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JP3231238B2 - 光ファイバおよび光ファイバ型回折格子の製造方法 - Google Patents
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JP3231238B2 - 光ファイバおよび光ファイバ型回折格子の製造方法 - Google Patents

光ファイバおよび光ファイバ型回折格子の製造方法

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JP3231238B2
JP3231238B2 JP00493396A JP493396A JP3231238B2 JP 3231238 B2 JP3231238 B2 JP 3231238B2 JP 00493396 A JP00493396 A JP 00493396A JP 493396 A JP493396 A JP 493396A JP 3231238 B2 JP3231238 B2 JP 3231238B2
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optical fiber
optical
diffraction grating
type diffraction
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保次 服部
克也 山下
文男 大槻
豊 勝山
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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NTT Inc USA
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信に用いられる
光線路をその端部において識別するための識別符号等に
用いられる光導波路および光導波路型回折格子の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光線路の識別方法として、光線路のコア
の屈折率を部分的に変化させ、この変化位置をOTDR
測定法を用いて線路端部で検出する方法が知られている
(1991年電子情報通信学会秋季大会 文献B−59
1「光線路データベースのための遠隔ファイバ識別
法」)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法によ
れば、光線路に設ける識別符号部が数百メートルにわた
ってしまう。たとえば、上述した文献中の例では、8ビ
ットの識別符号を光線路に記録するのに1ビット当たり
50m、全体で400mの長さを要している。したがっ
て、もともと短い長さの光線路に対して識別符号を付け
ることは困難である。また、数百メートルにわたる識別
符号を光線路に記録するには、光線路の製造過程でこれ
を行う必要があり、実用的ではない。
【0004】このような問題点を解決するために、識別
符号として光導波路型回折格子を用いることが考えられ
る。光導波路型回折格子の製造方法としては、たとえ
ば、特許出願公表公報の昭62−500052号があ
る。この方法は、第1および第2のコヒーレントな紫外
線共面ビームを入射角を適当に設定して光導波路に照射
するものであり、実施例としてUV発生源からの紫外線
をビームスプリッタで2つのビームに分割した後、それ
ぞれのビームを鏡を用いて光導波路上で重ねる方法が開
示されている。光導波路上で重ね合わされることにより
縞模様がつくられ、この縞模様に対応して光導波路の屈
折率が変化し光導波路型回折格子が形成される。
【0005】しかし、この方法は、1枚のビームスプリ
ッタと2枚のミラーのそれぞれの角度調整が非常に微妙
であるため、所望の格子定数を得ることが困難であり、
実用的ではない。また、図4(a)に示すような、複雑
な反射特性を有する光導波路型回折格子を得るために
は、ビームスプリッタまたはミラーの表面形状を、所望
の反射特性に応じた曲面に加工し、紫外線ビームが光導
波路上で重ね合わされることによって生じる縞模様の間
隔を不等間隔に精密制御する必要がある。しかし、実際
にビームスプリッタまたはミラーに複雑な形状加工を施
すことは困難である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光導波路型回折
格子の製造方法はこのような問題を解決するために為さ
れたものであり、ホログラムパターンに光を照射し、こ
のホログラムパターンからの回折光を光導波路上に投影
することにより、回折光の強度に応じた屈折率変化部を
光導波路上に形成して回折格子とすることを特徴とする
ものである。
【0007】また、本発明の光導波路は、このようにし
て作製された光導波路型回折格子を有することを特徴と
するものである。
【0008】
【作用】光導波路、たとえばコアにゲルマニウムがドー
プされた石英ガラス光ファイバに紫外線を照射すると屈
折率が上がることが確認されている。一方、ホログラム
パターンに光を照射すると、ホログラムパターンに応じ
た縞模様の回折光が得られる。そこで、ホログラムパタ
ーンからの回折光を光導波路上に投影することにより、
回折光の強度に応じた縞模様の屈折率変化部が光導波路
上に形成される。光導波路としてはコアにゲルマニウム
がドープされた石英ガラス光ファイバに限定されるもの
ではない。照射する光の波長や強度を光導波路の材質に
応じて選択することにより、照射された部分の屈折率を
変化させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の光導波路型回折格子の製
造方法の実施形態を説明する前に、光導波路型回折格子
の利用例を説明する。
【0010】図1は、光導波路型回折格子を光線路の識
別符号として用いた光線路設備管理システムを示す構成
図である。局舎1と加入者宅3との間には、光線路の接
続切り換えを行うための端子函2が設けられている。局
舎1内の伝送装置4に一端が接続されている複数の光線
路は光導波路である光ファイバケーブル9として束ねら
れ、端子函2まで延びている。各光線路の他端は、端子
函2内において、各加入者宅3に延びている光線路の一
端と光コネクタ10を介して接続され、これにより、局
舎1内の伝送装置4と各加入者宅3とがそれぞれ1本の
光線路で接続されたことになる。
【0011】光コネクタ10では、接続の切り換えを手
動で任意に行うことができる。この切り換えを行う際に
は、まず、局舎1内に置かれた識別標識読取装置(コー
ド読取装置)5で、後述する識別方法により光線路のル
ート情報を調べ、そのルート情報を制御装置6から端子
函2内のローカルコントローラ11に伝達し、表示装置
12で現場の作業者にその情報を知らせる。作業者はそ
のルート情報に基づいて所望のコネクタ切り換えを行
う。切り換え作業終了後、再びコード読取装置5で光線
路の識別標識を読み取って局舎1側でルート情報を確認
し、このルート情報を制御装置6からローカルコントロ
ーラ11を介して表示装置12に表示することで、作業
者は切り換えの良否を確認する。
【0012】図2は、コード読取装置5の内部構成およ
びその周辺装置を示すブロック図である。コード読取装
置5は発光部20と受光部21を備え、これらは制御回
路6を構成するコンピュータ22およびタイミング制御
回路23によってその動作が制御される。
【0013】発光部20は、白色光などの適当なスペク
トル幅を持つ光を発する光源24と、光源24から放射
される光をオンオフ制御する音響光学素子25と、この
音響光学素子25の入出力部にそれぞれ設けられたレン
ズ系26、27とで構成されており、光源24から放射
された光はレンズ26、音響光学素子25、レンズ27
を経て、光ファイバ40の一端に検査光として入射され
る。光ファイバ40は接続手段38を介して被測定光線
路50と接続されている。接続手段38は、光ファイバ
40を多数の被測定光線路50の中のいずれかに選択的
に接続するものである。
【0014】受光部21は、干渉分光器であるファブリ
ペローエタロン32と、エタロン32内の共振用の2枚
の平面板の間隔を制御するエタロンコントローラ33
と、エタロン32の入出力部に設けられたレンズ系3
0、31と、エタロン32の出力光の光強度を電気信号
に変換する受光素子34と、受光素子34の出力信号を
タイミング制御回路23からの信号によって時間的に切
り出しを行うボックスカー積分器35と、ボックスカー
積分器35の出力信号をデジタル信号に変換するA/D
変換回路36とを備えている。エタロン32は、光ファ
イバ40に光ファイバカップラ37で接続されている光
ファイバ41からの光を入力し、その光の分光を行う。
その際に、エタロンコントローラ33は、コンピュータ
22からの指令に基づいてエタロン32内の共振面の間
隔を制御して分光波長を変化させる。コンピュータ22
は、エタロン32を制御しながらA/D変換回路36か
らのデータを取り込むことで、反射光スペクトルの解析
を行う。
【0015】各光線路50には、それぞれ固有の識別標
識(コード)39が線路中に書き込まれている。識別標
識39は反射率が波長に依存する反射部であり、この反
射部は、光線路50の屈折率を局所的に変化させた縞、
すなわち、光導波路型回折格子で構成され、屈折率の大
小やその屈折率変化の空間周波数を適当に設定すること
で、その反射部固有の反射光スペクトルを得ることがで
きる。この反射光スペクトルが識別標識39の内容とな
る。識別標識39は、図1における局舎1と端子函2と
の間の光線路、端子函2と加入者宅3との間の光線路の
それぞれに設けられている。局舎1と加入者宅3との間
に端子函が複数個介在する場合は、端子函間の光線路に
も識別標識が設けられる。
【0016】図3は、本発明の光ファイバ型回折格子の
製造方法の一実施形態を示すものであり、識別標識39
として用いられる光ファイバ型回折格子である反射部の
形成方法を示す図である。UV光(紫外線)を光線路5
0に局所的に照射することにより照射部の屈折率を変化
させ、所望の反射光スペクトルをもつ反射部を形成する
ものである。
【0017】図3は、ホログラムを用いた記録方法を示
すものであり、ホログラム61にUV光62を照射し、
ホログラム61上に記録されたホログラムパターンによ
る回折光63を光線路50に投影する。この回折光63
が作るパターンに応じて光線路50の屈折率が局部的に
変化し、光線路50上に屈折率変化による縞、すなわち
光導波路型回折格子で構成された反射部64が形成され
る。回折光63が作るパターンは、ホログラムパターン
を変えることによって自由に設定することができる。
【0018】つぎに、識別標識39の読取方法を説明す
る。図4(a)は、発光部20から光線路50に対して
検査光を与えたときの識別標識39での反射光スペクト
ルの一例を示す特性図である。この特性図は横軸に波
長、縦軸に光強度を採っている。反射光スペクトル91
に対して、適当なスレッショルドレベル92を設定し、
λ1〜λnまでの各波長における光強度がスレッショル
ドレベル92より大きいか小さいかによって、各波長に
対して2値符号を対応させる。同図(b)は、その対応
表を示すものであり、光強度がスレッショルドレベル9
2より大きい時には「1」、小さいときには「0」を対
応させている。このようにして、反射光スペクトルを2
値符号に容易にコード化することができる。スレッショ
ルドレベル92の設定方法としては、予め適当なレベル
を決めておく方法の他に、反射光中の特定波長の光強度
をスレッショルドレベルとする方法などが考えられる。
【0019】この適用例では、局舎1と加入者宅3とを
繋ぐ光線路が、端子函2で接続された2本の区分光線路
で構成されている。識別標識は各区分光線路にそれぞれ
設けられているため、これらを区別して認識する必要が
ある。ボックスカー積分器35は、そのために用いられ
ているものである。すなわち、タイミング制御回路23
によって、パルス状の検査光を被測定光線路に入射し、
検査光の入射タイミングを基準にして、識別標識ごとの
反射光を時間的に切り出す。これにより、同一光線路上
の異なる点の識別標識からの反射光をそれぞれ区別する
ことができる。コンピュータ22は、この識別標識ごと
の反射光を区別しながら、波長別の光強度データを取り
込むことにより、識別標識ごとの反射光スペクトルを測
定することができる。なお、反射光の切り出しは、ボッ
クスカー積分器35に代えて、光ゲート(光偏向器)を
用いることでも達成できる。
【0020】なお、図5に示すように、識別標識である
光導波路型回折格子を光線路中に直接書き込む代わり
に、識別標識100を有する分岐光線路101をファイ
バカプラ102などを用いて付加してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光導波路型
回折格子の製造方法は、光ファイバのような光導波路
に、ホログラムパターンによる回折光を照射することに
より光導波路型回折格子を光導波路上に作製するもので
あり、いずれの方法も、所望の格子定数をもつ光導波路
型回折格子、特に図5(a)に示されるような複雑な反
射特性を有する光導波路型回折格子を、従来方法と比較
すると容易に製造することができる。
【0022】このようにして製造された光導波路型回折
格子は、光線路の識別符号として用いることができる。
すなわち、反射部の反射光波長特性を光線路ごとに異な
るものとしておき、反射光のスペクトルを測定すれば、
その測定結果から容易にかつ正確に光線路を識別でき
る。したがって、端子函における切り換え作業の際の接
続の確認に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光導波路型回折格子を光線路の識別符号として
用いた光線路設備管理システムを示すブロック図。
【図2】そのコード読取装置の内部構成およびその周辺
装置を示すブロック図。
【図3】本発明の光導波路型回折格子の製造方法の一実
施形態を示す斜視図。
【図4】反射光スペクトルを2値のコード情報に変換す
る方法についての説明図。
【図5】識別標識用の分岐光線路を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 保次 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 山下 克也 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 大槻 文男 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 勝山 豊 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−58284(JP,A) 特開 昭60−241287(JP,A) 特開 平3−3285(JP,A) 特表 昭62−500052(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホログラムパターンに光を照射し、この
    ホログラムパターンからの回折光を光ファイバ上に投影
    することにより、前記回折光が作る光強度パターンに応
    じた屈折率変化部を光ファイバ上に形成して回折格子と
    することを特徴とする光ファイバ型回折格子の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記ホログラムパターンに照射される光
    が紫外線であることを特徴とする請求項1に記載の光フ
    ァイバ型回折格子の製造方法。
  3. 【請求項3】 ホログラムパターンに光を照射し、この
    ホログラムパターンからの回折光を光ファイバ上に投影
    することにより形成された前記回折光が作る光強度パタ
    ーンに応じた屈折率変化部を光ファイバ型回折格子とし
    て有することを特徴とする光ファイバ。
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