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多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティング製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 新技術説明会

国内特許コード P190015935
整理番号 S2018-0934-N0
掲載日 2019年3月25日
出願番号 特願2018-158581
公開番号 特開2020-034613
出願日 平成30年8月27日(2018.8.27)
公開日 令和2年3月5日(2020.3.5)
発明者
  • 李 洪譜
  • 朱 程亮
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティング製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】多チャンネルのらせん状長周期ファイバグレーティングを有する光ファイバを提供する。
【解決手段】ファイバグレーティング1は、互いに異なる2以上のチャンネルを有するファイバグレーティングが設けられたグレーティング部4を含むコア2と、コア2の周囲に形成されたクラッド3と、を備える。ファイバグレーティングは、コア2の光軸を回転中心としてコア2のグレーティング部4が捩じられることにより形成されている。従って、ファイバグレーティング1は、らせん状に屈折率が変化するファイバグレーティングが形成されているので、多チャンネルを実現する屈折率の分布を精度よく形成することが可能である。従って、ファイバグレーティング1の多チャンネル化が達成できる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

特許文献1、2及び非特許文献1~6は、ファイバグレーティングに関する技術を開示する。

らせん状長周期ファイバグレーティング(helical long period fiber grating :HLPG)は、周期的なスクリュータイプ(らせん型)の屈折率変調を持つ回折格子である。らせん状長周期ファイバグレーティングは、らせん特性に基づく光の偏光及び光の軌道角運動量(orbital angular momentum :OAM)モードを制御可能である。従って、らせん状長周期ファイバグレーティングは、偏光器、偏光変換器、全ファイバ帯域阻止フィルタ、マイクロマニピュレータ、OAMモード変換器、捩じりセンサなどに利用することができる。

らせん状長周期ファイバグレーティングの製造方法について、これまでにいくつかの報告がある。例えば、非特許文献1は、ねじり法を報告する。ねじり法は、特別な非対称断面を有するファイバを加熱によって形成する。しかし、この方法では、極めて高い温度を有する加熱器において、回折格子のピッチを精密に制御することが困難である。

また、非特許文献2及び非特許文献3は、炭酸ガスレーザを用いる方法を報告する。この方法は、集光した炭酸ガスレーザをファイバに照射して、ファイバの表面にらせん状の形状を形成する。この方法では、集光レンズを通した炭酸ガスレーザを使用する。その結果、ファイバ表面には損傷が発生する。従って、グレーティングの再現性と高い歩留まり率とを得ることが困難である。

産業上の利用分野

本発明は、多チャンネルファイバグレーティング、多チャンネルファイバグレーティング製造装置及び多チャンネルファイバグレーティングの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
互いに異なる2以上のチャンネルを有するグレーティング部を含むコアと、
前記コアの周囲に形成されたクラッドと、を備え、
前記グレーティング部では、前記コアの光軸を回転中心として前記コアが捩じられている多チャンネルファイバグレーティング。

【請求項2】
前記グレーティング部は、前記光軸の方向に沿って前記コアの屈折率がらせん状に変化する部分を含む、請求項1に記載の多チャンネルファイバグレーティング。

【請求項3】
前記グレーティング部では、前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが変化する、請求項2に記載の多チャンネルファイバグレーティング。

【請求項4】
前記グレーティング部では、前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが一定である、請求項2に記載の多チャンネルファイバグレーティング。

【請求項5】
前記グレーティング部は、前記光軸の方向に沿って互いに異なる屈折率を有する領域が交互に設けられた部分をさらに含む、請求項1、2及び4のいずれか一項に記載の多チャンネルファイバグレーティング。

【請求項6】
筒状を呈し、コアと前記コアの周囲に形成されたクラッドとを有する光ファイバが挿通される加熱部と、
前記光ファイバの光軸方向において、前記光ファイバに対する前記加熱部の相対的な位置を制御する位置制御部と、
前記光ファイバに対して、前記光軸方向のまわりにおける所定方向に捩じり力を付与する捩じり力付与部と、
前記位置制御部及び前記捩じり力付与部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
互いに異なる2以上のチャンネルを有するファイバグレーティングのための、前記光軸方向に沿った前記コアにおける位置と前記位置における屈折率の周期と、の関係を示す情報を保持する情報保持部と、
前記情報保持部に保持された情報に基づいて、前記捩じり力付与部及び前記位置制御部を制御するための信号を出力する信号出力部と、を有する、多チャンネルファイバグレーティング製造装置。

【請求項7】
位相サンプリング関数を用いて、コアと前記コアの周囲に形成されたクラッドとを有する光ファイバの光軸方向に沿った、前記コアにおける位置と前記位置における屈折率の周期を設定する第1ステップと、
前記光軸の方向に沿って前記コアの屈折率がらせん状に変化する部分を含むグレーティング部を前記光ファイバに形成する第2ステップと、を有し、
前記第2ステップでは、
前記第1ステップで得た前記光軸方向に沿った前記コアの位置と前記位置における屈折率の周期に応じて、前記光ファイバを加熱しつつ、前記加熱される部分を前記光ファイバの光軸方向へ移動させながら、前記光ファイバを前記光軸のまわりに捩じる、多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。

【請求項8】
前記第2ステップでは、前記光軸方向に沿った前記コアの位置に対応する屈折率の周期を変化させるように、前記光ファイバを前記光軸方向へ移動させながら、前記光ファイバを前記光軸のまわりに捩じる、請求項7に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。

【請求項9】
前記グレーティング部に、前記光軸の方向に沿って互いに異なる屈折率を有する領域が交互に設けられた部分を形成する第3ステップをさらに含み、
前記第2ステップは、前記グレーティング部に前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが第1の値である部分を形成する第1ピッチ形成ステップを含む、請求項7に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。

【請求項10】
前記第2ステップは、前記グレーティング部に前記光軸の方向に沿って前記らせんのピッチが前記第1の値とは異なる第2の値である部分を形成する第2ピッチ形成ステップをさらに含む、請求項9に記載の多チャンネルファイバグレーティングの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018158581thum.jpg
出願権利状態 公開
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