光波导装置的制作方法

专利名称：光波导装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有形成有布拉格衍射光栅的光波导的光编码器或光解码器等光波导装置。
背景技术：
光纤布拉格光栅(FBG)是在光纤芯线上形成周期性折射率调制的布拉格折射光栅，是反射具有特定波长的光的滤波器。FBG由光纤制成，所以被应用于光通信用装置中。FBG的制作方法主要有相位掩膜法和两光束干涉法。相位掩膜法具有的优点是，可以良好的再现性制作具有相同特性的FBG，并且还可使用相干性低的紫外线激光。两光束干涉法具有的优点是，可以通过改变被分成两束的紫外线光束的干涉角度来自由地设定布拉格衍射光栅的周期，但必须使用相干性高的紫外线激光(例如，参照非专利文献1)。
另外，将在布拉格衍射光栅中设置有相位偏移部的FBG(SS-FBGSuper structure-FBG)应用于OCDM(Optical CodeDivision Multiplexing)编码器及解码器(例如，参照非专利文献2及非专利文献3)。在该OCDM编码器及解码器中，在FBG折射率调制中的期望位置上形成多个相位偏移部。在该编码器及解码器中，对应代码长度及代码模式，来决定FBG折射率调制中的相位偏移部的数量和位置。
图24所示为使用SS-FBG的编码器(下面称为“FBG编码器”。)310的编码和使用SS-FBG的解码器(下面称为“FBG解码器”。)320的解码的原理图。图24是FBG编码器310和FBG解码器320各自生成代码长度为“4”的二进制相位代码或对其进行解码时的结构。FBG编码器310具有4个FBG单位(下面称为“单位FBG”。)311～314，FBG解码器320具有4个单位FBG 321～324。各单位FBG 311～314、321～324中，单位FBG的衍射光栅各自的相对相位相同(为相位量0)，或相对相位相差相位量π。在图24表示的FBG编码器310中，从左边数第3个单位FBG 313的相位与另外3个单位FBG 311、312、314的相位相对地相差相位量π。另外，在图24表示的FBG解码器320中，从左边数第2个单位FBG 322的相位与另外3个单位FBG 321、323、324的相位相对地相差相位量π。
如图24所示，若向FBG编码器310输入光脉冲330，则在单位FBG的反射率小时，由于各单位FBG 311～314的位置不同，所以由各单位FBG 311～314反射的4个光脉冲(下面称为“编码脉冲序列”。)341～344具有时间差地产生。另外，由各单位FBG 311～314反射的4个光脉冲341～344对应单位FBG 311～314的衍射光栅的相对相位，相对地具有0或π的光相位。因此，图24表示的由单位FBG 311～314反射的4个光脉冲341～344分别相对地形成
的光相位。在该编码脉冲序列的光脉冲341～344进入FBG解码器320时，与FBG编码器310相同，由单位FBG 321～324对各光脉冲341～344进行反射后的4个光脉冲341a～341d、342a～342d、343a～343d、344a～344d具有时间差地产生(即，共计产生16个光脉冲341a～341d、342a～342d、343a～343d、344a～344d)。
在图24所示的FBG解码器320中，从左边数第2个单位FBG 322的衍射光栅的相位与另外3个单位FBG 321、323、324的衍射光栅的相位相对地相差相位量π。即，FBG解码器320的单位FBG 321～324的衍射光栅的相位排列与FBG编码器310的单位FBG 311～314的衍射光栅的相位排列相反。这时，FBG编码器310的代码与FBG解码器320的代码一致。由FBG解码器320的单位FBG 321～324反射后的光脉冲分别相对地形成
或[π，0，π，π]的光相位。由FBG解码器320反射的16个光脉冲341a～341d、342a～342d、343a～343d、344a～344d中有几个发生重叠，重合的光脉冲在同相时调谐，重合的光脉冲在异相时抵消。如图24所示，在FBG编码器310与FBG解码器320的代码相同时，由于在特定时刻同相的4个光脉冲341d、342c、343b、344a重叠并调谐，在其他时刻同相和异相的光脉冲重叠并相互抵消，所以在特定时刻产生具有高强度峰值的光脉冲353。
图25(a)及(b)所示为FBG编码器(或FBG解码器)300具有的光纤301的芯线302的折射率调制结构304。在光纤芯线302上形成的衍射光栅由周期性折射率调制Δn构成。衍射光栅周期Λ在期望的反射波长λ时，满足布拉格反射公式λ＝2×neff×Λ (1)这里，neff是光纤芯线的实效折射率。
在图25(a)及(b)表示的FBG编码器300的折射率调制Δn中，与代码相对应地设置多个相位偏移部306。图25(a)及(b)表示的FBG编码器300具有7处相位偏移部306。
非专利文献1水波徹著、“光纤衍射光栅”、应用物理第67卷第9号、1993年、第1029-1033页非专利文献2西木玲彦等著、“使用SSFBG的OCDM用相位编码器的开发”、信学技法(Techical Report of IEICE.OFT2002-66)、2002年11月、第13-18页非专利文献3外林秀之著、”光码分多重网络”、应用物理第71卷第7号、2002年、第853-859页。

发明内容
可是，在现有的FBG编码器及FBG解码器中，若使输入光脉冲宽度比相邻的单位FBG间的反射脉冲的时间差(下面称为“反射脉冲时间差”。)大，则相邻的单位FBG的反射脉冲彼此重叠，在反射脉冲间产生干扰。若设单位FBG间的距离为d，则反射脉冲时间差Td为Td＝2×dxneff/C (2)这里，c是真空中的光速。
图26(a)～(d)是表示在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差大时，在相邻的单位FBG的反射脉冲间产生干扰的图。如图26(a)所示，在将脉冲宽度比单位FBG 371、372的反射脉冲时间差Td大的光脉冲360输入到具有2个单位FBG 371、372的FBG 370时，由单位FBG 371反射的光脉冲371a和由相邻的单位FBG 372反射的光脉冲372a具有反射脉冲时间差，如图26(b)所示，2个反射脉冲371a和372a的一部分重叠。在反射脉冲371a和372a具有不同相位时，产生如图26(c)所示的光脉冲的变形，在相位相同时，如图26(d)所示，光脉冲相结合。即，在现有的FBG编码器中，在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差Td大时，生成的编码脉冲序列不成形。
另外，图27是表示在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差Td小时，单位FBG的输入光脉冲宽度与频带的关系以及反射脉冲时间差与频带的关系的曲线图。如图27的曲线所示，在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差小时，输入光脉冲的频带比单位FBG的滤波频带宽。这时，单位FBG的反射光脉冲宽度宽，相邻的单位FBG的反射脉冲彼此重叠，在光脉冲间产生干扰，从而在FBG编码器中，编码脉冲序列不成形。
因此，在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差大以及比反射脉冲时间差小的任意一种情况下，在由现有的光编码器产生的编码脉冲序列的光脉冲间产生干扰，并且由现有的FBG解码器解码后的光脉冲的再现性差。
因此，本发明为解决如上所述的现有技术问题而作出，其目的在于提供一种光波导装置，可以利用滤波频带扩展结构来抑制反射脉冲宽度的扩大，从而可抑制编码脉冲序列的光脉冲间的干扰。
本发明的光波导装置具有形成有布拉格反射式的折射率调制的光波导，其特征在于所述光波导具有多个单位衍射光栅部，分别在所述光波导的长度方向上具有周期性折射率调制，并且沿所述光波导的长度方向排列；和1个或多个相位偏移部，形成在所述多个单位衍射光栅部内任意相邻的2个单位衍射光栅部之间，并且在所述相邻的2个单位衍射光栅部的折射率调制之间产生规定量的相位差，所述多个单位衍射光栅部分别具有使所述周期性折射率调制的周期沿所述光波导的长度方向缓慢增加或减少的结构。
另外，本发明的另一光波导装置具有形成有布拉格反射式折射率调制的光波导，其特征在于所述光波导具有多个单位衍射光栅部，分别在所述光波导的长度方向上具有周期性折射率调制，并且沿所述光波导的长度方向排列；和1个或多个相位偏移部，形成在所述多个单位衍射光栅部内的、任意相邻的2个单位衍射光栅部之间，并且在所述相邻的2个单位衍射光栅部的折射率调制之间产生规定量的相位差，所述多个单位衍射光栅部分别具有使所述周期性折射率调制的振幅沿所述光波导的长度方向发生变化的结构，以便在以所述光波导的长度方向和折射率为坐标轴的坐标系中描绘所述周期性折射率调制时，所述周期性折射率调制的包络线为规定的窗函数。
根据本发明的光波导装置，通过采用扩展滤波频带的结构来抑制反射脉冲宽度的扩大，从而具有可以抑制生成的脉冲序列的光脉冲间的干扰的效果。因此，在将本发明的光波导装置应用于光编码器及光解码器的情况下，可抑制由光编码器产生的编码脉冲序列的光脉冲间的干扰，另外，可提高由光解码器解码的光脉冲的可再现性。


图1(a)～(c)是表示本发明第1实施方式的FBG编码器(或FBG解码器)的图。
图2是表示单位FBG的线性调频脉冲量和频带的关系及线性调频脉冲量和反射脉冲宽度的关系的曲线图。
图3是表示为了评价本发明第1及第2实施方式的FBG编码器(或FBG解码器)的功能而使用的用于观测编码脉冲序列和解码波形的测定系统的示意图。
图4(a)是表示由现有FBG编码器生成的编码脉冲序列的图，(b)是表示由本发明第1实施方式的FBG编码器生成的编码脉冲序列的图。
图5(a)～(c)是用于说明本发明第1实施方式的效果的图，(a)表示输入脉冲，(b)表示利用现有FBG编码器编码、并利用现有FBG解码器解码后得到的解码波形，(c)表示利用第1实施方式的FBG编码器对脉冲宽度为10ps的光信号进行编码、并利用第1实施方式的FBG解码器对其进行解码后得到的解码波形。
图6(a)～(c)是表示本发明第2实施方式的FBG编码器(或FBG解码器)的图。
图7(a)～(C)是用于说明本发明第2实施方式的FBG编码器(或FBG解码器)的FBB编码器的折射率调制结构的图。
图8是表示单位FBG的高斯函数式中频带系数与反射脉冲宽度的关系以及频带系数与频带的关系的曲线图。
图9(a)是表示由现有FBG编码器生成的编码脉冲序列的图，(b)是表示由本发明第2实施方式的FBG编码器生成的编码脉冲序列的图。
图10(a)是表示用现有FBG编码器编码、并用现有FBG解码器解码后的脉冲波形形状的图，(b)是表示用第2实施方式的FBG编码器编码、并用第2实施方式的FBG解码器解码后的脉冲波形形状的图。
图11(a)及(b)是表示FBG制造装置的结构示意图，(a)是以作为光纤长度方向的X轴方向为横向的图，(b)是以与X轴方向正交的Y轴方向为横向的图。
图12是表示FBG制造装置的微动工作台的动作的说明图。
图13(a)及(b)是表示FBG的制造方法的说明图，(a)表示相位掩膜的偏移前的折射率调制的形成过程，(b)表示相位掩膜的偏移后的折射率调制的形成过程。
图14是表示微动工作台的压电元件的输入电压与偏移量的关系的图。
图15是表示具有相位偏移部的FBG的反射光谱和不具有相位偏移部的FBG的反射光谱(比较例)的图。
图16是表示在具有相位偏移部的FBG(第1实施方式)的制造中使用的相位掩膜的结构示意图。
图17(a)～(c)是表示FBG的制造方法的说明图，(a)是表示相位掩膜的振动的图，(b)是表示在相位掩膜的振动振幅小时，光纤芯线的折射率调制的振幅变大的说明图，(c)是表示在相位掩膜的振动振幅大时，光纤芯线的折射率调制的振幅变小的说明图。
图18是表示在FBG制造装置的微动工作台的压电元件的振动是SIN函数时，标准化后的相对折射率调制振幅的图。
图19(a)及(b)是用于说明形成切趾法(アポダイゼ一シヨン)的方法的图，(a)表示微动工作台的压电元件的输入电压波形，(b)表示光纤芯线的折射率调制振幅。
图20是表示具有切趾法的FBG的反射光谱和不具有切趾法的FBG的反射光谱(比较例)的图。
图21(a)～(d)是用于说明FBG的制造方法的图，(a)是表示微动工作台的压电元件的驱动电路(合成电路)的动作的说明图，(b)表示来自函数信号发生器的输入信号波形的一个例子，(c)表示来自直流电压发生器的输入电压波形的一个例子，(d)表示合成电路的输出波形。
图22(a)是表示具备相位偏移部、不具有切趾法的FBG的反射光谱(比较例)的图，(b)是表示具备相位偏移部和切趾法两者的FBG的反射光谱的图。
图23表示在具有相位偏移部的FBG(第2实施方式)的制造中使用的相位掩膜的结构示意图。
图24是表示FBG编码器的编码和FBG解码器的解码的原理图。
图25(a)～(b)是表示现有FBG编码器或FBG解码器具有的光纤芯线的折射率调制结构的图。
图26(a)～(d)是表示在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差大时，在相邻的单位FBG的反射脉冲间产生干扰脉冲的图。
图27是表示在输入光脉冲宽度比反射脉冲时间差小时，单位FBG的输入光脉冲宽度与频带的关系以及反射脉冲时间差与频带的关系的曲线图。
相位偏移相位偏移最佳实施方式 第1实施方式图1(a)～(c)是表示作为本发明第1实施方式的光波导装置的FBG编码器(或FBG解码器)100的图。图1(a)表示FBG编码器100的光纤111的芯线(即，光纤芯线)112的折射率调制114及相位偏移部116，图1(b)表示在图1(a)所示的光纤芯线112中的折射率调制Δn，图1(c)是图1(b)的部分放大图。如图1(a)～(c)所示，FBG编码器100具有作为光波导的光纤111，该光纤111具有形成了布拉格反射式折射率调制的光纤芯线112和光纤芯线112周围的包层113。
如图1(a)～(c)所示，光纤芯线112具有多个单位FBG(单位衍射光栅部)115，该多个单位FBG 115分别在光纤111的长度方向(图1(a)～(c)中的横向)上具有周期性折射率调制114，并且沿光纤111的长度方向排列。另外，光纤芯线112具有1个或多个(在图1(a)及(b)中有7个)相位偏移部116，该相位偏移部116形成在多个单位FBG 115内任意相邻的2个单位FBG之间，并且在该相邻的2个单位FBG 115的折射率调制之间产生规定量的相位差。另外，在第1实施方式中，多个单位FBG 115分别构成为使周期性折射率调制的周期沿光纤111的长度方向缓慢地增加或减少的结构(即，线性调频脉冲结构)。
在图1(a)～(c)中，FBG编码器100反射以代码长度“15”从输入光脉冲编码成2进制相位的光脉冲。图1(a)所示的FBG编码器100具有在光纤111的芯线112中形成的周期性衍射光栅。图1(c)的单位FBG 115的折射率调制结构是，满足布拉格反射公式λ＝2×neff×Λ的衍射光栅的折射率调制周期Λ沿光纤的长度方向，从最小周期Λmin向最大周期Λmax缓慢地增加(称为”线性调频脉冲”)。另外，neff是有效折射率。在第1实施方式中，所有单位FBG 115都为相同的线性调频脉冲结构。另外，对应光脉冲编码，在单位FBG 115之间具有相位偏移部116，并且1个相位偏移部116的移位量是单位FBG 115长度方向上的中央位置的折射率调制周期Λc的1/2。
图2是表示输入光脉冲宽度为10ps时的单位FBG的线性调频脉冲量与频带的关系以及线性调频脉冲量与反射光的脉冲宽度(反射脉冲宽度)的关系的曲线图。具有图2曲线所示特性的单位FBG的结构是，长度约为2.4mm，折射率调制的线性调频脉冲相对长度以1次函数从最小周期Λmin变化至最大周期Λmax。另外，设单位FBG的折射率调制周期的总变化量×2×neff为”线性调频脉冲量”。如图2所示，可以利用单位FBG的线性调频脉冲量(单位nm)来调整单位FBG的滤波频带(单位nm)，线性调频脉冲量越大，越可抑制反射脉冲宽度(单位nm)的扩大。就是说，若通过对应输入光的脉冲宽度来决定单位FBG具有的线性调频脉冲量(即，通过使用具有与输入光的脉冲宽度相对应的线性调频脉冲量的单位FBG)，从而调整单位FBG的滤波频带，则可抑制反射脉冲宽度的扩大。
图3是表示为了评价本发明(第1及第2实施方式)的FBG编码器的功能而使用的用于观测编码脉冲序列和解码波形的测定系统的示意图。在图3所示的测定系统中，光脉冲发生器131连续地产生1.25GHz的光脉冲132。该光脉冲132的脉冲宽度为10ps。该光脉冲132通过光循环器133输入到FBG编码器134。FBG编码器134的反射光通过光循环器133输出，由示波器135观测编码脉冲序列。另外，通过光循环器133输出的编码脉冲序列通过光循环器136输入到FBG解码器137。FBG解码器137的反射光通过光循环器136输出，由示波器138观测解码波形。
图4(a)是表示由图3的测定系统观测的、现有结构的FBG编码器(图25(a)及(b))的编码脉冲序列和第1实施方式的FBG编码器(图1(a)～(c))100的编码脉冲序列的图。这些FBG编码器的规格设为，在代码长度为“15”时，单位FBG的长度(单位FBG长)为2.4mm，折射率调制周期Λ(现有例)及单位FBG长度方向上的中央位置的折射调制周期Λc(第1实施方式)为约540nm。另外，第1实施方式的FBG编码器100的单位FBG 115的线性调频脉冲量为0.8nm。来自图3的测定系统的光脉冲发生器131的脉冲间隔为1.25GHz，该光脉冲的脉冲宽度为10ps。如图4(a)所示，观测到的波形是，由图25(a)所示的现有结构的FBG编码器生成的编码脉冲序列在同相位的光脉冲间发生光脉冲重叠，相邻的光脉冲相结合。与此相反，如图4(b)所示，观测到的波形是，由图1(a)所示的第1实施方式结构的FBG编码器100生成的编码脉冲序列抑制了光脉冲的扩大，并且编码脉冲序列的各个光脉冲可明确区分。
图5(a)～(c)是用于说明第1实施方式的效果的图，图5(a)表示脉冲宽度(10ps)的输入脉冲，图5(b)表示利用现有的FBG编码器编码、并利用现有的FBG解码器解码后得到的解码波形，图5(c)表示将脉冲宽度为10ps的光信号用第1实施方式的FBG编码器编码、并用第1实施方式的FBG解码器解码后得到的解码波形。从图5(b)和图5(c)的比较可看出，由现有FBG编码器编码、并由现有FBG解码器解码后的脉冲波形形状有所扩大(脉冲宽度的增加及脉冲强度的降低)，但由本发明第1实施方式的FBG编码器编码、并由第1实施方式的FBG解码器解码后的脉冲波形形状没有扩大(脉冲宽度的增加及脉冲宽度的降低)。据此可以确认，若使用第1实施方式的FBG编码器及FBG解码器，则可恢复与图5(a)的输入脉冲同等的波形(图5(c))，从而再现性良好。
另外，在上述说明中，说明了使单位FBG的线性调频脉冲量沿光纤的长度方向增加的情况，但也可采用使单位FBG的线性调频脉冲量沿光纤的长度方向减少的结构。
第2实施方式图6(a)～(c)是表示作为本发明第2实施方式的光波导装置的FBG编码器(或FBG解码器)160的图。图6(a)表示FBG编码器160的光纤161的芯线162的折射率调制164及相位偏移部166，图6(b)表示图6(a)所示的光纤芯线162的折射率调制Δn，图6(c)是图6(b)的部分放大图。如图6(a)～(c)所示，FBG编码器160具有作为光波导的光纤161，该光纤161具有形成有布拉格反射式折射率调制的光纤芯线162和光纤芯线162周围的包层163。
如图6(a)～(c)所示，光纤芯线162具有多个单位FBG(单位衍射光栅部)165，该多个单位FBG 165分别在光纤161的长度方向(图6(a)～(c)中的横向)上具有周期性折射率调制164，并且沿光纤161的长度方向排列。另外，光纤芯线162具有1个或多个(在图6(a)及(b)中有7个)相位偏移部166，该相位偏移部166形成在多个单位FBG 165内任意相邻的2个单位FBG之间，并且在该相邻的2个单位FBG 165的折射率调制之间产生规定量的相位差。另外，如图6(b)及(c)所示，在第2实施方式中，多个单位FBG 165分别具有使周期性折射率调制的振幅沿光纤160的长度方向发生变化的结构，一边在以光纤160的长度方向和折射率为坐标轴的坐标系中描绘周期性折射率调制时，周期性折射率调制的包络线为规定的窗函数。
在图6(a)～(c)中，FBG编码器160反射以代码长度“15”从输入光脉冲编码成2进制相位的光脉冲。图6(a)所示的FBG编码器160具有在光纤161的芯线162中形成的周期性衍射光栅。图6(c)中单位FBG 165的折射率调制结构为满足布拉格反射公式λ＝2×neff×Λ的衍射光栅的折射率调制周期Λ。在第2实施方式中，所有单位FBG165都是相同的结构。另外，对应光脉冲编码，在单位FBG 165之间具有相位偏移部166，并且使1个相位偏移部166的移位量是单位FBG165的折射率调制周期Λ的1/2。
图7(a)～(c)是用于说明单位FBG 165的折射率调制结构的图。图7(a)表示与图25(b)所示的现有FBG编码器相同的折射率调制结构。另外，图7(b)表示第2实施方式中具有单位FBG的周期T的、FBG编码器整体的折射率调制的包络线。本发明第2实施方式的FBG编码器的结构是将图7(b)的具有单位FBG的周期T的折射率调制包络线(可以用窗函数表示)加到图7(a)的衍射光栅的折射率调制上后形成的的图7(c)的折射率调制。图7(b)的单位FBG的窗函数nunit按照nunit＝exp{(-1)×ln(2)×[2×(x-L/2)/(L×B)]2}(3)
的高斯函数，以单位FBG的周期T重复。这里，L表示单位FBG长，B表示频带调整系数(频带系数)，ln(·)表示自然对数，exp{·}表示指数函数。另外，如图7(b)所示，该折射率调制的振幅以恒定值Nc为中心。
本发明第2实施方式的FBG编码器的结构是，折射率调制的周期Λ恒定，并且不具有线性调频脉冲等的折射率调制周期的变动，所以容易制作。例如，可以使用改良了相位掩膜法的、本申请人的以前申请(特愿平2003-279518)中所示的FBG制造方法及制造装置来制作FBG编码器。下面叙述该FBG制造方法及制造装置。
在上述说明中，说明了在每个单位FBG的窗函数中使用高斯函数的示例，但也可使用其它信号处理的窗函数，例如函数(Raisedcosine(升余弦)函数、Tanh(双曲正切)函数、Blanckman(布莱克曼)函数、Hamming(汉明)函数、Hanning(汉宁)函数等)等。
图8是表示输入光脉冲宽度为10ps时单位FBG的高斯函数式(3)的频带系数B与反射脉冲宽度的关系以及频带系数B与频带的关系的曲线图。具有图8曲线所示特性的单位FBG的结构是，长度约为2.4mm。如图8所示，由于应用单位FBG的高斯函数包络线，与现有的FBG编码器的单位FBG(长度为2.4mm、反射脉冲宽度约为17.5ps、频带为0.31nm)相比，可扩展单位FBG的滤波频带，并且可抑制反射脉冲宽度的增加。如图8所示，在将高斯函数用作窗函数时，频带系数B越小，越可抑制反射脉冲宽度的扩大。因此，通过改变式(3)中频带系数B的值，可调整FBG编码器的滤波频带。就是说，若通过与输入光的脉冲宽度相对应地来确定单位FBG具有的折射率调制振幅(即，通过使用具有与输入光的脉冲宽度相对应的折射率调制振幅的单位FBG)，从而调整单位FBG的滤波频带，则可抑制反射光的脉冲宽度的扩大。
图9(a)是表示通过图3的测定系统观测的、现有结构的FBG编码器(图25(a)及(b))的编码脉冲序列和第2实施方式的FBG编码器(图6(a)～(c))160的编码脉冲序列的图。该FBG编码器的规格设为，在代码长度为“15”时，单位FBG的长度(单位FBG长)为2.4mm，折射率调制周期Λ约为540nm。另外，窗函数的频带调整系数为0.5。如图9(a)所示，观测到的波形是，由图25(a)所示的现有结构的FBG编码器生成的编码脉冲序列在同相位的光脉冲间光脉冲重叠，相邻的光脉冲相结合。与此相反，如图9(b)所示，观测到的波形是，由图6(a)～(c)所示的第2实施方式结构的FBG编码器160生成的编码脉冲序列抑制了光脉冲的扩大，并且编码脉冲序列的各个光脉冲可明确区分。
图10(a)及(b)是用于说明第2实施方式的效果的图。图10(a)表示用现有FBG编码器编码并用现有FBG解码器解码后得到的解码波形，图10(b)表示将脉冲宽度为10ps的光信号用第2实施方式的FBG编码器编码并用第2实施方式的FBG解码器解码后得到的解码波形。从图10(a)与图10(b)的比较可看出，用现有FBG编码器编码、并用现有FBG解码器解码后的脉冲波形形状有所扩大(脉冲宽度的增加及脉冲强度的降低)，但用本发明第2实施方式的FBG编码器编码、并用第2实施方式的FBG解码器解码后的脉冲波形形状扩大(脉冲宽度的增加及脉冲强度的降低)程度小。据此可以确认，若使用第2实施方式的FBG编码器及FBG解码器，则可恢复与输入脉冲同等的波形，从而再现性良好。
FBG光编码器的制造方法[3-1]具有相位偏移部的FBG(第1及第2实施方式)的制造方法图11(a)及(b)是表示FBG制造装置的结构示意图，图11(a)是以作为光纤长度方向的X轴方向为横向的图，图11(b)是以与X轴方向正交的Y轴方向为横向的图。如图11(a)及(b)所示，FBG制造装置具有基板211；使该基板211移动或旋转的工作台系统212；设置在基板211上的光纤支架213；固定在基板211上的微动工作台214；固定在该微动工作台214上的相位掩膜支架215；和固定在该相位掩膜支架215上的相位掩膜216。另外，该FBG制造装置具有向由光纤支架213拉成直线状的光纤210照射紫外激光220的光学系统221。另外，作为光纤210，使用其光纤芯线的折射率随紫外线的照射而变化的感光性光纤。
如图11(a)及(b)所示，工作台系统212具有θ轴旋转工作台212a；Y轴移动工作台212b；和X轴移动工作台212c。θ轴旋转工作台212a利用来自脉冲电机等驱动源(未图示)的驱动力，使基板211以与基板211的表面正交的轴线(图11(a)及(b)中沿纵向延伸的轴线(未图示))为中心旋转。θ轴旋转工作台212a用于使由光纤支架213保持的光纤210的长度方向成为与X轴方向(X轴移动工作台12c的移动方向)平行的方向。Y轴移动工作台212b利用来自脉冲电机等驱动源(未图示)的驱动力，使θ轴旋转工作台212a及基板211沿与X轴方向正交的Y轴方向(Y轴移动工作台212b的移动方向，在图11(b)中是横向)移动。Y轴移动工作台212b使θ轴旋转工作台212a及基板211沿Y轴方向移动，以使由光纤支架213保持的光纤210的光纤芯线的位置与紫外激光220的照射位置一致。不特别限制θ轴旋转工作台212a进行的光纤210的方向调整过程及Y轴移动工作台212b进行的光纤210的Y轴方向上的位置的调整过程。
X轴移动工作台212c利用来自脉冲电机等驱动源(未图示)的驱动力，使Y轴移动工作台212b、θ轴旋转工作台212a及基板211沿X轴方向(图11(a)中的横向)移动。X轴移动工作台212c的最大移动距离例如是150mm，位置移动分辨率例如是1μm。X轴移动工作台212c使保持在基板211上的光纤支架213上的光纤210沿其长度方向(通过θ轴旋转工作台212a及Y轴移动工作台212b与X轴方向一致)移动，从而使紫外激光220在光纤210上的照射位置沿X轴方向移动(即，由紫外激光220扫描光纤210的光纤芯线)。
基板211上的微动工作台214以压电元件(PZT)作为驱动源，使相位掩膜支架215及相位掩膜216沿X轴方向微动或振动。微动工作台214的最大移动距离例如是35μm，位置移动分辨率例如是1nm。使用位置移动分辨率为1nm的压电元件的微动工作台214适用于使光纤芯线210a的布喇格衍射光栅具有相位偏移部或折射率调制振幅的变化的用途。另外，压电元件的移动量可通过控制压电元件的输入电压来调整。
θ轴旋转工作台212a、Y轴移动工作台212b、X轴移动工作台212c及微动工作台214的动作由各自的驱动电路(图11(a)及(b)中未图示)根据来自个人计算机(PC)等控制装置(未图示)的控制信号来控制。
如图11(b)所示，照射紫外激光220的光学系统221具有激光光源221a、透镜221b和反射镜221c。激光光源221a例如是产生波长为244nm的光的Ar-CW激光器(例如Coherent公司制造的INNOVA300Fred(商品名))。来自激光光源221a的紫外激光由透镜221b会聚、由反射镜221c反射，然后通过相位掩膜216照射到光纤210的光纤芯线上。在图11(a)及(b)中，紫外激光的照射位置被固定，并且紫外激光220的扫描通过X轴移动工作台212C对基板211的移动来进行。但是，也可以不利用X轴移动工作台212c使基板211沿X轴方向移动，而是固定基板211，使光学系统221沿X轴方向移动。
图12是表示FBG制造装置的微动工作台214的动作的说明图。微动工作台214的动作是由驱动电路(图12中的直流电压发生器217)根据来自个人计算机等控制装置(未图示)的控制信号、通过调整微动工作台214的压电元件的外加电压来控制。工作台系统212的控制装置和微动工作台214的控制电路通常是相同的个人计算机。
图13(a)及(b)是表示FBG的制造方法的说明图。图13(a)表示相位掩膜216的偏移前的折射率调制的形成过程，图13(b)表示相位掩膜216的偏移后的折射率调制的形成过程。如图13(a)及(b)所示，紫外激光220通过相位掩膜216后，产生相位掩膜216的衍射光栅周期的1/2周期的干涉条纹(干扰光220a)。若将该干涉条纹照射到光纤芯线210a上，则与照射光量相对应地使光纤芯线210a的折射率增加，并且在光纤芯线210a上形成由周期性折射率调制产生的布拉格衍射光栅。
如图11(a)及(b)和图13(a)及(b)所示，通过X轴移动工作台212c使基板211沿X轴方向的移动，具体地说，向图13(a)及(b)所示的箭头方向的移动，紫外激光220的照射位置从位置PA通过位置PB移动到位置PC。在紫外激光220的照射位置变为位置PB时，利用微动工作台214使相位掩膜216沿作为光纤210长度方向的X轴方向(本例中，沿与箭头A方向相反的方向)移动规定距离(微动)。这时的相位掩膜216的移动距离为相位掩膜216的衍射光栅周期的1/4(即，在光纤芯线210a上形成的布拉格衍射光栅周期的1/2)。
如图13(a)及(b)所示，通过紫外激光220从位置PA至位置PB的扫描，在光纤芯线210a上形成布拉格衍射光栅231。这时的紫外激光220的扫描速度例如是在10μm/s～100μm/s范围内设定的恒定值。在该扫描期间内，相位掩膜216与光纤210的相对位置不变。
如图13(b)所示，由于紫外激光220的照射位置到达位置PB时微动工作台214的微动，在光纤芯线210a上形成相位偏移部233。这时的微动量(偏移量)是光纤芯线210a的布拉格衍射光栅周期的1/2(相位掩膜16的衍射光栅周期的1/4)，并且该移位量是相位偏移部的长度。移位量例如为0.268μm。这时，向使用压电元件的微动工作台214的压电元件的输入电压约为180mV。根据如图14所示的微动工作台的压电元件的输入电压与偏移量的关系求出输入电压。但是，图14的关系不过是一个例子，压电元件的输入电压与偏移量的关系随着压电元件的种类而变化。
如图13(b)所示，通过紫外激光220从位置PB至位置PC的扫描，在光纤芯线210a上形成布拉格衍射光栅232。这时的紫外激光220的扫描速度例如是在10μm/s～100μm/s范围内设定的恒定值。在该扫描期间内，相位掩膜16与光纤10的相对位置不变。另外，固定紫外激光220的照射位置，利用X轴移动工作台12c使光纤210沿箭头A方向移动，并且利用微动工作台14使相位掩膜16沿X轴方向移动，但在图13(a)及(b)中，为了容易理解相位掩膜216与光纤芯线210a在X轴方向上的位置关系，通过移动紫外激光220的位置来进行描绘。
通过上述过程，在光纤芯线210a上形成以位置PB为分界、从位置PA至位置PB的布拉格衍射光栅231和从位置PB至位置PC的布拉格衍射光栅232的相位偏移布拉格衍射光栅周期的1/2的FBG。
在上述说明中说明了具有一个相位偏移部233的FBG的制造方法，但通过重复微动工作台214使相位掩膜216进行的微动，可制造具有多个相位偏移部的FBG。另外，若用相同的个人计算机来控制X轴移动工作台212C和微动工作台214的动作，并在X轴移动工作台212c的动作中，使微动工作台214以期望的多个坐标动作，则也可在期望的位置上形成多个相位偏移部233。并且，使用SS-FBG的OCDM用编码器和解码器利用任意代码的代码长度和模式，使布拉格衍射光栅中具有多个相位偏移部233，但上述FBG制造方法适用于这种FBG的制造。
另外，通过调整微动工作台214的输入电压，可控制相位偏移量，并且可制造具有偏移量是形成在光纤芯线上的布拉格衍射光栅的1/4周期或3/4周期等任意移位量的相位偏移部的FBG。一般地，相位偏移量是比相位掩膜216的衍射光栅周期的1/2小的值(即，是比在光纤芯线210a上形成的布拉格衍射光栅的周期小的值)。另外，必要时，相位偏移量也可为比相位掩膜的衍射光栅周期的1/2大的值(即，是比在光纤芯线210a上形成的布拉格衍射光栅的周期大的值)。
图15是表示具有相位偏移部的FBG的反射光谱和不具有相位偏移部的FBG的反射光谱(比较例)的图。如图15中的粗线(With phaseshift)所示，在FBG长度的中央具有布拉格衍射光栅的1/2周期的相位偏移部33的FBG的反射光谱在反射频带中央具有下陷。这时的FBG长为2.4mm，在其中央(距端部1.2mm的位置)设置相位偏移部。另外，如图15中的细线(W/O phase shift)所示，在不具有相位偏移部的FBG的反射光谱中，在反射频带中央不显现下陷。在本例的情况下，根据上述反射光谱的实测值可以确认，在FBG中良好地形成布拉格衍射光栅的1/2周期长度的相位偏移部。
若使用上述FBG制造方法或制造装置，则不交换相位掩膜216，也可在光纤芯线210a的期望位置上形成具有期望相位偏移量的相位偏移部233的布拉格衍射光栅。
在制造具有作为第1实施方式说明的相位偏移部的FBG时，使用如图16所示的相位掩膜1。图16所示的相位掩膜1具有15个单位衍射光栅2连续地连接(在图16中，省略中央部分的图示)的结构。这些单位衍射光栅2彼此是相同的结构，单位衍射光栅2的长度为2.4mm，单位衍射光栅2中央的光栅周期约为1080nm，且单位衍射光栅2具有被换算成FBG的反射波长的线性调频脉冲量0.8nm。另外，单位衍射光栅2之间的相位关系是，各单位中心的衍射光栅周期沿长度方向位于使相位一致的位置上。
在制造第1实施方式的FBG时，通过边扫描紫外激光，边照射因通过相位掩膜1而产生的紫外激光的干扰光，从而在光纤芯线上形成布拉格衍射光栅。这时，在将紫外激光照射到该相位掩膜1的单位衍射光栅间的交界(在图16中，用三角标记表示的位置)上时，通过使该相位掩膜1瞬间微动，形成相位偏移部(图1的符号116)。在制造第1实施方式的OCDM用编码器或解码器时，在将紫外激光照射到该相位掩膜1的单位衍射光栅2间的交界(在图16中，用三角标记表示的位置)上时，通过与代码相对应地使该相位掩膜1移动单位衍射光栅中心周期的1/4或不移动，来制作具有相位偏移部的FBG。
具有切趾法的FBG(第2实施方式)的制造方法在下面的FBG制造方法中，使用微动工作台驱动用的函数电压信号发生器，向微动工作台的压电元件施加期望的函数波形的电压振幅，从而使相位掩膜振动。通过微动工作台使相位掩膜的振动，使光纤芯线的折射率调制的振幅发生变化，从而使其具有例如切趾法。
图11(a)及(b)所示的FBG的制造方法具有下述步骤利用相位掩膜法，沿光纤210的长度方向(X轴方向)扫描紫外激光220，从而在光纤芯线210a上沿光纤210的长度方向形成周期性折射率调制。另外，该FBG的制造方法还具有如下步骤与所述紫外激光220的扫描步骤并行，使相位掩膜法中使用的相位掩膜216沿光纤210的长度方向振动，并使该振动的振幅与紫外激光210的照射位置相对应地连续地增加或减少，从而使在光纤芯线210a上形成的折射率调制的振幅发生变化。
图17(a)～(c)是表示FBG的制造方法的说明图，图17(a)是表示相位掩膜的振动的图，图17(b)是表示在相位掩膜的振动振幅小时，光纤芯线的折射率调制的振幅变大的说明图，图17(c)是表示在相位掩膜的振动振幅大时，光纤芯线的折射率调制的振幅变小的说明图。如图17(a)所示，若使相位掩膜216在实线位置与虚线位置之间反复移动(即振动)，则干扰光214对光纤芯线210a的照射位置也发生变化。在光纤芯线210a的激光束照射量恒定时，如图17(b)所示，由于在相位掩膜216的振动振幅小时，干扰光214对光纤芯线210a的照射范围窄，所以光纤芯线210a的布拉格衍射光栅的折射率调制振幅变大。另外，相位掩膜216的振动振幅与图17(b)中表示干扰光照射强度的3条曲线(实线、细虚线、粗虚线)中的实线和粗虚线的相位差相对应。另外，如图17(c)所示，由于在相位掩膜216的振动振幅大时，干扰光241对光纤芯线210a的照射范围宽，所以光纤芯线210a的布拉格衍射光栅的折射率调制振幅变小。另外，相位掩膜216的振动振幅与图17(c)中表示干扰光照射强度的3条曲线(实线、细虚线、调粗虚线)中的实线和粗虚线的相位差相对应。其中，图17(b)情况下的平均折射率变化量Nb与图17(c)情况下的平均折射率变化量Nc相等。
图18是表示FBG制造装置的微动工作台的压电元件的振动为SIN函数时，标准化后的相对折射率调制振幅的图。该标准化是在SIN函数的输入振幅电压为0mV时，使光纤芯线210a的布拉格衍射光栅的折射率调制振幅为1。另外，该曲线表示振动函数为SIN波(或COSIN波)时模拟与测定值的关系。这时的振动频率为10Hz。可知在以SIN波(或COSIN波)函数的振幅进行控制时，模拟与实验值几乎一致。
图19(a)及(b)是用于说明形成切趾法的方法的图，图19(a)表示微动工作台的压电元件的输入电压波形，图19(b)表示光纤芯线的折射率调制振幅。所谓切趾法技术，是使FBG的周期性折射率调制的包络线成为如图19(b)所示的形状(钟状)，并且控制起因于FBG两端的法布里佩洛的副瓣(side lobe)的技术。在形成FBG的周期性折射率调制283的包络线281为如图19(b)所示形状的布拉格衍射光栅的情况下，可以使输入SIN波(或COSIN波)函数的电压振幅相对FBG长度方向的位置如图19(a)所示。另外，根据标准化后的光纤芯线的衍射光栅的折射率调制振幅相对图18所示的SIN函数的输入振幅电压的关系，可得到为了得到包络线281所需的电压振幅。因此，通过控制压电元件的输入电压，可在光纤芯线的布拉格衍射光栅中形成切趾法。
图20是表示具有切趾法的FBG的反射光谱与不具有切趾法的FBG的反射光谱(比较例)的图。上述FBG长为4.8mm。这里，以式(4)的升余弦函数形成被切趾(即具有切趾法)的折射率调制的包络线。
f(x)＝1+cos(2πx/Lo) (4)这里，Lo表示FBG全长。若将图20中用实线表示的、具有切趾法的FBG的反射光谱(With apodize)和图20中用虚线表示的、不具有切趾法的FBG的反射光谱(W/O apodize)进行比较，则可知在具有切趾法的FBG的情况下，副瓣被抑制。另外，在上述说明中，在切趾法中使用了升余弦函数，但也可使用其他函数。
若使用上述FBG的制造方法或制造装置，则可在光纤芯线210a的期望位置形成折射率调制振幅的变动(例如，切趾法)。
另外，在上述FBG的制造方法或制造装置中，为形成折射率调制振幅的变动，使相位掩膜216沿其长度方向振动，所以紫外激光220与光纤芯线210a在Y轴方向上的位置关系不偏离。另外，由于相位掩膜16在Y轴方向上的宽度大到5mm～10mm左右，所以由相位掩膜16在Y轴方向上的偏离所导致的、紫外激光向光纤芯线210a的照射量没有变化。因此，若使用上述FBG的制造方法或制造装置，在光纤芯线210a上形成布拉格衍射光栅，则可减小起因于光纤宽度方向的偏离的折射率调制振幅的差异。
并且，在将施加在微动工作台214的压电元件上的电压作为函数电压信号发生器，从而使压电元件振动时，若以平滑的SIN波(或COSIN波)使振幅变化的变动发生振动，则模拟的FBG折射率调制的振幅与实际制造的FBG的折射率调制的振幅几乎一致。因此，可将实际制造的FBG的折射率调制的振幅换算成微动工作台214的压电元件的输入电压，从而可使得到期望的FBG折射率调制的过程设计变得容易。
具有切趾法及相位偏移部的FBG(第2实施方式)的制造方法在制造具备相位偏移部及折射率变动振幅变化两者的FBG的方法中，将合成了所述直流电压发生器的输出与函数电压信号发生器的输出的信号输入到微动工作台的压电元件，从而使相位掩膜216振动及微动。
该FBG的制造方法具有下述步骤利用相位掩膜法，沿光纤210的长度方向(X轴方向)扫描紫外激光220，从而在光纤芯线210a上沿光纤210的长度方向形成周期性折射率调制。另外，该FBG的制造方法具有如下步骤与所述的紫外激光220的扫描步骤并行，在紫外激光220的照射位置变成规定位置时，通过使在相位掩膜法中使用的相位掩膜216瞬时沿光纤210的长度方向移动(微动)规定距离，在光纤芯线210a上形成的周期性折射率调制上形成相位偏移部233。并且，该FBG的制造方法具有如下步骤通过使在相位掩膜法中使用的相位掩膜216沿光纤210的长度方向振动，并使该振动的振幅与紫外激光210的照射位置相对应地连续增加或减少，从而使在光纤芯线210a上形成的折射率调制的振幅发生变化。
图21(a)～(d)是用于说明FBG的制造方法的图，图21(a)是表示微动工作台的压电元件的驱动电路(合成电路)251的动作的说明图，图21(b)表示来自函数信号发生器的输入信号波形的一个例子，图21(c)表示来自直流电压发生器的输入电压波形的一个例子，图21(d)表示合成电路251的输出波形。如图21(a)所示，将函数电压信号发生器的电压振幅与直流电压发生器的直流电压输入到合成电路，输出合成电压波形。
下面，说明FBG具有1个相位偏移部，并且对FBG实施切趾法技术时，FBG的制造方法。另外，表示FBG长为2.4mm、在FBG长度的中央具有布拉格衍射光栅1/2周期长度的相位偏移部、从FBG的端部开始每隔1.2mm实施升余弦函数的切趾的情况。
FBG的制造方法如下。通过图11(a)及(b)表示的制造装置使X轴移动工作台212c动作后，紫外激光220通过相位掩膜216扫描光纤芯线10a。如图21(d)所示，在扫描开始之初，折射率调制振幅约为0，所以输入到压电元件的振幅电压大，约为268mV。在相位偏移形成前的1.2mm长布拉格衍射光栅的形成中，根据FBG全长为1.2mm的升余弦函数式换算成相对图18所示的SIN函数的输入振幅电压的标准化后的光纤芯线的衍射光栅的折射率调制振幅后，如图21(d)所示，其输入电压振幅变动到约0mV～268mV。如图21(d)所示，扫描距离为1.2mm时，为形成布拉格衍射光栅的1/2周期长度的相位偏移部(268μm)，提供约180mV的直流电压。扫描距离超过1.2mm后，用于形成剩余的1.2mm长的布拉格衍射光栅的输入电压振幅如图21(d)所示，提供与相位偏移前的1.2mm扫描相同的输入电压振幅变化。
图22(a)表示具备相位偏移部、不具有切趾法的FBG的反射光谱(比较例)的图，图22(b)是表示具备相位偏移部和切趾法两者的FBG的反射光谱的图。在图22(a)及(b)中，表示在FBG中央具有一个布拉格衍射光栅的1/2周期长度的相位偏移部的2.4mm长的FBG中，实施了切趾的FBG和未实施切趾的FBG的反射光谱。可知在实施了切趾的FBG的反射光谱中副瓣被抑制。
在上述说明中，说明了具有一个相位偏移部、在切趾中使用升余弦函数的FBG的制作示例，但通过同样的方法，可制作具有多个相位部和任意相位偏移量、且在切趾中应用任意函数的FBG。这样，通过合成直流电压发生器的电压和函数电压信号发生器的信号，并施加给微动工作台的压电元件，可使微动工作台振动且移位，并可形成具有期望量与数的相位偏移且实施了期望函数的切趾的FBG。
在制造具有作为第2实施方式来说明的相位偏移部的FBG时，使用如图22所示的相位掩膜5。图23所示的相位掩膜5的衍射光栅部的长度为36mm以上，衍射光栅的周期在各部中恒定，约为1080nm，相位一致。
在制造第2实施方式的FBG时，通过边扫描紫外激光，边照射因通过相位掩膜5而产生的紫外激光的干扰光，从而在光纤芯线上形成布拉格衍射光栅。这时，在到达照射紫外激光的期望位置时，通过瞬时使该相位掩膜微动，在期望的位置上形成相位偏移部(图6的符号166)。在第2实施方式的OCDM用编码器或解码器的制造中，在距紫外激光的照射的开始地点2.4mm周期的位置，通过与代码相对应地使该相位掩膜移动单位衍射光栅中心周期的1/4或不移动，来制作具有相位偏移部的FBG。
另外，在第2实施方式中，在切趾(窗函数)中采用式(3)表示的高斯函数。为使相位掩膜振动，向微动工作台的压电元件提供根据图18所示的输入振幅电压与标准化后的相对折射率调制振幅的关系，从以该函数计算的折射率调制振幅计算出的输入振幅电压。
另外，在FBG的制造方法或制造装置中，为了形成折射率调制振幅的变动，使相位掩膜216沿其长度方向微动及振动，所以，如使光纤210振动的现有技术那样，紫外激光220和光纤芯线210a在Y轴方向上的位置关系不偏离。另外，由于相位掩膜16在Y轴方向上的宽度大到5mm～10mm左右，所以不存在由相位掩膜216在Y轴方向上的偏差所导致的、向光纤芯线210a的紫外激光的照射量的变化。因此，若使用上述说明的FBG的制造方法或制造装置，在光纤芯线210a上形成布拉格衍射光栅，则可减小起因于光纤宽度方向上的偏离的折射率调制振幅的差异。
利用方式的说明在上述实施方式中，在光纤芯线上形成布拉格衍射光栅，但只要是可用任意方法实施折射率调制的光波导，就可使用本发明的折射率调制结构。
权利要求
1.一种光波导装置，具有形成有布拉格反射式折射率调制的光波导，其特征在于，所述光波导具有多个单位衍射光栅部，分别在所述光波导的长度方向上具有周期性折射率调制，并且沿所述光波导的长度方向排列；和1个或多个相位偏移部，形成于所述多个单位衍射光栅部内任意相邻的2个单位衍射光栅部之间，并且在所述相邻的2个单位衍射光栅部的折射率调制之间产生规定量的相位差，所述多个单位衍射光栅部分别具有使所述周期性折射率调制的周期沿所述光波导的长度方向缓慢地增加或减少的结构。
2.一种光波导装置，具有形成有布拉格反射式折射率调制的光波导，其特征在于，所述光波导具有多个单位衍射光栅部，分别在所述光波导的长度方向上具有周期性折射率调制，并且沿所述光波导的长度方向排列；和1个或多个相位偏移部，形成于所述多个单位衍射光栅部内任意相邻的2个单位衍射光栅部之间，并且在所述相邻的2个单位衍射光栅部的折射率调制之间产生规定量的相位差，所述多个单位衍射光栅部分别具有使所述周期性折射率调制的振幅沿所述光波导的长度方向发生变化的结构，以便在以所述光波导的长度方向和折射率为坐标轴的坐标系中描绘所述周期性折射率调制时，所述周期性折射率调制的包络线为规定的窗函数。
3.根据权利要求2所述的光波导装置，其特征在于所述规定的窗函数是高斯函数、升余弦函数、双曲正切函数、布莱克曼函数、汉明函数、汉宁函数中的任意一个。
4.根据权利要求1～3中任意一个所述的光波导装置，其特征在于所述光波导是光纤，在所述光纤的芯线上形成所述折射率调制。
5.根据权利要求1～4中任意一个所述的光波导装置，其特征在于所述多个单位衍射光栅部分别具有互相相同的折射率调制结构。
6.根据权利要求1～5中任意一个所述的光波导装置，其特征在于所述光波导装置是光编码器或光解码器中的任意一个。
7.根据权利要求1～6中任意一个所述的光波导装置，其特征在于所述相位偏移部中的所述规定量的相位差为π。
8.根据权利要求1或2所述的光波导装置，其特征在于对应输入到所述光波导的光脉冲的脉冲宽度，来确定表示所述单位衍射光栅部的折射率调制周期的变化量或所述单位衍射光栅部的折射率调制的包络线的所述窗函数。
全文摘要
本发明提供一种光波导装置，通过抑制反射脉冲宽度的扩大，可抑制生成的脉冲序列的光脉冲间的干扰。作为光波导装置的FBG编码器(110)具有多个单位FBG(115)，分别在光纤(111)的长度方向上具有周期性折射率调制，并沿光纤(111)的长度方向排列；和相位偏移部(116)，形成于多个单位FBG(115)内任意相邻的2个单位FBG之间，并在相邻的2个单位FBG(115)的折射率调制之间产生规定量的相位差。单位FBG(115)具有使周期性折射率调制的周期沿光纤(111)的长度方向缓慢增加或减少，或使周期性折射率调制的振幅沿光纤(111)的长度方向发生变化的结构，以使周期性折射率调制的包络线成为规定的窗函数。
文档编号G02B5/18GK1725092SQ20051008745
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月22日 优先权日2004年7月23日
发明者佐佐木健介 申请人:冲电气工业株式会社