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ブラッググレーティングの構造の同定方法および装置ならびにその作成方法 外国出願あり

国内特許コード P110005753
整理番号 P05-020R
掲載日 2011年9月13日
出願番号 特願2007-523340
登録番号 特許第4714882号
出願日 平成18年2月14日(2006.2.14)
登録日 平成23年4月8日(2011.4.8)
国際出願番号 JP2006302909
国際公開番号 WO2007004339
国際出願日 平成18年2月14日(2006.2.14)
国際公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
優先権データ
  • 特願2005-194118 (2005.7.1) JP
  • 特願2005-257777 (2005.9.6) JP
発明者
  • 塙 雅典
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 ブラッググレーティングの構造の同定方法および装置ならびにその作成方法 外国出願あり
発明の概要

超格子構造ファイバブラッググレーティング(FBG)の構造を同定するとともに,この同定方法を利用して一旦作成した超格子構造FBGを位相トリミングをする。構造を同定すべき超格子構造FBG10の一端に連続光を入射し,同一端から出力される反射光の実測スペクトルD(ω)を光スペクトルアナライザ11で測定する。一方,超格子構造FBGのフーリエ解析モデルの解析スペクトルH(ω)を算出する。これらの両スペクトルD(ω)とH(ω)とを比較し,最小自乗法(LMS)アルゴリズムにより,フーリエ解析モデルのパラメータを更新して最終的に決定する。一旦作成した超格子構造FBGの構造(特性)が同定されるので,これを所望の構造(特性)と比較して位相トリミングすることにより所望の特性をもつ超格子構造FBGを得ることができる。

従来技術、競合技術の概要


超格子構造ファイバブラッググレーティング(以下,超格子構造FBGという)(FBG:Fiber Bragg Grating)は光通信デバイスの一つであり,超高速光通信向けFIR(Finite Impulse Response)フィルタとみなすことができ,さまざまな応用が期待されている。
ファイバブラッググレーティング(以下,FBGという)とは,光ファイバのコア部に周期的な屈折率変調を与えて回折格子を形成したファイバ型のデバイスである。このファイバ内に光を入射すると,

というブラッグ条件を満たす特定の波長の光を強く反射(回折)する。ここでAは屈折率変調の周期,neffはファイバのコア部の有効屈折率である。
超格子構造FBGは,上記の回折格子(以下,サブFBGという)を複数個光ファイバ内に離散的に(すなわち,間隔(ギャップ)をあけて)直列に配置したデバイスである(第2図参照)。超格子構造FBGは第7a図および第7b図に例を示すようにピークがいくつも存在するくし形の反射特性を持つ。この反射特性のピーク形状に大きく影響するのがサブFBGの配置間隔によって生じる反射光波間位相差である。ある波長の反射光波間位相差が0の場合光は強め合い,位相差がπの場合はお互い打消し合う。このため,ある波長の光を強く反射するような特性を持つ超格子構造FBGを得るには反射光波間位相差の制御が重要となる。第7a図と第7b図の反射特性は同じ条件で作製した超格子構造FBGの特性を示すものであるが,このように,同じ条件で作製しても差が生じ,反射特性に大きな影響を与える。反射光波間位相差の制御にはサブFBG間隔にナノメートルオーダの精度の制御が必要となる。
反射光波間位相差の制御は,超格子構造ブラッググレーティング作成時にレーザ干渉計等を用いてサブブラッググレーティング作成位置を高精度に制御することで可能となるが,この種の作成装置は非常に複雑で高価となる。より簡易に反射光波間位相差を制御する方法としては,サブブラッググレーティング間の間隙部に紫外光を照射して屈折率変化により光路長を調整する位相トリミング法(下記文献1参照)や,デバイス使用時に間隙部への熱や応力を印加することにより光路長を調整する方法(下記文献2参照)が用いられるが,いずれも初期位相差がわからなければ場当たり的に調整するしかなく,複雑な超格子構造ブラッググレーティングの作成・制御は困難であった。
文献1 那須悠介,山下真司“DWDM用スーパーストラクチャーファイバブラッググレーティングの新しい作成法”電子情報通信学会技術研究報告,OFT2001-43,2001年10月
文献2 岡村康弘,塙雅典,石川智之,“加温による超格子構造ブラッググレーティングの位相制御”,2004年電子情報通信学会総合大会講演論文集,C-3-29,2004年3月

産業上の利用分野


この発明は,ブラッググレーティングの構造の同定方法および装置ならびにその作成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 ブラッググレーティングの構造の同定方法であって,
所定の波長範囲にわたってほぼ強度が一定の光を発生し,前記光を光サーキュレータによってブラッググレーティングに導き,
この光サーキュレータから出力されるブラッググレーティングの反射光の実測スペクトルを光スペクトル分析装置から得,
あらかじめ作製したフーリエ解析モデルの解析スペクトルと実測スペクトルの比較により,これらの両スペクトルの差が最小になるようにフーリエ解析モデルのパラメータを特定する,
ブラッググレーティングの構造の同定方法。
【請求項2】 光導波路内に間隙部をあけて複数のサブブラッググレーティングを配置した超格子構造ブラッググレーティングを一旦作成し,この作成した超格子構造ブラッググレーティングの構造を請求項1に記載の方法により同定し,同定した構造における反射光波間位相差を求め,求めた反射光波間位相差が所望の値となるように上記間隙部の物理定数を調整する,超格子構造ブラッググレーティングの作成方法。
【請求項3】 ブラッググレーティングの構造の同定装置であって,
所定の波長範囲にわたってほぼ強度が一定の光を発生する光源,
上記光源からの光をブラッググレーティングに導き,かつブラッググレーティングの反射光を出力する光サーキュレータ,
前記光サーキュレータから出射する光の実測スペクトルを測定する光スペクトル分析装置,および
あらかじめ作製したフーリエ解析モデルの解析スペクトルのデータと上記光スペクトル分析装置から出力される実測スペクトルのデータとを比較し,両スペクトル・データの差が最小になるようにフーリエ解析モデルのパラメータを特定するパラメータ演算処理手段,
を備えたブラッググレーティングの構造の同定装置。
【請求項4】 光導波路内に間隙部をあけて複数のサブブラッググレーティングを配置した超格子構造ブラッググレーティングを一旦作成し,この作成した超格子構造ブラッググレーティングの構造を請求項3に記載の装置により同定し,同定した構造における反射光波間位相差を求め,求めた反射光波間位相差が所望の値となるように上記間隙部の物理定数を調整する,超格子構造ブラッググレーティングの作成方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 光学装置
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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