JPH0792313A - 光ファイバー型回折格子 - Google Patents
光ファイバー型回折格子Info
- Publication number
- JPH0792313A JPH0792313A JP5233824A JP23382493A JPH0792313A JP H0792313 A JPH0792313 A JP H0792313A JP 5233824 A JP5233824 A JP 5233824A JP 23382493 A JP23382493 A JP 23382493A JP H0792313 A JPH0792313 A JP H0792313A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- optical fiber
- refractive index
- core
- light
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射率が大きく、選択波長の変更も可能な光
ファイバー型回折格子を提供する。 【構成】 低分子化合物を分散させたポリマーまたはポ
リシランからなるコアを具備した光ファイバー構造をな
し、光の照射によりコアに周期的な屈折率変化を与えて
回折格子が形成される。
ファイバー型回折格子を提供する。 【構成】 低分子化合物を分散させたポリマーまたはポ
リシランからなるコアを具備した光ファイバー構造をな
し、光の照射によりコアに周期的な屈折率変化を与えて
回折格子が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コアに周期的な屈折率
変化を与えて回折格子を形成する光ファイバー型回折格
子に関する。
変化を与えて回折格子を形成する光ファイバー型回折格
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーのコアに周期的な屈折率の
変化を与えて回折格子を形成した光ファイバー型回折格
子は、従来型の回折格子に比べてきわめて小型であるう
え、他の光ファイバーとの接続も容易である。このた
め、光ファイバー型回折格子は特定の波長の光のみを反
射するフィルターとして利用でき、分布帰還型共振器と
してレーザーに応用されたり、波長分割器として用いら
れたり、さらにはファイバーセンサー、多重通信用分波
器、ファイバーセンサーなどへの応用が検討されてい
る。
変化を与えて回折格子を形成した光ファイバー型回折格
子は、従来型の回折格子に比べてきわめて小型であるう
え、他の光ファイバーとの接続も容易である。このた
め、光ファイバー型回折格子は特定の波長の光のみを反
射するフィルターとして利用でき、分布帰還型共振器と
してレーザーに応用されたり、波長分割器として用いら
れたり、さらにはファイバーセンサー、多重通信用分波
器、ファイバーセンサーなどへの応用が検討されてい
る。
【０００３】最初の光ファイバー型回折格子は、アルゴ
ンレーザー光を光ファイバーに入射して光ファイバー端
面からの反射波との干渉により定在波を立て、周期的な
屈折率変化を誘起するものであった。しかし、この技術
では反射波長がアルゴンレーザーの波長に限られるとい
う欠点があった。
ンレーザー光を光ファイバーに入射して光ファイバー端
面からの反射波との干渉により定在波を立て、周期的な
屈折率変化を誘起するものであった。しかし、この技術
では反射波長がアルゴンレーザーの波長に限られるとい
う欠点があった。
【０００４】近年（１９８９年）、２４０ｎｍ付近の紫
外光を光ファイバーの側面の２方向から照射し、その干
渉縞に応じた屈折率変化を誘起する側面書き込み型回折
格子が開発された。この技術では、書き込み光の角度変
化により干渉縞の間隔を変えられるので、回折格子の反
射波長を自由に変化させることができる。
外光を光ファイバーの側面の２方向から照射し、その干
渉縞に応じた屈折率変化を誘起する側面書き込み型回折
格子が開発された。この技術では、書き込み光の角度変
化により干渉縞の間隔を変えられるので、回折格子の反
射波長を自由に変化させることができる。
【０００５】現在、側面書き込み型回折格子はコア材料
としてガラスを用いたもので実現されている。しかし、
ガラスでは光照射によって屈折率がわずかに１０-4程度
しか変化しないため、反射率が小さいという欠点があ
る。また、選択波長を変えるためには、コア材料そのも
のの交換が必要であるという欠点がある。
としてガラスを用いたもので実現されている。しかし、
ガラスでは光照射によって屈折率がわずかに１０-4程度
しか変化しないため、反射率が小さいという欠点があ
る。また、選択波長を変えるためには、コア材料そのも
のの交換が必要であるという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これまでに
提案されている光ファイバー型回折格子の欠点を解消
し、反射率が大きく、さらには選択波長の変更も可能な
光ファイバー型回折格子を提供することを目的とする。
提案されている光ファイバー型回折格子の欠点を解消
し、反射率が大きく、さらには選択波長の変更も可能な
光ファイバー型回折格子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の光ファイ
バー型回折格子は、低分子化合物を分散させたポリマー
またはポリシランからなるコアを具備した光ファイバー
構造をなし、光の照射により前記コアに周期的な屈折率
変化を与えて回折格子が形成されてなることを特徴とす
るものである。
バー型回折格子は、低分子化合物を分散させたポリマー
またはポリシランからなるコアを具備した光ファイバー
構造をなし、光の照射により前記コアに周期的な屈折率
変化を与えて回折格子が形成されてなることを特徴とす
るものである。
【０００８】本発明において、光ファイバー構造とは屈
折率の高いコアを屈折率の低いクラドで覆った構造をい
い、狭義の光ファイバーに代表されるような３次元光導
波路だけでなく、２次元光導波路も含むものとする。
折率の高いコアを屈折率の低いクラドで覆った構造をい
い、狭義の光ファイバーに代表されるような３次元光導
波路だけでなく、２次元光導波路も含むものとする。
【０００９】以下、本発明をさらに詳細に説明する。ま
ず、コアの材料として低分子化合物を分散させたポリマ
ーを用いた光ファイバー型回折格子について説明する。
ず、コアの材料として低分子化合物を分散させたポリマ
ーを用いた光ファイバー型回折格子について説明する。
【００１０】この場合、低分子化合物としては、所定波
長の光が照射されると、例えば電荷を発生してポリマー
との間で電荷移動を起こして屈折率を変化させるものが
用いられる。このような低分子化合物としては、主鎖ま
たは側鎖にアントラセン、ピレン、フェナントレン、コ
ロネンなどの縮合芳香環またはインドール、カルバゾー
ル、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イ
ミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリ
ン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素複素環
を有する化合物；ヒドラゾン化合物などのドナー性化合
物；キノン構造やシアノ基を持つアクセプター性化合物
が挙げられる。これらのうち少なくとも１個以上の窒素
原子を含有する低分子化合物を用いることが好ましい。
長の光が照射されると、例えば電荷を発生してポリマー
との間で電荷移動を起こして屈折率を変化させるものが
用いられる。このような低分子化合物としては、主鎖ま
たは側鎖にアントラセン、ピレン、フェナントレン、コ
ロネンなどの縮合芳香環またはインドール、カルバゾー
ル、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イ
ミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリ
ン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素複素環
を有する化合物；ヒドラゾン化合物などのドナー性化合
物；キノン構造やシアノ基を持つアクセプター性化合物
が挙げられる。これらのうち少なくとも１個以上の窒素
原子を含有する低分子化合物を用いることが好ましい。
【００１１】ポリマーは特に限定されず、種々のものを
用いることができる。例えば、ポリエチレン樹脂、ナイ
ロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹
脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹
脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリフェニレンオキシド樹脂、アルキド樹脂、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体樹脂、フェノール樹脂、
パラフィンワックスなどが挙げられる。
用いることができる。例えば、ポリエチレン樹脂、ナイ
ロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹
脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹
脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリフェニレンオキシド樹脂、アルキド樹脂、スチ
レン−無水マレイン酸共重合体樹脂、フェノール樹脂、
パラフィンワックスなどが挙げられる。
【００１２】低分子化合物及びポリマーは単独で用いて
もよいし、２種以上混合してもよい。また、これらの成
分に加えて、屈折率変化などに寄与する化合物が含有さ
れていてもよい。
もよいし、２種以上混合してもよい。また、これらの成
分に加えて、屈折率変化などに寄与する化合物が含有さ
れていてもよい。
【００１３】以上のコア材料を用いて光ファイバーを製
造するには以下のような方法が用いられる。例えば、低
分子化合物を所定の割合で適当なポリマー化合物ととも
に有機溶媒に溶解し、均一溶液とした後、乾燥して円柱
状のコア材を作製する。また、有機溶媒を用いずに、低
分子化合物とポリマーを練り合わせて円柱状のコア材を
作製してもよい。これらの方法に限らず、低分子化合物
をポリマー中に分散できる方法ならばいかなる方法でも
かまわない。一方、コア材より屈折率の低い材質からな
る管状のクラッド材を作製する。これらのコア材及びク
ラッド材を組み合わせてプリフォームを形成した後、こ
れを延伸して光ファイバーを製造する。なお、光ファイ
バーの製造方法はこれに限定されるものではない。
造するには以下のような方法が用いられる。例えば、低
分子化合物を所定の割合で適当なポリマー化合物ととも
に有機溶媒に溶解し、均一溶液とした後、乾燥して円柱
状のコア材を作製する。また、有機溶媒を用いずに、低
分子化合物とポリマーを練り合わせて円柱状のコア材を
作製してもよい。これらの方法に限らず、低分子化合物
をポリマー中に分散できる方法ならばいかなる方法でも
かまわない。一方、コア材より屈折率の低い材質からな
る管状のクラッド材を作製する。これらのコア材及びク
ラッド材を組み合わせてプリフォームを形成した後、こ
れを延伸して光ファイバーを製造する。なお、光ファイ
バーの製造方法はこれに限定されるものではない。
【００１４】次に、コアの材料としてポリシランを用い
た光ファイバー型回折格子について説明する。この場
合、用いられるポリシランは光照射により部分的にシロ
キサンなどを生成して屈折率が変化するものであり、い
かなる置換基を有するものでもよい。ポリシラン中に
は、モノマー、添加剤、酸素、窒素、水、有機溶媒など
が含有されていてもよい。また、ポリシランに加えて、
他のポリマーが含有されていてもよい。
た光ファイバー型回折格子について説明する。この場
合、用いられるポリシランは光照射により部分的にシロ
キサンなどを生成して屈折率が変化するものであり、い
かなる置換基を有するものでもよい。ポリシラン中に
は、モノマー、添加剤、酸素、窒素、水、有機溶媒など
が含有されていてもよい。また、ポリシランに加えて、
他のポリマーが含有されていてもよい。
【００１５】コア材料としてポリシランを用いて光ファ
イバーを製造する場合にも、上述したのと同様な方法を
用いることができる。なお、有機溶媒を用いる場合、ア
ルコール類、ケトン類、アミド類、スルホキシド類、エ
ーテル類、エステル類、芳香族ハロゲン化炭化水素類、
芳香族炭化水素類など種々の有機溶媒を用いることがで
きる。
イバーを製造する場合にも、上述したのと同様な方法を
用いることができる。なお、有機溶媒を用いる場合、ア
ルコール類、ケトン類、アミド類、スルホキシド類、エ
ーテル類、エステル類、芳香族ハロゲン化炭化水素類、
芳香族炭化水素類など種々の有機溶媒を用いることがで
きる。
【００１６】本発明において、光ファイバーに回折格子
を形成するためには、例えば、側面の２方向から所定波
長のレーザー光を照射し、その干渉を利用してコアに周
期的な屈折率変化を生じさせる。この際、レーザー光の
照射角度などを適宜設定することにより、所望の回折格
子形状を形成することができる。なお、回折格子の形成
に際しての光の照射方法としては、コアの所定の領域に
のみ光を照射せしめコアに周期的な屈折率変化を与える
ことのできる方法であれば、何ら上述した方法に限定さ
れるものではない。
を形成するためには、例えば、側面の２方向から所定波
長のレーザー光を照射し、その干渉を利用してコアに周
期的な屈折率変化を生じさせる。この際、レーザー光の
照射角度などを適宜設定することにより、所望の回折格
子形状を形成することができる。なお、回折格子の形成
に際しての光の照射方法としては、コアの所定の領域に
のみ光を照射せしめコアに周期的な屈折率変化を与える
ことのできる方法であれば、何ら上述した方法に限定さ
れるものではない。
【００１７】本発明の光ファイバー型回折格子のコアに
用いられる材料は、光照射による屈折率変化が１０-1オ
ーダーと無機ガラスより３桁大きいため、波長選択率す
なわち反射率が高い。
用いられる材料は、光照射による屈折率変化が１０-1オ
ーダーと無機ガラスより３桁大きいため、波長選択率す
なわち反射率が高い。
【００１８】また、低分子化合物を分散させたポリマー
でコアを形成した場合には、長波長の光の照射または加
熱などにより屈折率を可逆的に変化させることができ
る。このため、屈折率の変化した部分を変化前と同等か
それに近い屈折率に戻すことにより、いったん形成され
た回折格子を消去することができる。したがって、必要
に応じて、再び回折格子形状の異なる回折格子を形成す
ることができ、このような操作により選択波長を自由に
変更することも可能となる。
でコアを形成した場合には、長波長の光の照射または加
熱などにより屈折率を可逆的に変化させることができ
る。このため、屈折率の変化した部分を変化前と同等か
それに近い屈折率に戻すことにより、いったん形成され
た回折格子を消去することができる。したがって、必要
に応じて、再び回折格子形状の異なる回折格子を形成す
ることができ、このような操作により選択波長を自由に
変更することも可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニ
ル）−［１，１−ビフェニル］−４，４−ジアミンとポ
リカーボネート（帝人化成製、商品名Ｋ−１３００Ｗ）
を、１：１の重量比となるように１，１，２−トリクロ
ロエタンに溶解して均一溶液とし、乾燥させて円柱状の
コア材を形成した。次に、ポリフッ化ビニリデンを用い
て屈折率のより低い材質からなる管状のクラッド材を形
成した。これらのコア材とクラッド材とを組み合わせて
プリフォームを作製した。さらに、このプリフォームを
延伸して光ファイバーを作製した。
ル）−［１，１−ビフェニル］−４，４−ジアミンとポ
リカーボネート（帝人化成製、商品名Ｋ−１３００Ｗ）
を、１：１の重量比となるように１，１，２−トリクロ
ロエタンに溶解して均一溶液とし、乾燥させて円柱状の
コア材を形成した。次に、ポリフッ化ビニリデンを用い
て屈折率のより低い材質からなる管状のクラッド材を形
成した。これらのコア材とクラッド材とを組み合わせて
プリフォームを作製した。さらに、このプリフォームを
延伸して光ファイバーを作製した。
【００２０】得られた光ファイバーにＸｅＣｌエキシマ
レーザーからのレーザー光（波長：３０８ｎｍ）をクラ
ッドから照射し、その干渉を利用してコアの屈折率を周
期的に変化させ、回折格子を形成した。この回折格子で
は１５００ｎｍの光に対して７０％の反射率が得られ
た。
レーザーからのレーザー光（波長：３０８ｎｍ）をクラ
ッドから照射し、その干渉を利用してコアの屈折率を周
期的に変化させ、回折格子を形成した。この回折格子で
は１５００ｎｍの光に対して７０％の反射率が得られ
た。
【００２１】また、この回折格子に４５０ｎｍの光を照
射すると、回折格子が消去された。その後、前記と同様
の処理を行うことにより再び回折格子を形成できた。こ
の場合、１５００ｎｍの光に対して６８％の反射率が得
られた。
射すると、回折格子が消去された。その後、前記と同様
の処理を行うことにより再び回折格子を形成できた。こ
の場合、１５００ｎｍの光に対して６８％の反射率が得
られた。
【００２２】実施例２ 実施例１と同様にして、ジエチルアミノ−ベンズアルデ
ヒド ジフェニルヒドラゾン及びテレフタル酸ジメチル
を分散させたポリカーボネートからなるコアを有する光
ファイバーを作製し、評価を行った。この回折格子では
１３００ｎｍの光に対して８０％の反射率が得られた。
また、この回折格子を８０℃に加熱すると、回折格子が
消去された。
ヒド ジフェニルヒドラゾン及びテレフタル酸ジメチル
を分散させたポリカーボネートからなるコアを有する光
ファイバーを作製し、評価を行った。この回折格子では
１３００ｎｍの光に対して８０％の反射率が得られた。
また、この回折格子を８０℃に加熱すると、回折格子が
消去された。
【００２３】次いで、光照射により回折格子を形成し
て、７５０ｎｍの光に対するフィルターを作製すること
もできた。さらに、この回折格子を８０℃に加熱する
と、回折格子が消去された。その後、前記と同様の処理
を行うことにより再び回折格子を形成できた。
て、７５０ｎｍの光に対するフィルターを作製すること
もできた。さらに、この回折格子を８０℃に加熱する
と、回折格子が消去された。その後、前記と同様の処理
を行うことにより再び回折格子を形成できた。
【００２４】実施例３ コア材料としてフェニルメチルポリシランを用いて光フ
ァイバーを作製し、同様の評価を行った。その結果、７
００ｎｍの光に対して７５％の反射率が得られた。
ァイバーを作製し、同様の評価を行った。その結果、７
００ｎｍの光に対して７５％の反射率が得られた。
【００２５】実施例４ コア材料としてジフェニルポリシランを用いて光ファイ
バを作製し、同様の評価を行った。その結果、５５０ｎ
ｍの光に対して９０％の反射率が得られた。
バを作製し、同様の評価を行った。その結果、５５０ｎ
ｍの光に対して９０％の反射率が得られた。
【００２６】比較例１ コアがガラスからなる光ファイバーについて実施例１と
同様の評価を行った結果、１５００ｎｍの光に対する反
射率はわずかに３７％であった。
同様の評価を行った結果、１５００ｎｍの光に対する反
射率はわずかに３７％であった。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、反
射率が大きく、選択波長の変更も可能であり、しかも作
製が容易で取り扱いが簡単な光ファイバー型回折格子を
提供できる。
射率が大きく、選択波長の変更も可能であり、しかも作
製が容易で取り扱いが簡単な光ファイバー型回折格子を
提供できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｓ 3/08
Claims (1)
- 【請求項１】 低分子化合物を分散させたポリマーまた
はポリシランからなるコアを具備した光ファイバー構造
をなし、光の照射により前記コアに周期的な屈折率変化
を与えて回折格子が形成されてなることを特徴とする光
ファイバー型回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5233824A JPH0792313A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 光ファイバー型回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5233824A JPH0792313A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 光ファイバー型回折格子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792313A true JPH0792313A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16961141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5233824A Pending JPH0792313A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 光ファイバー型回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792313A (ja) |
Cited By (16)
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-
1993
- 1993-09-20 JP JP5233824A patent/JPH0792313A/ja active Pending
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