JPH11202113A - 再被覆可能な温度非反応性長周期回折格子 - Google Patents
再被覆可能な温度非反応性長周期回折格子Info
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- JPH11202113A JPH11202113A JP10295865A JP29586598A JPH11202113A JP H11202113 A JPH11202113 A JP H11202113A JP 10295865 A JP10295865 A JP 10295865A JP 29586598 A JP29586598 A JP 29586598A JP H11202113 A JPH11202113 A JP H11202113A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長周期回折格子デバイスの温度反応性を最小
にする。 【解決手段】 長周期回折格子デバイスの温度反応性は
従来のガラス・クラッディングの上にポリマー被覆を提
供することによって大きく影響され、特に、適切に選択
された屈折率のポリマー上部被覆を提供することによっ
て温度反応性を最小にすることができると判断した。好
適実施形態では、従来の分散シフト・ファイバに書き込
まれた長周期回折格子の温度反応性は０．４０ｎｍ／１
００℃未満に低減される。
にする。 【解決手段】 長周期回折格子デバイスの温度反応性は
従来のガラス・クラッディングの上にポリマー被覆を提
供することによって大きく影響され、特に、適切に選択
された屈折率のポリマー上部被覆を提供することによっ
て温度反応性を最小にすることができると判断した。好
適実施形態では、従来の分散シフト・ファイバに書き込
まれた長周期回折格子の温度反応性は０．４０ｎｍ／１
００℃未満に低減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長周期回折格子に
関し、特に、温度安定性を向上させるためにポリマーで
再被覆した長周期回折格子に関する。
関し、特に、温度安定性を向上させるためにポリマーで
再被覆した長周期回折格子に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】長
周期回折格子は、ファイバ中の２つの異なる共通伝播空
間モード間の光を結合するファイバ内デバイスである。
このデバイスは、ファイバに沿って周期的な距離Λの間
隔を有する複数の屈折率摂動によって形成される長周期
回折格子を有するある長さの光ファイバを含む。一般
に、長周期回折格子デバイスとは、周期が入力光の波長
より少なくとも１０倍大きいもののことである。通常Λ
は１５〜１５００μｍの範囲内である。回折格子によっ
て結合されるモードは、コアによって誘導される異なっ
たモードか、または、クラッディング（次の周囲の領
域、すなわち、そのモードに対して有効なクラッディン
グとして作用する空気またはコーティング）によって誘
導されるものである。
周期回折格子は、ファイバ中の２つの異なる共通伝播空
間モード間の光を結合するファイバ内デバイスである。
このデバイスは、ファイバに沿って周期的な距離Λの間
隔を有する複数の屈折率摂動によって形成される長周期
回折格子を有するある長さの光ファイバを含む。一般
に、長周期回折格子デバイスとは、周期が入力光の波長
より少なくとも１０倍大きいもののことである。通常Λ
は１５〜１５００μｍの範囲内である。回折格子によっ
て結合されるモードは、コアによって誘導される異なっ
たモードか、または、クラッディング（次の周囲の領
域、すなわち、そのモードに対して有効なクラッディン
グとして作用する空気またはコーティング）によって誘
導されるものである。
【０００３】長周期回折格子と従来の短周期ブラッグ回
折格子（周期Λ＜１μｍ）の主要な機能的差異は、長周
期回折格子では後方反射モードがないことである。一例
として、波長選択ベースで、光をコアの外で基本モード
からファイバのクラッディングに結合することができ
る。
折格子（周期Λ＜１μｍ）の主要な機能的差異は、長周
期回折格子では後方反射モードがないことである。一例
として、波長選択ベースで、光をコアの外で基本モード
からファイバのクラッディングに結合することができ
る。
【０００４】従来、このデバイスは、単純モード変換器
（Ｈｉｌｌ他、米国特許第５，１０４，２０９号、「光
ファイバにおける指数回折格子を作成する方法と指数回
折格子を使用するモード変換器」）、広帯域増幅器（Ｖ
ｅｎｇｓａｒｋａｒ他、「オプチカル・レター（Ｏｐ
ｔ．Ｌｅｔｔ．）」第２１巻、３３６ページ、１９９６
年）および高出力ファイバ・レーザ（Ｇｒｕｂｂおよび
Ｓｔｅｎｔｚ、「レーザ・フォーカスの世界（Ｌａｓｅ
ｒ Ｆｏｃｕｓ Ｗｏｒｌｄ）」１９９６年２月、１２
７ページ）における波長依存形損失エレメント、帯域除
去フィルタ（Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ他、「光波技術雑誌
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ）」第１４巻、５８ページ、１９９６
年）として使用されている。また、引用によって本明細
書の記載に援用する、１９９５年７月４日Ａ．Ｍ．Ｖｅ
ｎｇｓａｒｋａｒに対して発行された米国特許第５，４
３０，８１７号も参照されたい。
（Ｈｉｌｌ他、米国特許第５，１０４，２０９号、「光
ファイバにおける指数回折格子を作成する方法と指数回
折格子を使用するモード変換器」）、広帯域増幅器（Ｖ
ｅｎｇｓａｒｋａｒ他、「オプチカル・レター（Ｏｐ
ｔ．Ｌｅｔｔ．）」第２１巻、３３６ページ、１９９６
年）および高出力ファイバ・レーザ（Ｇｒｕｂｂおよび
Ｓｔｅｎｔｚ、「レーザ・フォーカスの世界（Ｌａｓｅ
ｒ Ｆｏｃｕｓ Ｗｏｒｌｄ）」１９９６年２月、１２
７ページ）における波長依存形損失エレメント、帯域除
去フィルタ（Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ他、「光波技術雑誌
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ）」第１４巻、５８ページ、１９９６
年）として使用されている。また、引用によって本明細
書の記載に援用する、１９９５年７月４日Ａ．Ｍ．Ｖｅ
ｎｇｓａｒｋａｒに対して発行された米国特許第５，４
３０，８１７号も参照されたい。
【０００５】このデバイスは、ファイバ通信における多
くの問題に対するエレガントな解決法を提供するが、一
方で温度に敏感である。ピーク波長λpは温度が１００
℃変化する毎に４〜１０ｎｍ移動する。周囲温度が５℃
〜４５℃の間で変動する適用業務の場合、この変動が許
容できず、温度補償スキームが望ましいことがある。こ
の最も単純な解決法は回折格子デバイスを管理された温
度チャンバの中に配置することであるが、この解決法は
温度制御装置を追加するので、費用を追加し、信頼性の
問題を増大する。
くの問題に対するエレガントな解決法を提供するが、一
方で温度に敏感である。ピーク波長λpは温度が１００
℃変化する毎に４〜１０ｎｍ移動する。周囲温度が５℃
〜４５℃の間で変動する適用業務の場合、この変動が許
容できず、温度補償スキームが望ましいことがある。こ
の最も単純な解決法は回折格子デバイスを管理された温
度チャンバの中に配置することであるが、この解決法は
温度制御装置を追加するので、費用を追加し、信頼性の
問題を増大する。
【０００６】他の解決法も多数示唆されてきた。例え
ば、ＤｉＧｉｏｖａｎｎｉ他名義の米国特許出願第０８
／６９５，１８０号は、温度変化１００℃毎のピーク波
長の温度依存を４ｎｍ以下に低減するようにファイバの
構成と断面を変化させる方法を示す。この解決法は、多
くの適用業務で有益であるが、正確な予備的形成とファ
イバの製造に安定性という負担を負わせる。この解決法
はさらに回折格子ホストとして標準的な電気通信ファイ
バを使用する可能性を除去し、スプライスの必要を生じ
るため、挿入損失の増大を導入する。
ば、ＤｉＧｉｏｖａｎｎｉ他名義の米国特許出願第０８
／６９５，１８０号は、温度変化１００℃毎のピーク波
長の温度依存を４ｎｍ以下に低減するようにファイバの
構成と断面を変化させる方法を示す。この解決法は、多
くの適用業務で有益であるが、正確な予備的形成とファ
イバの製造に安定性という負担を負わせる。この解決法
はさらに回折格子ホストとして標準的な電気通信ファイ
バを使用する可能性を除去し、スプライスの必要を生じ
るため、挿入損失の増大を導入する。
【０００７】米国特許出願第０８／７１６，６５８号で
説明される別の方法は専用に調整された回折格子を使用
するが、そこではピーク波長の依存は緊張と温度につい
て極性が逆である。この専用に設計された回折格子は特
定の熱膨張を有する材料でパッケージされ、パッケージ
形温度非反応性デバイスとなる。この方法は魅力的であ
るが、パッケージ材料に安定性という負担をおわせ、そ
の動作原理によって、ファイバ回折格子をその全使用期
間にわたって緊張下に置くことを必要とする。
説明される別の方法は専用に調整された回折格子を使用
するが、そこではピーク波長の依存は緊張と温度につい
て極性が逆である。この専用に設計された回折格子は特
定の熱膨張を有する材料でパッケージされ、パッケージ
形温度非反応性デバイスとなる。この方法は魅力的であ
るが、パッケージ材料に安定性という負担をおわせ、そ
の動作原理によって、ファイバ回折格子をその全使用期
間にわたって緊張下に置くことを必要とする。
【０００８】さらに、温度不安定性を補償する従来の努
力においては、ファイバの回折格子部分は露出しており
被覆されていない。ファイバ回折格子が被覆されないの
は、一度温度非反応性が達成されると、回折格子を再被
覆する追加ステップによってデバイスのスペクトルおよ
び熱特性が変化し、それによってデバイスが温度変化に
対して不安定になるからである。回折格子セクションを
被覆しないでおくことによって、使用期間中のデバイス
の信頼性とパッケージの安定性の問題が生じる。従っ
て、従来の通信グレード・ファイバを使用でき（これは
スプライス損失を下げる助けとなる）使用期間中緊張さ
せる必要のない再被覆された温度非反応性回折格子の必
要が存在する。
力においては、ファイバの回折格子部分は露出しており
被覆されていない。ファイバ回折格子が被覆されないの
は、一度温度非反応性が達成されると、回折格子を再被
覆する追加ステップによってデバイスのスペクトルおよ
び熱特性が変化し、それによってデバイスが温度変化に
対して不安定になるからである。回折格子セクションを
被覆しないでおくことによって、使用期間中のデバイス
の信頼性とパッケージの安定性の問題が生じる。従っ
て、従来の通信グレード・ファイバを使用でき（これは
スプライス損失を下げる助けとなる）使用期間中緊張さ
せる必要のない再被覆された温度非反応性回折格子の必
要が存在する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】出願者は、長周期回折格
子デバイスの温度反応性は従来のガラス・クラッディン
グの上にポリマー被覆を提供することによって大きく影
響され、特に、適切に選択された屈折率のポリマー上部
被覆を提供することによって、温度反応性を最小にする
ことができると判断した。好適実施形態では、従来の分
散シフト・ファイバに書き込まれた長周期回折格子の温
度反応性は０．４０ｎｍ／１００℃未満に低減される。
子デバイスの温度反応性は従来のガラス・クラッディン
グの上にポリマー被覆を提供することによって大きく影
響され、特に、適切に選択された屈折率のポリマー上部
被覆を提供することによって、温度反応性を最小にする
ことができると判断した。好適実施形態では、従来の分
散シフト・ファイバに書き込まれた長周期回折格子の温
度反応性は０．４０ｎｍ／１００℃未満に低減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１は、低減
された温度反応性を有する長周期回折格子デバイスの略
断面図である。このデバイスは、低屈折率部分１２と高
屈折率部分１３を含む複合クラッディングで囲まれたコ
ア１１を有する、導波モードで光を伝送するある長さの
光ファイバ１０を含む。クラッディングの２つの部分１
２、１３はコア１１の屈折率より低い屈折率を有する。
本発明によれば、選択された光学的特性のポリマー上部
被覆２０が複合クラッディングを取り囲む。
された温度反応性を有する長周期回折格子デバイスの略
断面図である。このデバイスは、低屈折率部分１２と高
屈折率部分１３を含む複合クラッディングで囲まれたコ
ア１１を有する、導波モードで光を伝送するある長さの
光ファイバ１０を含む。クラッディングの２つの部分１
２、１３はコア１１の屈折率より低い屈折率を有する。
本発明によれば、選択された光学的特性のポリマー上部
被覆２０が複合クラッディングを取り囲む。
【００１１】好適な材料体系は、コア１１がゲルマニウ
ムでドーピングされたシリカ、クラッディングの低屈折
率部分１２がフッ素でドーピングされたシリカ、高屈折
率部分１３がドーピングされていないシリカである。ポ
リマー上部被覆は好適には光開始剤を含むフッ化アクリ
ル酸塩である。図２は、例示としてのファイバの屈折率
対コア中心からの距離のグラフであるが、この適用業務
の例示としての寸法と屈折率プロファイルを示す。
ムでドーピングされたシリカ、クラッディングの低屈折
率部分１２がフッ素でドーピングされたシリカ、高屈折
率部分１３がドーピングされていないシリカである。ポ
リマー上部被覆は好適には光開始剤を含むフッ化アクリ
ル酸塩である。図２は、例示としてのファイバの屈折率
対コア中心からの距離のグラフであるが、この適用業務
の例示としての寸法と屈折率プロファイルを示す。
【００１２】コア１１には１つかそれ以上の長周期回折
格子１４が含まれ、その各々が周期的距離Λだけ間隔の
開いた幅ｗの複数の屈折率摂動を含むが、ここでは通常
１５μｍ≦Λ≦１５００μｍである。有利には、１／５
Λ≦ｗ≦４／５Λであり、好適には、ｗ＝１／２Λであ
る。摂動はファイバのガラス・コアの内部に形成され、
好適には、ファイバの縦軸と角度θ（２°≦θ≦９０
°）を形成する。ファイバは、ほぼλpを中心とする波
長の広帯域光を伝送するよう設計されている。
格子１４が含まれ、その各々が周期的距離Λだけ間隔の
開いた幅ｗの複数の屈折率摂動を含むが、ここでは通常
１５μｍ≦Λ≦１５００μｍである。有利には、１／５
Λ≦ｗ≦４／５Λであり、好適には、ｗ＝１／２Λであ
る。摂動はファイバのガラス・コアの内部に形成され、
好適には、ファイバの縦軸と角度θ（２°≦θ≦９０
°）を形成する。ファイバは、ほぼλpを中心とする波
長の広帯域光を伝送するよう設計されている。
【００１３】摂動の間隔Λは、選択された波長λpの範
囲で、伝送される光を導波モードから非導波モードにシ
フトし、それによってほぼλpを中心とする光の帯域の
輝度を低減する。非導波モードとはコア中でコヒーレン
トに伝播しないモードであり、通常、クラッディング・
モード、放射モード、または多層プロファイルの場合リ
ング・モードである。
囲で、伝送される光を導波モードから非導波モードにシ
フトし、それによってほぼλpを中心とする光の帯域の
輝度を低減する。非導波モードとはコア中でコヒーレン
トに伝播しないモードであり、通常、クラッディング・
モード、放射モード、または多層プロファイルの場合リ
ング・モードである。
【００１４】図３は、図２のファイバについて、ほぼ波
長λpを中心とする光を除去する周期的間隔Λを示すグ
ラフである。すなわち、ほぼλp＝１５４０ｎｍを中心
とする光を除去するデバイスを製作するためには、図３
で示すように、Λ＝３３０μｍの間隔が選択される。
長λpを中心とする光を除去する周期的間隔Λを示すグ
ラフである。すなわち、ほぼλp＝１５４０ｎｍを中心
とする光を除去するデバイスを製作するためには、図３
で示すように、Λ＝３３０μｍの間隔が選択される。
【００１５】長周期回折格子は、距離Λだけ隔てられた
位置で幅ｗの強い光のビームにコアを選択的に露出する
ことによって形成される。好適には、予備的なステップ
として、ファイバに水素または重水素分子を供給し、コ
アの光反応性を向上させる。好適な露出光源は、ＫｒＦ
エキシマ・レーザによる紫外線放射である。幅ｗの隙間
を通じて露光し、その後ファイバを次の露光位置に移動
させることによって適切な間隔が達成される。また、間
隔がΛで開口幅がｗの複数の透明な隙間を提供する振幅
マスクを通じてレーザの幅広いビームにファイバを露出
することもできる。好適には、各隙間の露光量は、＞１
００ｍＪ／ｃｍ2フルエンス／パルスで１０００パルス
台であり、摂動の数は１０〜１００の範囲である。
位置で幅ｗの強い光のビームにコアを選択的に露出する
ことによって形成される。好適には、予備的なステップ
として、ファイバに水素または重水素分子を供給し、コ
アの光反応性を向上させる。好適な露出光源は、ＫｒＦ
エキシマ・レーザによる紫外線放射である。幅ｗの隙間
を通じて露光し、その後ファイバを次の露光位置に移動
させることによって適切な間隔が達成される。また、間
隔がΛで開口幅がｗの複数の透明な隙間を提供する振幅
マスクを通じてレーザの幅広いビームにファイバを露出
することもできる。好適には、各隙間の露光量は、＞１
００ｍＪ／ｃｍ2フルエンス／パルスで１０００パルス
台であり、摂動の数は１０〜１００の範囲である。
【００１６】動作の際、波長λpの光がコア・モードで
ファイバに沿って伝送される。長周期回折格子はλpを
コア・モードからより高次のモードにシフトする。回折
格子のファイバは、コア・モードに対する１つの有効屈
折率ｎ01と、より高次なモードに対する別の有効屈折率
ｎlmを有する。ｎ01は主としてコアの外形と屈折率によ
って決定される。ｎlmは、クラッディングの屈折率と外
形によって決定され、ポリマー上部被覆の屈折率ｎpに
よって大きく決定される。本発明によれば、回折格子の
光反応性は、ｎlmに対する温度の影響をｎ01に対する温
度の影響に厳密に近似させるようｎpを選択することに
よって最小になる。ポリマーの固有の化学的組成は、ポ
リマーがここで説明されるｎpとδｎp／δＴの基準を満
たしている限り関係しない。
ファイバに沿って伝送される。長周期回折格子はλpを
コア・モードからより高次のモードにシフトする。回折
格子のファイバは、コア・モードに対する１つの有効屈
折率ｎ01と、より高次なモードに対する別の有効屈折率
ｎlmを有する。ｎ01は主としてコアの外形と屈折率によ
って決定される。ｎlmは、クラッディングの屈折率と外
形によって決定され、ポリマー上部被覆の屈折率ｎpに
よって大きく決定される。本発明によれば、回折格子の
光反応性は、ｎlmに対する温度の影響をｎ01に対する温
度の影響に厳密に近似させるようｎpを選択することに
よって最小になる。ポリマーの固有の化学的組成は、ポ
リマーがここで説明されるｎpとδｎp／δＴの基準を満
たしている限り関係しない。
【００１７】ポリマーは回折格子を含むグラス・ファイ
バに溶解物として塗布されるか、溶液から形成される。
好適な工程は、その場で重合される液体モノマーとオリ
ゴマーの混合物を塗布することである。この重合は、単
に反応性コモノマーを混合することで、水分、空気、熱
または化学線放射の作用（好適）によって開始される。
適切なポリマーの例にはフッ化ポリマーとシリコン・ベ
ースのポリマー（シロキサン）が含まれる。前者には、
ｄｕＰｏｎｔによってＴＥＦＬＯＮ ＡＦ（登録商標）
の商品名で市販されているペルフルオロ−２，２−ジメ
チルジオキソールとテトラフルオロエチレンの共重合
体、Ａｓａｈｉ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．によってＣＹＴＯ
Ｐ（登録商標）の商品名で市販されているペルフルオロ
（アリルビニルエーテル）のリング環化ホモポリマー、
３ＭによってＴＨＶ ＦＬＵＯＲＯＰＬＡＳＴＩＣ（登
録商標）の商品名で市販されているテトラフルオロエチ
レン、ヘキサフルオロエチレンおよびフッ化ビニリデン
のターポリマー、ペルフルオロ−２，２−ジメチルジオ
キソールとクロロトリフルオロエチレンの共重合体、ペ
ルフルオロ−２，２−ジメチルジオキソール、テトラフ
ルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンのタ
ーポリマーといった、部分的または完全にフッ化された
ポリマーが含まれる。
バに溶解物として塗布されるか、溶液から形成される。
好適な工程は、その場で重合される液体モノマーとオリ
ゴマーの混合物を塗布することである。この重合は、単
に反応性コモノマーを混合することで、水分、空気、熱
または化学線放射の作用（好適）によって開始される。
適切なポリマーの例にはフッ化ポリマーとシリコン・ベ
ースのポリマー（シロキサン）が含まれる。前者には、
ｄｕＰｏｎｔによってＴＥＦＬＯＮ ＡＦ（登録商標）
の商品名で市販されているペルフルオロ−２，２−ジメ
チルジオキソールとテトラフルオロエチレンの共重合
体、Ａｓａｈｉ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．によってＣＹＴＯ
Ｐ（登録商標）の商品名で市販されているペルフルオロ
（アリルビニルエーテル）のリング環化ホモポリマー、
３ＭによってＴＨＶ ＦＬＵＯＲＯＰＬＡＳＴＩＣ（登
録商標）の商品名で市販されているテトラフルオロエチ
レン、ヘキサフルオロエチレンおよびフッ化ビニリデン
のターポリマー、ペルフルオロ−２，２−ジメチルジオ
キソールとクロロトリフルオロエチレンの共重合体、ペ
ルフルオロ−２，２−ジメチルジオキソール、テトラフ
ルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンのタ
ーポリマーといった、部分的または完全にフッ化された
ポリマーが含まれる。
【００１８】適切なフッ化ポリマーにはさらに、フッ化
アクリル酸塩および／またはその炭化水素ベースの（非
フッ化）アクリル酸塩（および／またはメタクリル酸
塩）との共重合体、フルオロメタクリル酸塩および／ま
たはその炭化水素ベースの（非フッ化）アクリル酸塩
（および／またはメタクリル酸塩）との共重合体、フッ
化アクリルアミド、フッ化ウレタン、フッ化エポキシ、
フッ化ビニルエーテルおよびフッ化ビニルエステルが含
まれる。さらに、これらのフッ化ポリマー、共重合体ま
たはターポリマーの何れかの混合物も使用される。フル
オロアクリル酸塩は、アクリル酸のエステルと過フッ化
または部分的にフッ化されたアルコール、ジオールまた
はポリオールを含む。フルオロメタクリル酸塩は、メタ
クリル酸のエステルと過フッ化または部分的にフッ化さ
れたアルコール、ジオールまたはポリオールを含む。
アクリル酸塩および／またはその炭化水素ベースの（非
フッ化）アクリル酸塩（および／またはメタクリル酸
塩）との共重合体、フルオロメタクリル酸塩および／ま
たはその炭化水素ベースの（非フッ化）アクリル酸塩
（および／またはメタクリル酸塩）との共重合体、フッ
化アクリルアミド、フッ化ウレタン、フッ化エポキシ、
フッ化ビニルエーテルおよびフッ化ビニルエステルが含
まれる。さらに、これらのフッ化ポリマー、共重合体ま
たはターポリマーの何れかの混合物も使用される。フル
オロアクリル酸塩は、アクリル酸のエステルと過フッ化
または部分的にフッ化されたアルコール、ジオールまた
はポリオールを含む。フルオロメタクリル酸塩は、メタ
クリル酸のエステルと過フッ化または部分的にフッ化さ
れたアルコール、ジオールまたはポリオールを含む。
【００１９】適切なシリコン・ベースのポリマーにはポ
リジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポ
リメチルフェニルシロキサン、ポリシランおよびポリシ
ラザンが含まれる。シリコン・ベースのポリマーにはさ
らに、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、エポキシ、アミ
ン、ビニル、水素化物、シラノール、カルビノール、カ
ルボキシル酸、１〜１８の炭素原子を有するアルコキシ
ル酸塩およびメルカプタンからなるグループから選択さ
れる１つかそれ以上の置換基を有するポリシロキサンま
たはポリシルセスキオクサンを含む。これらのシリコン
・ベースのポリマーの何れかの共重合体または混合物も
使用される。
リジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポ
リメチルフェニルシロキサン、ポリシランおよびポリシ
ラザンが含まれる。シリコン・ベースのポリマーにはさ
らに、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、エポキシ、アミ
ン、ビニル、水素化物、シラノール、カルビノール、カ
ルボキシル酸、１〜１８の炭素原子を有するアルコキシ
ル酸塩およびメルカプタンからなるグループから選択さ
れる１つかそれ以上の置換基を有するポリシロキサンま
たはポリシルセスキオクサンを含む。これらのシリコン
・ベースのポリマーの何れかの共重合体または混合物も
使用される。
【００２０】フッ素を含むポリマーの場合、ポリマー中
の相対的フッ素含有量を変化させることによって屈折率
を調節ことができる。シロキサンの場合、シロキサンの
連鎖に結合したメチルとフェニル・グループの比を変化
させることによって屈折率を調節することができる。好
適なポリマーは少なくとも７０重量％のペルフルオロポ
リエーテル・ジアクリル酸塩を含む。このアプローチを
使用すると、温度反応性を１ｎｍ／１００℃未満、好適
には０．４０ｎｍ／１００℃未満に低減した再被覆長周
期ファイバ回折格子を製作することができる。本発明の
性質と利点は、ここで以下の具体的な例を参照すること
によってさらによく理解することができる。
の相対的フッ素含有量を変化させることによって屈折率
を調節ことができる。シロキサンの場合、シロキサンの
連鎖に結合したメチルとフェニル・グループの比を変化
させることによって屈折率を調節することができる。好
適なポリマーは少なくとも７０重量％のペルフルオロポ
リエーテル・ジアクリル酸塩を含む。このアプローチを
使用すると、温度反応性を１ｎｍ／１００℃未満、好適
には０．４０ｎｍ／１００℃未満に低減した再被覆長周
期ファイバ回折格子を製作することができる。本発明の
性質と利点は、ここで以下の具体的な例を参照すること
によってさらによく理解することができる。
【００２１】＜例＞この例では、ほぼ０に等しいｄλp
／ｄＴを示す、従来の分散シフト・ファイバに書き込ま
れた長周期回折格子の具体的な設計を説明する。このフ
ァイバは市販されており、８．５μｍのモード・フィー
ルド直径、１２５μｍのクラッディング直径、約１％の
コアΔ（コア中のゲルマニウム１０モル％）を有し、１
５５０ｎｍの単一モードである。
／ｄＴを示す、従来の分散シフト・ファイバに書き込ま
れた長周期回折格子の具体的な設計を説明する。このフ
ァイバは市販されており、８．５μｍのモード・フィー
ルド直径、１２５μｍのクラッディング直径、約１％の
コアΔ（コア中のゲルマニウム１０モル％）を有し、１
５５０ｎｍの単一モードである。
【００２２】望ましい効果は、巧みに計画された負のｄ
λp／ｄＴを有する低屈折率（シリカより低い）ポリマ
ー被覆を使用して達成される。アモルファス・ポリマー
一般について、屈折率と温度依存の関係が、ガラス性ポ
リマーとゴム性ポリマーについて図４に示される。周期
数Λ＝２６０μｍの長周期回折格子が分散シフト・ファ
イバに書き込まれ、（室温で）１４５７μｍの、基本Ｌ
Ｐ01モードとＨＥ５．１クラッディング・モードの結合
のピーク波長を生じた。被覆がない場合、ピーク波長の
温度依存は８ｎｍ／１００℃であると測定された（図５
の曲線１）。この回折格子が、屈折率１．３２、δλｐ
／δＴ＝−３．２×１０-4／℃のペルフルオロポリエー
テル・ジアクリル酸塩ポリマーを使用して再被覆され
た。この再被覆された回折格子は２０〜８０℃で温度サ
イクル試験され、−０．４８ｎｍ／１００℃の温度依存
を示した（図５の曲線２）。この１０分の１を越える温
度依存の低減と極性の反転は、従来の通信グレード・フ
ァイバに書き込まれた回折格子の温度依存を除去するポ
リマーの計画が可能であることを明らかに示している。
この計画を他のファイバに広げる手順が以下第ＩＩ部で
示される。
λp／ｄＴを有する低屈折率（シリカより低い）ポリマ
ー被覆を使用して達成される。アモルファス・ポリマー
一般について、屈折率と温度依存の関係が、ガラス性ポ
リマーとゴム性ポリマーについて図４に示される。周期
数Λ＝２６０μｍの長周期回折格子が分散シフト・ファ
イバに書き込まれ、（室温で）１４５７μｍの、基本Ｌ
Ｐ01モードとＨＥ５．１クラッディング・モードの結合
のピーク波長を生じた。被覆がない場合、ピーク波長の
温度依存は８ｎｍ／１００℃であると測定された（図５
の曲線１）。この回折格子が、屈折率１．３２、δλｐ
／δＴ＝−３．２×１０-4／℃のペルフルオロポリエー
テル・ジアクリル酸塩ポリマーを使用して再被覆され
た。この再被覆された回折格子は２０〜８０℃で温度サ
イクル試験され、−０．４８ｎｍ／１００℃の温度依存
を示した（図５の曲線２）。この１０分の１を越える温
度依存の低減と極性の反転は、従来の通信グレード・フ
ァイバに書き込まれた回折格子の温度依存を除去するポ
リマーの計画が可能であることを明らかに示している。
この計画を他のファイバに広げる手順が以下第ＩＩ部で
示される。
【００２３】この温度非反応性長周期回折格子は、光フ
ァイバ電気通信においてスペクトル整形デバイスとして
有益である。図６は、使用されない励起エネルギーを除
去する、温度非反応性長周期スペクトル整形デバイスを
使用する光伝送システム５０を示す。すなわち、システ
ム５０は、デジタル変調された１．５５μｍ信号といっ
た光信号の送信機光源５１、信号を伝送するある長さの
光ファイバ５２を含む光信号経路および、信号を受信し
復調する受信機５３を含む。エルビウムでドーピングさ
れたファイバ増幅器５４といった光増幅器が光信号経路
に配置され、伝送信号を増幅する。増幅器は、励起波長
λp1およびλp2の光エネルギーの励起光源５５、５６に
よって励起される。各励起波長の使用されない励起エネ
ルギーは増幅器５４を通過する。このエネルギーは、シ
ステムから除去されるので、励起光源５５、５６と送信
および受信機器５１、５３の性能を劣化させないので有
利である。使用されない励起エネルギーを除去するため
に、長周期スペクトル整形デバイス５７が励起光源５５
からのエネルギーの増幅器５４を通過した後の経路に配
置される。すなわち、図６の二重励起レーザでは、デバ
イス５７の間隔Λは波長λp1のエネルギーを除去するよ
う選択される。第２長周期回折格子５８の間隔は波長λ
p2のエネルギーを除去するよう選択される。通常の適用
業務では、λｓは１．５５μｍ、λp1は０．９７８μ
ｍ、λp2は０．９８μｍである。すなわち、例えば、デ
バイス５７は、λ≧０．９７μｍの基本モードでだけ伝
播が可能になるように選択されたコアの屈折率と直径を
有する、水素を供給されたゲルマニウム・ケイ酸塩ファ
イバを含むことがある。この適用業務の場合、摂動は１
００ｍＪ／ｃｍ2以上の露光量で露光され、各回折格子
に少なくとも２０の摂動があるべきである。
ァイバ電気通信においてスペクトル整形デバイスとして
有益である。図６は、使用されない励起エネルギーを除
去する、温度非反応性長周期スペクトル整形デバイスを
使用する光伝送システム５０を示す。すなわち、システ
ム５０は、デジタル変調された１．５５μｍ信号といっ
た光信号の送信機光源５１、信号を伝送するある長さの
光ファイバ５２を含む光信号経路および、信号を受信し
復調する受信機５３を含む。エルビウムでドーピングさ
れたファイバ増幅器５４といった光増幅器が光信号経路
に配置され、伝送信号を増幅する。増幅器は、励起波長
λp1およびλp2の光エネルギーの励起光源５５、５６に
よって励起される。各励起波長の使用されない励起エネ
ルギーは増幅器５４を通過する。このエネルギーは、シ
ステムから除去されるので、励起光源５５、５６と送信
および受信機器５１、５３の性能を劣化させないので有
利である。使用されない励起エネルギーを除去するため
に、長周期スペクトル整形デバイス５７が励起光源５５
からのエネルギーの増幅器５４を通過した後の経路に配
置される。すなわち、図６の二重励起レーザでは、デバ
イス５７の間隔Λは波長λp1のエネルギーを除去するよ
う選択される。第２長周期回折格子５８の間隔は波長λ
p2のエネルギーを除去するよう選択される。通常の適用
業務では、λｓは１．５５μｍ、λp1は０．９７８μ
ｍ、λp2は０．９８μｍである。すなわち、例えば、デ
バイス５７は、λ≧０．９７μｍの基本モードでだけ伝
播が可能になるように選択されたコアの屈折率と直径を
有する、水素を供給されたゲルマニウム・ケイ酸塩ファ
イバを含むことがある。この適用業務の場合、摂動は１
００ｍＪ／ｃｍ2以上の露光量で露光され、各回折格子
に少なくとも２０の摂動があるべきである。
【００２４】図７は、希土類でドーピングされた光ファ
イバ増幅器のスペクトル利得特性を整形するために、温
度非反応性長周期整形デバイス７２を使用する光伝送シ
ステム７０を示す。すなわち、このデバイスはここでは
エルビウムでドーピングされたファイバ増幅器４４のス
ペクトル依存を低減するために使用される。デバイス７
２は増幅器５４の経路に配置される。整形デバイス７２
は、増幅器の利得ピーク波長に対応する波長１．５３μ
ｍのエネルギーを除去するよう選択された１組の間隔Λ
と、他の利得ピークの波長１．５６μｍのエネルギーを
除去するもう１組の間隔とを有する。摂動の数と露光量
を適切に選択することによって、増幅器／デバイスの組
み合わせの利得スペクトルを１５３０〜１５６０ｎｍの
波長範囲にわたってほぼ平坦にすることができる。通常
のエルビウム増幅器の場合、露光量≦１００ｍＪ／ｃｍ
2、隙間１カ所当たり１０００パルスで露光された整形
デバイスは１５３０〜１５６０ｎｍの範囲にわたってよ
り均一な利得応答を生じる。
イバ増幅器のスペクトル利得特性を整形するために、温
度非反応性長周期整形デバイス７２を使用する光伝送シ
ステム７０を示す。すなわち、このデバイスはここでは
エルビウムでドーピングされたファイバ増幅器４４のス
ペクトル依存を低減するために使用される。デバイス７
２は増幅器５４の経路に配置される。整形デバイス７２
は、増幅器の利得ピーク波長に対応する波長１．５３μ
ｍのエネルギーを除去するよう選択された１組の間隔Λ
と、他の利得ピークの波長１．５６μｍのエネルギーを
除去するもう１組の間隔とを有する。摂動の数と露光量
を適切に選択することによって、増幅器／デバイスの組
み合わせの利得スペクトルを１５３０〜１５６０ｎｍの
波長範囲にわたってほぼ平坦にすることができる。通常
のエルビウム増幅器の場合、露光量≦１００ｍＪ／ｃｍ
2、隙間１カ所当たり１０００パルスで露光された整形
デバイスは１５３０〜１５６０ｎｍの範囲にわたってよ
り均一な利得応答を生じる。
【００２５】システム７０は複数の異なった波長信号、
例えば、λs1とλs2を使用するＷＤＭシステムであるこ
とがあるので有利である。整形デバイス７２は増幅器の
光経路内にありさえすればよいことを理解されたい。そ
れは、希土類でドーピングされたファイバを含む光増幅
器キャビティの前、後、または内部に存在しうる。
例えば、λs1とλs2を使用するＷＤＭシステムであるこ
とがあるので有利である。整形デバイス７２は増幅器の
光経路内にありさえすればよいことを理解されたい。そ
れは、希土類でドーピングされたファイバを含む光増幅
器キャビティの前、後、または内部に存在しうる。
【００２６】＜設計の原理＞回折格子は、誘発された周
期的な屈折率の変化がファイバの２つの空間モードの位
相差に一致するという原理によって動作する。この結合
は、普通、真空中で定義されるピーク波長λpで行われ
る。周期Λの長周期回折格子は、次式の条件を満足する
２つの共通伝播モード（ＬＰ01およびＬＰlm）間の光を
結合する。 λp＝（ｎ01−ｎlm）Λ （１） ここでΛは回折格子の周期（Λは、普通、＞１０μｍ）
ｎlmはＬＰlmモードの有効指数である。上記の式で重要
なパラメータはあるモードの有効指数である。あるモー
ドの有効指数はファイバ中でそのモードをサポートする
導波条件に関連し、中心コアと隣接するクラッディング
層すべての屈折率によって決定される。ファイバを取り
囲む被覆はクラッディング層の１つと考えられ、クラッ
ディング・モードを分析する際重要なパラメータであ
る。異なった半径のファイバの層の屈折率は材料特性で
あり、異なった材料の組成を選択することによって変更
できることに留意されたい。有効指数はモードの導波特
性であり、ファイバの物理的寸法（例えば、直径）とす
べての層の屈折率に直接依存する。
期的な屈折率の変化がファイバの２つの空間モードの位
相差に一致するという原理によって動作する。この結合
は、普通、真空中で定義されるピーク波長λpで行われ
る。周期Λの長周期回折格子は、次式の条件を満足する
２つの共通伝播モード（ＬＰ01およびＬＰlm）間の光を
結合する。 λp＝（ｎ01−ｎlm）Λ （１） ここでΛは回折格子の周期（Λは、普通、＞１０μｍ）
ｎlmはＬＰlmモードの有効指数である。上記の式で重要
なパラメータはあるモードの有効指数である。あるモー
ドの有効指数はファイバ中でそのモードをサポートする
導波条件に関連し、中心コアと隣接するクラッディング
層すべての屈折率によって決定される。ファイバを取り
囲む被覆はクラッディング層の１つと考えられ、クラッ
ディング・モードを分析する際重要なパラメータであ
る。異なった半径のファイバの層の屈折率は材料特性で
あり、異なった材料の組成を選択することによって変更
できることに留意されたい。有効指数はモードの導波特
性であり、ファイバの物理的寸法（例えば、直径）とす
べての層の屈折率に直接依存する。
【００２７】ここで長周期回折格子の温度が変化する場
合のピーク波長の変化を参照する。温度（Ｔ）について
式（１）を微分することによって次式が得られるが、 ｄλp／ｄＴ＝（ｄｎ01／ｄＴ −ｄｎlm／ｄＴ）＋（ｎ01−ｎlm）・（ ｄΛ ／ｄＴ） （２） ここでｄΛ／ｄＴは材料の熱膨張係数によって調節され
る。式（２）から、温度に対するピーク波長の変化を小
さくする（小さいｄλp／ｄＴ）ためには、式（２）の
右辺がほぼ０になるような材料を発見する必要があるこ
とがわかる。ｎ01は本質的にコア材料によって管理され
るが、中心コア材料は（紫外線に誘発される回折格子を
書き込むための）紫外線に対する反応性といった他の光
学的特性を満足しなければならないため、ｄｎ01／ｄＴ
を変化させることはあまり望ましくないことに留意され
たい。この要求が意味することは、光反応性ケイ酸塩ガ
ラスがコアにとって最適であるということである。
合のピーク波長の変化を参照する。温度（Ｔ）について
式（１）を微分することによって次式が得られるが、 ｄλp／ｄＴ＝（ｄｎ01／ｄＴ −ｄｎlm／ｄＴ）＋（ｎ01−ｎlm）・（ ｄΛ ／ｄＴ） （２） ここでｄΛ／ｄＴは材料の熱膨張係数によって調節され
る。式（２）から、温度に対するピーク波長の変化を小
さくする（小さいｄλp／ｄＴ）ためには、式（２）の
右辺がほぼ０になるような材料を発見する必要があるこ
とがわかる。ｎ01は本質的にコア材料によって管理され
るが、中心コア材料は（紫外線に誘発される回折格子を
書き込むための）紫外線に対する反応性といった他の光
学的特性を満足しなければならないため、ｄｎ01／ｄＴ
を変化させることはあまり望ましくないことに留意され
たい。この要求が意味することは、光反応性ケイ酸塩ガ
ラスがコアにとって最適であるということである。
【００２８】ゲルマニウム、燐、およびボロンを併用す
るドーピングは光反応性動作を考慮しているが、こうし
たガラスの屈折率の熱依存は大きく変化しない。さら
に、本発明の要点はガラス部分に変更を加えずに市販の
ファイバを使用するということである。従って我々はコ
アの周囲の領域とクラッディングの材料特性の変更に焦
点を当てる。ポリマー被覆に対する高次ＬＰlmの依存を
分離するよう式（２）を書き直すと、次式が得られる。
るドーピングは光反応性動作を考慮しているが、こうし
たガラスの屈折率の熱依存は大きく変化しない。さら
に、本発明の要点はガラス部分に変更を加えずに市販の
ファイバを使用するということである。従って我々はコ
アの周囲の領域とクラッディングの材料特性の変更に焦
点を当てる。ポリマー被覆に対する高次ＬＰlmの依存を
分離するよう式（２）を書き直すと、次式が得られる。
【００２９】 ｄλp／ｄＴ＝［Λ・ｄｎ01／ｄＴ＋ｎ01・ｄΛ／ｄＴ］−［Λ・ｄｎlm／ｄ Ｔ＋ｎlm・ｄΛ／ｄＴ］ （３） クラッディングを取り囲む領域はＬＰlmモードの出力の
一部を含み、ｎlmとｄｎlm／ｄＴはどちらも主にこの領
域の材料特性によって管理される。２つの所定のモード
間の光を結合するあるファイバとあるΛについて、式
（３）の右辺の最初のかぎ括弧がΓに等しいと仮定す
る。我々の目標は、Λ×ｄｎlm／ｄＴ＋ｎlm×ｄΛ／ｄ
ＴがΓに等しくなるような特性ｎpとｄｎp／ｄＴ（ここ
で、ｎpはポリマー材料の屈折率）を有する、ファイバ
を取り囲む被覆材料を計画することである。より詳細に
は、我々は要素Λ×δｎlm／δｎp×δｎp／ｄＴを扱う
が、ここで、ｎpはポリマー材料の屈折率であり、 δｎ
lm／δｎpはポリマーの「屈折」率に対するＬＰlmモー
ドの「有効」指数の依存を示す。項δｎlm／δｎpは、
被覆の異なったレベルに展開し、被覆の指数によって可
変的に影響されるモードを選択することによって修正さ
れる。
一部を含み、ｎlmとｄｎlm／ｄＴはどちらも主にこの領
域の材料特性によって管理される。２つの所定のモード
間の光を結合するあるファイバとあるΛについて、式
（３）の右辺の最初のかぎ括弧がΓに等しいと仮定す
る。我々の目標は、Λ×ｄｎlm／ｄＴ＋ｎlm×ｄΛ／ｄ
ＴがΓに等しくなるような特性ｎpとｄｎp／ｄＴ（ここ
で、ｎpはポリマー材料の屈折率）を有する、ファイバ
を取り囲む被覆材料を計画することである。より詳細に
は、我々は要素Λ×δｎlm／δｎp×δｎp／ｄＴを扱う
が、ここで、ｎpはポリマー材料の屈折率であり、 δｎ
lm／δｎpはポリマーの「屈折」率に対するＬＰlmモー
ドの「有効」指数の依存を示す。項δｎlm／δｎpは、
被覆の異なったレベルに展開し、被覆の指数によって可
変的に影響されるモードを選択することによって修正さ
れる。
【００３０】適切なポリマー材料を選択することによっ
て異なった数値のδｎp／ｄＴが生じる。ポリマーの屈
折率の温度による変化は以下の式［Ｌ．Ｂｏｈｎ、「ポ
リマー・ハンドブック」、Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐおよび
Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ編、第２版、Ｗｉｌｅｙ、１
９７５年、２４１ページ所収］によって与えられる。 δｎp／δＴ＝−α／６ｎp・（ｎ2ｐ＋２）・（ｎ2ｐ−１） （４） ここで、αはポリマーの容積熱膨張係数である。αはす
べてのポリマーについて正で、ｎpは＞１なので、δｎp
／δＴは負である。クラッディング・モードの伝播を可
能にするため、ポリマーの屈折率ｎpはガラス・クラッ
ディングの屈折率より高くなることはできない。
て異なった数値のδｎp／ｄＴが生じる。ポリマーの屈
折率の温度による変化は以下の式［Ｌ．Ｂｏｈｎ、「ポ
リマー・ハンドブック」、Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐおよび
Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ編、第２版、Ｗｉｌｅｙ、１
９７５年、２４１ページ所収］によって与えられる。 δｎp／δＴ＝−α／６ｎp・（ｎ2ｐ＋２）・（ｎ2ｐ−１） （４） ここで、αはポリマーの容積熱膨張係数である。αはす
べてのポリマーについて正で、ｎpは＞１なので、δｎp
／δＴは負である。クラッディング・モードの伝播を可
能にするため、ポリマーの屈折率ｎpはガラス・クラッ
ディングの屈折率より高くなることはできない。
【００３１】この適用業務のための適切なポリマーは、
熱非反応性の条件が満たされるように計画される。ポリ
マーを計画する一般的なアプローチが以下に示される。 １．長周期ファイバ回折格子が従来の光ファイバに製作
される。 ２．ファイバ中の異なったモードに対応するピーク波長
の温度依存の特徴が記述される。 ３．異なった屈折率と異なったｄｎp／ｄＴのポリマー
で回折格子を再被覆する効果が評価される。 ４．再被覆指数の関数としての波長シフトのグラフがポ
リマーに対するｄｎ／ｄＴの要求の洞察を提供する。こ
のグラフが図８に示される。ステップ（１）〜（４）に
よって、項Λ×ｄｎlm／ｄＴ、ｎlm×ｄＬ／ｄＴ、δｎ
lm／δｎpに関する数値の範囲の評価が可能になる。式
（３）と上記で説明した条件から、ここで、条件Λ×ｄ
ｎlm／ｄＴ＋ｎlm×ｄＬ／ｄＴ＝Γを満たすようなδｎ
p／δＴの数値を選択することが必要になる。 ５．上記の式（４）を使用して適切なポリマーが選択さ
れる。ｄλp／ｄＴを０にするｎpとｄｎp／ｄＴの正し
い組み合わせを選択することに重点が置かれる。 ６．長周期回折格子が再被覆され、考慮されるモードに
ついてその温度依存が測定される。
熱非反応性の条件が満たされるように計画される。ポリ
マーを計画する一般的なアプローチが以下に示される。 １．長周期ファイバ回折格子が従来の光ファイバに製作
される。 ２．ファイバ中の異なったモードに対応するピーク波長
の温度依存の特徴が記述される。 ３．異なった屈折率と異なったｄｎp／ｄＴのポリマー
で回折格子を再被覆する効果が評価される。 ４．再被覆指数の関数としての波長シフトのグラフがポ
リマーに対するｄｎ／ｄＴの要求の洞察を提供する。こ
のグラフが図８に示される。ステップ（１）〜（４）に
よって、項Λ×ｄｎlm／ｄＴ、ｎlm×ｄＬ／ｄＴ、δｎ
lm／δｎpに関する数値の範囲の評価が可能になる。式
（３）と上記で説明した条件から、ここで、条件Λ×ｄ
ｎlm／ｄＴ＋ｎlm×ｄＬ／ｄＴ＝Γを満たすようなδｎ
p／δＴの数値を選択することが必要になる。 ５．上記の式（４）を使用して適切なポリマーが選択さ
れる。ｄλp／ｄＴを０にするｎpとｄｎp／ｄＴの正し
い組み合わせを選択することに重点が置かれる。 ６．長周期回折格子が再被覆され、考慮されるモードに
ついてその温度依存が測定される。
【００３２】上記で説明した実施形態は、本発明の原理
の適用業務を示す多数の可能な特定の実施形態の一部を
例示したものに過ぎないことを理解されたい。当業技術
分野に熟練した者によって、本発明の精神と範囲から逸
脱することなく非常に多くの多様な他の装置が製作され
うる。
の適用業務を示す多数の可能な特定の実施形態の一部を
例示したものに過ぎないことを理解されたい。当業技術
分野に熟練した者によって、本発明の精神と範囲から逸
脱することなく非常に多くの多様な他の装置が製作され
うる。
【図１】本発明の１つの実施形態による長周期回折格子
の概略図である。
の概略図である。
【図２】図１のデバイスの指数プロファイルのグラフで
ある。
ある。
【図３】図１のデバイスを製造する際有益な中心波長λ
p対周期Λのグラフである。
p対周期Λのグラフである。
【図４】通常のポリマー被覆のｎpとＴの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】図１による例示としての長周期回折格子の低減
された温度反応性を示すグラフである。
された温度反応性を示すグラフである。
【図６】使用されない励起エネルギーを除去する図１の
デバイスを使用する光伝送システムを示す。
デバイスを使用する光伝送システムを示す。
【図７】光増幅器の利得を平坦にする図１のデバイスを
使用する光伝送システムを示す。
使用する光伝送システムを示す。
【図８】周囲媒体の屈折率の変化によるピーク波長の通
常の移動を示すグラフである。
常の移動を示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 アーチュロ ヘイル アメリカ合衆国 10024 ニューヨーク, ウエスト エンド アヴェニュー 530, アパートメント 81 (72)発明者 アシシュ マドフーカー ヴェングサーカ ー アメリカ合衆国 07922 ニュージャーシ ィ，バークレイ ハイツ，ダリア レーン 10
Claims (12)
- 【請求項１】 温度変化に対する安定性を向上した、中
心波長λpの長周期回折格子であって、 有効モード指数ｎcoreを有するコアを含む光ファイバで
あって、ｎcoreより小さい有効モード指数ｎcladdingを
有するクラッディングが前記コアを取り囲み、前記コア
が、中心波長λpの長周期回折格子を形成するために周
期的距離Λの間隔を隔てた屈折率の複数の摂動を含む回
折格子領域を有する光ファイバを含み、 ポリマーが前記回折格子領域に沿った前記クラッディン
グの周囲に配置され、前記ポリマーが屈折率ｎpと温度
に対する第１導関数を有し、 温度に対するλpの変化率が１ｎｍ／１００℃より小さ
くなるようにｎpとｄｎp／ｄＴが選択される回折格子。 - 【請求項２】 請求項１に記載の回折格子において、温
度に対するλpの変化率が０．４０ｎｍ／１００℃より
小さくなるように前記ｎpとｄｎp／ｄＴが選択される回
折格子。 - 【請求項３】 請求項１に記載の回折格子において、前
記ポリマーがフッ化ポリマーを含む回折格子。 - 【請求項４】 請求項３に記載の回折格子において、前
記フッ化ポリマーが、（ａ）フルオロアクリル酸塩、フ
ルオロメタクリル酸塩、フッ化アクリルアミド、フッ化
ウレタン、フッ化エポキシ、フッ化ビニルエーテル、フ
ッ化ビニルエステル、ペルフルオロ（アリルビニルエー
テル）のリング環化ホモポリマー、フッ化アクリル酸塩
またはメタクリル酸塩と非フッ化アクリル酸塩またはメ
タクリル酸塩の共重合体、ペルフルオロ−２，２−ジメ
チルジオキソールとテトラフルオロエチレンの共重合
体、ペルフルオロ−２，２−ジメチルジオキソールとク
ロロトリフルオロエチレンの共重合体および（ｉ）ペル
フルオロ−２，２−ジメチルジオキソール、テトラフル
オロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレン、およ
び（ｉｉ）テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエ
チレンおよびフッ化ビニリデンのターポリマー、および
（ｂ）その混合物からなるグループから選択される回折
格子。 - 【請求項５】 請求項３に記載の回折格子において、前
記ポリマーがペルフルオロポリエーテルジアクリル酸塩
を含む回折格子。 - 【請求項６】 請求項１に記載の回折格子において、前
記ポリマーがシリコン・ベースのポリマーを含む回折格
子。 - 【請求項７】 請求項５に記載の回折格子において、前
記シリコン・ベースのポリマーが、（ｉ）ポリジメチル
シロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリメチルフ
ェニルシロキサン、ポリシランおよびポリシラザン、お
よび、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、エポキシ、アミ
ン、ビニル、水素化物、シラノール、カルビノール、カ
ルボキシル酸、１〜１８の炭素原子を有するアルコキシ
ル酸塩およびメルカプタンからなるグループから選択さ
れる１つかそれ以上の置換基を有するポリシロキサンお
よびポリシルセスキオクサン、および（ｉｉ）それらの
共重合体および混合物からなるグループから選択される
回折格子。 - 【請求項８】 光ファイバ通信システムであって、 光信号の光源と、 前記光源に光学的に結合された前記光信号を伝送するあ
る長さの光ファイバを含む光信号経路と、 前記光経路に配置された前記光信号を増幅する光増幅器
と、 波長λp1およびλp2の光励起エネルギーで前記光増幅器
を励起する１組の励起光源と、 前記励起エネルギーが前記増幅器を使用されずに通過し
た後の各励起光源からのエネルギーの経路に配置され
た、請求項１に記載の長周期回折格子を含む、前記光経
路から前記使用されない励起エネルギーを除去するスペ
クトル整形デバイスとを含む通信システム。 - 【請求項９】 請求項８に記載の通信システムにおい
て、前記光増幅器がエルビウムでドーピングされた光フ
ァイバ増幅器を含む通信システム。 - 【請求項１０】 光ファイバ通信システムであって、 少なくとも１つの光信号の光源と、 前記光源に光学的に結合された前記光信号を伝送するあ
る長さの光ファイバを含む光信号経路と、 前記光信号経路に配置された、異なった波長に異なった
利得を提供する１つかそれ以上のピーク領域を有する利
得スペクトル依存を有する光増幅器と、 前記光信号経路に配置された、より均一なスペクトル出
力を提供するために、１つかそれ以上の前記ピーク領域
のスペクトル領域からエネルギーを除去する、請求項１
に記載の長周期回折格子デバイスを含むスペクトル整形
デバイスとを含む通信システム。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の通信システムにお
いて、前記光増幅器がエルビウムでドーピングされた光
ファイバ増幅器を含む通信システム。 - 【請求項１２】 光ファイバ増幅器であって、 希土類でドーピングされたある長さの光ファイバと、 前記増幅器のスペクトル利得特性を整形する前記ファイ
バの経路中にある、請求項１に記載の長周期回折格子と
を含む光ファイバ増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/951778 | 1997-10-16 | ||
| US08/951,778 US6011886A (en) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | Recoatable temperature-insensitive long-period gratings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202113A true JPH11202113A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3421254B2 JP3421254B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=25492141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29586598A Expired - Fee Related JP3421254B2 (ja) | 1997-10-16 | 1998-10-16 | 再被覆可能な温度非反応性長周期回折格子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6011886A (ja) |
| EP (1) | EP0909965B1 (ja) |
| JP (1) | JP3421254B2 (ja) |
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| KR100342191B1 (ko) | 1999-03-11 | 2002-06-27 | 윤종용 | 미소굴곡에 의한 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법 |
| KR100322136B1 (ko) | 1999-03-12 | 2002-02-04 | 윤종용 | 온도 보상 장주기 광섬유 격자 필터 |
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