JP2002221674A - 波長可変光部品 - Google Patents
波長可変光部品Info
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Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成でコスト的にも優れるものでありな
がら、良好はチューニング範囲を得ることができる波長
可変光部品を提供する。 【解決手段】グレーティングファイバのブラッグ反射波
長を変化させる波長可変光部品において、該部品は、該
ファイバの長さ方向に延出すると共に屈曲可能な支持体
を有しており、該グレーティングファイバは該支持体の
屈曲中心から偏倚させた部位に設けてあり、該支持体の
屈曲によりグレーティングを圧縮および伸長させるよう
に構成した。
がら、良好はチューニング範囲を得ることができる波長
可変光部品を提供する。 【解決手段】グレーティングファイバのブラッグ反射波
長を変化させる波長可変光部品において、該部品は、該
ファイバの長さ方向に延出すると共に屈曲可能な支持体
を有しており、該グレーティングファイバは該支持体の
屈曲中心から偏倚させた部位に設けてあり、該支持体の
屈曲によりグレーティングを圧縮および伸長させるよう
に構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長可変フィルタ
や波長可変レーザ等の波長可変光部品に関するものであ
る。
や波長可変レーザ等の波長可変光部品に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】波長可変光源、波長可変フィルタ等のチ
ューナブルな光部品の波長選択手段として、ファイバブ
ラッググレーティング（ＦＢＧ）が用いられている。フ
ァイバ中を導波する光波は、ＦＢＧの周期と導波光に対
するファイバコアの実効屈折率で決定されるブラッグ波
長で選択的に反射される。したがって、ＦＢＧの周期と
コアの屈折率のいずれかを変化させることでブラッグ波
長を変化させることができる。
ューナブルな光部品の波長選択手段として、ファイバブ
ラッググレーティング（ＦＢＧ）が用いられている。フ
ァイバ中を導波する光波は、ＦＢＧの周期と導波光に対
するファイバコアの実効屈折率で決定されるブラッグ波
長で選択的に反射される。したがって、ＦＢＧの周期と
コアの屈折率のいずれかを変化させることでブラッグ波
長を変化させることができる。
【０００３】従来、ブラッグ波長は、温度を変えること
によりＦＢＧの屈折率及び周期を変化させる方法、ある
いは、機械的な応力を加えてＦＢＧを伸縮させて、周期
を変化させる方法が採用されている。
によりＦＢＧの屈折率及び周期を変化させる方法、ある
いは、機械的な応力を加えてＦＢＧを伸縮させて、周期
を変化させる方法が採用されている。
【０００４】しかしながら、温度による手法において
は、シリカファイバは低い温度係数（１０ｐｍ／℃）を
有しているため、チューニングに時間を要するという不
具合がある。一方、機械的伸縮は比較的に短時間でより
大きい範囲で波長を変化させることができる。
は、シリカファイバは低い温度係数（１０ｐｍ／℃）を
有しているため、チューニングに時間を要するという不
具合がある。一方、機械的伸縮は比較的に短時間でより
大きい範囲で波長を変化させることができる。
【０００５】機械的手法における引張では、一般にファ
イバは安全に１％は伸ばすことができると言われてい
る。実際に使用されているグレーティングはこのタイプ
のものが多く、５ｎｍ程度までの波長可変ができるが、
極めて壊れ易いという不具合がある。
イバは安全に１％は伸ばすことができると言われてい
る。実際に使用されているグレーティングはこのタイプ
のものが多く、５ｎｍ程度までの波長可変ができるが、
極めて壊れ易いという不具合がある。
【０００６】また、圧縮は引張に比べて破壊に対する抵
抗が大きく（ファイバの圧縮は引張の２３倍強いとされ
ている。）、より広い範囲（４５ｎｍ以上）の波長可変
ができる。圧縮により波長可変とする手法については、
特表平１０−５０７０３６号に記載されている。このも
のでは、３２ｎｍの波長可変範囲が得られるが、チュー
ニング速度が遅く、しかも、特別なフェルール、スリー
ブ、Ｖ溝等を用いた複雑な設計となっている。
抗が大きく（ファイバの圧縮は引張の２３倍強いとされ
ている。）、より広い範囲（４５ｎｍ以上）の波長可変
ができる。圧縮により波長可変とする手法については、
特表平１０−５０７０３６号に記載されている。このも
のでは、３２ｎｍの波長可変範囲が得られるが、チュー
ニング速度が遅く、しかも、特別なフェルール、スリー
ブ、Ｖ溝等を用いた複雑な設計となっている。
【０００７】また、Ｉｏｃｃｏ等が提案したデバイス
（Ａ．Ｉｏｃｃｏ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１７（７），１９
９９）では、４５ｎｍのチューニング範囲が得られ、か
つ、チューニング速度（２１ｎｍ／ｍｓ）も速い。しか
しながら、特別な形状のフェルールを必要とするため構
成が複雑であり、しかも、ピエゾ素子を利用したアクチ
ュエータの駆動には二つの高電圧アンプ（１０００Ｖ，
１００Ｗ）が必要であった。
（Ａ．Ｉｏｃｃｏ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１７（７），１９
９９）では、４５ｎｍのチューニング範囲が得られ、か
つ、チューニング速度（２１ｎｍ／ｍｓ）も速い。しか
しながら、特別な形状のフェルールを必要とするため構
成が複雑であり、しかも、ピエゾ素子を利用したアクチ
ュエータの駆動には二つの高電圧アンプ（１０００Ｖ，
１００Ｗ）が必要であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
波長可変手段の不具合を解決するべく創案されたもので
あって、簡単な構成でコスト的にも優れるものでありな
がら、良好なチューニング範囲を得ることができる波長
可変光部品を提供することを目的とするものである。
波長可変手段の不具合を解決するべく創案されたもので
あって、簡単な構成でコスト的にも優れるものでありな
がら、良好なチューニング範囲を得ることができる波長
可変光部品を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採用した技術手段は、グレーティングファイ
バのブラッグ反射波長を変化させる波長可変光部品にお
いて、該部品は、該ファイバの長さ方向に延出すると共
に屈曲可能な支持体を有しており、該グレーティングフ
ァイバは該支持体の屈曲中心から偏倚させた部位に設け
てあり、該支持体の屈曲によりグレーティングを圧縮お
よび伸長させるものである。グレーティングファイバを
屈曲中心に対して偏倚した部位に設けることで、支持体
の屈曲方向を変えるのみで、選択的にグレーティング部
分を圧縮あるいは伸長させることができ、簡単な構成で
ありながら全体として広い範囲で波長を変化させること
ができる。
に本発明が採用した技術手段は、グレーティングファイ
バのブラッグ反射波長を変化させる波長可変光部品にお
いて、該部品は、該ファイバの長さ方向に延出すると共
に屈曲可能な支持体を有しており、該グレーティングフ
ァイバは該支持体の屈曲中心から偏倚させた部位に設け
てあり、該支持体の屈曲によりグレーティングを圧縮お
よび伸長させるものである。グレーティングファイバを
屈曲中心に対して偏倚した部位に設けることで、支持体
の屈曲方向を変えるのみで、選択的にグレーティング部
分を圧縮あるいは伸長させることができ、簡単な構成で
ありながら全体として広い範囲で波長を変化させること
ができる。
【００１０】支持体は可撓性を有する屈曲自在な部材で
あればよく、材質、形状等は限定されない。材質として
は、ガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）等の合成
樹脂、金属が例示される。形状としては、平板状、棒状
等が例示されるが、一つの好ましい形態では支持体は平
板状部材から構成される。
あればよく、材質、形状等は限定されない。材質として
は、ガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）等の合成
樹脂、金属が例示される。形状としては、平板状、棒状
等が例示されるが、一つの好ましい形態では支持体は平
板状部材から構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】先ず、ＦＢＧ（ファイバブラッグ
グレーティング）の製作法について説明する。ＦＢＧは
水素担持分散シフトファイバに、２４４ｎｍの２倍周波
数アルゴン―イオンレーザによるスキャニング形相マス
ク法で形成した。ＦＢＧの長さは５ｍｍであり、８０ｍ
Ｗのレーザパワーで全体のスキャニング時間が５分以内
で書き込んだ。反射モードにおけるスペクトルサイドロ
ーブを減少させるためにｔａｎｈ（２０ｘ）アポダイゼ
イションプロフィールが採用されている。
グレーティング）の製作法について説明する。ＦＢＧは
水素担持分散シフトファイバに、２４４ｎｍの２倍周波
数アルゴン―イオンレーザによるスキャニング形相マス
ク法で形成した。ＦＢＧの長さは５ｍｍであり、８０ｍ
Ｗのレーザパワーで全体のスキャニング時間が５分以内
で書き込んだ。反射モードにおけるスペクトルサイドロ
ーブを減少させるためにｔａｎｈ（２０ｘ）アポダイゼ
イションプロフィールが採用されている。
【００１２】図１は、本発明に係る波長可変フィルタの
一つの態様を示す図である。波長可変フィルタは、光フ
ァイバ１、光ファイバ１に形成されたＦＢＧ２、ファイ
バのＦＢＧ２が形成された部位（グレーティングファイ
バ）を支持する支持体３とを有する。支持体３はＦＲＰ
から形成された薄肉の板状部材であり、板状部材の面を
挟んで異なる二方向に選択して屈曲自在である。グレー
ティングファイバは、屈曲自在の支持体３において、支
持体の厚さ内で偏倚した位置に埋設されている。
一つの態様を示す図である。波長可変フィルタは、光フ
ァイバ１、光ファイバ１に形成されたＦＢＧ２、ファイ
バのＦＢＧ２が形成された部位（グレーティングファイ
バ）を支持する支持体３とを有する。支持体３はＦＲＰ
から形成された薄肉の板状部材であり、板状部材の面を
挟んで異なる二方向に選択して屈曲自在である。グレー
ティングファイバは、屈曲自在の支持体３において、支
持体の厚さ内で偏倚した位置に埋設されている。
【００１３】グレーティングファイバを偏倚した部位に
設ける手段としては、例えば、支持体３を厚さの異なる
二枚の板状部材から構成して、二枚の板状部材の間にＦ
ＢＧを備えたファイバを挟持固定させることによって行
なう。あるいは、図５（ａ），（ｂ）に示すように支持
体３の表面に設けてもよい。支持体３を該屈曲中心軸に
対して上下方向に屈曲させることで、該グレーティング
ファイバに圧縮あるいは引張を選択して与えて波長を変
化させる。図１において、本体を上方に屈曲させるとＦ
ＢＧが圧縮され、下方に屈曲させるとＦＢＧが伸長され
る。
設ける手段としては、例えば、支持体３を厚さの異なる
二枚の板状部材から構成して、二枚の板状部材の間にＦ
ＢＧを備えたファイバを挟持固定させることによって行
なう。あるいは、図５（ａ），（ｂ）に示すように支持
体３の表面に設けてもよい。支持体３を該屈曲中心軸に
対して上下方向に屈曲させることで、該グレーティング
ファイバに圧縮あるいは引張を選択して与えて波長を変
化させる。図１において、本体を上方に屈曲させるとＦ
ＢＧが圧縮され、下方に屈曲させるとＦＢＧが伸長され
る。
【００１４】図１に示すように、ＦＢＧ２は厚さ方向の
中心からｄだけ偏倚した部位に埋設されている。支持体
を屈曲させる半径をＲとすると、ＦＢＧの歪みは、ε＝
ｄ／Ｒで表される。そして、波長変化は、△λ＝０．７
８×ε×λで表される。したがって、波長変化は、偏倚
寸法ｄに比例すると共に、屈曲半径Ｒに反比例する。
中心からｄだけ偏倚した部位に埋設されている。支持体
を屈曲させる半径をＲとすると、ＦＢＧの歪みは、ε＝
ｄ／Ｒで表される。そして、波長変化は、△λ＝０．７
８×ε×λで表される。したがって、波長変化は、偏倚
寸法ｄに比例すると共に、屈曲半径Ｒに反比例する。
【００１５】図２に示すように、全体で、１５２５ｎｍ
〜１５６５ｎｍのチューニング範囲が得られた。伸長に
よるチューニングは、１５５２ｎｍ〜１５６５ｎｍ（＋
１３ｎｍ）であり、さらに屈曲させると破壊閾値に達す
る。圧縮によるチューニングは、１５５２ｎｍ〜１５２
５ｎｍ（−２７ｎｍ）である。圧縮の場合は、さらに屈
曲させることが可能である。
〜１５６５ｎｍのチューニング範囲が得られた。伸長に
よるチューニングは、１５５２ｎｍ〜１５６５ｎｍ（＋
１３ｎｍ）であり、さらに屈曲させると破壊閾値に達す
る。圧縮によるチューニングは、１５５２ｎｍ〜１５２
５ｎｍ（−２７ｎｍ）である。圧縮の場合は、さらに屈
曲させることが可能である。
【００１６】図３はチューニング特性を示す図である。
グレーティング反射率および３ｄＢ帯域幅においては、
波長スペクトルは、極めて小さい変化を示している。こ
のことから、本手法の適用性および堅牢性が確認され
る。また、偏波依存損失も無視できることもわかった。
本装置によれば、波長をさらに１５２５ｎｍ以下にチュ
ーニングすることも可能である。
グレーティング反射率および３ｄＢ帯域幅においては、
波長スペクトルは、極めて小さい変化を示している。こ
のことから、本手法の適用性および堅牢性が確認され
る。また、偏波依存損失も無視できることもわかった。
本装置によれば、波長をさらに１５２５ｎｍ以下にチュ
ーニングすることも可能である。
【００１７】図４は、厚さの異なる二つの支持体につい
て、波長変化を比較したものである。上図は厚さ０．５
ｍｍのプラスチックであり、下図は厚さ１ｍｍのプラス
チックである。上図、下図共に、グレーティングファイ
バは支持体の表面に接着した。上図では３０ｎｍの波長
可変が得られ、下図では４５ｎｍの波長可変が得られ
た。グレーティングファイバの支持体への接着は、歪み
ゲージ固定用セメント（Strain Gage Cement CC-33A、
協和電業株式会社）を接着剤として用いた。尚、ファイ
バを接着する場合において、使用される接着剤の種類は
歪みゲージ固定用セメントに限定されるものではない。
て、波長変化を比較したものである。上図は厚さ０．５
ｍｍのプラスチックであり、下図は厚さ１ｍｍのプラス
チックである。上図、下図共に、グレーティングファイ
バは支持体の表面に接着した。上図では３０ｎｍの波長
可変が得られ、下図では４５ｎｍの波長可変が得られ
た。グレーティングファイバの支持体への接着は、歪み
ゲージ固定用セメント（Strain Gage Cement CC-33A、
協和電業株式会社）を接着剤として用いた。尚、ファイ
バを接着する場合において、使用される接着剤の種類は
歪みゲージ固定用セメントに限定されるものではない。
【００１８】図５は、波長可変フィルタの他の実施形態
を示す図である。図５（ａ）は、グレーティングファイ
バ１を支持体３の一側の表面に接着したものである。こ
のものでは、屈曲中心からの偏倚寸法ｄを大きく取るこ
とができる。図５（ｂ）においては、支持体３はプラス
チック３ａ、金属板状体３ｂの二枚を重合させて形成さ
れており、図示のものでは、金属板状体３ｂの厚さはプ
ラスチック板状体３ａの厚さよりも薄肉に形成されてい
る。グレーティングファイバ１はプラスチック３ａ側の
表面に接着されている。支持体３を剛性率の異なる材料
（プラスチックスと金属）を重合させて構成すること
で、屈曲の重心が剛性率の高い材料側に移動し、見かけ
上、単一の材料から支持体を構成したものに比べて、材
料の厚さが増すことになる。したがって、偏倚寸法ｄ
（歪みε）を大きくすることができ、波長可変範囲を広
げることができる。
を示す図である。図５（ａ）は、グレーティングファイ
バ１を支持体３の一側の表面に接着したものである。こ
のものでは、屈曲中心からの偏倚寸法ｄを大きく取るこ
とができる。図５（ｂ）においては、支持体３はプラス
チック３ａ、金属板状体３ｂの二枚を重合させて形成さ
れており、図示のものでは、金属板状体３ｂの厚さはプ
ラスチック板状体３ａの厚さよりも薄肉に形成されてい
る。グレーティングファイバ１はプラスチック３ａ側の
表面に接着されている。支持体３を剛性率の異なる材料
（プラスチックスと金属）を重合させて構成すること
で、屈曲の重心が剛性率の高い材料側に移動し、見かけ
上、単一の材料から支持体を構成したものに比べて、材
料の厚さが増すことになる。したがって、偏倚寸法ｄ
（歪みε）を大きくすることができ、波長可変範囲を広
げることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成でコスト的
にも優れるものでありながら、良好はチューニング範囲
を得ることができる波長可変光部品を提供することがで
きる。
にも優れるものでありながら、良好はチューニング範囲
を得ることができる波長可変光部品を提供することがで
きる。
【図１】上図は本発明に係る波長可変フィルタの概略側
面図であり、下図はＦＢＧのスペクトラム応答を示す図
である。
面図であり、下図はＦＢＧのスペクトラム応答を示す図
である。
【図２】異なる可変波長におけるファイバグレーティン
グの反射スペクトルを示す図である。
グの反射スペクトルを示す図である。
【図３】波長可変範囲における、正規化された反射率及
び３ｄＢ帯域幅とを示す図である。
び３ｄＢ帯域幅とを示す図である。
【図４】異なる厚さの材料における、波長変位と屈曲半
径との関係を示す図である。
径との関係を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は波長可変フィルタの他の実施
形態を示す概略側面図である。
形態を示す概略側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジー ユン セット 東京都江戸川区北葛西３−８−３ (72)発明者 菊池 和朗 横浜市港北区新吉田町1139−１ フォルム 綱島クレスタワーズ1304号 (72)発明者 多久島 裕一 横浜市港北区日吉本町２−22−７ シャル マン日吉202号 Ｆターム(参考） 2H038 BA25 CA52 2H041 AA21 AB38 AC01 AZ01 2H050 AB03Z AB05X AC84 AD00 AD16
Claims (10)
- 【請求項１】グレーティングファイバのブラッグ反射波
長を変化させる波長可変光部品において、該部品は、該
ファイバの長さ方向に延出すると共に屈曲可能な支持体
を有しており、該グレーティングファイバは該支持体の
屈曲中心から偏倚した部位に位置させて該支持体に設け
てあり、屈曲方向を選択して該支持体を屈曲させること
によりグレーティングを圧縮および伸長させるように構
成したことを特徴とする波長可変光部品。 - 【請求項２】請求項１において、前記支持体は板状部材
であることを特徴とする波長可変光部品。 - 【請求項３】請求項２において、前記グレーティングフ
ァイバは該板板状部材の表面に設けてあることを特徴と
する波長可変部品。 - 【請求項４】請求項２において、前記グレーティングフ
ァイバは該板状部材の厚さ内において、厚さの中心を通
る中心軸から偏倚させて埋設されていることを特徴とす
る波長可変部品。 - 【請求項５】請求項４において、該板状部材は厚さの異
なる二枚の板状部材を重合させて形成されており、該グ
レーティングファイバを該二枚の板状部材間に挟持させ
たことを特徴とする波長可変部品。 - 【請求項６】請求項２乃至５いずれかにおいて、該板状
部材はそれぞれ剛性率の異なる材料から構成された二枚
以上の板状部材を重合させて形成されていることを特徴
とする波長可変部品。 - 【請求項７】請求項６において、該板状部材は二枚の板
状部材を重合させて形成されており、剛性率の小さい板
状部材の肉厚は、剛性率の大きい板状部材の肉厚よりも
大きいことを特徴とする波長可変部品。 - 【請求項８】請求項７において、該グレーティングファ
イバは剛性率の小さい板状部材の表面に接着されている
ことを特徴とする波長可変部品。 - 【請求項９】請求項６乃至８いずれかにおいて、剛性率
の異なる部材は、金属およびプラスチックから構成され
ている板状部材を含むことを特徴とする波長可変部品。 - 【請求項１０】請求項１において、前記支持体は棒状部
材であることを特徴とする波長可変部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019718A JP2002221674A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 波長可変光部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019718A JP2002221674A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 波長可変光部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221674A true JP2002221674A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18885550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001019718A Pending JP2002221674A (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 波長可変光部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002221674A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140085626A1 (en) * | 2012-09-24 | 2014-03-27 | T&S Communications Co., Ltd. | Optical fiber grating tracker and method for detecting optical fiber line fault |
| CN113983942A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-28 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种盾构隧道管片错台的光纤光栅监测方法及装置 |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001019718A patent/JP2002221674A/ja active Pending
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