JP2002071962A - 光フィルタおよび光通信システム - Google Patents
光フィルタおよび光通信システムInfo
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】等周波数間隔の複数の光を同じ場所で一括して
反射する簡便な光フィルタ、およびその光フィルタを用
いた光通信システムを提供する。 【解決手段】光ファイバのコアの部分に、屈折率が第一
周期Λ１で変化する第一周期構造を書き込む。第一周期
構造の上に第一周期よりも長い第二周期Λ２で屈折率が
変化する第二周期構造を重畳させる。この二つの周期構
造を有する光ファイバは、第一周期構造に対応する第一
周波数の光と、その低周波数側と高周波数側に等周波数
間隔で存在する複数の側波の光とを選択的に反射する。
第一周期と第二周期を適当に選べば、第一周波数と等周
波数間隔とをＷＤＭ方式の光通信システムに最適な値に
することができる。
反射する簡便な光フィルタ、およびその光フィルタを用
いた光通信システムを提供する。 【解決手段】光ファイバのコアの部分に、屈折率が第一
周期Λ１で変化する第一周期構造を書き込む。第一周期
構造の上に第一周期よりも長い第二周期Λ２で屈折率が
変化する第二周期構造を重畳させる。この二つの周期構
造を有する光ファイバは、第一周期構造に対応する第一
周波数の光と、その低周波数側と高周波数側に等周波数
間隔で存在する複数の側波の光とを選択的に反射する。
第一周期と第二周期を適当に選べば、第一周波数と等周
波数間隔とをＷＤＭ方式の光通信システムに最適な値に
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、等周波数間隔の複
数の周波数の光を反射する特性を有する光フィルタ、お
よびその光フィルタを用いた光通信システムに関する。
数の周波数の光を反射する特性を有する光フィルタ、お
よびその光フィルタを用いた光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバを利用した光通信シス
テムにおいて、信号伝送容量を大幅に増加させるために
一本の光ファイバに異なる波長の複数の光を用いて信号
を送る、いわゆる波長分割多重（ＷＤＭ）方式の光通信
が注目されて、多くの研究がなされている。
テムにおいて、信号伝送容量を大幅に増加させるために
一本の光ファイバに異なる波長の複数の光を用いて信号
を送る、いわゆる波長分割多重（ＷＤＭ）方式の光通信
が注目されて、多くの研究がなされている。
【０００３】このＷＤＭ方式では、一本の光ファイバで
同時に多数の異なった信号を送ることができる。ＷＤＭ
方式の国際的な標準として、アンカ光周波数を１９３．
１ＴＨｚとし、２５ＧＨｚを最低光周波数間隔としたグ
リッドを基準としている信号光波長配置が、国際電気通
信連合標準化部門（略号：ＩＴＵ−Ｔ）で標準化されて
いる。
同時に多数の異なった信号を送ることができる。ＷＤＭ
方式の国際的な標準として、アンカ光周波数を１９３．
１ＴＨｚとし、２５ＧＨｚを最低光周波数間隔としたグ
リッドを基準としている信号光波長配置が、国際電気通
信連合標準化部門（略号：ＩＴＵ−Ｔ）で標準化されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＷＤＭ方式の光通信を
行うためには、様々な光部品が必要である。中でも光フ
ィルタにおいては、複数の波長の光を高効率で全て取り
出すことが難しい。
行うためには、様々な光部品が必要である。中でも光フ
ィルタにおいては、複数の波長の光を高効率で全て取り
出すことが難しい。
【０００５】特開平１１−１４８５８号公報には、周期
が徐々に変化した回折格子領域が２カ所直列に形成され
ているファイバグレーティングが開示されている。この
ファイバグレーティングは、等波長間隔の周期的な透過
ピーク特性を有しているので、波長の異なる複数の光を
同時に取り出す光フィルタの役割を果たすことになる。
しかし、上述のように国際的な標準では等周波数間隔の
光を用いることになっているので、前述の公報に開示さ
れた技術は適用できない。
が徐々に変化した回折格子領域が２カ所直列に形成され
ているファイバグレーティングが開示されている。この
ファイバグレーティングは、等波長間隔の周期的な透過
ピーク特性を有しているので、波長の異なる複数の光を
同時に取り出す光フィルタの役割を果たすことになる。
しかし、上述のように国際的な標準では等周波数間隔の
光を用いることになっているので、前述の公報に開示さ
れた技術は適用できない。
【０００６】また、特許第２５２１７０８号公報や特許
第２９２９５６９号公報に開示されているファイバグレ
ーティングを用いて、一つの周波数の光に一つのファイ
バグレーティングを割り当てて、必要な数のファイバグ
レーティングを直列に並べて光フィルタとする方法もあ
る。しかしこの方法では、作製に非常に手間がかかって
光フィルタが大きなものになってしまうと共に、周波数
によってフィルタリングされる場所が異なるため、時間
遅れが生じてしまう。
第２９２９５６９号公報に開示されているファイバグレ
ーティングを用いて、一つの周波数の光に一つのファイ
バグレーティングを割り当てて、必要な数のファイバグ
レーティングを直列に並べて光フィルタとする方法もあ
る。しかしこの方法では、作製に非常に手間がかかって
光フィルタが大きなものになってしまうと共に、周波数
によってフィルタリングされる場所が異なるため、時間
遅れが生じてしまう。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、等周波数間隔の
複数の光を同じ場所で一括して反射する簡便な光フィル
タ、およびその光フィルタを用いた光通信システムを提
供することである。
ものであり、その目的とするところは、等周波数間隔の
複数の光を同じ場所で一括して反射する簡便な光フィル
タ、およびその光フィルタを用いた光通信システムを提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、屈折率の第一の周期に対して第二の周期を重畳さ
せたグレーティング構造を光導波路に備えた光フィル
タ、およびその光フィルタを用いた光通信システムとし
た。
めに、屈折率の第一の周期に対して第二の周期を重畳さ
せたグレーティング構造を光導波路に備えた光フィル
タ、およびその光フィルタを用いた光通信システムとし
た。
【０００９】具体的には、請求項１に係る発明は、光導
波路にグレーティング構造を備えた光フィルタであっ
て、上記グレーティング構造は、屈折率が第一周期で変
化する第一周期構造と、上記第一周期構造に重畳され、
上記第一周期より長い第二周期で屈折率が変化する第二
周期構造とを有し、上記第一周期構造の周期と変調成分
である上記第二周期構造の周期とに応じた等周波数間隔
で複数の反射ピーク波長特性を有することを特徴とする
光フィルタである。
波路にグレーティング構造を備えた光フィルタであっ
て、上記グレーティング構造は、屈折率が第一周期で変
化する第一周期構造と、上記第一周期構造に重畳され、
上記第一周期より長い第二周期で屈折率が変化する第二
周期構造とを有し、上記第一周期構造の周期と変調成分
である上記第二周期構造の周期とに応じた等周波数間隔
で複数の反射ピーク波長特性を有することを特徴とする
光フィルタである。
【００１０】このような構成であると、簡単な構造の光
フィルタによって等周波数間隔で存在する複数の光を一
括して反射により取り出すことができる。また、第一周
期と第二周期とを調整することで、周波数間隔や反射ピ
ーク波長を容易に変更することができる。
フィルタによって等周波数間隔で存在する複数の光を一
括して反射により取り出すことができる。また、第一周
期と第二周期とを調整することで、周波数間隔や反射ピ
ーク波長を容易に変更することができる。
【００１１】ここで、光導波路には光ファイバを用いる
ことが好ましく、グレーティング構造を備えた光導波路
としては、ファイバグレーティングであることが好まし
い。
ことが好ましく、グレーティング構造を備えた光導波路
としては、ファイバグレーティングであることが好まし
い。
【００１２】次に、請求項２に係る発明は、上記第一周
期構造の周期と変調成分である上記第二周期構造の周期
とに応じた等周波数間隔で複数の反射ピーク波長特性を
有するように、上記光導波路に前記第一周期構造をマス
クを用いて作製した後に前記第二周期構造をマスクを用
いて作製することを特徴とする光フィルタである。
期構造の周期と変調成分である上記第二周期構造の周期
とに応じた等周波数間隔で複数の反射ピーク波長特性を
有するように、上記光導波路に前記第一周期構造をマス
クを用いて作製した後に前記第二周期構造をマスクを用
いて作製することを特徴とする光フィルタである。
【００１３】このような構成であれば、周波数間隔を容
易に変更でき、光フィルタ自身も簡便に作製できる。
易に変更でき、光フィルタ自身も簡便に作製できる。
【００１４】次に、請求項３に係る発明は、上記第一周
期構造の周期と変調成分である上記第二周期構造の周期
とに応じた等周波数間隔で複数の反射ピーク波長特性を
有するように、前記第一周期構造と前記第二周期構造と
をマスクを用いて同時に作製することを特徴とする光フ
ィルタである。
期構造の周期と変調成分である上記第二周期構造の周期
とに応じた等周波数間隔で複数の反射ピーク波長特性を
有するように、前記第一周期構造と前記第二周期構造と
をマスクを用いて同時に作製することを特徴とする光フ
ィルタである。
【００１５】このような構成であれば、光フィルタを少
ない工程で作製することができる。
ない工程で作製することができる。
【００１６】次に、請求項４に係る発明は、上記第一周
期構造に対応する周波数の低周波数側と高周波数側とに
存する側波である複数の光の反射率が、それぞれ略同等
であることを特徴とする請求項１記載の光フィルタであ
る。
期構造に対応する周波数の低周波数側と高周波数側とに
存する側波である複数の光の反射率が、それぞれ略同等
であることを特徴とする請求項１記載の光フィルタであ
る。
【００１７】このような構成であれば、フィルタリング
された側波の光の強度が、略一定になっているので、こ
の後の通信システムにおける処理がやりやすい。
された側波の光の強度が、略一定になっているので、こ
の後の通信システムにおける処理がやりやすい。
【００１８】ここで、側波の複数の光の反射率の最大値
と最小値の差が１ｄＢ以下であることが好ましい。より
好ましくは、０．５ｄＢ以下である。
と最小値の差が１ｄＢ以下であることが好ましい。より
好ましくは、０．５ｄＢ以下である。
【００１９】次に、請求項５に係る発明は、上記第二周
期よりも長い周期で屈折率が変化する複数の副次周期構
造を有していることを特徴とする請求項１記載の光フィ
ルタである。
期よりも長い周期で屈折率が変化する複数の副次周期構
造を有していることを特徴とする請求項１記載の光フィ
ルタである。
【００２０】このような構成であれば、より多くの側波
の光を取り出すことができる。
の光を取り出すことができる。
【００２１】次に、請求項６に係る発明は、請求項１〜
５のいずれかに記載の光フィルタを用いた光通信システ
ムである。
５のいずれかに記載の光フィルタを用いた光通信システ
ムである。
【００２２】このような構成であれば、小さな部品で一
括してフィルタリングできるので、小型で高性能のシス
テムとすることができる。
括してフィルタリングできるので、小型で高性能のシス
テムとすることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、上述の構成であるので、以下
に記す効果を奏する。
に記す効果を奏する。
【００２４】第一周期に第二周期が重畳され変調され
て、等周波数間隔の複数の光を一括して反射する光フィ
ルタであるので、構造が簡単で作製することが容易であ
る。また、小型で高性能の光フィルタとすることができ
る。
て、等周波数間隔の複数の光を一括して反射する光フィ
ルタであるので、構造が簡単で作製することが容易であ
る。また、小型で高性能の光フィルタとすることができ
る。
【００２５】第一周期構造を作製した後で第二周期構造
を作製するので、周波数間隔を容易に変更することがで
き光フィルタの作製も容易である。
を作製するので、周波数間隔を容易に変更することがで
き光フィルタの作製も容易である。
【００２６】第一周期構造と第二周期構造を同時に作製
するので、製造工程数が減って、簡単に作製できてコス
トも下がる。
するので、製造工程数が減って、簡単に作製できてコス
トも下がる。
【００２７】側波の複数の光の反射率が、それぞれ略同
等であるので、フィルタリングされた側波の光が略一定
の強度となり、通信システムにおける後処理が容易にな
る。
等であるので、フィルタリングされた側波の光が略一定
の強度となり、通信システムにおける後処理が容易にな
る。
【００２８】第二周期よりも長い周期で屈折率が変化す
る複数の副次周期構造を有しているので、より多くの側
波の光をフィルタリングでき、信号の大容量化に対応で
きる。
る複数の副次周期構造を有しているので、より多くの側
波の光をフィルタリングでき、信号の大容量化に対応で
きる。
【００２９】第一周期に第二周期が重畳され変調され
て、等周波数間隔の複数の光を一括して反射する光フィ
ルタを用いた光通信システムであるので、小型軽量で高
性能の光通信システムにすることができる。
て、等周波数間隔の複数の光を一括して反射する光フィ
ルタを用いた光通信システムであるので、小型軽量で高
性能の光通信システムにすることができる。
【００３０】
【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。
に基づいて説明する。
【００３１】−第一の実施の形態−図１は、本実施の形
態に係る光フィルタの模式図である。本実施の形態で
は、ファイバグレーティングを用いて光フィルタとして
いる。なお、光フィルタとして用いるグレーティング構
造を備えた光導波路はファイバグレーティングに限定さ
れず、ポリマークラッドファイバや有機高分子光導波路
などを用いても良い。
態に係る光フィルタの模式図である。本実施の形態で
は、ファイバグレーティングを用いて光フィルタとして
いる。なお、光フィルタとして用いるグレーティング構
造を備えた光導波路はファイバグレーティングに限定さ
れず、ポリマークラッドファイバや有機高分子光導波路
などを用いても良い。
【００３２】光フィルタとしてのファイバグレーティン
グは、コア１２およびクラッド１４を有する光ファイバ
１０を用いて製造される。クラッド１４の表面をグレー
ティング書き込み光（例えば、２４０〜２７０ｎｍの波
長帯の紫外線）が透過する材料（例えば、脂肪族ウレタ
ン系アクリレート、若しくは脂肪族エポキシ系アクリレ
ート）から形成された被覆層（図示せず）で覆った光フ
ァイバを用いることが好ましい。被覆型光ファイバは非
被覆型光ファイバよりも強度が高いので、製造プロセス
で破損されることが少ない。
グは、コア１２およびクラッド１４を有する光ファイバ
１０を用いて製造される。クラッド１４の表面をグレー
ティング書き込み光（例えば、２４０〜２７０ｎｍの波
長帯の紫外線）が透過する材料（例えば、脂肪族ウレタ
ン系アクリレート、若しくは脂肪族エポキシ系アクリレ
ート）から形成された被覆層（図示せず）で覆った光フ
ァイバを用いることが好ましい。被覆型光ファイバは非
被覆型光ファイバよりも強度が高いので、製造プロセス
で破損されることが少ない。
【００３３】光ファイバ１０のコア１２は、屈折率変化
を呈する材料から形成されている。コア１２としては、
通常仕様の光ファイバと同等濃度のＧｅに加え、Ｓｎ、
或いは、Ｓｎ及びＡｌ、若しくは、Ｓｎ、Ａｌ及びＢの
ドーパントを添加したものを用いることが屈折率変化を
定常的に高める上で好ましい。ここで、通常仕様の光フ
ァイバとは、上記の光ファイバ１０に対し接続される接
続対象の光ファイバのことであり、このような光ファイ
バはそのコアに対し比屈折率差が０．９％となる程度の
Ｇｅがドープされて製造されたものである。上記の光フ
ァイバ１０のコア１２には、上記の通常仕様の光ファイ
バのコアと同量（比屈折率差が０．９％となる程度の
量）のＧｅに加え、濃度１０，０００ｐｐｍ以上、好ま
しくは濃度１０，０００〜１５，０００ｐｐｍのＳｎ、
或いはこのような濃度のＳｎ及び１，０００ｐｐｍ以下
のＡｌ等を共ドープすればよい。上記のドープは種々の
公知の方法で行えば良く、例えば液浸により行う場合に
は、上記ＧｅやＳｎの化合物（Ｓｎの場合、例えば、Ｓ
ｎＣｌ2・２Ｈ2Ｏ）をメチルアルコールと混合し、その
溶液の中に浸漬することによって実行される。
を呈する材料から形成されている。コア１２としては、
通常仕様の光ファイバと同等濃度のＧｅに加え、Ｓｎ、
或いは、Ｓｎ及びＡｌ、若しくは、Ｓｎ、Ａｌ及びＢの
ドーパントを添加したものを用いることが屈折率変化を
定常的に高める上で好ましい。ここで、通常仕様の光フ
ァイバとは、上記の光ファイバ１０に対し接続される接
続対象の光ファイバのことであり、このような光ファイ
バはそのコアに対し比屈折率差が０．９％となる程度の
Ｇｅがドープされて製造されたものである。上記の光フ
ァイバ１０のコア１２には、上記の通常仕様の光ファイ
バのコアと同量（比屈折率差が０．９％となる程度の
量）のＧｅに加え、濃度１０，０００ｐｐｍ以上、好ま
しくは濃度１０，０００〜１５，０００ｐｐｍのＳｎ、
或いはこのような濃度のＳｎ及び１，０００ｐｐｍ以下
のＡｌ等を共ドープすればよい。上記のドープは種々の
公知の方法で行えば良く、例えば液浸により行う場合に
は、上記ＧｅやＳｎの化合物（Ｓｎの場合、例えば、Ｓ
ｎＣｌ2・２Ｈ2Ｏ）をメチルアルコールと混合し、その
溶液の中に浸漬することによって実行される。
【００３４】用意された光ファイバ１０の所定の領域
に、被覆層の外側から紫外レーザ光を例えば、位相マス
ク２２を介して照射することによって、光ファイバ１０
のコア１２の所定の領域に、ファイバ軸方向に第一周期
Λ１を有するグレーティング２０を書き込む（図２）。
に、被覆層の外側から紫外レーザ光を例えば、位相マス
ク２２を介して照射することによって、光ファイバ１０
のコア１２の所定の領域に、ファイバ軸方向に第一周期
Λ１を有するグレーティング２０を書き込む（図２）。
【００３５】光ファイバ１０として、ＧｅとＳｎ（Ｓｎ
濃度は１５，０００ｐｐｍ）とを共ドープした石英ガラ
ス系ファイバ（直径１２５μｍ）を厚さ約３７．５μｍ
の被覆層（単層：両側で厚さ約７５μｍ）で被覆した被
覆型光ファイバ（被覆外径約２００μｍ）を用いる。被
覆層（図示せず）は、波長約２４０〜２７０ｎｍの紫外
線に対する透過率が約１０％以上の脂肪族系ウレタンア
クリレート（光重合開始剤：２，４，６−トリメチルベ
ンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド）を紫外線硬
化することによって形成する。さらに、得られた被覆型
光ファイバ１０の屈折率変化を大きくするために、被覆
型光ファイバ１０を約２０ＭＰａの高圧水素ガス中に約
２週間放置し、水素充填処理を施した。また、グレーテ
ィングの書き込みは、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光の４倍波で
ある２６６ｎｍのコヒーレント紫外レーザ光（１０ｍ
Ｗ）を掃引照射（約２０ｍｍ）することによって実行す
る。なお、グレーティングの書き込みは、公知の他の方
法でも実行でき、位相マスクを用いる方法に限定されな
い。また、光ファイバ１０の作製方法も一例であって、
本発明はこの方法に限定されない。
濃度は１５，０００ｐｐｍ）とを共ドープした石英ガラ
ス系ファイバ（直径１２５μｍ）を厚さ約３７．５μｍ
の被覆層（単層：両側で厚さ約７５μｍ）で被覆した被
覆型光ファイバ（被覆外径約２００μｍ）を用いる。被
覆層（図示せず）は、波長約２４０〜２７０ｎｍの紫外
線に対する透過率が約１０％以上の脂肪族系ウレタンア
クリレート（光重合開始剤：２，４，６−トリメチルベ
ンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド）を紫外線硬
化することによって形成する。さらに、得られた被覆型
光ファイバ１０の屈折率変化を大きくするために、被覆
型光ファイバ１０を約２０ＭＰａの高圧水素ガス中に約
２週間放置し、水素充填処理を施した。また、グレーテ
ィングの書き込みは、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光の４倍波で
ある２６６ｎｍのコヒーレント紫外レーザ光（１０ｍ
Ｗ）を掃引照射（約２０ｍｍ）することによって実行す
る。なお、グレーティングの書き込みは、公知の他の方
法でも実行でき、位相マスクを用いる方法に限定されな
い。また、光ファイバ１０の作製方法も一例であって、
本発明はこの方法に限定されない。
【００３６】このようにしてコア１２に形成された第一
周期構造（グレーティング構造）２０は、ファイバの長
手方向に沿って図５に示したような屈折率分布を有して
いる。これは、従来の単一周期構造を有する光ファイバ
グレーティングにおける屈折率分布と同じである。
周期構造（グレーティング構造）２０は、ファイバの長
手方向に沿って図５に示したような屈折率分布を有して
いる。これは、従来の単一周期構造を有する光ファイバ
グレーティングにおける屈折率分布と同じである。
【００３７】次に、先に形成された第一周期構造２０を
変調するための第二周期構造をグレーティング２０に重
畳するように形成する（図３）。この第二周期構造の書
き込み工程は、紫外線照射に用いるマスク３２のピッチ
を変更するだけで、先の第一周期構造の書き込み工程と
実質的に同じ方法で実行することができる。なお、この
長周期である第二周期のグレーティングの書き込みに
は、マスク３２を位相マスクに代えて強度変調マスクを
用いても良い。
変調するための第二周期構造をグレーティング２０に重
畳するように形成する（図３）。この第二周期構造の書
き込み工程は、紫外線照射に用いるマスク３２のピッチ
を変更するだけで、先の第一周期構造の書き込み工程と
実質的に同じ方法で実行することができる。なお、この
長周期である第二周期のグレーティングの書き込みに
は、マスク３２を位相マスクに代えて強度変調マスクを
用いても良い。
【００３８】第二周期構造を第一周期構造に重畳すると
は、第一周期構造の少なくとも一部に第二周期構造が重
なっていることを言い、第一周期構造の全てに第二周期
構造が重なる必要はない。少なくとも第二周期の１周期
分が第一周期構造に重畳されれば、二重周期構造による
変調の効果が得られうる。なお、第二周期構造による第
一周期構造の変調の効果を十分に得るためには、第一周
期構造の５０％程度の範囲が重なっていることが好まし
い。
は、第一周期構造の少なくとも一部に第二周期構造が重
なっていることを言い、第一周期構造の全てに第二周期
構造が重なる必要はない。少なくとも第二周期の１周期
分が第一周期構造に重畳されれば、二重周期構造による
変調の効果が得られうる。なお、第二周期構造による第
一周期構造の変調の効果を十分に得るためには、第一周
期構造の５０％程度の範囲が重なっていることが好まし
い。
【００３９】なお、第一周期構造書き込み工程と第二周
期構造書き込み工程との間に、屈折率変化を増大させる
ために、水素充填処理を行っても良い。
期構造書き込み工程との間に、屈折率変化を増大させる
ために、水素充填処理を行っても良い。
【００４０】このようにしてコア１２に第二周期構造が
重畳されて書き込まれたグレーティング３０は、ファイ
バの長手方向に沿って図６、あるいは図７に示したよう
な屈折率分布を有している。図６では、屈折率が第二周
期Λ２に従って連続的に変化している。このように重畳
された屈折率変化が連続的（例えば正弦関数に従って）
であると、側波の線幅（半値幅）が狭くなるので好まし
い。図７では、第一周期構造が存在する部分（屈折率が
変化している部分）と存在しない部分（屈折率が変化し
ていない部分）とがあって、それらが第二周期Λ３に従
って周期的に並んでいる。このように屈折率が変化する
と、側波の反射率を調整できるので好ましい。例えば、
第二周期を周期Λ３のδ関数とすると、第一周期構造の
屈折率変化の一つのピークが周期Λ３で並んだ構造とな
るが、全ての反射光の反射率が等しくなる。また、逆
に、周期Λ３で第一周期構造の一つの屈折率変化のピー
クを消去して残りの屈折率変化部分をそのまま残存させ
ておくといった周期的な格子欠陥のような形状とする
と、側波の反射率が全て等しくなる。なお、屈折率変化
の周期構造の形状は、位相マスクまたは強度変調マスク
の構造を調整することによって、例示した矩形波状や正
弦波状に限られず種々の形状に変更されうる。
重畳されて書き込まれたグレーティング３０は、ファイ
バの長手方向に沿って図６、あるいは図７に示したよう
な屈折率分布を有している。図６では、屈折率が第二周
期Λ２に従って連続的に変化している。このように重畳
された屈折率変化が連続的（例えば正弦関数に従って）
であると、側波の線幅（半値幅）が狭くなるので好まし
い。図７では、第一周期構造が存在する部分（屈折率が
変化している部分）と存在しない部分（屈折率が変化し
ていない部分）とがあって、それらが第二周期Λ３に従
って周期的に並んでいる。このように屈折率が変化する
と、側波の反射率を調整できるので好ましい。例えば、
第二周期を周期Λ３のδ関数とすると、第一周期構造の
屈折率変化の一つのピークが周期Λ３で並んだ構造とな
るが、全ての反射光の反射率が等しくなる。また、逆
に、周期Λ３で第一周期構造の一つの屈折率変化のピー
クを消去して残りの屈折率変化部分をそのまま残存させ
ておくといった周期的な格子欠陥のような形状とする
と、側波の反射率が全て等しくなる。なお、屈折率変化
の周期構造の形状は、位相マスクまたは強度変調マスク
の構造を調整することによって、例示した矩形波状や正
弦波状に限られず種々の形状に変更されうる。
【００４１】このグレーティング３０の構造を有する光
ファイバ１０の分光反射スペクトルを図８に示す。第一
周期構造に対応する第一周波数λは１９３．１ＴＨｚで
ある。第二周期構造が重畳して変調されることで生じる
側波は、低周波数側と高周波数側にそれぞれ３つずつあ
る。第一周波数および側波の光は、１００ＧＨｚの等周
波数間隔でスペクトルのピークとして並んで存在してい
る。
ファイバ１０の分光反射スペクトルを図８に示す。第一
周期構造に対応する第一周波数λは１９３．１ＴＨｚで
ある。第二周期構造が重畳して変調されることで生じる
側波は、低周波数側と高周波数側にそれぞれ３つずつあ
る。第一周波数および側波の光は、１００ＧＨｚの等周
波数間隔でスペクトルのピークとして並んで存在してい
る。
【００４２】なお、第一周波数を１９３．１ＴＨｚとし
て、１００ＧＨｚの等周波数間隔で側波の光を反射させ
るようにするには、Λ１＝５３５．３０ｎｍ、Λ３＝１
０３３．６７μｍとなるようなマスクを用いてグレーテ
ィング構造を作製すれば良い。この場合、位相マスクを
用いてΛ１の屈折率構造周期を書き込むには、Λ１の２
倍のマスクピッチのもの（１０７０．６０ｎｍ）を用い
ればよい。
て、１００ＧＨｚの等周波数間隔で側波の光を反射させ
るようにするには、Λ１＝５３５．３０ｎｍ、Λ３＝１
０３３．６７μｍとなるようなマスクを用いてグレーテ
ィング構造を作製すれば良い。この場合、位相マスクを
用いてΛ１の屈折率構造周期を書き込むには、Λ１の２
倍のマスクピッチのもの（１０７０．６０ｎｍ）を用い
ればよい。
【００４３】図９に本実施の形態の光フィルタを用いた
光通信システムの一例を示す。送信機からは、等周波数
間隔の複数の光が、その一つ一つに別々の信号を載せて
光ファイバに送られる。光ファイバの中を伝送されてき
た光信号は、サーキュレータを通って光フィルタに到達
する。そこで図８に示す周波数の７つの光が反射され、
再びサーキュレータを通って、今度は受信機へ伝送され
る。受信機で各光の信号を受信する。なお、本発明の光
通信システムは、この例に限定されない。
光通信システムの一例を示す。送信機からは、等周波数
間隔の複数の光が、その一つ一つに別々の信号を載せて
光ファイバに送られる。光ファイバの中を伝送されてき
た光信号は、サーキュレータを通って光フィルタに到達
する。そこで図８に示す周波数の７つの光が反射され、
再びサーキュレータを通って、今度は受信機へ伝送され
る。受信機で各光の信号を受信する。なお、本発明の光
通信システムは、この例に限定されない。
【００４４】−第二の実施の形態− 第二の実施の形態では、グレーティング３０構造を作製
する際に第一周期構造と第二周期構造とを同時に作製し
ている。作製方法は、図４に示すように、第一周期のグ
レーティングを書き込むためのマスク２２と第二周期の
グレーティングを書き込むためのマスク３２を重ねて紫
外レーザ光を照射する方法が挙げられる。もちろん、こ
のとき第一周期のマスク２２と第二周期のマスク３２と
を一体に成形したマスクを用いても良い。
する際に第一周期構造と第二周期構造とを同時に作製し
ている。作製方法は、図４に示すように、第一周期のグ
レーティングを書き込むためのマスク２２と第二周期の
グレーティングを書き込むためのマスク３２を重ねて紫
外レーザ光を照射する方法が挙げられる。もちろん、こ
のとき第一周期のマスク２２と第二周期のマスク３２と
を一体に成形したマスクを用いても良い。
【００４５】本実施の形態は、第一周期構造と第二周期
構造とを同時に作製すること以外は、基本的には第一の
実施の形態と同じである。
構造とを同時に作製すること以外は、基本的には第一の
実施の形態と同じである。
【図１】本発明の光フィルタの断面の模式図
【図２】光ファイバに第一周期構造を書き込む模式図
【図３】光ファイバに第二周期構造を書き込む模式図
【図４】光ファイバに第一周期構造と第二周期構造とを
同時に書き込む模式図
同時に書き込む模式図
【図５】第一周期構造の屈折率の変化図
【図６】第一周期構造に第二周期構造が重畳した屈折率
の変化図
の変化図
【図７】第一周期構造に別の第二周期構造が重畳した屈
折率の変化図
折率の変化図
【図８】本発明の光フィルタの分光反射スペクトルの図
【図９】本発明の光通信システムの一例を示す図
１０ 光ファイバ １２ コア １４ クラッド ２０ 第一周期のグレーティング ２２ 位相マスク ３０ 第一周期に第二周期が重畳されたグレーティング ３２ マスク ４０ サーキュレータ ４２ 光ファイバ ４４ 光フィルタ Λ１ 第一周期 Λ２ 第二周期 Λ３ 第二周期 λ 第一周波数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 一雄 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 2H038 BA25 2H049 AA02 AA33 AA43 AA45 AA59 AA62 AA66 2H050 AA07 AC84 AD16
Claims (6)
- 【請求項１】 光導波路にグレーティング構造を備えた
光フィルタであって、 上記グレーティング構造は、屈折率が第一周期で変化す
る第一周期構造と、 上記第一周期構造に重畳され、上記第一周期より長い第
二周期で屈折率が変化する第二周期構造とを有し、 上記第一周期構造の周期と変調成分である上記第二周期
構造の周期とに応じた等周波数間隔で複数の反射ピーク
波長特性を有することを特徴とする光フィルタ。 - 【請求項２】 上記第一周期構造の周期と変調成分であ
る上記第二周期構造の周期とに応じた等周波数間隔で複
数の反射ピーク波長特性を有するように、上記光導波路
に前記第一周期構造をマスクを用いて作製した後に前記
第二周期構造をマスクを用いて作製することを特徴とす
る光フィルタ。 - 【請求項３】 上記第一周期構造の周期と変調成分であ
る上記第二周期構造の周期とに応じた等周波数間隔で複
数の反射ピーク波長特性を有するように、前記第一周期
構造と前記第二周期構造とをマスクを用いて同時に作製
することを特徴とする光フィルタ。 - 【請求項４】 上記第一周期構造に対応する周波数の低
周波数側と高周波数側とに存する側波である複数の光の
反射率が、それぞれ略同等であることを特徴とする請求
項１記載の光フィルタ。 - 【請求項５】 上記第二周期よりも長い周期で屈折率が
変化する複数の副次周期構造を有していることを特徴と
する請求項１記載の光フィルタ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光フィ
ルタを用いた光通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258968A JP2002071962A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 光フィルタおよび光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258968A JP2002071962A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 光フィルタおよび光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071962A true JP2002071962A (ja) | 2002-03-12 |
Family
ID=18747197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000258968A Pending JP2002071962A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 光フィルタおよび光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002071962A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716646B1 (en) * | 2001-07-16 | 2004-04-06 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for performing overlay measurements using scatterometry |
| WO2012147052A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Basf Se | Ir reflectors for solar light management |
-
2000
- 2000-08-29 JP JP2000258968A patent/JP2002071962A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716646B1 (en) * | 2001-07-16 | 2004-04-06 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for performing overlay measurements using scatterometry |
| WO2012147052A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Basf Se | Ir reflectors for solar light management |
| US20140055847A1 (en) * | 2011-04-28 | 2014-02-27 | Basf | Ir reflectors for solar light management |
| JP2014519047A (ja) * | 2011-04-28 | 2014-08-07 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 太陽光管理のためのｉｒ反射器 |
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