JP2003302547A - 光ファイバ、スラント型光ファイバグレーティング、帯域阻止光フィルタ、光増幅器用利得等化光フィルタおよび光増幅器モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ特性を狭帯域に保ちつつ、従来より
も損失面積を大きくすることができるスラント型光ファ
イバグレーティングによる光フィルタを提供する。 【解決手段】 コア１のうち、中心部を占める内コア１
ａの感光率は低く、クラッド２に近い側の外コア１ｂの
感光率は高くなるように形成されている。また、クラッ
ド２のうち、コア１に近い側の内クラッド２ａの感光率
は高く、その外側の外クラッド２ｂの感光率は低くなる
ように形成されている。このような感光率を持つ光ファ
イバを用いて、光学特性の異なる複数のスラント型光フ
ァイバグレーティングを作製し、これらを接続して光増
幅器の利得を平坦化する利得等化光フィルタを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信および光情報
処理分野で利用される光ファイバ型光部品に関し、特に
エルビウムドープ光ファイバを用いた光増幅器（以下
「ＥＤＦＡ」と略記する）の利得の波長特性を改善し
て、利得平坦化もしくは利得等化するための光フィルタ
と、この光フィルタに用いられる光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】石英系光ファイバの紫外線照射によるゲ
ルマニウム（Ｇｅ）添加部の屈折率上昇を利用して光フ
ァイバ長手方向に周期的な屈折率変調を設けた光ファイ
バグレーティングは、挿入損失が低い、低コストで作製
できる、高信頼度を持つなどの長所を持つことから光通
信分野で広く利用されている。この光ファイバグレーテ
ィングは大別すると２つのタイプに分けることができ
る。その１つは媒質中での光の波長の半分の周期、例え
ば、使用波長１５５０ｎｍにおいて約５３０ｎｍの周期
をもち、逆方向導波モード光（以下「反射モード光」と
略記する）へ結合させることで透過特性を得る反射型ブ
ラッググレーティング（以下「反射型ＦＢＧ」と略記す
る）であり、その構造を図４７に示す。

【０００３】図４７において、符号１はコア、符号２は
コア１の周囲に設けられたクラッドであり、符号３は、
紫外光照射によって形成された高屈折率部である。この
高屈折率部３が光ファイバの長手方向に周期的に形成さ
れてグレーティング部４が形成されている。この反射型
ブラッググレーティングにおいては、導波モード光５は
反射モード光６に結合し、この波長帯域について透過損
失を有する透過光が得られる。２つめが数１００μｍの
周期をもち、前方クラッドモード光に結合させることで
透過特性を得る長周期型グレーティング（以下「ＬＰ
Ｇ」と略記する）であり、その構造を図４８に示す。図
４８においても、符号１から符号４は図４７の場合と同
一のものを示すが、高屈折率部３の周期が図４７の場合
より長くなるように形成されている点が異なっている。
これにより、導波モード光５は、前方クラッドモード光
７と結合し、この波長帯域について透過損失を有する透
過光が得られる。

【０００４】反射型ＦＢＧは、屈折率の変調強度および
周期を光ファイバ長手方向に変化させることにより任意
の損失波長特性が設計できること、また−数１０ｄＢの
大きな透過阻止率を実現できるという長所がある反面、
透過阻止帯域に周期０．１ｎｍ程度で０．１〜５ｄＢ程
度のリップルが存在し滑らかな特性が得られないこと、
大きな反射があるなどの短所があることから、これまで
エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器の利得等化
器（以下「ＧＥＱＦ」と略記する）としてはほとんど使
われていなかった。一方、長周期グレーティングは反射
型ブラッググレーティングとは対照的に透過阻止帯域に
リップルがなく、完全に滑らかな特性をもち、反射光が
ほとんど存在しないなどの長所をもつことから、ＧＥＱ
Ｆとしてはこちらが主に使われてきた。しかしながら、
任意の損失波長特性が作りにくく、得られる透過阻止率
も特殊な光ファイバを用いても５ｄＢ程度であるという
短所があるため、広い波長帯域での利得の平坦化には向
いていない。

【０００５】今後、波長多重システムにおいて波長多重
数を多くするために利用波長帯域は広がる傾向にあるた
め、長周期グレーティングよりもフレキシブルに損失波
長特性を設計できるＧＥＱＦが必要とされつつある。以
上のような状況から反射ブラッググレーティングの長所
をそのまま持ちつつ、その短所を改善した光ファイバグ
レーティングとしてスラント型光ファイバブラッググレ
ーティング（以下「ＳＦＢＧ」と略記する）が、ＧＥＱ
Ｆとして開発され、例えば、非特許文献１において開示
されている。図４９に、このスラント型光ファイバブラ
ッググレーティングの構造を示す。図４９においても、
符号１から符号４は図４７の場合と同一のものを示す
が、図４９においては、高屈折率部３はグレーティング
の等位相面を光ファイバ軸Ａから傾けて（スラントさせ
て）形成され、反射ブラッグ型と同等の周期で繰り返す
ことによりグレーティング部４が形成されている。

【０００６】この高屈折率部３に直交する線Ｂの方向を
グレーティングの格子ベクトル方向という。この格子ベ
クトル方向Ｂと光ファイバ軸Ａとの角度θをスラント角
度といい、このスラント角度によって高屈折率部３の傾
きの大きさを表す。このスラント型短周期光ファイバグ
レーティングにおいては、導波モード光５のうち、グレ
ーティング部４で反射された光の一部は後進クラッドモ
ード８と結合する。このように、グレーティング部４を
傾けることで、後進クラッドモード８への結合、特にＬ
Ｐｌｘ系列への結合が促進される。また、スラント角度
θを適切に選ぶことで反射モードへの結合をほとんど抑
制することができる。このとき反射は小さくなり、光導
波路内で導波モード同士の多重反射が起こらないので、
不要なリップルが生じない。また短周期反射型光ファイ
バグレーティングと同様に、屈折率の変調強度および周
期を変化させることでフィルタ特性を変えられるので、
設計自由度は大きくなる。

【０００７】しかし、後進クラッドモード８は多数存在
するので、一般的には損失発生帯域が広がってしまうと
いう問題があった。従来の反射ブラッグ型光ファイバグ
レーティングや、長周期型ブラッグ型光ファイバグレー
ティングで使用されている光ファイバでは、モード結合
による損失発生帯域は、狭いものでも２０ｎｍ以上とな
ってしまう。従って急峻な特性をもつ光フィルタや損失
帯域幅が数ｎｍの狭帯域な光フィルタを作製するために
は、特定の後進クラッドモードへ選択的に結合が大きく
なるように特殊な構造の光ファイバを用いる必要がある
ことがわかっており、これについて上記非特許文献１に
記載されている。このような目的のために、これまでに
提案されている光ファイバ構造の一例を図５０に示す。
図５０において、符号１はコアであり、符号２はクラッ
ドである。このクラッド２のうち、符号２ａは光感受性
を有する内クラッドであり、符号２ｂは光感受性を持た
ない外クラッドである。この光ファイバは、コア１の紫
外線による屈折率変化の感光率を低くし、コア１に近接
する内クラッド２ａに高い感光率を持たせた構造であ
り、コア１には感光性のない高屈折率媒質を添加し、ク
ラッド２にはゲルマニウムと共に低屈折率媒質を添加し
ている。

【０００８】この構造の光ファイバを用いてスラント型
光ファイバグレーティングを作製すると、反射モードへ
の結合が小さくなるので、比較的小さなスラント角度で
反射モード結合を抑制することができ、これにより比較
的低次のクラッドモードへ集中的に結合させることがで
きる。この構造の光ファイバを用いて、理論カットオフ
波長を１．１μｍとしてＳＦＢＧを形成したときの透過
特性についてシミュレーションを行った。表１にそのシ
ミュレーション条件を示し、図５１にその透過スペクト
ルを示す。表１中で、反射抑制角度とは、反射モードへ
の結合を抑えることができるスラント角度のことをい
う。

【０００９】

【表１】

【００１０】図５１より、主たる損失発生帯域が全幅で
１０ｎｍ以下となっていることがわかる。

【００１１】

【非特許文献１】Ｇａｉｎ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ
ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｌａｎｔｅｄ Ｂ
ｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｏｎ ａｄａｐｔｅｄ ｆ
ｉｂｒｅ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ ｌｏｎ
ｇ−ｈａｕｌ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ（Ｉ．Ｒｉａｎｔ ｅｔ ａｌ、ＯＦＣ’９
９、ＴｈＪ６−１、１９９９）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
光ファイバ構造とすることで、損失発生帯域を狭くする
ことが可能であるが、この光ファイバ構造では、光パワ
ー密度が大きいコア部にグレーティングを形成しないの
で、光のフィールド分布と屈折率変化のオーバーラップ
が少なく結合係数が小さくなってしまう。またクラッド
部分にゲルマニウムの他に低屈折率媒質を添加する必要
があるため、添加できるゲルマニウムの量はゲルマニウ
ム単体で添加する場合より通常少なくなる。ゲルマニウ
ムの添加量は６ｗｔ％くらいが限界であり、再現性よく
安定に光ファイバを作製するためには、ゲルマニウムの
添加量５ｗｔ％程度が望ましいと考えられる。従って、
ゲルマニウムを添加して感光率自体を上げる方法にも限
界がある。

【００１３】以上の２つの理由により、得られる透過損
失値はあまり大きくない。実際に図５０に示す構造の光
ファイバを用いてＳＦＢＧを作製した結果を以下に述べ
る。図５２に、作製した光ファイバを用いたＳＦＢＧの
透過スペクトル（基本スペクトル）の一例を示す。グレ
ーティング長は約１ｍｍとした。図５２から、損失発生
帯域は約１０ｎｍであることがわかる。この光ファイバ
の特性は、モードフィールド径（以下「ＭＦＤ」と略記
する）１０μｍ、カットオフ波長１．２μｍ、またクラ
ッド２へのゲルマニウムの添加量は４．５ｗｔ％であ
る。図５１に示す斜線の領域のように主損失発生帯域の
面積を損失面積と定義し、この光ファイバへ露光してＳ
ＦＢＧを作製したときの露光時間と発生する損失面積の
関係を測定した結果を図５３に示す。ただし損失面積は
熱劣化に対する安定化のためのエージングによる損失の
劣化率を掛けた値として算出している。ここで飽和損失
面積を、露光時間ｔと損失面積Ｓとの関係において、Ｓ
＝ａ・ｔ^ｂでフィッテングできる上限、すなわち屈折率
上昇が飽和をし始めるときの損失面積と定義すると、こ
の場合の飽和損失面積は３ｄＢｎｍ程度であることがわ
かる。

【００１４】例えば透過阻止帯域３０ｎｍ、透過損失５
ｄＢの帯域阻止フィルタを作製することを考えてみる。
これはＧＥＱＦとして一般的に要求される特性であり、
さほど広帯域ではない。波長帯域３０ｎｍに渡ってフラ
ットに５ｄＢの損失を形成すると仮定すると、必要な総
損失面積は１５０ｄＢｎｍであり、グレーティング長を
最大４０ｍｍとすると、基本スペクトルで約３．８ｄＢ
ｎｍの損失面積が必要であることがわかる。実際のＧＥ
ＱＦの特性はフラットではないので、５ｄＢの損失を得
るために局所的には最大でその１．３倍すなわち５．０
ｄＢｎｍ程度の損失面積が必要である。従って図５０の
光ファイバでは、ピーク損失５ｄＢを持つＧＥＱＦを作
製することは困難であることがわかる。その他に損失を
上げる方法としては、コアの感光率を上げること、カッ
トオフ波長を下げてクラッドへの光パワーの浸みだしを
大きくするという２つが考えられる。

【００１５】このうち、コアの感光率を上げる方法をと
ると、損失発生帯域幅が大きくなるため、感光率は２０
％以下であることが望ましく、損失上昇のためにはあま
り有効ではない。またカットオフ波長を下げる方法は、
曲げ損失とトレードオフであることからこの方法にも限
界がある。カットオフの限界はコアの比屈折率差Δを上
げることで引き下げることができるが、この場合にはコ
ア径が小さくなるため、やはり損失帯域が広がってしま
う。検討の結果、図５０に示した構造で損失帯域幅を保
ちつつ得られる飽和損失面積は、４ｄＢｎｍが限界であ
ると考えられる。本発明は、このような事情を考慮して
なされたもので、フィルタ特性を狭帯域に保ちつつ、従
来よりも損失面積を大きくすることができるスラント型
光ファイバグレーティングによる光フィルタを提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、コアとその周囲に設けら
れたクラッドとからなる光ファイバにおいて、該コアは
互いに屈折率または感光率の異なる少なくとも２種以上
の層からなり、この層のうち最内層は光照射による屈折
率変化における感光率が他の層より低い低感光率層とな
るように形成され、該クラッドは互いに屈折率または感
光率の異なる少なくとも２種以上の層からなり、この層
のうち該コアと接する層は光照射による屈折率変化にお
ける感光率が他の層より高い高感光率層となるように形
成されていることを特徴とする光ファイバである。この
光ファイバを用いてスラント型光ファイバグレーティン
グを作製し帯域阻止光フィルタとすることで、フィルタ
特性を狭帯域に保ちつつ、損失面積に関して良好な特性
を得ることができる。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ファイバにおいて、前記クラッドの高感光率層の外径が
モードフィールド径の２倍以上であることを特徴とす
る。これにより、損失帯域幅が狭く、かつ損失面積の大
きな帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光ファ
イバを実現することができる。請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の光ファイバにおいて、前記コア
の径に対する前記コアの低感光率層の径の比ｌと、理論
カットオフ波長λｃとの積が０．９８以下であることを
特徴とする。これにより、損失面積が３．９ｄＢｎｍ以
上となる帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光
ファイバを実現することができる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の光ファイバにおいて、前記コアの感
光率の最大値を、前記クラッドの感光率の最大値で割っ
た値が０．８以上であることを特徴とする。これによ
り、大きな損失面積を持つ帯域阻止光フィルタを作製す
ることが可能な光ファイバを実現することができる。請
求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記
載の光ファイバにおいて、理論カットオフ波長λｃが
１．２２μｍ以下であることを特徴とする。これによ
り、低次のクラッドモードが導波モードと結合して生じ
るゴーストモードと呼ばれるリップルの発生を抑制した
帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光ファイバ
を実現することができる。請求項６記載の発明は、請求
項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバにおいて、
前記コアと最内クラッド層との比屈折率差Δと理論カッ
トオフ波長λｃとが、λｃ＞２．４８−４．５３Δ＋
３．４３Δ^２の関係を満たすことを特徴とする。これに
より、曲げ直径４０ｍｍでの曲げ損失を０．１ｄＢ／ｍ
以下とすることが可能な光ファイバを実現することがで
き、この光ファイバを用いて帯域阻止光フィルタを作製
することにより、狭い場所に収納しても曲げによる損失
増が小さい帯域阻止光フィルタを実現することができ
る。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
のいずれかに記載の光ファイバにおいて、損失発生帯域
幅ＢＷが９ｎｍ以下であり、かつ、前記コアの径に対す
る前記コアの低感光率層の径の比ｌと、理論カットオフ
波長λｃとの積が０．９８以下であることを特徴とす
る。これにより、この光ファイバを用いて、光増幅器の
波長１５３０ｎｍ帯での利得ピークを等化する利得等化
光フィルタを作製することができる。請求項８記載の発
明は、請求項請求項１ないし６のいずれかに記載の光フ
ァイバにおいて、損失発生帯域幅ＢＷが１５ｎｍ以下で
あり、かつ、前記コアの径に対する前記コアの低感光率
層の径の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．
８５以下であることを特徴とする。これにより、この光
ファイバを用いて、光増幅器の波長１５５５ｎｍ帯での
利得ピークを等化する利得等化光フィルタを作製するこ
とができる。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
のいずれかに記載の光ファイバにおいて、前記クラッド
を構成する互いに屈折率の異なる層のうち、前記コアに
接する最内クラッド層と最外クラッド層との比屈折率差
Δ_{ｉｎｃｌａｄ}が、−０．１％＜Δ_{ｉｎｃｌａｄ}＜０％
の範囲にあることを特徴とする。これにより、最内クラ
ッド層に閉じ込められて伝搬するモードが導波モードと
干渉して伝搬特性が悪くなることを防止し、この光ファ
イバを用いて帯域阻止光フィルタを作製したときに、複
合モードが発生して不必要なピークが発生するのを防止
することができる。

【００２１】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
９のいずれかに記載の光ファイバにおいて、前記コアの
低感光率層に対する主添加物をアルミニウムとし、前記
コアの高感光率層に対する主添加物をゲルマニウムと
し、前記クラッドの高感光率層に対する主添加物をゲル
マニウムおよびホウ素とし、このクラッドの高感光率層
に添加するゲルマニウムの添加量を３ｗｔ％以上とした
石英ガラスからなることを特徴とする。これにより、請
求項１ないし９のいずれかに記載した特性を持つ光ファ
イバを実現することができる。

【００２２】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
９のいずれかに記載の光ファイバにおいて、前記コアの
低感光率層に対する主添加物をアルミニウムとし、前記
コアの高感光率層に対する主添加物をゲルマニウムと
し、前記クラッドの高感光率層に対する主添加物をゲル
マニウムおよびフッ素とし、このクラッドの高感光率層
に添加するゲルマニウムの添加量を４ｗｔ％以上とした
石英ガラスからなることを特徴とする。これにより、請
求項１ないし９のいずれかに記載した特性を持つ光ファ
イバを実現することができる。

【００２３】請求項１２記載の発明は、請求項請求項１
ないし９のいずれかに記載の光ファイバにおいて、前記
コアの低感光率層に添加するゲルマニウムの添加量を１
ｗｔ％以下とし、前記コアの高感光率層に対する主添加
物をゲルマニウムおよびフッ素とし、前記クラッドの高
感光率層に対する主添加物をゲルマニウムおよびフッ素
とし、このクラッドの高感光率層に添加するゲルマニウ
ムの添加量を５ｗｔ％とし、前記クラッドの低感光率層
に対する主添加物をフッ素とした石英ガラスからなるこ
とを特徴とする。これにより、請求項請求項１ないし９
のいずれかに記載した特性を持つ光ファイバを実現する
ことができる。

【００２４】請求項１３記載の発明は、請求項１ないし
１２のいずれかに記載された光ファイバを用い、スラン
ト角度が反射抑制角度に対して±０．３°の範囲となる
ようにして作製したことを特徴とするスラント型光ファ
イバグレーティングである。これにより、損失帯域幅が
狭く、かつ損失面積の大きな帯域阻止光フィルタを作製
することが可能となる。請求項１４記載の発明は、請求
項１３記載のスラント型光ファイバグレーティングにお
いて、グレーティング周期と屈折率変化量とを光ファイ
バの長手方向に変化させて、所望の損失スペクトルが得
られるようにしたことを特徴とする。

【００２５】請求項１５記載の発明は、モードフィール
ド径を８．０μｍ〜１０．０μｍとし、コアの最内クラ
ッドに対する比屈折率差Δを０．４０％〜０．５５％と
した請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファイバ
を用いた請求項１３または１４記載のスラント型光ファ
イバグレーティングが１つ以上直列に接続され、その両
端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバが接続
されていることを特徴とする帯域阻止光フィルタであ
る。これにより、伝送用シングルモード光ファイバとの
接続損失が小さく、損失帯域幅が小さく、損失面積が大
きい帯域阻止光フィルタを実現することができる。

【００２６】請求項１６記載の発明は、モードフィール
ド径を８．０μｍ〜９．０μｍとし、コアの最内クラッ
ドに対する比屈折率差Δを０．５０％〜０．５５％とし
た請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファイバを
用いた請求項１３または１４記載のスラント型光ファイ
バグレーティングが１つ以上直列に接続され、その両端
に分散シフト光ファイバが接続されていることを特徴と
する帯域阻止光フィルタである。これにより、分散シフ
ト光ファイバとの接続損失が小さく、損失帯域幅が小さ
く、損失面積が大きい帯域阻止光フィルタを実現するこ
とができる。

【００２７】請求項１７記載の発明は、請求項１３また
は１４に記載のスラント型光ファイバグレーティングが
２つ以上直列接続された光増幅器用利得等化光フィルタ
であって、波長１５３０ｎｍ帯での利得ピークを等化す
るために、請求項７記載の光ファイバを用いてスラント
型光ファイバグレーティングを作製し、波長１５５５ｎ
ｍ帯での利得ピークを等化するために、請求項８記載の
光ファイバを用いてスラント型光ファイバグレーティン
グを作製し、これらのスラント型光ファイバグレーティ
ングが直列接続されていることを特徴とする光増幅器用
利得等化光フィルタである。これにより、光増幅器の利
得を広い波長範囲に亘って平坦化することが可能な光増
幅器用利得等化光フィルタを実現することができる。

【００２８】請求項１８記載の発明は、請求項１７記載
の光増幅器用利得等化光フィルタにおいて、モードフィ
ールド径を８．０μｍ〜１０．０μｍとし、コアの最内
クラッドに対する比屈折率差Δを０．４０％〜０．５５
％とした請求項１ないし１２までのいずれかに記載の光
ファイバを用いた請求項１３または１４記載のスラント
型光ファイバグレーティングが２つ以上直列に接続さ
れ、その両端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファ
イバが接続されていることを特徴とする。これにより、
伝送用シングルモード光ファイバとの接続損失が小さ
く、光増幅器の利得を広い波長範囲に亘って平坦化する
ことが可能な光増幅器用利得等化光フィルタを実現する
ことができる。

【００２９】請求項１９記載の発明は、請求項１７記載
の光増幅器用利得等化光フィルタにおいて、モードフィ
ールド径を８．０μｍ〜９．０μｍとし、コアの最内ク
ラッドに対する比屈折率差Δを０．５０％〜０．５５％
とした請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファイ
バを用いた請求項１３または１４記載のスラント型光フ
ァイバグレーティングが２つ以上直列に接続され、その
両端に分散シフト光ファイバが接続されていることを特
徴とする。これにより、分散シフト光ファイバとの接続
損失が小さく、光増幅器の利得を広い波長範囲に亘って
平坦化することが可能な光増幅器用利得等化光フィルタ
を実現することができる。

【００３０】請求項２０記載の発明は、請求項１８また
は１９に記載の光増幅器用利得等化光フィルタを用いた
ことを特徴とする光増幅器モジュールである。これによ
り、広い波長帯域に亘って利得が平坦化された増幅光を
発生することが可能な光増幅器モジュールを実現するこ
とができる。また、本発明の光増幅器用利得等化光フィ
ルタは接続損失が小さいため、光増幅器モジュールとし
て使用しても挿入損失の小さい光増幅器モジュールを実
現することができる。さらに、本発明の光増幅器用利得
等化光フィルタは曲げ損失の小さい光ファイバを使用し
て作製されているため、光増幅器モジュールとして使用
しても曲げ損失が小さく、狭い場所に収納しても利用可
能な光増幅器モジュールを実現することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光ファイバは、コアとその周囲に設けられたク
ラッドとからなる光ファイバであり、コアは互いに屈折
率の異なる少なくとも２種以上の層からなり、この層の
うち最内層は光照射による屈折率変化における感光率が
他の層より低い低感光率層となるように形成されてい
る。また、クラッドは互いに屈折率の異なる少なくとも
２種以上の層からなり、この層のうちコアと接する層は
光照射による屈折率変化における感光率が他の層より高
い高感光率層となるように形成されている。図１に、本
発明の光ファイバの屈折率分布と感光率分布の一例を示
す。図１中、符号１はコアであり、符号２はクラッドで
ある。コア１の屈折率は、クラッド２の屈折率より高く
なるように形成されている。クラッド２に対するコア１
の比屈折率差をΔとする。コア１のうち、中心部を占め
る内コア１ａの感光率は低く、クラッド２に近い側の外
コア１ｂの感光率は高くなるように形成されている。従
ってここでは、内コア１ａが低感光率層である。また、
クラッド２のうち、コア１に近い側の内クラッド２ａの
感光率は高く、その外側の外クラッド２ｂの感光率は低
くなるように形成されている。従ってここでは、内クラ
ッド２ａが高感光率層である。内クラッド２ａの感光率
を基準値１として、内コア１ａの感光率をｐ_１とし、外
コア１ｂの感光率をｐ_２とする。また、コア１の外半径
をｒ_ｃｏｒｅとし、内コア１ａの外半径をｌ
ｒ_ｃｏｒｅ、内クラッド２ａの外半径をｍｒ_ｃｏｒｅと
する。

【００３２】以下に、上記のコア１の各層、およびクラ
ッド２の各層の半径と感光率を変化させたときの光ファ
イバを用いたスラント型光ファイバグレーティングの光
学特性について、従来の場合と比較しながら説明する。
最初に図１に記載のパラメータ中、内クラッド２ａに対
する外コア１ｂの感光率比ｐ_２＝１、コア１の半径に対
する感光性クラッドである内クラッド２ａの半径の比ｍ
＝３として、いくつかの比屈折率差Δおよび正規化周波
数Ｖについて、コア１の半径に対する内コア１ａの半径
の比ｌ、および内コア１ａの感光率の比ｐ_１をパラメー
タとしてシミュレーション計算を行った。グレーティン
グの条件は、表１と同様である。このシミュレーション
結果から、図４９においてその構造を示したスラント型
光ファイバグレーティングの特性として、損失発生帯域
幅、損失面積についてまとめたものを図２から図９に示
す。

【００３３】ここで損失発生帯域幅はピーク損失のｄＢ
比で０．０５倍となる幅として定義し、損失を生じるメ
インバンドでの損失面積は、損失が短波長側で極小値
（透過率が極大値）を示す波長までの面積として定義し
ている。図２から図９において、１００％で示した線が
従来の光ファイバ構造、すなわち感光率の高い外コア１
ｂを設けない従来型の特性である。損失面積はｄＢスケ
ールでの相対値である。図５２において透過損失を示し
た光ファイバの場合、その特性から損失面積は０．７程
度に相当し、このときの比屈折率差Δ＝０．４%、コア
感受率０．２、正規化周波数ｖ＝２．０である。これに
より従来型の光ファイバ構造では、損失面積は相対値で
０．９以上すなわち実際の損失面積で３．９ｄＢｎｍ以
上相当のものは、ゲルマニウム（Ｇｅ）の添加量を上げ
ない限り作製できないことがわかる。一方、本発明の光
ファイバのように、コア１の外側に感光率の高い層であ
る外コア１ｂを設けることで、内コア１ａの感光率を上
げる場合と比較して、帯域幅をあまり広げずに損失面積
を大幅に改善することができることがわかる。

【００３４】このシミュレーション結果から、まず損失
面積の光ファイバパラメータに対する傾向について説明
する。ここで内コア１ａの感光率を０としたときの損失
面積を、コア１に対する内コア１ａの半径の比ｌと理論
カットオフ波長λｃの積の逆数の関数としてプロットす
ると図１０となる。ここで理論カットオフ波長は、
（１）式で表される。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここでλは使用波長であり、ここでは１．
５５μｍとした。図１０より損失面積はほぼ直線の傾向
を示し、近似式は（２）式

【００３７】

【数２】

【００３８】と表すことができる。従って０．９以上の
損失面積を得るための条件は、（３）式

【００３９】

【数３】

【００４０】と表すことができる。これにより、例えば
カットオフ波長１．１μｍの場合、内コア１ａの半径は
コア半径の８５％以下であればよいことがわかる。

【００４１】次に損失発生帯域幅の光ファイバパラメー
タに対する傾向について説明する。最初に内コア１ａの
感光率を０とし、シミュレーションの帯域幅を内コア１
ａの半径の比ｌとコア半径の積すなわち低感光率コアで
ある内コアの半径の関数としてプロットすると図１１の
ようになる。ここでコア半径は（４）式

【００４２】

【数４】

【００４３】と表される。式（４）においてｎ_ｃｌａｄ
はクラッドの屈折率である。図１１より損失発生帯域幅
は低感光率コアである内コアの半径に対してある傾向を
示すことが分かり、近似的に式（５）で表すことができ
る。

【００４４】

【数５】

【００４５】次に内コア１ａの感光率が０でない場合を
考える。この場合、反射モードへの結合係数の増加率は
基本モードの内コア１ａ内のパワーの割合Ｐ
_{ｉｎｓｉｄｅ}と、基本モードの内コア１ａより外側のパ
ワーの割合Ｐ_{ｏｕｔｓｉｄｅ}を用いて、ｐ_ｌ・Ｐ
_{ｉｎｓｉｄｅ}／Ｐ_{ｏｕｔｓｉｄｅ}と表される。ここでＰ
_{ｉｎｓｉｄｅ}、Ｐ_{ｏｕｔｓｉｄｅ}は近似的に（６）式、
（７）式で表される。

【００４６】

【数６】

【００４７】

【数７】

【００４８】ここで、反射モードへの結合係数の増加に
比例して反射抑制角度が大きくなると仮定し、従って損
失発生帯域もそれに比例して広くなると考えると、
（８）式

【００４９】

【数８】

【００５０】となるはずである。ここでＢＷ（０）を仮
想損失帯域幅として１／ｌ・ｒ_{ｃｏｒ ｅ}の関数としてプ
ロットすると、図１２から図１６のようになり、比屈折
率差Δが大きいほど、またｐ_ｌが大きいほどｐ_ｌ＝０の
ときの直線から離れていき、完全に一列には並ばないこ
とがわかる。そこでこれを調整するために左辺にΔとｐ
_ｌに依存する定数項を付け加えて、（９）式

【００５１】

【数９】

【００５２】と表すことができる。このとき、ｂ_１＝６
０．８、ｂ_２＝−１０．８としたときに、図１７に示す
ように仮想損失帯域幅ＢＷ（０）が一列に並ぶことがわ
かった。従って、式（９）を書き直すと損失発生帯域幅
は（１０）式

【００５３】

【数１０】

【００５４】と近似的に求められることがわかった。
（１０）式において、ａ_１＝２４．３５、ａ_２＝９．６
５０、ｂ_１＝６０．８、ｂ_２＝−１０．８とした。

【００５５】次に、スラント型光ファイバグレーティン
グの諸特性の感光性クラッド径依存について検討を行っ
た結果について述べる。光ファイバパラメータとして、
感光性クラッドである内クラッド２ａに対するコア１の
比屈折率差をΔ＝０．４％または０．５％とし、コア低
感光率部である内コア１ａの半径の比ｌ＝８０％または
７０％とし、正規化周波数ｖ＝１．７、１．９、２．１
の条件で、それぞれの場合について、感光性クラッドで
ある内クラッド２ａの外径を変えてシミュレーションを
行い、その結果を損失発生帯域幅、損失面積の２つの特
性について図１８から図２１に示す。

【００５６】低感光率コアである内コア１ａの感光率は
０として計算した。横軸は感光性クラッドである内クラ
ッド２ａの外径をそれぞれの条件のＭＦＤで規格化した
ものである。またそれぞれの特性値は、感光性クラッド
である内クラッド２ａの径がコア１の径の３倍（ｍ＝
３）のときを基準として規格化し、規格化帯域幅、規格
化損失としている。図１８から図２１より、それぞれの
特性値の感光性クラッド径依存性は、Δ、ｌ、Ｖとはほ
ぼ無関係にＭＦＤによって決定されることがわかる。す
なわち感光性クラッドである内クラッド２ａの外径が、
損失発生帯域幅に関してはＭＦＤ以下、損失面積に関し
てはＭＦＤの２倍以下で特性が急速に悪くなり、それ以
上では特性はほとんど変わらないことがわかる。この結
果より感光性クラッドである内クラッド２ａの径はＭＦ
Ｄの２倍以上とすることが好ましい。

【００５７】次に、スラント型光ファイバグレーティン
グ諸特性の外コア１ｂの感光率依存について検討を行な
った結果について説明する。図１８から図２１の結果を
出したのと同様に、光ファイバパラメータとしていくつ
かの条件を選んで、それぞれについて外コア１ｂの感光
率ｐ_２を変化させてシミュレーションを行い、損失発生
帯域幅、損失面積の２つの特性について求めた。その結
果を図２２から図２４に示す。ここでは、低感光率コア
である内コア１ａの感光率は０として計算した。それぞ
れの特性値は、外コア感光率ｐ_２＝１の時を基準として
規格化し、規格化帯域幅、規格化損失面積とした。図２
２から図２４においては、横軸に外コア１ｂの感光率ｐ
_２をとっており、損失発生帯域幅はｐ_２が低いほど狭く
なって有利であり、損失面積はｐ_２が高いほど大きくな
って有利であることがわかる。損失面積を大きくすると
いう本発明の目的を考えると、ｐ_２＞０．８であること
が望ましい。

【００５８】ｐ_２の上限に関しては、損失発生帯域幅の
増加をどれだけ許容できるかにより、損失発生帯域幅の
許容できる範囲内において大きくすることができる。し
かし、この感光率は後述するように、共添加する物質と
その量により多少値が変わるが、基本的にはゲルマニウ
ム添加量で決まり、添加できるゲルマニウムの量には限
界がある。感光率に差をつけるためにクラッド２へのゲ
ルマニウム添加量を下げることは基本構造での損失を下
げることになるため本末転倒となり、コア１の感光率
は、実際には２以下になると考えられる。ｐ_２≠１の時
の光ファイバの設計の指針としては、帯域幅の増加分を
（１１）式を目安に考慮する必要がある。

【００５９】

【数１１】

【００６０】ここまでは、損失発生帯域、損失面積の２
つの特性に絞って光ファイバ構造を検討してきたが、次
に損失スペクトル形状から定められる光ファイバ構造へ
の制限条件について説明する。光ファイバパラメータと
して比屈折率差Δ＝０．４％0または０．５％、低感光
率コアである内コア１ａの径の比としてｌ＝８０％また
は９０％、低感光率コアである内コア１ａの感光率ｐ_１
＝０、外コア１ｂの感光率ｐ_２＝１とした４つの場合に
ついて、正規化周波数(カットオフ波長)を変化させてシ
ミュレーションを行なったときの損失スペクトルを図２
５から図２６に示す。

【００６１】図２５、図２６から、損失帯域幅および損
失の大きさの違いはあるが、損失スペクトルの形として
は正規化周波数のみで決まることがわかる。すなわち正
規化周波数が小さい程損失ピークを中心にほぼ左右対称
になっているが、正規化周波数が大きくなるにつれて損
失ピークの位置が長波長側に移り、その形も非対称にな
ることがわかる。これは、結合が最大となるクラッドモ
ードがより低次のモードに移っていくことを意味する。
本発明の目的は、特にＥＤＦＡの利得等化を行なうこと
にあり、後述するようにこの損失スペクトルの形を基本
として目標の形となるように光ファイバの長手方向の屈
折率変化量を変化させていくという方法で透過特性を形
成するため、損失スペクトルの形状がいびつであると目
標の形にあわせにくくなる。

【００６２】また低次のクラッドモード、特にＬＰ１
１、ＬＰ１３は、導波モードに近く導波モードと共振し
やすく、これらのモードへの結合が大きいとゴーストモ
ードピークと呼ばれる大きなリップルが出やすいという
問題がある。例えば、図５２に示した従来の例では損失
発生帯域の長波長側にリップルが存在していることがわ
かる。従って上に示した２つの理由により、正規化周波
数を１．９以下、すなわち理論カットオフ波長を１．２
２μｍ以下とすることが好ましい。

【００６３】以上では、スラント型光ファイバグレーテ
ィングの特性から定められる光ファイバ構造について説
明したが、光ファイバグレーティングは光フィルタであ
るとともに光の伝送路であるので、伝搬特性も考慮にい
れなければならない。光部品用の場合その長さは短いの
で伝送損失はさほど問題とならないが、曲げ損失は収納
を考慮してある程度小さいことが好ましい。具体的には
ピッグテールを曲げ直径４０ｍｍで巻いて収納したとき
の曲げ損失が０．１ｄＢ／ｍ以下であれば支障はないと
考えられる。この曲げ損失は、Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ
ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｓ（Ｌ．Ｂ．Ｊｅｕｎｈｏｍｍ
ｅ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、ＩＮＣ）のｐ１０５
の式（３．４）〜（３．６）、すなわち（１２）式、
（１３）式、（１４）式

【００６４】

【数１２】

【００６５】

【数１３】

【００６６】

【数１４】

【００６７】を用いて計算することができる。ここでＲ
は曲げ半径、Δｎはコアとクラッドの屈折率差である。
式（１２）よりＲ＝２０ｍｍのときの曲げ損失αｃ≦
０．１を満たす条件を近似的に式（１５）で表すことが
できる。

【００６８】

【数１５】

【００６９】従って、曲げ損失低減のためには、式（１
５）を満たすようにして光ファイバを作製することが好
ましい。

【００７０】光ファイバについてもう１つ考慮すべきパ
ラメータとして接続損失がある。光増幅器モジュールの
中に組み込んで使用する際に、その接続方法は融着接続
となる。一般的に接続損失は、モードフィールドミスマ
ッチにより生ずるので、接続する光ファイバとＭＦＤを
合わせておけば、接続損失を小さくすることができる。
しかし、あまりＭＦＤを小さくすると損失発生帯域は広
がるので、接続損失が許容できる範囲でＭＦＤを大きく
するのが最良である。接続相手が分散シフトファイバ
（ＤＳＦ）の場合のＭＦＤは８．０〜９．０μｍ（この
ときの比屈折率差Δ＝０．５０〜０．５５％）とし、
１．３μｍ帯伝送用シングルモード光ファイバ（ＳＭ
Ｆ）の場合のＭＦＤは８．０〜１０．０μｍ（このとき
の比屈折率差Δ＝０．４０〜０．５５％）とするのが好
ましい。

【００７１】従って、ＭＦＤを８．０μｍ〜１０．０μ
ｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５５％とした
光ファイバを用いたスラント型光ファイバグレーティン
グを１つ以上直列に接続し、その両端に１．３μｍ伝送
用シングルモード光ファイバを接続して帯域阻止光フィ
ルタを作製することができる。また、モードフィールド
径を８．０μｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．
５０％〜０．５５％とした光ファイバを用いたスラント
型光ファイバグレーティングを１つ以上直列に接続し、
その両端に分散シフト光ファイバを接続して帯域阻止光
フィルタを作製することができる。

【００７２】本発明では、従来技術のように必要な特性
すなわち損失発生帯域および損失面積に合わせて光ファ
イバの屈折率分布を変える代わりに、低感光率コアであ
る内コア１ａの径を変えることにより、ＭＦＤを変えず
に損失発生帯域および損失面積を変えられるので、この
光ファイバを用いたスラント型光ファイバグレーティン
グを多段に接続して光フィルタを形成する場合には、接
続損失の面からも有利である。

【００７３】次に、上述した光ファイバを用いた利得等
化用フィルタ（以下「ＧＥＱＦ」と略記する）について
説明する。上記の光ファイバに対して、図４９を用いて
説明した構造を持つスラント型光ファイバグレーティン
グを作製する。その際、スラント角度が、グレーティン
グの構造に固有の反射抑制角度に対して±０．３°の範
囲内となるようにして、高屈折率部３を形成する。典型
的なＥＤＦの利得スペクトルを図２７に示す。ＧＥＱＦ
としてはこれの逆特性すなわち利得を損失と見た特性が
実現できればよい。ここでＳＦＢＧの特性を目標スペク
トルに合わせ込む方法を簡単に説明する。グレーティン
グの周期は、ファイバ長手方向に徐々に変わるチャープ
トグレーティングの構造とする。すなわちグレーティン
グ内の各点はグレーティング周期に対応した波長とな
り、その点での損失特性はその波長を中心として、上記
シミュレーションで示したような光ファイバ構造に固有
の損失特性(基本スペクトル)となる。その一例を図２８
に示す。

【００７４】さらに図２８の点線に示すように各位置で
のグレーティング強度を制御する。これを露光プロファ
イルと呼ぶことにする。このときグレーティング全体で
の特性は図２８の太線に示すように基本スペクトルと露
光プロファイルのコンボリュージョンとなる。従って実
際の利得等化用フィルタの設計では、コンボリュージョ
ンの結果が目標スペクトルになるように露光プロファイ
ルを求めればよいことになる。この計算は計算機を用い
て行う。図２７からわかるようにＥＤＦの利得帯域は大
きく２つの領域に分けることができる。すなわち、１５
３０ｎｍの辺りをピークとした１５２０〜１５４０ｎｍ
の領域（以下「短波長側」と略記する）と１５５５ｎｍ
の辺りをピークとした１５４０〜１５７０ｎｍの領域
（以下「長波長側」と略記する）である。それぞれの領
域の特徴は、短波長側は単峰型で左右対称ではあるが、
帯域としては狭く急峻である。他方長波長側は、短波長
側と比べると変化は緩やかであるが、形としては複雑で
あり、透過するために必要な面積も短波長側より大き
い。

【００７５】従って短波長側は、損失発生帯域の狭いも
のが必要であり、長波長側は損失発生帯域は短波長より
広くてもよいが損失面積が大きいものが必要である。以
上の理由により短波長側と長波長側とを個別に作製して
その足し合わせでこの特性を形成するほうが、単一の光
ファイバグレーティングで全特性を形成するより良好な
特性が得られる。上記の方法で利得等化フィルタを構成
するために、基本スペクトルの帯域幅と損失発生帯域幅
と目標値からのずれ量（以下「利得偏差」と略記する）
の関係を、図２７の損失スペクトルを目標として、ガウ
ス関数形の基本スペクトルの帯域幅を変化させてシミュ
レーションにより求めた結果を図２９に示す。ただし、
合わせ込みを容易にするために目標損失に０．５ｄＢの
オフセット損失を入れている。また長波長側と短波長側
の適用の境界波長は１５３８ｎｍとした。

【００７６】図２９より、損失帯域幅と利得偏差との関
係はほぼ線形であることがわかる。ここに示した結果で
は、利得偏差０．２ｄＢ以下を実現するためには、必要
な基本スペクトル帯域幅は、長波長側で１４ｎｍ以下、
短波長側で７ｎｍ以下であることがわかる。この値は目
標スペクトル形状、目標偏差、許容できる過剰損失など
により変わってくるが、おおよその目安として長波長側
が１５ｎｍ以下、短波長側が９ｎｍ以下であることが好
ましい。

【００７７】また、損失面積に関しては、長波長側はシ
ミュレーション結果で１．２以上（飽和損失面積５ｄＢ
ｎｍ以上）であり、短波長側の損失帯域幅は、長波長側
の損失帯域幅の２／３以下と狭いため、必要な損失面積
は０．８である。しかし、特性が急峻であるので露光プ
ロファイルも急峻な形となることから、損失面積は０．
９以上（飽和損失面積４ｄＢｎｍ以上）であることが好
ましい。これを損失面積の近似式である式（２）から求
めると、（１６）式、（１７）式

【００７８】

【数１６】

【００７９】

【数１７】

【００８０】となる。この制限の下で光ファイバの設計
範囲を求める。ここでコア１の比屈折率差Δ＝０．５５
％、０．５０％、０．４５％、０．４０％の４つの場合
について考える。また、ｐ_２＝１、ｍ＝３とする。まず
Δ＝０．５５％の場合、カットオフ波長は曲げ損失の制
限から１．０２μｍ以上かつ基本スペクトル形状から
１．２２μｍ以下でなければならない。ここでは、１．
１０μｍ（Ｖ＝１．７）およびλｃ＝１．２２μｍ（Ｖ
＝１．９）の場合について求める。次にΔ＝０．５０％
の場合、カットオフ波長は曲げ損失の制限から１．０７
μｍ以上かつ基本スペクトル形状から１．２２μｍ以下
でなければならない。ここでは、λｃ＝１．１０μｍお
よびλｃ＝１．２２μｍの場合について求める。３番目
にΔ＝０．４５％の場合、カットオフ波長の曲げ損失の
制限から１．１４μｍ以上かつ基本スペクトル形状から
１．２２μｍ以下でなければならない。ここでは、λｃ
＝１．１６μｍ（Ｖ＝１．８）およびλｃ＝１．２２μ
ｍの場合について求める。最後にΔ＝０．４０％の場
合、カットオフ波長は曲げ損失の制限および基本スペク
トル形状から１．２２μｍ付近でなければならない。こ
こでは、λｃ＝１．２２μｍの場合について求める。

【００８１】図３０から図３６にそれぞれの屈折率プロ
ファイルのときの長波長用および短波長用に関しての内
コア１ａの比ｌおよび内コア１ａの感光率ｐ_１の範囲を
求めたものを示す。←で示す線で囲まれた範囲が、利得
等化器用スラント型光ファイバグレーティングとして用
いられる光ファイバとして、損失面積、損失帯域幅の２
つの条件を満たす範囲である。

【００８２】次に、光ファイバ構造の条件として、内ク
ラッド１ａの外クラッド２ｂに対する比屈折率差との関
係について説明する。内クラッド１ａが外クラッド２ｂ
よりも屈折率が大きくなると、内クラッド１ａに閉じ込
められて伝搬するモードが生じ、そのモードと導波モー
ドとの干渉により伝搬特性が悪くなる。従って、内クラ
ッド１ａの屈折率は外クラッド２ｂよりも小さいことが
好ましい。また逆に、内クラッド１ａの屈折率が外クラ
ッド２ｂに比べて極端に小さくなると、Ｃｏｕｐｌｉｎ
ｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｈｏｔ
ｏ−ｉｎｄｕｃｅｄ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｓ
ｉｎ ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ−ａｎｄ ｍａｔｃｈｅｄ
ｃｌａｄｄｉｎｇ ｆｉｂｒｅ（Ｓ．Ｊ．Ｈｅｗｌｅｔ
ｔ ｅｔ ａｌ．Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ｖｏｌ．２８、ｐｐ．
１６４１−１６５４、１９９６）に述べられているよう
に複合モードが生じてしまい、不必要なピークが生じて
しまう。従って内クラッド１ａの屈折率は外クラッド２
ｂとの比屈折率差で、(１８)式

【００８３】

【数１８】

【００８４】を満たすことが好ましい。

【００８５】次に、本発明の光ファイバの製造方法の具
体例について説明する。上述した特性を持つ光ファイバ
を以下の方法により作製した。図３７に実際に作製した
３通りの光ファイバ構造を示す。図３７において、符号
１ａは内コア、符号１ｂは外コアである。また、符号２
ａは内クラッド、符号２ｂは外クラッドである。石英系
光ファイバでは、感光率は高屈折率媒質のゲルマニウム
の添加量に比例することが知られている。従って、ここ
では、感光率分布に従ってゲルマニウム添加量を制御
し、その他の添加物により屈折率分布を制御することに
より所望の屈折率および感光率プロファイルを実現して
いる。感光性のない高屈折率添加物としてはアルミニウ
ム（Ａｌ）、リン（Ｐ）などが知られているが、リンは
水素特性を悪化させるのであまり多くは添加できない。
また低屈折率媒質としては、フッ素（Ｆ）、ホウ素
（Ｂ）などが知られている。

【００８６】光ファイバ構造ＡおよびＢは、内コア１ａ
を低感光率にするためにアルミニウムを主添加物とし
た。また内クラッド２ａを高感光率にするためにゲルマ
ニウムを添加している分、屈折率を低くするために光フ
ァイバ構造Ａではフッ素、光ファイバ構造Ｂではホウ素
を共添加している。光ファイバ構造Ｃは、内コア１ａを
低感光率とし、内クラッド２ａおよび外クラッド２ｂに
は、屈折率を低くするため、光ファイバ構造Ａよりも多
量のフッ素を共添加した。ＫｒＦエキシマレーザ光を光
源として、それぞれの光ファイバに横方向から波長２４
８ｎｍの一定量の光を照射し、照射前後の屈折率プロフ
ァイルをＲｅｆｒａｃｔｅｄ Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ
Ｐａｔｔｅｒｎ法（以下「ＲＮＦＰ」と略記する）によ
り測定し、屈折率上昇量を求めた。

【００８７】表２は、光ファイバ構造Ａの内クラッド１
ａの屈折率上昇を１としたときの各光ファイバの屈折率
変化量の相対値を示している。

【００８８】

【表２】

【００８９】ただし、表２において、ゲルマニウム添加
量は同じ量であるとした場合の結果である。表２中、測
定部位によって感光率が異なるのは、フッ素の添加量に
比例して感光率が減衰するからであると考えられる。タ
イプ−Ａおよびタイプ−Ｃの場合、外コア１ｂの感光率
が内クラッド２ａの感光率よりも大きくなるので、本発
明の構造では従来型の光ファイバと比べて、損失面積は
図２２〜図２４の結果から、図６〜図９の結果より１．
５倍程度大きくなり、このことからも本発明の効果が大
きいことがわかる。

【００９０】表２の結果からするとタイプ−Ｂが最も優
れているように見えるが、製造性の観点からすると、ど
ちらの構造がゲルマニウムをより安定に添加できるかと
いう問題があるので、タイプ−Ａとタイプ−Ｂのどちら
が有利かは断定できない。タイプ−Ｃは、タイプ−Ａ、
タイプ−Ｂと同じ感光率を保つためには、タイプ−Ａの
１．５倍のゲルマニウムを添加することが必要であるた
め、損失面積という観点からは、タイプ−Ａ、タイプ−
Ｂより不利である。本発明の利得等化器として使用する
場合には、必要なゲルマニウム添加量はタイプ−Ａで４
ｗｔ％以上、タイプ−Ｂで３ｗｔ％以上、タイプ−Ｃで
５ｗｔ％以上である。

【００９１】一方、融着接続の際の接続損失の観点から
考えると、タイプ−Ｃが有利である。この融着接続損失
は、接続する光ファイバ間のＭＦＤの差によって決定さ
れるが、タイプ−Ａとタイプ−Ｂの光ファイバは理論予
想よりも悪い方向にばらつく傾向がある。これに対し、
タイプ−Ｃの光ファイバはほぼ純粋なＳｉＯ_２からなる
ため、タイプ−Ａ、タイプ−Ｂのような現象がおこら
ず、安定に融着接続することが可能である。従って、ど
のタイプの光ファイバを用いるかは、用途によって定め
られる。作製したいくつかの光ファイバについて、ＭＦ
Ｄ、カットオフ波長、損失発生帯域幅を表３に示す。

【００９２】

【表３】

【００９３】また、その損失スペクトル形状を図３８か
ら図４１に示し、露光時間と損失面積との関係を図４２
から図４５に示す。

【００９４】表３中のカットオフの値は２ｍ法で測定し
ているので、理論カットオフ波長に相当する値はやや測
定値より長くなっている。図３８〜図４５より、長波長
用光ファイバ（Ｎｏ１、２）で損失発生帯域を１５ｎｍ
以下、損失面積を５ｄＢｎｍ以上とし、短波長用光ファ
イバ（Ｎｏ３、４）で損失発生帯域を９ｎｍ以下、損失
面積を４ｄＢｎｍ以上とすることが実現できていること
がわかる。またＮｏ２およびＮｏ４は比屈折率差Δが
０．５％相当でＤＳＦとの接続用として作製した光ファ
イバであり、Ｎｏ１とＮｏ３は比屈折率差Δが０．４５
％相当でＳＭＦとの接続用として作製した長波長用およ
び短波長用の光ファイバである。それぞれの光ファイバ
の接続損失は、Ｎｏ１とＮｏ３に関しては、約０．１ｄ
Ｂ、Ｎｏ２とびＮｏ４に関しては約０．１５ｄＢであ
る。以上の結果より損失面積を保ちつつ、帯域幅も狭い
光ファイバを作製できることが確認できた。

【００９５】これらの光ファイバを用いると、モードフ
ィールド径を８．０μｍ〜１０．０μｍとし、比屈折率
差Δを０．４０％〜０．５５％とした光ファイバを用い
たスラント型光ファイバグレーティングを２つ以上直列
に接続し、その両端に１．３μｍ伝送用シングルモード
光ファイバを接続して光増幅器用利得等化光フィルタを
作製することができる。また、モードフィールド径を
８．０μｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０
％〜０．５５％とした光ファイバを用いたスラント型光
ファイバグレーティングを２つ以上直列に接続し、その
両端に分散シフト光ファイバを接続して光増幅器用利得
等化光フィルタを作製することができる。

【００９６】この例の光ファイバによると、コア１は互
いに屈折率の異なる少なくとも２種以上の層からなり、
この層のうち最内層は光照射による屈折率変化における
感光率が他の層より低い低感光率層となるように形成さ
れ、クラッド２は互いに屈折率の異なる少なくとも２種
以上の層からなり、この層のうちコア１と接する層は光
照射による屈折率変化における感光率が他の層より高い
高感光率層となるように形成することにより、この光フ
ァイバを用いてスラント型光ファイバグレーティングを
作製し帯域阻止光フィルタとすることで、フィルタ特性
を狭帯域に保ちつつ、損失面積およびサイドバンド抑制
に関して良好な特性を得ることができる。

【００９７】また、クラッド２の高感光率層の外径がモ
ードフィールド径の２倍以上となるようにして光ファイ
バを作製することにより、損失帯域幅が狭く、かつ損失
面積の大きな帯域阻止光フィルタを作製することが可能
な光ファイバを実現することができる。また、コア径に
対するコア１の低感光率層の径の比ｌと、理論カットオ
フ波長λｃとの積が０．９８以下となるようにして光フ
ァイバを作製することにより、損失面積が３．９ｄＢｎ
ｍ以上となる帯域阻止光フィルタを作製することが可能
な光ファイバを実現することができる。また、コア１の
感光率の最大値を、クラッド２の感光率の最大値で割っ
た値が０．８以上となるようにして光ファイバを作製す
ることにより、大きな損失面積を持つ帯域阻止光フィル
タを作製することが可能な光ファイバを実現することが
できる。

【００９８】また、理論カットオフ波長が１．２２μｍ
以下となるようにして光ファイバを作製することによ
り、低次のクラッドモードが導波モードと結合して生じ
るゴーストモードと呼ばれるリップルの発生を抑制した
帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光ファイバ
を実現することができる。また、コア１と最内クラッド
層との比屈折率差Δと理論カットオフ波長λｃとが、λ
ｃ＞２．４８−４．５３Δ＋３．４３Δ^２の関係を満た
すようにして光ファイバを作製することにより、曲げ直
径４０ｍｍでの曲げ損失を０．１ｄＢ／ｍとすることが
可能な光ファイバを実現することができ、この光ファイ
バを用いて帯域阻止光フィルタを作製することにより、
狭い場所に収納しても曲げによる損失増が小さい帯域阻
止光フィルタを実現することができる。

【００９９】また、損失発生帯域幅ＢＷが９ｎｍ以下で
あり、かつ、コア径に対するコア１の低感光率層の径の
比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．９８以下
となるようにして光ファイバを作製することにより、こ
の光ファイバを用いて、光増幅器の波長１５３０ｎｍ帯
での利得ピークを等化する利得等化光フィルタを作製す
ることができる。また、損失発生帯域幅ＢＷが１５ｎｍ
以下であり、かつ、コア径に対するコア１の低感光率層
の径の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．８
５以下となるようにして光ファイバを作製することによ
り、この光ファイバを用いて、光増幅器の波長１５５５
ｎｍ帯での利得ピークを等化する利得等化光フィルタを
作製することができる。

【０１００】また、クラッド２を構成する互いに屈折率
の異なる層のうち、コア１に接する最内クラッド層と最
外クラッド層との比屈折率差Δ_{ｉｎｃｌａｄ}が、−０．
１％＜Δ_{ｉｎｃｌａｄ}＜０％の範囲となるようにして光
ファイバを作製することにより、最内クラッド層に閉じ
込められて伝搬するモードが導波モードと干渉して伝搬
特性が悪くなることを防止し、この光ファイバを用いて
帯域阻止光フィルタを作製したときに、複合モードが発
生して不必要なピークが発生するのを防止することがで
きる。また、コア１の低感光率層に対する主添加物をア
ルミニウムとし、コア１の高感光率層に対する主添加物
をゲルマニウムとし、クラッド２の高感光率層に対する
主添加物をゲルマニウムおよびホウ素とし、このクラッ
ド２の高感光率層に添加するゲルマニウムの添加量を３
ｗｔ％以上とした石英ガラスから光ファイバを形成する
ことにより、上述した特性を持つ光ファイバを実現する
ことができる。

【０１０１】また、コア１の低感光率層に対する主添加
物をアルミニウムとし、コア１の高感光率層に対する主
添加物をゲルマニウムとし、クラッド２の高感光率層に
対する主添加物をゲルマニウムおよびフッ素とし、この
クラッド２の高感光率層に添加するゲルマニウムの添加
量を４ｗｔ％以上とした石英ガラスから光ファイバを形
成することにより、上述した特性を持つ光ファイバを実
現することができる。また、コア１の低感光率層に添加
するゲルマニウムの添加量を１ｗｔ％以下とし、コア１
の高感光率層に対する主添加物をゲルマニウムおよびフ
ッ素とし、クラッド２の高感光率層に対する主添加物を
ゲルマニウムおよびフッ素とし、このクラッド２の高感
光率層に添加するゲルマニウムの添加量を５ｗｔ％と
し、クラッド２の低感光率層に対する主添加物をフッ素
とした石英ガラスから光ファイバを形成することによ
り、上述した特性を持つ光ファイバを実現することがで
きる。

【０１０２】また、上述した光ファイバを用い、スラン
ト角度が反射抑制角度に対して±０．３°の範囲となる
ようにしてスラント型光ファイバグレーティングを作製
することにより、損失帯域幅が狭く、かつ損失面積の大
きな帯域阻止光フィルタを作製することが可能となる。
また、グレーティング周期と屈折率変化量を光ファイバ
の長手方向に変化させて、スラント型光ファイバグレー
ティングを作製することにより、所望の損失スペクトル
を得ることができる。

【０１０３】また、モードフィールド径を８．０μｍ〜
１０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５
５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光ファ
イバグレーティングを１つ以上直列に接続し、その両端
に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバを接続し
て帯域阻止光フィルタを形成することにより、伝送用シ
ングルモード光ファイバとの接続損失が小さく、損失帯
域幅が小さく、損失面積が大きい帯域阻止光フィルタを
実現することができる。また、モードフィールド径を
８．０μｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０
％〜０．５５％とした上記の光ファイバを用いたスラン
ト型光ファイバグレーティングを１つ以上直列に接続
し、その両端に分散シフト光ファイバを接続して帯域阻
止光フィルタを形成することにより、分散シフト光ファ
イバとの接続損失が小さく、損失帯域幅が小さく、損失
面積が大きい帯域阻止光フィルタを実現することができ
る。

【０１０４】また、波長１５３０ｎｍ帯での利得ピーク
を等化するために、損失発生帯域幅ＢＷが９ｎｍ以下で
あり、かつ、コア径に対するコア１の低感光率層の径の
比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．９８以下
となるようにして作製された光ファイバを用いてスラン
ト型光ファイバグレーティングを作製し、波長１５５５
ｎｍ帯での利得ピークを等化するために、損失発生帯域
幅ＢＷが１５ｎｍ以下であり、かつ、コア径に対するコ
ア１の低感光率層の径の比ｌと、理論カットオフ波長λ
ｃとの積が０．８５以下となるようにして作製された光
ファイバを用いてスラント型光ファイバグレーティング
を作製し、これらのスラント型光ファイバグレーティン
グを直列接続することにより、光増幅器の利得を広い波
長範囲に亘って平坦化することが可能な光増幅器用利得
等化光フィルタを実現することができる。

【０１０５】また、モードフィールド径を８．０μｍ〜
１０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５
５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光ファ
イバグレーティングが２つ以上直列に接続され、その両
端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバを接続
して光増幅器用利得等化光フィルタを形成することによ
り、伝送用シングルモード光ファイバとの接続損失が小
さく、光増幅器の利得を広い波長範囲に亘って平坦化す
ることが可能な光増幅器用利得等化光フィルタを実現す
ることができる。また、モードフィールド径を８．０μ
ｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０％〜０．
５５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光フ
ァイバグレーティングを２つ以上直列に接続し、その両
端に分散シフト光ファイバを接続して光増幅器用利得等
化光フィルタを形成することにより、分散シフト光ファ
イバとの接続損失が小さく、光増幅器の利得を広い波長
範囲に亘って平坦化することが可能な光増幅器用利得等
化光フィルタを実現することができる。

【０１０６】次に、上述した利得等化光フィルタを用い
た光増幅器モジュールについて説明する。図４６に、光
増幅器モジュールの構成の一例として、ＥＤＦを利得媒
体とする光増幅器モジュールを示す。図４６中、符号１
１は信号光を伝送する光伝送路を示す。この光伝送路１
１は、ＷＤＭカプラ１２の入力ポートに接続されてい
る。このＷＤＭカプラ１２の他の入力ポートには、励起
光源１３が接続され、ＷＤＭカプラ１２の出力ポート
は、利得媒体であるＥＤＦ１４の一端に接続されてい
る。このＥＤＦ１４の他端は、光アイソレータ１６を介
して光増幅器用利得等化光フィルタ１５に接続されてい
る。この例において、光部品間の接続は融着接続によっ
て行われている。この例の光増幅器モジュール１０にお
いては、光伝送路１１から送られる信号光は、ＷＤＭカ
プラ１２において励起光源１３からの励起光と合波さ
れ、ＥＤＦ１４の一端に入力されて光増幅される。この
増幅光は、光増幅器用利得等化光フィルタ１５によって
利得等化され、光伝送路１７に出力される。なお、図４
６においては、ＥＤＦ１４に対して励起光を信号光と同
じ方向から入射する前方向励起の場合について図示して
いるが、励起方法はこれに限定されるものではなく、励
起光を信号光と逆方向から入射する後方向励起であって
もよく、あるいは励起光を信号光と同じ方向と逆方向の
両方から入射する双方向励起であってもよい。この例の
光増幅器モジュールによると、本発明の光増幅器用利得
等化光フィルタを用いて光増幅器モジュールを形成する
ことにより、広い波長帯域に亘って利得が平坦化された
増幅光を発生することが可能な光増幅器モジュールを実
現することができる。また、本発明の光増幅器用利得等
化光フィルタは接続損失が小さいため、光増幅器モジュ
ールとして使用しても挿入損失の小さい光増幅器モジュ
ールを実現することができる。さらに、本発明の光増幅
器用利得等化光フィルタは曲げ損失の小さい光ファイバ
を使用して作製されているため、光増幅器モジュールと
して使用しても曲げ損失が小さく、狭い場所に収納して
も利用可能な光増幅器モジュールを実現することができ
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
コアは互いに屈折率の異なる少なくとも２種以上の層か
らなり、この層のうち最内層は光照射による屈折率変化
における感光率が他の層より低い低感光率層となるよう
に形成され、クラッドは互いに屈折率の異なる少なくと
も２種以上の層からなり、この層のうちコアと接する層
は光照射による屈折率変化における感光率が他の層より
高い高感光率層となるように形成することにより、この
光ファイバを用いてスラント型光ファイバグレーティン
グを作製し帯域阻止光フィルタとすることで、フィルタ
特性を狭帯域に保ちつつ、損失面積およびサイドバンド
抑制に関して良好な特性を得ることができる。

【０１０８】また、クラッドの高感光率層の外径がモー
ドフィールド径の２倍以上となるようにして光ファイバ
を作製することにより、損失帯域幅が狭く、かつ損失面
積の大きな帯域阻止光フィルタを作製することが可能な
光ファイバを実現することができる。また、コア径に対
するコアの低感光率層の径の比ｌと、理論カットオフ波
長λｃとの積が０．９８以下となるようにして光ファイ
バを作製することにより、損失面積が３．９ｄＢｎｍ以
上となる帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光
ファイバを実現することができる。また、コアの感光率
の最大値を、クラッドの感光率の最大値で割った値が
０．８以上となるようにして光ファイバを作製すること
により、大きな損失面積を持つ帯域阻止光フィルタを作
製することが可能な光ファイバを実現することができ
る。

【０１０９】また、理論カットオフ波長が１．２２μｍ
以下となるようにして光ファイバを作製することによ
り、低次のクラッドモードが導波モードと結合して生じ
るゴーストモードと呼ばれるリップルの発生を抑制した
帯域阻止光フィルタを作製することが可能な光ファイバ
を実現することができる。また、コアと最内クラッド層
との比屈折率差Δと理論カットオフ波長λｃとが、λｃ
＞２．４８−４．５３Δ＋３．４３Δ^２の関係を満たす
ようにして光ファイバを作製することにより、曲げ直径
４０ｍｍでの曲げ損失を０．１ｄＢ／ｍとすることが可
能な光ファイバを実現することができ、この光ファイバ
を用いて帯域阻止光フィルタを作製することにより、狭
い場所に収納しても曲げによる損失増が小さい帯域阻止
光フィルタを実現することができる。

【０１１０】また、損失発生帯域幅ＢＷが９ｎｍ以下で
あり、かつ、コア径に対するコアの低感光率層の径の比
ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．９８以下と
なるようにして光ファイバを作製することにより、この
光ファイバを用いて、光増幅器の波長１５３０ｎｍ帯で
の利得ピークを等化する利得等化光フィルタを作製する
ことができる。また、損失発生帯域幅ＢＷが１５ｎｍ以
下であり、かつ、コア径に対するコアの低感光率層の径
の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．８５以
下となるようにして光ファイバを作製することにより、
この光ファイバを用いて、光増幅器の波長１５５５ｎｍ
帯での利得ピークを等化する利得等化光フィルタを作製
することができる。

【０１１１】また、クラッドを構成する互いに屈折率の
異なる層のうち、コアに接する最内クラッド層と最外ク
ラッド層との比屈折率差Δ_{ｉｎｃｌａｄ}が、−０．１％
−＜Δ_{ｉｎｃｌａｄ}＜０％の範囲となるようにして光フ
ァイバを作製することにより、最内クラッド層に閉じ込
められて伝搬するモードが導波モードと干渉して伝搬特
性が悪くなることを防止し、この光ファイバを用いて帯
域阻止光フィルタを作製したときに、複合モードが発生
して不必要なピークが発生するのを防止することができ
る。また、コアの低感光率層に対する主添加物をアルミ
ニウムとし、コアの高感光率層に対する主添加物をゲル
マニウムとし、クラッドの高感光率層に対する主添加物
をゲルマニウムおよびホウ素とし、このクラッドの高感
光率層に添加するゲルマニウムの添加量を３ｗｔ％以上
とした石英ガラスから光ファイバを形成することによ
り、上述した特性を持つ光ファイバを実現することがで
きる。

【０１１２】また、コアの低感光率層に対する主添加物
をアルミニウムとし、コアの高感光率層に対する主添加
物をゲルマニウムとし、クラッドの高感光率層に対する
主添加物をゲルマニウムおよびフッ素とし、このクラッ
ドの高感光率層に添加するゲルマニウムの添加量を４ｗ
ｔ％以上とした石英ガラスから光ファイバを形成するこ
とにより、上述した特性を持つ光ファイバを実現するこ
とができる。また、コアの低感光率層に添加するゲルマ
ニウムの添加量を１ｗｔ％以下とし、コアの高感光率層
に対する主添加物をゲルマニウムおよびフッ素とし、ク
ラッドの高感光率層に対する主添加物をゲルマニウムお
よびフッ素とし、このクラッドの高感光率層に添加する
ゲルマニウムの添加量を５ｗｔ％とし、クラッドの低感
光率層に対する主添加物をフッ素とした石英ガラスから
光ファイバを形成することにより、上述した特性を持つ
光ファイバを実現することができる。

【０１１３】また、上述した光ファイバを用い、スラン
ト角度が反射抑制角度に対して±０．３°の範囲となる
ようにしてスラント型光ファイバグレーティングを作製
することにより、損失帯域幅が狭く、かつ損失面積の大
きな帯域阻止光フィルタを作製することが可能となる。
また、グレーティング周期と屈折率変化量を光ファイバ
の長手方向に変化させて、スラント型光ファイバグレー
ティングを作製することにより、所望の損失スペクトル
を得ることができる。

【０１１４】また、モードフィールド径を８．０μｍ〜
１０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５
５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光ファ
イバグレーティングを１つ以上直列に接続し、その両端
に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバを接続し
て帯域阻止光フィルタを形成することにより、伝送用シ
ングルモード光ファイバとの接続損失が小さく、損失帯
域幅が小さく、損失面積が大きい帯域阻止光フィルタを
実現することができる。また、モードフィールド径を
８．０μｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０
％〜０．５５％とした上記の光ファイバを用いたスラン
ト型光ファイバグレーティングを１つ以上直列に接続
し、その両端に分散シフト光ファイバを接続して帯域阻
止光フィルタを形成することにより、分散シフト光ファ
イバとの接続損失が小さく、損失帯域幅が小さく、損失
面積が大きい帯域阻止光フィルタを実現することができ
る。

【０１１５】また、波長１５３０ｎｍ帯での利得ピーク
を等化するために、請求項７記載の光ファイバを用いて
スラント型光ファイバグレーティングを作製し、波長１
５５５ｎｍ帯での利得ピークを等化するために、請求項
８記載の光ファイバを用いてスラント型光ファイバグレ
ーティングを作製し、これらのスラント型光ファイバグ
レーティングを直列接続することにより、光増幅器の利
得を広い波長範囲に亘って平坦化することが可能な光増
幅器用利得等化光フィルタを実現することができる。

【０１１６】また、モードフィールド径を８．０μｍ〜
１０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５
５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光ファ
イバグレーティングが２つ以上直列に接続され、その両
端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバを接続
して光増幅器用利得等化光フィルタを形成することによ
り、伝送用シングルモード光ファイバとの接続損失が小
さく、光増幅器の利得を広い波長範囲に亘って平坦化す
ることが可能な光増幅器用利得等化光フィルタを実現す
ることができる。また、モードフィールド径を８．０μ
ｍ〜９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０％〜０．
５５％とした上記の光ファイバを用いたスラント型光フ
ァイバグレーティングを２つ以上直列に接続し、その両
端に分散シフト光ファイバを接続して光増幅器用利得等
化光フィルタを形成することにより、分散シフト光ファ
イバとの接続損失が小さく、光増幅器の利得を広い波長
範囲に亘って平坦化することが可能な光増幅器用利得等
化光フィルタを実現することができる。

【０１１７】また、本発明の光増幅器用利得等化光フィ
ルタを用いて光増幅器モジュールを形成することによ
り、広い波長帯域に亘って利得が平坦化された増幅光を
発生することが可能な光増幅器モジュールを実現するこ
とができる。また、本発明の光増幅器用利得等化光フィ
ルタは接続損失が小さいため、光増幅器モジュールとし
て使用しても挿入損失の小さい光増幅器モジュールを実
現することができる。さらに、本発明の光増幅器用利得
等化光フィルタは曲げ損失の小さい光ファイバを使用し
て作製されているため、光増幅器モジュールとして使用
しても曲げ損失が小さく、狭い場所に収納しても利用可
能な光増幅器モジュールを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバのコアの各層とクラッド
の各層について、比屈折率差と規格化感光率を示す図で
ある。

【図２】 内コアの感光率に対する損失発生帯域幅の変
化を、比屈折率差Δが０．３％の場合について示した図
である。

【図３】 内コアの感光率に対する損失発生帯域幅の変
化を、比屈折率差Δが０．４％の場合について示した図
である。

【図４】 内コアの感光率に対する損失発生帯域幅の変
化を、比屈折率差Δが０．５％の場合について示した図
である。

【図５】 内コアの感光率に対する損失発生帯域幅の変
化を、比屈折率差Δが０．６％の場合について示した図
である。

【図６】 内コアの感光率に対する損失面積の変化を、
比屈折率差Δが０．３％の場合について示した図であ
る。

【図７】 内コアの感光率に対する損失面積の変化を、
比屈折率差Δが０．４％の場合について示した図であ
る。

【図８】 内コアの感光率に対する損失面積の変化を、
比屈折率差Δが０．５％の場合について示した図であ
る。

【図９】 内コアの感光率に対する損失面積の変化を、
比屈折率差Δが０．６％の場合について示した図であ
る。

【図１０】 コア径に対する内コア径の比と、カットオ
フ波長との積の逆数に対する損失面積の変化を示す図で
ある。

【図１１】 低感光率コアである内コアの感光率を０と
したときの、内コアの径の逆数に対する損失帯域幅の変
化を示す図である。

【図１２】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を、内コアの感光率ｐ_１＝０．００の場合につい
て示した図である。

【図１３】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を、内コアの感光率ｐ_１＝０．０５の場合につい
て示した図である。

【図１４】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を、内コアの感光率ｐ_１＝０．１０の場合につい
て示した図である。

【図１５】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を、内コアの感光率ｐ_１＝０．１５の場合につい
て示した図である。

【図１６】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を、内コアの感光率ｐ_１＝０．２０の場合につい
て示した図である。

【図１７】 内コアの径の逆数に対する仮想損失帯域幅
の変化を示す図である。

【図１８】 クラッド感光部の外径をＭＦＤで割った値
に対する規格化帯域幅と規格化損失の変化を、比屈折率
差Δ＝０．５％、内コア径比８０％の場合について示し
た図である。

【図１９】 クラッド感光部の外径をＭＦＤで割った値
に対する規格化帯域幅と規格化損失の変化を、比屈折率
差Δ＝０．５％、内コア径比７０％の場合について示し
た図である。

【図２０】 クラッド感光部の外径をＭＦＤで割った値
に対する規格化帯域幅と規格化損失の変化を、比屈折率
差Δ＝０．４％、内コア径比８０％の場合について示し
た図である。

【図２１】 クラッド感光部の外径をＭＦＤで割った値
に対する規格化帯域幅と規格化損失の変化を、比屈折率
差Δ＝０．４％、内コア径比７０％の場合について示し
た図である。

【図２２】 外コアの感光率に対する規格化帯域幅と規
格化損失面積の変化を、比屈折率差Δ＝０．５％、正規
化周波数Ｖ＝１．７の場合について示した図である。

【図２３】 外コアの感光率に対する規格化帯域幅と規
格化損失面積の変化を、比屈折率差Δ＝０．５％、正規
化周波数Ｖ＝１．９の場合について示した図である。

【図２４】 外コアの感光率に対する規格化帯域幅と規
格化損失面積の変化を、比屈折率差Δ＝０．４％、正規
化周波数Ｖ＝１．７の場合について示した図である。

【図２５】 比屈折率差Δ＝０．４％のときの、コア径
に対する内コアの径の比ｌ＝８０％、７０％での損失ス
ペクトルの形状を示す図である。

【図２６】 比屈折率差Δ＝０．５％のときの、コア径
に対する内コアの径の比ｌ＝８０％、７０％での損失ス
ペクトルの形状を示す図である。

【図２７】 ＥＤＦの利得スペクトルの一例を示す図で
ある。

【図２８】 目標損失スペクトルへのスラント型光ファ
イバグレーティングの特性の合わせこみの概念図の一例
を示す図である。

【図２９】 基本スペクトルの損失帯域幅と利得偏差と
の関係を、長波長側と短波長側について示す図である。

【図３０】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．５５％、カットオフ波
長λｃ＝１．２２μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３１】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．５５％、カットオフ波
長λｃ＝１．１６μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３２】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．５０％、カットオフ波
長λｃ＝１．２２μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３３】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．５０％、カットオフ波
長λｃ＝１．１０μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３４】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．４５％、カットオフ波
長λｃ＝１．２２μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３５】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．４５％、カットオフ波
長λｃ＝１．１０μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３６】 利得等化光フィルタ用光ファイバの設計範
囲について、比屈折率差Δ＝０．４０％、カットオフ波
長λｃ＝１．２２μｍの場合に、（ａ）長波長側、
（ｂ）短波長側について示した図である。

【図３７】 本発明の光ファイバの作製例について、そ
の屈折率分布を示す図である。

【図３８】 作製した光ファイバの損失スペクトルの一
例を示す図である。

【図３９】 作製した光ファイバの損失スペクトルの他
の例を示す図である。

【図４０】 作製した光ファイバの損失スペクトルの他
の例を示す図である。

【図４１】 作製した光ファイバの損失スペクトルの他
の例を示す図である。

【図４２】 作製した光ファイバを露光する際の露光時
間と損失面積との関係を示す図である。

【図４３】 作製した光ファイバを露光する際の露光時
間と損失面積との関係を示す図である。

【図４４】 作製した光ファイバを露光する際の露光時
間と損失面積との関係を示す図である。

【図４５】 作製した光ファイバを露光する際の露光時
間と損失面積との関係を示す図である。

【図４６】 本発明の光増幅器モジュールの構成の一例
を示す図である。

【図４７】 反射型光ファイバグレーティングの構造を
示す図である。

【図４８】 透過型光ファイバグレーティングの構造を
示す図である。

【図４９】 スラント型光ファイバグレーティングの構
造を示す図である。

【図５０】 従来スラント型光ファイバグレーティング
作製のために用いられていた光ファイバの比屈折率差と
規格化感光率とを示す図である。

【図５１】 従来のスラント型光ファイバグレーティン
グの損失スペクトルのシミュレーション結果の一例を示
す図である。

【図５２】 従来のスラント型光ファイバグレーティン
グの損失スペクトルの測定結果の一例を示す図である。

【図５３】 従来のスラント型光ファイバグレーティン
グについて、露光時間と損失面積との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…コア、１ａ…内コア、１ｂ…外コア、２…クラッ
ド、２ａ…内クラッド、２ｂ…外クラッド、３…高屈折
率部、４…グレーティング部、５…導波モード、６…後
進導波モード、７…前進クラッドモード、８…後進クラ
ッドモード、１０…光増幅器モジュール、１１，１７…
光伝送路、１２…ＷＤＭカプラ、１３…励起光源、１４
…ＥＤＦ、１５…光増幅器用利得等化光フィルタ、１６
…光アイソレータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ (72)発明者 奥出 聡 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2H038 AA21 BA23 2H050 AC03 AC75 AC76 4G014 AH00 4G062 AA06 BB02 LA02 LA03 LA07 LA08 NN01 5F072 AB09 AK06 JJ13 YY17

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアとその周囲に設けられたクラッドと
   からなる光ファイバにおいて、 該コアは互いに屈折率の異なる少なくとも２種以上の層
   からなり、この層のうち最内層は光照射による屈折率変
   化における感光率が他の層より低い低感光率層となるよ
   うに形成され、 該クラッドは互いに屈折率の異なる少なくとも２種以上
   の層からなり、この層のうち該コアと接する層は光照射
   による屈折率変化における感光率が他の層より高い高感
   光率層となるように形成されていることを特徴とする光
   ファイバ。
2. 【請求項２】 前記クラッドの高感光率層の外径がモー
   ドフィールド径の２倍以上であることを特徴とする請求
   項１記載の光ファイバ。
3. 【請求項３】 前記コアの径に対する前記コアの低感光
   率層の径の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が
   ０．９８以下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。
4. 【請求項４】 前記コアの感光率の最大値を、前記クラ
   ッドの感光率の最大値で割った値が０．８以上であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光
   ファイバ。
5. 【請求項５】 理論カットオフ波長λｃが１．２２μｍ
   以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   かに記載の光ファイバ。
6. 【請求項６】 前記コアと最内クラッド層との比屈折率
   差Δと理論カットオフ波長λｃとが、λｃ＞２．４８−
   ４．５３Δ＋３．４３Δ^２の関係を満たすことを特徴と
   する請求項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバ。
7. 【請求項７】 損失発生帯域幅ＢＷが９ｎｍ以下であ
   り、かつ、前記コアの径に対する前記コアの低感光率層
   の径の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．９
   ８以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいず
   れかに記載の光ファイバ。
8. 【請求項８】 損失発生帯域幅ＢＷが１５ｎｍ以下であ
   り、かつ、前記コアの径に対する前記コアの低感光率層
   の径の比ｌと、理論カットオフ波長λｃとの積が０．８
   ５以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいず
   れかに記載の光ファイバ。
9. 【請求項９】 前記クラッドを構成する互いに屈折率の
   異なる層のうち、前記コアに接する最内クラッド層と最
   外クラッド層との比屈折率差Δ_{ｉｎｃｌａｄ}が、−０．
   １％＜Δ_{ｉｎｃｌａｄ}＜０％の範囲にあることを特徴と
   する請求項１ないし８のいずれかに記載の光ファイバ。
10. 【請求項１０】 前記コアの低感光率層に対する主添加
    物をアルミニウムとし、前記コアの高感光率層に対する
    主添加物をゲルマニウムとし、前記クラッドの高感光率
    層に対する主添加物をゲルマニウムおよびホウ素とし、
    このクラッドの高感光率層に添加するゲルマニウムの添
    加量を３ｗｔ％以上とした石英ガラスからなることを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光ファイ
    バ。
11. 【請求項１１】 前記コアの低感光率層に対する主添加
    物をアルミニウムとし、前記コアの高感光率層に対する
    主添加物をゲルマニウムとし、前記クラッドの高感光率
    層に対する主添加物をゲルマニウムおよびフッ素とし、
    このクラッドの高感光率層に添加するゲルマニウムの添
    加量を４ｗｔ％以上とした石英ガラスからなることを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光ファイ
    バ。
12. 【請求項１２】 前記コアの低感光率層に添加するゲル
    マニウムの添加量を１ｗｔ％以下とし、前記コアの高感
    光率層に対する主添加物をゲルマニウムおよびフッ素と
    し、前記クラッドの高感光率層に対する主添加物をゲル
    マニウムおよびフッ素とし、このクラッドの高感光率層
    に添加するゲルマニウムの添加量を５ｗｔ％とし、前記
    クラッドの低感光率層に対する主添加物をフッ素とした
    石英ガラスからなることを特徴とする請求項１ないし９
    のいずれかに記載の光ファイバ。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれかに記載
    の光ファイバを用い、スラント角度が反射抑制角度に対
    して±０．３°の範囲となるようにして作製したことを
    特徴とするスラント型光ファイバグレーティング。
14. 【請求項１４】 グレーティング周期と屈折率変化量と
    を光ファイバの長手方向に変化させて、所望の損失スペ
    クトルが得られるようにしたことを特徴とする請求項１
    ３記載のスラント型光ファイバグレーティング。
15. 【請求項１５】 モードフィールド径を８．０μｍ〜１
    ０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５５
    ％とした請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光
    ファイバを用いた請求項１３または１４記載のスラント
    型光ファイバグレーティングが１つ以上直列に接続さ
    れ、その両端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファ
    イバが接続されていることを特徴とする帯域阻止光フィ
    ルタ。
16. 【請求項１６】 モードフィールド径を８．０μｍ〜
    ９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０％〜０．５５
    ％とした請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファ
    イバを用いた請求項１３または１４記載のスラント型光
    ファイバグレーティングが１つ以上直列に接続され、そ
    の両端に分散シフト光ファイバが接続されていることを
    特徴とする帯域阻止光フィルタ。
17. 【請求項１７】 請求項１３または１４に記載のスラン
    ト型光ファイバグレーティングが２つ以上直列接続され
    た光増幅器用利得等化光フィルタであって、波長１５３
    ０ｎｍ帯での利得ピークを等化するために、請求項７記
    載の光ファイバを用いてスラント型光ファイバグレーテ
    ィングを作製し、波長１５５５ｎｍ帯での利得ピークを
    等化するために、請求項８記載の光ファイバを用いてス
    ラント型光ファイバグレーティングを作製し、これらの
    スラント型光ファイバグレーティングが直列接続されて
    いることを特徴とする光増幅器用利得等化光フィルタ。
18. 【請求項１８】 モードフィールド径を８．０μｍ〜１
    ０．０μｍとし、比屈折率差Δを０．４０％〜０．５５
    ％とした請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファ
    イバを用いた請求項１３または１４記載のスラント型光
    ファイバグレーティングが２つ以上直列に接続され、そ
    の両端に１．３μｍ伝送用シングルモード光ファイバが
    接続されていることを特徴とする請求項１７記載の光増
    幅器用利得等化光フィルタ。
19. 【請求項１９】 モードフィールド径を８．０μｍ〜
    ９．０μｍとし、比屈折率差Δを０．５０％〜０．５５
    ％とした請求項１ないし１２のいずれかに記載の光ファ
    イバを用いた請求項１３または１４記載のスラント型光
    ファイバグレーティングが２つ以上直列に接続され、そ
    の両端に分散シフト光ファイバが接続されていることを
    特徴とする請求項１７記載の光増幅器用利得等化光フィ
    ルタ。
20. 【請求項２０】 請求項１７ないし１９のいずれかに記
    載の光増幅器用利得等化光フィルタを用いたことを特徴
    とする光増幅器モジュール。