JP4233736B2 - Manufacturing method of optical fiber grating - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバグレーティングの製造方法に関し、特に光ファイバの被覆層の除去が容易で製造効率が高いものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバグレーティングは、光ファイバの長手方向に屈折率やコア径などの周期的な構造変化を形成したもので、特定波長の光を反射、あるいはクラッドモードと結合させて、選択的に損失させる特性を備えた光部品である。光ファイバグレーティングは、波長選択性フィルタや、光増幅器の利得等価器、波長分散補償器など、光通信の幅広い分野で用いられている。
【0003】
一般的な光ファイバグレーティングは屈折率の周期的な変化を利用したものであって、例えば紫外光の照射によってゲルマニウム添加石英ガラスの屈折率が上昇する現象を利用して製造することができる。
光ファイバは、図7に示したように、通常、コア1とその周囲に設けられたクラッド2とからなる裸光ファイバ3の上に、機械的強度を確保する観点から、紫外線硬化型樹脂などのプラスチックからなる被覆層4が設けられた光ファイバ素線5として製品化されている。あるいは、さらにこの光ファイバ素線5の上にナイロンなどのプラスチックからなる光ファイバ心線も提供されている。
【0004】
したがって、このままでは被覆層4によって紫外光が吸収され、裸光ファイバ3に到達しないため、図8に示したように光ファイバ素線5の長手方向の一部の被覆層4を裸光ファイバ3の円周方向全体にわたって除去し、この除去した部分に、光ファイバ素線5の側面の一方向から紫外光を照射する。
被覆層4を除去する方法としては、切削治具を用いて物理的に被覆層4を引き剥がして除去する機械的な方法、硫酸溶液などに含浸し、化学的に被覆層4を除去する化学的な方法などが挙げられる。
【0005】
このとき例えばコア1がゲルマニウム添加石英ガラスから形成されていると、紫外光が照射された部分の屈折率が上昇する。したがって、紫外光を光ファイバ素線5(裸光ファイバ3)の長手方向に所定の周期で照射することにより、コア1の屈折率の周期的な変化が形成される。その後、必要に応じて裸光ファイバ3が露出した部分に再び被覆層を設けるなどして補強し、光ファイバグレーティングが得られる。
紫外光を周期的に照射する方法としては、図9に示した干渉法、図10に示した位相マスク法、図11に示した強度変調マスク法、図12に示したステップ バイ ステップ(Step by Step)法などが用いられている。一般的には位相マスク法が広く用いられている。
【0006】
また、最近ではコア1とクラッド2の両方の屈折率を変化させた光ファイバグレーティングや、クラッド2のみの屈折率を変化させた光ファイバグレーティングなども提案されている。
【0007】
一方、光ファイバグレーティングを量産する方法としては、図13(a)〜図13(d)に示したように光ファイバテープ心線を用い、複数の裸光ファイバに一括して紫外光を照射する方法が有効である。
まず、図13(a)、図13(b)に示したように複数本の光ファイバ素線5、5…が並列され、これらがナイロンなどのプラスチックからなる一括被覆層6で一括被覆された光ファイバテープ心線7を用意する。
ついで、図13(c)に示したように、光ファイバテープ心線7の長手方向の一部の一括被覆層6および光ファイバ素線5、5…のそれぞれの被覆層を除去し、複数本の裸光ファイバ3、3…を露出させる。
そして、これら複数本の裸光ファイバ3、3…に一括して紫外光を照射し、それぞれの裸光ファイバ3、3…に一度にグレーティング部8、8…を形成する。この後、必要に応じて光ファイバ素線5、5…を切り離して複数本の光ファイバグレーティングを得る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被覆層の除去において、機械的な方法では切削治具の刃が裸光ファイバに接触することなどにより、光ファイバ(裸光ファイバ)の強度が低下するという問題があった。また、化学的な方法では作業性が低く、製造効率が低いという問題があった。
特に光ファイバテープ心線を用いた場合は、機械的な方法では隣接する裸光ファイバ間の被覆層の除去が非常に困難であった。また、このとき裸光ファイバが傷つきやすいという問題があった。さらに、除去する被覆層の量が多いため、化学的な方法では全ての被覆層を除去するために長時間を要するという問題があった。
なお、被覆層の一部が残存すると、紫外光照射後に裸光ファイバの強度が劣化することがわかっているため、紫外光を照射する部分の被覆層は、裸光ファイバの円周全体にわたって全て除去しなければならない。
【0009】
また、図10に示した位相マスク法においては、位相マスクと裸光ファイバ3とを例えば数μm〜数100μm程度の距離に近接させて配置して紫外光の照射を行う。そのため、位相マスクの下に被覆層の一部が残存していると、被覆層の材料によっては紫外光の照射によってこの残存した被覆層から揮発性のガスが発生し、これにより位相マスクに汚れが付着する。位相マスクの裸光ファイバ3との対向面には複数の微細な溝が形成されているため、汚れが付着すると洗浄に時間がかかる。したがって、連続露光を行うことができず、量産化の妨げになっていた。
【0010】
一方、被覆層を紫外光透過率が比較的高いプラスチックから形成した光ファイバ素線などを用いて、被覆層の上から紫外光を照射して光ファイバグレーティングを製造する方法も提案されている。しかしながら、この被覆層の紫外光透過率は10〜20%程度であるため、コアに添加するゲルマニウム濃度を高濃度とし、光感受性を向上させておかなければ効率よく屈折率を上昇させることができない。このような光ファイバは、通常の光ファイバや分散シフト光ファイバとモードフィールドが大きく異なるため、これらの通常の光ファイバとの接続損失が大きくなる場合があった。
また、特開平10−82919号公報には、ごく薄い膜を光ファイバの被覆層として用いる方法も提案されているが、このように薄い膜を被覆することは技術的に難しく、さらに広く一般に用いられているファイバ構造とは異なるため、製造コストも高くなるという問題があった。
【0011】
本発明の前記事情に鑑てなされたもので、被覆層除去にかかる時間を短縮し、作業効率を向上させることができる光ファイバグレーティングの製造方法を提供することを目的とする。
また、製造課程で光ファイバの強度低下などの問題が発生しにくい光ファイバグレーティングの製造方法を提供することを目的とする。
さらには、位相マスク法などにおいて、効率よく、作業を行うことができる光ファイバグレーティングの製造方法を提供することを目的とする。具体的には紫外光の照射により、残留被覆層から発生する揮発性のガスの影響を受けにくい光ファイバグレーティングの製造方法を提供することを課題とする。
そして、好ましくは光ファイバテープ心線を用いた場合にこれらの課題を解決することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の光ファイバグレーティングの製造方法は、裸光ファイバと、その上に設けられた被覆層とを備えた光ファイバの側面の一方向から紫外光を照射して光ファイバグレーティングを製造する光ファイバグレーティングの製造方法であって、被覆層の紫外光照射面側を、屈折率を変化させる部分の長さに合わせて、略均一の厚さの被覆層が残留するように削りとり、その下の裸光ファイバに紫外光が到達するように加工した後に連続発振レーザを用いて紫外光を照射することを特徴とする。
このとき被覆層の加工部分の紫外光透過率が20%以上であると好ましい。
これらの製造方法を光ファイバテープ心線に適用すると、大量生産に適した光ファイバグレーティングの製造方法を提供することができる。
また、紫外光の照射は位相マスクを介して行うことができる。
このとき、位相マスクと光ファイバとの間に紫外光を透過する板を配置して紫外光を照射すると好ましい。
この板は石英板であると好ましい。
また、この板の片面あるいは両面に反射防止膜が設けられていると好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1(a)は本発明の光ファイバグレーティングの製造方法の説明図である。
まず、光ファイバ素線5の長手方向において、グレーティング部を形成する被覆層4の紫外光照射面を削りとり、紫外光が透過するように加工する。
このとき、カンナのような一枚刃を備えた切削治具を用いて、裸光ファイバ3に刃が当たらないように削りとると好ましい。
紫外光照射面の被覆層4は完全に除去する必要はなく、紫外光の透過率が20%以上となるように加工すればよい。特に限定するものではないが、被覆層4がシリコーン樹脂からなる場合は例えば15μm以下の厚さになるように加工する。また、被覆層4の加工部分の長さは屈折率を変化させる部分の長さ(グレーティング長)にあわせて設定する。
【0014】
本発明においては被覆層4を完全に除去しなくてもよいため、切削治具の刃が裸光ファイバ3に当たりにくく、加工時の裸光ファイバ3の強度の低下を防ぐことができる。また、場合によっては被覆層4に1回刃を入れて削るだけの操作で所定の範囲の被覆層4を除去することができ、作業効率が著しく向上する。なお、被覆層4は完全に除去してもよいし、その一部のみが完全に除去され、部分的に裸光ファイバ3が露出した状態となっていてもよいことは言うまでもないが、紫外光の照射強度を均一にするためには、加工部分の被覆層の厚さが略均一であると好ましい。
【0015】
ついで、連続発振(CW)レーザを用いて、干渉法、位相マスク法、スリット法、ピンポイント法などによって紫外光を裸光ファイバ3の長手方向に所定の周期で照射する。従来は光源としてパルスレーザを用いていたが、本発明者らの検討により、連続発振レーザを用いると、被覆層4の一部が残留していても裸光ファイバ3の強度低下の問題が生じないことがわかった。連続発振レーザとしてはアルゴンレーザの二倍波、ヤグレーザの四倍波などを例示することができる。
【0016】
すなわち、パルスレーザにおいてはレーザのパワーの尖頭値(瞬間的なパワーの最大値)が非常大きくなってしまうため、瞬間的なレーザのパワーは連続発振レーザの数億倍に達する。そのため、残留した被覆層4が非常に強いレーザの照射によって劣化し、そのときの化学的な変化や熱などによって裸光ファイバ3に影響を与え、裸光ファイバ3の強度が低下する。これに対して連続発振レーザにおいては、レーザのパワーは時間的に一定で瞬間的な最大値が低いため、被覆層4が残留していても、被覆層4に急激な変化を生じせしめることがなく、裸光ファイバ3にも影響はない。そのため、上述のように被覆層4が残留していても、裸光ファイバ3の強度を低下させずに紫外光を照射してグレーティングを形成することができる。
この方法は光ファイバなどに紫外光を照射する他の方法にも応用可能である。
【0017】
図1(b)に示したように位相マスク10を用いる場合は、上述のように被覆層4の材料によっては紫外光の照射によって揮発性のガスが発生し、位相マスク10の光ファイバ素線5との対向面に形成された複数の微細な溝11、11…に汚れが付着する場合がある。
そこで、光ファイバ素線5と位相マスク10との間に紫外光を透過する板12を配置して、この揮発性のガスが位相マスク10に付着するのを防ぐと好ましい。
【0018】
このように板12を配置することにより、紫外光は位相マスク10および板12を介して光ファイバ素線5に照射される。そして、残留する被覆層4から揮発性のガスが発生しても、位相マスク10に到達する前に板12に阻止され、位相マスク10への汚れの付着を完全に防ぐことができる。その結果、位相マスク10の連続使用が可能となり、作業効率が向上する。また、高価な位相マスク10の寿命が長くなる。
また、板12は位相マスク10と比べて格段に安価であるため、簡単に交換できる。また、通常は板12の表面は殆ど平滑であるため、簡単に洗浄して繰り返し使用することができる。
【0019】
板12としてはグレーティング露光に用いるレーザ波長における吸収が小さく、また表面を平滑に鏡面研磨することによって散乱も抑制することができることから、石英板を用いると好ましい。板12の厚さは紫外光の強度を大きく低下させることがなければ特に限定しないが、例えば50〜500μm程度とされる。また、紫外光が板12にて反射され、光ファイバ素線5に到達する前にその強度が低下するのを防ぐと同時に板の両面および位相マスク面との多重反射を防ぐために、板の片面、あるいは両面に反射防止膜を形成すると好ましい。反射防止膜は例えば透電体多層膜などを板12の片面あるいは両面に塗布して形成することができる。反射防止膜の厚さは1μm程度とされる。
このように位相マスクと光を照射する対象物との間に光を透過する板を配置する方法は、他の位相マスク法を用いる全ての方法に応用することができる。
【0020】
上述の例においては光ファイバ素線を例として説明したが、これに限定するものではなく、光ファイバ素線の上にさらに被覆層が設けられた光ファイバ心線、また、光ファイバ素線を複数並列して一括被覆した光ファイバテープ心線などにも適用することができる。
光ファイバ心線の場合は、例えば光ファイバ心線の被覆層と同時にその下の光ファイバ素線の被覆層を削ることにより、上述の場合と同様にして加工を施す。
光ファイバテープ心線の場合は、例えばテープの片面の一括被覆層と、その下の光ファイバ素線の被覆層を同時に加工することにより、一度に複数本の裸光ファイバについて、紫外線照射面の加工を行うことができる。
特に光ファイバテープ心線においては、隣接する裸光ファイバ間の被覆層を除去しなくてもよいため、被覆層の除去操作の作業効率が格段に向上し、大量生産に最適である。
【0021】
【実施例】
以下、実施例を示した本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
まず、ゲルマニウム添加石英ガラスからなるコアと、純粋石英ガラスからなるクラッドにシリコーン樹脂系の紫外線硬化型樹脂からなる被覆層が設けられてなり、裸光ファイバの外径が125μm、被覆層外径が250μmの光ファイバ素線を用意した。そして、その紫外線照射面の被覆層を、長さ約15mm、幅約250μmの範囲にわたって厚さ15μm程度の被覆層が残留するように一枚刃のカンナを用いて1回刃を入れて除去した。
ついで、位相マスクを介して波長244nmの連続発振レーザまたは波長248nmのパルスレーザを用いて紫外光を所定の周期で照射して光ファイバグレーティングを形成した。このときの紫外線照射面の被覆層の紫外光透過率は50%であった。
なお、連続発振レーザとしてはアルゴンレーザの二倍波を用いた。パルスレーザとしてはエキシマレーザを用いた。
そして、この光ファイバグレーティングの破断強度を破断試験で測定し、結果を、図2に通常、ワイブルプロットと呼ばれるグラフで示した。グラフの横軸は破断強度、縦軸は累積破断確率の対数表示である。
このグラフからわかるように、パルスレーザを用いた場合は露光(照射)前と比較して破断強度が大きく劣化したのに対し、連続発振レーザを用いた場合は照射前と同じ結果となった。したがって、連続発振レーザを用いることにより、被覆層が残留していても光ファイバの強度が低下することはないことが確認できた。
【0022】
(実施例2)
被覆層が残留した状態で紫外光を照射した場合に、光学特性にどのように影響するかを測定した。
図3は実施例1と同様の光ファイバ素線に、連続発振レーザを用いて被覆層が残留しない状態で紫外光を照射して製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。
図4は厚さ100μmの石英板の両面に誘電体多層膜からなる厚さ1μmの反射防止膜を施した板を位相マスクと光ファイバ素線の間に配置して連続発振レーザを用いて被覆層が残留しない状態で紫外光を照射して製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。
図5は、被覆層が残留した状態で紫外光を照射した以外は同様に位相マスクと石英板を用いて製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。このとき、被覆層は長さ約15mm、幅約250μmの範囲を15μm程度の厚さの被覆層が残留するように除去した。なお、この光ファイバグレーティングと被覆層除去前の光ファイバ素線の破断強度を示したのが図6のグラフである。破断強度も変化せず、連続発振レーザの使用により、被覆層が残留していても強度の低下が生じないことが確認できた。
。
【0023】
図3〜図5のスペクトルは殆ど同様であり、紫外光照射時に被覆層が残留していたり、石英板が配置されていても所望の光学特性を備えた光ファイバグレーティングが得られることが明らかになった。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ファイバグレーティングにおいては、連続発振レーザを光源として用いるため、被覆層が残留した状態でも光ファイバの強度を低下させずに紫外光を照射して光ファイバグレーティングを製造することができる。このため、被覆層の除去量が小さく、作業効率が向上する。また、切削治具の刃が裸光ファイバに当たることを防ぐことができるため、被覆層を除去する過程で裸光ファイバの強度が低下することを防ぐことができる。
特に光ファイバテープ心線においてはテープの片面を加工することによって一度に複数本の光ファイバグレーティングを製造することができるため、大量生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)は本発明の光ファイバグレーティングの製造方法の説明図、図1(b)は位相マスク法を用いた本発明の光ファイバグレーティングの製造方法の説明図である。
【図2】 実施例1において、連続発振レーザとパルスレーザを用いたときの破断強度の比較を行ったグラフである。
【図3】 実施例2において、連続発振レーザを用いて被覆層が残留しない状態で位相マスクを用いて紫外光を照射して製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。
【図4】 実施例2において、連続発振レーザを用いて被覆層が残留しない状態で位相マスクと石英板を用いて紫外光を照射して製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。
【図5】 実施例2において、被覆層が残留した状態で位相マスクと石英板を用いて紫外光を照射して製造した光ファイバグレーティングの反射光のスペクトルを示したグラフである。
【図6】 図5に示した光ファイバグレーティングの破断強度を示したグラフである。
【図7】 従来の光ファイバグレーティングの製造方法の説明図である。
【図8】 従来の光ファイバグレーティングの製造方法の説明図である。
【図9】 光ファイバに紫外光を周期的に照射する方法の一例として干渉法を示した説明図である。
【図10】 光ファイバに紫外光を周期的に照射する方法の一例として位相マスク法を示した説明図である。
【図11】 光ファイバに紫外光を周期的に照射する方法の一例として強度変調マスク法を示した説明図である。
【図12】 光ファイバに紫外光を周期的に照射する方法の一例としてステップ バイ ステップ法を示した説明図である。
【図13】 光ファイバテープ心線を用いた光ファイバグレーティングの製造方法の説明図であって、図13(a)は光ファイバテープ心線の平面図、図13(b)は光ファイバテープ心線の断面図、図13(b)は光ファイバテープ心線の被覆層を除去した状態を示した平面図、図13(d)はグレーティング部を形成した状態を示した平面図である。
【符号の説明】
1…コア、2…クラッド、3…裸光ファイバ、4…被覆層、
5…光ファイバ素線(光ファイバ)、
10…位相マスク、12…板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber grating, and in particular, it is easy to remove a coating layer of an optical fiber and has high manufacturing efficiency.
[0002]
[Prior art]
An optical fiber grating is a periodic structural change in the longitudinal direction of the optical fiber, such as refractive index and core diameter, that selectively reflects light of a specific wavelength or couples it with a cladding mode to selectively lose it. Is an optical component. Optical fiber gratings are used in a wide range of optical communication fields such as wavelength selective filters, gain equalizers of optical amplifiers, and chromatic dispersion compensators.
[0003]
A general optical fiber grating uses a periodic change in refractive index, and can be manufactured by utilizing a phenomenon in which the refractive index of germanium-added quartz glass is increased by irradiation with ultraviolet light, for example.
As shown in FIG. 7, the optical fiber is usually an ultraviolet curable resin or the like from the viewpoint of ensuring mechanical strength on the bare
[0004]
Accordingly, since the ultraviolet light is absorbed by the
As a method for removing the
[0005]
At this time, for example, if the
As a method of periodically irradiating ultraviolet light, the interference method shown in FIG. 9, the phase mask method shown in FIG. 10, the intensity modulation mask method shown in FIG. 11, and the step-by-step method shown in FIG. Step) method is used. In general, the phase mask method is widely used.
[0006]
Recently, an optical fiber grating in which the refractive indexes of both the
[0007]
On the other hand, as a method for mass-producing optical fiber gratings, a plurality of bare optical fibers are collectively irradiated with ultraviolet light using an optical fiber ribbon as shown in FIGS. 13 (a) to 13 (d). The method is effective.
First, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), a plurality of
Next, as shown in FIG. 13 (c), a part of the
Then, the plurality of bare
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the removal of the coating layer, the mechanical method has a problem that the strength of the optical fiber (bare optical fiber) decreases due to the blade of the cutting jig coming into contact with the bare optical fiber. Further, the chemical method has a problem that workability is low and manufacturing efficiency is low.
In particular, when an optical fiber ribbon is used, it is very difficult to remove a coating layer between adjacent bare optical fibers by a mechanical method. At this time, there is a problem that the bare optical fiber is easily damaged. Furthermore, since the amount of the coating layer to be removed is large, the chemical method has a problem that it takes a long time to remove all the coating layers.
In addition, since it is known that the strength of the bare optical fiber deteriorates after irradiation with ultraviolet light if a part of the coating layer remains, the coating layer in the part irradiated with ultraviolet light is entirely over the entire circumference of the bare optical fiber. Must be removed.
[0009]
Further, in the phase mask method shown in FIG. 10, the phase mask and the bare
[0010]
On the other hand, a method has also been proposed in which an optical fiber grating is manufactured by irradiating ultraviolet light from above a coating layer using an optical fiber strand formed of a plastic having a relatively high ultraviolet light transmittance. However, since the ultraviolet light transmittance of this coating layer is about 10 to 20%, the refractive index cannot be increased efficiently unless the germanium concentration added to the core is high and the photosensitivity is improved. . Such an optical fiber has a mode field that is greatly different from that of a normal optical fiber or dispersion-shifted optical fiber, so that the connection loss with these normal optical fibers may increase.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-82919 proposes a method of using a very thin film as a coating layer of an optical fiber. However, it is technically difficult to coat such a thin film, and it is more widely used. Since the fiber structure is different from the conventional fiber structure, there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an optical fiber grating that can shorten the time required for removing a coating layer and improve the working efficiency.
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing an optical fiber grating that is unlikely to cause problems such as a decrease in strength of the optical fiber in the manufacturing process.
Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the optical fiber grating which can work efficiently in phase mask methods etc. Specifically, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical fiber grating that is not easily affected by volatile gas generated from the residual coating layer by irradiation with ultraviolet light.
And when it uses an optical fiber tape core wire, it aims at solving these subjects.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the method of manufacturing an optical fiber grating according to the present invention irradiates ultraviolet light from one side of an optical fiber including a bare optical fiber and a coating layer provided thereon. An optical fiber grating manufacturing method for manufacturing an optical fiber grating, wherein a coating layer having a substantially uniform thickness remains on the ultraviolet light irradiation surface side of the coating layer according to a length of a portion where a refractive index is changed. In this way, the laser light is irradiated with ultraviolet light using a continuous wave laser after being processed so that the ultraviolet light reaches the bare optical fiber underneath .
Preferably ultraviolet light transmittance of the working portion of the a can be covered layer is 20% or more.
When these manufacturing methods are applied to an optical fiber ribbon, a method for manufacturing an optical fiber grating suitable for mass production can be provided.
Irradiation with ultraviolet light can be performed through a phase mask.
At this time, it is preferable to arrange a plate that transmits ultraviolet light between the phase mask and the optical fiber and irradiate the ultraviolet light.
This plate is preferably a quartz plate.
Further, it is preferable that an antireflection film is provided on one side or both sides of the plate.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Fig.1 (a) is explanatory drawing of the manufacturing method of the optical fiber grating of this invention.
First, in the longitudinal direction of the
At this time, it is preferable to use a cutting jig having a single blade such as a plane so that the bare
The
[0014]
In the present invention, since it is not necessary to completely remove the
[0015]
Then, using a continuous wave (CW) laser, ultraviolet light is irradiated in the longitudinal direction of the bare
[0016]
That is, in the pulse laser, the peak value of the laser power (the maximum value of the instantaneous power) becomes very large, and the instantaneous laser power reaches several hundred million times that of the continuous wave laser. Therefore, the remaining
This method can also be applied to other methods for irradiating an optical fiber or the like with ultraviolet light.
[0017]
When the
Therefore, it is preferable to arrange a
[0018]
By arranging the
Further, since the
[0019]
As the
As described above, the method of arranging a light transmitting plate between the phase mask and the object to be irradiated with light can be applied to all methods using other phase mask methods.
[0020]
In the above-described example, the optical fiber strand has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an optical fiber core wire in which a coating layer is further provided on the optical fiber strand, or an optical fiber strand. The present invention can also be applied to a plurality of optical fiber ribbons coated in parallel in parallel.
In the case of the optical fiber core wire, for example, the coating layer of the optical fiber core wire is cut at the same time as the coating layer of the optical fiber core wire, and the processing is performed in the same manner as described above.
In the case of an optical fiber ribbon, for example, by simultaneously processing a batch coating layer on one side of the tape and a coating layer on the underlying optical fiber, a plurality of bare optical fibers can be simultaneously exposed on the ultraviolet irradiation surface. Processing can be performed.
In particular, in the optical fiber ribbon, the coating layer between adjacent bare optical fibers does not need to be removed, so that the working efficiency of the coating layer removal operation is remarkably improved, which is optimal for mass production.
[0021]
【Example】
Hereinafter, the present invention showing examples will be described more specifically.
Example 1
First, a core made of germanium-added quartz glass and a clad made of pure quartz glass are provided with a coating layer made of a silicone resin-based ultraviolet curable resin. The outer diameter of the bare optical fiber is 125 μm, and the outer diameter of the coating layer is A 250 μm optical fiber was prepared. Then, the coating layer on the ultraviolet irradiation surface was removed by inserting the blade once using a single-blade can so that the coating layer having a thickness of about 15 μm remained over a range of about 15 mm in length and about 250 μm in width. .
Then, an optical fiber grating was formed by irradiating ultraviolet light with a predetermined period using a continuous wave laser having a wavelength of 244 nm or a pulse laser having a wavelength of 248 nm through a phase mask. The ultraviolet light transmittance of the coating layer on the ultraviolet irradiation surface at this time was 50%.
Note that a double wave of an argon laser was used as the continuous wave laser. An excimer laser was used as the pulse laser.
Then, the breaking strength of the optical fiber grating was measured by a breaking test, and the result is shown in a graph called a Weibull plot in FIG. The horizontal axis of the graph is the breaking strength, and the vertical axis is the logarithm of the cumulative breaking probability.
As can be seen from this graph, when the pulse laser was used, the breaking strength was greatly deteriorated compared to before the exposure (irradiation), whereas when the continuous wave laser was used, the same result as before the irradiation was obtained. Therefore, it was confirmed that by using the continuous wave laser, the strength of the optical fiber does not decrease even if the coating layer remains.
[0022]
(Example 2)
It was measured how the optical characteristics were affected when irradiated with ultraviolet light with the coating layer remaining.
FIG. 3 is a graph showing a spectrum of reflected light of an optical fiber grating manufactured by irradiating the same optical fiber as in Example 1 with ultraviolet light in a state where a coating layer does not remain using a continuous wave laser. .
FIG. 4 shows a 100 μm thick quartz plate coated with a continuous wave laser with a 1 μm thick antireflection film made of a dielectric multilayer film placed between the phase mask and the optical fiber. It is the graph which showed the spectrum of the reflected light of the optical fiber grating manufactured by irradiating with ultraviolet light in the state where a layer does not remain.
FIG. 5 is a graph showing a spectrum of reflected light of an optical fiber grating manufactured using a phase mask and a quartz plate in the same manner except that the ultraviolet light is irradiated with the coating layer remaining. At this time, the coating layer was removed in a range of about 15 mm in length and about 250 μm in width so that a coating layer having a thickness of about 15 μm remained. FIG. 6 is a graph showing the breaking strength of the optical fiber grating and the optical fiber before the coating layer is removed. The breaking strength did not change, and it was confirmed that the use of a continuous wave laser did not cause a decrease in strength even if the coating layer remained.
.
[0023]
The spectra of FIGS. 3 to 5 are almost the same, and it is clear that an optical fiber grating having desired optical characteristics can be obtained even if a coating layer remains or a quartz plate is disposed when irradiated with ultraviolet light. became.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, in the optical fiber grating of the present invention, since a continuous wave laser is used as a light source, an optical fiber grating is manufactured by irradiating ultraviolet light without reducing the strength of the optical fiber even when the coating layer remains. can do. For this reason, the removal amount of a coating layer is small and working efficiency improves. Further, since the cutting jig blade can be prevented from hitting the bare optical fiber, it is possible to prevent the strength of the bare optical fiber from being lowered in the process of removing the coating layer.
In particular, an optical fiber ribbon is suitable for mass production because a plurality of optical fiber gratings can be manufactured at a time by processing one side of the tape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an explanatory diagram of a manufacturing method of an optical fiber grating of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a manufacturing method of an optical fiber grating of the present invention using a phase mask method.
2 is a graph comparing the breaking strength when using a continuous wave laser and a pulse laser in Example 1. FIG.
FIG. 3 is a graph showing a spectrum of reflected light of an optical fiber grating manufactured by irradiating ultraviolet light using a phase mask in a state where a coating layer does not remain using a continuous wave laser in Example 2.
4 is a graph showing a spectrum of reflected light of an optical fiber grating manufactured by irradiating ultraviolet light using a phase mask and a quartz plate in a state where a coating layer does not remain using a continuous wave laser in Example 2. FIG. It is.
5 is a graph showing a spectrum of reflected light of an optical fiber grating manufactured by irradiating ultraviolet light using a phase mask and a quartz plate in a state where a coating layer remains in Example 2. FIG.
6 is a graph showing the breaking strength of the optical fiber grating shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional method for manufacturing an optical fiber grating.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional method for manufacturing an optical fiber grating.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an interferometry as an example of a method for periodically irradiating an optical fiber with ultraviolet light.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a phase mask method as an example of a method of periodically irradiating an optical fiber with ultraviolet light.
FIG. 11 is an explanatory view showing an intensity modulation mask method as an example of a method of periodically irradiating an optical fiber with ultraviolet light.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a step-by-step method as an example of a method for periodically irradiating an optical fiber with ultraviolet light.
FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams of a method of manufacturing an optical fiber grating using an optical fiber ribbon, in which FIG. 13A is a plan view of the optical fiber ribbon, and FIG. 13B is an optical fiber tape; FIG. 13B is a plan view showing a state in which the coating layer of the optical fiber ribbon is removed, and FIG. 13D is a plan view showing a state in which a grating portion is formed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5. Optical fiber (optical fiber),
10 ... phase mask, 12 ... plate.
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