａの径の変化が形成される。
この操作は光ファイバ１１の延伸長をモニターしながら行い、所定の延伸長が得られたところで、レーザビームの掃引（光ファイバ１１の加熱）を終了する。この延伸長のモニター方法としては、第１ファイバクランプ２ａ，第２ファイバクランプ２ｂをリニアースケールとよばれる位置検出器上に配置し、第２ファイバクランプ２ｂの移動量を求める方法などを用いることができる。
【００４１】
この製造例においては、延伸長を約３０ｍｍに設定した。このようにして形成された縮径部１１ｃにおいては、加熱前のもとの光ファイバ１１の外径に対し、最も細いところで約１５％減少した。
ついで、レーザビームの照射位置を光ファイバ１１の長さ方向にそって第２の加熱箇所（図中ｂ点と記す）に移動させ、同様にして加熱すると、図３に示すように、ｂ点を中心として縮経した縮径部１１ｃが形成される。
この光ファイバ１１の長さ方向にそってレーザビームの照射位置を移動させる方法としては、パルスモータ制御の電動ステージ上に炭酸ガスレーザ（レーザ発生装置）を設置し、この電動ステージを移動させる方法、あるいは前記炭酸ガスレーザを固定した状態で、電動ステージ上に設置した第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂとともにこれに固定されている光ファイバ１１を移動させる方法などを採用することができる。
【００４２】
この製造例においては、これら隣接する縮径部１１ｃ，１１ｃの中心間の長さ（ａ点とｂ点との間の長さ：グレーティング周期）は約４００μｍに調整した。この隣接する縮径部１１ｃ，１１ｃの中心間の長さは、縮径部１１ｃの形成過程において、延伸長の変化に伴って変化する。したがってこの点に注意して、最終的に所望の長さ（グレーティング周期）が得られるように製造条件を設定すると好ましい。
【００４３】
この加熱操作を繰り返し、図４に示すようなグレーティング部１３Ｂを形成する。
この製造例においてグレーティング部１３Ｂの一方の端部の縮径部１１ｃの中心からもう一方の端部の縮径部１１ｃの中心までの長さ（グレーティング長）は約１５ｍｍであった。
【００４４】
図５はこの製造例で得られた光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
この光ファイバグレーティングにおいては、設計時に予想した光学特性とほぼ一致する特性が得られた。
この製造例においては、中心波長１５５７ｎｍ、阻止帯域幅（半値幅）約１５ｎｍ、阻止率約４．０ｄＢのものを得ることができた。
【００４５】
前記グレーティング周期は、例えば５０〜２０００μｍの範囲とされる。この範囲であれば再現性よく製造することが可能である。
またグレーティング周期は、その周期が正確に一定であってもよいし、グレーティング周期が長さ方向に変化するチャープトグレーティングであってもよい。おおよそ一定である場合には、この周期のばらつきが±１５％程度であれば許容される。
またグレーティング長は、例えば約８〜３０ｍｍの範囲とされる。
本実施形態例の光ファイバグレーティングの光学特性は、このようなパラメータを調整することによって適宜変更可能である。
【００４６】
この第１の実施形態例においては、光ファイバ１１の長さ方向に周期的にコア１１ａの径の変化を形成したものなので、光学特性の経時的な変化が少なく、安定した光ファイバグレーティングが得られる。
また、光ファイバ１１に添加するドーパントが限定されることがない。
また、光ファイバ１１を加熱する手段としては、炭酸ガスレーザの他、ＹＡＧ（ヤグ：イットリウムアルミニウムガーネット）レーザなどの比較的を安価なものを用いることができる。
従来、フォトリフラクティブ効果を利用した製造方法において、紫外線レーザビーム照射に用いられているエキシマレーザなども、単なる加熱源として使用可能である。
【００４７】
また光ファイバ１１全体を加熱するわけではないので、縮径部１１ｃにおける膨張、収縮を考慮して設計し、延伸長をモニターしながら加熱時間を調整すれば、良好な再現性で、複数の縮径部１１ｃを形成してグレーティング部１３Ｂを構成することができる。したがって、細かい設計条件を設定し、実現することが可能である。
【００４８】
この第１の実施形態例においては、第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかって張力が働くようにしたが、逆にこれらの間に挟まれた光ファイバ１１の軸心方向に圧縮力がかかるようにしてもよい。
この場合、摺動装置２ｃに設けられたバネなどの弾性体などによって、第２ファイバクランプ２ｂから第１ファイバクランプ２ａにむかって、第２ファイバクランプ２ｂを付勢する。
この状態で光ファイバ１１の所定位置を加熱、軟化させると、前記圧縮力の作用によって、光ファイバ１１をこの加熱位置において拡径させることができる。
【００４９】
このときこの光ファイバ１１の外径が増加した部分においては、これに伴ってコア１１ａの径が拡大している。
このようにて、コア１１ａの径が拡大された部分を、その長さ方向に周期的に形成すれば、導波構造がその長さ方向に周期的に変化したグレーティング部を構成することができる。
この場合は、光ファイバ１１の加熱時に前記圧縮力の作用によって光ファイバ１１が縮んだ長さをモニターし、光ファイバ１１の加熱時間を調整することができる。
【００５０】
［第２の実施形態例］
第１の実施形態例は、光ファイバを加熱するにおいて、連続的にほぼ一定の張力が光ファイバに加えられた状態であるため、縮径部を形成する際の加熱時間は、延伸長をモニターすることによって調整するものである。
これに対して光ファイバに加えられる張力をモニターして、加熱時間を制御できるようにしたのが第２の実施形態例である。
【００５１】
図６は第２の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置を示す斜視図である。
この製造装置は、略長方形板状の本体２１と、この本体２１の上面に設けられた光ファイバ１１を固定する第１ファイバクランプ２２ａおよび第２ファイバクランプ２２ｂと、この第２ファイバクランプ２２ｂに近接して設けられた光ファイバ１１の張力をモニターする応力モニター２２ｃと、第２ファイバクランプ２２ｂの位置を制御するモータ（駆動装置）２２ｄから概略構成されている。
【００５２】
前記第１ファイバクランプ２２ａは本体２１に固定されて、移動しないようになっている。
一方、第２ファイバクランプ２２ｂは、本体２１の上面に設けられた凹部２１ａ内に設置され、モータ２２ｄの作用によって第１ファイバクランプ２２ａから遠ざかる（あるいは近づく）方向（図中Ｘ方向で示す）に凹部２１ａ内を摺動し、その位置を変更し、固定することができるようになっている。
このモータ２２ｄは、モータコントローラ２２ｅによって制御されており、かつ連動するギア２２ｆによって、ガードレール２２ｇ，２２ｇにそって第２ファイバクランプ２２ｂを摺動させることができるようになっている。
前記応力モニター２２ｃは、前記第１ファイバクランプ２２ａと第２ファイバクランプ２２ｂとの間に固定された光ファイバ１１の張力をモニターするものである。
【００５３】
また、通常光ファイバグレーティングの製造操作は、この装置に固定された光ファイバ１１の片端に光源２４ａを接続してモニター光を入射し、他端には光検出装置２４ｂを接続して光ファイバ１１を通過したモニター光を検出することにより、その特性をモニターしながら行う。
【００５４】
本実施形態例の操作を、製造例とともに以下に説明する。
まず予め決めた張力（以下、初期張力とよぶ。）を光ファイバ１１にかけた状態で、この光ファイバ１１を第１ファイバクランプ２２ａおよび第２ファイバクランプ２２ｂの２箇所で固定する。
この第２ファイバクランプ２ｂは、この位置決め後はひとつの縮径部１１ｃを形成するまで移動しないように固定する。
前記初期張力は通常２０〜２００ｇとされ、設計条件、加熱条件などによって適宜設定される。この製造例においては８０ｇとした。
また、はじめの第１ファイバクランプ２２ａおよび第２ファイバクランプ２２ｂ間の距離は１０ｍｍとした。
【００５５】
このような状態で、応力モニター２２ｃにて張力をモニターしながら、レーザビーム２３を図中略Ｙ方向に照射し、光ファイバ１１の加熱箇所（ａ点）にこの光ファイバ１１を横切るように、図中Ｚ方向に掃引させて加熱すれば、前記初期張力の作用によって図中Ｘ方向に光ファイバ１１が延伸され、縮径部１１ｃが形成される。
この製造例においては、レーザビーム２３を発生するレーザ発生装置は第１の実施形態例の製造例と同様の炭酸ガスレーザを用い、このレーザビーム２３に関する条件は第１の実施形態例の製造例と同様とした。
そして応力モニター２２ｃにてモニターされている初期張力は、第１ファイバクランプ２２ａと第２ファイバクランプ２２ｂが固定されているため、光ファイバ１１の延伸とともに減少する。
例えば図７に示すように、加熱時間とともに前記初期張力が減少し、最終的には光ファイバ１１に加えられている張力はゼロになる。
そして、この張力がゼロになった時点で加熱を終了する。
【００５６】
ついで、前記第２ファイバクランプ２２ｂを第１ファイバクランプ２２ａから遠ざかる方向に移動させて、光ファイバ１１に再び前記初期張力がかかるようにして固定する。
そしてレーザビーム２３による加熱箇所を移動させて光ファイバ１１を加熱すると、初期張力は徐々に減少してゼロになり、ふたつめの縮径部１１ｃが形成される。応力モニター２２ｃにおいてこの張力がゼロになった時点で加熱を終了する。
この操作を所定周期で繰り返すことにより、グレーティング部を形成することができる。
【００５７】
このようにこの第２の実施形態例においては、応力モニター２２ｃにて張力をモニターすることによって加熱時間を調整することができる。
このため、延伸長をモニターするよりも制御が容易で、再現性がよい。
したがって、さらに製品歩留まりがよく、細かい設計条件にも対応することができる。
【００５８】
この第２の実施形態例においては、第１ファイバクランプ２２ａから第２ファイバクランプ２２ｂにむかって初期張力が働くようにしたが、逆にこれらの間に挟まれた光ファイバ１１に所定の初期圧縮力がかかるようにしてもよい。
つまり、第２ファイバクランプ２２ｂから第１ファイバクランプ２２ａにむかって、光ファイバ１１に前記初期圧縮力がかかるような状態で第２ファイバクランプ２２ｂを固定する。
ついで、光ファイバ１１にかかる圧縮力をモニターしながら光ファイバ１１の所定位置を加熱、軟化させ、光ファイバ１１をこの加熱位置において拡径させる。そして前記圧縮力がゼロになった時点で加熱を終了する。
【００５９】
このときこの光ファイバ１１の外径が増加した部分においては、これに伴ってコアの径が拡大している。
このようにコアが拡径され部分をその長さ方向に周期的に形成すれば、導波構造がその長さ方向に周期的に変化したグレーティング部を構成することができる。
【００６０】
この第２の実施形態例の製造例において得られた光ファイバグレーティングは、図１７（ｂ）に示すのと同様に、特定波長帯における光の透過損失が選択的に大きくなっている波長−透過損失特性が得られた。
この製造例においては、中心波長１５６０ｎｍ、阻止帯域幅（半値幅）約１５ｎｍ、阻止率約２．５ｄＢのものを得ることができた。
この第２の実施形態例において、製造中にモニターする光ファイバグレーティングの光学特性、レーザビームの掃引方法、光ファイバの長さ方向にレーザビームの照射位置を移動させる方法、光ファイバの加熱温度などは、第１の実施形態例で説明したものを適用することができる。
【００６１】
ところで、例えばエルビウム添加光ファイバ増幅器の利得−波長特性の平坦化に用いられる光ファイバグレーティングとして一般的に求められる特性は、損失ピークの中心波長が１５５５〜１５６０ｎｍ付近にひとつ存在しており、阻止帯域幅（半値幅）が１５〜２５ｎｍ、阻止率が１〜５ｄＢ程度である。
したがって、上述の第１ないし第２の実施形態例の製造例で得られた光ファイバグレーティングはこれらの特性を満足していた。
これらの光ファイバグレーティングを、図１８（ａ）に示すように、光増幅器１４と組み合わせ、この光増幅器１４の利得の波長依存性を平坦化するのに用いたところ、図１８（ｂ）に示すグラフと同様に波長平坦化領域Ｃを形成することができた。
したがってこれらの光ファイバグレーティングは、光通信システムにおいて、光源、光検出器、光増幅器、光ファイバなどの光デバイスが有する波長依存性を平坦化するのに有効な特性を有する光ファイバ型デバイスであることが確認できた。
【００６２】
第３ないし第４の実施形態例は、加熱手段としてアーク放電を利用したものである。
［第３の実施形態例］
図８は本発明の光ファイバグレーティングの製造装置の第３の実施形態例を示す概略図である。
図１〜図４に示す第１の実施形態例に係るものと同様の構成に関しては、同符号を付与して、説明を簡略化する。
【００６３】
第３の実施形態例の特徴は、加熱手段として一対の電極３ａ，３ｂが用いられている点である。
この一対の電極３ａ，３ｂは光ファイバ１１を挟んで対峙して配置されており、これら電極３ａ，３ｂ間にアーク放電を発生させて、光ファイバ１１を局所的に加熱することができるようになっている。
アーク放電による放電加工は、安定で加工精度が高く、設備費、運転費が安価で、設置スペースが小さいという利点を有している。
特に安定で加工精度が良好なので、光ファイバグレーティングの微妙な設計条件に対応することができる。精度の良好なグレーティング周期で加工することができれば、放射型光ファイバグレーティングの光学特性のコントロールが容易で、再現性が良好となり、製品歩留まりが向上する。
【００６４】
図９は、これら電極３ａ，３ｂの位置関係を示す説明図である。
電極３ａ，３ｂのそれぞれの先端を結ぶ直線が、光ファイバ１１を横切らないようにこれら電極３ａ，３ｂを配置することにより、アーク放電通路が確保され、安定なアークが得られる。
具体例としては、電極３ａ，３ｂとしてダングステン電極を用いる。そして、これら電極３ａ，３ｂ間にアーク放電をおこさせて光ファイバ１１を局所的に加熱するにおいては、１００ｋＨｚ前後の交流波（高周波）を印加する。
また、これら電極３ａ，３ｂ間の距離は、例えばここで用いた装置においては約２００〜２０００μｍの範囲で設定できるが、より好ましくは光ファイバ１１の外径の５倍以下とすると、安定な加熱加工を行うことができる。
【００６５】
以下、光ファイバグレーティングの製造操作の一例を説明する。
これらの操作は通常、第１ないし第２の実施形態例と同様に光ファイバ１１の片端に光源を接続してモニター光を入射し、他端には光検出装置を接続して光ファイバ１１を通過した前記モニター光を検出することにより、その特性をモニターしながら行う。
【００６６】
光ファイバ１１としてはシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバなどが用いられるが、通常はシングルモード光ファイバが好適である。
光ファイバ１１の一例の光学的パラメータを表２に示す。
【００６７】
【表２】
0003859836.tif 000003
【００６８】
まず図８に示すようにして光ファイバ１１を、第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂによって、この光ファイバ１１に第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかう方向に所定の張力がかかるようにして固定する。
前記張力は、例えばこの例に用いた装置は１０〜５００ｇの範囲で自由に設定することができるものであったが、３０〜１００ｇの範囲とするのが好適であることが実験的に確認されている。
この張力の設定値は装置などによっても変化するので、上述の範囲に限定することはなく、装置や製造条件などによって適宜変更可能である。
【００６９】
そして図１０に示すように、これら第１ファイバクランプ２ａと第２ファイバクランプ２ｂとの間に位置する光ファイバ１１の第１の加熱箇所（ａ点）を、電極３ａ，３ｂ間にアーク放電をおこさせて局所的に加熱する。
このときの光ファイバ１１の加熱温度は１４００〜１８００℃と推定される。
【００７０】
このような条件でａ点を加熱して、この部分の光ファイバ１１を軟化させると、この光ファイバ１１には第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかって、軸心方向に張力が付与されているので、この方向に光ファイバ１１が延伸される。
すると、前記ａ点を中心として縮径されてなる縮径部１１ｃが形成される。
このとき、光ファイバ１１の外径の変化に伴ってコア１１ａの径も小さくなるため、光ファイバ１１の長さ方向において、コア１１ａの径の変化が形成される。
この操作は光ファイバ１１の延伸長をモニターしながら行い、所定の延伸長が得られたところで光ファイバ１１の加熱を終了する。
【００７１】
ついで電極３ａ，３ｂを、光ファイバ１１の長さ方向にそって第２の加熱箇所（ｂ点）まで移動させ、同様にして局所的に加熱すると、図１１に示すように、ｂ点を中心として縮経した縮径部１１ｃが形成される。
この操作を所定の周期で繰り返すことにより、図１２に示すようにグレーティング部１３Ｂを形成することができる。
【００７２】
この例においては、第１ファイバクランプ２ａから第２ファイバクランプ２ｂにむかって張力が働くようにしたが、逆にこれらの間に挟まれた光ファイバ１１の軸心方向に圧縮力がかかるようにしてもよい。
この場合、摺動装置２ｃに設けられたバネなどの弾性体などによって、第２ファイバクランプ２ｂから第１ファイバクランプ２ａにむかって、第２ファイバクランプ２ｂを付勢する。
この状態で光ファイバ１１の所定位置を加熱、軟化させると、前記圧縮力の作用によって、光ファイバ１１をこの加熱位置において拡径させることができる。
【００７３】
このときこの光ファイバ１１の外径が増加した部分においては、これに伴ってコア１１ａの径が拡大している。
このようにて、コア１１ａの径が拡大された部分を、その長さ方向に周期的に形成すれば、導波構造がその長さ方向に周期的に変化したグレーティング部を構成することができる。
この場合は、光ファイバ１１の加熱時に前記圧縮力の作用によって光ファイバ１１が縮んだ長さをモニターし、光ファイバ１１の加熱時間を調整することができる。
【００７４】
また、光ファイバ１１を縮径あるいは拡径させずにその外径が一定の光ファイバグレーティングを製造することもできる。
つまり、アーク放電による加熱手段は加工精度が高いので、前記第電極３ａ，３ｂを用いて光ファイバ１１を局所的に加熱することによって、光ファイバ１１の外径が一定で、この加熱部のコア１１ａとクラッド１１ｂの両方あるいはどちらか一方に添加されたドーパントを拡散させることができる。
この結果、前記加熱部のコア１１ａの径が拡径あるいは縮径される。そしてコア１１ａとクラッド１１ｂとの間の比屈折率差が変化する。この比屈折率差の変化を周期的に形成することによって、コア１１ａに摂動を生じさせることができる。
この場合、光ファイバグレーティングの製造操作中、第２ファイバクランプ２ｂは第１ファイバクランプ２ａとともに固定し、移動しないようにする。
【００７５】
コア１１ａはクラッド１１ｂよりも高屈折率なので、コア１１ａに添加されるドーパントとしては、屈折率を上昇させる作用を有するものが用いられる。具体的にはゲルマニウムが一般的である。
逆にクラッド１１ｂに添加されるドーパントは、屈折率を下降させる作用を有するものであって、フッ素、ホウ素が一般的である。
ドーパントの拡散によるコア１１ａの径の変化量は、コア１１ａ、クラッド１１ｂの組成、ドーパントの添加量、加熱時間などによって変化させることができ、これらは設計条件によって適宜変更される。
【００７６】
またこのときの加熱条件は、光ファイバ１１がその外形を保った状態で、かつドーパントを拡散させることができるように設定する。
例えば、電極３ａ，３ｂとしてタングステン電極を用い、表２に示すような特性の光ファイバ１１を用いた場合、これらの電極３ａ，３ｂにかける電圧は、放電開始時は約１万Ｖ、放電中が数１００Ｖであり、周波数は１００ｋＨｚ程度である。加熱時間は３〜１０秒程度とされる。そして、例えば光ファイバ１１の加熱温度は１４００〜１８００℃と推定される。
【００７７】
グレーティング周期、グレーティング長などの設計条件、およびグレーティング周期のばらつきは第１の実施形態例と同様である。
また、製造中にモニターする光ファイバグレーティングの光学特性、光ファイバの加熱温度などは、第１の実施形態例で説明したものを適用することができる。
【００７８】
この例においては、光ファイバ１１を局所的に加熱する手段としてアーク放電による放電加工を用いているので、安定で加工精度が高く、設備費、運転費が安価で、設置スペースが小さい。
このように加工精度が高いため、光ファイバ１１の外径を変化させずに、加熱によりドーパントを拡散させることによってコア１１ａの径を変化させることもできる。このように、アーク放電を利用する加熱手段を用いることによって、多用な製造方法の設定が可能で、さらに微妙な設計条件にも対応することができる。また、このように加工精度が高いので、良好な再現性で光ファイバグレーティングを製造することができるので、製品歩留まりが向上する。
したがってこれらの効果により、低コスト化を図ることができる。
【００７９】
［第４の実施形態例］
第４の実施形態例は、アーク放電を利用し、かつ第２の実施形態例と同様に、光ファイバに加えられる張力をモニターして、加熱時間を制御できるようにしたものである。
【００８０】
以下、具体的な製造例とともに説明する。
図１３は第４の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置を示す斜視図である。
図６に示される第２の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置の構成と同様のものは同符号を付与して説明を簡略化する。
この製造装置の特徴は、加熱装置として一対の電極２３ａ，２３ｂを備えた電極スキャン装置２３Ａが用いられている点である。
【００８１】
電極２３ａ，２３ｂは、図９に示すように光ファイバ１１を挟むように、かつこれらの先端を結ぶ直線が、これらに挟まれた光ファイバ１１を横切らないように設置され、これらの間にアーク放電を発生させることによって光ファイバ１１を局所的に加熱することができるものである。
また電極スキャン装置２３Ａは、光ファイバ１１の長さ方向に移動することによって、電極２３ａ，２３ｂによる光ファイバ１１の加熱位置を移動させることができるようになっている。
また、これら電極２３ａ，２３ｂは、電極スキャン装置２３Ａの外部に設けられた高周波電源２３ｃから交流波（高周波）が印加されるようになっている。
具体的にこの製造例においては、電極２３ａ，２３ｂとしてダングステン電極を用いた。そして、これらの電極２３ａ，２３ｂ間にアーク放電をおこさせて光ファイバ１１を局所的に加熱するにおいては、１００ｋＨｚ前後の周波数の交流波（高周波）を印加した。
また、これら電極２３ａ，２３ｂとの間の距離は約７５０μｍとした。
【００８２】
製造操作を以下に説明する。
まず予め決めた初期張力を光ファイバ１１にかけた状態で、この光ファイバ１１を第１ファイバクランプ２２ａおよび第２ファイバクランプ２２ｂの２箇所で固定する。
この第２ファイバクランプ２ｂは、この位置決め後はひとつの縮径部１１ｃを形成するまで移動しないように固定する。
前記初期張力は通常１０〜２００ｇとされ、設計条件、加熱条件などによって適宜設定される。この製造例においては８０ｇとした。
また、はじめの第１ファイバクランプ２２ａおよび第２ファイバクランプ２２ｂ間の距離は１２ｍｍとした。
【００８３】
このような状態で、電極スキャン装置２３Ａを所定の位置に固定する。
そして応力モニター２２ｃにて張力をモニターしながら、高周波電源２３ｃから交流波（高周波）を印加し、電極２３ａ，２３ｂ間にアーク放電を発生させて光ファイバ１１の所定箇所を加熱すれば、前記初期張力の作用によって光ファイバ１１がその長さ方向に延伸され、縮径部１１ｃが形成される。
そして応力モニター２２ｃにてモニターされている初期張力は、第１ファイバクランプ２２ａと第２ファイバクランプ２２ｂとが固定されているため、光ファイバ１１の延伸とともに減少する。
そして、この張力がゼロになった時点で加熱を終了する。
【００８４】
ついで、前記第２ファイバクランプ２２ｂを第１ファイバクランプ２２ａから遠ざかる方向に移動させて、光ファイバ１１に再び前記初期張力が再びかかるようにして固定する。
そして電極スキャン装置２３Ａを移動させて再び光ファイバ１１を局所的に加熱すると、初期張力は徐々に減少してゼロになり、ふたつめの縮径部１１ｃが形成される。応力モニター２２ｃにおいてこの張力がゼロになった時点で加熱を終了する。
この操作を所定の周期で繰り返してグレーティング部を形成する。
【００８５】
この第４の実施形態例においては、第１ファイバクランプ２２ａから第２ファイバクランプ２２ｂにむかって初期張力が働くようにしたが、逆にこれらの間に挟まれた光ファイバ１１に所定の初期圧縮力がかかるようにしてもよいことなどは第２の実施形態例と同様である。
【００８６】
図１４は、この製造例で得られた光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
この光ファイバグレーティングのグレーティング周期は４００μｍ、グレーティング長は約１８ｍｍとした。
また、この製造例において光ファイバ１１を延伸したところ、光ファイバ１１の外径は、最も細いところで、はじめの光ファイバ１１の外径に対して約２０％減少した。
この光ファイバグレーティングにおいては、設計時に予想した光学特性とほぼ一致する特性が得られた。
この製造例においては、中心波長１５５８ｎｍ、阻止帯域幅（半値幅）約１３ｎｍ、阻止率約３．５ｄＢのものを得ることができ、上述したエルビウム添加光ファイバ光増幅器と組み合わせて用いるのに好適なものが得られた。
【００８７】
そこで、この製造例の光ファイバグレーティングを、実際に図１８（ａ）に示すように、光増幅器１４と組み合わせ、この光増幅器１４の利得の波長依存性を平坦化するのに用いたところ、図１８（ｂ）に示すグラフと同様に、平坦化波長領域Ｃを形成することができた。
したがってこの光ファイバグレーティングは、光通信システムにおいて、光源、光検出器、光増幅器、光ファイバなどの光デバイスが有する波長依存性を平坦化するのに有効な特性を有する光ファイバ型デバイスであることが確認できた。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下のような効果を得ることができる。
すなわち、この光ファイバグレーティングは、加熱により光ファイバの外径の変化とともにコア径変化させるか、光ファイバの外径を一定とし、そのコアとクラッドの両方あるいはどちらか一方に添加されたドーパントを拡散させて、コア径を変化させるものである。。
このため光学特性の経時変化が少なく、長期的に安定な光ファイバグレーティングが得られる。
また光ファイバグレーティングを形成するための加熱源は、そのレーザビームの波長が限定されないので、エキシマレーザなどの高価な装置を用いずに、比較的安価な炭酸ガスレーザなどを用いることができる。
したがって製造装置が低価格で、製造操作が簡便で、製造効率がよい。このため低コスト化を図ることができる。
また、アーク放電による加熱を採用すると加工精度が高い。
このため、上述のように加熱によってドーパントを拡散させる方法を採用することもでき、微妙な設計にも対応できるとともに、再現性が向上し、製品部留まりも向上する。
また、アーク放電による加熱は設備費、運転費が比較的安価なので、製造装置が低価格で、製造操作が簡便で、製造効率がよい。このため低コスト化を図ることができる。
また光ファイバの外径を変化させることによってコア径を変化させる場合には、張力あるいは圧縮力をモニターして加熱時間を調整するようにすれば、さらに再現性よく光ファイバグレーティングを形成することができる。さらにこの場合は、光ファイバのドーパントが限定されないため、設計条件の制限が少ない。
また、本発明の光ファイバグレーティングは、利得−波長特性において波長依存性をもつ光源、光検出器、光増幅器、光ファイバなどの光デバイスが有する波長依存性を平坦化するのを目的などとして各種光通信システムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置を示す概略構成図である。
【図２】  第１の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造過程において、ひとつめの縮径部を形成する操作を示す平面図である。
【図３】  第１の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造過程において、ふたつめの縮径部を形成する操作を示す平面図である。
【図４】  第１の実施形態例において製造された光ファイバグレーティングを示す平面図である。
【図５】  第１の実施形態例において得られた光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
【図６】  第２の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置の概略構成図である。
【図７】  第２の実施形態例における光ファイバに与えられた張力と加熱時間との関係を示すグラフである。
【図８】  本発明の第３の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置を示す概略構成図である。
【図９】  本発明の光ファイバグレーティングの製造装置における電極の配置を示す説明図である。
【図１０】  本発明の光ファイバグレーティングの製造過程において、ひとつめの縮径部を形成する操作を示す平面図である。
【図１１】  本発明の光ファイバグレーティングの製造過程において、ふたつめの縮径部を形成する操作を示す平面図である。
【図１２】  本発明において製造された光ファイバグレーティングの一例を示す平面図である。
【図１３】  第４の実施形態例の光ファイバグレーティングの製造装置の概略構成図である。
【図１４】  第４の実施形態例の製造例において得られた光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
【図１５】  従来のフォトリフラクティブ効果を利用した光ファイバグレーティングの製造工程を説明する概略構成図である。
【図１６】  図１６（ａ）は反射型光ファイバグレーティングの動作を示す説明図、図１６（ｂ）は反射型光ファイバグレーティングの波長−阻止率特性を示すグラフ、図１６（ｃ）は反射型光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
【図１７】  図１７（ａ）は放射型光ファイバグレーティングの動作を示す説明図、図１７（ｂ）は放射型光ファイバグレーティングの波長−透過損失特性を示すグラフである。
【図１８】  図１８（ａ）は、光ファイバグレーティングを利用した光ファイバ通信システムの一例を示す概略構成図、図１８（ｂ）は利得−波長特性の一例を示すグラフである。
【図１９】  従来の放射型光ファイバグレーティングにおいて、フォトリフラクティブ効果によってコアの屈折率を周期的に上昇させて製造するもの以外の第１の例を示す概略構成図である。
【図２０】  従来の放射型光ファイバグレーティングにおいて、フォトリフラクティブ効果によってコアの屈折率を周期的に上昇させて製造するもの以外の第２の例の製造手順を、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）の順に示す説明図である。
【符号の説明】
２ａ…第１ファイバクランプ（固定手段）、２ｂ…第２ファイバクランプ（固定手段）、３ａ，３ｂ…電極（加熱手段）、１１…光ファイバ、１１ｃ…縮径部、１３Ｂ…グレーティング部、１４…光増幅器、１５…光ファイバグレーティング、
２２ａ…第１ファイバクランプ（固定手段）、２２ｂ…第２ファイバクランプ（固定手段）、２２ｃ…応力モニター、２２ｄ…モータ（駆動装置）、
２３…レーザビーム（加熱手段）、２３Ａ…電極スキャン装置（加熱手段）、２３ａ，２３ｂ…電極（加熱手段）。
【図１】
0003859836.tif 000004
【図２】
0003859836.tif 000005
【図３】
0003859836.tif 000006
【図４】
0003859836.tif 000007
【図５】
0003859836.tif 000008
【図６】
0003859836.tif 000009
【図７】
0003859836.tif 000010
【図８】
0003859836.tif 000011
【図９】
0003859836.tif 000012
【図１０】
0003859836.tif 000013
【図１１】
0003859836.tif 000014
【図１２】
0003859836.tif 000015
【図１３】
0003859836.tif 000016
【図１４】
0003859836.tif 000017
【図１５】
0003859836.tif 000018
【図１６】
0003859836.tif 000019
【図１７】
0003859836.tif 000020
【図１８】
0003859836.tif 000021
【図１９】
0003859836.tif 000022
【図２０】
0003859836.tif 000023