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ファイバブラッググレーティングの調整方法、ファイバブラッググレーティングを備えた光部品の製造方法及び同光部品の製造装置

国内特許コード P08A013878
整理番号 E-025
掲載日 2008年10月28日
出願番号 特願2007-086091
公開番号 特開2008-083670
登録番号 特許第5082073号
出願日 平成19年3月28日(2007.3.28)
公開日 平成20年4月10日(2008.4.10)
登録日 平成24年9月14日(2012.9.14)
優先権データ
  • 特願2006-230997 (2006.8.28) JP
発明者
  • 横谷 篤至
  • 前薗 好成
出願人
  • 国立大学法人 宮崎大学
発明の名称 ファイバブラッググレーティングの調整方法、ファイバブラッググレーティングを備えた光部品の製造方法及び同光部品の製造装置
発明の概要 【課題】製造精度の高いファイバブラッググレーティング(FBG)を備えた光部品の製造方法及び同光部品の製造装置、並びにFBGの調整方法、FBGの消去方法を提供する。
【解決手段】ゲルマニウム原子がドーピングされたコアを有する光ファイバに、フェーズマスク越しに波長248nmの紫外線レーザ光を照射して形成したFBGに対し、FBGが形成された光ファイバを収容した容器内を窒素置換し、FBG部分に波長146nmの紫外光を照射する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


昨今、ひずみセンサの一種として、ファイバブラッググレーティング(以下、単に「FBG」と呼ぶ。)が形成された光ファイバで構成された光部品が用いられている。



FBGとは、光ファイバのコアの一部に屈折率の高い部分と、屈折率の低い部分とを長手方向に一定間隔で交互に配置して回折格子(グレーティング)を形成したものであって、FBGが形成された光ファイバに光を入射させると、回折格子における回折条件に基づく反射光が生じることとなっている。



ここで、FBGにおける交互に連続する屈折率の高い部分と屈折率の低い部分のピッチをΛ、FBG部分の実効屈折率をneffとした場合では、FBGはλ=2×neff×Λの波長の反射光を生じさせるものであり、このようなFBGが形成された光ファイバからなる光部品をひずみセンサとして用いた場合には、FBG部分に生じたひずみによって屈折率の高い部分と屈折率の低い部分のピッチが変動して反射光の波長が変動し、この波長の変動量からひずみ量を計測している。



光ファイバにFBGを形成する場合には、通常、光ファイバに沿ってフェーズマスクを配置して、フェーズマスク越しに光ファイバに対して紫外線レーザ光を照射することにより光ファイバのコアに屈折率を異ならせた領域を所定間隔で形成している。



ここで、光ファイバは、紫外光の照射によってコアの屈折率が変化するいわゆるフォトリフラクティブ効果(光励起屈折率変化)、あるいはフォトセンシティブ効果などを有する光ファイバであり、一般的にはコア部分にゲルマニウム原子がドーピングされた光ファイバが用いられることが多い。



また、フェーズマスクは、光ファイバに対向させた面に、FBGに形成する屈折率の高い部分と屈折率の低い部分のピッチΛの2倍のピッチで光ファイバの長手方向に複数のスリットを設けたフィルタである。



フェーズマスクでは、紫外線レーザ光が入射されると、この紫外線レーザ光を回折させて光ファイバに照射し、光ファイバにピッチをΛとする干渉縞を生じさせてFBGを形成している(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】
特開2005-127744号公報

産業上の利用分野


本発明は、ファイバブラッググレーティングの消去方法、ファイバブラッググレーティングの調整方法、ファイバブラッググレーティングを備えた光部品の製造方法及び同光部品の製造装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
紫外光の照射によってコアの屈折率を調整可能な光ファイバに、紫外線レーザ光の干渉光を照射して形成したファイバブラッググレーティングの調整方法であって、
前記ファイバブラッググレーティングが形成された前記光ファイバを収容した容器内を窒素置換する窒素置換ステップと、
前記窒素置換ステップにおいて窒素置換された容器内で、前記ファイバブラッググレーティングに波長146nmの紫外光を照射して前記ファイバブラッググレーティングを消去するステップと、
前記消去するステップにおいて前記ファイバブラッググレーティングが消去された光ファイバに、波長248nmの紫外光レーザ光の干渉光を照射してファイバブラッググレーティングを再形成するステップと、
前記光ファイバに検査光を入射して前記ファイバブラッググレーティングにより反射される光の波長を計測しながら、前記ファイバブラッググレーティングに波長146nmの紫外光を照射して前記ファイバブラッググレーティングを調整するステップと、
を含み、前記消去するステップと前記再形成するステップと前記調整するステップとにより、前記ファイバブラッググレーティングの屈折率を調整することを特徴とするファイバブラッググレーティングの調整方法。

【請求項2】
前記調整するステップにおいて、前記容器内を大気圧以下に減圧し、減圧状態で前記紫外光を照射することを特徴とする請求項1に記載のファイバブラッググレーティングの調整方法。

【請求項3】
紫外光の照射によってコアの屈折率を調整可能な光ファイバに、紫外線レーザ光の干渉光を照射して形成したファイバブラッググレーティングを備えた光部品の製造方法であって、
前記ファイバブラッググレーティングが形成された前記光部品を収容した容器内を窒素置換する窒素置換ステップと、
前記窒素置換ステップにおいて窒素置換された容器内で、前記ファイバブラッググレーティングに波長146nmの紫外光を照射して前記ファイバブラッググレーティングを消去するステップと、
前記消去するステップにおいて前記ファイバブラッググレーティングが消去された光部品に、波長248nmの紫外光レーザ光の干渉光を照射してファイバブラッググレーティングを再形成するステップと、
前記光ファイバに検査光を入射して前記ファイバブラッググレーティングにより反射される光の波長を計測しながら、前記ファイバブラッググレーティングに波長146nmの紫外光を照射して前記ファイバブラッググレーティングを調整するステップと、
を含み、前記消去するステップと前記再形成するステップと前記調整するステップとにより、前記ファイバブラッググレーティングの屈折率を調整することを特徴とする光部品の製造方法。

【請求項4】
紫外光の照射によってコアの屈折率を調整可能な光ファイバに、紫外線レーザ光の干渉光を照射して形成したファイバブラッググレーティングを備えた光部品を収容する容器と、
前記容器内に窒素を導入する窒素ボンベと、
前記容器内に収容された光部品に形成されたファイバブラッググレーティングに、波長146nmの紫外光を照射する第1光源と、
記光部品に波長248nmの紫外光レーザ光の干渉光を照射する第2光源と、
を備え、
前記第1の光源からの紫外光の照射によって前記ファイバブラッググレーティングを消去した後、前記第2の光源からの紫外光レーザ光の干渉光の照射により前記光部品にファイバブラッググレーティングを再形成し、その後、再形成された前記ファイバブラッググレーティングの屈折率を前記第1の光源からの紫外光の照射によって調整することを特徴とする光部品の製造装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007086091thum.jpg
出願権利状態 登録


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