JP3149921B2 - 光損失フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02142—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating based on illuminating or irradiating an amplitude mask, i.e. a mask having a repetitive intensity modulating pattern
-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野など
で、特に稀土類添加ファイバアンプの利得の波長依存性
を解消することができる、長周期ファイバグレーティン
グによって形成された光損失フィルタおよびその製造方
法に関するものである。
で、特に稀土類添加ファイバアンプの利得の波長依存性
を解消することができる、長周期ファイバグレーティン
グによって形成された光損失フィルタおよびその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】代表的な光ファイバ通信システムは、光
信号源と、この光信号源に一端が接続された光ファイバ
線路と、この光ファイバ線路の他端に接続された光受信
器とを備えている。光ファイバ線路中には、伝送中の信
号を増幅するための光増幅器が設置される。このような
光ファイバ通信システムでは、多くの場合、１．５μｍ
帯の信号光が用いられ、光増幅器としてエルビウム（Ｅ
ｒ）等の稀土類が添加されたファイバアンプが使用され
ている。このエルビウム添加ファイバアンプ（ＥＤＦ
Ａ）は、所定の励起光を入射させて電子状態の反転分布
を形成しておいてから１．５μｍ帯の光を入射させる
と、誘導放出を起こして入射光を増幅する作用を有して
いる。
信号源と、この光信号源に一端が接続された光ファイバ
線路と、この光ファイバ線路の他端に接続された光受信
器とを備えている。光ファイバ線路中には、伝送中の信
号を増幅するための光増幅器が設置される。このような
光ファイバ通信システムでは、多くの場合、１．５μｍ
帯の信号光が用いられ、光増幅器としてエルビウム（Ｅ
ｒ）等の稀土類が添加されたファイバアンプが使用され
ている。このエルビウム添加ファイバアンプ（ＥＤＦ
Ａ）は、所定の励起光を入射させて電子状態の反転分布
を形成しておいてから１．５μｍ帯の光を入射させる
と、誘導放出を起こして入射光を増幅する作用を有して
いる。
【０００３】このような光ファイバ通信システムには、
ＥＤＦＡ内において励起光パワーとＥｒイオンとの相互
作用によって生成された増幅自然放射（Amplified Spon
taneous Emission:ＡＳＥ）がノイズとして存在してい
る。このＡＳＥは、利得の低下や雑音指数の増大をもた
らすうえ、ＡＳＥが１．５３μｍをピークとした波長帯
にわたる波長分布を有することから、複数のＥＤＦＡに
よって光増幅が繰り返されるとＡＳＥの分布に応じた波
長分布が信号光に生じてしまい、この結果、異なる波長
の光に対して利得が異なるという利得の波長依存性が生
じてしまう。このため、波長分割多重（ＷＤＭ）方式の
多重化通信システムでは、チャンネルごとに異なる利得
が与えられてしまい、これによって幾つかのチャンネル
のビット誤り率が高くなるという問題が生じている。
ＥＤＦＡ内において励起光パワーとＥｒイオンとの相互
作用によって生成された増幅自然放射（Amplified Spon
taneous Emission:ＡＳＥ）がノイズとして存在してい
る。このＡＳＥは、利得の低下や雑音指数の増大をもた
らすうえ、ＡＳＥが１．５３μｍをピークとした波長帯
にわたる波長分布を有することから、複数のＥＤＦＡに
よって光増幅が繰り返されるとＡＳＥの分布に応じた波
長分布が信号光に生じてしまい、この結果、異なる波長
の光に対して利得が異なるという利得の波長依存性が生
じてしまう。このため、波長分割多重（ＷＤＭ）方式の
多重化通信システムでは、チャンネルごとに異なる利得
が与えられてしまい、これによって幾つかのチャンネル
のビット誤り率が高くなるという問題が生じている。
【０００４】これらの問題を解決するために長周期グレ
ーティングを使用する技術が、論文「Broad-Band Erbiu
m-Doped Fiber Amplifier Flattened Beyond 40 nm Usi
ng Long-Period Grating Filter」（IEEE PHOTONICS TE
CHNOLOGY LETTERS,VOL.9,NO.10,OCT.1997 pp1343〜134
5）に記載されている。
ーティングを使用する技術が、論文「Broad-Band Erbiu
m-Doped Fiber Amplifier Flattened Beyond 40 nm Usi
ng Long-Period Grating Filter」（IEEE PHOTONICS TE
CHNOLOGY LETTERS,VOL.9,NO.10,OCT.1997 pp1343〜134
5）に記載されている。
【０００５】この長周期グレーティングは、光導波路の
軸に沿ってコア内に形成された周期的に屈折率が異なる
周期構造を有し、光導波路を伝送するコアモードとクラ
ッドモードとの間の結合を誘起するグレーティングであ
る。このグレーティングの周期（ピッチ）は、１周期内
のコアモードとクラッドモードとの光路差が所定波長と
等しくなるように設定されていて、コアモードからクラ
ッドモードへの強いパワー交換をもたらすようになって
いる。その結果、長周期グレーティングは、コアモード
をクラッドモードに放射させる作用を有することにな
り、コアモードの強度を所定波長（損失波長）を中心と
した狭い帯域にわたって減衰させる。
軸に沿ってコア内に形成された周期的に屈折率が異なる
周期構造を有し、光導波路を伝送するコアモードとクラ
ッドモードとの間の結合を誘起するグレーティングであ
る。このグレーティングの周期（ピッチ）は、１周期内
のコアモードとクラッドモードとの光路差が所定波長と
等しくなるように設定されていて、コアモードからクラ
ッドモードへの強いパワー交換をもたらすようになって
いる。その結果、長周期グレーティングは、コアモード
をクラッドモードに放射させる作用を有することにな
り、コアモードの強度を所定波長（損失波長）を中心と
した狭い帯域にわたって減衰させる。
【０００６】長周期グレーティングによってコアからク
ラッドに放射される光の波長スペクトルの中心波長、す
なわち損失波長は、次式に基づいて決まる。
ラッドに放射される光の波長スペクトルの中心波長、す
なわち損失波長は、次式に基づいて決まる。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、ｌ、ｍはコアモードの次数（基本
モードＬＰ01ならｌ＝０、ｍ＝１）であり、βコア (lm)は
（ｌｍ）で規定されるコアモードの伝搬定数であり、β
クラット ゛ (n)はｎ次のクラッドモードの伝搬定数であり、Λ
は長周期グレーティングの周期である。
モードＬＰ01ならｌ＝０、ｍ＝１）であり、βコア (lm)は
（ｌｍ）で規定されるコアモードの伝搬定数であり、β
クラット ゛ (n)はｎ次のクラッドモードの伝搬定数であり、Λ
は長周期グレーティングの周期である。
【０００９】伝搬定数βコア、βクラット゛は波長に依存する
パラメータであるから、上記（１）式から、グレーティ
ング周期Λを調整して長周期グレーティングを形成する
ことにより長周期グレーティングの損失波長を制御でき
ることがわかる。また、βコアはコアの実効屈折率、β
クラット゛はクラッドの実効屈折率にそれぞれ依存するか
ら、グレーティングの周期を一定とした場合には、長周
期グレーティングの損失波長は、主として長周期グレー
ティングが形成された部位におけるコアとクラッドとの
実効屈折率差に依存することになる。グレーティング形
成部におけるコアの実効屈折率は変調された屈折率の平
均値を基礎として考えることができ、グレーティング形
成部におけるコアとクラッドとの実効屈折率差は、コア
の屈折率の平均値と、クラッドの屈折率との差に依存す
る。グレーティング形成時の紫外線の照射量に応じてコ
アの屈折率変調の振幅が変化し、これに応じてコアの屈
折率も変化するから、結局、紫外光の照射量を調整して
長周期グレーティングを形成することにより、コア・ク
ラッド間の実効屈折率差を調整し、長周期グレーティン
グの損失波長を制御することも可能である。
パラメータであるから、上記（１）式から、グレーティ
ング周期Λを調整して長周期グレーティングを形成する
ことにより長周期グレーティングの損失波長を制御でき
ることがわかる。また、βコアはコアの実効屈折率、β
クラット゛はクラッドの実効屈折率にそれぞれ依存するか
ら、グレーティングの周期を一定とした場合には、長周
期グレーティングの損失波長は、主として長周期グレー
ティングが形成された部位におけるコアとクラッドとの
実効屈折率差に依存することになる。グレーティング形
成部におけるコアの実効屈折率は変調された屈折率の平
均値を基礎として考えることができ、グレーティング形
成部におけるコアとクラッドとの実効屈折率差は、コア
の屈折率の平均値と、クラッドの屈折率との差に依存す
る。グレーティング形成時の紫外線の照射量に応じてコ
アの屈折率変調の振幅が変化し、これに応じてコアの屈
折率も変化するから、結局、紫外光の照射量を調整して
長周期グレーティングを形成することにより、コア・ク
ラッド間の実効屈折率差を調整し、長周期グレーティン
グの損失波長を制御することも可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＥＤＦＡ
は波長に対して利得が相違するので、ＥＤＦＡによって
増幅された多重化信号は波長によってばらついてしま
う。そこで、利得が大きい波長についてはその波長にお
ける損失が大きい長周期グレーティングを、また、利得
が小さい波長についてはその波長における損失が小さい
長周期グレーティングを挿入することによって、利得の
均一化を図ることができる。
は波長に対して利得が相違するので、ＥＤＦＡによって
増幅された多重化信号は波長によってばらついてしま
う。そこで、利得が大きい波長についてはその波長にお
ける損失が大きい長周期グレーティングを、また、利得
が小さい波長についてはその波長における損失が小さい
長周期グレーティングを挿入することによって、利得の
均一化を図ることができる。
【００１１】しかし、一般に長周期グレーティングを組
み合わせて形成される光損失フィルタ全体の透過特性
は、個々の長周期グレーティングが有する透過特性の積
（ｄＢ単位の場合は和）とはならないので、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することは困難であ
った。
み合わせて形成される光損失フィルタ全体の透過特性
は、個々の長周期グレーティングが有する透過特性の積
（ｄＢ単位の場合は和）とはならないので、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することは困難であ
った。
【００１２】そこで本発明の目的は、ファイバアンプに
適用して、利得の波長依存性を解消すると共に、容易に
作製することのできる光損失フィルタおよびその製造方
法を提供するものである。
適用して、利得の波長依存性を解消すると共に、容易に
作製することのできる光損失フィルタおよびその製造方
法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の光損失フィルタ
は、屈折率変動周期が第１の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第１
の波長である第１の長周期グレーティングと、屈折率変
動周期が第２の周期でありコアモードがクラッドモード
と結合することによる減衰の極大値が第２の波長である
第２の長周期グレーティングとを光導波路のコア軸方向
に有し、第１波長および第２波長の各波長に関して、第
１の長周期グレーティングと第２の長周期グレーティン
グのコアモードと結合するクラッドモードの次数が各長
周期グレーティングごとに異なることを特徴とする。
は、屈折率変動周期が第１の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第１
の波長である第１の長周期グレーティングと、屈折率変
動周期が第２の周期でありコアモードがクラッドモード
と結合することによる減衰の極大値が第２の波長である
第２の長周期グレーティングとを光導波路のコア軸方向
に有し、第１波長および第２波長の各波長に関して、第
１の長周期グレーティングと第２の長周期グレーティン
グのコアモードと結合するクラッドモードの次数が各長
周期グレーティングごとに異なることを特徴とする。
【００１４】本発明の光損失フィルタによれば、所定の
波長帯域内で異なる次数のクラッドモードとコアモード
とを夫々結合させるような周期構造を有する第１および
第２の長周期グレーティングを有するものである。コア
モードは、周期構造の周期に対応して所定の波長帯域内
では異なる次数のクラッドモードと夫々結合して、夫々
対応する波長を中心に減衰の極大値が生じ、１つの減衰
極大値は、次数の異なる他のクラッドモードの影響を受
けることはない。すなわち、各長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを組合わせて、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することができる。
波長帯域内で異なる次数のクラッドモードとコアモード
とを夫々結合させるような周期構造を有する第１および
第２の長周期グレーティングを有するものである。コア
モードは、周期構造の周期に対応して所定の波長帯域内
では異なる次数のクラッドモードと夫々結合して、夫々
対応する波長を中心に減衰の極大値が生じ、１つの減衰
極大値は、次数の異なる他のクラッドモードの影響を受
けることはない。すなわち、各長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを組合わせて、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することができる。
【００１５】本発明の光損失フィルタにおいて、第１の
長周期グレーティングと第２の長周期グレーティングと
は、コア軸方向に近接して配置されていることが好まし
い。光損失フィルタを形成する各長周期グレーティング
は、独立性が合確保されているので、それぞれの長周期
グレーティングは他の長周期グレーティングと係わりな
く縦続的に配置して作製することができる。
長周期グレーティングと第２の長周期グレーティングと
は、コア軸方向に近接して配置されていることが好まし
い。光損失フィルタを形成する各長周期グレーティング
は、独立性が合確保されているので、それぞれの長周期
グレーティングは他の長周期グレーティングと係わりな
く縦続的に配置して作製することができる。
【００１６】本発明の光損失フィルタにおいて、第１の
長周期グレーティングと第２の長周期グレーティングと
は、配置される区間が重なっていることが好ましい。光
損失フィルタを形成する各長周期グレーティングは、独
立性が合確保されているので、光導波路の長手方向の同
一区間内に重ねて配置することができ、小型に形成する
ことができる。
長周期グレーティングと第２の長周期グレーティングと
は、配置される区間が重なっていることが好ましい。光
損失フィルタを形成する各長周期グレーティングは、独
立性が合確保されているので、光導波路の長手方向の同
一区間内に重ねて配置することができ、小型に形成する
ことができる。
【００１７】本発明に係わる光損失フィルタの製造方法
は、屈折率変動周期が第１の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第１
の波長である第１の長周期グレーティングと、屈折率変
動周期が第２の周期でありコアモードがクラッドモード
と結合することによる減衰の極大値が第２の波長である
第２の長周期グレーティングとを光導波路のコア軸方向
に有する光損失フィルタを製造するに際し、第１波長お
よび第２波長の各波長で、第１の長周期グレーティング
と第２の長周期グレーティングのコアモードと結合する
クラッドモードの次数が各長周期グレーティングごとに
異なる第１の周期および第２の周期を設定し、第１の長
周期グレーティングおよび第２の長周期グレーティング
を順次形成することを特徴とする。
は、屈折率変動周期が第１の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第１
の波長である第１の長周期グレーティングと、屈折率変
動周期が第２の周期でありコアモードがクラッドモード
と結合することによる減衰の極大値が第２の波長である
第２の長周期グレーティングとを光導波路のコア軸方向
に有する光損失フィルタを製造するに際し、第１波長お
よび第２波長の各波長で、第１の長周期グレーティング
と第２の長周期グレーティングのコアモードと結合する
クラッドモードの次数が各長周期グレーティングごとに
異なる第１の周期および第２の周期を設定し、第１の長
周期グレーティングおよび第２の長周期グレーティング
を順次形成することを特徴とする。
【００１８】本発明に係わる光損失フィルタの製造方法
によれば、所定の波長帯域内で異なる次数のクラッドモ
ードとコアモードとを夫々結合させるような周期構造を
有する第１および第２の長周期グレーティングを光導波
路に形成する方法である。前述の通り、このような長周
期グレーティングの透過特性は、独立性が確保されるの
で、予め設計された複数の長周期グレーティングを光導
波路に形成することによって、所望の透過特性を有する
光損失フィルタを得ることができる。
によれば、所定の波長帯域内で異なる次数のクラッドモ
ードとコアモードとを夫々結合させるような周期構造を
有する第１および第２の長周期グレーティングを光導波
路に形成する方法である。前述の通り、このような長周
期グレーティングの透過特性は、独立性が確保されるの
で、予め設計された複数の長周期グレーティングを光導
波路に形成することによって、所望の透過特性を有する
光損失フィルタを得ることができる。
【００１９】本発明の製造方法において、第１の長周期
グレーティングを形成し、形成された第１の長周期グレ
ーティングの透過特性を測定した後、測定された第１の
長周期グレーティングの透過特性データを保存する工程
と、第２の長周期グレーティングを形成し、形成された
第１および第２の長周期グレーティングの透過特性を測
定した後、測定された第１および第２の長周期グレーテ
ィングの透過特性データを第１の長周期グレーティング
の透過特性データで除算し、除算された第３の透過特性
データを算出する工程とを有することが好ましい。
グレーティングを形成し、形成された第１の長周期グレ
ーティングの透過特性を測定した後、測定された第１の
長周期グレーティングの透過特性データを保存する工程
と、第２の長周期グレーティングを形成し、形成された
第１および第２の長周期グレーティングの透過特性を測
定した後、測定された第１および第２の長周期グレーテ
ィングの透過特性データを第１の長周期グレーティング
の透過特性データで除算し、除算された第３の透過特性
データを算出する工程とを有することが好ましい。
【００２０】本発明の製造方法によれば、第１の長周期
グレーティングを形成し、形成された第１の長周期グレ
ーティングの透過特性を測定するので、形成された第１
の長周期グレーティングの透過特性が設計された第１の
長周期グレーティングの透過特性と相違するか否かにつ
いて確認することができる。さらに、上記第１の長周期
グレーティングに加えて第２の長周期グレーティングを
形成し、形成された第１および第２の長周期グレーティ
ングの透過特性を測定した後、これら第１および第２の
長周期グレーティングを含む透過特性データを第１の長
周期グレーティングの透過特性データで除算し、除算さ
れた第３の透過特性データを算出する方法である。除算
された第３の透過特性が設計された第２の長周期グレー
ティングの透過特性と等しければ、第３の透過特性は所
望の特性値であると確認できる。
グレーティングを形成し、形成された第１の長周期グレ
ーティングの透過特性を測定するので、形成された第１
の長周期グレーティングの透過特性が設計された第１の
長周期グレーティングの透過特性と相違するか否かにつ
いて確認することができる。さらに、上記第１の長周期
グレーティングに加えて第２の長周期グレーティングを
形成し、形成された第１および第２の長周期グレーティ
ングの透過特性を測定した後、これら第１および第２の
長周期グレーティングを含む透過特性データを第１の長
周期グレーティングの透過特性データで除算し、除算さ
れた第３の透過特性データを算出する方法である。除算
された第３の透過特性が設計された第２の長周期グレー
ティングの透過特性と等しければ、第３の透過特性は所
望の特性値であると確認できる。
【００２１】一方、一定強度の紫外光を光導波路に照射
したとき、コア部屈折率が変化する割合は、照射開始の
初期は大きく、やがて変化の割合が略一定レベルに収斂
する傾向を示すことが知られている。したがって、光導
波路に直接、第２、第３の長周期グレーティングを重ね
て形成すると、形成される長周期グレーティングの透過
特性が変化するため、重ね合わされた全体の透過特性は
異なったものとなる。
したとき、コア部屈折率が変化する割合は、照射開始の
初期は大きく、やがて変化の割合が略一定レベルに収斂
する傾向を示すことが知られている。したがって、光導
波路に直接、第２、第３の長周期グレーティングを重ね
て形成すると、形成される長周期グレーティングの透過
特性が変化するため、重ね合わされた全体の透過特性は
異なったものとなる。
【００２２】本発明者らは、予め光導波路のコア部に所
定量の紫外光を均一に照射し、その後、紫外光を重ねて
照射すれば、先に照射したときの屈折率変化の割合と、
後に照射したときの変化の割合は略等しくなり、所望の
透過特性を有する光損失フィルタの得られることを見出
した。このような観点から、本製造方法において、第１
の長周期グレーティングを形成する前に、形成領域に所
定量のグレーティング形成光を均一に照射する工程を有
することが好ましい。
定量の紫外光を均一に照射し、その後、紫外光を重ねて
照射すれば、先に照射したときの屈折率変化の割合と、
後に照射したときの変化の割合は略等しくなり、所望の
透過特性を有する光損失フィルタの得られることを見出
した。このような観点から、本製造方法において、第１
の長周期グレーティングを形成する前に、形成領域に所
定量のグレーティング形成光を均一に照射する工程を有
することが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の光損失フィルタおよびその製造方法にかかわる実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、個々の長
周期グレーティングが有する透過特性を保持しながら、
これら長周期グレーティングを組合わせて形成される光
損失フィルタに関するものである。
発明の光損失フィルタおよびその製造方法にかかわる実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、個々の長
周期グレーティングが有する透過特性を保持しながら、
これら長周期グレーティングを組合わせて形成される光
損失フィルタに関するものである。
【００２４】長周期グレーティングの透過特性は、下記
のモード結合方程式を解くことにより求められる。
のモード結合方程式を解くことにより求められる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】
【００２７】ここで、ＡとＢmとはそれぞれコアモード
とｍ次のクラッドモードの複素振幅を示し、ｊは虚数単
位である。χcore、とχm cladとは、屈折率上昇による
コアモードとｍ次のクラッドモードとの伝搬定数の変化
量、κmはコアモードとｍ次のクラッドモード間の結合
定数、δmはΛがグレーティング周期、βcore、βm cl ad
がそれぞれコアモードとｍ次のクラッドモードの伝搬定
数である場合、
とｍ次のクラッドモードの複素振幅を示し、ｊは虚数単
位である。χcore、とχm cladとは、屈折率上昇による
コアモードとｍ次のクラッドモードとの伝搬定数の変化
量、κmはコアモードとｍ次のクラッドモード間の結合
定数、δmはΛがグレーティング周期、βcore、βm cl ad
がそれぞれコアモードとｍ次のクラッドモードの伝搬定
数である場合、
【００２８】
【数４】
【００２９】で表され、ファイバの断面内の屈折率プロ
ファイルによって決定される。コア伝搬モードのグレー
ティングによる透過特性は、上記微分方程式（１）、
（２）を初期条件のもとで解いたときの、｜Ａ（Ｌ）／
Ａ（０）｜2（Ｌはグレーティング長）で求められる。
このような方程式の解は行列を用いて、
ファイルによって決定される。コア伝搬モードのグレー
ティングによる透過特性は、上記微分方程式（１）、
（２）を初期条件のもとで解いたときの、｜Ａ（Ｌ）／
Ａ（０）｜2（Ｌはグレーティング長）で求められる。
このような方程式の解は行列を用いて、
【００３０】
【数５】
【００３１】と表すことができる。ここで、Ｍmはコア
モードとｍ次のクラッドモードとの結合を表す行列であ
る。
モードとｍ次のクラッドモードとの結合を表す行列であ
る。
【００３２】光導波路中にこのような長周期グレーティ
ングが１本形成された場合、クラッドモードの初期条件
はＢm（０）＝０とおけるので、｜Ａ（Ｌ）／Ａ（０）
｜2は簡単な式で書くことができ、長周期グレーティン
グの長さ、周期、変調屈折率の振幅を変化させることに
よって損失波長、損失波長の損失および半値幅を所定値
に調整することができる。
ングが１本形成された場合、クラッドモードの初期条件
はＢm（０）＝０とおけるので、｜Ａ（Ｌ）／Ａ（０）
｜2は簡単な式で書くことができ、長周期グレーティン
グの長さ、周期、変調屈折率の振幅を変化させることに
よって損失波長、損失波長の損失および半値幅を所定値
に調整することができる。
【００３３】図１は、光導波路１０の長手方向に同じ次
数（ｍ次）のクラッドモードとコアモードとの間で結合
するような長周期グレーティングＰＬＧ−ａ（屈折率の
変調周期Λa：５０７μｍ、長さＬa：３０ｍｍ、伝達行
列：Ｍa m）とＰＬＧ−ｂ（屈折率の変調周期Λb：４９
５μｍ、長さＬb：４０ｍｍ、伝達行列：Ｍb m）とが縦
続的に配置された光損失フィルタであり、図２は、図１
に示された光損失フィルタの透過特性を示すグラフであ
る。図１において、光導波路１０は、コア部のみでクラ
ッドは示されていないが、図面の煩雑を避けるためクラ
ッドは省略されている。以下、同様である。
数（ｍ次）のクラッドモードとコアモードとの間で結合
するような長周期グレーティングＰＬＧ−ａ（屈折率の
変調周期Λa：５０７μｍ、長さＬa：３０ｍｍ、伝達行
列：Ｍa m）とＰＬＧ−ｂ（屈折率の変調周期Λb：４９
５μｍ、長さＬb：４０ｍｍ、伝達行列：Ｍb m）とが縦
続的に配置された光損失フィルタであり、図２は、図１
に示された光損失フィルタの透過特性を示すグラフであ
る。図１において、光導波路１０は、コア部のみでクラ
ッドは示されていないが、図面の煩雑を避けるためクラ
ッドは省略されている。以下、同様である。
【００３４】図１において、前段のグレーティングＰＬ
Ｇ−ｂで発生したクラッドモードＢb m（Ｌb）は、後段
のグレーティングＰＬＧ−ａのクラッドモードの初期値
Ｂa m（０）となり、かつ、Ｂa m（０）は零ではないの
で、ＰＬＧ−ａおよびＰＬＧ−ｂの透過特性は、ＰＬＧ
−ａとＰＬＧ−ｂとが夫々独立に存在する場合とは異な
ったものとなる。このように、前段のグレーティングＰ
ＬＧ−ｂと後段のグレーティングＰＬＧ−ａとが相互依
存性の関係にある場合、図２に示すように、実線で示さ
れた全体の透過特性は、各グレーティングのクラッドモ
ードの初期値を０とおいた透過特性（点線および鎖線）
をｄＢ単位の和として表すことができない。すなわち、
所定の帯域内で同じ次数（ｍ次）のクラッドモードとコ
アモードとの間で結合するような長周期グレーティング
を組合わせても、個々の長周期グレーティングの透過特
性の和にはならないために、所望の透過特性の光損失フ
ィルタを作成することは非常に困難となる。
Ｇ−ｂで発生したクラッドモードＢb m（Ｌb）は、後段
のグレーティングＰＬＧ−ａのクラッドモードの初期値
Ｂa m（０）となり、かつ、Ｂa m（０）は零ではないの
で、ＰＬＧ−ａおよびＰＬＧ−ｂの透過特性は、ＰＬＧ
−ａとＰＬＧ−ｂとが夫々独立に存在する場合とは異な
ったものとなる。このように、前段のグレーティングＰ
ＬＧ−ｂと後段のグレーティングＰＬＧ−ａとが相互依
存性の関係にある場合、図２に示すように、実線で示さ
れた全体の透過特性は、各グレーティングのクラッドモ
ードの初期値を０とおいた透過特性（点線および鎖線）
をｄＢ単位の和として表すことができない。すなわち、
所定の帯域内で同じ次数（ｍ次）のクラッドモードとコ
アモードとの間で結合するような長周期グレーティング
を組合わせても、個々の長周期グレーティングの透過特
性の和にはならないために、所望の透過特性の光損失フ
ィルタを作成することは非常に困難となる。
【００３５】これに対して、図３は、光導波路１０の長
手方向に所定の帯域内で異なる次数（ｍ次とｎ次）のク
ラッドモードとコアモードとの間で結合するような長周
期グレーティングＰＬＧ−ａ（屈折率の変調周期Λa：
５０７μｍ、長さＬa：３０ｍｍ、伝達行列：Ｍa m）と
ＰＬＧ−ｃ（屈折率の変調周期Λc：５６４μｍ、長さ
Ｌc：３２ｍｍ、伝達行列：Ｍc n）とが縦続的に配置さ
れた光損失フィルタであり、図４は、図３に示された光
損失フィルタの透過特性を示すグラフである。
手方向に所定の帯域内で異なる次数（ｍ次とｎ次）のク
ラッドモードとコアモードとの間で結合するような長周
期グレーティングＰＬＧ−ａ（屈折率の変調周期Λa：
５０７μｍ、長さＬa：３０ｍｍ、伝達行列：Ｍa m）と
ＰＬＧ−ｃ（屈折率の変調周期Λc：５６４μｍ、長さ
Ｌc：３２ｍｍ、伝達行列：Ｍc n）とが縦続的に配置さ
れた光損失フィルタであり、図４は、図３に示された光
損失フィルタの透過特性を示すグラフである。
【００３６】図４に示された波長帯域においては、コア
の伝搬モードと結合し得るクラッドモードの次数がそれ
ぞれのグレーティングで異なる（ｎ次とｍ次）ものであ
る。このような条件のもとでは、前段のグレーティング
ＰＬＧ−ｃでクラッドモードＢc nが発生するが、このク
ラッドモードは 後段のグレーティングＰＬＧ−ａで
は、結合が殆ど起こらなくなるので、ＰＬＧ−ａの特性
に影響を与えない。したがって、後段のグレーティング
ＰＬＧ−ａに関するクラッドモードＢb mの初期値は０と
おくことができるので、ＰＬＧ−ａの透過特性はＰＬＧ
−ａが独立に存在する場合と等しくなる。
の伝搬モードと結合し得るクラッドモードの次数がそれ
ぞれのグレーティングで異なる（ｎ次とｍ次）ものであ
る。このような条件のもとでは、前段のグレーティング
ＰＬＧ−ｃでクラッドモードＢc nが発生するが、このク
ラッドモードは 後段のグレーティングＰＬＧ−ａで
は、結合が殆ど起こらなくなるので、ＰＬＧ−ａの特性
に影響を与えない。したがって、後段のグレーティング
ＰＬＧ−ａに関するクラッドモードＢb mの初期値は０と
おくことができるので、ＰＬＧ−ａの透過特性はＰＬＧ
−ａが独立に存在する場合と等しくなる。
【００３７】すなわち、所定の帯域内でコアの伝搬モー
ドと結合し得るクラッドモードの次数がそれぞれのグレ
ーティングで異なるようにすれば、図４に示すように、
実線で示された全体の透過特性は、それぞれのグレーテ
ィングが有する透過特性（点線および鎖線）をｄＢ単位
の和として表すことができる。
ドと結合し得るクラッドモードの次数がそれぞれのグレ
ーティングで異なるようにすれば、図４に示すように、
実線で示された全体の透過特性は、それぞれのグレーテ
ィングが有する透過特性（点線および鎖線）をｄＢ単位
の和として表すことができる。
【００３８】したがって、本発明の光損失フィルタに適
用される長周期グレーティングは、所定の波長帯域で次
数の異なるクラッドモードとコアモードとをそれぞれ結
合させるために、屈折率周期が異なる２種以上の周期構
造を有することを要件とし、各長周期グレーティングの
透過特性と、全体の透過特性との間に加算あるいは減算
の関係（ｄＢ単位の場合）が成立するように形成されて
いる。次いで、周知の方法によって各長周期グレーティ
ングの損失波長及びその波長の減衰量を調整し、調整さ
れた各長周期グレーティングを組合わせることによっ
て、所望の透過特性を有する光損失フィルタの作製が可
能となる。反対に、作製しようとする光損失フィルタの
透過特性を最初に準備し、この透過特性と等価になる複
数の長周期グレーティングを組合わせて所望の光損失フ
ィルタを得ることもできる。
用される長周期グレーティングは、所定の波長帯域で次
数の異なるクラッドモードとコアモードとをそれぞれ結
合させるために、屈折率周期が異なる２種以上の周期構
造を有することを要件とし、各長周期グレーティングの
透過特性と、全体の透過特性との間に加算あるいは減算
の関係（ｄＢ単位の場合）が成立するように形成されて
いる。次いで、周知の方法によって各長周期グレーティ
ングの損失波長及びその波長の減衰量を調整し、調整さ
れた各長周期グレーティングを組合わせることによっ
て、所望の透過特性を有する光損失フィルタの作製が可
能となる。反対に、作製しようとする光損失フィルタの
透過特性を最初に準備し、この透過特性と等価になる複
数の長周期グレーティングを組合わせて所望の光損失フ
ィルタを得ることもできる。
【００３９】次に、上記の要件を有する光損失フィルタ
の製造方法について説明する。図５は、光損失フィルタ
の製造方法を表す図（ａ）と、屈折率プロファイルを表
すグラフ（ｂ）である。図５（ａ）において、光ファイ
バ１０の上に、紫外光の透過部と遮断部とが光ファイバ
１０の長手方向に交互に格子状に配列された強度変調マ
スク３２と、強度変調マスク３２の上に光ファイバ１０
のコア軸に沿って移動自在に紫外光反射ミラー３１が設
けられている。
の製造方法について説明する。図５は、光損失フィルタ
の製造方法を表す図（ａ）と、屈折率プロファイルを表
すグラフ（ｂ）である。図５（ａ）において、光ファイ
バ１０の上に、紫外光の透過部と遮断部とが光ファイバ
１０の長手方向に交互に格子状に配列された強度変調マ
スク３２と、強度変調マスク３２の上に光ファイバ１０
のコア軸に沿って移動自在に紫外光反射ミラー３１が設
けられている。
【００４０】また、光ファイバ１０の一端には、使用波
長帯域の測定光を発振する半導体レーザの光源５０が接
続され、光ファイバ１０の他端には、光ファイバ１０を
通過した所定帯域の測定光の波長とその波長のパワー強
度を検出する光スペクトルアナライザ５１と、光スペク
トルアナライザ５１の出力側には電気信号データを保存
するためのメモリを有すると共に、演算処理するための
ＣＰＵを有するデータ処理手段５２と、データ処理手段
５２の出力側にはデータ処理手段５２から出力される電
気信号データを表示する画像表示装置５３とが接続され
ている。
長帯域の測定光を発振する半導体レーザの光源５０が接
続され、光ファイバ１０の他端には、光ファイバ１０を
通過した所定帯域の測定光の波長とその波長のパワー強
度を検出する光スペクトルアナライザ５１と、光スペク
トルアナライザ５１の出力側には電気信号データを保存
するためのメモリを有すると共に、演算処理するための
ＣＰＵを有するデータ処理手段５２と、データ処理手段
５２の出力側にはデータ処理手段５２から出力される電
気信号データを表示する画像表示装置５３とが接続され
ている。
【００４１】光ファイバ１０は、石英ガラスを主成分と
するものであり、コアにのみ屈折率上昇材のゲルマニウ
ムが添加されている。このゲルマニウムは、周知の通
り、波長２４８μｍ又は１９３μｍ付近の紫外光に対す
る感光材としての役割を有している。すなわち、ゲルマ
ニウムが添加された石英ガラスは、上記のような波長の
紫外光が照射されると、その照射部分において屈折率が
上昇するという性質をもつようになる。このことに鑑
み、本実施形態では、光ファイバ１０への照射紫外光３
０として、波長２４８μｍ帯のエキシマレーザ光を用い
ている。
するものであり、コアにのみ屈折率上昇材のゲルマニウ
ムが添加されている。このゲルマニウムは、周知の通
り、波長２４８μｍ又は１９３μｍ付近の紫外光に対す
る感光材としての役割を有している。すなわち、ゲルマ
ニウムが添加された石英ガラスは、上記のような波長の
紫外光が照射されると、その照射部分において屈折率が
上昇するという性質をもつようになる。このことに鑑
み、本実施形態では、光ファイバ１０への照射紫外光３
０として、波長２４８μｍ帯のエキシマレーザ光を用い
ている。
【００４２】強度変調マスク３２は、透明な石英ガラス
平板３３の表面に複数の帯状クロム層３４を等間隔に蒸
着したものである。このクロム層３４は、紫外光ビーム
３０を遮断する作用を有する。従って、石英ガラス平板
３３のクロム蒸着面には、光遮断部（即ち、クロム層）
と光透過部（各クロム層の間に位置するガラス表面）と
が交互に格子状に配列されていることになる。このた
め、光ファイバ１０には、紫外光が等間隔の格子状に照
射されることになる。この照射光は、感光材であるゲル
マニウムが添加されたコアに入射して、コアの屈折率変
化を誘起する。これにより、光ファイバ１０のコアに
は、屈折率が局所的に上昇した複数の部位がファイバ軸
に沿って格子状に等間隔に配列されることになる。この
ようにコア部屈折率の上昇が周期的に行なわれ、コア部
屈折率に周期構造を有する長周期グレーティングが形成
される。
平板３３の表面に複数の帯状クロム層３４を等間隔に蒸
着したものである。このクロム層３４は、紫外光ビーム
３０を遮断する作用を有する。従って、石英ガラス平板
３３のクロム蒸着面には、光遮断部（即ち、クロム層）
と光透過部（各クロム層の間に位置するガラス表面）と
が交互に格子状に配列されていることになる。このた
め、光ファイバ１０には、紫外光が等間隔の格子状に照
射されることになる。この照射光は、感光材であるゲル
マニウムが添加されたコアに入射して、コアの屈折率変
化を誘起する。これにより、光ファイバ１０のコアに
は、屈折率が局所的に上昇した複数の部位がファイバ軸
に沿って格子状に等間隔に配列されることになる。この
ようにコア部屈折率の上昇が周期的に行なわれ、コア部
屈折率に周期構造を有する長周期グレーティングが形成
される。
【００４３】本実施形態では、まず、図５（ａ）に示さ
れるように、強度変調マスク３２を介して光ファイバ１
０ａの区間に紫外光ビーム３０を照射することによって
光ファイバ１０のコアに第１長周期グレーティングを形
成する。図５（ｂ）は、このように形成された第１長周
期グレーティングの屈折率プロファイルを示す。
れるように、強度変調マスク３２を介して光ファイバ１
０ａの区間に紫外光ビーム３０を照射することによって
光ファイバ１０のコアに第１長周期グレーティングを形
成する。図５（ｂ）は、このように形成された第１長周
期グレーティングの屈折率プロファイルを示す。
【００４４】次に、光源５０から測定光を出射させ、出
射された測定光は、第１長周期グレーティングを通過し
て光スペクトルアナライザ５１に受光される。ここで、
第１長周期グレーティングは、波長λ1を中心に減衰す
る透過特性を有する。光スペクトルアナライザ５１から
出力された第１長周期グレーティングの透過特性データ
は、データ処理手段５２に送られる。データ処理手段５
２に送られた第１長周期グレーティングの透過特性デー
タは、メモリに保存されるとともに、画像表示装置５３
に送られる。画像表示装置５３では、データ処理手段５
２から送られた透過特性データを図形表示することがで
きる。
射された測定光は、第１長周期グレーティングを通過し
て光スペクトルアナライザ５１に受光される。ここで、
第１長周期グレーティングは、波長λ1を中心に減衰す
る透過特性を有する。光スペクトルアナライザ５１から
出力された第１長周期グレーティングの透過特性データ
は、データ処理手段５２に送られる。データ処理手段５
２に送られた第１長周期グレーティングの透過特性デー
タは、メモリに保存されるとともに、画像表示装置５３
に送られる。画像表示装置５３では、データ処理手段５
２から送られた透過特性データを図形表示することがで
きる。
【００４５】図６は、画像表示装置５３に表示される透
過特性のグラフである。図６（ａ）は、損失波長λ1に
おいて減衰の極大値を有する第１長周期グレーティング
の透過特性を示す。ここで、画像表示装置５３に表示さ
れる透過特性が設計された透過特性と一致するか否かを
確認することができる。
過特性のグラフである。図６（ａ）は、損失波長λ1に
おいて減衰の極大値を有する第１長周期グレーティング
の透過特性を示す。ここで、画像表示装置５３に表示さ
れる透過特性が設計された透過特性と一致するか否かを
確認することができる。
【００４６】次に、図５（ａ）において、他の強度変調
マスク３２を介して光ファイバ１０ａに隣接する光ファ
イバ１０ｂの区間に紫外光ビーム３０を照射して光ファ
イバ１０のコアに損失波長がλ2の透過特性を有する第
２長周期グレーティングを形成する。
マスク３２を介して光ファイバ１０ａに隣接する光ファ
イバ１０ｂの区間に紫外光ビーム３０を照射して光ファ
イバ１０のコアに損失波長がλ2の透過特性を有する第
２長周期グレーティングを形成する。
【００４７】次いで、光源５０から測定光を出射させ、
出射された測定光は、第１および第２の長周期グレーテ
ィングを通過して光スペクトルアナライザ５１に受光さ
れる。ここで、第２長周期グレーティングは、波長λ2
を中心に減衰する透過特性を有する。光スペクトルアナ
ライザ５１から出力された図５（ｂ）に示される第１お
よび第２長周期グレーティングの透過特性データは、デ
ータ処理手段５２に送られる。データ処理手段５２に送
られた第１および第２長周期グレーティングの透過特性
データは、データ処理手段５２に保存されている第１長
周期グレーティングの透過特性データで除算されること
によって、図５（ｃ）に示される第３の透過特性データ
が算出される。算出された第３の透過特性が設計された
第２長周期グレーティングの透過特性と一致するなら
ば、第１および第２長周期グレーティングは所望の透過
特性である。
出射された測定光は、第１および第２の長周期グレーテ
ィングを通過して光スペクトルアナライザ５１に受光さ
れる。ここで、第２長周期グレーティングは、波長λ2
を中心に減衰する透過特性を有する。光スペクトルアナ
ライザ５１から出力された図５（ｂ）に示される第１お
よび第２長周期グレーティングの透過特性データは、デ
ータ処理手段５２に送られる。データ処理手段５２に送
られた第１および第２長周期グレーティングの透過特性
データは、データ処理手段５２に保存されている第１長
周期グレーティングの透過特性データで除算されること
によって、図５（ｃ）に示される第３の透過特性データ
が算出される。算出された第３の透過特性が設計された
第２長周期グレーティングの透過特性と一致するなら
ば、第１および第２長周期グレーティングは所望の透過
特性である。
【００４８】上記の製造方法において、第１および第２
長周期グレーティングは、理論的あるいは実験的に求め
られ、強度変調マスク３２の周期が決定される。また、
損失波長λにおける減衰量は、強度変調マスク３２を介
して照射される紫外光の照射量によって調整される。
長周期グレーティングは、理論的あるいは実験的に求め
られ、強度変調マスク３２の周期が決定される。また、
損失波長λにおける減衰量は、強度変調マスク３２を介
して照射される紫外光の照射量によって調整される。
【００４９】上記の製造方法は、複数の長周期グレーテ
ィングを光導波路の長手方向に独立して縦続的に配置さ
れる場合について説明したが、次に、複数の長周期グレ
ーティングを同一区間内に重ねて形成する方法について
説明する。各工程における個々の製造手段は上記方法と
同じである。コア部に一定強度の紫外光を光導波路に照
射したとき、コア部屈折率が増加する割合は、照射開始
の初期は大きく、やがて変化の割合が略一定レベルに収
斂する傾向を示すことが知られている。したがって、光
導波路に直接、複数の長周期グレーティングを重ねて形
成した場合、後に形成される屈折率増加の割合は最初の
割合と相違するので、光損失フィルタの透過特性は所望
の透過特性と異なったものとなる。そこで、本発明者ら
はこれを回避する方法として、予め光導波路のコア部に
所定量の紫外光を均一に照射し、その後、複数の長周期
グレーティングを形成するため紫外光を順次重ねて照射
しても、照射による屈折率増加の割合は略等しくなるこ
とを見出だした。
ィングを光導波路の長手方向に独立して縦続的に配置さ
れる場合について説明したが、次に、複数の長周期グレ
ーティングを同一区間内に重ねて形成する方法について
説明する。各工程における個々の製造手段は上記方法と
同じである。コア部に一定強度の紫外光を光導波路に照
射したとき、コア部屈折率が増加する割合は、照射開始
の初期は大きく、やがて変化の割合が略一定レベルに収
斂する傾向を示すことが知られている。したがって、光
導波路に直接、複数の長周期グレーティングを重ねて形
成した場合、後に形成される屈折率増加の割合は最初の
割合と相違するので、光損失フィルタの透過特性は所望
の透過特性と異なったものとなる。そこで、本発明者ら
はこれを回避する方法として、予め光導波路のコア部に
所定量の紫外光を均一に照射し、その後、複数の長周期
グレーティングを形成するため紫外光を順次重ねて照射
しても、照射による屈折率増加の割合は略等しくなるこ
とを見出だした。
【００５０】図７は、長周期グレーティングを形成する
前に、予め光導波路のコア部に所定量の紫外光を均一に
照射する方法を表す図である。図７に示されるように、
紫外光３０は光ファイバ１０の軸方向に移動自在に配設
された紫外光反射ミラー３１を介して光ファイバ１０の
軸方向に照射される。ミラー３１を一定速度で移動する
ことによって、光ファイバ１０のコアには均一の紫外光
が照射される。紫外光ビーム３０は、図３に示される紫
外光照射システムに用いられたものと同じである。この
ような照射システムにおいて、上記の効果を奏する照射
量は、少なくとも２００Ｊ／ｃｍ2が必要であることを
実験的に確認した。
前に、予め光導波路のコア部に所定量の紫外光を均一に
照射する方法を表す図である。図７に示されるように、
紫外光３０は光ファイバ１０の軸方向に移動自在に配設
された紫外光反射ミラー３１を介して光ファイバ１０の
軸方向に照射される。ミラー３１を一定速度で移動する
ことによって、光ファイバ１０のコアには均一の紫外光
が照射される。紫外光ビーム３０は、図３に示される紫
外光照射システムに用いられたものと同じである。この
ような照射システムにおいて、上記の効果を奏する照射
量は、少なくとも２００Ｊ／ｃｍ2が必要であることを
実験的に確認した。
【００５１】図８は、光ファイバ１０のコア部長手方向
に紫外光を均一に照射した後、複数の長周期グレーティ
ングが同一区間内に重ねて配置される光損失フィルタの
製造方法を表す図である。また、図９は、図８に示され
る方法によって形成される長周期グレーティング（図９
（ａ〜ｃ））および光損失フィルタ（図９（ｄ））の構
成を表す図である。
に紫外光を均一に照射した後、複数の長周期グレーティ
ングが同一区間内に重ねて配置される光損失フィルタの
製造方法を表す図である。また、図９は、図８に示され
る方法によって形成される長周期グレーティング（図９
（ａ〜ｃ））および光損失フィルタ（図９（ｄ））の構
成を表す図である。
【００５２】図８において、まず、強度変調マスク３２
を介して光ファイバ１０ｄの区間に紫外光ビーム３０を
照射して、光ファイバ１０のコア部の屈折率が周期Λ1
の周期構造を有する第１長周期グレーティングを形成す
る。光ファイバ１０ｄに形成された第１長周期グレーテ
ィング（ＬＰＧ-1）の周期構造を図９（ａ）に示す。第
１長周期グレーティングの透過特性は、図６に示した方
法によって測定し、損失波長がλ1の透過特性を確認す
ることができる。次いで、図８において、第１長周期グ
レーティングが形成された光ファイバ１０の同一区間１
０ｄ内に、第２強度変調マスク３２を介して紫外光ビー
ム３０を照射して屈折率が周期Λ2の周期構造を有する
第２長周期グレーティングを形成する。光ファイバ１０
ｄに形成された第２長周期グレーティング（ＬＰＧ-
２）の周期構造を図９（ｂ）に示す。第２長周期グレー
ティングの透過特性は、図６に示した方法によって測定
し、損失波長がλ2の透過特性を確認することができ
る。
を介して光ファイバ１０ｄの区間に紫外光ビーム３０を
照射して、光ファイバ１０のコア部の屈折率が周期Λ1
の周期構造を有する第１長周期グレーティングを形成す
る。光ファイバ１０ｄに形成された第１長周期グレーテ
ィング（ＬＰＧ-1）の周期構造を図９（ａ）に示す。第
１長周期グレーティングの透過特性は、図６に示した方
法によって測定し、損失波長がλ1の透過特性を確認す
ることができる。次いで、図８において、第１長周期グ
レーティングが形成された光ファイバ１０の同一区間１
０ｄ内に、第２強度変調マスク３２を介して紫外光ビー
ム３０を照射して屈折率が周期Λ2の周期構造を有する
第２長周期グレーティングを形成する。光ファイバ１０
ｄに形成された第２長周期グレーティング（ＬＰＧ-
２）の周期構造を図９（ｂ）に示す。第２長周期グレー
ティングの透過特性は、図６に示した方法によって測定
し、損失波長がλ2の透過特性を確認することができ
る。
【００５３】同様の方法によって、光ファイバ１０の同
一区間１０ｄ内に、屈折率が周期Λ3の周期構造を有す
る第３長周期グレーティングを形成する。第３長周期グ
レーティング（ＬＰＧ-３）の周期構造を図９（ｃ）に
示す。第３長周期グレーティングの透過特性は、図６に
示した方法によって測定し、損失波長がλ3の透過特性
を確認することができる。上述のようにして、第１〜第
３の長周期グレーティング（損失波長がλ1〜λ3）を光
ファイバ１０の同一区間内に重ねて形成し、所望の光損
失フィルタを作製することができる。光ファイバ１０ｄ
に形成された光損失フィルタの構成を図９（ｄ）に示
す。
一区間１０ｄ内に、屈折率が周期Λ3の周期構造を有す
る第３長周期グレーティングを形成する。第３長周期グ
レーティング（ＬＰＧ-３）の周期構造を図９（ｃ）に
示す。第３長周期グレーティングの透過特性は、図６に
示した方法によって測定し、損失波長がλ3の透過特性
を確認することができる。上述のようにして、第１〜第
３の長周期グレーティング（損失波長がλ1〜λ3）を光
ファイバ１０の同一区間内に重ねて形成し、所望の光損
失フィルタを作製することができる。光ファイバ１０ｄ
に形成された光損失フィルタの構成を図９（ｄ）に示
す。
【００５４】
【実施例】本発明者らは、上記の実施形態に基づいて光
損失グレーティングを作製し、これをＥＤＦＡに適用し
て利得の波長依存性を改善した。図１０は、波長依存性
を有するＥＤＦＡの利得特性を示すグラフである。図１
０に示されるＥＤＦＡの利得特性は、波長１５３３ｎ
ｍ、１５４８ｎｍおよび１５５８ｎｍに利得の極大値を
有するので、これらの極大値に対応する減衰を有する光
損失フィルタを用いることによって利得の平坦化を図る
ことができる。図１１（ａ）は、図１０に示された利得
の極大部分を平坦化するため、光損失フィルタに要求さ
れる透過特性（利得が極大となる波長に対応して、それ
ぞれの利得極大値が平坦化するような減衰を有する特
性）のグラフである。本実施例は、この透過特性を満足
する３種の長周期グレーティングを設計し、これらの長
周期グレーティングを、図５（ａ）に示された製造シス
テムに基づいて製造する場合について説明する。
損失グレーティングを作製し、これをＥＤＦＡに適用し
て利得の波長依存性を改善した。図１０は、波長依存性
を有するＥＤＦＡの利得特性を示すグラフである。図１
０に示されるＥＤＦＡの利得特性は、波長１５３３ｎ
ｍ、１５４８ｎｍおよび１５５８ｎｍに利得の極大値を
有するので、これらの極大値に対応する減衰を有する光
損失フィルタを用いることによって利得の平坦化を図る
ことができる。図１１（ａ）は、図１０に示された利得
の極大部分を平坦化するため、光損失フィルタに要求さ
れる透過特性（利得が極大となる波長に対応して、それ
ぞれの利得極大値が平坦化するような減衰を有する特
性）のグラフである。本実施例は、この透過特性を満足
する３種の長周期グレーティングを設計し、これらの長
周期グレーティングを、図５（ａ）に示された製造シス
テムに基づいて製造する場合について説明する。
【００５５】［１］まず、図５（ａ）において、強度変
調マスク３２を介して光ファイバ１０ａの区間に紫外光
ビーム３０を照射して、周期４１１μｍ、長さ１７．５
ｍｍの第１長周期グレーティングを形成した。次いで、
光源５０から測定光を出射させ、出射された測定光は、
第１長周期グレーティングを通過して光スペクトルアナ
ライザ５１に受光され、データ処理手段５２に送られ
た。データ処理手段５２に送られた第１長周期グレーテ
ィングの透過特性データをメモリに保存すると共に、画
像表示装置５３に送り図形表示した。表示された透過特
性を図１１（ａ）示す。図１１（ａ）に示された透過特
性の損失波長および減衰量は設計値と一致するものであ
った。
調マスク３２を介して光ファイバ１０ａの区間に紫外光
ビーム３０を照射して、周期４１１μｍ、長さ１７．５
ｍｍの第１長周期グレーティングを形成した。次いで、
光源５０から測定光を出射させ、出射された測定光は、
第１長周期グレーティングを通過して光スペクトルアナ
ライザ５１に受光され、データ処理手段５２に送られ
た。データ処理手段５２に送られた第１長周期グレーテ
ィングの透過特性データをメモリに保存すると共に、画
像表示装置５３に送り図形表示した。表示された透過特
性を図１１（ａ）示す。図１１（ａ）に示された透過特
性の損失波長および減衰量は設計値と一致するものであ
った。
【００５６】［２］次に、図５（ａ）において、他の強
度変調マスク３２を介して光ファイバ１０ａに隣接する
光ファイバ１０ｂの区間に紫外光ビーム３０を照射し
て、周期４６２μｍ、長さ２６ｍｍの第２長周期グレー
ティングを形成した。次いで、光源５０から測定光を出
射させ、出射された測定光は、第１および第２の長周期
グレーティングを通過して光スペクトルアナライザ５１
に受光され、データ処理手段５２に送られた。データ処
理手段５２に送られた第１および第２の長周期グレーテ
ィングの透過特性データ（図１１（ｂ））をメモリに保
存すると共に、上記［１］の工程で保存された図１１
（ａ）の透過特性データで除算し（ｄＢ単位で減算）、
図１１（ｃ）に示す第３の透過特性が得られた。図１１
（ｃ）に示された透過特性の損失波長および減衰量は設
計値と一致するものであった。
度変調マスク３２を介して光ファイバ１０ａに隣接する
光ファイバ１０ｂの区間に紫外光ビーム３０を照射し
て、周期４６２μｍ、長さ２６ｍｍの第２長周期グレー
ティングを形成した。次いで、光源５０から測定光を出
射させ、出射された測定光は、第１および第２の長周期
グレーティングを通過して光スペクトルアナライザ５１
に受光され、データ処理手段５２に送られた。データ処
理手段５２に送られた第１および第２の長周期グレーテ
ィングの透過特性データ（図１１（ｂ））をメモリに保
存すると共に、上記［１］の工程で保存された図１１
（ａ）の透過特性データで除算し（ｄＢ単位で減算）、
図１１（ｃ）に示す第３の透過特性が得られた。図１１
（ｃ）に示された透過特性の損失波長および減衰量は設
計値と一致するものであった。
【００５７】［３］次に、図５（ａ）において、第３の
強度変調マスク３２を介して光ファイバ１０ｂに隣接す
る光ファイバ１０ｃの区間に紫外光ビーム３０を照射し
て、周期５２９μｍ、長さ１５ｍｍの第３長周期グレー
ティングを形成した。次いで、光源５０から測定光を出
射させ、出射された測定光は、第１〜第３の長周期グレ
ーティングを通過して光スペクトルアナライザ５１で受
光され、データ処理手段５２に送られた。データ処理手
段５２に送られた第１〜第３の長周期グレーティングの
透過特性データ（図１１（ｄ））をメモリに保存される
と共に、上記［２］の工程で保存された図１１（ｂ）の
透過特性データで除算し（ｄＢ単位で減算）、図１１
（ｅ）に示す第４の透過特性が得られた。図１１（ｅ）
に示された透過特性の損失波長および減衰量は設計値と
一致するものであった。
強度変調マスク３２を介して光ファイバ１０ｂに隣接す
る光ファイバ１０ｃの区間に紫外光ビーム３０を照射し
て、周期５２９μｍ、長さ１５ｍｍの第３長周期グレー
ティングを形成した。次いで、光源５０から測定光を出
射させ、出射された測定光は、第１〜第３の長周期グレ
ーティングを通過して光スペクトルアナライザ５１で受
光され、データ処理手段５２に送られた。データ処理手
段５２に送られた第１〜第３の長周期グレーティングの
透過特性データ（図１１（ｄ））をメモリに保存される
と共に、上記［２］の工程で保存された図１１（ｂ）の
透過特性データで除算し（ｄＢ単位で減算）、図１１
（ｅ）に示す第４の透過特性が得られた。図１１（ｅ）
に示された透過特性の損失波長および減衰量は設計値と
一致するものであった。
【００５８】上述した第１〜第３の長周期グレーティン
グを有する光損失フィルタと、図１０に示された利得特
性を有するＥＤＦＡとを併用して増幅装置を構成した。
その結果、図１２に示すように、全体の利得を１５３０
ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域にわたって、略１６ｄＢ
に均一化することができた。
グを有する光損失フィルタと、図１０に示された利得特
性を有するＥＤＦＡとを併用して増幅装置を構成した。
その結果、図１２に示すように、全体の利得を１５３０
ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯域にわたって、略１６ｄＢ
に均一化することができた。
【００５９】
【発明の効果】本発明の光損失フィルタは、所定波長帯
域内で異なる次数のクラッドモードとコアモードとを夫
々結合させるような周期構造を有する長周期グレーティ
ングを有するものである。異なる次数のクラッドモード
と夫々結合するコアモードは、周期構造の周期に対応し
て異なる波長を中心に減衰の極大値が生じ、１つの減衰
極大値は、次数の異なる他のクラッドモードの影響を受
けることはない。すなわち、各長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを組合わせて、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することができる。
域内で異なる次数のクラッドモードとコアモードとを夫
々結合させるような周期構造を有する長周期グレーティ
ングを有するものである。異なる次数のクラッドモード
と夫々結合するコアモードは、周期構造の周期に対応し
て異なる波長を中心に減衰の極大値が生じ、１つの減衰
極大値は、次数の異なる他のクラッドモードの影響を受
けることはない。すなわち、各長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを組合わせて、所望の透過
特性を有する光損失フィルタを形成することができる。
【００６０】また、本発明に係わる光損失フィルタの製
造方法は、所定波長帯域内で異なる次数のクラッドモー
ドとコアモードとを夫々結合させるような周期構造を有
する長周期グレーティングを光導波路に形成する方法で
ある。前述の通り、このような長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを光導波路に形成すること
によって、所望の透過特性を有する光損失フィルタを得
ることができる。
造方法は、所定波長帯域内で異なる次数のクラッドモー
ドとコアモードとを夫々結合させるような周期構造を有
する長周期グレーティングを光導波路に形成する方法で
ある。前述の通り、このような長周期グレーティングの
透過特性は、独立性が確保されるので、予め設計された
複数の長周期グレーティングを光導波路に形成すること
によって、所望の透過特性を有する光損失フィルタを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの長周期グレーティングによって形成され
た光損失フィルタの構成を説明する図である。
た光損失フィルタの構成を説明する図である。
【図２】図１に示された光損失フィルタの透過特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】本発明の光損失フィルタの構成を説明する図で
ある。
ある。
【図４】図３に示された光損失フィルタの透過特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】本発明に係わる光損失フィルタの製造方法を説
明する図（ａ）と、屈折率プロファイル（ｂ）である。
明する図（ａ）と、屈折率プロファイル（ｂ）である。
【図６】各製造工程後の透過特性を説明するグラフであ
る。
る。
【図７】光導波路長手方向に紫外光照射する方法を示す
図である。
図である。
【図８】本発明に係わる他の製造方法を説明する図であ
る。
る。
【図９】長周期グレーティングおよび光損失フィルタの
構成を表す図である。
構成を表す図である。
【図１０】ＥＤＦＡの利得特性を示すグラフである。
【図１１】光損失フィルタの製造工程において、各工程
ごとの透過特性を示すグラフである。
ごとの透過特性を示すグラフである。
【図１２】ＥＤＦＡと光損失フィルタとを併用したとき
の利得特性を示すグラフである。
の利得特性を示すグラフである。
１０・・・光ファイバ、３０・・・紫外光ビーム、３１・・・紫
外光の反射ミラー、３２・・・強度変調マスク、３３・・・石
英ガラス平板、３４・・・クロム層、５０・・・測定光の光
源、５１・・・光スペクトルアナライザ、５２・・・データ処
理手段、５３・・・画像表示装置、ＬＰＧ・・・長周期グレー
ティング、Λ・・・長周期グレーティングの周期、λ・・・波
長
外光の反射ミラー、３２・・・強度変調マスク、３３・・・石
英ガラス平板、３４・・・クロム層、５０・・・測定光の光
源、５１・・・光スペクトルアナライザ、５２・・・データ処
理手段、５３・・・画像表示装置、ＬＰＧ・・・長周期グレー
ティング、Λ・・・長周期グレーティングの周期、λ・・・波
長
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−283786（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−236720（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−215015（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−319259（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−174245（ＪＰ，Ａ) ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯ Ｌ．21（５）（1996），ｐｐ．336−338 ＯＦＣ’96 Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄ ｉｇｅｓｔ，Ｖｏｌ．２（1996），Ｔｕ Ｇ３，ｐｐ．29−30 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54 H01S 3/00 - 3/30 H04B 10/16 - 10/18
Claims (6)
- 【請求項１】 屈折率変動周期が第１の周期でありコア
モードがクラッドモードと結合することによる減衰の極
大値が第１の波長である第１の長周期グレーティング
と、屈折率変動周期が第２の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第２
の波長である第２の長周期グレーティングとを光導波路
のコア軸方向に有し、 前記第１波長および前記第２波長の各波長に関して、前
記第１の長周期グレーティングと前記第２の長周期グレ
ーティングの前記コアモードと結合する前記クラッドモ
ードの次数が前記各長周期グレーティングごとに異なる
ことを特徴とする光損失フィルタ。 - 【請求項２】 前記第１の長周期グレーティングと前記
第２の長周期グレーティングとは、コア軸方向に近接し
て配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光
損失フィルタ。 - 【請求項３】 前記第１の長周期グレーティングと前記
第２の長周期グレーティングとは、配置される区間が重
なっていることを特徴とする請求項１に記載の光損失フ
ィルタ。 - 【請求項４】 屈折率変動周期が第１の周期でありコア
モードがクラッドモードと結合することによる減衰の極
大値が第１の波長である第１の長周期グレーティング
と、屈折率変動周期が第２の周期でありコアモードがク
ラッドモードと結合することによる減衰の極大値が第２
の波長である第２の長周期グレーティングとを光導波路
のコア軸方向に有する光損失フィルタを製造するに際
し、 前記第１波長および前記第２波長の夫々の各波長で、前
記第１の長周期グレーティングと前記第２の長周期グレ
ーティングの前記コアモードと結合する前記クラッドモ
ードの次数が前記各長周期グレーティングごとに異なる
第１の周期および第２の周期を設定し、 前記第１の長周期グレーティングおよび前記第２の長周
期グレーティングを順次形成することを特徴とする光損
失フィルタの製造方法。 - 【請求項５】 前記第１の長周期グレーティングを形成
し、形成された第１の長周期グレーティングの透過特性
を測定した後、測定された第１の長周期グレーティング
の透過特性データを保存する工程と、 前記第２の長周期グレーティングを形成し、形成された
第１および第２の長周期グレーティングの透過特性を測
定した後、測定された第１および第２の長周期グレーテ
ィングの透過特性データを前記第１の長周期グレーティ
ングの透過特性データで除算し、除算された第３の透過
特性データを算出する工程とを有することを特徴とする
請求項４に記載の光損失フィルタの製造方法。 - 【請求項６】 前記第１の長周期グレーティングを形成
する前に、形成領域に所定量のグレーティング形成光を
均一に照射する工程を有することを特徴とする請求項４
または５に記載の光損失フィルタの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13554398A JP3149921B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 光損失フィルタおよびその製造方法 |
| US09/313,005 US6337937B1 (en) | 1998-05-18 | 1999-05-17 | Optical filter and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13554398A JP3149921B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 光損失フィルタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326668A JPH11326668A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3149921B2 true JP3149921B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15154249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13554398A Expired - Fee Related JP3149921B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 光損失フィルタおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6337937B1 (ja) |
| JP (1) | JP3149921B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7702540B1 (en) * | 1995-04-26 | 2010-04-20 | Ebay Inc. | Computer-implement method and system for conducting auctions on the internet |
| US7937312B1 (en) * | 1995-04-26 | 2011-05-03 | Ebay Inc. | Facilitating electronic commerce transactions through binding offers |
| US6362916B2 (en) | 1998-09-25 | 2002-03-26 | Fiver Laboratories | All fiber gain flattening optical filter |
| JP2001255423A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光部品 |
| JP2001267665A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光増幅用光ファイバ、光ファイバ増幅器および光ファイバレーザ発振器 |
| US6650810B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-11-18 | Physical Optics Corporation | Tunable filter |
| JP2002139629A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光損失フィルタ |
| JP2002171016A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フィルタ、光増幅システムおよび光通信システム |
| JP4741069B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2011-08-03 | 株式会社フジクラ | 光ファイバグレーティング |
| US6674929B2 (en) * | 2001-06-01 | 2004-01-06 | Lightcross, Inc. | Tunable optical filter |
| US6845194B2 (en) * | 2001-06-27 | 2005-01-18 | Furukawa Electric North America Inc. | Optical bandpass filter using long period gratings |
| JP2003179558A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-06-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 利得等化器 |
| US6925230B2 (en) * | 2002-03-22 | 2005-08-02 | Chiral Photonics, Inc. | Long period chiral fiber grating apparatus |
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| US6950578B1 (en) | 2004-05-28 | 2005-09-27 | Fitel Usa Corp. | Highly index-sensitive optical devices including long period fiber gratings |
| US7421162B2 (en) * | 2005-03-22 | 2008-09-02 | General Electric Company | Fiber optic sensing device and method of making and operating the same |
| CN100399085C (zh) * | 2006-12-22 | 2008-07-02 | 重庆大学 | 长周期光纤光栅带通滤波方法及实现该方法的带通滤波器 |
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| US7865045B2 (en) * | 2007-09-25 | 2011-01-04 | Ofs Fitel, Llc | Locally perturbed optical fibers for mode transformers |
| EP2071370B1 (en) * | 2007-12-13 | 2018-04-11 | OFS Fitel, LLC | Locally perturbed optical fibers for mode transformers |
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