JP2000304944A - 残留機械的ストレスを最大化する光ファイバ及びこれを利用した光ファイバ格子製造方法 - Google Patents

残留機械的ストレスを最大化する光ファイバ及びこれを利用した光ファイバ格子製造方法

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grating
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暎籌 鄭
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Kenshu Boku
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Yong-Woo Park
用雨 朴
Kyung-Ho Kwack
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光ファイバに残留する機械的
ストレスを最大化できる物質をコアまたは被覆に添加し
て光ファイバ格子の製作に適合した光ファイバの提供及
び格子を製作する方法を提供する。 【解決手段】 残留機械的ストレスを最大化する光ファ
イバ及びこれを利用した光ファイバ格子に係り、特に光
ファイバ格子の製作のために機械的ストレスを最大化し
た光ファイバは、光を導波し実質的にシリカで形成され
たコア及びこのコア周囲を包み実質的にシリカにホウ素
をドーピングして形成された被覆を含んだり、光を導波
し実質的にシリカに燐をドーピングして形成されたコア
及びこのコア周囲を包み実質的にシリカで形成された被
覆を含んで光ファイバのコアまたは被覆に粘度を低める
効果が大きい燐やホウ素を添加することにより残留機械
的ストレスを大きくしてより効果的に光ファイバ格子を
製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、残留機械的ストレ
スを最大化する光ファイバ及びこれを利用した光ファイ
バ格子に係り、特に光ファイバ格子の製作のために機械
的ストレスを最大化した光ファイバの構造及びこれを利
用した光ファイバ及び光ファイバ格子製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光信号フィルタは、光通信システムの性
能を改善することに重要な役割をする。最近、光ファイ
バ格子を用いたフィルタが多く注目を受けており、その
理由は、これを光ファイバ自体に直接こしらえることが
できて他の外部制御装置が要らないということにある。
光ファイバ格子フィルタは低損失、低費用で多様な光通
信及び光センサー分野に広く応用されている。光ファイ
バ格子は光ファイバコア内の屈折率変化の周期により、
ブラッグ格子(反射及び短周期格子)及び長周期格子(伝
送格子)に大別される。
【0003】長周期光ファイバ格子は、光ファイバを紫
外線レーザーに露出させると、大きい屈折率変化が引き
起こされる現像に基礎を置いている。振幅マスク法が光
ファイバコアに格子を刻むのに主に用いられ、光ファイ
バにH2をローディングすることにより、その感度を向
上させることができる。従来の長周期光ファイバ格子
は、ゲルマニウムが添加されたコアでなった光ファイバ
を利用して製造されて、感光性を利用するので感光性が
ない光ファイバは用いられなかった。また、光ファイバ
の感光性を高めるために水素処理が必要であった。
【0004】一方、感光性を利用しなく残余ストレスを
利用する方法が提案された。残余ストレスは、熱的スト
レスと機械的ストレスとに区分することができ、前者は
各層間の熱膨張係数の差に起因し、後者は各層間の粘度
差に起因し引き出し張力と大きく関係する。熱的ストレ
スは、引き出し張力に比例しなくて、その量も微弱なの
で残余ストレスは、主に機械的ストレスにより決定され
る。ところが、コア及び被覆に含まれた物質の種類によ
り、その粘度が違うために機械的ストレスを最大化する
ためにはその添加物質の選択が重要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、光ファイバに残留する機械的ストレスを最大化でき
る物質をコアまたは被覆に添加して光ファイバ格子の製
作に適合した光ファイバを提供することにある。
【0006】本発明の他の目的は、残留機械的ストレス
を最大化する物質が添加された光ファイバを利用して光
ファイバ格子を製作する方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、光を導波し、実質的にシリカで形成
されたコア及びこのコア周囲を包み、実質的にシリカに
ホウ素をドーピングして形成された被覆を含むことを特
徴とする光ファイバを提供する。
【0008】また、本発明は、光を導波し、実質的にシ
リカに燐をドーピングして形成されたコア及びこのコア
周囲を包み、実質的にシリカで形成された被覆を含むこ
とを特徴とする光ファイバを提供する。
【0009】また、本発明は、実質的にシリカにホウ素
がドーピングされて形成された被覆及び実質的にシリカ
で形成されたコアを含む光ファイバ母材を形成する段階
と、この光ファイバ母材に所定の張力を印加して光ファ
イバを引き出す段階と、この引き出された光ファイバに
周期的な間隔で一定部分をアニーリングして、この光フ
ァイバに残留されたストレスを弛緩させて格子を形成す
る段階とを含むことを特徴とする光ファイバ格子製造方
法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施の
形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0011】長周期光ファイバ格子を形成する際に純粹
シリカコア光ファイバの残余ストレスを利用することが
できる。光弾性効果により引き出し張力に起因する残余
ストレスにより、コアの屈折率が減少するようになる。
CO2レーザーまたは電気アークにより、コアの残余ス
トレスを周期的に一部分ずつ弛緩させると屈折率を元来
どおり回復して結果的に格子が形成される効果を示す。
【0012】まず、ステップインデックス光ファイバの
残余ストレスに対して説明する。ステップインデックス
光ファイバは、各々異なる物質が添加されてその性質が
各々異なるコア及び被覆の二層で形成される。光ファイ
バを引き出し負荷と高い熱エネルギーとで引き出す時、
光ファイバの各層は相異なる転移温度で液体から固体に
変化し、各工程段階における熱により引張または圧縮ス
トレスを受ける。光ファイバが常温で冷却される時、異
なる種のストレスが機械的に誘導される。このような二
種の残余ストレスは持続的に光ファイバに残るようにな
る。
【0013】従って、残余ストレスは、熱的ストレスと
機械的ストレスとに区分することができるが、前者は各
層間の熱膨張係数の差に起因し、後者は各層間の粘性度
差に起因し引き出し張力と大きく関係する。
【0014】まず、熱的ストレスに対して説明すると、
光ファイバのコア及び被覆は異なる成分の物質が含まれ
ており、相異なるガラス転移温度で相異なる熱膨張係数
を持っている。各層液体の熱膨張係数は、固体の熱膨張
係数より約3倍程度さらに大きいことと知られている。
従って、ストレスプロファイルが複雑に現れる。しか
し、このような熱的ストレスは、機械的に誘導されたス
トレスに比べて相対的に低く、引き出し工程で容易に制
御されない。
【0015】一方、コアと被覆との粘性度差により引き
起こされる機械的ストレスは引き出し張力に比例する。
従って、残余ストレスは引き出し張力を制御することに
より決定されることができる。
【0016】機械的ストレスが発生されるメカニズムを
二段階に区分して説明することができ、最初の段階は高
温で引き出し張力が付加された段階であり、第二段階は
引き出し張力を除去して常温にいる段階である。
【0017】最初の段階において高温で光ファイバを引
き出す時、各層にはその粘性度、断面積及び引き出し張
力により弾性及び非弾性に起因した変形比が変化する。
張力Fと母材溶融部分のストレスとの間の関係は次の式
(1)で表現される。
【数1】 ここで、ηは粘性度、Aは断面積、Bは弾性係数、Vは
母材の溶融部分の移動速度、Zは光ファイバ軸方向から
の距離、そして下添字1及び2はコア及び被覆を各々示
す。
【0018】母材の溶融部分の半径が軟化温度で光ファ
イバの半径に到達すれば初期ストレスは次の式(2)で
表現される。
【数2】 そして、初期変形は次のように表現される。
【数3】 ここで、ε1i及びε2iは、初期及び最終弾性変形を各
々示す。
【0019】このような初期状態は、常温で引き出し張
力が除去される時まで持続される。初期状態から最終状
態に変われば、光ファイバは即刻平衡状態に回復して、
次のような二条件が適用される。すなわち、各層の弾性
変形を含む変形長さは、初期状態と最終状態とが相互同
一であり、各層が受けたストレスの合計は零になる。す
なわち、
【数4】 上記の二数学式を整理すると次の通りである。
【数5】 従って、最終状態におけるコアの変形は、次の式(6)
で表現される。
【数6】 従って、最終状態でコアにおける残余ストレスは、次の
式(7)で表現される。
【数7】
【0020】同様に、被覆の変形及びストレスは、次の
式(8)で表現される。
【数8】
【0021】熱的及び機械的ストレスにより、光ファイ
バに誘導された残余ストレスは、長周期光ファイバ格子
を製作することに利用できる。熱的ストレスは、引き出
し張力の効果を含まなく機械的ストレスに比べてそれに
よる屈折率変化が無視できる程度に小さい。しかし、機
械的ストレスは、引き出し張力に比例し、従って張力が
除去された状態でCO2レーザービームで加熱して機械
的ストレスを弛緩させることができる。光ファイバにお
いて周期的にストレスが弛緩された部分とそうでない部
分とは互いに屈折率が異なるようになる。ストレスに起
因した反射率の変化に対する光弾性効果は次の式で表現
される。
【数9】 ここで、Ca及びCbはSiO2の光弾性係数、Δnは
屈折率の変化量、σはストレス、そしてr、θ及びzは
半径成分、周辺成分及び軸成分を各々示す。光ファイバ
内に伝播される光信号に対して半径方向の屈折率が重要
である。単一モード光ファイバコアにおける軸方向のス
トレス及び半径方向の屈折率変化量は次の通りである。
【数10】
【0022】Cbの値は−4.2×1−10-12Pa-1
であるために△nrは、伸張度σ1rに対して負の値を取
る。これは、結局引張及び圧縮ストレスが屈折率の減少
及び増加を各々引き起こすことを意味する。従って、長
周期光ファイバ格子を製造するために、高い引き出し張
力で、すなわち正常的な引き出し条件よりさらに低い温
度でさらに速い巻き速度で光ファイバを引き出す必要が
ある。
【0023】以下、長周期光ファイバ格子に利用するた
めにシリカに添加される物質に対して説明する。
【0024】光ファイバは、シリカにゲルマニウム、フ
ッ素、燐、ホウ素などをドーピングして作る。GeO2
とP25とは、シリカの屈折率を高める反面、FとB2
3とはシリカの屈折率を低める。P25とB23
は、工程温度及び粘度を低めることに用いられる。
【0025】GeO2、P25及びB23のモル(mol
e)%が増えるによってそれがドーピングされたシリカ
の熱膨張係数が増加して、Fのモル(mole)%が増加
することによっては熱膨張係数が減る。シリカガラスの
粘度は、純粹シリカで最大になり、シリカに或る物質が
ドーピングされると粘度が低くなる。
【0026】図1は、ドーピング物質の種と粘度との関
係を示すグラフである。少量のドーピング物質濃度の変
化による粘度感度係数(viscosity sens
itivity coefficient)は次の数学
式で表現される。
【数11】 上記数学式からFとGeO2とがドーピングされたシリ
カのログ粘度は、次の式(12)、(13)で各々表現
される。
【数12】
【数13】
【0027】ここで、KOは純粹シリカのログ粘度であ
り、係数KF及びKGeO2は上記数学式を満足する。F及
びGeO2のドーピングによる相対的な屈折率変化は各
々負の値及び正の値を有し、各々ー0.5及び1.5で
あることに知られている
【0028】ドーピング濃度が小さい際、F及びGeO
2がドーピングされたシリカガラスのログ粘度の変化は
F及びGeO2により、各々誘導される変化の線形的な
合計になる。従って、F及びGeO2がドーピングされ
たシリカガラスのログ粘度は次の式(14)で表現され
る。
【数14】
【0029】図2Aは、P25−SiO2コア及びF−
SiO2被覆に形成された光ファイバ母材の相対的な屈
折率プロファイルを示し、図2BはP25−SiO2
ア及びF−SiO2被覆に形成された光ファイバ母材の
粘度プロファイルを示す。図2A及び図2Bから相対的
な屈折率変化による粘度の変化が図3のように表現でき
る。
【0030】P25の粘度感度係数は次の数学式で表現
され、−15と−23との間の値を有することが分か
る。すなわち、粘度感度係数はKFより相対的に大き
く、その理由はP25及びB23が工程温度をさらに低
めてガラスの粘性度を大きく減少させるためである。
【数15】
【0031】従って、P25をドーピングすることによ
りFやGeO2をドーピングしたことに比べてシリカの
粘度をさらに低めて、また工程温度を大幅低めることが
できる。一方、図1を参照する時、KB23の符号はB
23のドーピングにより誘導される屈折率変化が負の値
を有するために正の値になる。
【0032】粘度は、ガラス転移温度(glass t
ransient temperature)Tg、す
なわちガラスが液体から固体に変化される時の温度に深
く関係する。ガラスの粘度が低ければ低いほどそのガラ
ス転移温度はさらに低く現れる。なぜなら、ガラス転移
温度は約1012.6Pa・sの粘度で生じるためである。
【0033】図4A及び図4Bは、本発明による光ファ
イバのプロファイルを示す図面であり、長周期光ファイ
バ格子に適するように光ファイバに残留する機械的スト
レスを最大化するための構造を示す。光ファイバ引き出
し後、相対的に高い粘度を有する層は引張力が、相対的
に低い粘度を有する層は圧縮力が作用して光ファイバに
は機械的ストレスが残るようになる。
【0034】図面において、実線で示したことは機械的
ストレスがない光ファイバのプロファイルを示して、点
線で示したことは機械的ストレスがある光ファイバのプ
ロファイルを示す。
【0035】図4Aに示された光ファイバにおいて、光
が導波される領域であるコア41は実質的にシリカで形
成されて、コア41周囲を包む被覆42は実質的にシリ
カにホウ素をドーピングして形成される。被覆42を包
むチューブ43は実質的にシリカで形成され、粘度が相
対的に低くする。ここで、被覆42にホウ素の添加によ
り、被覆42の粘度を相対的に大幅低め、そして被覆4
2の屈折率はコア41の屈折率より低くなる。コア41
には屈折率を高める物質であるゲルマニウムがさらにド
ーピングされたり、被覆42には屈折率を低めるフッ素
がさらにドーピングされる場合がある。
【0036】図4Bに示された光ファイバにおいて、光
が導波される領域であるコア46は実質的にシリカに燐
をドーピングして形成されて、コア46周囲を包む被覆
47は実質的にシリカで形成され、被覆47を包むチュ
ーブ48は実質的にシリカで形成されて粘度が相対的に
高くする。ここで、コア46に燐の添加によりコア46
の粘度を相対的に大幅低め、そしてコア46の屈折率は
被覆47の屈折率より高まる。コア46には屈折率を高
める物質であるゲルマニウムがさらにドーピングされた
り、被覆47には屈折率を低めるフッ素がさらにドーピ
ングされる場合がある。
【0037】次に、CO2レーザーまたは電気アークを
利用して残余ストレスが誘導された光ファイバを利用し
て長周期光ファイバ格子を製作する方法に対して説明す
る。
【0038】図5は、CO2レーザーを利用して長周期
光ファイバ格子を製造する装置を示す図面である。長周
期光ファイバ格子を製造する装置は、CO2レーザーシ
ステム51、反射鏡52、レンズ53、旋盤54及び制
御用コンピュータ55で構成される。CO2レーザーシ
ステム51は、レーザーヘッド、電力モジュール、遠隔
制御部及び連結ケーブルで構成され、レーザーはユーザ
ーが出力ビームとその電力とを調整できるようにパルス
形態に発生される。パルス幅と周期とは遠隔制御部や遠
隔制御部に連結されたパルス発生器により制御できる。
金でメッキされた反射鏡52はビーム経路を制御するこ
とに用いられ、ZnSeで作られたレンズ53はビーム
を適当な幅で焦点を合せることに用いられる。
【0039】光ファイバ固定部がある旋盤54は、高解
像度のステッピングモータにより動くことができ、ステ
ッピングモータはコンピュータ55によりインタフェー
スバスの一種であるGPIB54aを通して制御され
る。白色光源及び光スペクトラム分析機が製造過程中長
周期光ファイバ格子の伝送スペクトラムを観察すること
に用いられる。
【0040】図6は、シリカコア/ホウ素がドーピング
されたDIC光ファイバで製造された長周期光ファイバ
格子の伝送スペクトラムを示す図面である。図面におい
て点線で表示されたことは10g重の張力で、実線で表
示されたことは220g重の張力で光ファイバを引き出
した場合であり、格子周期は500μm、格子長さは2
cm、出力ビームの電力は18W、露出時間は0.1
秒、そして位置(c)におけるビームの幅は200μm
(従って、エネルギー密度は1.7J/mm2)の同一な
条件で長周期光ファイバ格子を形成した場合である。
【0041】図面を参照すると、10g重の張力で引き
出された光ファイバには、いかなるフィルタリング効果
も現れないが、220g重で引き出された光ファイバに
は、1000nmで最大20dBのピーク値及び25n
mの帯域幅を有する帯域阻止フィルタ特性を示す。長周
期光ファイバ格子の屈折率変化は、周期的にビームに露
出された光ファイバ領域で残余ストレスが弛緩されて本
来の屈折率を回復することにより誘導される。
【0042】図7と図8とは、各々D/d=4及び8の
際Pがドーピングされたコア/整合被覆光ファイバで製
造された長周期光ファイバ格子の伝送スペクトラムを示
す図面である。図面において点線で表示されたことはH
2がローディングされた場合を、実線で表示されたこと
はH2がローディングされない場合を示す。製造条件と
して格子周期は500μm、格子長さは2cm、出力ビ
ームの電力は12W、露出時間は0.2秒、そして位置
(b)におけるビームの幅は377μm(従って、エネル
ギー密度は1.2J/mm2)である。
【0043】残余ストレスに関する計算から予想される
ように、D/d=4及び8であるPがドーピングされた
コア/整合被覆光ファイバに対する長周期光ファイバ格
子のフィルタリング効果は、コア層に張力を有する光フ
ァイバよりさらに弱いことが分かる。しかし、格子長さ
を増やしたり光ファイバをH2でローディングしてフィ
ルタリング効果を向上させることができる。100℃、
100bar条件で72時間の間H2ローディングを遂
行すれば刻み感度を向上させることができる反面、ピッ
チがさらに長い波長側に移動して発生される。
【0044】図9は、電気的アークを用いて長周期光フ
ァイバ格子を製造する装置を示す図面である。一対の電
極91は放電電圧を調整することに用いられ、光ファイ
バ93はV−溝92に装着されており、矢印94方向に
光ファイバ93が周期的に一定間隔ずつ移動する。
【0045】図10は、D/d=8であるPがドーピン
グされたコア/整合被覆光ファイバに対して電気アーク
及びCO2レーザーにより製造された長周期光ファイバ
格子の伝送スペクトラムを示すグラフである。これらを
相互比較すると、カップリングピークは同一な位置で発
生されれば、カップリングモードに対する電気アークの
効率はCO2レーザーによることよりさらに弱いという
ことが分かる。なぜなら、電気アークの場合には放電時
間を調整することができないのみならず、電気アークに
よりアニーリングされる境界部分が明確でないためであ
る。
【0046】残留機械的ストレスは、光ファイバの各層
間の粘度差が大きければ大きいほどまた引き出し張力が
大きければ大きいほど多く誘導され、それにより屈折率
変化と長周期格子の効果も大きくなるようになる。従っ
て、本発明では、粘度を低める効果が大きい燐やホウ素
を光ファイバに添加してより向上された性能を有する長
周期光ファイバ格子の製作が可能である。
【0047】上述のように、本発明の好ましい実施の形
態を参照して説明したが該技術分野の熟練された当業者
であれば下記の特許請求の範囲に記載された本発明の事
象及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及
び変更させることができることを理解することができ
る。
【0048】
【発明の効果】以上から述べてきたように、本発明は、
光ファイバのコアまたは被覆に粘度を低める効果が大き
い燐をコアに添加したりホウ素を被覆に添加することに
より残留機械的ストレスを大きくして、より効果的に長
周期光ファイバ格子を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ドーピング物質の種と粘度との関係を示すグ
ラフである。
【図2】(A)P25−SiO2コア及びF−SiO2
覆で形成された光ファイバ母材の相対的な屈折率プロフ
ァイルを示すグラフである。(B)その光ファイバ母材
の粘性度プロファイルを示すグラフである。
【図3】 相対的な屈折率変化による粘性度の変化を示
すグラフである。
【図4】 本発明による光ファイバのプロファイルを示
す図であり、(A)第一の実施形態、(B)第二の実施
形態を示す図である。
【図5】 CO2レーザーを利用して長周期光ファイバ
格子を製造する装置を示す図である。
【図6】 シリカコア/ホウ素がドーピングされたDI
C光ファイバで製造された長周期光ファイバ格子の伝送
スペクトラムを示す図面である。
【図7】 D/d=4の場合でPがドーピングされたコ
ア/整合被覆光ファイバで製造された長周期光ファイバ
格子の伝送スペクトルを示す図である。
【図8】 D/d=8の際場合でPがドーピングされた
コア/整合被覆光ファイバで製造された長周期光ファイ
バ格子の伝送スペクトルを示す図である。
【図9】 電気的アークを用いて長周期光ファイバ格子
を製造する装置を示す図面である。
【図10】 D/d=8であるPがドーピングされたコ
ア/整合被覆光ファイバに対して電気アーク及びCO2
レーザーにより製造された長周期光ファイバ格子の伝送
スペクトラムを示すグラフである。
【符号の説明】
41、46コア 42、47被覆 43、48チューブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/16 G02B 6/16 6/22 6/22 (72)発明者 朴 賢洙 大韓民国仁川廣域市延壽區東春洞925番地 7號 (72)発明者 朴 用雨 大韓民国ソウル特別市瑞草區瑞草洞1562番 地2號 (72)発明者 郭 京昊 大韓民国京畿道水原市八達區梅灘洞(番地 なし)住公アパート516棟508號

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を導波し、実質的にシリカで形成され
    たコアと、 このコア周囲を包み、実質的にシリカにホウ素をドーピ
    ングして形成された被覆とを含むことを特徴とする光フ
    ァイバ。
  2. 【請求項2】 このコアには、 ゲルマニウムがさらにドーピングされたことを特徴とす
    る請求項1に記載の光ファイバ。
  3. 【請求項3】 この被覆には、 フッ素がさらにドーピングされたことを特徴とする請求
    項1に記載の光ファイバ。
  4. 【請求項4】 この被覆を包み実質的にシリカで形成さ
    れたチューブをさらに備えることを特徴とする請求項1
    に記載の光ファイバ。
  5. 【請求項5】 このコアに周期的な間隔で残留ストレス
    を弛緩させて形成された格子をさらに備えることを特徴
    とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光
    ファイバ。
  6. 【請求項6】 光を導波し、実質的にシリカに燐をドー
    ピングして形成されたコアと、 このコア周囲を包み、実質的にシリカで形成された被覆
    とを含むことを特徴とする光ファイバ。
  7. 【請求項7】 このコアには、 ゲルマニウムがさらにドーピングされたことを特徴とす
    る請求項6に記載の光ファイバ。
  8. 【請求項8】 この被覆には、 フッ素がさらにドーピングされたことを特徴とする請求
    項6に記載の光ファイバ。
  9. 【請求項9】 この被覆を包み実質的にシリカで形成さ
    れたチューブをさらに備えることを特徴とする請求項6
    に記載の光ファイバ。
  10. 【請求項10】 このコアに周期的な間隔で残留ストレ
    スを弛緩させて形成された格子をさらに備えることを特
    徴とする請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の
    光ファイバ。
  11. 【請求項11】 実質的にシリカにホウ素がドーピング
    されて形成された被覆及び実質的にシリカで形成された
    コアを含む光ファイバ母材を形成する段階と、 この光ファイバ母材に所定の張力を付与して光ファイバ
    を引き出す段階と、 この引き出された光ファイバに周期的な間隔で一定部分
    をアニーリングしてこの光ファイバに残留されたストレ
    スを弛緩させて格子を形成する段階とを含むことを特徴
    とする光ファイバ格子製造方法。
  12. 【請求項12】 この格子形成段階でCO2レーザーを
    利用してアニーリングすることを特徴とする請求項11
    に記載の光ファイバ格子製造方法。
  13. 【請求項13】 この格子形成段階で電気アークを利用
    してアニーリングすることを特徴とする請求項11に記
    載の光ファイバ格子製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235264A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチモード光ファイバ

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322135B1 (ko) * 1999-03-11 2002-02-04 윤종용 잔류 기계적 스트레스를 최대화하는 광섬유 및 이를 이용한 광섬유 격자 제작방법
US6823694B2 (en) * 2000-09-01 2004-11-30 Hoya Corporation Method of manufacturing glass optical elements
WO2002093704A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 Ocg Technology Licensing, Llc Optical fiber and system containing same
EP1415183B1 (en) * 2001-07-02 2012-02-15 Acreo AB Method and device for controlling the refractive index in an optical fiber
US6768849B2 (en) 2002-07-03 2004-07-27 Fitel Usa Corp. Systems and methods for fabricating varying waveguide optical fiber device
US6826341B2 (en) * 2002-11-04 2004-11-30 Fitel Usa Corp. Systems and methods for reducing splice loss in optical fibers
NL1022315C2 (nl) * 2003-01-07 2004-07-13 Draka Fibre Technology Bv Werkwijze ter vervaardiging van een optische vezel voorzien van variaties in de brekingsindex.
US20040191637A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-30 Gregory Steckman Method for packaging thermally compensated filters
US7727228B2 (en) * 2004-03-23 2010-06-01 Medtronic Cryocath Lp Method and apparatus for inflating and deflating balloon catheters
US7366378B2 (en) * 2004-10-29 2008-04-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrafast laser machining system and method for forming diffractive structures in optical fibers
US7376307B2 (en) * 2004-10-29 2008-05-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Multimode long period fiber bragg grating machined by ultrafast laser direct writing
US7587110B2 (en) * 2005-03-22 2009-09-08 Panasonic Corporation Multicore optical fiber with integral diffractive elements machined by ultrafast laser direct writing
US7486858B2 (en) 2007-05-16 2009-02-03 Furukawa Electric North America, Inc. Systems and methods for creating localized refractive index modulations in an optical fiber
US8049885B1 (en) 2008-05-15 2011-11-01 Ondax, Inc. Method and apparatus for large spectral coverage measurement of volume holographic gratings
US7986407B2 (en) 2008-08-04 2011-07-26 Ondax, Inc. Method and apparatus using volume holographic wavelength blockers
US8369017B2 (en) * 2008-10-27 2013-02-05 Ondax, Inc. Optical pulse shaping method and apparatus
US20100159242A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Venkata Adiseshaiah Bhagavatula Semiconductor Core, Integrated Fibrous Photovoltaic Device
CN101598834B (zh) * 2009-06-26 2011-01-19 长飞光纤光缆有限公司 一种单模光纤及其制造方法
CN102992601B (zh) * 2012-12-04 2015-05-13 张立国 一种预应力玻璃激光退应力加工方法
US9599565B1 (en) 2013-10-02 2017-03-21 Ondax, Inc. Identification and analysis of materials and molecular structures
CN104402212B (zh) * 2014-11-06 2017-04-19 国家电网公司 光纤预制件
US9587983B1 (en) 2015-09-21 2017-03-07 Ondax, Inc. Thermally compensated optical probe
US10955612B2 (en) * 2018-12-31 2021-03-23 Sterlite Technologies Limited Stress-managed specialty fiber for sensory application
JPWO2021117825A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844801A (en) * 1971-02-08 1974-10-29 Owens Corning Fiberglass Corp Cladding glass compositions for light transmitting glass fibers
US3778132A (en) * 1972-10-06 1973-12-11 Bell Telephone Labor Inc Optical transmission line
US4022602A (en) * 1975-10-30 1977-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of fabricating low-loss channel optical waveguides
US4406517A (en) 1979-01-02 1983-09-27 Corning Glass Works Optical waveguide having optimal index profile for multicomponent nonlinear glass
CA1160845A (en) 1979-01-11 1984-01-24 Shiro Kurosaki Method of producing optical waveguide
JPS5611408A (en) * 1979-07-09 1981-02-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber
JPS5662204A (en) 1979-10-25 1981-05-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical transmission fiber and its manufacture
JPS56121002A (en) 1980-02-28 1981-09-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber for light transmission and its manufacture
CA1136911A (en) * 1979-10-25 1982-12-07 Takao Edahiro Optical transmission fiber and process for producing the same
DE3176131D1 (en) 1980-01-11 1987-05-27 Hitachi Ltd Method of producing a preform rod for an optical fiber
US4447125A (en) 1981-06-09 1984-05-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Low dispension single mode fiber
US4616901A (en) 1982-04-09 1986-10-14 At&T Bell Laboratories Doped optical fiber
US4810276A (en) 1987-08-05 1989-03-07 Corning Glass Works Forming optical fiber having abrupt index change
GB8722615D0 (en) * 1987-09-25 1987-11-04 Plessey Co Plc Optical fibres
EP0372450B1 (fr) * 1988-12-09 1994-01-12 Alcatel N.V. Procédé d'élaboration d'une préforme pour fibre optique à maintien de polarisation
US5287427A (en) * 1992-05-05 1994-02-15 At&T Bell Laboratories Method of making an article comprising an optical component, and article comprising the component
JPH063548A (ja) * 1992-06-16 1994-01-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ
DE69317285T2 (de) * 1992-06-24 1998-06-25 British Telecommunications P.L.C., London Lichtinduziertes gitter in glas, das b2o3 enthaelt
JPH06250041A (ja) * 1993-03-01 1994-09-09 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ型カプラの製造方法およびその装置
JP3258478B2 (ja) * 1993-12-28 2002-02-18 信越石英株式会社 熱cvd法用高粘度合成石英ガラス管およびそれを用いた光ファイバ用石英ガラスプリフォ−ム
JPH08136758A (ja) * 1994-09-13 1996-05-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 波長多重伝送用分散補償光ファイバ
GB2302413B (en) 1995-06-20 1997-11-12 Northern Telecom Ltd Bragg gratings in waveguides
FR2737806B1 (fr) * 1995-08-11 1997-09-12 Soc D Production Et De Rech Ap Dispositif et procede de traitement de surface par laser
US5703978A (en) * 1995-10-04 1997-12-30 Lucent Technologies Inc. Temperature insensitive long-period fiber grating devices
JP2832340B2 (ja) * 1996-01-19 1998-12-09 工業技術院長 光誘起屈折率変化ガラス材料の製造方法、光誘起屈折率変化ガラス材料およびガラス材料の屈折率変化方法
JPH09311231A (ja) * 1996-05-16 1997-12-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 分散シフト光ファイバ
US6050109A (en) * 1996-11-04 2000-04-18 Lucent Technologies Inc. Method for making long-period fiber gratings
UA47454C2 (uk) * 1996-12-20 2002-07-15 Научний Центр Волоконной Оптікі Прі Інстітутє Общєй Фізікі Россійской Акадєміі Наук Волоконний конвертор діаметра поля моди, спосіб локальної зміни показника заломлення оптичних хвильоводів та спосіб виготовлення заготівок для оптичних хвильоводів
JP3270353B2 (ja) * 1997-03-05 2002-04-02 日本電気株式会社 光導波路の製造方法
JP3800743B2 (ja) 1997-07-22 2006-07-26 住友電気工業株式会社 長周期グレーティングを備えた光ファイバ及びその製造方法
JPH1184151A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Fujikura Ltd 光ファイバグレーティングおよびその製造方法
US6009222A (en) 1997-09-12 1999-12-28 Dong; Liang Optical fibre and optical fibre grating
CN1274338A (zh) * 1997-10-02 2000-11-22 康宁股份有限公司 低温玻璃中的光致折射率变化
US6058231A (en) * 1998-02-13 2000-05-02 3M Innovative Properties Company Boron-doped optical fiber
KR100319293B1 (ko) * 1998-06-23 2002-03-21 김효근 이성분계실리카를이용한분산광섬유및광섬유필터
KR100274807B1 (ko) * 1998-06-24 2000-12-15 김효근 브래그격자 필터용 광섬유 및 그를 이용한 브래그 격자 필터
KR100322135B1 (ko) * 1999-03-11 2002-02-04 윤종용 잔류 기계적 스트레스를 최대화하는 광섬유 및 이를 이용한 광섬유 격자 제작방법
US6542690B1 (en) * 2000-05-08 2003-04-01 Corning Incorporated Chalcogenide doping of oxide glasses

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235264A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチモード光ファイバ

Also Published As

Publication number Publication date
GB0005641D0 (en) 2000-05-03
US20030138229A1 (en) 2003-07-24
US6845202B2 (en) 2005-01-18
GB2347759A (en) 2000-09-13
KR100322135B1 (ko) 2002-02-04
KR20000060053A (ko) 2000-10-16
US6568220B1 (en) 2003-05-27
CN1266993A (zh) 2000-09-20
CN1125354C (zh) 2003-10-22
GB2347759B (en) 2001-06-13

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